[go: up one dir, main page]

JP2007305868A - Light receiving element - Google Patents

Light receiving element Download PDF

Info

Publication number
JP2007305868A
JP2007305868A JP2006134094A JP2006134094A JP2007305868A JP 2007305868 A JP2007305868 A JP 2007305868A JP 2006134094 A JP2006134094 A JP 2006134094A JP 2006134094 A JP2006134094 A JP 2006134094A JP 2007305868 A JP2007305868 A JP 2007305868A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light receiving
photodiode
receiving element
type
light
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.)
Pending
Application number
JP2006134094A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshitsugu Kamihira
祥嗣 上平
Junji Fujino
純士 藤野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
Priority to JP2006134094A priority Critical patent/JP2007305868A/en
Priority to PCT/JP2007/059906 priority patent/WO2007132823A1/en
Publication of JP2007305868A publication Critical patent/JP2007305868A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F30/00Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
    • H10F30/20Individual 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
    • H10F30/21Individual 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
    • H10F30/22Individual 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 one potential barrier, e.g. photodiodes
    • H10F30/221Individual 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 one potential barrier, e.g. photodiodes the potential barrier being a PN homojunction
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F30/00Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
    • H10F30/20Individual 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
    • H10F30/21Individual 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
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/10Semiconductor bodies
    • H10F77/14Shape of semiconductor bodies; Shapes, relative sizes or dispositions of semiconductor regions within semiconductor bodies

Landscapes

  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

【課題】視感度特性に近い分光感度特性を有し、分光感度特性を視感度特性に近づけるための光学フィルタを不要とすることができる、受光素子を提供すること。
【解決手段】受光素子1では、n型基板2の表層部にp型層3が埋設され、そのp型層3の表層部にn型層4が埋設されている。そして、p型層3に接続された第2アノード電極8とn型層4に接続された第2カソード電極9とが配線14で接続されることにより、p型層3とn型層4とのpn接合からなる第2のフォトダイオードPD2は、そののアノード−カソード間が短絡されている。これにより、受光素子1からは、n型基板2とp型層3とのpn接合からなる第1のフォトダイオードPD1での光電変換によって生じる光電流のみが、n型基板2に接続された第1カソード電極6から光検出信号として出力される。
【選択図】図1
Provided is a light receiving element that has a spectral sensitivity characteristic close to a visual sensitivity characteristic and can eliminate the need for an optical filter for bringing the spectral sensitivity characteristic close to the visual sensitivity characteristic.
In a light receiving element, a p-type layer is embedded in a surface layer portion of an n-type substrate, and an n-type layer is embedded in a surface layer portion of the p-type layer. Then, the second anode electrode 8 connected to the p-type layer 3 and the second cathode electrode 9 connected to the n-type layer 4 are connected by the wiring 14, whereby the p-type layer 3, the n-type layer 4, The second photodiode PD2 composed of the pn junction is short-circuited between its anode and cathode. Thereby, from the light receiving element 1, only the photocurrent generated by the photoelectric conversion in the first photodiode PD <b> 1 formed of the pn junction between the n-type substrate 2 and the p-type layer 3 is connected to the n-type substrate 2. 1 is output as a light detection signal from the cathode electrode 6.
[Selection] Figure 1

Description

この発明は、フォトダイオード構造を有する受光素子に関する。   The present invention relates to a light receiving element having a photodiode structure.

