JPH07120312A - Sunshine sensor - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To achieve an upgrading of positioning accuracy and mass producibility of a light shielding film. CONSTITUTION:Two pn junction parts 13L and 13R (photodetecting parts are formed on the top surface of an Si substrate 12, and electrodes 14L and 14R are formed thereabove through an oxide insulation film 10 (SiO2 film), and an aluminum wiring is arranged. An intermediate layer 15 comprising a silicon nitride film is formed on the electrodes 14L and 14R (Vcc). A hollow part 16 for admitting light is formed inside the intermediate layer 15 by a polysilicon sacrifice layer etching. Moreover, a light shielding film 18 is formed on the top surface of the intermediate layer 15 by evaporation or the like of a metal film while light introduction holes 17a and 17b for introducing sunshine light are formed by etching centered on the light shielding film 18 and the intermediate layer 15. The sunshine light made incident on the light introduction holes 17a and 17b can be admitted into the pn junction parts 13L and 13R through the hollow part 16.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、日射光をフォトダイオ
ードにより検出するようにした日射センサに関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solar radiation sensor in which solar radiation is detected by a photodiode.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来より、日射センサは、例えば自動車
の空調制御を日射熱負荷に応じて補正するセンサとして
利用されているが、自動車の構造上、車室内に入射する
日射量は、日射方向（日射方位・日射高度）に応じて変
化するので、日射センサも日射方向に依存させた出力特
性をもたせることが好ましい。この観点から、例えば特
開平１−１３６８１１号公報に記載されているように、
２つのフォトダイオード素子を互いに左右反対方向に傾
斜させて配置し、日射光が左右いずれの方向から入射す
るのかを判定できるようにしたものがある。或は、実開
平４−３８５３２号公報や特開平２−２１６４０２号公
報に記載されているように、受光素子の上方に遮光手
段，ディフューザ，光変調手段を設けたものもある。2. Description of the Related Art Conventionally, a solar radiation sensor has been used, for example, as a sensor for correcting the air conditioning control of an automobile in accordance with the solar heat load. However, due to the structure of the automobile, the amount of solar radiation incident on the passenger compartment is Since it changes depending on (solar radiation direction / solar radiation altitude), it is preferable that the solar radiation sensor also has output characteristics depending on the solar radiation direction. From this point of view, as described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 1-136811,
There is a device in which two photodiode elements are arranged so as to be inclined in opposite directions to each other so that it can be determined from which of the left and right directions the solar light enters. Alternatively, as described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-38532 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-216402, there is one in which a light blocking means, a diffuser, and a light modulation means are provided above a light receiving element.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者
（特開平１−１３６８１１号公報）では、２つのフォト
ダイオード素子が必要になる欠点がある。しかも、これ
ら２つのフォトダイオード素子の取付角度・位置の精度
によって出力特性が大きく変わってしまうので、高い取
付精度が要求されるが、日射センサに用いられるフォト
ダイオード素子は、数ｍｍ角以下の小さなものであるた
め、２つのフォトダイオード素子の取付精度を高めるた
めの工程管理が非常に面倒なものとなり、量産性が悪
く、製造コストが高くなる欠点がある。However, the former (Japanese Patent Laid-Open No. 1-136811) has a drawback that two photodiode elements are required. Moreover, since the output characteristics vary greatly depending on the accuracy of the mounting angle / position of these two photodiode elements, high mounting accuracy is required, but the photodiode element used for the solar radiation sensor has a small size of several mm square or less. Therefore, the process control for increasing the mounting accuracy of the two photodiode elements becomes very troublesome, and the mass productivity is poor and the manufacturing cost is high.

【０００４】また、後者（実開平４−３８５３２号公報
や特開平２−２１６４０２号公報）においても、遮光手
段等と受光素子との間の位置決め精度により出力特性が
大きく変わってしまうので、やはり、位置決め精度を高
めるための工程管理が面倒なものとなり、遮光手段等の
別部品が必要なことと相俟って、量産性が悪くなってし
まう欠点がある。Also, in the latter case (Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-38532 and Japanese Patent Laid-Open No. 2-216402), the output characteristics greatly change depending on the positioning accuracy between the light-shielding means and the light-receiving element. The process control for improving the positioning accuracy becomes troublesome, and there is a drawback that mass productivity deteriorates in combination with the need for separate parts such as a light shielding means.

