專利名稱：光接收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及光接收裝置的一種技術(shù)，尤其涉及用在將光遠(yuǎn)距離控制器發(fā)送來的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電氣信號(hào)的光遠(yuǎn)距離控制接收裝置上的光接收裝置。
光遠(yuǎn)距離控制接收裝置(以下稱為“光遙控接收裝置”)由象光電二極管那樣的將光信號(hào)變換為電流的光接收裝置及其外圍電路構(gòu)成。該外圍電路將光射入時(shí)，在光接收裝置上所發(fā)生的光電流轉(zhuǎn)換為微電腦等邏輯電路可以識(shí)別的信號(hào)。
一般來說，光接收裝置和發(fā)送器之間的距離，即接收距離越長，光接收裝置接收到的光越弱。因此，光遙控接收裝置的光檢測靈敏度越高，該裝置的可接收距離越長，相反，光檢測靈敏度越低，可接收距離越短。另外，光遙控接收裝置的接收距離長的話，既能降低發(fā)送器的輸出功率使電池更耐用，又能使接收范圍變大，使用起來更方便、更自由。
正因?yàn)槿绱?，在市場上可接收距離較長(10m以上左右)的光遙控接收裝置很受歡迎，所以，需要有光檢測靈敏度更高的光接收裝置。
另一方面，光遙控接收裝置一般在普通家庭中使用，所以其光檢測靈敏度會(huì)大受螢光燈等的電磁噪聲的影響。即由于電磁噪聲隨著發(fā)送器輸出的光信號(hào)一起混入光遙控接收裝置內(nèi)，所要接收的光信號(hào)被電磁噪聲遮住，從而導(dǎo)致光檢測靈敏度下降。
于是，到目前為止，為消除這種電磁噪聲，對(duì)光接收裝置已經(jīng)做了各種各樣的嘗試。
以往的光接收裝置有以下幾種用金屬制容器遮蔽整個(gè)裝置以免受電磁噪聲影響的(參照特開平6-69409號(hào)公報(bào))；在受光表面上形成透光性導(dǎo)電膜的(參照特開平6-291356號(hào)公報(bào))；用擴(kuò)散層屏蔽光電二極管的整個(gè)受光面的(參照特開平2-275680號(hào)公報(bào))；以及僅把靠近噪聲發(fā)源地的受光面用擴(kuò)散層進(jìn)行部分屏蔽的(參照實(shí)開平4-40553號(hào)公報(bào))。
以往的光接收裝置存在以下幾個(gè)問題。
首先，遮蔽整個(gè)裝置以免受電磁噪聲影響的，從裝置大小和成本方面來看都不夠理想，其次，有穿透性導(dǎo)電膜形成的，雖說該穿透性導(dǎo)電膜具有穿透性，但其穿透度不到100％，所以在提高光檢測靈敏度這一方面受到一定限制。因此，在上述以往的光接收裝置中，用擴(kuò)散層屏蔽受光面的那種，可以說裝置大小、成本以及光檢測靈敏度這幾方面都比較理想。
以往的用擴(kuò)散層屏蔽整個(gè)受光面的裝置雖能減少電磁噪聲的影響，但實(shí)際上對(duì)提高光檢測靈敏度不起多大作用，從而很難把光遙控接收裝置的接收距離延長到10m以上。還有，由于在一般家庭中無法確定電磁噪聲的發(fā)源地，因此僅把靠近噪聲發(fā)源地的局部受光面用擴(kuò)散層屏蔽這種想法，實(shí)際上做不到。
由本案發(fā)明人的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果得知，起屏蔽作用的擴(kuò)散層和受光層的互相接觸會(huì)在光接收裝置內(nèi)引起自發(fā)噪聲，并且該自發(fā)噪聲有礙于提高光接收裝置的光檢測靈敏度。
鑒于上述幾個(gè)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種光檢測靈敏度比以前高，且光遙控接收裝置的可接收距離比以前長的光接收裝置。
為了解決上述問題，在第1方面的發(fā)明中所采取的具體作法是光接收裝置由第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體襯底和在該半導(dǎo)體襯底表面區(qū)域內(nèi)所形成的由第2導(dǎo)電型雜質(zhì)區(qū)域構(gòu)成的受光部構(gòu)成，其中，在上述受光部的表面區(qū)域形成了由上述第1導(dǎo)電型雜質(zhì)區(qū)域構(gòu)成的且能消除電磁噪聲的屏蔽部，上述屏蔽部只覆蓋了上述受光部表面的一部分以便使因它和上述受光部的相互接觸而引起的自發(fā)噪聲不會(huì)過大。
