JPS60193386A - 受光素子 - Google Patents
受光素子Info
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- JPS60193386A JPS60193386A JP59050396A JP5039684A JPS60193386A JP S60193386 A JPS60193386 A JP S60193386A JP 59050396 A JP59050396 A JP 59050396A JP 5039684 A JP5039684 A JP 5039684A JP S60193386 A JPS60193386 A JP S60193386A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
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- H01L31/103—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the PN homojunction type
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、フォトダイオード等の受光素子に関する。
一般にフォトダイオードは、第1図に示すようvCN形
のシリコン基板(1)と、基板(1) K形成されてj
iL: W Ill J−の焙児yPN培会(9)ち耶
浦1、バI ”i”2面鯰(3)により基板(1)との
間に基板(1)が正となるよう′に逆バイアス電圧が印
加される受光部であるP 層<4)と、基板(1)上お
よびP層;4)上に真空蒸着あるいはスパッ脅リング等
により形成された表面保護用シリコン酸化膜(5)とに
より構成されてい乙。
のシリコン基板(1)と、基板(1) K形成されてj
iL: W Ill J−の焙児yPN培会(9)ち耶
浦1、バI ”i”2面鯰(3)により基板(1)との
間に基板(1)が正となるよう′に逆バイアス電圧が印
加される受光部であるP 層<4)と、基板(1)上お
よびP層;4)上に真空蒸着あるいはスパッ脅リング等
により形成された表面保護用シリコン酸化膜(5)とに
より構成されてい乙。
そして、光が入射することにより、P層(4)中のマイ
ナスイオンおよび基板(1〕中のプラスイオンが接合(
2)領域まで拡散移動し、接合(2)の近傍に存在する
内部電場により、P層(4)中のマイナスイオンが基板
(1)側へ、基板(1)中のプラスイオンがP ffi
(4)側にそれぞれ押し流され、基板(1)からP層
(4)へ光電流が流れる。
ナスイオンおよび基板(1〕中のプラスイオンが接合(
2)領域まで拡散移動し、接合(2)の近傍に存在する
内部電場により、P層(4)中のマイナスイオンが基板
(1)側へ、基板(1)中のプラスイオンがP ffi
(4)側にそれぞれ押し流され、基板(1)からP層
(4)へ光電流が流れる。
ところが、この種のフォトダイオードでは、逆バイアス
により発生する接合(2)の近傍における内部電場によ
り、接合<2)とシリコン酸化膜(5)との界面に電界
集中が発生し、エネルギの集中による耐圧の低下が生じ
てフォトダイオードの破壊が生し、あるいはシリコン酸
化膜(5)中のプラスイオンが基板(1)側に流れ込ん
だマイナスイオンと結合し易くkり一光が入射しkくて
も基板(1)からシリコン酸化膜(5)を介してP層(
4)Kリーク電流が流れ、接合(2)の降伏電圧が下が
り、素子の耐圧の低下を招くという欠点がある。
により発生する接合(2)の近傍における内部電場によ
り、接合<2)とシリコン酸化膜(5)との界面に電界
集中が発生し、エネルギの集中による耐圧の低下が生じ
てフォトダイオードの破壊が生し、あるいはシリコン酸
化膜(5)中のプラスイオンが基板(1)側に流れ込ん
だマイナスイオンと結合し易くkり一光が入射しkくて
も基板(1)からシリコン酸化膜(5)を介してP層(
4)Kリーク電流が流れ、接合(2)の降伏電圧が下が
り、素子の耐圧の低下を招くという欠点がある。
そこで従来、接合(2)を囲むように基板(1)にガー
ドリングと呼ばれるP層を形成して基板(1)との境界
に他のPN接合を形成し、当該P層と基板との間にはバ
イアス電圧を印加しないようにすることにより、接合(
2)の幅の狭い急峻々空乏層の幅を階段状に広げて接合
(2)とシリコン酸化膜(5)との界面における電界集
中を防止するようにしたフォトダイオード、あるいはシ
リコン酸化膜(5)上でかつ接合(2)の上方にアルミ