たとえば、携帯電話機やPDA(Personal Digital Assistants)、ノートPC(Personal Computer)などのモバイル機器では、周囲の明るさを検出するための照度センサが備えられている。そして、この照度センサにより検出される周囲の明るさに応じて、液晶画面の輝度が自動調整される。
照度センサには、フォトダイオード構造を有する受光素子が用いられている。従来の典型的な受光素子は、たとえば、n型基板の表層部に、p型不純物領域が形成された構造を有している。この受光素子では、p型不純物領域の表面(受光面)から入射する光が、p型不純物領域とn型基板とのpn接合からなるフォトダイオードにより光電変換され、この光電変換により生じる光電流が、n型基板に接続されたカソード電極から出力される。
特開平7−38136号公報
For example, mobile devices such as mobile phones, PDAs (Personal Digital Assistants), and notebook PCs (Personal Computers) are provided with an illuminance sensor for detecting ambient brightness. The brightness of the liquid crystal screen is automatically adjusted according to the ambient brightness detected by the illuminance sensor.
A light receiving element having a photodiode structure is used for the illuminance sensor. A conventional typical light receiving element has, for example, a structure in which a p-type impurity region is formed in a surface layer portion of an n-type substrate. In this light receiving element, light incident from the surface (light receiving surface) of the p-type impurity region is photoelectrically converted by a photodiode comprising a pn junction between the p-type impurity region and the n-type substrate, and a photocurrent generated by this photoelectric conversion is generated. , And output from the cathode electrode connected to the n-type substrate.
Japanese Patent Laid-Open No. 7-38136

ところで、光に対する人間の目の感度(視感度)は、波長が約555nmの光に対してピークとなり、波長が約400nm以下の範囲および約720nm以上の範囲の光に対して零となる。また、波長が約400〜555nmの範囲の光に対しては、短い波長の光ほど視感度が小さく、波長が約555〜720nmの範囲の光に対しては、長い波長の光ほど視感度が小さくなる。   By the way, the sensitivity (visual sensitivity) of the human eye to light has a peak for light having a wavelength of about 555 nm, and is zero for light having a wavelength of about 400 nm or less and about 720 nm or more. For light in the wavelength range of about 400 to 555 nm, the shorter the light wavelength, the lower the visibility, and for the light in the wavelength range of about 555 to 720 nm, the longer the wavelength, the higher the visibility. Get smaller.

そこで、従来の受光素子では、分光感度が約555nmの波長を有する光に対してピークとなるように、フォトダイオードの受光面からの深さ(p型不純物領域の深さ)が設定されている。しかし、このような深さでは、p型不純物領域の表面から入射する波長400nm以下の光がフォトダイオード(pn接合)に達するために、波長400nm以下の光に対する感度が零にならない。このような分光感度特性を有する受光素子が照度センサに用いられ、たとえば、その照度センサがモバイル機器に備えられた場合、周囲の明るさの変化に対して、液晶画面の輝度が良好に調整されないおそれがある。そのため、従来の受光素子を照度センサに用いる場合には、p型不純物領域の表面に入射する光から波長400nm以下の光を除去するための高価な光学フィルタが必要であった。   Therefore, in the conventional light receiving element, the depth from the light receiving surface of the photodiode (depth of the p-type impurity region) is set so that the spectral sensitivity reaches a peak with respect to light having a wavelength of about 555 nm. . However, at such a depth, since light with a wavelength of 400 nm or less incident from the surface of the p-type impurity region reaches the photodiode (pn junction), the sensitivity to light with a wavelength of 400 nm or less does not become zero. A light receiving element having such spectral sensitivity characteristics is used in an illuminance sensor. For example, when the illuminance sensor is provided in a mobile device, the brightness of the liquid crystal screen is not adjusted well with respect to changes in ambient brightness. There is a fear. Therefore, when a conventional light receiving element is used for an illuminance sensor, an expensive optical filter for removing light having a wavelength of 400 nm or less from light incident on the surface of the p-type impurity region is necessary.

そこで、この発明の目的は、視感度特性に近い分光感度特性を有し、分光感度特性を視感度特性に近づけるための光学フィルタを不要とすることができる、受光素子を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a light receiving element that has a spectral sensitivity characteristic close to the visibility characteristic and can eliminate the need for an optical filter for bringing the spectral sensitivity characteristic close to the visibility characteristic.

前記の目的を達成するための請求項1記載の発明は、第1導電型を有する第1半導体層と、この第1半導体層の表層部に埋設され、前記第1導電型とは異なる第2導電型を有する第2半導体層と、この第2半導体層の表層部に埋設され、前記第1導電型を有する第3半導体層と、前記第2半導体層と前記第3半導体層とを接続する配線とを含むことを特徴とする、受光素子である。   According to a first aspect of the present invention for achieving the above object, a first semiconductor layer having a first conductivity type and a second semiconductor layer embedded in a surface layer portion of the first semiconductor layer and different from the first conductivity type. A second semiconductor layer having a conductivity type, a third semiconductor layer embedded in a surface layer portion of the second semiconductor layer and having the first conductivity type, and connecting the second semiconductor layer and the third semiconductor layer. A light receiving element including a wiring.