若采用第1方面的發(fā)明，消除電磁噪聲的屏蔽部只覆蓋了受光部表面的一部分以便使因它和受光部的相互接觸而引起的自發(fā)噪聲不會(huì)過大，所以自發(fā)噪聲不會(huì)大到影響提高光接收裝置的光檢測靈敏度的程度。這樣，和以前相比，光檢測靈敏度也提高了，光遙控接收裝置的可接收距離也延長了。
在第2方面的發(fā)明中，設(shè)定上述第1方面的光接收裝置的屏蔽部在上述受光部表面中所占的面積以保證該光接收裝置的光檢測靈敏度達(dá)到規(guī)定的水平。
還有，在第3方面的發(fā)明中，上述第2方面的光接收裝置的上述屏蔽部在上述整個(gè)受光部表面所占的面積比應(yīng)設(shè)在0.40～0.60這一范圍內(nèi)。
在第4方面的發(fā)明中，假設(shè)形成在上述第1方面的光接收裝置的上述受光部表面區(qū)域的屏蔽部為第1屏蔽部，在上述半導(dǎo)體襯底表面區(qū)域中上述受光部之外圍形成了由上述第1導(dǎo)電型雜質(zhì)區(qū)域構(gòu)成的第2屏蔽部。
按照第4方面的發(fā)明，除了在上述受光部表面區(qū)域形成了第1屏蔽部以外，還在半導(dǎo)體襯底表面區(qū)域中的受光部之外的部分形成了由第1導(dǎo)電型雜質(zhì)區(qū)域構(gòu)成的第2屏蔽部，所以可以用這個(gè)第2屏蔽部消除從受光部表面之外的半導(dǎo)體襯底表面上傳來的電磁噪聲。
在第5方面的發(fā)明中，上述第4方面的光接收裝置的第1和第2屏蔽部是電連接的。
按照第5方面的發(fā)明，因?yàn)榈?和第2屏蔽部是電連接的，所以不需要在第1屏蔽部上另設(shè)屏蔽用電極來讓第1屏蔽部接地，只在第2屏蔽部上設(shè)置即可。這樣，就不再存在受光部表面被屏蔽用電極遮光的問題，受光部表面也就能夠作為受光面而被有效地利用。
在第6方面的發(fā)明中，上述第5方面中的光接收裝置的第1和第2屏蔽部被一體化了。
在第7方面的發(fā)明中，上述第5方面中的光接收裝置的第1和第2屏蔽部由金屬布線相連接。
在第8方面的發(fā)明中，設(shè)置上述第7方面中的光接收裝置的金屬布線以便幾乎覆蓋上述半導(dǎo)體襯底上的上述受光部的邊界區(qū)域。
在第9方面的發(fā)明中，上述第4方面中的光接收裝置的第2屏蔽部幾乎全面包圍了上述半導(dǎo)體襯底表面中的受光部。
在第10方面的發(fā)明中，上述第4方面中的光接收裝置的第2屏蔽部在上述半導(dǎo)體襯底中包括深度比上述受光部還深的側(cè)面屏蔽部分。
按照第10方面的發(fā)明，側(cè)面屏蔽部在半導(dǎo)體襯底中比受光部還深，所以能夠消除來自受光部側(cè)面的電磁噪聲。
在第11方面的發(fā)明中，第10方面中的光接收裝置的側(cè)面屏蔽部形成在上述半導(dǎo)體襯底的側(cè)表面區(qū)域。
在第12方面的發(fā)明中，上述第1方面的光接收裝置的上述半導(dǎo)體襯底底面的表面區(qū)域上形成了由上述第1導(dǎo)電型雜質(zhì)區(qū)域構(gòu)成的接觸層，上述半導(dǎo)體襯底的幾乎整個(gè)底表面由導(dǎo)電性粘合劑粘結(jié)于引線上。
按照第12方面的發(fā)明，半導(dǎo)體襯底的幾乎整個(gè)底表面由導(dǎo)電性粘合劑粘結(jié)于引線上，所以來自半導(dǎo)體襯底底面的電磁噪聲就能被該引線消除掉。
在第13方面的發(fā)明中，上述第12方面的光接收裝置中的半導(dǎo)體襯底的側(cè)下方至少有一部分被上述導(dǎo)電性粘合劑覆蓋著。
按照第13方面的發(fā)明，可以用導(dǎo)電性粘合劑消除來自半導(dǎo)體襯底底部側(cè)面的電磁噪聲。
在第14方面的發(fā)明中，上述第13方面的光接收裝置中的接觸層形成在上述半導(dǎo)體襯底的幾乎整個(gè)底面上，在上述半導(dǎo)體襯底側(cè)面中所形成的上述接觸層的側(cè)表面由上述導(dǎo)電性粘合劑覆蓋著。
在第15方面的發(fā)明中，假設(shè)在上述第12方面的光接收裝置的上述受光部表面區(qū)域上所形成的屏蔽部為第1屏蔽部，那么在上述半導(dǎo)體襯底表面區(qū)域中的上述受光部之外圍就形成了由上述第1導(dǎo)電型雜質(zhì)區(qū)域構(gòu)成且與上述第1屏蔽部進(jìn)行電連接的第2屏蔽部，上述第2屏蔽部上設(shè)有與上述引線相連接的陽極。
