JP2005079438A - フォトダイオードおよびこの駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ｐｉｎ構造のフォトダイオードについて半導体層の面積を増加させることなく光電流量を増加させる。
【解決手段】ｐ領域１１１とｉ領域１１２の接合面積よりもｉ領域１１２とｎ領域１１３の接合面積の方を広く形成する。ｐ領域１１１にはアノード電極１１５を接続し、ｎ領域１１３にはカソード電極１１６を接続し、ｉ領域１１２の上には絶縁膜を介してゲート電極１１４を設ける。アノード電極１１５とカソード電極１１６間に逆バイアス電圧を印加するとともにゲート電極１１４に負電圧を印加してｉ領域１１２にホールを発生させることにより、ｉ領域１１２とｎ領域１１３の境に沿って空乏層を発生させ、光電流量を増加させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ｐｉｎ構造のフォトダイオードおよびこの駆動方法に関し、特に受光量を正確に検出するための技術に関する。

近年、多結晶シリコン（ポリシリコン）あるいは非結晶シリコン（アモルファスシリコン）を用いた半導体層は、ＣＶＤ法（Chemical Vapor Deposition）等により透明基板上に製膜が可能であることから、表示装置や画像入力装置への応用が盛んに行われている。

画像入力装置では、例えば交差するように配線された複数の信号線と複数の選択線との各交差部に受光素子としてフォトダイオードを配置し、選択線によって選択されたフォトダイオードが光を受けたときに発生する受光量に応じた電流信号又は電圧信号を信号線を通じて検出することで、受光したフォトダイオードの位置を特定した上で画像情報を得るようになっている。

フォトダイオードとしては、半導体層にｐ領域、ｎ領域、ほとんど不純物を含まないｉ領域を備えたｐｉｎ構造のものが知られている（例えば特許文献１参照）。ｐ領域、ｉ領域、ｎ領域を縦に配置した縦型ｐｉｎ構造、あるいはこれらの領域を横に配置した横型ｐｉｎ構造では、フォトダイオードに逆バイアス電圧を印加した状態で光を照射したときに流れる光電流を検出するようになっている。
特許第２９５９６８２号公報

しかしながら、縦型ｐｉｎ構造のフォトダイオードは、このフォトダイオードの動作を制御するためのトランジスタと同一の製造プロセスで形成することが困難であり、製造工程が増加し、コストが増加するという問題がある。

横型ｐｉｎ構造のフォトダイオードは、トランジスタと同一の製造プロセスで形成することが可能である一方で、半導体層の面積が同一の縦型ｐｉｎ構造のものに比べて検出できる光電流量が著しく少ないという問題がある。光電流量を多くするためには、半導体層を拡大することが考えられるが、これではフォトダイオードの大型化を招くこととなってしまう。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ｐｉｎ構造の半導体層を拡大させることなく光電流量を増加させ得るフォトダイオードを提供することにある。

本発明の別の目的は、上記フォトダイオードを駆動するための駆動方法を提供することにある。

第１の本発明に係るフォトダイオードは、ｐ領域、ｉ領域、ｎ領域を有する半導体層と、ｐ領域に接続されたアノード電極と、ｎ領域に接続されたカソード電極とを備え、ｐ領域とｉ領域の接合面積とｉ領域とｎ領域の接合面積のうちの一方の接合面積が他方の接合面積よりも広く形成されたことを特徴とする。

本発明にあっては、ｐ領域とｉ領域の接合面積とｉ領域とｎ領域の接合面積のうちの一方の接合面積が他方の接合面積よりも広く形成することで、半導体層を拡大することなくアノード電極とカソード電極間に逆バイアス電圧を印加させたときに発生する光電流量を増加させるようにしている。

