半导体位置探测器和使用该探测器的测距装置制造方法及图纸

本发明专利技术的装置中，在ＰＳＤ（１４）的受光面上，形成在基线长度方向上延伸的基干导电层（２４）、和排列在基线长度方向上，同时每一个都连接到基干导电层（２４）上的多个分支导电层（２６），各个分支导电层（２６）与基线长度方向构成４５度的角度。ＬＥＤ（１２）可以投射与上述基线长度方向构成４５度的角度地延伸的条状光。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体位置探测器和使用该探测器的测距装置
本专利技术涉及半导体位置探测器和使用该半导体位置探测器的测距装置。
技术介绍
作为测定到测定对象物的距离的测距装置，人们知道具备光源和位置探测器的测距装置。这样的测距装置，是使用三角测量的原理的装置，根据从光源投射出来被测定对象物反射的光，入射到半导体位置探测器的受光面上的位置，测定到测定对象物的距离。就是说光入射到半导体位置探测器的受光面上的位置，相应于到测定对象物的距离在规定的基线长度方向上变化。因此，采用检测受光面上的光的入射位置的办法，就可以测定到测定对象物位置的距离。作为在上述测距装置中使用的半导体位置探测器，人们知道这样的构成：在上述基线长度方向上延长的基干导电层的两个端部设置一对信号取出电极，使与该基干导电层(基线长度方向)垂直地延伸的多个分支导电层排列在基线长度方向上的同时，使该分支导电层分别电连到基干导电层上。采用这样的构成的半导体位置探测器，则伴随着光的入射而发生的电荷(载流子)将流入附近的分支导电层，在分支导电层内在与基线长度方向垂直的方向上输运，流入基干导电层的规定的位置。然后被分配为使得与从该规定位置到基干导电层的两端的电阻值成反比例地在基干导电层内输运，从各自的输出电极输出。因此，采用对从双方的信号取出电极输出的输出电流进行比较的办法，就可以检测受光面上的光的入射位置。专利技术的公开-->但是，在上述测距装置中存在着以下所述的问题。就是说，在从光源向着测定对象物投射光，并对测定对象物的反射光进行检测的测距装置中，有时候会产生从光源投射出来的光的一部分与测定对象物偏离开来的现象(以下，叫做光斑残缺)。当产生了光斑残缺时，半导体位置探测器就只能检测从光源投射出来的光的一部分，有时候会产生到测定对象物的距离的测定误差。特别是由于向半导体位置探测器的受光面的光的入射位置，相应于到测定对象物的距离在上述基线长度方向上发生变化，故在在该基线长度方向上产生了光斑残缺时的情况下，测定误差将变大。就是说，在使用上述现有的半导体位置探测器的情况下，由于因光的入射而产生的载流子，在与基线长度方向垂直的方向上，在分支导电层内进行输运，流入基干导电层的规定位置，故因光斑残缺而产生的入射光在基线长度方向上的重心偏离，将原封不动地成为测定误差。对此，在例如特开平5-164552号公报中公开的测距装置，采用对基线长度方向投射非对称形状的点状光，用三连的受光器件受光的办法，对由光斑残缺引起的测定误差进行补正。但是，这样的测距装置必须使用投射非对称的形状的点状光的发光器件和三连的受光器件，各个器件或测距装置本身复杂化、大型化，不能廉价地构成。本专利技术的目的是提供测定误差小的测距装置和在该装置中使用的半导体位置探测器。本专利技术的半导体位置探测器，根据含有从基干导电层延伸出来的多个分支导电层的受光面上的光的入射位置，从基干导电层的两个端部输出的电流发生变化，其特征在于：分支导电层对于位置检测方向实质上斜向延伸。另外，位置探测方向，在把上述半导体位置探测器组装到测距装置中的情况下，与基线长度方向一致。分支导电层的延伸方向和上述位置探测方向所构成的角度的最小值，优选的是85度以下，更为优选的是30度以上，更为优选的是大体上为45度。在这里，所谓大体上意味着角度具有±5％的变动。分支导电层的每一个，优选的是沿着延伸方向实质上具有同一的宽度，此外，优选的是每一个分-->支导电层的延伸方向在受光面内是恒定的，优选的是与向半导体位置探测器入射的入射光的光行进方向垂直的断面形状为长方形，该长方形的长边方向与分支导电层的延伸方向一致。该入射光优选的是具有同时重叠到多个分支导电层上的尺寸。优选地在基干导电层的两个端部设置一对信号取出电极，一对信号取出电极分别作成大体上三角形的形状。上述半导体位置探测器，由于难于发生归因于光斑残缺而产生的测定误差，故在把它组装进去的情况下，就可以提供高精度的测定误差小的测距装置。附图的简单说明图1是测距装置的构成图。图2是测距装置的斜视图。图3是PSD的平面图。图4是沿图3的Ⅰ-Ⅰ线的剖面图。图5是沿图3的Ⅱ-Ⅱ线的剖面图。图6示出了测距原理。图7示出了光斑残缺。图8A、8B、8C、8D、8E示出了测定条件。图9A、9B、8C、9D示出了测定结果。图10A、10B、10C、10D、10E示出了测定条件。图11A、11B、11C、11D示出了测定结果。图12A、12B、12C、12D、12E示出了测定条件。图13A、113B、13C、13D示出了测定结果。图14是PSD的平面图。图15是沿图14的Ⅰ-Ⅰ线的剖面图。图16是沿图14的Ⅱ-Ⅱ线的剖面图。图17是PSD的平面图。图18是沿图17的Ⅰ-Ⅰ线的剖面图。-->图19是沿图17的Ⅱ-Ⅱ线的剖面图。图20是PSD的平面图。