[发明专利]光检测装置及其制造方法

说明书

本发明涉及检测特定波段光的光检测装置及其制造方法。

以往，为检测特定波段的光，一般使用在硅受光二极管等受光器件的前面配置了具有所希望的波段特性的光学滤光片和分光器的光检测装置。

但是，这样结构的光检测装置存在形状大成本高的缺点。现在已提出了用于解决这些问题的光检测装置的提案(例如，特开昭63-65325号公报，特开平2-291182号公报)。

图10中作为现有例示出了特开平2-291182号公报中公开的光检测装置的结构。图10中，41是传感器复合体，42是由运算放大器等构成的放大器，43是电阻，44、45是布线，46是P型半导体基板，47、48是N型杂质区，49是P型杂质区。

图10所示的光检测装置以传感器复合体41及放大器42作为主要的结构元件。传感器复合体41具备有互不相同的光检测特性的第1受光部分PD₁＇及第2受光部分PD₂＇、把第1受光部分PD₁＇和第2受光部分PD₂＇逆向并联地连接的布线44、45。另外，第1受光部分PD₁＇是由P型半导体基板46及N型杂质区47构成的光电二极管，第2受光部分PD₂＇是由N型杂质区48及P型杂质区49构成的光电二极管。这里，所谓逆向并联，指的是把作为受光部分的光电二极管的极性相反地并联连接。放大器42放大第1受光部分PD₁＇和第2受光部分PD₂＇的输出电流之差。

该光检测装置中，当光照射到第1受光部分PD₁＇及第2受光部分PD₂＇上时，则各受光部分上分别发生对应于各光检测特性的光电流，这些光电流之差经由布线44输出到放大器42。所产生的光电流量与各受光部分具有灵敏度的波段中的光量成比例。

然而，现有的光检测装置中存在以下的课题。

在上述的光检测装置中，第1受光部分PD₁＇及第2受光部分PD₂＇用布线44、45逆向并联连接。但是，逆向并联连接时，若给一方的受光部分施加反偏置电压则在另一方的受光部分上流过过大的正向电流，故不能够施加反偏置电压。于是，放大光电流差的放大器42就被限定为输入偏置电压为O^v的正负双电源型放大器。由此，存在光检测装置的电路规模变大的问题。

另外，由于不能施加反偏置电压故P型杂质区和N型杂质区的结面上没有耗尽层的扩展。所以，存在各受光部分的光灵敏度变差的问题，产生出为提高光灵敏度而增大受光部分的面积的必要性。

还有，在照射小于各受光部分面积的点光时，存在不能检测出希望检测的波段的光量这样的问题。

本发明以提供能够使用各种放大器且电路规模小的光检测装置及其制造方法、提供受光部分的光灵敏度高的光检测装置及其制造方法以及提供在照射小于各受光部分面积的点光时也能检测出希望检测的波段的光量这样的光检测装置及其制造方法为课题。

为解决上述课题，本发明的光检测装置具有：

由形成在第1导电类型的半导体基板上的第2导电类型的第1杂质区和形成在该第1杂质区上的第1导电类型的第2杂质区构成的第1受光部分；

由上述第1导电类型的半导体基板和在该半导体基板上形成的第2导电类型第3杂质区构成的，具有与上述第1受光部分不同的光检测特性且和上述第1受光部分串联连接的第2受光部分；

从上述第1受光部分和上述第2受光部分的连接部位输入在上述第1及第2受光部分发出的光电流的差电流并进行放大的放大器。

倘采用上述光检测装置，则在第1受光部分及第2受光部分上照射相同的光时，则根据各自的光检测特性发生光电流。由于用放大器放大该光电流的差电流，所以放大器的输出电流与希望检测波段的光量成比例。这里，因为第1及第2受光部分串联连接，所以能够使用各种放大器，例如，通过使用双极型晶体管能够减小光检测装置的电路规模，同时能降低成本。

另外，在上述光检测装置中，第2导电类型的第1杂质区及第2导电类型的第3杂质区可以用外延层形成。

倘采用上述光检测装置，由于通过使用外延层能够以低浓度且均匀地形成第1杂质区和第3杂质区，因此，由光照射形成的载流子的寿命延长。其结果是，光吸收率提高，光灵敏度成为高灵敏度。

还有，上述光检测装置还可以给第1及第2受光部分施加反向偏置电压。由此，各受光部分的耗尽层区扩大，光灵敏度成为高灵敏度。另外，结电容降低还改善了频率特性。