本發(fā)明涉及一種紫外光用固體受光器件。
背景技術(shù):
以往,紫外光用固體受光器件的利用領(lǐng)域涉及各種領(lǐng)域,并且今后有日益擴大的趨勢。
其中,關(guān)于針對皮膚的防太陽光的紫外線的對策,不只在美容方面,在防止皮膚癌方面對于人類來說也是大的課題。因此,防紫外線對策用的紫外光用固體受光器件的市場在今后也有擴大的趨勢。
并且,對伴隨著臭氧層破洞的形成和擴大而產(chǎn)生的紫外光(UV-rays:Ultraviolet rays)感到威脅、特別是對因UV-ray照射引起的皮膚癌的恐懼不限于臭氧層破洞的擴大顯著的南半球的人們,是對于全人類而言的威脅/恐懼,其對策是較大的課題。
另一方面,曬成小麥色依然是健康和魅力之源,年輕人當(dāng)中仍有很多人積極地沐浴陽光。并且,在健康的維持這一點上考慮也需要接受陽光來獲得維生素D。從這些方面考慮,強烈期望避開對人體有害的紫外光(UV-A:波長315nm~380nm、UV-B:波長280nm~315nm、UV-C:波長280nm~200nm以下)來沐浴陽光。
作為防止這些對皮膚等有害的紫外線的對策,現(xiàn)實是平時通過使用帽子、長手套、遮陽傘等物品、穿著長袖襯衫等、或者將防曬用化妝品、醫(yī)藥品涂在露出的皮膚(skin)上,來實現(xiàn)防曬對策(防紫外線對策)。但是,陽光的紫外線的量不只是在盛夏的烈日下多,陰天時也很多,但是在陰天時往往疏于防紫外線對策。并且,在外出途中突變?yōu)樽贤饩€量多的天氣的情況下,無法實施萬全的防紫外線對策的情況不少。因此,最近,為了測量紫外線來制定適當(dāng)?shù)姆雷贤饩€對策而開始提出便攜式的紫外光傳感器(紫外光用固體受光器件)或使紫外光傳感器商品化。
除了上述的防太陽光的紫外線的對策領(lǐng)域之外,作為紫外光用固體受光器件的大的市場,存在以下領(lǐng)域。
即,存在測量裝置、原子吸光分析、高效液相色譜(HPLC)、廢氣分析等的分析裝置領(lǐng)域;殺菌、食品加工、無溶劑的有機/無機材料的表面清洗/加工、玻璃/塑料的基板材料的接合、靜電去除等化學(xué)分析領(lǐng)域/工業(yè)用途領(lǐng)域;DNA切斷、眼科治療等醫(yī)療用途領(lǐng)域;以及半導(dǎo)體曝光裝置領(lǐng)域。關(guān)于這些領(lǐng)域,在今后重要性日益增高從而能夠期待市場日益擴大,并被預(yù)測以國家為單位的國際競爭激化。
在這些領(lǐng)域中,使用400nm以下的波長區(qū)域的紫外線。
紫外線有時根據(jù)分類的方式而波長區(qū)域稍有不同,對被分類的各波長區(qū)域的紫外線分別如下面那樣賦予名稱。
·近紫外線(波長380nm~200nm)
UV-A(波長380nm~315nm)
UV-B(波長315nm~280nm)
UV-C(波長280nm~200nm)
·遠(yuǎn)紫外線(far UV:FUV)或真空紫外線(vacuum UV:VUV)(以后統(tǒng)一稱為遠(yuǎn)紫外線)(波長200nm~10nm)
·極紫外線或極端紫外線(extreme UV,EUV或者XUV)(波長10nm~1nm)
但是,在光刻、激光技術(shù)中,遠(yuǎn)紫外線(deep UV:DUV)與上述的FUV不同,是指波長300nm以下的紫外線。
如果列舉波長區(qū)域不同的紫外線用途的代表性的例子、或者被預(yù)計今后的市場擴大的領(lǐng)域的例子,則例如存在以下領(lǐng)域。
(1)波長為13.5nm的極端紫外線(EUV:Extreme Ultra-Violet)
·半導(dǎo)體光刻、浸沒式光刻
·光束線:抗蝕劑、掩模的評價
·在極端紫外線區(qū)域內(nèi)進(jìn)行光譜觀測并進(jìn)行太陽大氣的診斷的極端紫外線攝像分光裝置(EIS)
·微電子學(xué)、超精細(xì)加工
·生物體細(xì)胞的全息攝影
·高溫高密度等離子體的診斷
·X線顯微鏡
(2)深紫外(Deep Ultraviolet)發(fā)光二極管(LED)(波長200nm~350nm)
該區(qū)域的重要性在從信息/電子設(shè)備到安全衛(wèi)生、環(huán)境、醫(yī)療應(yīng)用的廣泛領(lǐng)域中正在增大,
·高密度光信息記錄、
·細(xì)菌、病毒的殺菌、飲用水/空氣的凈化、
·生物傳感、
·生物體/材料分析、
·光刻、
·醫(yī)院感染防止、光線外科治療、
·紫外線照射裝置(準(zhǔn)分子照射裝置、LED照射裝置)
·氧化膜去除、表面改性、干洗、UV固化、粘接、干燥、
在這些領(lǐng)域中,在光波長為200nm左右的遠(yuǎn)紫外光范圍、波長為200nm左右以下的真空紫外光范圍具有發(fā)光強度的重氫燈(D2L)、Xe準(zhǔn)分子光源、真空紫外光源的利用逐漸增加,并且預(yù)測該趨勢今后也將持續(xù)。
作為這些用途中使用的光源的光量監(jiān)視器單元,需要紫外光用固體受光器件。
另外,在用于防紫外線對策的便攜式的紫外光傳感器、光量監(jiān)視器用的紫外光用固體受光器件中,多數(shù)情況下要求在背景存在環(huán)境光時準(zhǔn)確地測定紫外光范圍的光的光量。
例如,太陽光除了包含紫外光之外,還包含可見光、紅外光,因此在測量紫外光的照射量時,如果不能避免該紫外光以外的光線對測定值的影響,則不能準(zhǔn)確地測定紫外光的照射量。
作為用于防紫外線對策的便攜式的紫外光傳感器、光量監(jiān)視器用的紫外光用固體受光器件,由于體硅(Si)具有相應(yīng)的廣范圍的光譜靈敏度特性,因而代表性的是將體硅(Si)作為半導(dǎo)體基體來利用的紫外光用固體受光器件(以后也有時記述為“體硅型紫外光用固體受光器件”)。
在體硅型紫外光用固體受光器件的情況下,硅(Si)層除了感應(yīng)紫外光之外,還感應(yīng)可見光/紅外光,因此例如可見光/紅外光截止光學(xué)濾波器是必須的,成為使成本提高的主要原因。
該問題解決方法之一存在使用薄膜SOI(Silicon On Insulator:絕緣體上硅)基體的例子(非專利文獻(xiàn)1、2)。
在非專利文獻(xiàn)1、2所記載的UV傳感器中,利用SOI層的厚度薄而比較容易使可見光/紅外光透過的特點,來選擇性地主要對波長400nm以下的光具有高的靈敏度。
除此以外,例如存在專利文獻(xiàn)1所記載的紫外光檢測用的光檢測裝置(紫外光用固體受光器件)。
專利文獻(xiàn)1所記載的光檢測裝置具備第一光檢測部以及第二光檢測部,通過運算所述第一光檢測部的信號和所述第二光檢測部的信號來測量波長范圍為λ的光量,其中,該第一光檢測部由MgXZn1-XO(0≤X<1)形成,在比光電轉(zhuǎn)換區(qū)域更靠受光面的一側(cè)具有吸收波長范圍為λ的光的光吸收半導(dǎo)體層,該第二光檢測部在比光電轉(zhuǎn)換區(qū)域更靠受光面的一側(cè)具有不存在光的吸收域的透過膜。
非專利文獻(xiàn)1:“SOI UVセンサICの開発”三浦他、OKIテクニカルレビュー2007年10月/第211號Vol.74No.3、pp38-39
非專利文獻(xiàn)2:“A UV Sensor IC based on SOI Technology for UV care application”SICE Annual conference 2008,August 20-22,2008,The University Electoro-Communications,Japan,pp317-320
專利文獻(xiàn)1:日本特開2012-216756號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的問題
然而,體硅型紫外光用固體受光器件由于具有廣范圍的光譜靈敏度特性而是優(yōu)異的,但是根據(jù)本申請的發(fā)明人們對適合于上述的各種用途的廣通用性的紫外光用固體受光器件進(jìn)行專門研究探討的結(jié)果,明確出上述的現(xiàn)有例的紫外光用固體受光器件并不是能夠滿足要求的紫外光用固體受光器件。
特別地,對于近紫外線區(qū)域的紫外線而言是適合的,但是作為遠(yuǎn)紫外線區(qū)域以下的短波長的紫外線用的固體受光器件并不適合。
認(rèn)為其理由在于,遠(yuǎn)紫外線區(qū)域的紫外線的光子能量大到6eV以上,這對于固體受光器件的靈敏度、暗電流特性之類的主要特性的劣化有很大影響。特別是當(dāng)長時間暴曬于高光能量的紫外線時,該劣化非常大。
因而,期望提供一種紫外線用的固體受光器件,即使長時間暴曬于10nm~400nm的廣范圍的紫外區(qū)域的任一波長的紫外線,所述主要特性也不產(chǎn)生劣化,或者即使產(chǎn)生劣化也能夠使該劣化止于實際使用時實質(zhì)上沒有問題的程度。
此外,在非專利文獻(xiàn)1、2的UV傳感器中,對于波長為380nm以上的光仍具有靈敏度(參照非專利文獻(xiàn)1的圖1、非專利文獻(xiàn)2的Fig.5),沒有充分地解決上述問題。
作為進(jìn)一步的解決方法,考慮使SOI層更薄,但是這樣難以實現(xiàn)成為特點之一的與周邊電路形成一體化,從而SOI層的薄層化不是優(yōu)選的。