图21是沿图20的Ⅰ-Ⅰ线的剖面图。图22是沿图20的Ⅱ-Ⅱ线的剖面图。图23是PSD的平面图。图24是沿图23的Ⅰ-Ⅰ线的剖面图。图25是沿图23的Ⅱ-Ⅱ线的剖面图。图26是PSD的平面图。图27是沿图26的Ⅰ-Ⅰ线的剖面图。图28是沿图26的Ⅱ-Ⅱ线的剖面图。图29是PSD的平面图。图30是沿图29的Ⅰ-Ⅰ线的剖面图。图31是沿图29的Ⅱ-Ⅱ线的剖面图。图32是PSD的平面图。图33是沿图32的Ⅰ-Ⅰ线的剖面图。图34是沿图32的Ⅱ-Ⅱ线的剖面图。图35是PSD的平面图。图36是沿图35的Ⅰ-Ⅰ线的剖面图。图37是沿图35的Ⅱ-Ⅱ线的剖面图。图38是PSD的平面图。优选实施方案参看附图对本专利技术的实施方案的测距装置进行说明。另外，本专利技术的半导体位置探测器含于本实施方案的测距装置内。首先，对本实施方案的测距装置的构成进行说明。图1是测距装置的构成图，图2是测距装置的斜视图。本实施方案的测距装置10，如图1所示，其构成为具备由作为向测定对象物M投射光的光源的发光二极管(以下，叫做LED12)，和输出与从LED12投射出来被测定对象物反射的光的位置相对应的信号的-->半导体位置探测器(以下，叫做PSD14)，和作为根据PSD14的输出运算到测定对象物的距离的运算装置的运算电路16，和被配置为与LED12的投光面、PSD14的受光面的每一个面相向的透镜18、20。以下，对各个构成要素详细地进行说明。图3是PSD14的平面图(但是，已省略了后边要讲的钝化膜)，图4是沿图3的Ⅰ-Ⅰ线的剖面图，图5是沿图3的Ⅱ-Ⅱ线的剖面图。另外，在说明中使用的PSD的剖面图，示出的是其端面。此外PSD的平面形状是长方形，把其长边方向定为基线长度方向，该基线长度方向与器件中的位置探测方向一致。PSD14的构成为在由n型(第1导电类型)Si构成的半导体衬底22的表面一侧，形成大体上同一深度的由p型(第2导电类型)Si构成的基干导电层24，和由同样的P型Si构成的多个分支导电层26，该表面起着PSD14的受光面的作用。在这里，半导体衬底22的表面形成为长方形，以与该长方形的长边平行的方向为基线长度方向(检测光的入射位置变化的方向)，进行光的入射位置的检测。基干导电层24，在该长方形的短边方向的大体上中央部分处，被形成为在长边方向上就是说在基线长度方向上延伸。此外，分别具有大体上同一长度的多个分支导电层26，在基线长本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体位置探测器，在该探测器中相应于含有从基于导电层延伸出来的多个分支导电层的受光面上的光的入射位置，从基干导电层的两个端部输出的电流发生变化，其特征在于：上述分支导电层对于位置检测方向实质上斜向延伸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 1998-12-28 373600/981．一种半导体位置探测器，在该探测器中相应于含有从基干导电层延伸出来的多个分支导电层的受光面上的光的入射位置，从基干导电层的两个端部输出的电流发生变化，其特征在于：上述分支导电层对于位置检测方向实质上斜向延伸。2．根据权利要求1所述的半导体位置探测器，其特征在于：上述分支导电层的延伸方向和上述位置探测方向所构成的角度的最小值为85度以下。3．根据权利要求1或2所述的半导体位置探测器，其特征在于：上述分支导电层的延伸方向和上述位置探测方向所构成的角度的最小值为30度以上。4．根据权利要求1所述的半导体位置探测器，其特征在于：上述分支导电层的延伸方向和上述位置探测方向所构成的角度的最小值大体上为45度。5．根据权利要求1～4中的任何一项根据权利要求所述的半导体位置探测器，其特征在于：在上述基干导电层的两个端部设置一对信号取出电极，上述一对信号取出电极分别作成大体上三角形的形状。6．根据权利要求1～5中的任何一项根据权利要求所述的半导体位置探测器，其特征在于：在由第1导电类型的半导体构成的衬底上，形成由第2导电类型的上述基干导电层和上述分支导电层。7．根据权利要求1～6中的任何一项根据权利要求所述的半导体位置探测器，其特征在于：每一个上述分支导电层都在其大致上的中央部分处电连到上述基干导电层上。8．根据权利要求1～6中的任何一项根据权利要求所述的半导体位置探测器，其特征在于：每一个上述分支导电层都在其端部处电连到基干导电层上。9．根据权利要求1～8中的任何一项根据权利要求所述的半导体位置探测器，其特征在于：上述基干导电层在上述位置探测方向上延伸。10．根据权利要求1～8中的任何一项根据权利要求所述的半导体位置探测器，其特征在于：上述基干导电层，对于上述位置探测方向斜向地延伸。11．根据权利要求1～10中的任何一项根据权利要求所述的半导体位置探测器，其特征在于：具有多个基干导电层。12．根据权利要求11所述的半导体位置探测器，其特征在于：具有2个上述基干导电层，每一个上述分支导电层，都在其两...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹下辰夫，榊原正之，
申请(专利权)人：浜松光子学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]