第２の本発明に係るフォトダイオードは、第１の本発明において、ｐ領域とｉ領域の接合面積よりもｉ領域とｎ領域の接合面積の方が広く形成されたことを特徴とする。

第３の本発明に係るフォトダイオードは、第１の本発明において、ｉ領域とｎ領域の接合面積よりもｐ領域とｉ領域の接合面積の方が広く形成されたことを特徴とする。

第２、第３の本発明にあっては、ｐ領域とｉ領域の接合面積よりもｉ領域とｎ領域の接合面積の方を広く形成し、あるいはｉ領域とｎ領域の接合面積よりもｐ領域とｉ領域の接合面積の方を広く形成することで、半導体層を拡大することなくアノード電極とカソード電極間に逆バイアス電圧を印加させたときに発生する光電流量を増加させるようにしている。

第４の本発明に係るフォトダイオードは、第２の本発明において、前記半導体層は、ｉ領域とｎ領域の間にｎ⁻領域を備えたものであって、ｐ領域とｉ領域の接合面積よりもｉ領域とｎ⁻領域の接合面積の方が広く形成されたことを特徴とする。

第５の本発明に係るフォトダイオードは、第３の本発明において、前記半導体層は、ｐ領域とｉ領域の間にｐ⁻領域を備えたものであって、ｉ領域とｎ領域の接合面積よりもｐ⁻領域とｉ領域の接合面積の方が広く形成されたことを特徴とする。

第６の本発明に係るフォトダイオードは、第２又は第４の本発明において、ｉ領域上に絶縁膜を介してゲート電極を備えたことを特徴とする。

本発明にあっては、ｐ領域とｉ領域の接合面積よりもｉ領域とｎ領域の接合面積の方を広く形成した場合に、少なくともｉ領域上に絶縁膜を介してゲート電極を備えたことで、ゲート電極に負電圧を印加してｉ領域にホールを発生させることによりｉ領域とｎ領域の境に沿って空乏層が発生するので、光電流量を増加させることができる。このときのダイオード特性は、空乏化しないｐ領域とｉ領域の接合面の面積には依存しないのでｐ領域を小型化することができる。これにより、半導体層を小型化でき、あるいは半導体層を拡大せずにｎ領域を広げることで光電流をさらに増加させることができる。

第７の本発明に係るフォトダイオードは、第３又は第５の本発明において、ｉ領域上に絶縁膜を介してゲート電極を備えたことを特徴とする。

本発明にあっては、ｉ領域とｎ領域の接合面積よりもｐ領域とｉ領域の接合面積を広く形成した場合に、ゲート電極に正電圧を印加してｉ領域に電子を発生させることによりｐ領域とｉ領域の境に沿って空乏層が発生するので、光電流を増加させることができる。このときのダイオード特性は、空乏化しないｉ領域とｎ領域の接合面の面積には依存しないのでｎ領域を小型化することができる。これにより、半導体層をさらに小型化でき、あるいは半導体層を拡大せずにｐ領域を広げることで光電流をさらに増加させることができる。

第８の本発明に係るフォトダイオードの駆動方法は、第６の本発明のフォトダイオードに対してアノード電極に与えるアノード電圧よりも高い電圧をカソード電極に与えるとともに、アノード電極に与えるアノード電圧よりも低い電圧をゲート電極に与えることを特徴とする。

本発明にあっては、アノード電圧よりもカソード電圧を高くするとともにアノード電圧よりもゲート電圧を低くすることで、アノード電極とカソード電極間に逆バイアス電圧を印加するとともにゲート電極に負電圧を印加してｉ領域にホールを発生させ、ｉ領域とｎ領域の境に空乏層を発生させて、受光量に応じた光電流を検出できるようにしている。

第９の本発明に係るフォトダイオードの駆動方法は、第７の本発明のフォトダイオードに対してアノード電極に与えるアノード電圧よりも高い電圧をカソード電極に与えるとともに、カソード電極に与えるカソード電圧よりも高い電圧をゲート電極に与えることを特徴とする。

本発明にあっては、アノード電圧よりもカソード電圧を高くするとともにカソード電圧よりもゲート電圧を高くすることで、アノード電極とカソード電極間に逆バイアス電圧を印加するとともにゲート電圧に正電圧を印加してｉ領域に電子を発生させ、ｐ領域とｉ領域の境に空乏層を発生させて、受光量に応じた光電流を検出できるようにしている。