按照第15方面的發(fā)明，設(shè)在第2屏蔽部上的陽極具有屏蔽用電極的功能。因此，不存在受光部表面被屏蔽用電極遮光的問題。
在第16方面的發(fā)明中，上述第1方面的光接收裝置的半導(dǎo)體襯底上形成了具有防止光反射功能的保護(hù)膜。
在第17方面的發(fā)明中，上述第16方面的光接收裝置的保護(hù)膜是至少含有硅氮化膜的多層膜。
在第18方面的發(fā)明中，上述第1方面中的光接收裝置的屏蔽部在上述受光部表面所占區(qū)域的形狀是圓形。
在第19方面的發(fā)明中，上述第1方面的光接收裝置的受光部及屏蔽部是采用擴(kuò)散法、注入法或者外延生長法而形成的。
在第20方面的發(fā)明中，上述第1方面的光接收裝置的屏蔽部是由穿透性導(dǎo)電膜形成的。
還有，第21方面的發(fā)明所采取的具體作法是光接收裝置由第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體襯底和在該半導(dǎo)體襯底的表面區(qū)域上形成的由第2導(dǎo)電型雜質(zhì)區(qū)域構(gòu)成的受光部構(gòu)成，其中，在上述受光部的表面區(qū)域內(nèi)形成了由上述第1導(dǎo)電型雜質(zhì)區(qū)域構(gòu)成的第1屏蔽部，而且，在上述半導(dǎo)體襯底的表面區(qū)域的上述受光部之外圍形成了由上述第1導(dǎo)電型雜質(zhì)區(qū)域構(gòu)成的第2屏蔽部，上述第2屏蔽部包括深度比上述受光部還深的側(cè)面屏蔽部分。
按照第21方面的發(fā)明，在半導(dǎo)體襯底中側(cè)面屏蔽部分比受光部還深，所以能消除來自受光部側(cè)面的電磁噪聲。
另外，第22方面的發(fā)明所采取的具體作法是光接收裝置由第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體襯底和在該半導(dǎo)體襯底的表面區(qū)域上形成的由第2導(dǎo)電型雜質(zhì)區(qū)域構(gòu)成的受光部構(gòu)成，其中，在上述受光部的表面區(qū)域內(nèi)形成由上述第1導(dǎo)電型雜質(zhì)區(qū)域構(gòu)成的屏蔽部；在上述半導(dǎo)體襯底底表面區(qū)域上形成由上述第1導(dǎo)電型雜質(zhì)區(qū)域構(gòu)成的接觸層；而且，上述半導(dǎo)體襯底的幾乎整個(gè)底面由導(dǎo)電性粘合劑粘結(jié)于引線上，上述半導(dǎo)體襯底側(cè)面的下方部分被上述導(dǎo)電性粘合劑覆蓋著。
按照第22方面的發(fā)明，半導(dǎo)體襯底的幾乎整個(gè)底面由導(dǎo)電性粘合劑粘結(jié)于引線，所以，來自半導(dǎo)體襯底底面的電磁噪聲被該引線消除掉，來自半導(dǎo)體襯底側(cè)面的電磁噪聲則被導(dǎo)電性粘合劑消除掉了。
下面對(duì)附圖進(jìn)行簡單說明圖1是本發(fā)明第1實(shí)施例的光接收裝置的構(gòu)造俯視圖。
圖2是圖1所示的本發(fā)明第1實(shí)施例的光接收裝置構(gòu)造的一個(gè)剖面圖。
圖3是表示第1實(shí)施例的光接收裝置的穿透電磁噪聲量和屏蔽面積比之相互關(guān)系的曲線圖。
圖4是表示第1實(shí)施例的光接收裝置的自發(fā)噪聲量和屏蔽面積比之相互關(guān)系的曲線圖。
圖5是本發(fā)明第1實(shí)施例的光接收裝置被作為光遙控接收裝置使用時(shí)的可接收距離和屏蔽面積比之相互關(guān)系的曲線圖。
圖6是本發(fā)明第2實(shí)施例的光接收裝置的構(gòu)造俯視圖。
圖7是本發(fā)明第2實(shí)施例的光接收裝置被作為光遙控接收裝置使用時(shí)的可接收距離和屏蔽面積比之相互關(guān)系的曲線圖。
圖8是本發(fā)明第3實(shí)施例的光接收裝置的構(gòu)造俯視圖。
圖9是表示圖8所示的本發(fā)明第3實(shí)施例的光接收裝置構(gòu)造的一個(gè)剖面圖。
圖10是只在受光部表面上形成屏蔽部的一種光接收裝置的俯視圖。
