[发明专利]分割光电二极管

说明书

本申请基于日本专利申请No.2007-228，800，其内容通过引用被结合于此。

技术领域

本发明涉及一种具有能够接收光的光敏区的分割光电二极管，所述光敏区被二维分割为多个区域。

背景技术

在读出储存在例如压缩磁盘(CD)、数字视频磁盘(DVD)等的光盘中的信息的光学获取(pickup)设备中，用激光束照射磁盘并且用光电二极管检测反射光来实现读出信息的过程。

例如，日本专利特开No.H5-145，107(1993)公开了一种具有在p+基阳极区下形成的n型阱区的公共阴极光电二极管，其中n型阱区从衬底的表面延伸以便与各个阳极区相关联，这实现了对于入射光的更高的灵敏度并改善了对于各个二极管之间串扰的防止。

日本专利特开No.2001-135，849公开了一种光电二极管，其中在n型半导体层中将p+表面扩散层形成为具有含有带状区的预定图案以减少在半导体层中产生的载流子的扩散行进时间而不显著地增加PN结的面积，并且n+扩散层被设置于p+表面扩散层的带状区之间以减小阴极电阻。

另一方面，近年来具有由多个分割的光电检测部分组成的光敏区的分割光电二极管被作为在光学获取过程中检测信号的设备使用。这样的分割光电二极管能够基于各个分割的光敏区的光电接收单元的信号差来更好地检测离焦信号或者循迹误差信号。因此，通过使用这样的技术可以实现多个不同的光盘的精确还原。

例如，日本专利特开No.2000-82，226公开了一种一般的传统分割光电二极管。在日本专利特开No.2000-82，226中公开的分割光电二极管如图7所示。这样的分割光电二极管具有光敏表面200、201、202，每个光敏表面被分割为四个区。

该分割光电二极管由光电二极管和放大来自光电二极管的信号的集成电路组成，这两个组成部分都是在一个硅衬底中形成的。

被磁盘反射的光除了如图7所示的各个分割的光敏区之外还进入分割表面。而且，由于从光盘读出或者写入光盘的速度的提高使得分割光电二极管需要快速响应。这样，光电二极管需要对于进入分割表面的光的快速响应。

日本专利特开No.H9-153，605(1997)和日本专利特开No.H10-270，744(1998)也公开了具有分割光敏区的光电二极管，与日本专利特开No.2000-82，226中描述的分割光电二极管类似。

然而，上述的传统技术需要在以下几个方面进行改进。

图8A中示出了日本专利特开No.H9-153，605中公开的分割光电二极管的截面图。示出这样的分割光电二极管100的截面图以表现与光敏区D1、D2、D3和D5相对应的区域。掩埋在p型半导体衬底1中的p型隔离扩散层5(分割部分)延伸穿过n型外延层4。

在光电二极管的这种结构的情况下，在分割部分周围没有产生耗尽层，并且存在没有施加电场的区域。因此，在n型外延层4上，分割部分的响应劣化了。

图8B示出日本专利特开No.H9-153，605中描述的分割光电二极管中的光生载流子的性态仿真的结果。图8B中出现的小箭头指示电流的方向，并且作为光生载流子的电子朝着与该箭头相反的方向行进。如图8B所示，指示“耗尽层边缘”的线存在于分割部分的两侧，在分割部分正下方和其周围没有耗尽层产生。

图8C中示出了日本专利特开No.H10-270，744中公开的分割光电二极管的截面图。日本专利特开No.H10-270，744中公开的分割光电二极管的结构通过在日本专利特开No.H9-153，605中描述的分割光电二极管中采用具有更高电阻率的外延层而改善了光电二极管的串联电阻增加的问题。然而，在这样的结构的分割部分中，在p型半导体衬底11中掩埋的p型隔离扩散区5(分割部分)具有更高电阻率并延伸穿过n型外延层4。因此，认为在分割部分和其周围没有产生耗尽层，与在日本专利特开No.H9-153，605的结构中类似。

因为如上所述，在传统分割光电二极管中，在p型分割区的正下方及其周围没有产生耗尽层，并且存在没有施加电场的区域，由进入分割部分的光在p型半导体层中产生的载流子经由扩散在分割部分的正下方行进。因此，漂移速度被降低了，从而导致响应速度的降低。

本发明人已经发现通过延伸分割区正下方及其周围的耗尽层而提高了分割光电二极管的响应速度。

发明内容