JPS5846190B2 - 光制御可能のトランジスタ - Google Patents
光制御可能のトランジスタInfo
- Publication number
- JPS5846190B2 JPS5846190B2 JP55072135A JP7213580A JPS5846190B2 JP S5846190 B2 JPS5846190 B2 JP S5846190B2 JP 55072135 A JP55072135 A JP 55072135A JP 7213580 A JP7213580 A JP 7213580A JP S5846190 B2 JPS5846190 B2 JP S5846190B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- auxiliary
- base region
- emitter
- transistor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F30/00—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
- H10F30/20—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors
- H10F30/21—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H10F30/24—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation the devices having only two potential barriers, e.g. bipolar phototransistors
- H10F30/245—Bipolar phototransistors
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Bipolar Transistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は半導体基板内に作られたベース領域とエミッ
タ領域が基板よりも小さい面積のものでありベース領域
とエミッタ領域の間およびベース領域とコレクタ領域の
間のｐｎ接合が半導体基板の光入射用として定められた
面において基板表面に達している光制御可能のトランジ
スタに関するものである。
タ領域が基板よりも小さい面積のものでありベース領域
とエミッタ領域の間およびベース領域とコレクタ領域の
間のｐｎ接合が半導体基板の光入射用として定められた
面において基板表面に達している光制御可能のトランジ
スタに関するものである。
この種のトランジスタの一つは既に発表されている。
そのベース領域とエミッタ領域はプレーナ技術によって
作られ、電流密度を高くするためベース領域はできるだ
け小さく作られている。
作られ、電流密度を高くするためベース領域はできるだ
け小さく作られている。
この種のトランジスタを光制御式とする場合には光によ
って作られたキャリヤのできるたけ大きな部分がベース
領域に流れるようにすることが重要である。
って作られたキャリヤのできるたけ大きな部分がベース
領域に流れるようにすることが重要である。
トランジスタが集積回路を構成している場合この要求は
プレーナ構造によっては簡単に満たすことはできない。
プレーナ構造によっては簡単に満たすことはできない。
集積構造の場合光照射によって発生したキャリヤの大き
な部分がベース領域を迂回して他の回路部分に流れ込む
ことがあり、又光照射に無関係な雑音電流が回路の各部
からベースに流れ込む可能性もある。
な部分がベース領域を迂回して他の回路部分に流れ込む
ことがあり、又光照射に無関係な雑音電流が回路の各部
からベースに流れ込む可能性もある。
この発明の目的は上記の光制御トランジスタを改良して
入射光により空間電荷領域内に発生したキャリヤができ
るた゛け多数トランジスタのベースに流れるようにする
ことである。
入射光により空間電荷領域内に発生したキャリヤができ
るた゛け多数トランジスタのベースに流れるようにする
ことである。
更に光に無関係な雑音電流がベースに流れないようにす
ることもこの発明の目的である。
ることもこの発明の目的である。
この目的を達成するためこの発明は半導体基板の光入射
面に少くとも一つの補助電極を基板に対して電気的に絶
縁して設け、この電極により基板表面ｌこ現われたベー
ス領域面とコレクタ領域面との少くとも一部を覆い、又
エミッタバイアス電圧と同じ極性の補助電圧がこの補助
電極に加えられるようにすることを提案する。
面に少くとも一つの補助電極を基板に対して電気的に絶
縁して設け、この電極により基板表面ｌこ現われたベー
ス領域面とコレクタ領域面との少くとも一部を覆い、又
エミッタバイアス電圧と同じ極性の補助電圧がこの補助
電極に加えられるようにすることを提案する。
図面に示した二つの実施例についてこの発明を更に詳細
に説明する。
に説明する。
これらの図面において対応する部分には同じ番号がつけ
られている。
られている。
第１図に断面を示した光制御トランジスタはコレクタ領
域１、エミッタ領域２およびベース領域３から構成され
、領域２と３および領域３と１の間にあるｐｎ接合４お
よび５はトランジスタの光入射面となる面部分１２にお
いて半導体の表面に達している。
域１、エミッタ領域２およびベース領域３から構成され
、領域２と３および領域３と１の間にあるｐｎ接合４お
よび５はトランジスタの光入射面となる面部分１２にお
