JPH1070301A - 受光素子 - Google Patents

受光素子

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JPH1070301A
JPH1070301A JP8226771A JP22677196A JPH1070301A JP H1070301 A JPH1070301 A JP H1070301A JP 8226771 A JP8226771 A JP 8226771A JP 22677196 A JP22677196 A JP 22677196A JP H1070301 A JPH1070301 A JP H1070301A
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Susumu Nishimura
晋 西村
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Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Electric Co Ltd
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Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
Tottori Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速性、高光感度性を保ち、電磁シールド効
果を有する、光センサーに好適な受光素子を提供する。 【解決手段】 抵抗値が500Ωcm以上の低不純物濃
度を有したP型導電性の半導体基板を用い、その裏面に
P型高濃度層を設ける。表面側の略中央部に受光部を形
成し、その受光部の更に表面に受光部より広い面積で設
けられたシート抵抗が20KΩ/ロ以下のP型高濃度薄
層と、それを囲繞するP型高濃度層とを設ける。またそ
の周辺を覆う導電体の中にその素子を配置し、導電体と
高濃度薄層をグランド電位に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光センサーに好適な
電磁シールド効果を有した受光素子に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より赤外線リモコンや短距離光通信
の受信部を構成する光センサーに用いられる受光素子に
おいては、例えば実公平5−36181号公報に示され
るように、素子の前方に金属メッシュや導電性フィルム
を配置してグランド電位に接続し、あるいは素子の表面
に透明電極等で電磁シールドを施して、金属ケースに収
納したり樹脂モールドを行っていた。
【0003】一方、受光素子と受光信号処理回路をモノ
リシックに組み込む場合、特公平7−120761号公
報などに示されるように、受光信号処理回路のゲートや
ソースを形成するときに同時に受光素子の表面に高濃度
層を形成し、この高濃度層で配線と同時にシールドをさ
せようとするものがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、受光素
子組立て体の中に電磁シールドを埋め込むものはメッシ
ュやフィルムの位置ずれ防止や配線などが煩雑であり、
素子表面に透明電極等を設けるとそのシールド用電極と
素子表面の間でコンデンサーを形成してしまい、電気容
量の増大となって、受信感度が低下し、光通信にあって
は通信可能到達距離が著しく短くなるという不都合があ
る。
【0005】一方、受光素子と受光信号処理回路をモノ
リシックに組み込む場合、受光素子に求められる光電気
特性に対応する層の深さや不純物濃度と、回路部分に求
められるドーパントや不純物濃度が異なり、あるいはこ
れら受光素子と回路部分の間のマッチングが取れなくな
るので、理論的にはシールド層を配線に利用することは
可能であるが、光信号の減衰やS/N比低下を生じるこ
ととなった。更にこのようなモノリシック受光素子は、
製造プロセスが回路部分に制約されるので、受光素子の
応答性が悪くなっていた。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の点を考慮
してなされたもので、低不純物濃度を有したP型導電性
の半導体基板を用い、その半導体基板の裏面に設けられ
たP型高濃度層と、その半導体基板の表面側の略中央部
に受光部として設けられたN型高濃度層と、そのN型高
濃度層の更に表面にそのN型高濃度層より広い面積で設
けられたシート抵抗が低いP型高濃度薄層と、半導体基
板の表面においてP型高濃度薄層の周囲を囲繞するP型
高濃度層とを設けたもので、受光部表面のP型高濃度薄
層がシールド効果を有するPIN受光素子が得られ、さ
らに、この様な素子の周辺をその受光部表面のP型高濃
度薄層と等電位に接続された導電性材料で覆う(包囲す
る)とより好ましい。
【0007】
【発明の実施の形態】図1は本発明実施例の受光素子の
載置状態の側面模式図、図2はその受光素子の平面図で
ある。これらの図において、1は、抵抗値が500Ωc
m以上の低不純物濃度の半導体基板で、厚さ180乃至
400μmのP型Siからなる素子基板である。この半
導体基板1の抵抗値は、バイアス電圧を印加したときに
空乏層が層の厚み全体に広がって受信感度を良好に保つ
のに有効な値で、好ましくは800〜1200Ωcmで
ある。2は、半導体基板1の表面側の略中央部に受光部
として設けられたN型高濃度層で、図の例では略正方形
に設けられている。この受光部であるN型高濃度層2
は、その表面の一部からN型オーミック電極21が接続