圖11是在受光部表面上所形成的屏蔽部形狀為矩形的光接收裝置的俯視圖。
圖12是在受光部表面上所形成的屏蔽部形狀為圓形的光接收裝置的俯視圖。
下面，參照


本發(fā)明的實(shí)施例。另外，在下面的說明中，設(shè)第1導(dǎo)電型為P型、第2導(dǎo)電型為N型。(第1實(shí)施例)圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施例所涉及的光接收裝置構(gòu)造的俯視圖。圖2是將圖1的光接收裝置沿X-X’線剖開的剖視圖。另外，為說明方便，取虛線X-X’為通過陰極12和陽極13的折線而不取直線。
如圖1和圖2所示，在本實(shí)施例所涉及的光接收裝置中，在摻P(磷)使其雜質(zhì)濃度為10-13cm-3，長寬為1.50×1.50mm，厚度為350μm的P型半導(dǎo)體襯底1上，形成了摻B(硼)后，雜質(zhì)濃度為10-15cm-3，長寬為1.35×1.35mm，深度為5μm的由N型雜質(zhì)區(qū)域構(gòu)成的受光部2。光電二極管(PD)由該半導(dǎo)體襯底1和受光部2構(gòu)成，于是半導(dǎo)體襯底1就為PD的陽極，受光部2則為PD的陰極。
還有，在半導(dǎo)體襯底1上形成了摻P(磷)使其雜質(zhì)濃度為10-18cm-3的第1P型雜質(zhì)區(qū)域3和第2P型雜質(zhì)區(qū)域4。第1P型雜質(zhì)區(qū)域3呈網(wǎng)格狀覆蓋受光部2的表面的一部分且包圍了受光部2，其深度為2μm。另外，在半導(dǎo)體襯底1的側(cè)表面區(qū)域上形成了起屏蔽側(cè)面作用的第2P型雜質(zhì)區(qū)域4，它包圍了第1P型雜質(zhì)區(qū)域3，其深度為5μm以上，比受光部2深。在受光部2的表面區(qū)域上形成的那一部分第1P型雜質(zhì)區(qū)域3構(gòu)成了第1屏蔽部5，在受光部2的表面之外形成的那一部分第1P型雜質(zhì)區(qū)域3和第2P型雜質(zhì)區(qū)域4共同構(gòu)成了第2屏蔽部6。該第1和第2屏蔽部5、6被接地后，就能起到消除電磁噪聲的屏蔽作用。
還有，在半導(dǎo)體襯底1上形成了由多層膜構(gòu)成的保護(hù)膜11(圖1中圖示省略)，該多層膜包括用LP-CVD法(減壓氣相淀積法)而形成的硅氮化(LP-SiN)膜。由于硅氮化膜是用LP-CVD法形成的，所以在形成過程中不會(huì)損傷受光部2的表面，而且由于膜質(zhì)細(xì)密，保護(hù)功能也得到了提高，還能夠把保護(hù)膜11的膜厚做得比一般的薄，使其具有防止光反射的功能。保護(hù)膜11的膜厚按光的波長來設(shè)定，例如，硅氮化膜的厚度為400～1000時(shí)，其上的硅氧化(SiO2)膜則為200～400。
用來連接受光部2和外圍電路的陰極12設(shè)在受光部2表面上沒有第1屏蔽部5構(gòu)成的那一部分；用來連接半導(dǎo)體襯底1和外圍電路的陽極13設(shè)在第2屏蔽部6的表面上。而且，在半導(dǎo)體襯底1的底面區(qū)域形成了由第3P型雜質(zhì)區(qū)域構(gòu)成的接觸層14，半導(dǎo)體襯底1的幾乎整個(gè)底面用Ag膏、焊料、導(dǎo)電性樹脂等導(dǎo)電性粘合劑2 2粘結(jié)在作為引線的芯片墊21上。芯片墊21的表面面積比半導(dǎo)體襯底1的底面面積大，并且，導(dǎo)電性粘合劑22受表面張力的作用，沿半導(dǎo)體襯底1的側(cè)面上漲，至少覆蓋住了半導(dǎo)體襯底1的側(cè)面下方的一部分。
陽極13通過焊線23焊接在芯片墊21上(圖1未示出)。這樣，第1屏蔽部5通過第2屏蔽部6、陽極13和焊線23與芯片墊21進(jìn)行電連接，然后接地。這里，未表示陰極12的焊接。
圖3是表示在本實(shí)施例的光接收裝置中，未經(jīng)過第1屏蔽部5進(jìn)行任何消除而是直接射入到受光部2的穿透電磁噪聲量和第1屏蔽部5在受光部2表面所占面積之間的關(guān)系曲線。在圖3中，縱軸表示穿透電磁噪聲量(設(shè)受光部2表面沒設(shè)第1屏蔽部5時(shí)的噪聲量為“1”，即相對(duì)比率)，橫軸表示屏蔽面積比，即第1屏蔽部5在受光部2的整個(gè)表面中所占的面積和受光部2整個(gè)表面的面積比。
