紫外光用固体受光器件的制作方法

本发明涉及一种紫外光用固体受光器件。

背景技术：

以往，紫外光用固体受光器件的利用领域涉及各种领域，并且今后有日益扩大的趋势。

其中，关于针对皮肤的防太阳光的紫外线的对策，不只在美容方面，在防止皮肤癌方面对于人类来说也是大的课题。因此，防紫外线对策用的紫外光用固体受光器件的市场在今后也有扩大的趋势。

并且，对伴随着臭氧层破洞的形成和扩大而产生的紫外光(UV-rays：Ultraviolet rays)感到威胁、特别是对因UV-ray照射引起的皮肤癌的恐惧不限于臭氧层破洞的扩大显著的南半球的人们，是对于全人类而言的威胁/恐惧，其对策是较大的课题。

另一方面，晒成小麦色依然是健康和魅力之源，年轻人当中仍有很多人积极地沐浴阳光。并且，在健康的维持这一点上考虑也需要接受阳光来获得维生素D。从这些方面考虑，强烈期望避开对人体有害的紫外光(UV-A：波长315nm～380nm、UV-B：波长280nm～315nm、UV-C：波长280nm～200nm以下)来沐浴阳光。

作为防止这些对皮肤等有害的紫外线的对策，现实是平时通过使用帽子、长手套、遮阳伞等物品、穿着长袖衬衫等、或者将防晒用化妆品、医药品涂在露出的皮肤(skin)上，来实现防晒对策(防紫外线对策)。但是，阳光的紫外线的量不只是在盛夏的烈日下多，阴天时也很多，但是在阴天时往往疏于防紫外线对策。并且，在外出途中突变为紫外线量多的天气的情况下，无法实施万全的防紫外线对策的情况不少。因此，最近，为了测量紫外线来制定适当的防紫外线对策而开始提出便携式的紫外光传感器(紫外光用固体受光器件)或使紫外光传感器商品化。

除了上述的防太阳光的紫外线的对策领域之外，作为紫外光用固体受光器件的大的市场，存在以下领域。

即，存在测量装置、原子吸光分析、高效液相色谱(HPLC)、废气分析等的分析装置领域；杀菌、食品加工、无溶剂的有机/无机材料的表面清洗/加工、玻璃/塑料的基板材料的接合、静电去除等化学分析领域/工业用途领域；DNA切断、眼科治疗等医疗用途领域；以及半导体曝光装置领域。关于这些领域，在今后重要性日益增高从而能够期待市场日益扩大，并被预测以国家为单位的国际竞争激化。

在这些领域中，使用400nm以下的波长区域的紫外线。

紫外线有时根据分类的方式而波长区域稍有不同，对被分类的各波长区域的紫外线分别如下面那样赋予名称。

·近紫外线(波长380nm～200nm)

UV-A(波长380nm～315nm)

UV-B(波长315nm～280nm)

UV-C(波长280nm～200nm)

·远紫外线(far UV：FUV)或真空紫外线(vacuum UV：VUV)(以后统一称为远紫外线)(波长200nm～10nm)

·极紫外线或极端紫外线(extreme UV，EUV或者XUV)(波长10nm～1nm)

但是，在光刻、激光技术中，远紫外线(deep UV：DUV)与上述的FUV不同，是指波长300nm以下的紫外线。

如果列举波长区域不同的紫外线用途的代表性的例子、或者被预计今后的市场扩大的领域的例子，则例如存在以下领域。

(1)波长为13.5nm的极端紫外线(EUV：Extreme Ultra-Violet)

·半导体光刻、浸没式光刻

·光束线：抗蚀剂、掩模的评价

·在极端紫外线区域内进行光谱观测并进行太阳大气的诊断的极端紫外线摄像分光装置(EIS)

·微电子学、超精细加工

·生物体细胞的全息摄影

·高温高密度等离子体的诊断

·X线显微镜

(2)深紫外(Deep Ultraviolet)发光二极管(LED)(波长200nm～350nm)

该区域的重要性在从信息/电子设备到安全卫生、环境、医疗应用的广泛领域中正在增大，

·高密度光信息记录、

·细菌、病毒的杀菌、饮用水/空气的净化、

·生物传感、

·生物体/材料分析、

·光刻、

·医院感染防止、光线外科治疗、

·紫外线照射装置(准分子照射装置、LED照射装置)

·氧化膜去除、表面改性、干洗、UV固化、粘接、干燥、

在这些领域中，在光波长为200nm左右的远紫外光范围、波长为200nm左右以下的真空紫外光范围具有发光强度的重氢灯(D₂L)、Xe准分子光源、真空紫外光源的利用逐渐增加，并且预测该趋势今后也将持续。

