[发明专利]半导体受光元件和照度传感器

说明书

技术领域

本发明涉及用于可见度照度测定等的半导体受光元件和照度传感 器。

背景技术

近年来，对具有接近人的可见度特性的光谱灵敏度特性的照度传感 器的需要正在提高。这种照度传感器通过例如安装在便携电话机上，可 用于这样的控制，即：在如白天或明亮的室内那样照射到照度传感器上 的光量多时，熄灭小键盘的背光并将液晶面板的背光提高到最大亮度， 另一方面，在如夜间的室外那样照射到照度传感器上的光量少的情况下， 点亮小键盘的背光并减少液晶面板的背光。这样，通过使用照度传感器 来根据周围亮度进行背光的点亮控制或亮度控制，可减少电池消耗，延 长连续通话时间或等待时间。

这种照度传感器的光谱灵敏度特性的峰值为550nm～600nm左右， 相当接近于人的可见度的峰值即555nm。然而，在光源例如是荧光灯的 情况下和是太阳光的情况下，有时产生即使照度相同，输出电流也不同 的问题。这是由于：发光光谱因光源而存在差异，以及照度传感器对人 眼感知不到的红外光和紫外光也具有灵敏度。即，为了使照度传感器的 灵敏度与人的可见度特性一致，有必要不仅使光谱灵敏度特性的峰值波 长与人的可见度一致，而且使从峰值起的长波长侧和短波长侧的各自的 光谱灵敏度特性与人的可见度一致。

在专利文献1(图5)中示出了一种受光元件的例子，该受光元件为 了解决上述问题，消除对基于红外光的输出电流的影响，并具有与可见 度对应的光谱灵敏度特性。具体记载如下：在n型半导体层2上分别以 1.5μm和3μm的深度形成2个p型区域34、35，由此形成2个二极管D4、 D5，通过运算电路将二极管D5的输出设定为1.05倍，通过将该值从二 极管D4的输出中减去，可使红外区域的灵敏度大致为零，可实现与可见 度对应的光谱灵敏度特性。

【专利文献1】日本特开2006-245264号公报

在上述专利文献1记载的受光元件中，记载了通过对光谱灵敏度不 同的2个二极管的输出进行运算处理，使红外区域的灵敏度大致为零， 该文献的图6示出表示输出电流的波长依赖性的曲线图。根据该曲线图， 尽管针对红外区域看出改善效果，然而针对短波长侧仍然有灵敏度，难 以说与人的可见度特性对应，有改善的余地。

发明内容

本发明是鉴于上述方面而作成的，本发明的目的是提供一种不仅抑 制所照射的光的长波长分量而且抑制短波长分量的灵敏度、并具有与人 的可见度特性大致一致的光谱灵敏度特性的半导体受光元件和照度传感 器。

本发明的半导体受光元件形成在P型半导体基板内，其特征在于， 该半导体受光元件具有：P型阱区域和N型阱区域，该两者沿着所述P 型半导体基板的表面并排设置；高浓度N型区域，其形成在所述P型阱 区域的表面附近；以及高浓度P型区域，其形成在所述N型阱区域的表 面附近。

并且，本发明的照度传感器包含上述半导体受光元件，其特征在于， 该照度传感器具有运算电路，该运算电路提取第1光电流和第2光电流， 并将对所述第1和第2光电流实施规定的运算处理而得到的电流作为检 测输出，该第1光电流流经由所述P型阱区域和所述高浓度N型区域形 成的PN结，该第2光电流是将流经由所述N型阱区域和所述高浓度P 型区域形成的PN结的光电流与流经由所述N型阱区域和所述P型半导 体基板形成的PN结的光电流相加而得到的光电流。

根据本发明的半导体受光元件和照度传感器，可实现与人的可见度 特性大致一致的光谱灵敏度特性。

附图说明

图1是本发明的实施例的半导体受光元件的截面结构图。

图2是本发明的实施例的运算电路的等效电路图。

图3(a)～(g)是示出本发明的实施例的半导体受光元件的制造工 序的截面图。

图4是示出本发明的实施例的半导体受光元件的动作的截面图。

图5(a)和(b)是示出由本发明的实施例的半导体受光元件所生成 的光电流的波长依赖性的曲线图，图5(c)是示出通过由本发明的实施 例的半导体受光元件所生成的光电流的运算处理而得到的输出电流的波 长依赖性的曲线图。

图6是为了与本发明的实施例的半导体受光元件进行特性比较而制 造的半导体受光元件的截面结构图。

图7是将输出电流的波长依赖性作了比较的曲线图。

标号说明