本発明に係るフォトダイオードおよびこの駆動方法によれば、ｐｉｎ構造の半導体層の面積を増加させることなく光電流量を増加させることができる。これにより、フォトダイオードの大型化を招くことなく光電流を検出する際の周辺配線の誘電起電力、静電気、表面付着電荷などの外乱の影響を低減でき、暗電流の変動を抑制して正確な光量を安定的に検出することができる。

［第１の実施の形態］
図１の平面図および図２の断面図に示すように、本実施の形態におけるフォトダイオードでは、ガラス基板１０１上にプラズマＣＶＤ法により窒化シリコン膜または酸化シリコン膜またはこれらを積層した積層膜１０２が１５０ｎｍ程度の厚さで形成され、積層膜１０２上に半導体層としての多結晶シリコン膜１１０が５０ｎｍ程度の厚さで孤立して形成される。

多結晶シリコン膜１１０は、１Ｅ１９ａｔｍ／ｃｍ^３程度の高濃度にボロンが注入されたｐ領域１１１と、不純物をほとんど含まないｉ領域１１２と、１Ｅ１９ａｔｍ／ｃｍ^３程度の高濃度にリンが注入されたｎ領域１１３が隣接して配置された構成である。ｉ領域１１２は、１Ｅ１５ａｔｍ／ｃｍ^３程度の濃度の予期しない不純物のコンタミなどでの特性変動を防止するために、１Ｅ１５ａｔｍ／ｃｍ^３程度の濃度にボロンまたはリンが注入されたものであってもよい。

多結晶シリコン膜１１０が形成された積層膜１０２上には絶縁膜として酸化シリコン膜１０３が５０ｎｍ〜１００ｎｍ程度の厚さで形成される。酸化シリコン膜１０３上には各領域のうちの少なくともｉ領域１１２を覆うようにゲート電極１１４が３００ｎｍ程度の厚さで形成される。ゲート電極１１４の材質は、例えばモリブデン・タングステン合金とする。

ゲート電極１１４が形成された酸化シリコン膜１０３上にはさらに酸化シリコン膜１０４が形成される。酸化シリコン膜１０３、酸化シリコン膜１０４にはＰ領域１１１、ｎ領域１１３へ通じるコンタクトホールがそれぞれ空けられ、これらのコンタクトホールを介してアノード電極１１５がｐ領域１１１に接続され、カソード電極１１６がｎ領域１１３に接続される。アノード電極１１５、カソード電極１１６は、モリブデンおよびアルミの積層膜からなり、各電極の上層部分は酸化シリコン膜１０４上に約６００ｎｍの厚さで積層される。アノード電極１１５およびカソード電極１１６が形成された酸化シリコン膜１０４上には窒化シリコン膜１０５が形成される。

本実施の形態では、ｐ領域１１１とｉ領域１１２の接合面積よりもｉ領域１１２とｎ領域１１３の接合面積の方が広く形成される。具体的には、図１の平面図およびゲート電極１１４の表示を省略した図３の平面図に示すように、ゲート電極１１４およびｉ領域１１２の平面形状は同一の櫛型であり、ｉ領域１１２は櫛の背の部分がｐ領域１１１と接し、櫛の歯の部分がｎ領域１１３と接するように形成される。

このような構成のフォトダイオード１００を駆動する場合には、アノード電極１１５に与えるアノード電圧よりも高い電圧をカソード電極１１６に与えるとともに、アノード電極１１５に与えるアノード電圧よりも低い電圧をゲート電極１１４に与える。

具体的な駆動回路の構成としては、図４の回路図に示すように、アノード電極１１５を接地し、ゲート電極１１４を直流電源の負極性端子に接続し、カソード電極１１６を直流電源の正極性端子に接続することで、アノード電極１１５とカソード電極１１６間に逆バイアス電圧を印加するとともに、ゲート電極１１４に負電圧を印加する。