并且,在非專利文獻(xiàn)1、2的UV傳感器中,SOI層薄,因此無法形成縱型的pn結(jié),而是形成為橫型的pn結(jié)。其結(jié)果,pn結(jié)的耗盡層同SOI層與絕緣體層之間的界面接觸,該絕緣體層在SOI層的上下與SOI層接觸,因此存留有由于界面態(tài)的影響而靈敏度低、暗電流密度大這樣要解決的問題點。并且,還存在由于長時間的紫外光照射而發(fā)生靈敏度、暗電流特性的劣化的情況不少這樣的問題。
本發(fā)明是鑒于上述的問題點進(jìn)行了專門探討/研究而完成的,其主要目的在于提供一種以下的紫外光用固體受光器件:通過簡單的構(gòu)造,即使長時間連續(xù)地被10nm~400nm的廣范圍的紫外區(qū)域的紫外線持續(xù)照射,也至少實質(zhì)上不會招致靈敏度劣化/暗電流特性降低。
本發(fā)明的其它目的在于提供一種以下的紫外光用固體受光器件:能夠通過簡單的構(gòu)造來高精度地適當(dāng)?shù)販y定對人體有害的紫外光的照射量,還能夠容易地與周邊電路的傳感器形成為一體,對于廣范圍的紫外波長區(qū)域的紫外線的長時間照射,初始特性也保持穩(wěn)定。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種以下的紫外光用固體受光器件:小型/輕量且成本低,適合于攜帶(mobile)或穿戴(wearable),對于廣范圍的波長區(qū)域的紫外線的長時間照射,主要特性也保持穩(wěn)定。
用于解決問題的方案
本發(fā)明的第一觀點在于一種紫外光用固體受光器件(D1),其特征在于,具有以硅(Si)為主要成分的半導(dǎo)體基體以及形成于該半導(dǎo)體基體內(nèi)的光電二極管(1),該光電二極管(1)具有層結(jié)構(gòu),該層結(jié)構(gòu)為從所述基體的背面?zhèn)绕鹁邆涞谝粚?dǎo)電型的半導(dǎo)體區(qū)域(1)、以及與該半導(dǎo)體區(qū)域(1)形成半導(dǎo)體結(jié)的與第一導(dǎo)電型不同的第二導(dǎo)電型的半導(dǎo)體區(qū)域(2),所述半導(dǎo)體區(qū)域(2)中含有第二導(dǎo)電型的半導(dǎo)體雜質(zhì)(2),關(guān)于從所述半導(dǎo)體區(qū)域(2)的光的入射側(cè)表面起的、深度方向上的所述雜質(zhì)(2)的含有濃度分布,在至少1nm以內(nèi)的層區(qū)域(2)具有至少1×1019個/cm3的最大濃度位置(2)。
本發(fā)明的第二觀點在于一種紫外光用固體受光器件(D2),其特征在于,具有以硅(Si)為主要成分的半導(dǎo)體基體以及形成于該半導(dǎo)體基體內(nèi)的光電二極管(1),該光電二極管(1)具有層結(jié)構(gòu),該層結(jié)構(gòu)為從所述基體的背面?zhèn)绕鹁邆涞谝粚?dǎo)電型的半導(dǎo)體區(qū)域(1)、以及與該半導(dǎo)體區(qū)域(1)形成半導(dǎo)體結(jié)的與第一導(dǎo)電型不同的第二導(dǎo)電型的半導(dǎo)體區(qū)域(2),所述半導(dǎo)體區(qū)域(2)中含有第二導(dǎo)電型的半導(dǎo)體雜質(zhì)(2),關(guān)于從所述半導(dǎo)體區(qū)域(2)的光的入射側(cè)表面起的、深度方向上的所述雜質(zhì)(2)的含有濃度分布,在至少1nm以內(nèi)的層區(qū)域(2)具有最大濃度位置(2),該最大濃度位置(2)的所述雜質(zhì)(2)的濃度為使電力線全部終止或?qū)嵸|(zhì)上全部終止的濃度以上的濃度,該電力線是通過遠(yuǎn)紫外光的照射而產(chǎn)生的固定電荷所形成的電力線。
本發(fā)明的第三觀點在于一種紫外光用固體受光器件(D3),具有以硅(Si)為主要成分的半導(dǎo)體基體,該半導(dǎo)體基體內(nèi)設(shè)置有以實際上立體不重疊的方式配置的第一光電二極管(PD1)和第二光電二極管(PD2),該紫外光用固體受光器件(D3)具備差動信號處理單元,該差動信號處理單元被輸入基于光電二極管(PD1)的輸出(1)的信號(1)和基于光電二極管(PD2)的輸出(2)的信號(2),該紫外光用固體受光器件(D3)的特征在于,(A)光電二極管(PD1)與光電二極管(PD2)具有在所述半導(dǎo)體基體內(nèi)以相同的半導(dǎo)體制造工藝條件形成的歷史記錄,(B)在各光電二極管(PD)中,(a)具有第一導(dǎo)電型(1)的半導(dǎo)體層區(qū)域(1)、設(shè)置于該半導(dǎo)體層區(qū)域(1)上且極性與所述第一導(dǎo)電型(1)不同的第二導(dǎo)電型(2)的半導(dǎo)體層區(qū)域(2)以及設(shè)置于該半導(dǎo)體層區(qū)域(2)上的第一導(dǎo)電型(1)的半導(dǎo)體層區(qū)域(3),(b)由所述半導(dǎo)體層區(qū)域(2)和所述半導(dǎo)體層區(qū)域(3)形成半導(dǎo)體結(jié),(c)在所述半導(dǎo)體層區(qū)域(1)中,以濃度沿層厚度方向分布且該分布中設(shè)置有最大濃度(1)的位置(1)的狀態(tài)含有半導(dǎo)體雜質(zhì)(1),(d)在所述半導(dǎo)體層區(qū)域(3)中,以濃度沿層厚度方向分布且該分布中設(shè)置有最大濃度(3)的位置(3)的狀態(tài)含有半導(dǎo)體雜質(zhì)(1),(e)該位置(3)設(shè)置于從所述半導(dǎo)體區(qū)域(3)的光的入射側(cè)表面起沿深度方向至少1nm以內(nèi)的層區(qū)域(II),(f)該最大濃度(3)為至少1×1019個/cm3以上,(C)受光側(cè)具備第一層(A1)以及第二層(A2),其中,該第一層(A1)在空間上覆蓋所述第一光電二極管(PD1)的受光面,選擇性地使第一波長區(qū)域的光透過,該第二層(A2)在空間上覆蓋所述第二光電二極管(PD2)的受光面,使與所述第一波長區(qū)域不同的第二波長區(qū)域的光透過。
本發(fā)明的第四觀點在于一種紫外光用固體受光器件(D4),具有以硅(Si)為主要成分的半導(dǎo)體基體,該半導(dǎo)體基體內(nèi)設(shè)置有以實際上立體不重疊的方式配置的第一光電二極管(PD1)和第二光電二極管(PD2),該紫外光用固體受光器件(D4)具備差動信號處理單元,該差動信號處理單元被輸入基于光電二極管(PD1)的輸出(1)的信號(1)和基于光電二極管(PD2)的輸出(2)的信號(2),該紫外光用固體受光器件(D4)的特征在于,(A)光電二極管(PD1)與光電二極管(PD2)具有在所述半導(dǎo)體基體內(nèi)以相同的半導(dǎo)體制造工藝條件形成的歷史記錄,(B)在各光電二極管(PD)中,(a)具有第一導(dǎo)電型(1)的半導(dǎo)體層區(qū)域(1)、設(shè)置于該半導(dǎo)體層區(qū)域(1)上且極性與所述第一導(dǎo)電型(1)不同的第二導(dǎo)電型(2)的半導(dǎo)體層區(qū)域(2)以及設(shè)置于該半導(dǎo)體層區(qū)域(2)上的第一導(dǎo)電型(1)的半導(dǎo)體層區(qū)域(3),(b)由所述半導(dǎo)體層區(qū)域(2)與所述半導(dǎo)體層區(qū)域(3)形成半導(dǎo)體結(jié),(c)在所述半導(dǎo)體層區(qū)域(1)中,以濃度沿層厚度方向分布且該分布中設(shè)置有最大濃度(1)的位置(1)的狀態(tài)含有半導(dǎo)體雜質(zhì)(1),(d)在所述半導(dǎo)體層區(qū)域(3)中,以濃度沿層厚度方向分布且該分布中設(shè)置有最大濃度(3)的位置(3)的狀態(tài)含有半導(dǎo)體雜質(zhì)(1),(e)該位置(3)設(shè)置于從所述半導(dǎo)體區(qū)域(3)的光的入射側(cè)表面起沿深度方向至少1nm以內(nèi)的層區(qū)域(II),(f)該最大濃度(3)為使電力線全部終止或?qū)嵸|(zhì)上全部終止的濃度以上的濃度,該電力線是通過遠(yuǎn)紫外光的照射而產(chǎn)生的固定電荷所形成的電力線,(C)受光側(cè)具備第一層(A1)以及第二層(A2),其中,該第一層(A1)在空間上覆蓋所述第一光電二極管(PD1)的受光面,選擇性地使第一波長區(qū)域的光透過,該第二層(A2)在空間上覆蓋所述第二光電二極管(PD2)的受光面,使與所述第一波長區(qū)域不同的第二波長區(qū)域的光透過。
本發(fā)明的第五觀點在于一種紫外光的測量方法(P1),其特征在于,包括以下步驟:(1)準(zhǔn)備所述紫外光用固體受光器件(D3);(2)向光電二極管(PD1)和光電二極管(PD2)照射紫外光來獲得來自各光電二極管(PD)的輸出;(3)向差動信號處理單元輸入基于光電二極管(PD1)的輸出(1)的信號(1)和基于光電二極管(PD2)的輸出(2)的信號(2),來形成差動信號(DS);以及(4)基于該差動信號(DS)來測量紫外光的照射光量。