この受光素子では、第1導電型(p型またはn型)の第1半導体層の表層部に、第2導電型(n型またはp型)の第2半導体層が埋設され、この第2半導体層の表層部に、第1導電型の第3半導体層が埋設されている。これにより、受光素子には、第1半導体層と第2半導体層とのpn接合からなる第1のフォトダイオードと、第2半導体層と第3半導体層とのpn接合からなる第2のフォトダイオードとが、受光面をなす第1半導体層、第2半導体層および第3半導体層の表面からの深さを異ならせて形成されている。すなわち、受光面から相対的に深い位置に第1のフォトダイオードが形成され、受光面から相対的に浅い位置に第2のフォトダイオードが形成されている。   In this light receiving element, a second semiconductor layer of the second conductivity type (n-type or p-type) is embedded in the surface layer portion of the first semiconductor layer of the first conductivity type (p-type or n-type). A third semiconductor layer of the first conductivity type is embedded in the surface layer portion of the layer. Accordingly, the light receiving element includes a first photodiode composed of a pn junction between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer, and a second photodiode composed of a pn junction between the second semiconductor layer and the third semiconductor layer. Are formed at different depths from the surfaces of the first semiconductor layer, the second semiconductor layer, and the third semiconductor layer forming the light receiving surface. That is, the first photodiode is formed at a relatively deep position from the light receiving surface, and the second photodiode is formed at a relatively shallow position from the light receiving surface.

この受光素子では、第2のフォトダイオードが形成されているので、受光面から入射する光のうち、第2のフォトダイオードで光電変換されない光のみが第1のフォトダイオードに到達する。したがって、従来の受光素子(に形成されているフォトダイオード)の分光感度と比較して、第1のフォトダイオードの分光感度を、短波長域で下げることができる。   In this light receiving element, since the second photodiode is formed, only light that is not photoelectrically converted by the second photodiode among the light incident from the light receiving surface reaches the first photodiode. Therefore, the spectral sensitivity of the first photodiode can be lowered in a short wavelength region as compared with the spectral sensitivity of the conventional light receiving element (the photodiode formed therein).

たとえば、第1のフォトダイオードの受光面からの深さを従来の受光素子におけるフォトダイオードの受光面からの深さとほぼ同じに設定し、波長400nmの光に対する第2のフォトダイオードの感度が従来の受光素子とほぼ同じとなるように、第2のフォトダイオードの受光面からの深さを設定すれば、第1のフォトダイオードの分光感度特性を、波長が約555nmの光に対する感度がピークとなり、波長が400nm以下の光に対する感度が零である分光感度特性とすることができる。つまり、第1のフォトダイオードの分光感度特性を、視感度特性に近づけることができる。   For example, the depth from the light receiving surface of the first photodiode is set to be substantially the same as the depth from the light receiving surface of the photodiode in the conventional light receiving element, and the sensitivity of the second photodiode with respect to light having a wavelength of 400 nm is conventional. If the depth from the light receiving surface of the second photodiode is set so as to be substantially the same as the light receiving element, the spectral sensitivity characteristic of the first photodiode has a peak sensitivity with respect to light having a wavelength of about 555 nm, Spectral sensitivity characteristics with zero sensitivity to light having a wavelength of 400 nm or less can be obtained. That is, the spectral sensitivity characteristic of the first photodiode can be brought close to the visibility characteristic.