【０００５】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、遮光手段（遮光膜）とフォトダ
イオード素子との間の位置決め精度を容易に高めること
ができて、出力特性向上と量産性向上による低コスト化
とを実現できる日射センサを提供することにある。The present invention has been made in consideration of such circumstances, and an object thereof is to easily improve the positioning accuracy between the light shielding means (light shielding film) and the photodiode element, and to improve the output characteristics. An object of the present invention is to provide a solar radiation sensor that can realize improvement and cost reduction by improving mass productivity.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１記載の日射センサは、日射光を検
出するフォトダイオード素子の上方に、光導入孔を有す
る遮光膜を配置し、前記光導入孔から入射する日射光を
前記フォトダイオード素子で検出するようにしたものに
おいて、前記フォトダイオード素子の上面に、前記光導
入孔から入射する日射光が通過する空洞部を有する中間
層を設け、この中間層の上面に前記遮光膜を形成した構
成としたものである。In order to achieve the above object, in the solar radiation sensor according to the first aspect of the present invention, a light shielding film having a light introducing hole is arranged above a photodiode element for detecting solar radiation. In the case where the solar light incident from the light introducing hole is detected by the photodiode element, an intermediate portion having a cavity through which the solar light incident from the light introducing hole passes is provided on the upper surface of the photodiode element. A layer is provided, and the light shielding film is formed on the upper surface of the intermediate layer.

【０００７】また、請求項２記載の日射センサは、フォ
トダイオード素子の上面にガラスを接合し、このガラス
の上面に前記遮光膜を形成した構成となっている。The solar radiation sensor according to a second aspect of the invention has a structure in which glass is bonded to the upper surface of the photodiode element and the light shielding film is formed on the upper surface of the glass.

【０００８】[0008]

【作用】上記いずれの構成のものでも、遮光膜の光導入
孔から入射した日射光は、中間層の空洞部（又はガラ
ス）を通過してフォトダイオード素子で受光される。こ
の場合、フォトダイオード素子の上面に中間層（又はガ
ラス）を介して遮光膜を形成しているので、フォトダイ
オード素子の製造時に、半導体製造プロセスを用いて、
フォトダイオード素子の上方に正確に位置決めされた遮
光膜を簡単に形成することができる。In any of the above constructions, the solar light incident from the light introducing hole of the light shielding film passes through the hollow portion (or glass) of the intermediate layer and is received by the photodiode element. In this case, since the light-shielding film is formed on the upper surface of the photodiode element via the intermediate layer (or glass), a semiconductor manufacturing process is used when manufacturing the photodiode element.
It is possible to easily form the light-shielding film accurately positioned above the photodiode element.

【０００９】また、請求項１のように、中間層に空洞部
を形成すれば、たとえ、中間層が透光性のない材料で形
成されていたとしても、遮光膜の光導入孔から入射した
日射光が中間層内で減衰すること無く受光部で受光され
るようになる。これにより、中間層に用いる材料に透光
性が要求されなくなり、空洞部を形成しやすい材料で形
成することができるようになるため、材料選択の幅が広
がる。一方、請求項２のように、中間層としてガラスを
用いれば、フォトダイオード素子の製造工程で、陽極接
合等の手法を用いてフォトダイオード素子の表面に中間
層を簡単に設けることができる。Further, when the hollow portion is formed in the intermediate layer as in claim 1, even if the intermediate layer is made of a material having no light-transmitting property, the light enters from the light introducing hole of the light shielding film. The solar light is received by the light receiving section without being attenuated in the intermediate layer. As a result, the material used for the intermediate layer is not required to have translucency, and the cavity can be formed of a material that is easy to form. On the other hand, when glass is used as the intermediate layer as in the second aspect, the intermediate layer can be easily provided on the surface of the photodiode element by using a method such as anodic bonding in the manufacturing process of the photodiode element.