本發(fā)明的第六觀點在于一種紫外光的測量方法(P2),其特征在于,包括以下步驟:(1)準(zhǔn)備所述紫外光用固體受光器件(D4);(2)向光電二極管(PD1)和光電二極管(PD2)照射紫外光來獲得來自各光電二極管(PD)的輸出;(3)向差動信號處理單元輸入基于光電二極管(PD1)的輸出(1)的信號(1)和基于光電二極管(PD2)的輸出(2)的信號(2),來形成差動信號(DS);以及(4)基于該差動信號(DS)來測量紫外光的照射光量。
本發(fā)明的上述以外的觀點之一在于一種電子設(shè)備,具備上述的紫外光用固體受光器件D1~D4中的任一個。
發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明,能夠通過簡單的構(gòu)造來高精度地適當(dāng)?shù)販y定對人體有害的遠(yuǎn)紫外光、真空紫外光的照射量。另外,根據(jù)本發(fā)明,能夠提供一種小型/輕量且成本低并且能夠安裝于各種設(shè)備、還適于攜帶(mobile)或穿戴(wearable)的紫外光用固體受光器件。并且,還能夠容易地將周邊電路和傳感器一體地形成于半導(dǎo)體基體。
附圖說明
圖1A是用于說明本發(fā)明所涉及的紫外光用固體受光器件主要部分的結(jié)構(gòu)的優(yōu)選例之一的示意性地示出的說明圖。
圖1B是示出圖1A的器件的半導(dǎo)體雜質(zhì)濃度的分布的曲線圖。
圖2A是用于說明本發(fā)明所涉及的紫外光用固體受光器件的結(jié)構(gòu)的其它優(yōu)選例的示意性的說明圖。
圖2B是示出光電二極管(PD1)和光電二極管(PD2)所涉及的半導(dǎo)體雜質(zhì)濃度的分布的曲線圖。
圖3是為了說明本發(fā)明的紫外光用固體受光器件的基本構(gòu)造而示意性地示出的說明圖。
圖4是示意性地示出紫外光用固體受光器件主要部分的光入射面的配置的一例的俯視圖。
圖5是示意性地示出將8對光電二極管(PD1)和光電二極管(PD2)配置成交錯格圖案的紫外光用固體受光器件主要部分的光入射面的配置的一例的俯視圖。
圖6是示出向光電二極管(PD1)和光電二極管(PD2)入射的光的透過率的曲線圖。
圖7是示出光電二極管(PD1)、光電二極管(PD2)以及形成有這些光電二極管的本發(fā)明所涉及的受光器件的相對受光靈敏度的曲線圖。
圖8是示出向地表照射的太陽光的頻譜的曲線圖。
圖9是示出考慮圖8所得到的本發(fā)明所涉及的受光器件的相對光譜輸出的曲線圖。
圖10是為了說明本發(fā)明的紫外光用固體受光器件的構(gòu)造的其它例子而示意性地示出的說明圖。
圖11是示意性地示出將紫外光用固體受光器件主要部分的第一光電二極管~第三光電二極管(PD)配置成規(guī)定的圖案的紫外光用固體受光器件主要部分的光入射面的配置的一例的俯視圖。
圖12是示出向第一光電二極管(PD1)、第二光電二極管(PD2)、第三光電二極管(PD3)入射的光的透過特性的曲線圖。
圖13是示出考慮圖8所示的向地表照射的太陽光的頻譜的、基于第三光電二極管(PD3)的輸出的信號(3)與基于第二光電二極管(PD2)的輸出的信號(2)之差的輸出的相對受光靈敏度的曲線圖。
圖14是示出考慮圖8所示的向地表照射的太陽光的頻譜的基于第二光電二極管(PD2)的輸出的信號(2)與基于第三光電二極管(PD3)的輸出的信號(3)之差的輸出的相對受光靈敏度的曲線圖。
圖15A是示出將本發(fā)明應(yīng)用于便攜式終端裝置的情況下的一個實施方式的概要外觀圖。
圖15B是示出圖15A所示的便攜式終端裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。
具體實施方式
圖1是用于說明本發(fā)明所涉及的紫外光用固體受光器件的結(jié)構(gòu)的優(yōu)選例之一的示意性的說明圖的一例。
圖1所示的紫外光用固體受光器件的主要部分100在以硅(Si)為主要成分的半導(dǎo)體基體101內(nèi)具有光電二極管(PD)100a。
光電二極管(PD)100a由層區(qū)域102a、110a、111a構(gòu)成。
層區(qū)域102a由第一導(dǎo)電型的半導(dǎo)體層區(qū)域103a以及埋設(shè)于該半導(dǎo)體層區(qū)域103a的上部的半導(dǎo)體層區(qū)域104a構(gòu)成。
如圖示的那樣,半導(dǎo)體層區(qū)域103a的上部表面與半導(dǎo)體層區(qū)域104a的上部表面對齊。
半導(dǎo)體層區(qū)域104a被設(shè)為極性與所述第一導(dǎo)電型不同的第二導(dǎo)電型。即,例如如果所述第一導(dǎo)電型為P型,則所述第二導(dǎo)電型為N型。
由半導(dǎo)體層區(qū)域103a和半導(dǎo)體層區(qū)域104a形成半導(dǎo)體結(jié)105a(1)。
半導(dǎo)體層區(qū)域104a的上方設(shè)置有極性與半導(dǎo)體層區(qū)域103a的極性相同的半導(dǎo)體層區(qū)域109a。
由半導(dǎo)體層區(qū)域103a和半導(dǎo)體層區(qū)域109a形成半導(dǎo)體結(jié)105a(2)。
半導(dǎo)體層區(qū)域103a和半導(dǎo)體層區(qū)域109a通過含有第一半導(dǎo)體雜質(zhì)(1)而被設(shè)為第一導(dǎo)電型。此外,以后也有時將“半導(dǎo)體雜質(zhì)”記述為“雜質(zhì)原子”。
接著,參照圖1A和圖1B來進(jìn)行說明。
在半導(dǎo)體層區(qū)域103a中,以沿半導(dǎo)體層區(qū)域103a的層厚度方向分布的狀態(tài)含有半導(dǎo)體層區(qū)域103a中的半導(dǎo)體雜質(zhì)(1)。
在半導(dǎo)體雜質(zhì)(1)在半導(dǎo)體層區(qū)域103a的層厚度方向上的分布中,在半導(dǎo)體結(jié)105a(1)的下方位置設(shè)置有半導(dǎo)體雜質(zhì)(1)的最大含有濃度位置(D1)106a。此外,以后也有時將“最大含有濃度位置”記述為“最大濃度位置”。
半導(dǎo)體層區(qū)域109a也與半導(dǎo)體層區(qū)域103a同樣地,在半導(dǎo)體層區(qū)域109a中以沿層厚度方向分布的狀態(tài)含有半導(dǎo)體雜質(zhì)(1),并設(shè)置有半導(dǎo)體雜質(zhì)(1)的最大含有濃度位置108a。
半導(dǎo)體層區(qū)域109a的上方部具有層區(qū)域111a,該層區(qū)域111a包含最大濃度位置108a,具有能夠被視作不存在或?qū)嵸|(zhì)上不存在UV-A、UV-B的光的吸收的厚度d1(在深度方向上從半導(dǎo)體基體的表面107的位置到位置A1的厚度)。
在本發(fā)明中,即使位置A1是與最大濃度位置108a相同的位置,在設(shè)計上也沒有障礙。然而,關(guān)于位置A1,如果能確保能夠視作不存在或?qū)嵸|(zhì)上不存在UV-A、UV-B的光的吸收的厚度d1,則優(yōu)選位于制造上允許的最大濃度位置108a的下方。
關(guān)于位置A1與位置B1之間的層區(qū)域110a,以能夠?qū)⒆畲鬂舛任恢?08a設(shè)置在適當(dāng)?shù)奈恢脼闂l件,能夠適當(dāng)?shù)匕凑掌谕脑O(shè)計來決定該層區(qū)域110a的層厚。
本申請的發(fā)明人們通過利用該主要部分100制作上述結(jié)構(gòu)的紫外光用固體受光器件,使半導(dǎo)體層區(qū)域103a、104a、109a中含有的半導(dǎo)體雜質(zhì)的含有量、含有分布進(jìn)行各種變化,并且反復(fù)地進(jìn)行專門研究/探討,發(fā)現(xiàn)了一種即使被遠(yuǎn)紫外光、真空紫外光長時間連續(xù)照射也不產(chǎn)生或者實質(zhì)上不產(chǎn)生靈敏度、暗電流的劣化的紫外光用固體受光器件。
根據(jù)本申請的發(fā)明人們的研究/探討的結(jié)果能夠確認(rèn)出,如果最大濃度位置108a的雜質(zhì)原子的濃度為1×1019cm-3以上,則不產(chǎn)生或者實質(zhì)上不產(chǎn)生靈敏度劣化、暗電流增加。
如果是該濃度,則能夠使電力線全部終止或?qū)嵸|(zhì)上全部終止,該電力線是通過遠(yuǎn)紫外光、真空紫外光的照射而產(chǎn)生的固定電荷所形成的電力線,其結(jié)果,明確出能夠得到即使被遠(yuǎn)紫外光、真空紫外光長時間連續(xù)照射也不產(chǎn)生或者實質(zhì)上不產(chǎn)生靈敏度、暗電流的劣化的紫外光用固體受光器件。
根據(jù)本申請的發(fā)明人們的研究/探討的結(jié)果,還明確出通過將上述的最大濃度位置108設(shè)置在從半導(dǎo)體基體101的表面107起深度為數(shù)nm以內(nèi)的范圍內(nèi),能夠使上述的特性更加穩(wěn)固。
本發(fā)明是基于這些點得到的。
為了提高紫外光的靈敏度,期望半導(dǎo)體結(jié)108a的位置形成在例如50nm~80nm左右的位置。