そして、この受光素子では、第2半導体層と第3半導体層とが配線を介して接続されることにより、第2のフォトダイオードのアノード−カソード間が短絡されている。そのため、第2のフォトダイオードでの光電変換によって生じる光電流は取り出されず、第1のフォトダイオードでの光電変換によって生じる光電流のみが光検出信号として取り出される。したがって、この受光素子は、視感度特性に近い分光感度特性を有し、分光感度特性を視感度特性に近づけるための高価な光学フィルタを不要とすることができる。よって、この受光素子は、明るさを検出するための照度センサに好適に用いることができる。   In this light receiving element, the second semiconductor layer and the third semiconductor layer are connected to each other through a wiring, so that the anode and the cathode of the second photodiode are short-circuited. Therefore, the photocurrent generated by the photoelectric conversion in the second photodiode is not extracted, and only the photocurrent generated by the photoelectric conversion in the first photodiode is extracted as the light detection signal. Therefore, this light receiving element has a spectral sensitivity characteristic close to the visibility characteristic, and an expensive optical filter for bringing the spectral sensitivity characteristic close to the visibility characteristic can be eliminated. Therefore, this light receiving element can be suitably used for an illuminance sensor for detecting brightness.

また、第2のフォトダイオードでの光電変換により生じる光電流が取り出されないので、その光電流に基づいて分光感度を演算する回路が不要である。したがって、そのような演算回路を配置するためのスペースを省略することができ、受光素子のサイズの小型化を図ることができる。また、この受光素子を、演算回路などを有しないディスクリート製品として構成することもできる。さらには、第2のフォトダイオードでの光電変換により生じる光電流に基づいて分光感度を演算する演算回路が不要であるので、この受光素子は、その演算回路が有するノイズの影響を受けるおそれがなく、良好な光検出信号を出力することができる。   In addition, since a photocurrent generated by photoelectric conversion in the second photodiode is not taken out, a circuit for calculating the spectral sensitivity based on the photocurrent is unnecessary. Therefore, a space for arranging such an arithmetic circuit can be omitted, and the size of the light receiving element can be reduced. In addition, the light receiving element can be configured as a discrete product that does not have an arithmetic circuit or the like. Furthermore, since an arithmetic circuit that calculates the spectral sensitivity based on the photocurrent generated by photoelectric conversion in the second photodiode is unnecessary, the light receiving element is not likely to be affected by noise of the arithmetic circuit. A good light detection signal can be output.

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、この発明の一実施形態に係る受光素子の構造を示す断面図である。
この受光素子1は、第1半導体層としてのn型基板2を備えている。このn型基板2の表面は、光が入射する受光面をなしている。
n型基板2の表層部には、平面視において、n型基板2の周縁から所定幅を隔てた内方の領域に、その表面からp型不純物をドーピングすることによって、第2半導体層としてのp型層3が埋設されている。これにより、受光素子1には、n型基板2とp型層3とのpn接合からなる第1のフォトダイオードPD1が形成されている。p型層3の受光面からの深さは、その第1のフォトダイオードPD1で波長555nmの光が最も効率よく光電変換される深さとされている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a light receiving element according to an embodiment of the present invention.
The light receiving element 1 includes an n-type substrate 2 as a first semiconductor layer. The surface of the n-type substrate 2 forms a light receiving surface on which light is incident.
The surface layer portion of the n-type substrate 2 is doped with a p-type impurity from the surface in an inner region separated from the periphery of the n-type substrate 2 in plan view, thereby forming a second semiconductor layer. A p-type layer 3 is embedded. Thereby, in the light receiving element 1, a first photodiode PD1 formed of a pn junction between the n-type substrate 2 and the p-type layer 3 is formed. The depth from the light receiving surface of the p-type layer 3 is set to a depth at which light having a wavelength of 555 nm is most efficiently photoelectrically converted by the first photodiode PD1.

p型層3の表層部には、平面視において、p型層3の周縁から間隔を隔てた内方の領域に、その表面からn型不純物をドーピングすることによって、第3半導体層としてのn型層4が埋設されている。これにより、受光素子1には、第1のフォトダイオードPD1よりも受光面に近い位置に、p型層3とn型層4とのpn接合からなる第2のフォトダイオードPD2が形成されている。一般に、フォトダイオード構造を有する受光素子では、受光面から入射する光は波長が短いものほど浅い位置で吸収されるので、第2のフォトダイオードPD2では、555nmよりも短い波長の光が最も効率よく光電変換されることになる。   In the surface layer portion of the p-type layer 3, an n-type impurity is doped from the surface into an inner region spaced from the periphery of the p-type layer 3 in plan view. A mold layer 4 is embedded. Thereby, in the light receiving element 1, a second photodiode PD2 formed of a pn junction between the p-type layer 3 and the n-type layer 4 is formed at a position closer to the light receiving surface than the first photodiode PD1. . In general, in a light receiving element having a photodiode structure, light having a shorter wavelength is absorbed at a shallower position as the wavelength is shorter. Therefore, in the second photodiode PD2, light having a wavelength shorter than 555 nm is the most efficient. It will be photoelectrically converted.