作为这些用途中使用的光源的光量监视器单元，需要紫外光用固体受光器件。

另外，在用于防紫外线对策的便携式的紫外光传感器、光量监视器用的紫外光用固体受光器件中，多数情况下要求在背景存在环境光时准确地测定紫外光范围的光的光量。

例如，太阳光除了包含紫外光之外，还包含可见光、红外光，因此在测量紫外光的照射量时，如果不能避免该紫外光以外的光线对测定值的影响，则不能准确地测定紫外光的照射量。

作为用于防紫外线对策的便携式的紫外光传感器、光量监视器用的紫外光用固体受光器件，由于体硅(Si)具有相应的广范围的光谱灵敏度特性，因而代表性的是将体硅(Si)作为半导体基体来利用的紫外光用固体受光器件(以后也有时记述为“体硅型紫外光用固体受光器件”)。

在体硅型紫外光用固体受光器件的情况下，硅(Si)层除了感应紫外光之外，还感应可见光/红外光，因此例如可见光/红外光截止光学滤波器是必须的，成为使成本提高的主要原因。

该问题解决方法之一存在使用薄膜SOI(Silicon On Insulator：绝缘体上硅)基体的例子(非专利文献1、2)。

在非专利文献1、2所记载的UV传感器中，利用SOI层的厚度薄而比较容易使可见光/红外光透过的特点，来选择性地主要对波长400nm以下的光具有高的灵敏度。

除此以外，例如存在专利文献1所记载的紫外光检测用的光检测装置(紫外光用固体受光器件)。

专利文献1所记载的光检测装置具备第一光检测部以及第二光检测部，通过运算所述第一光检测部的信号和所述第二光检测部的信号来测量波长范围为λ的光量，其中，该第一光检测部由Mg_XZn_1-XO(0≤X<1)形成，在比光电转换区域更靠受光面的一侧具有吸收波长范围为λ的光的光吸收半导体层，该第二光检测部在比光电转换区域更靠受光面的一侧具有不存在光的吸收域的透过膜。

非专利文献1：“SOI UVセンサICの開発”三浦他、OKIテクニカルレビュー2007年10月/第211号Vol.74No.3、pp38-39

非专利文献2：“A UV Sensor IC based on SOI Technology for UV care application”SICE Annual conference 2008，August 20-22，2008，The University Electoro-Communications，Japan，pp317-320

专利文献1：日本特开2012-216756号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

然而，体硅型紫外光用固体受光器件由于具有广范围的光谱灵敏度特性而是优异的，但是根据本申请的发明人们对适合于上述的各种用途的广通用性的紫外光用固体受光器件进行专门研究探讨的结果，明确出上述的现有例的紫外光用固体受光器件并不是能够满足要求的紫外光用固体受光器件。

特别地，对于近紫外线区域的紫外线而言是适合的，但是作为远紫外线区域以下的短波长的紫外线用的固体受光器件并不适合。

认为其理由在于，远紫外线区域的紫外线的光子能量大到6eV以上，这对于固体受光器件的灵敏度、暗电流特性之类的主要特性的劣化有很大影响。特别是当长时间暴晒于高光能量的紫外线时，该劣化非常大。

因而，期望提供一种紫外线用的固体受光器件，即使长时间暴晒于10nm～400nm的广范围的紫外区域的任一波长的紫外线，所述主要特性也不产生劣化，或者即使产生劣化也能够使该劣化止于实际使用时实质上没有问题的程度。

此外，在非专利文献1、2的UV传感器中，对于波长为380nm以上的光仍具有灵敏度(参照非专利文献1的图1、非专利文献2的Fig.5)，没有充分地解决上述问题。

作为进一步的解决方法，考虑使SOI层更薄，但是这样难以实现成为特点之一的与周边电路形成一体化，从而SOI层的薄层化不是优选的。

并且，在非专利文献1、2的UV传感器中，SOI层薄，因此无法形成纵型的pn结，而是形成为横型的pn结。其结果，pn结的耗尽层同SOI层与绝缘体层之间的界面接触，该绝缘体层在SOI层的上下与SOI层接触，因此存留有由于界面态的影响而灵敏度低、暗电流密度大这样要解决的问题点。并且，还存在由于长时间的紫外光照射而发生灵敏度、暗电流特性的劣化的情况不少这样的问题。