但是,為了盡可能地減小半導(dǎo)體結(jié)108a的電場強度來減小由半導(dǎo)體結(jié)產(chǎn)生的暗電流,期望降低半導(dǎo)體結(jié)105a(2)附近的半導(dǎo)體層區(qū)域109a的半導(dǎo)體雜質(zhì)的濃度。為了避免制造的難度,半導(dǎo)體結(jié)105a(2)附近的半導(dǎo)體層區(qū)域109a的半導(dǎo)體雜質(zhì)的濃度優(yōu)選設(shè)為1×1017cm-3以下且1×1015cm-3以上。優(yōu)選的是,期望設(shè)為1×1016cm-3左右。
針對如上述那樣構(gòu)成的本發(fā)明的受光器件和以往的受光器件,在將光波長為204nm時光強度為120μW/cm2的重氫燈作為光源連續(xù)照射1500分鐘的情況下,確認(rèn)出以下內(nèi)容。
即,在本發(fā)明的受光器件中,既不發(fā)生光靈敏度下降,也不發(fā)生暗電流特性的下降。與此相對,在專利文獻(xiàn)1所記載的受光器件中,紫外光范圍(波長:200nm~380nm)的光靈敏度劣化50%以上,暗電流相對于初始值增加10倍以上。
確認(rèn)出,在本發(fā)明的情況下,即使將照射時間延長到12000分鐘,光靈敏度的劣化和暗電流的增加也都在百分之幾以內(nèi),實際上沒有問題。
本發(fā)明的紫外光用固體受光器件雖然被制作為不受遠(yuǎn)紫外光、真空紫外光的照射的產(chǎn)品,但是即使因不可抗力而受到遠(yuǎn)紫外光、真空紫外光的照射,也不發(fā)生靈敏度、暗電流的特性劣化,因此在用途上并不限定為用于測量遠(yuǎn)紫外光、真空紫外光的照射光量的產(chǎn)品。
以下,對UV-A、UV-B的光量測定用的紫外光用固體受光器件的一例進(jìn)行說明。
圖2A是用于說明本發(fā)明所涉及的紫外光用固體受光器件的結(jié)構(gòu)的另一個優(yōu)選例的示意性的說明圖。
在圖2A中,在表示與圖1A相同的部分的情況下,使用與圖1A相同的附圖標(biāo)記。
圖2A所示的紫外光用固體受光器件的主要部分200在以硅(Si)為主要成分的半導(dǎo)體基體101內(nèi)具有第一光電二極管(PD1)200a和第二光電二極管(PD2)200b。
第一光電二極管(PD1)200a上設(shè)置有第一層(A1)112a,第二光電二極管(PD2)200b上設(shè)置有第二層(A2)112b。
圖2A所示的第一光電二極管(PD1)200a和第二光電二極管(PD2)200b具備與圖1A所示的光電二極管(PD)100a同樣的結(jié)構(gòu)/構(gòu)造/半導(dǎo)體雜質(zhì)的濃度分布。
在層結(jié)構(gòu)上,光電二極管(PD1)200a由層區(qū)域102a、110a、111a構(gòu)成。光電二極管(PD1)200b由層區(qū)域102b、110b、111b構(gòu)成。
圖2B中示出圖2A所示的紫外光用固體受光器件的半導(dǎo)體雜質(zhì)的濃度分布。
在圖2B中,除了是關(guān)于兩個光電二極管的說明以外,基本上與圖1A的說明相同。
第一層(A1)112a具有以下功能:選擇性地使第一波長區(qū)域的光(L1)透過;以及通過在空間上覆蓋第一光電二極管(PD1)的受光面(R1),來選擇性地使第一波長區(qū)域的光(L1)入射至受光面(R1)。
第二層(A2)112b具有以下功能:選擇性地使與第一波長區(qū)域的光(L1)不同的第二波長區(qū)域的光(L2)透過;以及通過在空間上覆蓋光電二極管(PD2)的受光面(R2),來選擇性地使第二波長區(qū)域的光(L2)入射至受光面(R2)。
在圖2A所示的紫外光用固體受光器件中被定義為,第一波長區(qū)域和第二波長區(qū)域中的任一方不包含UV-A和UV-B的波長區(qū)域中的任一方或者雙方,第一波長區(qū)域和第二波長區(qū)域中的另一方包含一方所不包含的UV-A和UV-B的波長區(qū)域或者雙方。在此,“包含”、“不包含”意味著只要是UV-A、UV-B的波長區(qū)域的端部的微小的波長區(qū)域即可,可以包含也可以不包含。
第一層(A1)112a和二層(A2)112b例如由含有硅(Si)以及從由氮(N)、氧(O)以及碳(C)組成的群中選擇出的至少一種元素的材料(以后有時記述為“Si(N、O、C)”)構(gòu)成。
在由含有“Si(N、O、C)”的材料構(gòu)成第一層(A1)112a和第二層(A2)112b的情況下,期望設(shè)為如下那樣。
即,在第一層(A1)112a中還含有規(guī)定量(V1)的氫(H),以有效地發(fā)揮選擇性地使第一波長區(qū)域的光(L1)透過的功能。在第二層(A2)112b中,只要能夠充分地發(fā)揮選擇性地使第二波長區(qū)域的光(L2)透過的功能,則可以不含有氫(H),也可以含有氫(H)。在第二層(A2)112b含有氫(H)的情況下,氫(H)的含有量一般設(shè)為規(guī)定量(V1)以下。
第一層(A1)112a和第二層(A2)112b所含有的氫(H)的量根據(jù)構(gòu)成第一層(A1)和第二層(A2)的其它元素的種類及其組成比來分別選擇最佳的值。在本發(fā)明中,第一層(A1)112a和第二層(A2)112b所含有的氫(H)以外的元素的種類及其組成比中的至少一方既可以相同,也可以不同。然而,從便于制造和制造成本的性能的點出發(fā),第一層(A1)112a所含有的元素和第二層(A2)112b所含有的元素優(yōu)選為彼此的元素種類相同且其組成比不同。第一層(A1)112a所含有的氫(H)和第二層(A2)112b所含有的氫(H)被推測為承擔(dān)用于如設(shè)計那樣可靠地實現(xiàn)各層的波長選擇性的作用,能夠通過實驗來確認(rèn)其效果。特別是在第一層(A1)112a和第二層(A2)112b包含氧(O)或/和氮(N)的情況下,層中含有氫(H)的效果是明顯的。
第一光電二極管(PD1)200a和第二光電二極管(PD2)200b以實際上立體不重疊的方式配置在半導(dǎo)體基體101內(nèi)。
在此,“以實際上立體不重疊的方式”是指第一光電二極管(PD1)200a的入射面(受光面)與第二光電二極管(PD2)200b的入射面(受光面)在垂直的方向上不重疊或者實質(zhì)上不重疊。換言之,是指來自光照射時的各光電二極管的各輸出被輸入到差動電路并且從差動電路被以差動信號輸出的信號處于能夠視作是僅基于目標(biāo)的紫外光的信號的容許范圍內(nèi)。
具體地進(jìn)行說明,在圖2A、圖2B所示的紫外光用固體受光器件主要部分200中,第一光電二極管(PD1)200a通過設(shè)置第一層(A1)112a作為受光器件主要部分200的結(jié)構(gòu)的一部分,來將基于UV-A、UV-B等紫外光的因子的值對第一光電二極管(PD1)200a的輸出信號的貢獻(xiàn)設(shè)為零(“0”)或者無限接近“0”。即,使受太陽光照射時的第一光電二極管(PD1)200a的輸出信號成為基于波長比UV-A長的光的信號。
另一方面,第二光電二極管(PD2)200b通過設(shè)置第二層(A2)112b作為受光器件主要部分200的結(jié)構(gòu)的一部分,由此除了UV-A、UV-B等紫外光以外,使可見光區(qū)域和波長比可見光長的區(qū)域的光也對第二光電二極管(PD2)200b的輸出信號做出貢獻(xiàn)。
這樣,在圖2A的紫外光用固體受光器件主要部分200中,設(shè)為如下結(jié)構(gòu):在第一光電二極管(PD1)200a的光入射側(cè)設(shè)置第一層(A1)112a,在第二光電二極管(PD2)200b的光入射側(cè)設(shè)置第二層(A2)112b。這種結(jié)構(gòu)的紫外光用固體受光器件通過取第一光電二極管(PD1)200a的輸出信號與第二光電二極管(PD2)200b的輸出信號之差,能夠適當(dāng)且有效地取出基于UV-A、UV-B等紫外光的輸出信號。
第一光電二極管(PD1)200a具有半導(dǎo)體結(jié)105a(1),該半導(dǎo)體結(jié)105a(1)是由第一導(dǎo)電型(1)的半導(dǎo)體層區(qū)域(1-1)103a和設(shè)置于半導(dǎo)體層區(qū)域(1-1)103a的上方且極性與第一導(dǎo)電型(1)不同的第二導(dǎo)電型(2)的半導(dǎo)體層區(qū)域(1-2)104a形成的。
第二光電二極管(PD2)200b具有半導(dǎo)體結(jié)105b(1),該半導(dǎo)體結(jié)105b(1)是由第一導(dǎo)電型(1)的半導(dǎo)體層區(qū)域(2-1)103b和設(shè)置于半導(dǎo)體層區(qū)域(2-1)103b的上方且極性與第一導(dǎo)電型(1)不同的第二導(dǎo)電型(2)的半導(dǎo)體層區(qū)域(2-2)104b形成的。
本發(fā)明的光電二極管具有如上述那樣使極性不同的兩個半導(dǎo)體層區(qū)域直接接觸而形成的半導(dǎo)體結(jié)。在具有半導(dǎo)體結(jié)的極性不同的兩個層區(qū)域,形成產(chǎn)生足夠的光電流的耗盡層的擴展。在此,半導(dǎo)體結(jié)并不限定于一個,也可以具有存在多個半導(dǎo)體結(jié)的層區(qū)域。