如圖3所示，第1屏蔽部5在受光部2表面所占的面積越大，來自外部的電磁噪聲就越容易通過第1屏蔽部5傳到地面，穿透電磁噪聲量就變少。所以，在除了來自外部的電磁噪聲之外，不存在任何其它噪聲的情況下，第1屏蔽部5的表面積越大，光接收裝置的光檢測靈敏度越高。
然而，實(shí)際上，因受光部2和第1屏蔽部5的相互接觸會(huì)引起自發(fā)噪聲，所以第1屏蔽部5的表面積過大的話，因?yàn)樵撟园l(fā)噪聲的發(fā)生，光接收裝置的光檢測靈敏度卻會(huì)下降。
圖4表示在本實(shí)施例的光接收裝置中，受光部2和第1屏蔽部5的相互接觸所引起的自發(fā)噪聲量和第1屏蔽部5在受光部2的表面上所占面積兩者間的相互關(guān)系。在圖4中，縱軸表示自發(fā)噪聲量(設(shè)第1屏蔽部5完全占據(jù)了整個(gè)受光部2時(shí)的自發(fā)噪聲量為“1”，即相對(duì)比率)，橫軸表示屏蔽面積比。
從圖4可知，第1屏蔽部5在受光部2表面所占的面積越小，自發(fā)噪聲也越小，所以在不存在外部電磁噪聲的環(huán)境下，受光部2表面不設(shè)第1屏蔽部5時(shí)，光接收裝置的光檢測靈敏度最高，作為光遙控接收裝置時(shí)的接收距離也最長。
鑒于以上所述。在本實(shí)施例中，如圖1所示，在受光部2的局部表面上形成了第1屏蔽部5，以免兩者的相互接觸過多地引起自發(fā)噪聲。這樣一來，與在受光部2的表面上沒有屏蔽部的光接收裝置相比，可少受來自外部的電磁噪聲的影響，另一方面，與在受光部2的整個(gè)表面形成了屏蔽部的光接收裝置相比，能夠抑制自發(fā)噪聲的產(chǎn)生。其結(jié)果，光檢測靈敏度變得比以前高，作為光遙控接收裝置時(shí)的接收距離也相應(yīng)地變長。
圖5表示了把圖1和圖2所示的有關(guān)本實(shí)施例的光接收裝置用作光遙控接收裝置時(shí)，且有電磁噪聲存在的日常室內(nèi)環(huán)境下所做的動(dòng)作實(shí)驗(yàn)結(jié)果。即表示光遙控接收裝置的接收距離和第1屏蔽部5在受光部2表面所占面積之間的相互關(guān)系。在圖5中，縱軸表示接收距離(m)，橫軸表示屏蔽面積比。
如圖5所示，屏蔽面積比為0時(shí)，即受光部2的表面沒有第1屏蔽部5時(shí)，接收距離為7m左右。屏蔽面積比為1.0時(shí)，即在整個(gè)受光部2表面上形成有第1屏蔽部5時(shí)，接收距離為10m左右。另外，若使屏蔽面積比為0.25～0.95，則接收距離可達(dá)到10m以上。換句話說，與以往的在受光部2的整個(gè)表面形成了屏蔽部的光接收裝置相比，通過使屏蔽面積比為0.25～0.95.便可提高光檢測靈敏度。屏蔽面積比為0.5時(shí)，光接收裝置的光檢測靈敏度則最高，而且，光遙控接收裝置的接收距離最長，可達(dá)到13m左右。原因是這時(shí)，穿透電磁噪聲量與自發(fā)噪聲量的和最小。實(shí)際上，屏蔽面積比設(shè)在0.4～0.6這一范圍內(nèi)時(shí)，能得到最理想的光檢測靈敏度。
另外，本實(shí)施例所涉及的光接收裝置除了第1屏蔽部5只覆蓋受光部2的一部分表面這一特征以外，技術(shù)上還具有以下幾個(gè)特征。
首先，由于在半導(dǎo)體襯底1表面區(qū)域中的受光部2外圍形成了第2屏蔽部6，所以來自受光部2表面之外的半導(dǎo)體襯底1上的電磁噪聲也能被第2屏蔽部6消除掉。其次，第2屏蔽部6具有比受光部2還深的起屏蔽側(cè)面作用的第2P型雜質(zhì)區(qū)域4，因此，來自受光部2側(cè)面的電磁噪聲也能被第2屏蔽部6消除掉。另外，在本實(shí)施例中，雖然第2P型雜質(zhì)區(qū)域4形成在半導(dǎo)體襯底1側(cè)表面區(qū)域里，但其形成時(shí)不緊貼半導(dǎo)體襯底1的側(cè)面也可以。
由于第1屏蔽部5和第2屏蔽部6電連接且通過陽極13接地，所以不必在受光部2的表面另設(shè)屏蔽電極。因此，受光部2的表面不會(huì)被屏蔽電極遮光，從而受光部2的表面可作為受光面而被有效地利用。