いて半導体の表面に達している。
従って領域Ｌ２，３がいずれも表面１２に達している。
この表面においてエミッタ領域２とベース領域３の表面
は共に半導体表面より小さい。
は共に半導体表面より小さい。
エミッタ領域２とコレクタ領域１にはエミッタ電極６と
コレクタ電極γが設けられている。
コレクタ電極γが設けられている。
トランジスタ表面は例えば二酸化シリコンの絶縁層８で
覆われ、この絶縁層の上に設けられた補助電極９はベー
ス領域３とコレクタ領域１が半導体表面に現われている
部分を覆う。
覆われ、この絶縁層の上に設けられた補助電極９はベー
ス領域３とコレクタ領域１が半導体表面に現われている
部分を覆う。
半導体表面においてベース領域とエミッタ領域の横には
エミッタ領域に対して反対導電型の補助領域１０を設け
ることができる。
エミッタ領域に対して反対導電型の補助領域１０を設け
ることができる。
この領域には補助電極１１を接触させる。
補助領域１０の厚さはエミッタ領域２とベース領域３の
厚さの合計より大きくする。
厚さの合計より大きくする。
トランジスタの動作に際しては電極６，１にバイアス電
圧を加える。
圧を加える。
このバイアス電圧はｎｐｎトランジスタの場合エミッタ
がコレクタに対して負電位になるように選ぶ。
がコレクタに対して負電位になるように選ぶ。
同時に補助電極９にも補助電圧を加えるがこの電圧もコ
レクタに対して負になるようにしその大きさは一例とし
てエミッタ電圧と等しくする。
レクタに対して負になるようにしその大きさは一例とし
てエミッタ電圧と等しくする。
補助領域１０が半導体内に付設されているときはこの領
域にもコレクタに対して負であり例えばエミッタバイア
ス電圧と等しい大きさの電圧をその電極１１を通して加
える。
域にもコレクタに対して負であり例えばエミッタバイア
ス電圧と等しい大きさの電圧をその電極１１を通して加
える。
これによってトランジスタ内部に空間電荷領域が形成さ
れる。
れる。
この領域の形は図に３本の等電位線で示されている。
補助領域１０がなければ図に示した半導体部分の縁部に
おいて等電位線の傾斜は図に示すよりも緩やかになる。
おいて等電位線の傾斜は図に示すよりも緩やかになる。
光がその入射面として定められている面１２に当ると空
間電荷領域内にキャリヤ対が作られ、その正孔はエミッ
タバイアス電圧が負であるからｐｎ接合５に向って移動
する。
間電荷領域内にキャリヤ対が作られ、その正孔はエミッ
タバイアス電圧が負であるからｐｎ接合５に向って移動
する。
従ってエミッタ２からキャリヤが放出されてトランジス
タはオン状態となる。
タはオン状態となる。
等電位線の形から正孔は空間電荷領域の総ての側からｐ
ｎ接合５に向って動き極めて僅かの部分だけが半導体内
に集積された別の構造部分に向って流れる。
ｎ接合５に向って動き極めて僅かの部分だけが半導体内
に集積された別の構造部分に向って流れる。
これによってトランジスタの効率が高く増幅度が大きく
なり弱い光信号によっても強い信号を発生させることが
できる。
なり弱い光信号によっても強い信号を発生させることが
できる。
更にベース領域が回路の他の部分から来る雑音電流に対
して遮蔽される。
して遮蔽される。
第２図に示した実施例はエミッタ領域とベース領域が共
に部分領域に分割されている点で第１図のものと異って
いる。
に部分領域に分割されている点で第１図のものと異って
いる。
部分エミッタ領域にはそれぞれ一つのエミッタ電極が接
触し、光入射面１２にはそれに対応して複数の補助電極
９が設けられ、それぞれ半導体表面に現われたベース領
域３とコレクタ領域１の面を覆う。
触し、光入射面１２にはそれに対応して複数の補助電極
９が設けられ、それぞれ半導体表面に現われたベース領
域３とコレクタ領域１の面を覆う。
面１２に光が当ると発生した正孔が図に示した等電位線
に対応してｐｎ接合５に向って流れ、第１図のものと同
様に各部分エミッタから電子を放出させる。
に対応してｐｎ接合５に向って流れ、第１図のものと同
様に各部分エミッタから電子を放出させる。
高出力とするためには多数の第１図又は第２図に示した
構造を一つのチップ上に格子状に集めるのが効果的であ
る。
構造を一つのチップ上に格子状に集めるのが効果的であ
る。
エミッタ電極６、補助電極９および１１は集積回路の通
例として導電路により連結する。
例として導電路により連結する。
面１２への光の入射をなるべく妨害しないようにするた
め例えば高濃度ドープのポリシリコンから成る補助電極
は入射光をほとんど減衰しないように薄くする。
め例えば高濃度ドープのポリシリコンから成る補助電極
は入射光をほとんど減衰しないように薄くする。
補助電極の厚さは０．１μｍからｌμｍの間にすること
ができる。
ができる。
エミッタ領域２とベース領域３はイオン注入により０．
１μｍから０．４μｍの間の厚さに作ることができる。
１μｍから０．４μｍの間の厚さに作ることができる。
この場合補助電極９は端面を傾斜面としてイオン注入に
対するマスクとして使用する。
対するマスクとして使用する。
これによって工□ツタ領域２とベース領域３に斜め上方
に進む端面を持たせることができる。
に進む端面を持たせることができる。
エミッタ部分領域間の間隔と補助電極９の幅は例えば５
０μｍとし、エミツタ部分領域２自体の幅は例えば５μ
ｍとする。
０μｍとし、エミツタ部分領域２自体の幅は例えば５μ
ｍとする。
エミッタ領域２のドープ濃度は１０１８乃至１０２０ｃ
ｍ ’とする。
ｍ ’とする。
これはエネルギー１５０乃至２００ｋｅＶのイオンを面
密度２Ｘ１０１２乃至５×１０１２ｃｍ−２で打込むこ