半導(dǎo)體層區(qū)域(1-1)103a中含有賦予第一導(dǎo)電型(1)的半導(dǎo)體雜質(zhì)(1)。半導(dǎo)體雜質(zhì)(1)的濃度沿半導(dǎo)體層區(qū)域(1-1)103a的層厚度方向分布。關(guān)于半導(dǎo)體雜質(zhì)(1)的濃度的分布,在層厚度方向上設(shè)置有最大濃度位置(1-1)106a。
半導(dǎo)體層區(qū)域(2-1)103b中含有賦予第二導(dǎo)電型(2)的半導(dǎo)體雜質(zhì)(2)。半導(dǎo)體雜質(zhì)(2)的濃度沿半導(dǎo)體層區(qū)域(2-1)103b的層厚度方向分布。關(guān)于半導(dǎo)體雜質(zhì)(2)的濃度的分布,在層厚度方向上設(shè)置有最大濃度位置(2-1)106b。
在圖2A中,最大濃度位置(1-1)106a與最大濃度位置(2-1)106b優(yōu)選為在從半導(dǎo)體基體101的表面107的位置起的深度方向(D)上相同或者實質(zhì)上相同。通過使最大濃度位置一致,能夠使光電二極管(PD1)200a的靈敏度特性與光電二極管(PD2)200b的靈敏度特性同等或大致同等。關(guān)于將最大濃度位置(1-1)106a與最大濃度位置(2-1)106b有意圖地設(shè)計為不同的位置,在能夠得到光電二極管(PD1)200a和光電二極管(PD2)200b的設(shè)計的自由度方面來看也是優(yōu)選的。然而,更優(yōu)選的是如下情況:最大濃度位置(1-1)106a與最大濃度位置(2-1)106b為同等或大致同等的位置,且最大濃度位置(1-1)106a的雜質(zhì)的濃度(1)與最大濃度位置(2-1)106b的雜質(zhì)的濃度(2)同等或大致同等。在此,“實質(zhì)上相同”是指能夠得到與最大濃度位置(1-1)106a和最大濃度位置(2-1)103b在從半導(dǎo)體基體101的表面107起的深度方向(D)上相同的情況下得到的效果實質(zhì)上相同的效果。
半導(dǎo)體層區(qū)域(1-2)104a上設(shè)置有導(dǎo)電型(1)的半導(dǎo)體層區(qū)域(1-3)109a,在半導(dǎo)體層區(qū)域(1-3)109a中,半導(dǎo)體雜質(zhì)的濃度沿層厚度方向分布且半導(dǎo)體雜質(zhì)的濃度分布中設(shè)置有最大濃度位置(1-2)108a。
半導(dǎo)體層區(qū)域(2-2)104b上設(shè)置有導(dǎo)電型(1)的半導(dǎo)體層區(qū)域(2-3)109b,在半導(dǎo)體層區(qū)域(2-3)109b中,半導(dǎo)體雜質(zhì)的濃度沿層厚度方向分布且半導(dǎo)體雜質(zhì)的濃度分布中設(shè)置有最大濃度位置(2-2)108b。
最大濃度位置(1-2)108a與最大濃度位置(2-2)108b優(yōu)選設(shè)為在從半導(dǎo)體基體101的表面107的位置起的深度方向(D)上相同或者實質(zhì)上相同的位置。此處的“實質(zhì)上相同”是指也包含處于制造精度的誤差范圍內(nèi)的有技術(shù)上的含義的范圍。
在圖2A所示的受光器件主要部分200中,最大濃度位置(1-2)108a處于與最大濃度位置(2-2)108b相同的深度位置。
半導(dǎo)體層區(qū)域(1-3)109a的上方部具有層區(qū)域111a,該層區(qū)域111a包含最大濃度位置(1-2)108a,具有能夠被視作不存在或?qū)嵸|(zhì)上不存在UV-A、UV-B的光的吸收的厚度d1(深度方向上從半導(dǎo)體基體的表面107的位置到位置A1的厚度)。
在圖2A中,即使位置A1是與最大濃度位置(1-2)108a相同的位置,在設(shè)計上也沒有障礙。然而,關(guān)于位置A1,如果能確保能夠視作不存在或?qū)嵸|(zhì)上不存在UV-A、UV-B的光的吸收的厚度d1,則優(yōu)選位于制造上容許的最大濃度位置(1-2)108a的下方。
關(guān)于位置A1與位置B1之間的層區(qū)域(B1)110a,以能夠?qū)⒆畲鬂舛任恢?1-2)108a設(shè)置在適當(dāng)?shù)奈恢脼闂l件,能夠適當(dāng)?shù)匕凑掌谕脑O(shè)計來決定該層區(qū)域(B1)110a的層厚。
在半導(dǎo)體層區(qū)域(2-3)109b的上部且在層區(qū)域(A2)111b內(nèi)具有最大濃度位置(2-2)108b,其中,該層區(qū)域(A2)111b具有能夠被視作不存在或?qū)嵸|(zhì)上不存在UV-A、UV-B的光的吸收的厚度d2(深度方向上從半導(dǎo)體基體101的表面107的位置到位置A2的厚度)。
通過使厚度d2在能夠設(shè)置最大濃度位置(2-2)108b的范圍內(nèi)盡可能地薄,能夠在厚度d2的層區(qū)域(A2)111b內(nèi)實質(zhì)上消除UV-A、UV-B的光的吸收。即,能夠?qū)訁^(qū)域(A2)111b內(nèi)的對UV-A、UV-B照射的影響抑制為不存在或能夠忽略的程度。
關(guān)于位置A1與位置B1之間的層區(qū)域110b,以能夠?qū)⒆畲鬂舛任恢?2-2)108b設(shè)置在適當(dāng)?shù)奈恢脼闂l件,能夠適當(dāng)?shù)匕凑掌谕脑O(shè)計來決定該層區(qū)域110b的層厚。在本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式中,期望位置A1與位置A2是相同的位置或?qū)嵸|(zhì)上相同的位置,位置B1與位置B2是相同的位置或?qū)嵸|(zhì)上相同的位置。
期望按照設(shè)計上的期望適當(dāng)?shù)貨Q定層區(qū)域110a的層厚和層區(qū)域110b的層厚以滿足上述的條件。具體地說,層區(qū)域110a的層厚和層區(qū)域110b的層厚優(yōu)選為6nm以下,更優(yōu)選為2nm以下。
在半導(dǎo)體基體的表面107上隔著中間層113并列地配設(shè)有第一層(A1)112a和第二層(A2)112b。
如果在半導(dǎo)體基體的表面107上方直接設(shè)置第一層(A1)112a和第二層(A2)112b,則多數(shù)情況下導(dǎo)致在其界面(表面107與“第一層(A1)112a和第二層(A2)112b”的接觸面)形成有很多界面態(tài),因此成為暗電流產(chǎn)生的原因。另外,還成為界面處的光電荷的再次結(jié)合的原因,因此招致光靈敏度降低。為了避免這些情形,在半導(dǎo)體基體的表面107上設(shè)置中間層113,在中間層113上設(shè)置層(A1)112a和層(A2)112b。中間層113由至少對UV-A、UV-B的光而言具有充分的透過性的材料構(gòu)成。作為這種材料,例如使用氧化硅、氮氧化硅。期望的是,例如由二氧化硅(SiO2)、含有氮(N)的二氧化硅(“SiO2(N)”)構(gòu)成中間層113。
第一層(A1)112a被設(shè)置為,在空間上完全覆蓋第一光電二極管(PD1)200a的受光面(入射面),只有透過第一層(A1)的光入射至第一光電二極管(PD1)200a的受光面。同樣地,第二層(A2)112b被設(shè)置為,在空間上完全覆蓋第二光電二極管(PD2)200b的受光面(入射面),只有透過第二層(A2)的光入射至第二光電二極管(PD2)200b的受光面。第一層(A1)112a和第二層(A2)112b分別具有選擇性地使光透過的功能。在本發(fā)明中,第一層(A1)112a具有如下功能:通過吸收UV-A、UV-B的光來切斷或?qū)嵸|(zhì)上切斷UV-A、UV-B的光向第一光電二極管(PD1)200a的入射。另一方面,第二層(A2)112a具有如下功能:通過使UV-A、UV-B的光充分地透過而不阻礙或?qū)嵸|(zhì)上不阻礙UV-A、UV-B的光向第二光電二極管(PD2)200b的入射。第一層(A1)112a和第二層(A2)112b可以設(shè)置為分別在第一光電二極管(PD1)200a與第二光電二極管(PD2)200b的線對稱軸的左右相接觸的狀態(tài),也可以如圖2A所示那樣設(shè)置層區(qū)域114a、114b以及114c來劃分地設(shè)置。層區(qū)域114a、114b以及114c優(yōu)選由與中間層113相同的材料構(gòu)成,以能夠通過與中間層113相同的工藝形成。
在圖2A中,示出了最大濃度位置(2-2)108b設(shè)置在層區(qū)域(A2)111b內(nèi)部的例子,但是最大濃度位置(2-2)108b也可以是與表面107同等的位置。在本發(fā)明中,位置A2與位置B2之間的層區(qū)域(B2)110b并不是必需設(shè)置的,還能夠根據(jù)受光器件的特性/性能而在設(shè)計上省略。
通過將半導(dǎo)體層區(qū)域(2-3)109b設(shè)為以上那樣的結(jié)構(gòu),能夠使UV-A、UV-B的光的照射對受到太陽光照射時的光電二極管(PD2)102b的輸出的影響有效。
關(guān)于光電二極管(PD1)200a和光電二極管(PD2)200b,優(yōu)選的是,期望位置C1與位置C2處于相等或?qū)嵸|(zhì)上相等的位置,位置D1與位置D2處于相等或?qū)嵸|(zhì)上相等的位置,位置E1與位置E2處于相等或?qū)嵸|(zhì)上相等的位置。