ニウム等の金属電極を設け、前記電極とP HJ (4
)との間に前記電極が正となるように正バイアス電圧を
印加することにより、接合(2)とシリコン酸化膜(5
)との間に集中するプラスイオンを正にバイアスされた
前記電極中のマイナスイオンに引き付けるようにし、接
合(2)の空乏層を前記電極の幅に広げて接合(2)と
シリコン酸化膜(5)との界面における7[界集中の発
生を防止するようにしたフォトダイオードなどが考えら
れている。
ドリングと呼ばれるP層を形成して基板(1)との境界
に他のPN接合を形成し、当該P層と基板との間にはバ
イアス電圧を印加しないようにすることにより、接合(
2)の幅の狭い急峻々空乏層の幅を階段状に広げて接合
(2)とシリコン酸化膜(5)との界面における電界集
中を防止するようにしたフォトダイオード、あるいはシ
リコン酸化膜(5)上でかつ接合(2)の上方にアルミ
ニウム等の金属電極を設け、前記電極とP HJ (4
)との間に前記電極が正となるように正バイアス電圧を
印加することにより、接合(2)とシリコン酸化膜(5
)との間に集中するプラスイオンを正にバイアスされた
前記電極中のマイナスイオンに引き付けるようにし、接
合(2)の空乏層を前記電極の幅に広げて接合(2)と
シリコン酸化膜(5)との界面における7[界集中の発
生を防止するようにしたフォトダイオードなどが考えら
れている。
しかし、前者の場合、ガードリングを形成するためのマ
スクパクーンの構成、形状が複雑になり、製作が容易で
はないという欠点があり、後者の場合、前記電極が光を
透過しないため、フォトダイオードの実効的な受光面積
・が減少し、受光感度の低下を招くという欠点がある。
スクパクーンの構成、形状が複雑になり、製作が容易で
はないという欠点があり、後者の場合、前記電極が光を
透過しないため、フォトダイオードの実効的な受光面積
・が減少し、受光感度の低下を招くという欠点がある。
この発明は、前記の点に留意してうされたものであり、
受光面積が減少することなく、l)N接合と表面保護膜
との界面における電界集中の発生を防止することを目的
とする。
受光面積が減少することなく、l)N接合と表面保護膜
との界面における電界集中の発生を防止することを目的
とする。
この発明は、シリコン基板と、前記基板に形成されて前
記基板との境界にPN接合を形成し前記基板との間に逆
バイアス電圧が印加される受光部と、前記基板および前
記受光部上に積層されたシリコン酸化膜からなる表面保
護膜と、前記保護膜上でかつ前記PN接合の上方に設け
られ前記受光部との間に正バイアス電圧が印加される透
明電極とを備えたことを特徴とする受光素子である。
記基板との境界にPN接合を形成し前記基板との間に逆
バイアス電圧が印加される受光部と、前記基板および前
記受光部上に積層されたシリコン酸化膜からなる表面保
護膜と、前記保護膜上でかつ前記PN接合の上方に設け
られ前記受光部との間に正バイアス電圧が印加される透
明電極とを備えたことを特徴とする受光素子である。
したがって、この発明の受光素子によると、表面保護膜
上でかつPN接合の上方に、受光部との間に正バイアス
電圧が印加される透明電極を設けたことにより、従来の
ように受光面積が減少することをく、PN接合と表面保
護膜との界面における電界集中の発生を防止することが
でき、特性の優れた受光素子を提供することができる。
上でかつPN接合の上方に、受光部との間に正バイアス
電圧が印加される透明電極を設けたことにより、従来の
ように受光面積が減少することをく、PN接合と表面保
護膜との界面における電界集中の発生を防止することが
でき、特性の優れた受光素子を提供することができる。
つぎに、この発明を、その実施例を示した第2図以下の
図面とともに詳細に説明する。
図面とともに詳細に説明する。
まず、1実施例を示した第2図および第3図について説
明する。
明する。
それらの図面において、(6)はN形のシリコン基板、
(7)は基板(6)の中央部に形成されて基板(1)と
の境界[PN接合(8)を形成しバイアス回路(9)に
より基板(6)が正となるように逆バイアス電圧が印加
される受光部であるP層、01はP層(7)を囲むよう
に基板(1)K形成されたガードリング2層、0υは基
板(6)上、P層(7) 、 Q(e上に真空蒸着ある
いはスパックリング等により積層された表面保護膜であ
るシリコン酸化膜、Q陣は酸化膜01)上でかつ接合(
8)の上方に設けられたITOすなわちインジウムティ
ンオキサイドからなる透明+n極、(IIは蒸着により
電極(2)上に設けられ基板(6)および電極02に!
