JPH1070301A - 受光素子 - Google Patents
受光素子Info
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Abstract
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
電磁シールド効果を有した受光素子に関する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
020cm-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。
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。
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。
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。
図である。
の相関図である。
Claims (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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1996226771A JP3594418B6 (ja) | 1996-08-28 | 受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1996226771A JP3594418B6 (ja) | 1996-08-28 | 受光素子 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1070301A true JPH1070301A (ja) | 1998-03-10 |
| JP3594418B2 JP3594418B2 (ja) | 2004-12-02 |
| JP3594418B6 JP3594418B6 (ja) | 2005-02-16 |
Family
ID=
Cited By (3)
| 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 |
Cited By (3)
| 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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3594418B2 (ja) | 2004-12-02 |
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