本发明是鉴于上述的问题点进行了专门探讨/研究而完成的，其主要目的在于提供一种以下的紫外光用固体受光器件：通过简单的构造，即使长时间连续地被10nm～400nm的广范围的紫外区域的紫外线持续照射，也至少实质上不会招致灵敏度劣化/暗电流特性降低。

本发明的其它目的在于提供一种以下的紫外光用固体受光器件：能够通过简单的构造来高精度地适当地测定对人体有害的紫外光的照射量，还能够容易地与周边电路的传感器形成为一体，对于广范围的紫外波长区域的紫外线的长时间照射，初始特性也保持稳定。

本发明的另一个目的在于提供一种以下的紫外光用固体受光器件：小型/轻量且成本低，适合于携带(mobile)或穿戴(wearable)，对于广范围的波长区域的紫外线的长时间照射，主要特性也保持稳定。

用于解决问题的方案

本发明的第一观点在于一种紫外光用固体受光器件(D1)，其特征在于，具有以硅(Si)为主要成分的半导体基体以及形成于该半导体基体内的光电二极管(1)，该光电二极管(1)具有层结构，该层结构为从所述基体的背面侧起具备第一导电型的半导体区域(1)、以及与该半导体区域(1)形成半导体结的与第一导电型不同的第二导电型的半导体区域(2)，所述半导体区域(2)中含有第二导电型的半导体杂质(2)，关于从所述半导体区域(2)的光的入射侧表面起的、深度方向上的所述杂质(2)的含有浓度分布，在至少1nm以内的层区域(2)具有至少1×10¹⁹个/cm³的最大浓度位置(2)。

本发明的第二观点在于一种紫外光用固体受光器件(D2)，其特征在于，具有以硅(Si)为主要成分的半导体基体以及形成于该半导体基体内的光电二极管(1)，该光电二极管(1)具有层结构，该层结构为从所述基体的背面侧起具备第一导电型的半导体区域(1)、以及与该半导体区域(1)形成半导体结的与第一导电型不同的第二导电型的半导体区域(2)，所述半导体区域(2)中含有第二导电型的半导体杂质(2)，关于从所述半导体区域(2)的光的入射侧表面起的、深度方向上的所述杂质(2)的含有浓度分布，在至少1nm以内的层区域(2)具有最大浓度位置(2)，该最大浓度位置(2)的所述杂质(2)的浓度为使电力线全部终止或实质上全部终止的浓度以上的浓度，该电力线是通过远紫外光的照射而产生的固定电荷所形成的电力线。

本发明的第三观点在于一种紫外光用固体受光器件(D3)，具有以硅(Si)为主要成分的半导体基体，该半导体基体内设置有以实际上立体不重叠的方式配置的第一光电二极管(PD1)和第二光电二极管(PD2)，该紫外光用固体受光器件(D3)具备差动信号处理单元，该差动信号处理单元被输入基于光电二极管(PD1)的输出(1)的信号(1)和基于光电二极管(PD2)的输出(2)的信号(2)，该紫外光用固体受光器件(D3)的特征在于，(A)光电二极管(PD1)与光电二极管(PD2)具有在所述半导体基体内以相同的半导体制造工艺条件形成的历史记录，(B)在各光电二极管(PD)中，(a)具有第一导电型(1)的半导体层区域(1)、设置于该半导体层区域(1)上且极性与所述第一导电型(1)不同的第二导电型(2)的半导体层区域(2)以及设置于该半导体层区域(2)上的第一导电型(1)的半导体层区域(3)，(b)由所述半导体层区域(2)和所述半导体层区域(3)形成半导体结，(c)在所述半导体层区域(1)中，以浓度沿层厚度方向分布且该分布中设置有最大浓度(1)的位置(1)的状态含有半导体杂质(1)，(d)在所述半导体层区域(3)中，以浓度沿层厚度方向分布且该分布中设置有最大浓度(3)的位置(3)的状态含有半导体杂质(1)，(e)该位置(3)设置于从所述半导体区域(3)的光的入射侧表面起沿深度方向至少1nm以内的层区域(II)，(f)该最大浓度(3)为至少1×10¹⁹个/cm³以上，(C)受光侧具备第一层(A1)以及第二层(A2)，其中，该第一层(A1)在空间上覆盖所述第一光电二极管(PD1)的受光面，选择性地使第一波长区域的光透过，该第二层(A2)在空间上覆盖所述第二光电二极管(PD2)的受光面，使与所述第一波长区域不同的第二波长区域的光透过。