気的に接続されたアルミニウムから女る一方の1<イア
ス端子、a41はP層(7)に接続して設けられたアル
ミニウムからなる他方のバイアス端子であり、両端子Q
:l 、 04)がバイアス回路(9)に接続され、電
極0邊が基板(6)と同電位す1わちP層(7)に対し
て正となるように正バイアス電圧が印加されるようにな
っチオ9、基板(6) 、 P 層(7) 、 Qc)
、酸化膜0υ2wL極α湯、両端子03.a→により
フォトダイオードOQが構成されている。
(7)は基板(6)の中央部に形成されて基板(1)と
の境界[PN接合(8)を形成しバイアス回路(9)に
より基板(6)が正となるように逆バイアス電圧が印加
される受光部であるP層、01はP層(7)を囲むよう
に基板(1)K形成されたガードリング2層、0υは基
板(6)上、P層(7) 、 Q(e上に真空蒸着ある
いはスパックリング等により積層された表面保護膜であ
るシリコン酸化膜、Q陣は酸化膜01)上でかつ接合(
8)の上方に設けられたITOすなわちインジウムティ
ンオキサイドからなる透明+n極、(IIは蒸着により
電極(2)上に設けられ基板(6)および電極02に!
気的に接続されたアルミニウムから女る一方の1<イア
ス端子、a41はP層(7)に接続して設けられたアル
ミニウムからなる他方のバイアス端子であり、両端子Q
:l 、 04)がバイアス回路(9)に接続され、電
極0邊が基板(6)と同電位す1わちP層(7)に対し
て正となるように正バイアス電圧が印加されるようにな
っチオ9、基板(6) 、 P 層(7) 、 Qc)
、酸化膜0υ2wL極α湯、両端子03.a→により
フォトダイオードOQが構成されている。
ところで、前記フォトダイオード00では、P層(7)
、基板(6)間への逆バイアス電圧の印加による接合(
8)の近傍における内部電場により、接合(8)と酸化
膜Qηとの間に電界集中が発生するが、電極0ダを基板
(6)と同電位にバイアスすることにより、酸化膜αυ
中のプラスイオンが電極α々に誘引されるため、酸化膜
θυ中のプラスイオンが基板(6)中のマイナスイオン
と結合することもなく、接合(8)の幅が電極04の幅
に広がることになり、電界集中の発生が防止され、リー
ク電流が抑制されるとともに、接合(8)の降吠電匝が
向上する。
、基板(6)間への逆バイアス電圧の印加による接合(
8)の近傍における内部電場により、接合(8)と酸化
膜Qηとの間に電界集中が発生するが、電極0ダを基板
(6)と同電位にバイアスすることにより、酸化膜αυ
中のプラスイオンが電極α々に誘引されるため、酸化膜
θυ中のプラスイオンが基板(6)中のマイナスイオン
と結合することもなく、接合(8)の幅が電極04の幅
に広がることになり、電界集中の発生が防止され、リー
ク電流が抑制されるとともに、接合(8)の降吠電匝が
向上する。
したがって、前記実施例によると、従来のように受光面
積が減少することiく、接合(8)と酸化膜0υとの界
面における電界集中の発生を防止することができ、リー
ク電流が抑制されるとともに、接合・′8)の降伏電圧
が向上し、耐圧が高く、暗電流の少ない特性の侵れたフ
ォトダイオード00を提供することができる。
積が減少することiく、接合(8)と酸化膜0υとの界
面における電界集中の発生を防止することができ、リー
ク電流が抑制されるとともに、接合・′8)の降伏電圧
が向上し、耐圧が高く、暗電流の少ない特性の侵れたフ
ォトダイオード00を提供することができる。
なお、バイアス端子a3を電極03に設けることができ
ないときは、第4図に示すように、アルミニウムからな
るバイアス端子Hを基板(6) K直接接触させ、接触
させた端子θQを被覆して電極α4を形成するようにし
てもよい。
ないときは、第4図に示すように、アルミニウムからな
るバイアス端子Hを基板(6) K直接接触させ、接触
させた端子θQを被覆して電極α4を形成するようにし
てもよい。
また、第5図に示すように基板(6)上に基板(6)と
の境界[PN接合を形成する複数のP層Qカが形成され
、基板(6)上および各P層αη上に表面保護膜である
シリコン酸化膜α約が形成された集積型のフォトダイオ
ードの場合には、前記両実施例と同様に、各2層a′り
を囲むように酸仁膜(至)上でかつ各PN接合の上方に
透明電極01を設け、各2層0ηの近傍の電極0呻上お
よび各P層a力上にそれぞれバイアス端子(ホ)、Qυ
を設けても、この発明を同様に実施することができる。
の境界[PN接合を形成する複数のP層Qカが形成され
、基板(6)上および各P層αη上に表面保護膜である
シリコン酸化膜α約が形成された集積型のフォトダイオ
ードの場合には、前記両実施例と同様に、各2層a′り
を囲むように酸仁膜(至)上でかつ各PN接合の上方に
透明電極01を設け、各2層0ηの近傍の電極0呻上お
よび各P層a力上にそれぞれバイアス端子(ホ)、Qυ
を設けても、この発明を同様に実施することができる。
第1図は従来の受光素子の一部の切断正面図、第2図以
下の図面はこの発明の受光素子の実施例を示し、第2図