【００１０】[0010]

【実施例】以下、本発明の第１実施例を図１乃至図４に
基づいて説明する。フォトダイオード素子１１は、ｎ形
のＳｉ基板１２を用い、その上面の左右２箇所にそれぞ
れ半円形のｐ^＋層（図２参照）を形成することにより、
左右２つの半円形のｐｎ接合部１３Ｌ，１３Ｒ（受光
部）を形成している。これら各ｐ^＋層の上面には、酸化
絶縁膜１０（ＳｉＯ_２膜）を介して電極１４Ｌ，１４Ｒ
（Ｖcc）が形成され、各電極１４Ｌ，１４Ｒ（Ｖcc）が
各ｐ^＋層に電気的に接続されている。各電極１４Ｌ，１
４Ｒ（Ｖcc）の上側には、窒化Ｓｉ膜（ＳｉＮ）からな
る中間層１５が形成され、この中間層１５の内部には、
ｐｎ接合部１３Ｌ，１３Ｒと対向する光入射領域に空洞
部１６が後述するポリＳｉ犠牲層エッチングにより形成
されている。この中間層１５の上面には、遮光膜１８が
金属膜の蒸着等により形成され、これら遮光膜１８及び
中間層１５の中心には、光導入孔１７ａ，１７ｂがエッ
チングにより形成され、この光導入孔１７ａ，１７ｂか
ら入射した日射光が空洞部１６を通ってｐｎ接合部１３
Ｌ，１３Ｒに入射できるようになっている。一方、Ｓｉ
基板１２の下面には、ｎ^＋＋層を介して裏面電極１９
（ＧＮＤ）が形成されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. The photodiode element 11 uses an n-type Si substrate 12, and by forming semicircular p ⁺ layers (see FIG. 2) on the left and right sides of the upper surface thereof, respectively,
Two left and right semicircular pn junction portions 13L and 13R (light receiving portions) are formed. The electrodes 14L and 14R are formed on the upper surface of each of the p ⁺ layers via the oxide insulating film 10 (SiO ₂ film).
(Vcc) is formed, and the electrodes 14L and 14R (Vcc) are electrically connected to the p ⁺ layers. Each electrode 14L, 1
An intermediate layer 15 made of a silicon nitride film (SiN) is formed on the upper side of 4R (Vcc), and inside the intermediate layer 15,
A cavity 16 is formed in a light incident region facing the pn junctions 13L and 13R by etching a poly-Si sacrifice layer described later. A light shielding film 18 is formed on the upper surface of the intermediate layer 15 by vapor deposition of a metal film or the like, and light introducing holes 17a and 17b are formed in the centers of the light shielding film 18 and the intermediate layer 15 by etching. The solar light incident from the holes 17a and 17b passes through the cavity 16 and the pn junction 13
It can be incident on L and 13R. On the other hand, Si
On the lower surface of the substrate 12, the back surface electrode 19 is provided via the n ⁺⁺ layer.
(GND) is formed.

【００１１】以上のように構成されたフォトダイオード
素子１１の大きさは、図２に示すように、例えば、一辺
２２０μｍの正方形であり、光導入孔１７ａの内径は１
００μｍ、左右のｐｎ接合部１３Ｌ，１３Ｒの間隔は４
〜１０μｍ、遮光膜１８と中間層１５（ＳｉＮ）の厚み
は共に１μｍ、空洞部１６の高さは５〜１０μｍであ
る。As shown in FIG. 2, the size of the photodiode element 11 configured as described above is, for example, a square of 220 μm on a side, and the inner diameter of the light introducing hole 17a is 1.
00 μm, the distance between the left and right pn junctions 13L and 13R is 4
The thickness of the light shielding film 18 and the intermediate layer 15 (SiN) is 1 μm, and the height of the cavity 16 is 5 to 10 μm.