n型基板2の表面は、SiO2またはSiNからなる透明な保護膜5で覆われている。この保護膜5上には、第1カソード電極6、第1アノード電極7、第2アノード電極8および第2カソード電極9が形成されている。
第1カソード電極6は、保護膜5に形成された開口11を介して、n型基板2に接続されている。第1アノード電極7は、保護膜5に形成された開口10を介して、p型層3に接続されている。また、第1アノード電極7は、グランドライン(図示せず)に接続されて、グランド電位とされている。これにより、第1のフォトダイオードPD1での光電変換によって生じる光電流は、第1カソード電極6から光検出信号として出力される。
The surface of the n-type substrate 2 is covered with a transparent protective film 5 made of SiO 2 or SiN. A first cathode electrode 6, a first anode electrode 7, a second anode electrode 8 and a second cathode electrode 9 are formed on the protective film 5.
The first cathode electrode 6 is connected to the n-type substrate 2 through the opening 11 formed in the protective film 5. The first anode electrode 7 is connected to the p-type layer 3 through the opening 10 formed in the protective film 5. The first anode electrode 7 is connected to a ground line (not shown) and is at a ground potential. Thereby, the photocurrent generated by the photoelectric conversion in the first photodiode PD1 is output from the first cathode electrode 6 as a light detection signal.

第2アノード電極8は、保護膜5に形成された開口12を介して、p型層3に接続されている。第2カソード電極9は、保護膜5に形成された開口13を介して、n型層4に接続されている。そして、第2アノード電極8と第2カソード電極9とは、保護膜5上に形成された配線14を介して接続されている。また、第2アノード電極8は、グランドライン(図示せず)に接続されている。   The second anode electrode 8 is connected to the p-type layer 3 through the opening 12 formed in the protective film 5. The second cathode electrode 9 is connected to the n-type layer 4 through the opening 13 formed in the protective film 5. The second anode electrode 8 and the second cathode electrode 9 are connected via a wiring 14 formed on the protective film 5. The second anode electrode 8 is connected to a ground line (not shown).

以上のように、この受光素子1では、n型基板2の表層部にp型層3が埋設され、そのp型層3の表層部にn型層4が埋設されている。これにより、受光素子1には、n型基板2とp型層3とのpn接合からなる第1のフォトダイオードPD1と、p型層3とn型層4とのpn接合からなる第2のフォトダイオードPD2とが、受光面をなすn型基板2の表面からの深さを異ならせて形成されている。   As described above, in the light receiving element 1, the p-type layer 3 is embedded in the surface layer portion of the n-type substrate 2, and the n-type layer 4 is embedded in the surface layer portion of the p-type layer 3. Thus, the light receiving element 1 includes a first photodiode PD1 composed of a pn junction between the n-type substrate 2 and the p-type layer 3, and a second pn junction composed of the p-type layer 3 and the n-type layer 4. The photodiode PD2 is formed with different depths from the surface of the n-type substrate 2 forming the light receiving surface.

第1のフォトダイオードPD1は、波長が約555nmの光が最も効率よく光電変換される深さに形成されている。第2のフォトダイオードPD2が形成されていなければ、第1のフォトダイオードPD1は、背景技術の項で説明した従来の受光素子と同様の分光感度特性を有する。すなわち、図2に曲線C1で示すように、波長が約720nm以下の光に対して感度を有し、波長が約555nmの光に対する感度がピークとなり、波長が400nm以下の光に対する感度が零にはならない。   The first photodiode PD1 is formed to a depth at which light having a wavelength of about 555 nm is most efficiently photoelectrically converted. If the second photodiode PD2 is not formed, the first photodiode PD1 has a spectral sensitivity characteristic similar to that of the conventional light receiving element described in the background section. That is, as shown by a curve C1 in FIG. 2, it has sensitivity to light having a wavelength of about 720 nm or less, has a peak sensitivity to light having a wavelength of about 555 nm, and has zero sensitivity to light having a wavelength of 400 nm or less. Must not.