このような回路構成によりフォトダイオード１００を駆動することで、ゲート電極１１４に負電圧を印加してｉ領域１１２にホールを発生させ、ｉ領域１１２とｎ領域１１３の境に沿って空乏層を発生させ、受光量に応じた光電流を検出できるようにする。ｉ領域１１２とｎ領域１１３の接合面積が広い分だけ空乏層が拡大するので、光電流量を増加させることができる。

ここで、比較例のフォトダイオードについて説明する。図５の平面図および図６の断面図に示すように、比較例のフォトダイオードは、半導体層にｐ領域２１１、ｉ領域２１２、ｎ領域２１３を隣接して備え、ｉ領域２１２は平面形状がクランクが連続した形状となるように屈曲して形成される。比較例のフォトダイオードはゲート電極を備えていない。比較例のフォトダイオードを駆動する場合には、アノード電極１１５とカソード電極１１６間に逆バイアス電圧を印加する。その他、図１乃至図３と同一物には同一の符号を付すこととして、ここでは重複した説明は省略する。

図３と図５を比較して分かるように、本実施形態のフォトダイオードは、ｉ領域１１２とｎ領域１１３の接合面積が比較例に対しておよそ２倍となっている。

図７のグラフでは、実線４０１は、本フォトダイオードについて図４に示した駆動回路で駆動したときのアノード・カソード間の電圧電流特性を示し、破線４０２は、比較例についてのアノード・カソード間の電圧電流特性を示している。

図７に示すように、本フォトダイオードは比較例に対して約２倍の光電流が流れることが確認された。これは、本フォトダイオードでは、ｉ領域１１２とｎ領域１１３の接合面積が比較例のｉ領域２１２とｎ領域２１３の接合面積よりも広いことに加えて、ゲート電極１１４に負電圧を印加してｉ領域１１２にホールを発生させることによりｉ領域１１２とｎ領域１１３との境に空乏層が発生したことによるものと考えられる。

したがって、本実施の形態によれば、ｐ領域１１１とｉ領域１１２の接合面積よりもｉ領域１１２とｎ領域１１３の接合面積の方を広く形成することで、半導体層を拡大することなくアノード電極１１５とカソード電極１１６間に逆バイアス電圧を印加したときに発生する光電流量を増加させることができる。

本実施の形態によれば、ｉ領域１１２上に絶縁膜としての酸化シリコン膜１０３を介してゲート電極１１４を設けたことで、ゲート電極１１４に負電圧を印加してｉ領域１１２にホールを発生させることによりｉ領域１１２とｎ領域１１３の境に沿って空乏層が発生するので、光電流量を増加させることができる。

このときのダイオード特性は、空乏化しないｐ領域１１１とｉ領域１１２の接合面の面積には依存しないのでｐ領域１１１を小型化することができる。これにより、半導体層を小型化でき、あるいは半導体層を拡大せずにｎ領域１１３を広げることで光電流をさらに増加させることができる。

本実施の形態によれば、半導体層を拡大せずに光電流を増加させることができるので、フォトダイオードの大型化を招くことなく光電流を検出する際の周辺配線の誘電起電力、静電気、表面付着電荷などの外乱の影響を低減でき、暗電流の変動を抑制して正確な光量を安定的に検出することができる。

［第２の実施の形態］
図８の平面図および図９の断面図に示すように、本実施の形態におけるフォトダイオードは、第１の実施の形態に対して、ｉ領域１１２とｎ領域１１３の間に、１Ｅ１７ａｔｍ／ｃｍ^３程度の低濃度でリンが注入されたｎ⁻領域１１７を備え、ｐ領域１１１とｉ領域１１２の接合面積よりもｉ領域１１２とｎ⁻領域１１７の接合面積の方が広くなるように形成された構成である。ゲート電極１１４およびｉ領域１１２の平面形状は第１の実施の形態と同様に櫛型である。その他、図１乃至図３と同一物には同一の符号を付すこととして、ここでは重複した説明は省略する。