【００１２】以上のように構成されたフォトダイオード
素子１１の製造方法を図３に基づいて説明する。まず、
ｎ形のＳｉウェーハ（Ｓｉ基板１２）の表面に熱酸化に
よって熱酸化膜（ＳｉＯ_２膜）を形成し、この熱酸化膜
にフォトエッチングにより、ｎ^＋チャンネルストッパ層
形成用の孔を開けて、この孔から不純物を拡散して、ｎ
^＋チャンネルストッパ層を形成する。次いで、ｐ^＋層形
成のためのフォトエッチングを行い、イオン注入により
ｐ^＋層を形成する。この後、熱酸化により酸化絶縁膜１
０を形成した上で、リン処理してその表面に極薄のＰＳ
Ｇ膜を形成し、この酸化絶縁膜１０にフォトエッチング
により電極形成用の孔を開けて、アルミニウム等で電極
１４Ｌ，１４Ｒ（Ｖcc）を形成し、電極シンタを行って
電気的接続を確実なものにする。A method of manufacturing the photodiode element 11 having the above structure will be described with reference to FIG. First,
A thermal oxide film (SiO ₂ film) is formed on the surface of an n-type Si wafer (Si substrate 12) by thermal oxidation, and a hole for forming an n ⁺ channel stopper layer is formed in the thermal oxide film by photoetching. Impurities are diffused from this hole,
⁺ Form a channel stopper layer. Next, photoetching for forming the p ⁺ layer is performed, and the p ⁺ layer is formed by ion implantation. Then, the oxide insulating film 1 is formed by thermal oxidation.
After forming 0, it is treated with phosphorus to form ultra-thin PS on the surface.
A G film is formed, a hole for forming an electrode is opened in this oxide insulating film 10 by photoetching, electrodes 14L and 14R (Vcc) are formed of aluminum or the like, and electrode sintering is performed to ensure electrical connection. To

【００１３】この後、上記熱酸化膜上にポリＳｉ犠牲層
（図示せず）をＣＶＤ法等により形成し、このポリＳｉ
犠牲層の周辺部（後工程で空洞部１６となる部分以外の
不要な部分）をフォトエッチングにより取り除いて、ポ
リＳｉ犠牲層を空洞部１６と同じ形状にする。次いで、
このポリＳｉ犠牲層の上面に、中間層１５となる窒化Ｓ
ｉ膜をプラズマＣＶＤ法等により形成する。この後、こ
の窒化Ｓｉ膜の上面に、遮光膜１８となる金属膜を蒸着
等により形成した後、遮光膜１８（金属膜）の中央部を
フォトエッチングにより取り除いて光導入孔１７ａを形
成する。Thereafter, a poly-Si sacrificial layer (not shown) is formed on the thermal oxide film by a CVD method or the like, and the poly-Si sacrificial layer is formed.
The peripheral portion of the sacrificial layer (unnecessary portion other than the portion that becomes the cavity 16 in a later step) is removed by photoetching, and the poly-Si sacrificial layer has the same shape as the cavity 16. Then
On the upper surface of the poly-Si sacrificial layer, S nitride serving as the intermediate layer 15 is formed.
The i film is formed by the plasma CVD method or the like. After that, a metal film to be the light-shielding film 18 is formed on the upper surface of the Si nitride film by vapor deposition or the like, and then the central portion of the light-shielding film 18 (metal film) is removed by photoetching to form the light introducing hole 17a.

【００１４】次いで、この光導入孔１７ａから中間層１
５（窒化Ｓｉ膜）の中央部をエッチングして、中間層１
５の中央部にも光導入孔１７ｂを形成する。この後、こ
れらの光導入孔１７ａ，１７ｂを通して、中間層１５の
下側のポリＳｉ犠牲層をエッチングして取り除いた後、
Ｓｉウェーハ（Ｓｉ基板１２）の裏面にｎ^＋＋層を形成
して裏面電極１９（ＧＮＤ）を形成する。このようにし
て、１枚のＳｉウェーハに多数のフォトダイオード素子
１１を形成した後、このＳｉウェーハをダイシングカッ
トして、個々のフォトダイオード素子１１に分割する。Then, from the light introducing hole 17a to the intermediate layer 1
Etching the central part of 5 (Si nitride film) to form the intermediate layer 1
A light introducing hole 17b is also formed in the central portion of 5. After that, the poly-Si sacrificial layer under the intermediate layer 15 is removed by etching through the light introducing holes 17a and 17b,
An n ⁺⁺ layer is formed on the back surface of the Si wafer (Si substrate 12) to form a back surface electrode 19 (GND). In this way, after a large number of photodiode elements 11 are formed on one Si wafer, the Si wafer is diced and cut into individual photodiode elements 11.