この受光素子1では、第2のフォトダイオードPD2が形成されているので、受光面から入射する光のうち、第2のフォトダイオードPD2で光電変換されない光のみが第1のフォトダイオードPD1に到達する。したがって、第2のフォトダイオードPD2が、図2に曲線C2で示すように、波長が400nmの光に対して従来の受光素子とほぼ同じ感度を有し、かつ、約400nmの波長を有する光に対する感度がピークとなり、それよりも長い波長の光ほど感度が低下するような分光感度特性を有していれば、第1のフォトダイオードPD1は、図2に曲線C3で示すように、波長が約720nm以下の光に対して感度を有し、波長が約555nmの光に対する感度がピークとなり、波長が400nm以下の光に対する感度が零である分光感度特性を有する。つまり、第1のフォトダイオードPD1は、視感度特性に近い分光感度特性を有する。   In the light receiving element 1, since the second photodiode PD2 is formed, only light that is not photoelectrically converted by the second photodiode PD2 among the light incident from the light receiving surface reaches the first photodiode PD1. . Therefore, as shown by a curve C2 in FIG. 2, the second photodiode PD2 has almost the same sensitivity as a conventional light receiving element with respect to light having a wavelength of 400 nm, and with respect to light having a wavelength of about 400 nm. If the spectral sensitivity characteristic is such that the sensitivity reaches a peak and the sensitivity decreases as the wavelength of light is longer than that, the first photodiode PD1 has a wavelength of about It has sensitivity to light having a wavelength of 720 nm or less, has a peak sensitivity to light having a wavelength of about 555 nm, and has a spectral sensitivity characteristic in which the sensitivity to light having a wavelength of 400 nm or less is zero. That is, the first photodiode PD1 has a spectral sensitivity characteristic close to the visibility characteristic.

そして、p型層3に接続された第2アノード電極8とn型層4に接続された第2カソード電極9とが配線14を介して接続されることにより、第2のフォトダイオードPD2のアノード−カソード間が短絡されている。また、第2アノード電極8は、グランドラインに接続されている。そのため、第2のフォトダイオードPD2での光電変換により生成される光電流は、グランドラインに逃がされ、この受光素子1からは、第1のフォトダイオードPD1での光電変換によって生じる光電流のみが第1カソード電極6から光検出信号として出力される。したがって、この受光素子1は、視感度特性に近い分光感度特性を有し、分光感度特性を視感度特性に近づけるための高価な光学フィルタを不要とすることができる。よって、この受光素子1は、明るさを検出するための照度センサに好適に用いることができる。   Then, the second anode electrode 8 connected to the p-type layer 3 and the second cathode electrode 9 connected to the n-type layer 4 are connected via the wiring 14, whereby the anode of the second photodiode PD2 is connected. -The cathode is short-circuited. The second anode electrode 8 is connected to the ground line. Therefore, the photocurrent generated by the photoelectric conversion in the second photodiode PD2 is released to the ground line, and only the photocurrent generated by the photoelectric conversion in the first photodiode PD1 is released from the light receiving element 1. Output from the first cathode electrode 6 as a light detection signal. Therefore, the light receiving element 1 has a spectral sensitivity characteristic close to the visibility characteristic, and an expensive optical filter for bringing the spectral sensitivity characteristic close to the visibility characteristic can be eliminated. Therefore, the light receiving element 1 can be suitably used for an illuminance sensor for detecting brightness.