とによって作られる。
密度２Ｘ１０１２乃至５×１０１２ｃｍ−２で打込むこ
とによって作られる。
ベース領域のドーピングには加速エネルギー１００乃至
２００ｋｅＶのイオンを面密度２Ｘ１０１２乃至６×１
０１２ｃｍ−２で注入することが必要である。
２００ｋｅＶのイオンを面密度２Ｘ１０１２乃至６×１
０１２ｃｍ−２で注入することが必要である。
補助領域１０は拡散によって作られ、深さ１０μｍ、表
面濃度１０１７ｃｍ−３とする。
面濃度１０１７ｃｍ−３とする。
半導体基板の厚さは２５０乃至５００μｍ１領域１（コ
レクタ）のドープ濃度は１０１４乃至１０１５ｃｍ−３
とする。
レクタ）のドープ濃度は１０１４乃至１０１５ｃｍ−３
とする。
図示の実施例では半導体表面に現われたベース領域面と
コレクタ領域前が補助電極によって完全に覆われている
が、補助電極がこれらの面の長さ又は幅の一部だけを覆
うようにしても原理的には同じであり効果が多重器めら
れるだけである。
コレクタ領域前が補助電極によって完全に覆われている
が、補助電極がこれらの面の長さ又は幅の一部だけを覆
うようにしても原理的には同じであり効果が多重器めら
れるだけである。
第１図と第２図はいずれもこの発明の実施例の断面を図
式的に示すもので１はコレクタ、２はエミッタ、３はベ
ース、４と５はｐｎ接合、１２は光入射面、９と１１は
補助電極、１０は補助領域である。
式的に示すもので１はコレクタ、２はエミッタ、３はベ
ース、４と５はｐｎ接合、１２は光入射面、９と１１は
補助電極、１０は補助領域である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 半導体基板の光入射面に少くとも一つの補助電極が
基板に対して絶縁して設けられ、この電極は基板表面に
現われたベース領域面とコレクタ領域面との少くとも一
部分を覆い、エミッタバイアス電極と同じ極性の補助電
圧に接続可能であることを特徴とするベース領域表面と
エミッタ領域表面が半導体基板表面より小さくベース領
域とエミッタ領域の間およびベース領域とコレクタ領域
の間のｐｎ接合が基板の光入射用の面において基板表面
に達している光制御可能のトランジスタ。 ２ 補助電極が高濃度にドープされたポリシリコンから
成り光を透過させる厚さを持っていることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のトランジスタ。 ３ 補助電極が二酸化シリコン層によって半導体基板表
面から絶縁されていることを特徴とする特許請求の範囲
第１項又は第２項記載のトランジスタ。 ４ 半導体基板内にエミッタ領域とベース領域から側方
に離れて少くとも一つのベース領域と同じ導電型の補助
領域が設けられ、この補助領域の厚さはベース領域とエ
ミッタ領域を合わせた厚さより厚く、またこの補助領域
にはエミッタバイアス電圧と同じ極性の補助電圧が印加
可能であることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至
第３項の一つに記載のトランジスタ。 ５ エミッタ領域とベース領域とが複数の部分領域に分
割されていること、半導体基板の光入射面に複数の互に
電気的に結ばれた補助電極が設けられ、これらの電極が
ベース領域とコレクタ領域の半導体基板表面に現われた
面を覆っていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
乃至第４項の一つに記載のトランジスタ。 ６ 補助電極が縁端に向って傾斜した側面を持ち、エミ
ッタ領域とベース領域が補助電極をマスクとするイオン
注入によって作られていることを特徴とする特許請求の
範囲第１項乃至第５項の一つに記載のトランジスタ。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19792922250 DE2922250A1 (de) | 1979-05-31 | 1979-05-31 | Lichtsteuerbarer transistor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55162282A JPS55162282A (en) | 1980-12-17 |
| JPS5846190B2 true JPS5846190B2 (ja) | 1983-10-14 |
Family
ID=6072203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55072135A Expired JPS5846190B2 (ja) | 1979-05-31 | 1980-05-29 | 光制御可能のトランジスタ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4355320A (ja) |
| JP (1) | JPS5846190B2 (ja) |
| DE (1) | DE2922250A1 (ja) |
| FR (1) | FR2458148A1 (ja) |
| GB (1) | GB2051479B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS63183590U (ja) * | 1987-05-19 | 1988-11-25 | ||
| JPS6434591U (ja) * | 1987-08-25 | 1989-03-02 |
