JPH10270742A - フォトダイオード - Google Patents
フォトダイオードInfo
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Abstract
シールドケースを必要としないフォトダイオードを提供
する。 【解決手段】 第1のp型層となるp型の基板上にn型
層を形成し、n型層の周囲にp型の分離帯を設けてn型
層を端縁から分離し、n型層上にその一部を残して第2
のp型層を形成して、保護膜層で覆う。保護膜層上に第
1および第2の電極を設け、保護膜層に形成した開口を
介して、第1の電極をn型層に接続し、第2の電極をp
型の分離帯および第2のp型層に接続する。第2の電極
をグランド電位に接続して、第1および第2のp型層を
グランド電位とし、光電変換で生じた電荷を第1の電極
から出力する。第2のp型層はグランド電位に接続され
てローインピーダンスであるためシールド効果をもち、
表面からの電磁ノイズが遮断される。
Description
関し、より詳しくは、電磁ノイズの影響を受けにくいフ
ォトダイオードに関する。
イオードは、リモートコントロールや光通信の装置の受
信用素子として多用されている。従来のフォトダイオー
ドは、図5に示すように、p型の基板51上にn型層5
2を形成して成り、p型基板51の下面が銀ペースト5
3等によって、グランド電位に接続されたフレーム54
にダイボンディングされている。したがって、アノード
56がフレーム側、カソード55が光を受けるチップ表
面側となっている。
p型基板51の接合面で光電変換され、これにより生成
した電荷が、受光量を表す信号として、カソード55よ
り取り出される。図6に示すように、カソード55は信
号処理回路9に接続されており、カソードから出力され
る微弱な信号は、増幅された後、装置に応じた処理を受
ける。
フォトダイオードは、チップ表面のカソードがハイイン
ピーダンスになるため、ブラウン管やコンピュータ等
の、フォトダイオードが組み込まれる装置の他の部分か
らの電磁ノイズを受けて、偽信号を出力し易くなってい
る。偽信号は信号処理回路の誤動作を招き、リモートコ
ントロールが正しく機能しなくなったり、光通信で情報
が変化したりする等の重大な問題を引き起こす。
金属性のシールドケースで覆うことにより電磁ノイズを
遮断して、フォトダイオードが偽信号を出力するのを防
止することが行われている。しかしながら、シールドケ
ースで覆うとフォトダイオードが大型化するとともに、
部品点数が増加してコストが上昇し、製造工程数も多く
なる。また、シールドケースは電磁ノイズの遮断に有効
な方法ではあるが、電磁ノイズの影響を受け易いという
フォトダイオードの弱点を本質的に解決するものではな
い。
構造を有し、シールドケースを必要としないフォトダイ
オードを提供することを目的とする。
に、本発明では、グランド電位に接続された第1のp型
層と、この第1のp型層上に形成されたn型層を有し、
n型層側から光を受けて光電変換し、生成した電荷をn
型層から出力するフォトダイオードにおいて、n型層上
に第2のp型層を設けて、第2のp型層をグランド電位
に接続した構成とする。
層とn型層およびn型層と第1のp型層の接合面で光電
変換が行われる。光電変換によって生成された電荷はn
型層から出力するが、n型層の上部には第2のp型層が
設けられている。この第2のp型層は、グランド電位に
接続されてローインピーダンスになっているためシール
ド効果をもち、外部からの電磁ノイズを遮断することが
できる。したがって、n型層に電磁ノイズが達すること
はなく、n型層からノイズによって発生した電荷が出力
されることはない。
第1のp型層および第2のp型層をグランド電位に接続
するための電極を、n型層側の表面に備えるようにする
とよい。アノード電極とカソード電極がフォトダイオー
ドの表面に併設されることになる。
について図面を参照して説明する。図1に第1の実施形
態のフォトダイオード1のチップの断面図を示し、図2
にその平面図を示す。フォトダイオード1は、第1のp
型層11、n型層12、第2のp型層13、保護膜層1
4、および2つの電極15および16より成る。
型のSi基板上にエピタキシャル成長によって形成され
ており、p型不純物の拡散によって周囲に形成されたp
型帯11aによりチップ端縁から分離されている。第2
のp型層13は、n型層12にイオンを注入することに
よって形成されており、n型層12の周辺部を除く領域
の上部に設けられている。
成り、チップ上面全体を覆うように設けられている。保
護膜層14には、n型層12を露出させるための開口1
4a、第2のp型層13を露出させるための開口14
b、およびp型帯11aを露出させるための開口14c
が、それぞれ帯状に形成されている。
