[发明专利]受光器、便携式电子设备和受光器的制造方法

说明书

本发明提供可实现紫外区域的灵敏度不均的降低以及可见光区域和红外光区域的噪声降低的受光器、便携式电子设备和受光器的制造方法。受光器(1)的第一受光元件(PD1)和第二受光元件(PD2)分别通过在第一导电型的P型衬底(P_sub)上形成第二导电型的N型势阱层(N_well)，在N型势阱层(N_well)内形成第一导电型的P型势阱层(P_well)，在P型势阱层(P_well)内形成第二导电型的N型扩散层(N)而形成。P型衬底P_sub、N型势阱层(N_well)和P型势阱层(P_well)在电气上为相同电位或者被短路。

技术领域

本发明涉及受光器、便携式电子设备和受光器的制造方法，更详细而言，涉及作为紫外光传感器使用的受光器和使用该受光器的便携式电子设备以及受光器的制造方法。

背景技术

近年来，冷藏库和冷却装置等中使用的包含碳氟化合物和氯的化学物质被排放到大气中而引起的臭氧层的破坏正在加剧，照射到地面的紫外光量不断增加。紫外光波长短，因此光能高，对肌肤等造成伤害。

紫外光根据波长被分为UVA(315～400nm)、UVB(280～315nm)和UVC(100～280nm)。紫外光中波长最短的UVC被各种物质显著吸收，几乎不会到达地面。但是，波长第二短的UVB作用于人类肌肤的表皮层，促进由色素细胞进行的黑色素的生成，因此成为晒黑的原因，程度严重时色素细胞有可能发生癌变。此外，波长最长的UVA将因上述UVB而生成的黑色素氧化，使其变成褐色。

像这样，紫外光对人类的健康和环境的影响大，而且，如上所述由于臭氧层的破坏，照射地面的紫外光量不断增加，因此对于在日常生活中利用智能手机或简易测量计等来检测紫外光量的期望逐渐高涨。无论在用何种方式进行检测的情况下，都需要使用对紫外光灵敏度高的光电转换元件。

基于图12说明检测上述紫外光量的现有受光器即光传感器的基本结构。

如图12所示，光传感器100形成有例如彼此结构相同的第一受光元件110和第二受光元件120，仅在第一受光元件110上形成有将紫外区域的波长的光截止的滤光片140。更详细而言，作为第一受光元件110和第二受光元件120，在P型半导体衬底101上依次形成有结深度深的N型扩散层111、121和结深度比上述N型扩散层111、121浅的P型扩散层112、122。此外，在其上，依次形成绝缘膜132和第一层配线层137，同样地依次形成绝缘膜133、第二层配线层138、绝缘膜134、第三层配线层139和绝缘膜135。进一步，在第一受光元件110上形成有将特定的光例如300～400nm等的紫外区域的光截止的滤光片140。

在上述光传感器100的扩散结构的情况下，利用由P型半导体衬底101和N型扩散层111、121构成的PN结所构成的光电二极管，以及在N型扩散层111、121和扩散层112、122之间构成的PN结所构成的光电二极管这2个光电二极管来吸收光。因此，第二受光元件灵敏度如图13的(b)所示，到达由硅衬底构成的P型半导体衬底101的深区域的光所引起的光载流子都能够进行光电转换，因此长波长区域(550～1150nm)的灵敏度高。

另一方面，形成有将特定的光截止的滤光片140(例如截止300～400nm的光的滤光片)的第一受光元件110具有如图13的(a)所示的第一受光元件灵敏度那样的分光灵敏度。

取得图13的(b)所示的第二受光元件120的输出与第一受光元件110的输出的差值，如图13的(c)所示，得到紫外光灵敏度的输出。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本公开特许公报“特开2013-197243号公报(2013年9月30日公开)”

专利文献2：日本公开特许公报“特开平10-84102号公报(1998年3月31日公开)”

发明内容

发明要解决的技术问题