また、この受光素子1では、第2のフォトダイオードPD2での光電変換により生じる光電流が取り出されないので、その光電流に基づいて分光感度を演算する回路が不要である。したがって、そのような演算回路を配置するためのスペースを省略することができ、受光素子1のサイズの小型化を図ることができる。また、この受光素子1を、演算回路などを有しないディスクリート製品として構成することもできる。さらには、第2のフォトダイオードPD2での光電変換により生じる光電流に基づいて分光感度を演算する演算回路が不要であるので、この受光素子1は、その演算回路が有するノイズの影響を受けるおそれがなく、良好な光検出信号を出力することができる。   Further, in the light receiving element 1, since a photocurrent generated by photoelectric conversion in the second photodiode PD2 is not taken out, a circuit for calculating the spectral sensitivity based on the photocurrent is unnecessary. Therefore, a space for arranging such an arithmetic circuit can be omitted, and the size of the light receiving element 1 can be reduced. The light receiving element 1 can also be configured as a discrete product that does not have an arithmetic circuit or the like. Furthermore, since an arithmetic circuit for calculating the spectral sensitivity based on the photocurrent generated by photoelectric conversion in the second photodiode PD2 is not necessary, the light receiving element 1 may be affected by noise of the arithmetic circuit. And a good light detection signal can be output.

以上、この発明の一実施形態を説明したが、この発明は他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の実施形態では、第1アノード電極7および第2アノード電極8が別々に形成されているが、第1アノード電極7および第2アノード電極8を一体に形成してもよい。また、第1アノード電極7および開口11を省略してもよい。さらにまた、第2アノード電極8および開口12を省略し、第1アノード電極7をグランドラインに接続するとともに、第1アノード電極7と第2カソード電極9とを配線14により接続してもよい。   Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention can be implemented in other forms. For example, in the above-described embodiment, the first anode electrode 7 and the second anode electrode 8 are formed separately, but the first anode electrode 7 and the second anode electrode 8 may be integrally formed. Further, the first anode electrode 7 and the opening 11 may be omitted. Furthermore, the second anode electrode 8 and the opening 12 may be omitted, the first anode electrode 7 may be connected to the ground line, and the first anode electrode 7 and the second cathode electrode 9 may be connected by the wiring 14.

また、前述した受光素子の各半導体部分の導電型を反転した構成が採用されてもよい。すなわち、p型基板の表層部にn型層を埋設し、そのn型層の表層部にp型層を埋設する。そして、p型基板およびp型層をグランドラインに接続するとともに、p型層とn型層とを配線により接続して、p型層とn型層とのpn接合からなる第2のフォトダイオードのアノード−カソード間を短絡することにより、p型基板とn型層とのpn接合からなる第1のフォトダイオードでの光電変換によって生じる光電流のみをn型層に接続された電極から取り出すようにしてもよい。   Moreover, the structure which reversed the conductivity type of each semiconductor part of the light receiving element mentioned above may be employ | adopted. That is, an n-type layer is embedded in a surface layer portion of a p-type substrate, and a p-type layer is embedded in the surface layer portion of the n-type layer. Then, the p-type substrate and the p-type layer are connected to the ground line, the p-type layer and the n-type layer are connected by wiring, and the second photodiode is formed of a pn junction between the p-type layer and the n-type layer. By short-circuiting between the anode and the cathode, only the photocurrent generated by photoelectric conversion in the first photodiode formed by the pn junction between the p-type substrate and the n-type layer is taken out from the electrode connected to the n-type layer. It may be.

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。   In addition, various design changes can be made within the scope of matters described in the claims.

この発明の一実施形態に係る受光素子の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the light receiving element which concerns on one Embodiment of this invention. 図1に示す受光素子の分光感度特性を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the spectral sensitivity characteristic of the light receiving element shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 受光素子
2 n型基板
3 p型層
4 n型層
14 配線
1 Photodetector 2 n-type substrate 3 p-type layer 4 n-type layer 14 wiring

Claims (1)

第1導電型を有する第1半導体層と、
この第1半導体層の表層部に埋設され、前記第1導電型とは異なる第2導電型を有する第2半導体層と、
この第2半導体層の表層部に埋設され、前記第1導電型を有する第3半導体層と、
前記第2半導体層と前記第3半導体層とを接続する配線とを含むことを特徴とする、受光素子。

A first semiconductor layer having a first conductivity type;
A second semiconductor layer embedded in a surface layer portion of the first semiconductor layer and having a second conductivity type different from the first conductivity type;
A third semiconductor layer embedded in a surface layer portion of the second semiconductor layer and having the first conductivity type;
A light receiving element comprising: a wiring connecting the second semiconductor layer and the third semiconductor layer.