芯片墊21能確實(shí)地消除來自半導(dǎo)體襯底1底面的電磁噪聲。并且，由于導(dǎo)電性粘合劑22受表面張力的作用，沿著半導(dǎo)體襯底1的側(cè)面上漲，所以能夠由該導(dǎo)電性粘合劑22消除來自半導(dǎo)體襯底1側(cè)面方向的電磁噪聲。當(dāng)導(dǎo)電性粘合劑22的上漲高度高于接觸層14上表面時(shí)，即接觸層14的側(cè)表面被導(dǎo)電性粘合劑22完全覆蓋住時(shí)，導(dǎo)電性粘合劑22對(duì)電磁噪聲的消除效果會(huì)更顯著。(第2實(shí)施例)圖6是表示本發(fā)明的第2實(shí)施例所涉及的光接收裝置構(gòu)造的俯視圖。如圖6所示，在本實(shí)施例的光接收裝置中，在半導(dǎo)體襯底1上形成了摻P(磷)后，雜質(zhì)濃度為10-18cm-3的P型雜質(zhì)區(qū)域3A。該雜質(zhì)區(qū)域3A呈網(wǎng)格狀覆蓋著受光部2的一部分表面，并包圍住受光部2，其形成后的深度為2μm。該P(yáng)型雜質(zhì)區(qū)域3A被接地后，就起消除電磁噪聲的屏蔽作用。在受光部2的表面區(qū)域內(nèi)所形成的P型雜質(zhì)區(qū)域3A構(gòu)成第1屏蔽部5A，在受光部2的表面之外所形成的P型雜質(zhì)區(qū)域3A構(gòu)成第2屏蔽部6A。但在本實(shí)施例中，不存在第1實(shí)施例中那樣的第2P型雜質(zhì)區(qū)域4，而且，第2屏蔽部6A不延伸到半導(dǎo)體襯底的側(cè)面。另外，圖6未示出陽極和陰極。
圖7表示把圖6所示的有關(guān)本實(shí)施例的光接收裝置用作光遙控接收裝置時(shí)，且有電磁噪聲存在的日常室內(nèi)環(huán)境下所做的動(dòng)作實(shí)驗(yàn)結(jié)果。即表示光遙控接收裝置的接收距離和第1屏蔽部5A在受光部2表面所占面積兩者間的相互關(guān)系。在圖7中，縱軸表示接收距離(m)，橫軸表示屏蔽面積比即在受光部2的整個(gè)表面中，第1屏蔽部5A所占的面積大小。
如圖7所示，若使屏蔽面積比為0.25～0.95，則能保證光遙控接收裝置的接收距離為10m以上。使屏蔽面積比為0.35～0.70時(shí)，自發(fā)噪聲和電磁噪聲的影響更少，光遙控接收裝置的接收距離將達(dá)到11m以上。使屏蔽面積比為0.5時(shí)，光接收裝置的光檢測靈敏度則最高，光遙控接收裝置的接收距離也最長，長達(dá)12m左右。原因是這時(shí)，穿透電磁噪聲量與自發(fā)噪聲量的和最小。實(shí)際上，設(shè)屏蔽面積比在0.4～0.6這一范圍內(nèi)時(shí)，能得到最理想的光檢測靈敏度。(第3實(shí)施例)圖8是表示本發(fā)明的第3實(shí)施例所涉及的光接收裝置構(gòu)造的俯視圖。圖9是將圖8的光接收裝置沿Y-Y’線剖開的剖面圖。
如圖8和圖9所示，在本實(shí)施例的光接收裝置中，有N型雜質(zhì)區(qū)域所構(gòu)成的受光部2在其表面區(qū)域內(nèi)形成的P型半導(dǎo)體襯底1上，形成了摻P(磷)后，雜質(zhì)濃度為10-18cm-3的P型雜質(zhì)區(qū)域3B。其深度為2μm。該P(yáng)型雜質(zhì)區(qū)域3B由兩部分構(gòu)成，即呈網(wǎng)格狀覆蓋受光部2的一部分表面的部分和包圍受光部2表面區(qū)域的部分。該區(qū)域3B也能通過接地起消除電磁噪聲的屏蔽作用。P型雜質(zhì)區(qū)域3B中，在受光部2的表面區(qū)域內(nèi)所形成的那一部分構(gòu)成第1屏蔽部5B，在受光部2的表面區(qū)域之外所形成的另一部分則構(gòu)成第2屏蔽部6B。
在第1實(shí)施例中，通過第1雜質(zhì)區(qū)域3，第1及第2屏蔽部5、6被一體化，但在本實(shí)施例中，第1屏蔽部5B和第2屏蔽部6B是通過設(shè)在半導(dǎo)體襯底1上的作為金屬布線用的鋁布線膜7而進(jìn)行電氣連接的。這樣，因?yàn)榈?屏蔽部5B通過設(shè)在第2屏蔽部6B上的陽極13而被接地，所以受光部2的表面不會(huì)被屏蔽電極遮光，受光部2的表面便可作為受光面而被有效地利用起來。
又在本實(shí)施例中，鋁布線膜7幾乎覆蓋住了半導(dǎo)體襯底1和其中的受光部2之間的邊界區(qū)域，所以鋁布線膜7還具有消除來自外部的電磁噪聲的功能。