図４に示した駆動回路に本フォトダイオードを適用した場合も、第１の実施の形態と同様に光電流が増加することが確認された。

したがって、本実施の形態によれば、ｉ領域１１２とｎ領域１１３の間にｎ⁻領域１１７を備え、ｐ領域１１１とｉ領域１１２の接合面積よりもｉ領域１１２とｎ⁻領域１１７の接合面積の方を広く形成した場合も、第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。

［第３の実施の形態］
図１０の平面図および図１１の断面図に示すように、本実施の形態におけるフォトダイオードは、第１の実施の形態に対して、ゲート電極１１４に代えてゲート電極１２４を備え、このゲート電極１２４は平面形状がｉ領域１１２だけではなくｐ領域１１１の一部およびｎ領域１１３の一部まで覆うように形成された構成である。ｉ領域１１２の平面形状は第１の実施の形態と同様に櫛型である。その他、図１乃至図３と同一物には同一の符号を付すこととして、ここでは重複した説明は省略する。

図４に示した駆動回路に本フォトダイオードを適用した場合も、第１の実施の形態と同様に光電流が増加した。

したがって、本実施の形態によれば、ｐ領域１１１とｉ領域１１２の接合面積よりもｉ領域１１２とｎ領域１１３の接合面積の方を広く形成した場合に、ゲート電極１２４を、ｐ領域１１１、ｉ領域１１２、ｎ領域１１３のうちの少なくともｉ領域１１２を覆うように形成すれば第１の実施の形態と同様の効果が得られることを確認できた。

［第４の実施の形態］
図１２の平面図および図１３の断面図に示すように、本実施の形態におけるフォトダイオードは、第１の実施の形態に対して、ｉ領域１１２とｎ領域１１３の接合面積よりもｐ領域１１１とｉ領域１１２の接合面積の方が広く形成された構成である。具体的には、図１２およびゲート電極１１４の表示を省略した図１４の平面図に示すように、ゲート電極１１４およびｉ領域１１２の平面形状は同一の櫛型であり、ｉ領域１１２は櫛の背の部分がｎ領域１１３と接し、櫛の歯の部分がｐ領域１１１と接するように形成される。その他、図１乃至図３と同一物には同一の符号を付すこととして、ここでは重複した説明は省略する。

このような構成のフォトダイオード２００を駆動する場合には、アノード電極１１５に与えるアノード電圧よりも高い電圧をカソード電極１１６に与えるとともに、カソード電極１１６に与えるカソード電圧よりも高い電圧をゲート電極１１４に与える。

具体的な駆動回路の構成としては、図１５の回路図に示すように、アノード電極１１５を直流電源の負極性端子に接続し、ゲート電極１１４を直流電源の正極性端子に接続し、カソード電極１１６を接地することで、アノード電極１１５とカソード電極１１６間に逆バイアス電圧を印加するとともに、ゲート電極１１４に正電圧を印加する。

このような回路構成によりフォトダイオード２００を駆動することで、ゲート電極１１４に正電圧を印加してｉ領域１１２に電子を発生させ、ｐ領域１１１とｉ領域１１２の境に沿って空乏層を発生させ、受光量に応じた光電流を検出できるようにする。ｐ領域１１１とｉ領域１１２の接合面積が広い分だけ空乏層が拡大するので、光電流量を増加させることができる。

比較例のフォトダイオードとしては、図５および図６を用いて説明したものを用いる。図１４と図５を比較して分かるように、本実施形態のフォトダイオードは、ｐ領域１１１とｉ領域１１２の接合面積が比較例に対しておよそ２倍となっている。

図１６のグラフでは、実線１４０１は、本フォトダイオードを図１５に示した駆動回路で駆動したときのアノード・カソード間の電圧電流特性を示し、破線１４０２は、比較例についてのアノード・カソード間の電圧電流特性を示している。

図１６に示すように、本フォトダイオードは比較例に対して約２倍の光電流が流れることが確認された。これは、本フォトダイオードでは、ｐ領域１１１とｉ領域１１２の接合面積が比較例のｐ領域２１１とｉ領域２１２の接合面積よりも広いことに加えて、ゲート電極１１４に正電圧を印加してｉ領域１１２に電子を発生させることによりｐ領域１１１とｉ領域１１２との境に空乏層が発生したことによるものと考えられる。