【００１５】このようにして製造されたフォトダイオー
ド素子１１は、リードフレーム（図示せず）にダイマウ
ントされ、ワイヤボンディング工程、カット・ホーミン
グ工程（リードフレームを切断してリードを曲げ成形す
る工程）を経て、日射センサ（図示せず）内に組み付け
られる。The photodiode element 11 manufactured in this manner is die-mounted on a lead frame (not shown), and a wire bonding step and a cutting and homing step (a step of cutting the lead frame and bending and forming the leads). After that, the solar radiation sensor (not shown) is assembled.

【００１６】この日射センサは、図示はしないが、例え
ば自動車のダッシュボード上のフロントガラス近傍にフ
ォトダイオード素子１１を上向きにするように取り付け
られている。このフォトダイオード素子１１の出力を検
出するために、図４に示すように、左右の受光部１３
Ｌ，１３Ｒの出力電圧ＶL,ＶR （分圧回路２０Ｌ，２０
Ｒの抵抗Ｒa1, Ｒb1, Ｒa2, Ｒb2で分圧された電圧）が
空調制御用のマイクロコンピュータ２１に入力される。
このマイクロコンピュータ２１は、左右の出力電圧ＶL
，ＶR の大小関係を判定して、日射方向の左右を判定
すると共に、両出力電圧ＶL ，ＶR の合計値によって日
射熱負荷を判定し、日射方向と日射熱負荷に応じて空調
制御を補正する日射補正制御を実行する。Although not shown, this solar radiation sensor is attached, for example, in the vicinity of the windshield on the dashboard of an automobile so that the photodiode element 11 faces upward. In order to detect the output of this photodiode element 11, as shown in FIG.
Output voltage VL, VR of L, 13R (voltage divider circuits 20L, 20
The voltage divided by the resistors Ra1, Rb1, Ra2, Rb2 of R) is input to the microcomputer 21 for air conditioning control.
This microcomputer 21 has a left and right output voltage VL.
, VR is determined to determine the left and right of the solar radiation direction, the solar heat load is determined by the total value of both output voltages VL, VR, and the air conditioning control is corrected according to the solar radiation direction and the solar heat load. Executes solar radiation correction control.

【００１７】以上説明した第１実施例によれば、フォト
ダイオード素子１１の上面に中間層１５を介して遮光膜
１８を形成しているので、フォトダイオード素子１１の
製造時に、半導体製造プロセスを用いて、フォトダイオ
ード素子１１の上方に正確に位置決めされた遮光膜１８
を簡単に形成でき、例えば±１μｍ程度の優れた位置決
め精度を容易に確保することができて、出力特性を向上
できると共に、量産性も向上できて、低コスト化の要求
も満たすことができる。According to the first embodiment described above, since the light shielding film 18 is formed on the upper surface of the photodiode element 11 with the intermediate layer 15 interposed therebetween, a semiconductor manufacturing process is used when manufacturing the photodiode element 11. The light shielding film 18 accurately positioned above the photodiode element 11.
Can be easily formed, excellent positioning accuracy of, for example, about ± 1 μm can be easily ensured, output characteristics can be improved, mass productivity can be improved, and cost reduction requirements can be satisfied.

【００１８】しかも、中間層１５に空洞部１６を形成し
ているので、たとえ、中間層１６が透光性のない材料で
形成されていたとしても、遮光膜１８の光導入孔１７ａ
から入射した日射光が中間層１５内で減衰すること無く
受光部１３Ｌ，１３Ｒで受光されるようになる。これに
より、中間層１５に用いる材料に透光性が要求されなく
なり、空洞部１６を形成しやすい材料で形成することが
できるようになるため、材料選択の幅を広げることがで
きて、この面からも低コスト化に貢献することができ
る。Moreover, since the hollow portion 16 is formed in the intermediate layer 15, even if the intermediate layer 16 is made of a material having no light transmitting property, the light introducing hole 17a of the light shielding film 18 is formed.
The solar light incident from the light receiving section 13L, 13R is received without being attenuated in the intermediate layer 15. As a result, the material used for the intermediate layer 15 is not required to have translucency, and the cavity 16 can be formed of a material that is easy to form. It can also contribute to cost reduction.

