JPS6355982A - 光検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、半導体光検出素子を用いた一体型の光検出
器に関する。

〔背景技術〕

半導体基板上に形成された光検出素子によって光を検出
する光検出器として、第３図に示したような構成を有す
るものがある。

このものは、半導体基板上′表面ある素子形成領域４′
・・・にホウ素等の不純物を拡散させて各Ｎ層７・・・
、８・・・、８’、Ｐ層６・・・等を形成し、それを組
み合わせて、光検出素子Ｐ、と、増幅用素子Ｔ＋　、Ｔ
ｚ等からなり前記光検出素子Ｐ、による検出値を増幅す
るための増幅回路とを一体に形成したものである。

各素子は、ＡＩ層９・・・を介して接続されており、そ
の上にパッシベーション膜１０が形成されて各素子が保
護されるようになっている。なお、図中３′・・・は埋
め込み拡散層、５′・・・は分離拡散層である。

このような一体型の光検出器１′においては、光検出素
子Ｐ１に照射される測定光が、前記増幅用素子Ｔ＋、Ｔ
ｚ等に照射されると、それによって、この増幅用素子Ｔ
Ｉ、Ｔｚ等が誤動作する恐れがある。そこで、通常は、
図にみるように、光検出素子Ｐ、基以外部分を、アルミ
ニウム等の遮光層１７によって覆うことで、これらの部
分に光が照射されないようにすることが行われている。

ところが、このように、遮光層１７によって覆われた部
分では、その遮光層１７の作用によって静電的結合が発
生し、周波数特性の低下、すなわち、動作最大周波数の
低下が発生する、と言う問題がある。

〔発明の目的〕

この発明は、以上の事情に鑑みてなされたものであって
、光検出素子以外の部分を遮光層によって覆わないため
、この遮光膜の作用によって周波数特性が低下する恐れ
がなく、しかも、光検出素子に照射される測定光が、そ
の他の部分には照射されないため、この部分に含まれる
素子が誤動作する恐れのない光検出器を提供することを
目的としている。

〔発明の開示〕

以上の目的を達成するため、この発明は、半導体基板の
表面に少なくとも光検出素子が形成されているとともに
、この半導体基板の前記光検出素子が形成された部分の
裏側が薄肉化されており、光検出素子による光の検出が
この薄肉化された部分を通してなされるようになってい
る光検出器を要旨としている。

以下に、この発明を、その一実施例をあられず図面を参
照しつつ、詳しく説明する。

第１図にみるように、この実施例の光検出器１は、第１
導電型（Ｐ型）の半導体基板２上に、光検出素子ＰＩと
、この光検出素子Ｐ、による検出値を増幅するための増
幅回路を構成する増幅用素子Ｔ、、Ｔ、等が一体に形成
されてなるものである。

各素子は、前記半導体基板２の表面に、酸化。

レジスト塗布、露光、現像、フン酸等によるエツチング
およびヒ素拡散等の工程を行って形成された複数の埋め
込み拡散層３・・・上に、ヒ素をドープしながらシリコ
ンを数十〜数百２′にわたってエピタキシャル成長させ
た、いわゆる素子形成領域４・・・内に形成されている
。なお、各素子形成領域４・・・は、ホウ素による第１
導電型の分離拡散層５・・・によって電気的に分離され
ている。

光検出素子Ｐ、は、前記素子形成領域４自体をＮ層、半
導体基板２自体をＰ層として利用したＰＮ接合型のもの
である。このような光検出素子Ｐ、は、素子形成領域４
内に形成された第２導電型層８′に配線がなされ、それ
によって他の素子と接続されるようになっている。

増幅用素子Ｔ、、Ｔ、は、それぞれ、素子形成領域４．
４内に形成された第１導電型層６をペース、この第１導
電型層６内に形成された第２導電型層７をエミッタ、そ
して、第１導電型層６と離間して設けられた第２導電型
層７をコレクタとして用いる、いわゆるブレーナ・トラ
ンジスタである。

以上のような各素子は、ＡＩ層９・・・を配線として所
定の接続がなされ、それによって光検出回路が構成され
る。

なお、図中１０は、パッシベーション膜であって、薄ガ
ラス層によって構成されており、各素子が、このパッシ
ベーション膜１０によって保護されるようになっている
。

以上のような各素子が形成される半導体基板２の、前記
光検出素子Ｐ１が形成された部分の裏側が薄肉化される
ことで、この発明は構成されている。

このような薄肉化された部分１１を形成する方法は、こ
の発明では特に限定されないが、たとえば、以下のよう
な方法を利用することができる。

すなわち、半導体基板２として、面方位が特定方向（た
とえば、（１００）　）であるシリコンウェハを用意す
る。つぎに、この半導体基板２の、上記各素子が形成さ
れた側とは反対側の表面の、光検出素子Ｐ、を除いた部
分にニッケル蒸着膜２０によってマスキングをする。そ
して、前記特定方向の面方位は速やかにエツチングする
が、その他の方向はエツチング速度が遅い、いわゆる、
選択エツチング液（たとえば、苛性カリ水溶液等）を用
いて異方性エツチング処理を施す。そうすると、図にみ
るような形状に半導体基板２がエツチングされて、薄肉
化された部分１１が形成されるのである。