したがって、本実施の形態によれば、ｉ領域１１２とｎ領域１１３の接合面積よりもｐ領域１１１とｉ領域１１２の接合面積の方を広く形成することで、半導体層を拡大することなくアノード電極１１５とカソード電極１１６間に逆バイアス電圧を印加したときに発生する光電流量を増加させることができる。

本実施の形態によれば、ｉ領域１１２上に絶縁膜としての酸化シリコン膜１０３を介してゲート電極１１４を設けたことで、ゲート電極１１４に正電圧を印加してｉ領域１１２に電子を発生させることによりｐ領域１１１とｉ領域１１２の境に沿って空乏層が発生するので、光電流量を増加させることができる。

このときのダイオード特性は、空乏化しないｉ領域１１２とｎ領域１１３の接合面の面積には依存しないのでｎ領域１１３を小型化することができる。これにより、半導体層を小型化でき、あるいは半導体層を拡大せずにｐ領域１１１を広げることで光電流をさらに増加させることができる。

本実施の形態によれば、半導体層を拡大せずに光電流を増加させることができるので、フォトダイオードの大型化を招くことなく光電流を検出する際の周辺配線の誘電起電力、静電気、表面付着電荷などの外乱の影響を低減でき、暗電流の変動を抑制して正確な光量を安定的に検出することができる。

［第５の実施の形態］
図１７の平面図および図１８の断面図に示すように、本実施の形態におけるフォトダイオードは、第４の実施の形態に対して、ｐ領域１１１とｉ領域１１２の間に、１Ｅ１７ａｔｍ／ｃｍ^３程度の低濃度でボロンが注入されたｐ⁻領域１１８を備え、ｉ領域１１２とｎ領域１１３の接合面積よりもｐ⁻領域１１８とｉ領域１１２の接合面積の方が広くなるように形成された構成である。ゲート電極１１４およびｉ領域１１２の平面形状は第４の実施の形態と同様に櫛型である。その他、図１２乃至図１４と同一物には同一の符号を付すこととして、ここでは重複した説明は省略する。

図１５に示した駆動回路に本フォトダイオードを適用した場合も、第４の実施の形態と同様に光電流が増加することが確認された。

したがって、本実施の形態によれば、ｐ領域１１１とｉ領域１１２の間にｐ⁻領域１１８を備え、ｉ領域１１２とｎ領域１１３の接合面積よりもｐ⁻領域１１８とｉ領域１１２の接合面積の方を広くした場合も第４の実施の形態と同様の効果を奏することができる。

［第６の実施の形態］
図１９の平面図および図２０の断面図に示すように、本実施の形態におけるフォトダイオードは、第４の実施の形態に対して、ゲート電極１１４に代えてゲート電極１２４を備え、ゲート電極１２４は平面形状がｉ領域１１２だけではなくｐ領域１１１の一部およびｎ領域１１３の一部まで覆うように形成された構成である。ｉ領域１１２の平面形状は第４の実施の形態と同様に櫛型である。その他、図１２乃至図１４と同一物には同一の符号を付すこととして、ここでは重複した説明は省略する。

図１５に示した駆動回路に本フォトダイオードを適用した場合も、第４の実施の形態と同様に光電流が増加した。

したがって、本実施の形態によれば、ｉ領域１１２とｎ領域１１３の接合面積よりもｐ領域１１１とｉ領域１１２の接合面積の方を広く形成した場合に、ゲート電極１２４を、ｐ領域１１１、ｉ領域１１２、ｎ領域１１３のうちの少なくともｉ領域１１２を覆うように形成すれば第４の実施の形態と同様の効果が得られることを確認できた。