另外，在第1～第3實(shí)施例中，雖然是在半導(dǎo)體襯底1表面區(qū)域中的受光部2周圍設(shè)置了能夠消除電磁噪聲的第2屏蔽部6、6A和6B，但只在受光部2的表面區(qū)域里設(shè)置屏蔽部當(dāng)然也是可以的。圖10是只在受光部2的表面區(qū)域內(nèi)形成屏蔽部5C的一種光接收裝置的俯視圖。
又在第1～第3實(shí)施例中，雖然在受光部2表面的第1屏蔽部5、5A和5B都呈網(wǎng)格狀，但受光部表面屏蔽部的形狀并不只限于網(wǎng)格狀，其形狀既可以是如圖11所示的矩形(屏蔽部5D)，也可以是如圖12所示的圓形(屏蔽部5E)。在這種情況下，通常，和其面積相比，屏蔽部的厚度極小，所以只要受光部2表面屏蔽部的面積相同，不管其形狀如何，其光檢測靈敏度幾乎相同。但在和其面積相比，屏蔽部的厚度厚到了不可忽視的程度時(shí)，將其形狀做成如圖12所示的圓形，這樣一來，表面積相同時(shí)，其周長要比其他形狀的短，而且與受光部的接觸面積變小，其結(jié)果，減少了自發(fā)噪聲量，提高了光接收裝置的光檢測靈敏度。
另外，不用擴(kuò)散法形成受光部和屏蔽部，用注入法或外延法也可以。還有，用穿透性導(dǎo)電膜形成屏蔽部也可以。
另外，雖然在本實(shí)施例中是以光電二極管為例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明同樣適合PIN型、雪崩型等其他半導(dǎo)體光電元件。
如上所述，在本發(fā)明中，為使消除電磁噪聲的屏蔽部和受光部之間的相互接觸不致引起過大的自發(fā)噪聲，屏蔽部只覆蓋了受光部表面的一部分。這樣以來，和以前相比，光檢測靈敏度得到了提高，光遙控接收裝置的接收距離得到了延長。其結(jié)果，降低了發(fā)送器的輸出功率而使電池更耐用，增大了發(fā)送器的發(fā)送范圍從而達(dá)到了提高其使用方便性的效果。
權(quán)利要求
1.一種光接收裝置，包括第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體襯底和在該半導(dǎo)體襯底的表面區(qū)域上形成的由第2導(dǎo)電型雜質(zhì)區(qū)域構(gòu)成的受光部，其特征在于在上述受光部的表面區(qū)域上形成了一個(gè)由上述第1導(dǎo)電型雜質(zhì)區(qū)域構(gòu)成且用于消除電磁噪聲的屏蔽部；上述屏蔽部只覆蓋上述受光部表面的一部分，以免它和上述受光部的相互接觸引起過大的自發(fā)噪聲。
2.如權(quán)利要求1所述的光接收裝置，其特征在于設(shè)定上述屏蔽部在上述受光部表面所占的面積以保證該光接收裝置的光檢測靈敏度達(dá)到規(guī)定的水平。
3.如權(quán)利要求2所述的光接收裝置，其特征在于將上述屏蔽部在上述受光部表面所占的面積與上述受光部整個(gè)表面積的面積比設(shè)在0.40～0.60這一范圍內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的光接收裝置，其特征在于假設(shè)形成在上述受光部表面區(qū)域的屏蔽部為第1屏蔽部，在上述半導(dǎo)體襯底表面區(qū)域的上述受光部之外圍形成了由上述第1導(dǎo)電型雜質(zhì)區(qū)域構(gòu)成的第2屏蔽部。
5.如權(quán)利要求4所述的光接收裝置，其特征在于上述第1和第2屏蔽部是電連接的。
6.如權(quán)利要求5所述的光接收裝置，其特征在于上述第1和第2屏蔽部被一體化了。
7.如權(quán)利要求5所述的光接收裝置，其特征在于上述第1和第2屏蔽部是通過金屬布線相互連接起來的。
8.如權(quán)利要求7所述的光接收裝置，其特征在于設(shè)置上述金屬布線以便幾乎覆蓋上述半導(dǎo)體襯底上的上述受光部的邊界區(qū)域。
9.如權(quán)利要求4所述的光接收裝置，其特征在于上述第2屏蔽部包圍了上述半導(dǎo)體襯底表面上的幾乎整個(gè)上述受光部。
10.如權(quán)利要求4所述的光接收裝置，其特征在于上述第2屏蔽部包括在上述半導(dǎo)體襯底上形成的比上述受光部還深的側(cè)面屏蔽部分。
11.如權(quán)利要求10所述的光接收裝置，其特征在于上述側(cè)面屏蔽部分是在上述半導(dǎo)體襯底側(cè)表面區(qū)域上形成的。