および第3図は1実施例を示し、第2図(a)、Φ)は
それぞれ平面図および切断正面図、第3図は一部の切断
正面図、第4図および第5図はそれぞれ他の実施例を示
し、第4図(a) 、 (b) 。 (C)はそれぞれ平面図、切断正面図および他の箇所に
おける切断正面図、第5図(a) 、 (b)はそれぞ
れ平面図および切断正面図である。 (6)・・・シリコン基板、(7) 、 O’!>・・
・2層、(11) 、 a81 シリコン酸化膜、(2
)、0呻・・・透明電極。 第3図 第 4図 第 5 図
下の図面はこの発明の受光素子の実施例を示し、第2図
および第3図は1実施例を示し、第2図(a)、Φ)は
それぞれ平面図および切断正面図、第3図は一部の切断
正面図、第4図および第5図はそれぞれ他の実施例を示
し、第4図(a) 、 (b) 。 (C)はそれぞれ平面図、切断正面図および他の箇所に
おける切断正面図、第5図(a) 、 (b)はそれぞ
れ平面図および切断正面図である。 (6)・・・シリコン基板、(7) 、 O’!>・・
・2層、(11) 、 a81 シリコン酸化膜、(2
)、0呻・・・透明電極。 第3図 第 4図 第 5 図
Claims (1)
- ■ シリコン基板と、前記基板に形成されて前記基板と
の境界にPN接合を形成し前記基板との間に逆バイアス
電圧が印加される受光部と、前記基板および前記受光部
上に積層されたシリコン酸化膜からなる表面保護膜と、
前記保護膜上でかつ前記PN接合の上方に設けられ前記
受光部との間に正バイアス電圧が印加される透明電極と
を備えたことを特徴とする受光素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59050396A JPS60193386A (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | 受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59050396A JPS60193386A (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | 受光素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60193386A true JPS60193386A (ja) | 1985-10-01 |
Family
ID=12857712
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59050396A Pending JPS60193386A (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | 受光素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60193386A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH045869A (ja) * | 1990-04-23 | 1992-01-09 | Sharp Corp | フォトダイオード |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4310868Y1 (ja) * | 1965-10-20 | 1968-05-11 | ||
JPS5711767U (ja) * | 1980-06-24 | 1982-01-21 | ||
JPS5777455A (en) * | 1980-08-26 | 1982-05-14 | Tetra Pak Dev | Cap |
JPS5837828Y2 (ja) * | 1979-08-13 | 1983-08-26 | 凸版印刷株式会社 | 注出口付容器 |
-
1984
- 1984-03-15 JP JP59050396A patent/JPS60193386A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4310868Y1 (ja) * | 1965-10-20 | 1968-05-11 | ||
JPS5837828Y2 (ja) * | 1979-08-13 | 1983-08-26 | 凸版印刷株式会社 | 注出口付容器 |
JPS5711767U (ja) * | 1980-06-24 | 1982-01-21 | ||
JPS5777455A (en) * | 1980-08-26 | 1982-05-14 | Tetra Pak Dev | Cap |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH045869A (ja) * | 1990-04-23 | 1992-01-09 | Sharp Corp | フォトダイオード |
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