なお、このような薄肉化された部分１１の形成は、上記
各素子の形成前や形成後に行ってもよく、また、各素子
の形成工程途中で行うようであってもよい。

以上のようなこの実施例の光検出器１は、たとえば、第
２図にみるように、薄肉化された部分１１が形成された
側の面を光の入射窓１２ａの側（図では上側）に向ける
ようにして、ケース１２内にセットされる。

そうすると、前記入射窓１２ａから入射した光が、この
薄肉化された部分１１を通って光検出素子Ｐ、に到達し
、光の検出がなされる。

一方、半導体基板２の厚肉部分に形成された光検出素子
Ｐ、基以外素子には、この半導体基板２の持つ遮光性に
よって光が遮られるため、光はほとんど到達しないよう
になる。たとえば、半導体基板２として、上記シリコン
ウェハを使用する場合には、その厚みが４０−あれば、
裏側に照射された光は、その１／６０Ｌか表に到達しな
い。

したがって、この実施例のような光検出器１を、第２図
のように、薄肉化された部分１１が形成された側の面を
光の入射窓１２ａの側に向けてケース１２内にセットし
、使用するようにすれば、光検出素子Ｐｌ以外の素子を
遮光する必要がなくなる。このため、従来の光検出器の
ように、遮光膜の作用によって静電的結合が発生し、周
波数特性の低下、すなわち、動作最大周波数の低下が発
生する、と言う恐れはなくなる。

なお、第２図中１２ｂは、前記遮光窓１２ａに取り付け
られる透明受光窓材、１２Ｃはケース１２裏側を塞ぐ蓋
、１３．１３はこの実施例の光検出器ｌからの出力を導
くためのボンディングワイヤ、１４．１４は前記ボンデ
ィングワイヤと接続される端子、１５・・・は各部分を
接着させる接着剤層、１６は端子１４の電気的、物理的
接続を行う端子用ロウ接部である。

これまでは、以上の図の実施例にもとづいてのみ、この
発明の光検出器を説明してきたが、この発明の光検出器
は、以上の実施例に限定されるものではない。

たとえば、以上の図の実施例では、光検出素子以外の素
子として、プレーナ・トランジスタ型のものが用いられ
ていたが、これは、他のタイプの素子を使用することも
できる。

以上の実施例においては、光検出素子やその他の素子が
形成される素子形成領域が、半導体基板上に形成された
導電型の異なる半導体層であったが、これは、絶縁層に
よって分離された、いわゆるＤＩ基板の分離島を素子形
成領域として用いるものであってもよい。

以上の実施例では、第１導電型がＰ型で第２導電型がＮ
型であったが、これは逆であってもよいまた、以上のよ
うな素子形成領域内に、この実施例では、埋め込み拡散
層３・・・が埋め込まれていたが、これも、必ずしも必
要なものではない。しかしながら、このような埋め込み
拡散Ｎ３・・・が形成されると、各素子の抵抗値を減ら
すことができ、しかも、各素子の周波数特性を向上させ
ることができるようになる。

要するに、半導体基板の表面に少なくとも光検出素子が
形成されているとともに、この半導体基板の前記光検出
素子が形成された部分の裏側が薄肉化されており、光検
出素子による光の検出がこの薄肉化された部分を通して
なされるようになっているのであれば、その他の構成は
、特に限定されないのである。

〔発明の効果〕

この発明の光検出器は、以上のようであり、半導体基板
の表面に少なくとも光検出素子が形成されているととも
に、この半導体基板の前記光検出素子が形成された部分
の裏側が薄肉化されており、光検出素子による光の検出
がこの薄肉化された部分を通してなされるようになって
いて、光検出素子以外の部分を遮光層によって覆わない
ため、この遮光膜の作用によって周波数特性が低下する
恐れがなく、しかも、光検出素子に照射される測定光が
、その他の部分には照射されないため、この部分に含ま
れる素子が誤動作する恐れのないものとなっている。ま
た、この発明の光検出器は、遮光膜を要しないものであ
るため、製造工程が簡易となり、コストが下がる、と言
う効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の光検出器の一実施例の構成を説明す
る説明図、第２図はこの実施例の光検出器をケースに装
着した状態をあられす断面図、第３図は従来の光検出器
の構成を説明する説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板の表面に少なくとも光検出素子が形成
   されているとともに、この半導体基板の前記光検出素子
   が形成された部分の裏側が薄肉化されており、光検出素
   子による光の検出がこの薄肉化された部分を通してなさ
   れるようになっている光検出器。