【００１９】尚、上記第１実施例では、電極１４Ｌ，１
４Ｒの配線（アルミニウム配線）を中間層１５を通する
ように形成したが、図５に示す本発明の第２実施例のよ
うにｐ^＋配線を用いるようにしても良い。即ち、この第
２実施例では、ｐｎ接合部１３Ｌ，１３Ｒ（受光部）を
形成するためのｐ^＋層の一部を中間層１５の外側まで延
長し、この延長部分に電極１４Ｌ’，１４Ｒ’を導通さ
せるように形成している。これ以外の構成は第１実施例
と同じである。In the above first embodiment, the electrodes 14L, 1
Although the 4R wiring (aluminum wiring) is formed so as to pass through the intermediate layer 15, p ⁺ wiring may be used as in the second embodiment of the present invention shown in FIG. That is, in the second embodiment, a part of the p ⁺ layer for forming the pn junctions 13L and 13R (light receiving portions) is extended to the outside of the intermediate layer 15, and the electrodes 14L ′ and 14R ′ are extended to the extended portions. Are formed so as to conduct. The other structure is the same as that of the first embodiment.

【００２０】以上説明した第１及び第２実施例では、中
間層１６内の空洞部１６をポリＳｉ犠牲層エッチングに
より形成するようにしたが、図６に示す本発明の第３実
施例のように構成しても良い。この第３実施例では、中
間層２５を構成する材料としてパイレックスガラスを用
い、これをフォトダイオード素子１１の表面に陽極接合
して中間層２５の内側に空洞部２６を形成している。更
に、この中間層２５の外表面全体に、例えば金属膜から
なる遮光膜２７を形成し、この遮光膜２７と中間層２５
の双方に光導入孔２８ａ，２８ｂを形成している。In the first and second embodiments described above, the cavity 16 in the intermediate layer 16 is formed by etching the poly-Si sacrificial layer. However, as in the third embodiment of the present invention shown in FIG. It may be configured to. In the third embodiment, Pyrex glass is used as the material forming the intermediate layer 25, and this is anodically bonded to the surface of the photodiode element 11 to form the cavity 26 inside the intermediate layer 25. Further, a light shielding film 27 made of, for example, a metal film is formed on the entire outer surface of the intermediate layer 25, and the light shielding film 27 and the intermediate layer 25 are formed.
Light introducing holes 28a and 28b are formed in both of the above.

【００２１】斯かる第３実施例においても、中間層２５
（パイレックスガラス）の陽極接合を半導体製造プロセ
スにより行うことができるので、遮光膜２７とフォトダ
イオード素子１１との間の位置決め精度を容易に高める
ことができて、出力特性を向上できると共に、量産性向
上による低コスト化も実現できる。Also in such a third embodiment, the intermediate layer 25
Since the anodic bonding of (Pyrex glass) can be performed by the semiconductor manufacturing process, the positioning accuracy between the light shielding film 27 and the photodiode element 11 can be easily increased, the output characteristics can be improved, and the mass productivity can be improved. It is also possible to realize cost reduction by improvement.

【００２２】ところで、上述した各実施例では、いずれ
も、中間層１５，２５の内側に空洞部１６，２６を形成
しているが、上記第３実施例のように、中間層２５とし
てパイレックスガラスを用いる場合には、パイレックス
ガラス自体の光透過性が高いので、図７に示す本発明の
第４実施例のように、空洞部２６を形成しなくても良
い。この第４実施例では、空洞部が形成されていないパ
イレックスガラス３０（中間層）をフォトダイオード素
子１１の上面に陽極接合し、このパイレックスガラス３
０の外表面全体に、例えば金属膜からなる遮光膜３１を
形成し、この遮光膜３１の中央部に光導入孔３２を形成
している。尚、フォトダイオード素子１１の表面の外周
部にポリＳｉ層３３を形成して、フォトダイオード素子
１１の表面とパイレックスガラス３０（中間層）との間
にギャップを確保している。By the way, in each of the above-described embodiments, the hollow portions 16 and 26 are formed inside the intermediate layers 15 and 25, but as in the third embodiment, the Pyrex glass is used as the intermediate layer 25. In the case of using, since the Pyrex glass itself has a high light transmittance, it is not necessary to form the cavity 26 unlike the fourth embodiment of the present invention shown in FIG. In the fourth embodiment, the Pyrex glass 30 (intermediate layer) having no cavity is anodically bonded to the upper surface of the photodiode element 11, and the Pyrex glass 3
A light shielding film 31 made of, for example, a metal film is formed on the entire outer surface of 0, and a light introducing hole 32 is formed in the central portion of the light shielding film 31. A poly-Si layer 33 is formed on the outer peripheral portion of the surface of the photodiode element 11 to secure a gap between the surface of the photodiode element 11 and the Pyrex glass 30 (intermediate layer).