通過將各位置設(shè)為這種位置關(guān)系,能夠更適當(dāng)?shù)販y定UV-A、UV-B的光量、強度。
在本發(fā)明中,出于機械性保護(hù)的目的,也可以在受光器件主要部分100、200的光入射側(cè)的最表面使用SiO2、SiN、SiCN等絕緣材料設(shè)置規(guī)定厚度的鈍化膜(或保護(hù)膜)。
在本發(fā)明的情況下,如上述那樣構(gòu)成受光器件主要部分100、200,因此能夠不考慮膜厚產(chǎn)生的干擾的影響地任意地選擇鈍化膜的膜厚。
此外,半導(dǎo)體雜質(zhì)濃度值(A)在第一導(dǎo)電型(1)和第二導(dǎo)電型(2)用的半導(dǎo)體雜質(zhì)混合存在的層區(qū)域中使用第一導(dǎo)電型(1)的半導(dǎo)體雜質(zhì)濃度值與第二導(dǎo)電型(2)的半導(dǎo)體雜質(zhì)濃度值之差的絕對值表示。以后,這一點在相同的分布的說明中也相同。
圖3中示意性地示出本發(fā)明的紫外光用固體受光器件的基本構(gòu)造。
參照圖3,紫外光用固體受光器件400具備差動電路403以及形成于以硅(Si)為主要成分的半導(dǎo)體基體401中的光電二極管(1)402a和光電二極管(2)402b。
在圖3中,基于光電二極管(1)402a的輸出的信號(1)經(jīng)由線404a被輸入到差動電路403的負(fù)端子?;诠怆姸O管(2)402b的輸出的信號(2)經(jīng)由線404b被輸入到差動電路403的正端子。
當(dāng)信號(1)、信號(2)被輸入到差動電路403時,從輸出端子405輸出差動信號(3)。
差動電路403只要具有差動功能即可,可以具備放大功能,也可以不具備放大功能,但是優(yōu)選具備放大功能。另外,差動電路403也可以與光電二極管一體地形成于半導(dǎo)體基體401中。并且,差動電路403也可以形成于不同的半導(dǎo)體基體,與形成有光電二極管的半導(dǎo)體基體401一同搭載于第三基體。
圖4中以示意性的俯視圖示出具有與圖2A相同的構(gòu)造的本發(fā)明的紫外光用固體受光器件主要部分500的光入射面的配置的一例。
在圖4的例子中,示出了將一個第一光電二極管(PD1)501a和一個第二光電二極管(PD2)501b在平面上并列設(shè)置而得到的一對(one-pair)光電二極管類型的最簡單的結(jié)構(gòu)。各光電二極管的受光面形成為長方形的形狀。
圖5示出將8個第一光電二極管(PD1)601a的光入射面與8個第二光電二極管(PD2)601b的光入射面配設(shè)成交錯格圖案的例子。通過這樣將本發(fā)明中所指的第一光電二極管(PD1)601a與第二光電二極管(PD2)601b分別設(shè)置數(shù)量相同的多個,能夠減小光電二極管的制造上的個體差異。
“紫外光用固體受光器件主要部分的制造的實施方式”
接著,對具有p+np型元件構(gòu)造的受光器件主要部分的優(yōu)選的制造例之一進(jìn)行說明。另外,本發(fā)明的元件構(gòu)造不限定于p+np型元件,元件構(gòu)造的極性是相反的極性也屬于本發(fā)明的范疇,這在該技術(shù)領(lǐng)域中是不言而喻的。
本發(fā)明的受光器件能夠通過通常的半導(dǎo)體制造技術(shù)形成。因而,在以下的工序的說明中,省略對于該領(lǐng)域的技術(shù)人員而言顯而易見的內(nèi)容,簡略地記載要點。
(步驟1):準(zhǔn)備Si晶圓(半導(dǎo)體基體)。在此,準(zhǔn)備p型的雜質(zhì)濃度為1×1016cm-3的p型Si晶圓。但是,也可以使用n型的雜質(zhì)濃度為1×1016cm-3的n型Si晶圓。
(步驟2):在半導(dǎo)體基體(p型Si晶圓)表面形成7nm的SiO2膜。在此,進(jìn)行750℃的水汽氧化。
(步驟3):以相同的工藝條件進(jìn)行用于形成成為半導(dǎo)體層區(qū)域(1-1)和(2-1)的p型井的離子注入。用于形成p型井的離子注入條件為將離子種設(shè)為B+、將注入能量設(shè)為150keV、將劑量設(shè)為1.0×1013cm-2,以使最大濃度位置(1-1)和(1-2)為500nm。
(步驟4):進(jìn)行熱處理以激活(步驟3)中注入的雜質(zhì)原子。在此,在氮環(huán)境下進(jìn)行30分鐘900℃的熱處理。
(步驟5):以相同的工藝條件進(jìn)行用于形成半導(dǎo)體層區(qū)域(1-2)和(2-2)的離子注入。離子注入條件為將離子種設(shè)為P+、將注入能量設(shè)為120keV、將劑量設(shè)為1.5×1013cm-2,以使半導(dǎo)體結(jié)位置為300nm左右。
(步驟6):以相同的工藝條件進(jìn)行用于形成第一光電二極管(1)的半導(dǎo)體層區(qū)域(1-3)和第二光電二極管(2)的半導(dǎo)體層區(qū)域(2-3)的離子注入。在此,將離子種設(shè)為BF2+,將注入能量設(shè)為9keV,將劑量設(shè)為1.0×1014cm-2,以使最大濃度位置(1-2)和(2-2)為1nm并且在從Si半導(dǎo)體基體的表面起約5nm的范圍內(nèi)雜質(zhì)濃度為1×1019cm-3以上。
(步驟7):進(jìn)行用于在半導(dǎo)體層區(qū)域(1-2)和半導(dǎo)體層區(qū)域(2-2)各自的一部分區(qū)域形成高濃度n型雜質(zhì)層的離子注入,以從半導(dǎo)體層區(qū)域(1-2)和(2-2)抽出光電荷。
將離子種設(shè)為As+,將注入能量設(shè)為40keV,將劑量設(shè)為5×1015cm-2。
(步驟8):進(jìn)行用于在半導(dǎo)體層區(qū)域(1-1)和半導(dǎo)體層區(qū)域(2-1)各自的一部分區(qū)域形成高濃度p型雜質(zhì)層的離子注入,以從半導(dǎo)體層區(qū)域(1-1)和(2-1)抽出光電荷。將離子種設(shè)為BF2+,將注入能量設(shè)為40keV,將劑量設(shè)為5×1015cm-2。
(步驟9):進(jìn)行熱處理以激活所注入的雜質(zhì)原子。在此,在氮環(huán)境下進(jìn)行5秒鐘1000℃的熱處理。
(步驟10):形成配線層間絕緣膜。在此,使用化學(xué)氣相沉積法形成膜厚為1300nm的SiO2膜。
(步驟11):形成第一層(A1),該第一層(A1)在空間上覆蓋第一光電二極管(PD1)的受光面,選擇性地使第一波長區(qū)域的光透過。為此,使用等離子體化學(xué)氣相沉積法使SiN膜形成為膜厚400nm。在此,對使用微波激勵等離子體的成膜進(jìn)行說明。將成膜中的壓力設(shè)為12.7mTorr,將等離子體激勵用的微波功率設(shè)為2000W,將臺溫度設(shè)為400℃。成膜用的工藝氣體使用Ar、N2、SiH4、H2,將氣體流量分別設(shè)為20sccm、75sccm、3.0sccm、30sccm以增加SiN膜中含有的H量。
(步驟12):形成第二層(A2),該第二層(A2)在空間上覆蓋第二光電二極管(PD2)的受光面,選擇性地使第二波長區(qū)域的光透過。為此,使用化學(xué)氣相沉積法使SiN膜形成為膜厚400nm。在此,對使用微波激勵等離子體的成膜進(jìn)行說明。將成膜中的壓力設(shè)為12.7mTorr,將等離子體激勵用的微波功率設(shè)為2000W,將臺溫度設(shè)為400℃。成膜用的工藝氣體使用Ar、N2、SiH4、H2,將氣體流量分別設(shè)為20sccm、75sccm、0.5sccm、15sccm,以使SiN膜中含有的H量少于在空間上覆蓋第一光電二極管(PD1)的受光面且選擇性地使第一波長區(qū)域的光透過的第一層(A1)中含有的H量。在此,在第一層(A1)和第二層(A2)的成膜中,使成膜用的工藝氣體的構(gòu)成元素的比率變化,以使光的吸收端波長在第一層(A1)中為380nm左右、在第二層(A2)中為200nm左右。其中,折射率和膜厚相等,因此因光的干擾而產(chǎn)生的入射光的透過特性的波長依賴性相等。由此,得到基于第一光電二極管(PD1)的輸出的信號(1)與基于第二光電二極管(PD2)的輸出的信號(2)之差時的誤差變小。
(步驟13):形成接觸孔,以將高濃度n型雜質(zhì)層和高濃度p型雜質(zhì)層與配線連接。在此,通過干蝕刻來對配線層間絕緣膜進(jìn)行蝕刻。
(步驟14):為了形成A1配線而使用濺射法形成膜厚為700nm的A1膜。
(步驟15):為了形成A1配線而通過干蝕刻對A1的一部分區(qū)域進(jìn)行蝕刻并形成圖案。
(步驟16):為了進(jìn)行氫燒結(jié)而在含有10%的氫的氮環(huán)境下進(jìn)行400℃的熱處理。
明確出以下內(nèi)容:如上述那樣制作出的本發(fā)明的紫外光用固體受光器件的一例能夠?qū)⒉ㄩL為380nm以上的光的相對光靈敏度的累計抑制在整體波長光的累計的百分之幾以內(nèi),從而能夠高精度地測定有害的紫外光。使用圖6至10來說明結(jié)果。