されており、例えば燐(P)を深さ1〜5μmに拡散す
ることにより不純物濃度が1×1020cm-3程度に設け
られたものである。
【0008】3は、半導体基板1の裏面に設けられたP
型高濃度層で、P型オーミック電極4を設ける場合に必
要なもので、ホウ素(B)を拡散し、不純物濃度が略1
×1020cm-3となるように設けられている。従って、
P型電極を表面側から取り出す場合などにはこのP型高
濃度層3は不要である。
【0009】5は、N型高濃度層2の更に表面に設けら
れたP型高濃度薄層で、N型高濃度層2の表面側の大部
分を覆うようにN型高濃度層2より広い面積で設けら
れ、深さはN型高濃度層2より浅く、例えば0.5〜2
μmである。このようなP型高濃度薄層5は、ホウ素
(B)を拡散して得られるが、導電性を得るために例え
ば表面抵抗が30Ω/ロとなっている。好ましくは、シ
ート抵抗が20KΩ/ロ以下となるように構成されてい
る。そしてP型高濃度薄層5はシールド電極51にオー
ミック接触している。
【0010】6は半導体基板1の表面においてP型高濃
度薄層5の周囲を囲繞するP型高濃度層で、受光部表面
のP型高濃度薄層5と分離され、不純物濃度が略1×1
20cm-3で深さが1〜7μmとP型高濃度薄層5より
も深いほうが好ましい。そしてその囲繞P型高濃度層6
の上方において、P型高濃度層6を覆うように、前述の
シールド電極51を口字状に配置してある。なお表面に
は、表面保護及び不所望の反射防止のために、二酸化シ
リコンとか窒化シリコンからなる絶縁膜11が設けてあ
り、電極21、51がオーミックを取る部分においては
フォトリソグラフィ技術などを用いて透孔が設けてあ
る。
【0011】この様な受光素子は、導電接着剤7を用い
てフレーム8に固着されるが、素子の側面から入射する
ノイズを対策するために、金属フレームなどの導電性材
料9で素子の側面を包囲するのが好ましく、受光部表面
のP型高濃度薄層5のシールド電極51と導電性材料9
をワイヤボンド線等で接続して等電位面とするのが最も
好ましい。
【0012】かかる構成において、受光素子はいわゆる
PINフォトダイオードを形成し、受光感度が高く取れ
る構成となっており、しかも効果的な電磁シールド効果
をもたらすことができる。図3は、この受光部表面のP
型高濃度薄層6の表面抵抗値と、この受光素子を赤外線
受光モジュールに組み込んだときの信号到達距離の相関
図であり、受光部表面のP型高濃度薄層6の表面抵抗値
が10KΩ/ロ以下で特に優れた効果があることを示し
ている。また、テレビ受像機とインバータ螢光灯をノイ
ズ源として配置してノイズ耐性を調べた。その結果、本
発明の受光素子をそのまま使用した場合、ロット平均で
ノイズ源から16mmはなれた場所で受光モジュールの
出力にノイズの影響が現れたが、受光素子の周囲に導電
性材料9を設けた場合、受光モジュールをノイズ源ケー
ス(外箱)に当接させても、その出力にノイズの影響は
現れなかった。
【0013】
【発明の効果】以上の如く、本発明はPINフォトダイ
オードとしての高感度な受光素子特性を保ち、しかも、
表面に電磁ーシールド層、電磁シールドリング電極、対
向リング層等々を有し、組立てに支障を与えないで効率
良く電磁シールドを行うことができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例の受光素子の載置状態の側面模式
図である。
【図2】本発明実施例の受光素子の平面図である。
【図3】P型高濃度薄層6の表面抵抗値と信号到達距離
の相関図である。
【符号の説明】
1 半導体基板 2 N型高濃度層(受光部) 3 P型高濃度層 4 P型オーミック電極 5 P型高濃度薄層 6 P型高濃度層 7 導電接着剤 8 フレーム 9 導電性材料

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 低不純物濃度を有したP型導電性の半導
    体基板を用い、その半導体基板の裏面に設けられたP型
    高濃度層と、その半導体基板の表面側の略中央部に受光
    部として設けられたN型高濃度層と、そのN型高濃度層
    の更に表面に該N型高濃度層より広い面積で設けられた
    シート抵抗が低いP型高濃度薄層と、半導体基板の表面
    においてP型高濃度薄層の周囲を囲繞するP型高濃度層
    とを具備したことを特徴とする受光素子。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009158569A (ja) * 2007-12-25 2009-07-16 Seiko Instruments Inc 光検出半導体装置、光検出装置、及び画像表示装置
JP2015041746A (ja) * 2013-08-23 2015-03-02 株式会社豊田中央研究所 シングルフォトンアバランシェダイオード
JP2017005276A (ja) * 2016-09-30 2017-01-05 株式会社豊田中央研究所 シングルフォトンアバランシェダイオード

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JP2015041746A (ja) * 2013-08-23 2015-03-02 株式会社豊田中央研究所 シングルフォトンアバランシェダイオード
JP2017005276A (ja) * 2016-09-30 2017-01-05 株式会社豊田中央研究所 シングルフォトンアバランシェダイオード

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