【００２３】この第４実施例によれば、中間層としてパ
イレックスガラス３０を用いているので、フォトダイオ
ード素子１１の製造工程で、陽極接合等の手法を用いて
フォトダイオード素子１１の表面に中間層を簡単に設け
ることができ、量産性をさらに向上できる利点がある。According to the fourth embodiment, since the Pyrex glass 30 is used as the intermediate layer, the intermediate layer is formed on the surface of the photodiode element 11 by using a method such as anodic bonding in the manufacturing process of the photodiode element 11. Can be easily provided and mass production can be further improved.

【００２４】以上説明した各実施例では、遮光膜１８，
２７，３１を金属膜により形成したが、例えば黒色エポ
キシ樹脂の印刷等により形成するようにしても良い。ま
た、上記各実施例では、１つのＳｉ基板１２に左右２つ
のｐｎ接合部１３Ｌ，１３Ｒ（受光部）を形成したが、
３つ以上のｐｎ接合部を形成して、日射方向をさらに細
かく検出できるようにしても良い。また、ｐｎ接合部を
１つだけ形成した構成としても良く、この場合でも、ｐ
ｎ接合部に入射する光の位置が日射方向に応じて移動す
るので、ｐｎ接合部の形状や光導入孔の形状を特殊な形
状にすれば、センサ出力特性に日射方向依存性をもたせ
ることができる。更に、日射センサを設置する場所の事
情に応じて、各部の形状や寸法を適宜変更することで、
所望の出力特性を得ることができる。In each of the embodiments described above, the light shielding film 18,
Although 27 and 31 are formed of a metal film, they may be formed by printing a black epoxy resin, for example. Further, in each of the above-described embodiments, the left and right pn junction portions 13L and 13R (light receiving portions) are formed on one Si substrate 12, but
It is also possible to form three or more pn junctions so that the solar radiation direction can be detected more finely. In addition, the structure may be such that only one pn junction is formed.
Since the position of the light incident on the n-junction moves in accordance with the direction of the solar radiation, if the shape of the pn junction or the shape of the light introducing hole is made to be a special shape, the sensor output characteristics can be dependent on the direction of the solar radiation. it can. Furthermore, depending on the circumstances of the place where the solar radiation sensor is installed, by changing the shape and dimensions of each part as appropriate,
A desired output characteristic can be obtained.

【００２５】その他、本発明の日射センサは、自動車用
空調装置に使用するものに限定されず、種々の場所で、
日射方向、日射強度を検出する日射センサとして広く利
用できる等、種々変更して実施できることは言うまでも
ない。In addition, the solar radiation sensor of the present invention is not limited to the one used in an air conditioner for automobiles, and can be used in various places.
It goes without saying that various modifications can be made, such as widespread use as a solar radiation sensor for detecting the solar radiation direction and solar radiation intensity.

【００２６】[0026]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、フォトダイオード素子の上面に中間層を介し
て遮光膜を形成しているので、フォトダイオード素子の
製造時に、半導体製造プロセスを用いて、フォトダイオ
ード素子の上方に正確に位置決めされた遮光膜を簡単に
形成でき、遮光膜とフォトダイオード素子との間の位置
決め精度を容易に高めることができて、出力特性を向上
できると共に、量産性も向上できて、低コスト化の要求
も満たすことができる。しかも、中間層に光入射用の空
洞部を形成しているので、中間層に用いる材料に透光性
が要求されなくなり、材料選択の幅を広げることができ
て、この面からも低コスト化に貢献することができる。As is apparent from the above description, according to the present invention, the light-shielding film is formed on the upper surface of the photodiode element via the intermediate layer. Therefore, when manufacturing the photodiode element, the semiconductor manufacturing process is performed. By using, it is possible to easily form a light-shielding film that is accurately positioned above the photodiode element, it is possible to easily increase the positioning accuracy between the light-shielding film and the photodiode element, and improve the output characteristics. The mass productivity can be improved, and the demand for cost reduction can be satisfied. Moreover, since the cavity for light incidence is formed in the intermediate layer, the material used for the intermediate layer does not need to have translucency, and the range of material selection can be widened, and cost reduction from this aspect as well. Can contribute to.