圖6是示出向第一光電二極管(PD1)、第二光電二極管(PD2)入射的光的透過特性的曲線圖。
G1表示向第一光電二極管入射的光的透過率,G2表示向第二光電二極管入射的光的透過率。
圖7是示出第一光電二極管(PD1)、第二光電二極管(PD2)以及形成有這些光電二極管的本發(fā)明所涉及的受光器件的相對受光靈敏度的曲線圖。
G1表示第一光電二極管的曲線圖,G2表示第二光電二極管的曲線圖,G3表示紫外光用固體受光器件的曲線圖。
圖8是示出向地表照射的太陽光的頻譜的曲線圖。
圖9是示出考慮圖8所得到的本發(fā)明所涉及的受光器件的相對光譜輸出的曲線圖。
如根據(jù)圖9也明確可知的那樣,光波長為280nm-380nm的輸出與輸出的總光波長的積分值的比例為96%。在以上的實施方式例中,以光電二極管(PD)為兩個的例子進(jìn)行了說明,但是本發(fā)明并不限定于此。本發(fā)明能夠通過將有害的紫外光區(qū)域劃分為三個以上并與劃分的數(shù)量相應(yīng)地使用光電二極管(PD)來更高精度地測定紫外光的光量和強度。
接著,對使用三個光電二極管(PD)的實施方式例之一進(jìn)行說明。圖10示出受光器件的主要部分1000。
受光器件的主要部分1000在半導(dǎo)體基體1001內(nèi)具備第一光電二極管(PD1)1002a、第二光電二極管(PD2)1002b以及第三光電二極管(PD3)1002c這三個光電二極管(PD)。另外,受光器件的主要部分1000具備三個差動電路1003a、1003b以及1003c。
差動電路1003a、1003b以及1003c只要具有差動功能即可,可以具備放大功能,也可以不具備放大功能,但是優(yōu)選具備放大功能。另外,差動電路1003a、1003b以及1003c也可以與光電二極管(PD)一體地形成于半導(dǎo)體基體1001。并且,也可以形成于不同的半導(dǎo)體基體,并與形成有光電二極管(PD)的半導(dǎo)體基體1001一同搭載于第三基體。
以下,對在圖10所示的受光器件中得到“(UV-A)+(UV-B)”的信息、“(UV-A)”的信息、“(UV-B)”的信息的例子進(jìn)行說明。
在圖10中,基于第一光電二極管(PD1)1002a的輸出的信號(1)經(jīng)由線1004a被輸入到差動電路1003c的負(fù)端子和差動電路1003b的負(fù)端子?;诠怆姸O管(PD2)1002b的輸出的信號(2)經(jīng)由線1004b被輸入到差動電路1003a的正端子和1003c的正端子。基于光電二極管(PD3)1002c輸出的信號(3)經(jīng)由線1004c被輸入到差動電路1003b的正端子和差動電路1003c的負(fù)端子。
當(dāng)信號(1)、信號(2)被輸入到差動電路1003c時,從輸出端子1005c輸出差動信號(1)。該差動信號(1)中包含“(UV-A)+(UV-B)”的信息。當(dāng)信號(1)、信號(3)被輸入到差動電路1003b時,從輸出端子1005b輸出差動信號(2)。該差動信號(2)中包含“(UV-A)”的信息。當(dāng)信號(2)、信號(3)被輸入到差動電路1003a時,從輸出端子1005a輸出差動信號(3)。該差動信號(3)中包含“(UV-B)”的信息。
圖11示意性地示出以與圖10的情況同樣地具有三個光電二極管(PD)構(gòu)造的紫外光用固體受光器件主要部分為一個單位配置12對所得到的構(gòu)造的紫外光用固體受光器件主要部分1100的光入射面的配置的一例的俯視圖。
第一光電二極管(PD1)1101a、第二光電二極管(PD2)1101b、第三光電二極管(PD3)1101c分別以同種的光電二極管(PD)在矩陣中不相鄰的方式配置。
接著,對圖10所示的受光器件主要部分的制造例之一進(jìn)行說明。另外,本發(fā)明的元件構(gòu)造不限定于p+np型元件,元件構(gòu)造的極性為相反的極性也屬于本發(fā)明的范疇,這在該技術(shù)領(lǐng)域中是不言而喻的。
圖10所示的受光器件也能夠與圖3的受光器件同樣地通過通常的半導(dǎo)體制造技術(shù)形成。因而,在以下的工序的說明中,省略對于該領(lǐng)域的技術(shù)人員而言顯而易見的內(nèi)容,簡略地記載要點。
在此,光電二極管的PN結(jié)部、選擇性地使光透過的第一層(A1)、第二層(A2)的形成方法與上述相同,因此省略,只記述在空間上覆蓋第三光電二極管(PD3)1002c的受光部且選擇性地使第三波長區(qū)域的光透過的第三層(A3)的形成方法。
以下,簡單地記述形成在空間上覆蓋第三光電二極管(PD3)1002c的受光面且選擇性地使第三波長區(qū)域的光透過的第三層(A3)的過程和條件。
首先,在使用SiO2設(shè)置中間層之后,使用化學(xué)氣相沉積法形成膜厚為400nm的SiN膜。在此,作為成膜的方法的一例,對使用微波激勵等離子體的成膜進(jìn)行說明。
本發(fā)明中的使用微波激勵等離子體的成膜的條件例如為將成膜中的壓力設(shè)為12.7mTorr、將等離子體激勵用的微波功率設(shè)為2000W、將臺溫度設(shè)為400℃。成膜用的工藝氣體使用Ar、N2、SiH4、H2,將氣體流量分別設(shè)為20sccm、75sccm、1.0sccm、30sccm,以使SiN膜中含有的H量比在空間上覆蓋第一光電二極管(PD1)的受光面且選擇性地使第一波長區(qū)域的光透過的第一層(A1)中含有的H量少并且比在空間上覆蓋第二光電二極管(PD2)的受光面且選擇性地使第二波長區(qū)域的光透過的第二層(A2)中含有的H量多。
在此,在第一層(A1)和第二層(A2)的成膜中,使成膜用的工藝氣體的構(gòu)成元素的比率變化,以使光的吸收端波長在第一層(A1)中為380nm左右、在第二層(A2)中為200nm左右、在第三層(A3)中為315nm左右。其中,折射率和膜厚相等,因此因光的干擾而產(chǎn)生的入射光的透過特性的波長依賴性相等。由此,得到基于第一光電二極管(PD1)的輸出的信號(1)與基于第二光電二極管(PD2)的輸出的信號(2)之差、基于第三光電二極管(PD3)的輸出的信號(3)與基于第一光電二極管(PD1)的輸出的信號(1)之差、以及基于第二光電二極管(PD2)的輸出的信號(2)與基于第三光電二極管(PD3)的輸出的信號(3)之差時的誤差變小。
如果使用基于第一光電二極管(PD1)的輸出的信號(1)與基于第二光電二極管(PD2)的輸出的信號(2)之差,則能夠得到光波長范圍為200nm-380nm的光的信號。如果使用基于第三光電二極管(PD3)的輸出的信號(3)與基于第一光電二極管(PD1)的輸出的信號(1)之差,則能夠得到光波長范圍為315nm-380nm的光的信號。如果使用基于第二光電二極管(PD2)的輸出的信號(2)與基于第三光電二極管(PD3)的輸出的信號(3)之差,則能夠得到光波長范圍為200nm-315nm的光的信號。
明確出以下內(nèi)容:作為如上述那樣制作出的本發(fā)明的紫外光用固體受光器件的一例,能夠檢測光波長范圍為UV-A和UV-B的光強度、UV-A、UV-B各自的光強度,能夠高精度地測定成為對人體產(chǎn)生不良影響的指標(biāo)的UV指數(shù)。使用圖12至14來說明結(jié)果。
圖12是示出向第一光電二極管(PD1)、第二光電二極管(PD2)、第三光電二極管(PD3)入射的光的透過特性的曲線圖。
G1表示向第一光電二極管入射的光的透過率,G2表示向第二光電二極管入射的光的透過率,G3表示向第三光電二極管入射的光的透過率。
圖13是示出考慮圖8所示的向地表照射的太陽光的頻譜的、基于第三光電二極管(PD31)的輸出的信號(3)與基于第二光電二極管(PD2)的輸出的信號(2)之差的輸出的相對受光靈敏度的曲線圖。能夠得到針對UV-A的光波長范圍的相對輸出。
圖14是示出考慮圖8所示的向地表照射的太陽光的頻譜的、基于第二光電二極管(PD2)的輸出的信號(2)與基于第三光電二極管(PD3)的輸出的信號(3)之差的輸出的相對受光靈敏度的曲線圖。能夠得到針對UV-B的光波長范圍的相對輸出。
明確出以下內(nèi)容:作為如上述那樣制作出的本發(fā)明的紫外光用固體受光器件的一例,波長為380nm以上的光的相對光靈敏度的累計能夠被抑制在總波長光的累計的百分之幾以內(nèi),從而能夠高精度地測定有害的紫外光。使用圖8至10來說明結(jié)果。
圖8是示出第一光電二極管(1)、第二光電二極管(2)以及形成有這些光電二極管的本發(fā)明所涉及的受光器件的相對受光靈敏度的曲線圖。
圖9是示出向地表照射的太陽光的頻譜的曲線圖。
圖10是示出考慮圖9所得到的本發(fā)明所涉及的受光器件的相對光譜輸出的曲線圖。
(A)第一光電二極管(1)
最大濃度位置(1-1)=565nm
最大濃度位置(1-2)=30nm
(B)第二光電二極管(2)
最大濃度位置(2-1)=500nm
最大濃度位置(2-2)=1nm
如根據(jù)圖10也明確可知的那樣,光波長為280nm-380nm的輸出(斜線部分)與輸出的總光波長的積分值的比例為96%。
到目前為止以UV-A、UV-B的例子說明了本發(fā)明,但是本發(fā)明并不限定于UV-A、UV-B的例子等,能夠還以波長比UV-B短的紫外線、例如UV-C為對象來使本發(fā)明具體化。
