[发明专利]受光元件

说明书

技术领域

本发明涉及具备多个受光区域的受光元件，其中受光区域具有被分割为多个区段(segment)的受光部。

背景技术

图1示出现有的受光元件170的平面构成。受光元件170具有第一受光区域72和第二受光区域78。第一受光区域72由第一受光部72-1构成，第二受光区域78由第二受光部78-1构成。第一主受光部72-1及第二受光部78-1分别构成为包括4个PIN光电二极管(PD)76-1、76-2、76-3、76-4。另外，这些受光部的结构被公开于特开2006-332104号公报中。从各PD76得到的电流信号被分别输出到选择电路210。

选择电路210构成为包括8个晶体管211-1、211-3、212-1、212-3、213-1、213-3、214-1、214-3。选择电路210基于控制信号CTL，择一输出第一受光区域72、第二受光区域78生成的电流信号中的任一方。例如，在输出第一受光区域72的电流信号的情况下，选择电路210基于控制信号CTL，使晶体管211-1、212-1、213-1、214-1为导通状态。再有，在输出第二受光区域78的电流信号的情况下，选择电路210基于控制信号CTL，使晶体管211-3、212-3、213-3、214-3为导通状态。

图2是第一主受光部72-1的一例的更详细的俯视图。其中，第二受光部78-1的构成也和图2所示的第一受光部72-1的构成同样。

PD76-1、76-2、76-3、76-4互相之间被形成于这些PD周围的半导体基板表面上的分离区域80划分开来。作为分离区域80，例如形成扩散了高浓度的p型杂质的p⁺区域。在硅基板的与受光部对应的部分中，通过光的吸收而生成电子及空穴。各PD76中，作为其阴极，配置集中所生成的电荷中的电子的阴极区域82。作为阴极区域82，例如形成扩散了高浓度的n型杂质的n⁺区域。

阴极区域82经由接触点，例如与以Al层等形成的布线86连接。由从相邻的区域延伸的布线84对分离区域80例如施加接地电位。再有，集中于各阴极区域82的信号电荷经由布线86，被读出到选择电路210。例如，从阴极区域82读出并从选择电路210输出的电流信号由电流检测器转换为电压信号后，在放大电路中进行放大。

图3是表示通过图1及图2中分别示出的直线A-A’而与半导体基板垂直的剖面中的受光元件170的结构的示意性剖视图。该剖面中示出了第一受光部72-1的PD76-2、76-4、第二受光部78-1的PD76-2、76-4以及层叠于形成了这些部分的半导体基板上的布线或层间绝缘膜等的结构。

受光元件170采用如下半导体基板而形成，该半导体基板在作为导入了p型杂质的p型硅基板的P-sub层90之上层叠了杂质浓度比P-sub层90低且具有高电阻率的外延层92。P-sub层90构成各PD76共用的阳极，例如从基板背面施加接地电位。分离区域80如上所述由设于基板表面侧的布线84施加接地电位，与P-sub层90一起构成阳极。

外延层92构成第一受光部72-1、第二受光部78-1的各PD76的i层。被导入外延层92的低浓度杂质例如为p型的杂质。外延层92的厚度设定为要检测的光在半导体内的吸收长度以上。例如，硅对CD或DVD中采用的780nm段或650nm段的光的吸收长度为10～20μm左右。由此，此处将外延层92的厚度设定为10～20μm。在第一受光部72-1、第二受光部78-1中，在外延层92的表面上形成上述的分离区域80及阴极区域82。

如上所述，在形成了半导体基板表面的PD76的结构后，在半导体基板上形成布线结构或保护膜等。例如在基板表面上层叠防反射膜126，层叠第一层间绝缘膜130，层叠由金属膜构成的布线层132，层叠第二层间绝缘膜136。例如图2所示的布线86由布线层132形成。

受光元件170被利用于进行DVD或CD等光盘的记录、再生用的光拾取器中。第一及第二受光区域72、78接受从光拾取器输出的激光，生成电流信号。第一及第二主受光部72-1、78-1生成的电流信号被输入到信号处理电路。信号处理电路进行解调处理、译码处理，从所输入的电流信号中再生数字数据。第一及第二受光部72、78生成的电流信号被用于控制光拾取器的动作。具体是，根据第一及第二受光部72-1、78-1中生成的电流信号生成跟踪误差信号。设有光拾取器的光盘记录再生装置根据跟踪误差信号来控制光拾取器，以便在形成于光盘上的记录磁道上进行追踪。