【００２７】また、中間層としてガラスを用いれば、フ
ォトダイオード素子の製造時に、陽極接合等の手法を用
いてフォトダイオード素子の表面に中間層を簡単に設け
ることができ、量産性をさらに向上することができる。If glass is used as the intermediate layer, the intermediate layer can be easily provided on the surface of the photodiode element by a method such as anodic bonding when manufacturing the photodiode element, and the mass productivity is further improved. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の第１実施例を示すフォトダイオード素
子の縦断面図FIG. 1 is a vertical sectional view of a photodiode device showing a first embodiment of the present invention.

【図２】フォトダイオード素子の斜視図FIG. 2 is a perspective view of a photodiode element.

【図３】フォトダイオード素子の製造工程を示す工程図FIG. 3 is a process diagram showing a manufacturing process of a photodiode element.

【図４】光検出回路を示す電気回路図FIG. 4 is an electric circuit diagram showing a photodetector circuit.

【図５】本発明の第２実施例を示すフォトダイオード素
子の縦断面図FIG. 5 is a vertical sectional view of a photodiode device showing a second embodiment of the present invention.

【図６】本発明の第３実施例を示すフォトダイオード素
子の縦断面図FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a photodiode element showing a third embodiment of the present invention.

【図７】本発明の第４実施例を示すフォトダイオード素
子の縦断面図FIG. 7 is a vertical sectional view of a photodiode element showing a fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１１…フォトダイオード素子、１２…Ｓｉ基板、１３
Ｌ，１３Ｒ…ｐｎ接合部（受光部）、１５…中間層、１
６…空洞部、１７ａ，１７ｂ…光導入孔、１８…遮光
膜、２５…中間層、２６…空洞部、２７…遮光膜、２８
ａ，２８ｂ…光導入孔、３０…パイレックスガラス（中
間層）、３１…遮光膜、３２…光導入孔。11 ... Photodiode element, 12 ... Si substrate, 13
L, 13R ... pn junction portion (light receiving portion), 15 ... Intermediate layer, 1
6 ... Hollow part, 17a, 17b ... Light introduction hole, 18 ... Light-shielding film, 25 ... Intermediate layer, 26 ... Cavity part, 27 ... Light-shielding film, 28
a, 28b ... Light introducing hole, 30 ... Pyrex glass (intermediate layer), 31 ... Light shielding film, 32 ... Light introducing hole.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 日射光を検出するフォトダイオード素子
の上方に、光導入孔を有する遮光膜を配置し、前記光導
入孔から入射する日射光を前記フォトダイオード素子で
検出するようにした日射センサにおいて、 前記フォトダイオード素子の上面に、前記光導入孔から
入射する日射光が通過する空洞部を有する中間層を設
け、この中間層の上面に前記遮光膜を形成したことを特
徴とする日射センサ。1. A solar radiation sensor in which a light-shielding film having a light introducing hole is arranged above a photodiode element for detecting solar light, and the solar light incident from the light introducing hole is detected by the photodiode element. In the solar sensor, the upper surface of the photodiode element is provided with an intermediate layer having a cavity through which solar light incident from the light introducing hole passes, and the light shielding film is formed on the upper surface of the intermediate layer. . 【請求項２】 日射光を検出するフォトダイオード素子
の上方に、光導入孔を有する遮光膜を配置し、前記光導
入孔から入射する日射光を前記フォトダイオード素子で
検出するようにした日射センサにおいて、 前記フォトダイオード素子の上面にガラスを接合し、こ
のガラスの上面に前記遮光膜を形成したことを特徴とす
る日射センサ。2. A solar radiation sensor in which a light-shielding film having a light introducing hole is arranged above a photodiode element for detecting solar light, and the solar light incident from the light introducing hole is detected by the photodiode element. 2. A solar radiation sensor, wherein glass is bonded to the upper surface of the photodiode element, and the light shielding film is formed on the upper surface of the glass.