以下,對本發(fā)明的紫外光用固體受光器件的優(yōu)選的應(yīng)用例的一個實施方式進(jìn)行說明。
圖15A、圖15B是示出將本發(fā)明應(yīng)用于便攜式終端裝置的情況下的一個實施方式的概要結(jié)構(gòu)圖。圖15A是概要外觀圖,圖15B是內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。
圖15A、圖15B所示的便攜式終端裝置701由GPS(Global Positioning System:全球定位系統(tǒng))定位部703、運算處理部704、存儲裝置705以及顯示部706構(gòu)成。
作為便攜式終端裝置701的例子,能夠列舉具有導(dǎo)航功能的便攜電話設(shè)備、PDA(Personal Digital Assistants:個人數(shù)字助理)、平板、移動PC等移動電子設(shè)備、手表、具備電子設(shè)備功能的戰(zhàn)斗力探測器(scouter)/項鏈/戒指、遮陽帽等穿戴品。并且,有效地利用本發(fā)明的紫外線用受光器件的超小型/廉價的優(yōu)點,能夠還組裝到化妝盒、小鏡子等來商品化。
GPS定位部703作為第一當(dāng)前位置運算部發(fā)揮功能,用于接收從衛(wèi)星702發(fā)送的位置信息信號來測定當(dāng)前位置。
運算處理部704被輸入用于檢測步數(shù)的上下加速度傳感器708的檢測信號以及用于檢測方位的角速度傳感器709的檢測信號,基于這些檢查信號來自主測定當(dāng)前位置,并且執(zhí)行導(dǎo)航處理。
運算處理部704由微計算機、CPU(Central Processing Unit:中央處理單元)等構(gòu)成。
存儲裝置705包括:ROM 705a,其保存由運算處理部704執(zhí)行的處理程序,并且存儲運算處理中需要的存儲表;RAM 705b,其存儲運算處理過程中需要的運算結(jié)果等;以及非易失性存儲器705c,其存儲導(dǎo)航處理結(jié)束時的當(dāng)前位置信息。
顯示部706顯示從運算處理部704輸出的導(dǎo)航圖像信息,由液晶顯示器、有機EL顯示器等構(gòu)成。
計時部707顯示使用當(dāng)前時刻信息被校正的年/月/日/時刻,該當(dāng)前時刻信息是GPS定位部703進(jìn)行工作時從GPS定位部703輸出的表示年/月/日/時刻的信息。
對運算處理部704輸入從GPS定位部703輸出的當(dāng)前位置信息、從計時部707輸出的表示年/月/日/時刻的當(dāng)前時刻信息、從佩戴在保持便攜式終端裝置701的用戶的腰位置的加速度傳感器708輸出的加速度信息、從安裝于便攜式終端裝置701的陀螺儀等角速度傳感器709輸出的與用戶的步行方向的方位相應(yīng)的角速度信息、以及從測定向便攜式終端裝置701照射的紫外線的強度的作為紫外線檢測單元的紫外線傳感器(紫外光用固體受光器件)710輸出的紫外線強度信息。
運算處理部704與通信部711相連接,該通信部711用于與外部的無線通信設(shè)備之間進(jìn)行無線通信。
ROM 705a中保存有各地域位置信息存儲表以及UV指數(shù)閾值存儲表,該UV指數(shù)閾值存儲表中按地域與一年的月份對應(yīng)地設(shè)定有表示紫外線強度的UV指數(shù)的閾值。
此外,ROM 705a中保存有:晝夜判定用處理程序,其用于運算成為晝夜的邊界的日出和日落時刻,該晝夜的邊界為判定由紫外線傳感器710檢測出的紫外線強度是否有效的基準(zhǔn);UV指數(shù)閾值計算程序,其用于計算UV指數(shù)閾值Thuv,該UV指數(shù)閾值Thuv同樣為判定紫外線強度是否有效的基準(zhǔn);用于進(jìn)行自主定位運算的自主定位運算用程序;以及運算部選擇處理程序,其用于選擇由GPS定位部703運算出的當(dāng)前位置信息和通過基于自主定位用程序的自主定位運算處理運算出的當(dāng)前位置信息中的某一個。
各地域位置信息存儲表中記載有全國的都道府縣名、各都道府縣的政府所在地名以及政府所在地的緯度(N)和經(jīng)度(E)。
在UV指數(shù)閾值存儲表中,針對將日本列島進(jìn)行4分割得到的地區(qū)、即札幌、筑波、鹿兒島、那霸,分別按以1月~4月、5月~8月以及9月~12月進(jìn)行3分割后的月設(shè)定了UV指數(shù)的閾值THuv。
在5月~8月中,UV指數(shù)的閾值THuv與緯度無關(guān),是固定值,但是在1月~4月和9月~12月中,設(shè)定為UV指數(shù)的閾值THuv隨著緯度升高而減小。
另外,運算處理部704按照晝夜判定用處理程序執(zhí)行成為判別紫外線強度是否有效的基準(zhǔn)的晝夜判定用處理和UV指數(shù)閾值計算處理。
在該UV指數(shù)閾值計算處理中,首先判定是否由GPS定位部703生成了當(dāng)前位置信息。在由GPS定位部703生成了當(dāng)前位置信息時,讀入由GPS定位部703運算出的當(dāng)前位置信息,來確定當(dāng)前位置所屬的地區(qū)屬于札幌、筑波、鹿兒島以及那霸這4分割區(qū)域中的哪一個。
接著,從計時部707讀入月份信息,基于所確定出的4分割區(qū)域中的某一個和月份信息,參照UV指數(shù)閾值存儲表來計算出UV指數(shù)閾值THuv后結(jié)束UV指數(shù)閾值計算處理。
并且,運算處理部704按照用于進(jìn)行自主定位運算的自主定位運算用程序來執(zhí)行自主定位運算處理。
該自主定位運算處理在通過運算部選擇處理選擇了自主運算處理時啟動,在初始狀態(tài)下,將前次由GPS定位部703定位出的當(dāng)前位置設(shè)定為初始位置后,作為針對規(guī)定的主程序的每隔規(guī)定時間(例如10msec)的時鐘中斷處理來執(zhí)行。即,首先讀入由角速度傳感器709檢測出的角速度θv,接著對角速度θv進(jìn)行積分來計算出方位θ后轉(zhuǎn)移到下一個步驟。
接著,讀入由加速度傳感器708檢測出的上下加速度G,根據(jù)上下加速度G的變化圖案來計算步數(shù)P,對計算出的步數(shù)P乘以預(yù)先設(shè)定的步寬W來計算移動距離L,基于計算出的方位θ和移動距離L來更新當(dāng)前位置信息,將更新后的當(dāng)前位置信息疊加于地圖信息來顯示于顯示部706后結(jié)束時鐘中斷處理并返回規(guī)定的主程序。
另外,運算處理部704按照運算部選擇處理程序來執(zhí)行運算部選擇處理,在該運算部選擇處理中,選擇由GPS定位部703定位出的當(dāng)前位置信息和通過自主定位運算處理定位出的當(dāng)前位置信息中的某一個。
在該運算部選擇處理中,當(dāng)對便攜式終端裝置701接通電源后選擇了導(dǎo)航處理時,開始執(zhí)行該運算部選擇處理。
本發(fā)明的紫外光用固體受光器件通過有效地利用其小型/輕量的特性,除了能夠組裝到上述列舉出的信息終端裝置以外,還能夠容易地組裝到作為用于化妝的工具盒、便攜導(dǎo)航設(shè)備、行車記錄器、登山用的便攜氣壓計/高度差計、跑表等。
附圖標(biāo)記說明
100、500、600、1100:紫外光用個體受光器件主要部分;100、200、400、500、600、1000、1100:紫外光用個體受光器件;100a:光電二極管(PD);101、401、1001:半導(dǎo)體基體;200a、400a、501a、601a、1002a、1101a:第一光電二極管(PD1);200b、400b、501b、601b、1002b、1101b:第二光電二極管(PD2);1101c:第三光電二極管(PD3);103a:半導(dǎo)體層區(qū)域(1-1);103b:半導(dǎo)體層區(qū)域(2-1);104a:半導(dǎo)體層區(qū)域(1-2);104b:半導(dǎo)體層區(qū)域(2-2);105a(1)、105b(1):半導(dǎo)體結(jié)(1);105a(2)、105b(2):半導(dǎo)體結(jié)(2);106a:最大濃度位置(1-1);106b:最大濃度位置(2-1);107:表面;108a:最大濃度位置(1-2);108b:最大濃度位置(2-2);109a:半導(dǎo)體層區(qū)域(1-3);109b:半導(dǎo)體層區(qū)域(2-3);110a:層區(qū)域(A1);110b:層區(qū)域(A2);111a:層區(qū)域(B1);111b:層區(qū)域(B2);403、1003a、1003b、1003c:差動電路;404a、404b、1004a、1004b、1004c:線;405、1005a、1005b、1005c:輸出端子;701:便攜式終端裝置;702:衛(wèi)星;703:GPS定位部;704:運算處理部;705:存儲裝置;705a:ROM;705b:RAM;705c:非易失性存儲器;706:顯示部;707:計時部;708:加速度傳感器;709:角速度傳感器;710:紫外線傳感器(紫外光用固體受光器件);711:通信部;1002c:第三光電二極管(PD3)。