12.如權(quán)利要求1所述的光接收裝置，其特征在于上述半導(dǎo)體襯底底表面區(qū)域上形成由上述第1導(dǎo)電型雜質(zhì)區(qū)域構(gòu)成的接觸層，上述半導(dǎo)體襯底的幾乎整個(gè)底表面由導(dǎo)電性粘合劑粘結(jié)于引線上。
13.如權(quán)利要求12所述的光接收裝置，其特征在于上述半導(dǎo)體襯底側(cè)面下方至少有一部分被上述導(dǎo)電性粘合劑覆蓋。
14.如權(quán)利要求13所述的光接收裝置，其特征在于上述接觸層是在上述半導(dǎo)體襯底的幾乎整個(gè)底表面上形成的，上述半導(dǎo)體襯底側(cè)面上的上述接觸層的側(cè)表面由上述導(dǎo)電性粘合劑覆蓋著。
15.如權(quán)利要求12所述的光接收裝置，其特征在于假設(shè)在上述受光部的表面區(qū)域上形成的屏蔽部為第1屏蔽部，上述半導(dǎo)體襯底表面區(qū)域上的上述受光部之外圍形成了由上述第1導(dǎo)電型雜質(zhì)區(qū)域構(gòu)成且與上述第1屏蔽部進(jìn)行電連接的第2屏蔽部，上述第2屏蔽部上設(shè)有與上述引線相連接的陽極。
16.如權(quán)利要求1所述的光接收裝置，其特征在于在上述半導(dǎo)體襯底上形成了具有防止光反射功能的保護(hù)膜。
17.如權(quán)利要求16所述的光接收裝置，其特征在于上述保護(hù)膜是至少含有硅氮化膜的多層膜。
18.如權(quán)利要求1所述的光接收裝置，其特征在于上述屏蔽部在上述受光部表面所占區(qū)域的形狀是圓形。
19.如權(quán)利要求1所述的光接收裝置，其特征在于上述受光部及屏蔽部是用擴(kuò)散法、注入法或者外延生長法而形成的。
20.如權(quán)利要求1所述的光接收裝置，其特征在于上述屏蔽部由穿透性導(dǎo)電膜形成。
21.一種光接收裝置，包括第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體襯底和在該半導(dǎo)體襯底的表面區(qū)域上形成的由第2導(dǎo)電型雜質(zhì)區(qū)域構(gòu)成的受光部，其特征在于；在上述受光部的表面區(qū)域上形成由上述第1導(dǎo)電型雜質(zhì)區(qū)域構(gòu)成的第1屏蔽部，而且，在上述半導(dǎo)體襯底表面區(qū)域的上述受光部之外圍形成由上述第1導(dǎo)電型雜質(zhì)區(qū)域構(gòu)成的第2屏蔽部；上述第2屏蔽部包括在上述半導(dǎo)體襯底上形成的比上述受光部還深的側(cè)面屏蔽部分。
22.一種光接收裝置，包括第1導(dǎo)電型半導(dǎo)體襯底和在該半導(dǎo)體襯底的表面區(qū)域上形成的由第2導(dǎo)電型雜質(zhì)區(qū)域構(gòu)成的受光部，其特征在于在上述受光部的表面區(qū)域上形成由上述第1導(dǎo)電型雜質(zhì)區(qū)域構(gòu)成的屏蔽部；在上述半導(dǎo)體襯底的底表面區(qū)域上形成由上述第1導(dǎo)電型雜質(zhì)區(qū)域構(gòu)成的接觸層，而且，上述半導(dǎo)體襯底的幾乎整個(gè)底表面由導(dǎo)電性粘合劑粘結(jié)于引線；上述半導(dǎo)體襯底的側(cè)下方被上述導(dǎo)電性粘合劑覆蓋著。
全文摘要
本發(fā)明提供一種和以前相比,光檢測靈敏度更高,光遙控接收裝置的接收距離更長的光接收裝置。在由N型雜質(zhì)區(qū)域構(gòu)成的受光部形成在其中的P型半導(dǎo)體襯底上,形成第1P型雜質(zhì)區(qū)域來作為消除電磁噪聲的屏蔽部。該屏蔽部呈網(wǎng)格狀覆蓋受光部的一部分表面,以防止因它和受光部相互接觸而引起的自發(fā)噪聲過大。并且,形成比受光部深的第2P型雜質(zhì)區(qū)域來包圍第1P型雜質(zhì)區(qū)域,以便消除來自半導(dǎo)體襯底側(cè)面的電磁噪聲。
文檔編號(hào)H01L31/0216GK1192054SQ9810063
公開日1998年9月2日 申請(qǐng)日期1998年2月23日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月25日
發(fā)明者大澤勝市, 老邑克彥 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社