JP2006134094A 2006-05-12 2006-05-12 Light receiving element Pending JP2007305868A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006134094A JP2007305868A (en) 2006-05-12 2006-05-12 Light receiving element
PCT/JP2007/059906 WO2007132823A1 (en) 2006-05-12 2007-05-14 Light-receiving device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006134094A JP2007305868A (en) 2006-05-12 2006-05-12 Light receiving element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007305868A true JP2007305868A (en) 2007-11-22

Family

ID=38693913

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006134094A Pending JP2007305868A (en) 2006-05-12 2006-05-12 Light receiving element

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2007305868A (en)
WO (1) WO2007132823A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8610133B2 (en) 2010-10-14 2013-12-17 Rohm Co., Ltd. Photodetection device
US9568361B2 (en) 2013-09-26 2017-02-14 Rohm Co., Ltd. Optical sensor device
US9831373B2 (en) 2012-09-11 2017-11-28 Sharp Kabushiki Kaisha Illuminance sensor, proximity sensor, and display device including the sensor

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5546557A (en) * 1978-09-28 1980-04-01 Sharp Corp Light semiconductor device
JPS5585082A (en) * 1978-12-20 1980-06-26 Sharp Corp Optical semiconductor apparatus
JP2000077702A (en) * 1998-08-31 2000-03-14 Oki Electric Ind Co Ltd Semiconductor light receiving element, method of manufacturing semiconductor light receiving element, and light receiving element module

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5546557A (en) * 1978-09-28 1980-04-01 Sharp Corp Light semiconductor device
JPS5585082A (en) * 1978-12-20 1980-06-26 Sharp Corp Optical semiconductor apparatus
JP2000077702A (en) * 1998-08-31 2000-03-14 Oki Electric Ind Co Ltd Semiconductor light receiving element, method of manufacturing semiconductor light receiving element, and light receiving element module

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8610133B2 (en) 2010-10-14 2013-12-17 Rohm Co., Ltd. Photodetection device
US8975645B2 (en) 2010-10-14 2015-03-10 Rohm Co., Ltd. Optical filter
US9831373B2 (en) 2012-09-11 2017-11-28 Sharp Kabushiki Kaisha Illuminance sensor, proximity sensor, and display device including the sensor
US9568361B2 (en) 2013-09-26 2017-02-14 Rohm Co., Ltd. Optical sensor device

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007132823A1 (en) 2007-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102510520B1 (en) An image sensor
KR101648353B1 (en) Image sensor having depth sensor
CN109659377A (en) Single-photon avalanche diode and production method, detector array, imaging sensor
JP6616571B2 (en) Photodetector and electronic device
US9019251B2 (en) Light sensor arrangement
US9188482B2 (en) Optical sensor with special discrimination
TW201344519A (en) Touch panel
KR20100064699A (en) Back-side illuminated image sensor
CN112397542B (en) Image sensing module, time flight device and electronic equipment
KR100723137B1 (en) Photodiode Device and Photodiode Array for Optical Sensor
US20060266928A1 (en) Semiconductor photosensor
JP2013105963A (en) Photodetector
US20040079865A1 (en) Back side incident type image pickup sensor
CN209216990U (en) Single-photon avalanche diode, detector array, imaging sensor
KR20150017249A (en) Image sensor and electronic device including the same
JP2007305868A (en) Light receiving element
US11251208B2 (en) Photosensor, display apparatus, and method of fabricating photosensor
JP2020161736A (en) Photodetector and manufacturing method of photodetector
US20220320168A1 (en) Electromagnetic Radiation Detectors Integrated with Immersion Lenses
WO2019218315A1 (en) Biometric sensor, display apparatus, and method of fabricating biometric sensor
JP2010087332A (en) Photoelectric conversion element, photoelectric conversion device, and image sensor
JP4443390B2 (en) Semiconductor photodetection device
JP2014203877A (en) Optical detector
JP6736315B2 (en) Semiconductor device having light receiving element
JP2006032385A (en) Solid-state imaging device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090409

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120202

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20120607