第１の実施の形態におけるフォトダイオードの構成を示す平面図である。 図１のフォトダイオードにおけるＩ−Ｉ部の構成を示す断面図である。 図１のフォトダイオードについてゲート電極の表示を省略したときの構成を示す平面図である。 図１のフォトダイオードを用いた駆動回路の構成を示す回路図である。 比較例のフォトダイオードの構成を示す平面図である。 図５のフォトダイオードにおけるII−II部の構成を示す断面図である。 図１のフォトダイオードと比較例の電圧電流特性を示すグラフである。 第２の実施の形態におけるフォトダイオードの構成を示す平面図である。 図８のフォトダイオードにおけるIII−III部の構成を示す断面図である。 第３の実施の形態におけるフォトダイオードの構成を示す平面図である。 図１０のフォトダイオードにおけるIV−IV部の構成を示す断面図である。 第４の実施の形態におけるフォトダイオードの構成を示す平面図である。 図１２のフォトダイオードにおけるＶ−Ｖ部の構成を示す断面図である。 図１２のフォトダイオードについてゲート電極の表示を省略したときの構成を示す平面図である。 図１２のフォトダイオードを用いた駆動回路の構成を示す回路図である。 図１２のフォトダイオードと比較例の電圧電流特性を示すグラフである。 第５の実施の形態におけるフォトダイオードの構成を示す平面図である。 図１７のフォトダイオードにおけるVI−VI部の構成を示す断面図である。 第６の実施の形態におけるフォトダイオードの構成を示す平面図である。 図１９のフォトダイオードにおけるVII−VII部の構成を示す断面図である。

符号の説明

１００，２００…フォトダイオード
１０１…ガラス基板
１０２…積層膜
１０３，１０４…酸化シリコン膜
１０５…窒化シリコン膜
１１０…多結晶シリコン膜
１１１，２１１…ｐ領域
１１２，２１２…ｉ領域
１１３，２１３…ｎ領域
１１４，１２４…ゲート電極
１１５…アノード電極
１１６…カソード電極
１１７…ｎ⁻領域
１１８…ｐ⁻領域

Claims (9)

1. ｐ領域、ｉ領域、ｎ領域を有する半導体層と、
   ｐ領域に接続されたアノード電極と、
   ｎ領域に接続されたカソード電極とを備え、
   ｐ領域とｉ領域の接合面積とｉ領域とｎ領域の接合面積のうちの一方の接合面積が他方の接合面積よりも広く形成されたことを特徴とするフォトダイオード。
2. ｐ領域とｉ領域の接合面積よりもｉ領域とｎ領域の接合面積の方が広く形成されたことを特徴とする請求項１記載のフォトダイオード。
3. ｉ領域とｎ領域の接合面積よりもｐ領域とｉ領域の接合面積の方が広く形成されたことを特徴とする請求項１記載のフォトダイオード。
4. 前記半導体層は、ｉ領域とｎ領域の間にｎ⁻領域を備えたものであって、
   ｐ領域とｉ領域の接合面積よりもｉ領域とｎ⁻領域の接合面積の方が広く形成されたことを特徴とする請求項２記載のフォトダイオード。
5. 前記半導体層は、ｐ領域とｉ領域の間にｐ⁻領域を備えたものであって、
   ｉ領域とｎ領域の接合面積よりもｐ⁻領域とｉ領域の接合面積の方が広く形成されたことを特徴とする請求項３記載のフォトダイオード。
6. ｉ領域上に絶縁膜を介してゲート電極を備えたことを特徴とする請求項２又は４記載のフォトダイオード。
7. ｉ領域上に絶縁膜を介してゲート電極を備えたことを特徴とする請求項３又は５記載のフォトダイオード。
8. 請求項６記載のフォトダイオードを駆動する駆動方法であって、
   アノード電極に与えるアノード電圧よりも高い電圧をカソード電極に与えるとともに、
   アノード電極に与えるアノード電圧よりも低い電圧をゲート電極に与えることを特徴とするフォトダイオードの駆動方法。
9. 請求項７記載のフォトダイオードを駆動する駆動方法であって、
   アノード電極に与えるアノード電圧よりも高い電圧をカソード電極に与えるとともに、
   カソード電極に与えるカソード電圧よりも高い電圧をゲート電極に与えることを特徴とするフォトダイオードの駆動方法。
   

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