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| NL8003906A (nl) * | 1980-07-07 | 1982-02-01 | Philips Nv | Stralingsgevoelige halfgeleiderinrichting. |
| DE3044341C2 (de) * | 1980-11-25 | 1984-10-25 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Fototransistor |
| US4677452A (en) * | 1981-10-26 | 1987-06-30 | Intersil, Inc. | Power field-effect transistor structures |
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| SE8306952L (sv) * | 1982-12-21 | 1984-06-22 | Int Rectifier Corp | Halvledarrele for vexelstrom |
| US5994162A (en) * | 1998-02-05 | 1999-11-30 | International Business Machines Corporation | Integrated circuit-compatible photo detector device and fabrication process |
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| AU2003278414A1 (en) * | 2002-11-20 | 2004-06-15 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Radiation-emitting semiconductor device and method of manufacturing such a device |
| US10553633B2 (en) * | 2014-05-30 | 2020-02-04 | Klaus Y.J. Hsu | Phototransistor with body-strapped base |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| GB1289953A (ja) * | 1969-01-16 | 1972-09-20 | ||
| US3742318A (en) * | 1970-11-26 | 1973-06-26 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Field effect semiconductor device |
| US3663869A (en) * | 1971-01-26 | 1972-05-16 | Westinghouse Electric Corp | Bipolar-unipolar transistor structure |
| JPS5641186B2 (ja) * | 1972-03-03 | 1981-09-26 | ||
| DE2605641C3 (de) * | 1976-02-12 | 1979-12-20 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Hochfrequenztransistor und Verfahren zu seiner Herstellung |
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-
1979
- 1979-05-31 DE DE19792922250 patent/DE2922250A1/de active Granted
-
1980
- 1980-05-21 FR FR8011333A patent/FR2458148A1/fr active Granted
- 1980-05-28 US US06/153,900 patent/US4355320A/en not_active Expired - Lifetime
- 1980-05-29 JP JP55072135A patent/JPS5846190B2/ja not_active Expired
- 1980-05-30 GB GB8017795A patent/GB2051479B/en not_active Expired
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| JPS6434591U (ja) * | 1987-08-25 | 1989-03-02 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2922250C2 (ja) | 1989-03-09 |
| GB2051479A (en) | 1981-01-14 |
| JPS55162282A (en) | 1980-12-17 |
| US4355320A (en) | 1982-10-19 |
| FR2458148B1 (ja) | 1983-12-23 |
| FR2458148A1 (fr) | 1980-12-26 |
| DE2922250A1 (de) | 1980-12-11 |
| GB2051479B (en) | 1983-05-18 |
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