り、n型層12に接続している。電極16は、開口14
bと開口14cの上に設けられており、第2のp型層1
3に接続し、p型帯11aを介して第1のp型層11に
接続している。電極16はグランド電位に接続される。
これにより、第1のp型層11と第2のp型層13が共
にグランド電位となる。
られているチップ表面側より光を受ける。光は保護膜層
14を透過して、第2のp型層13とn型層12および
n型層12と第1のp型層11の接合面で光電変換が行
われる。光電変換で生成した電荷はn型層12より電極
15に出力される。
電極16がアノードとなる。電極15は実装時に図外の
信号処理回路に接続され、フォトダイオード1の受光量
を表す電極15からの出力信号は、信号処理回路におい
て増幅された後、フォトダイオード1を組み込む装置に
応じた処理を受ける。
これがチップ表面からフォトダイオード1に進入したと
しても、第2のp型層13がグランド電位に接続されて
ローインピーダンスになっているため、電磁ノイズは第
2のp型層13で遮断される。したがって、電磁ノイズ
がn型層12に達することはなく、外部の電磁ノイズに
起因する電荷が電極15に現れることはない。このた
め、信号処理回路は常時正しく動作し、フォトダイオー
ド1を組み込んだ装置の信頼性はきわめて高いものとな
る。
と同様の機能を果たす。すなわち、フォトダイオード1
は内部に電磁ノイズを遮断する構造を備えており、シー
ルドケースによって覆わなくても、安定して動作する。
したがって、フォトダイオード1を単体で使用すること
が可能である。
bを第2のp型層13の1辺に沿う形状とし、第2のp
型層13と電極16とを直線状に接続する構造とした
が、開口14bを第2のp型層13の4辺に沿って形成
し、第2のp型層13を電極16で取り囲む構造として
もよい。第2のp型層13の全範囲が均一にグランド電
位になって、電磁ノイズを遮断する機能が一層高まる。
を図3に示す。このフォトダイオード2は、第2のp型
層13とp型帯11aが内部で接続されており、第1の
実施形態のフォトダイオード1の保護膜層14に形成さ
れていた第2のp型層13と電極16を接続するための
開口14bは形成されていない。第2のp型層13は、
第1のp型層11と同様に、p型帯11aを介して電極
16に接続されている。他の構成は、フォトダイオード
1と同様であり、説明を省略する。
を図4に示す。このフォトダイオード3は、第2のp型
層13とp型帯11aが内部で接続されており、また、
第1のp型層11はその下面に設けられた電極16aか
らグランド電位に接続される。第2のp型層13はp型
帯11aと第1のp型層11を介してグランド電位に接
続されることになる。
保護膜層14の2つの開口14b、14c、および電極
16はフォトダイオード3では形成されていない。この
フォトダイオード3は、銀ペースト等によってフレーム
にダイボンディングされる。他の構成はフォトダイオー
ド1と同様であり、説明を省略する。
オード2および3では、電極15との接続のために必要
な端縁部を除き、n型層12の全体にわたって第2のp
型層13を形成するとよい。このようにすると、第2の
p型層13が3つの端縁でp型帯11aと接続されるこ
とになって、第2のp型層13の全体が均一にグランド
電位になり、電磁ノイズ遮断の効果が増す。しかも、n
型層12の全範囲が第2のp型層13または電極15に
覆われることになって、電磁ノイズを確実に遮断するこ
とができる。
は、外部からの電磁ノイズが第2のp型層によって遮断
されるため、ノイズに起因する信号を出力することがな
い。このため、シールドケースでフォトダイオードを覆
う必要がなくなり、また、コストを低減し製造工程数を
減少させることができる。
ド電極とカソード電極がともにフォトダイオード表面に
形成されるから、両電極を同じ方法によって回路基板の
配線に接続することができる。したがって、実装の工程
が容易になる。
模式的に示す断面図。
模式的に示す平面図。
模式的に示す断面図。
模式的に示す断面図。
す図。
理する回路の接続を示す図。
Claims (2)
- 【請求項1】 グランド電位に接続された第1のp型層
と、該第1のp型層上に形成されたn型層を有し、n型
層側から光を受けて光電変換し、生成した電荷をn型層
から出力するフォトダイオードにおいて、 前記n型層上に第2のp型層を設けて、該第2のp型層
をグランド電位に接続したことを特徴とするフォトダイ
オード。 - 【請求項2】 前記n型層から電荷を出力するための電
極と、前記第1のp型層および前記第2のp型層をグラ
ンド電位に接続するための電極を、n型層側の表面に備
えることを特徴とする請求項1に記載のフォトダイオー
ド。
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