本发明的第四观点在于一种紫外光用固体受光器件(D4)，具有以硅(Si)为主要成分的半导体基体，该半导体基体内设置有以实际上立体不重叠的方式配置的第一光电二极管(PD1)和第二光电二极管(PD2)，该紫外光用固体受光器件(D4)具备差动信号处理单元，该差动信号处理单元被输入基于光电二极管(PD1)的输出(1)的信号(1)和基于光电二极管(PD2)的输出(2)的信号(2)，该紫外光用固体受光器件(D4)的特征在于，(A)光电二极管(PD1)与光电二极管(PD2)具有在所述半导体基体内以相同的半导体制造工艺条件形成的历史记录，(B)在各光电二极管(PD)中，(a)具有第一导电型(1)的半导体层区域(1)、设置于该半导体层区域(1)上且极性与所述第一导电型(1)不同的第二导电型(2)的半导体层区域(2)以及设置于该半导体层区域(2)上的第一导电型(1)的半导体层区域(3)，(b)由所述半导体层区域(2)与所述半导体层区域(3)形成半导体结，(c)在所述半导体层区域(1)中，以浓度沿层厚度方向分布且该分布中设置有最大浓度(1)的位置(1)的状态含有半导体杂质(1)，(d)在所述半导体层区域(3)中，以浓度沿层厚度方向分布且该分布中设置有最大浓度(3)的位置(3)的状态含有半导体杂质(1)，(e)该位置(3)设置于从所述半导体区域(3)的光的入射侧表面起沿深度方向至少1nm以内的层区域(II)，(f)该最大浓度(3)为使电力线全部终止或实质上全部终止的浓度以上的浓度，该电力线是通过远紫外光的照射而产生的固定电荷所形成的电力线，(C)受光侧具备第一层(A1)以及第二层(A2)，其中，该第一层(A1)在空间上覆盖所述第一光电二极管(PD1)的受光面，选择性地使第一波长区域的光透过，该第二层(A2)在空间上覆盖所述第二光电二极管(PD2)的受光面，使与所述第一波长区域不同的第二波长区域的光透过。

本发明的第五观点在于一种紫外光的测量方法(P1)，其特征在于，包括以下步骤：(1)准备所述紫外光用固体受光器件(D3)；(2)向光电二极管(PD1)和光电二极管(PD2)照射紫外光来获得来自各光电二极管(PD)的输出；(3)向差动信号处理单元输入基于光电二极管(PD1)的输出(1)的信号(1)和基于光电二极管(PD2)的输出(2)的信号(2)，来形成差动信号(DS)；以及(4)基于该差动信号(DS)来测量紫外光的照射光量。

本发明的第六观点在于一种紫外光的测量方法(P2)，其特征在于，包括以下步骤：(1)准备所述紫外光用固体受光器件(D4)；(2)向光电二极管(PD1)和光电二极管(PD2)照射紫外光来获得来自各光电二极管(PD)的输出；(3)向差动信号处理单元输入基于光电二极管(PD1)的输出(1)的信号(1)和基于光电二极管(PD2)的输出(2)的信号(2)，来形成差动信号(DS)；以及(4)基于该差动信号(DS)来测量紫外光的照射光量。

本发明的上述以外的观点之一在于一种电子设备，具备上述的紫外光用固体受光器件D1～D4中的任一个。

发明的效果

根据本发明，能够通过简单的构造来高精度地适当地测定对人体有害的远紫外光、真空紫外光的照射量。另外，根据本发明，能够提供一种小型/轻量且成本低并且能够安装于各种设备、还适于携带(mobile)或穿戴(wearable)的紫外光用固体受光器件。并且，还能够容易地将周边电路和传感器一体地形成于半导体基体。

附图说明

图1A是用于说明本发明所涉及的紫外光用固体受光器件主要部分的结构的优选例之一的示意性地示出的说明图。

图1B是示出图1A的器件的半导体杂质浓度的分布的曲线图。

图2A是用于说明本发明所涉及的紫外光用固体受光器件的结构的其它优选例的示意性的说明图。

图2B是示出光电二极管(PD1)和光电二极管(PD2)所涉及的半导体杂质浓度的分布的曲线图。

图3是为了说明本发明的紫外光用固体受光器件的基本构造而示意性地示出的说明图。

图4是示意性地示出紫外光用固体受光器件主要部分的光入射面的配置的一例的俯视图。

图5是示意性地示出将8对光电二极管(PD1)和光电二极管(PD2)配置成交错格图案的紫外光用固体受光器件主要部分的光入射面的配置的一例的俯视图。

图6是示出向光电二极管(PD1)和光电二极管(PD2)入射的光的透过率的曲线图。

图7是示出光电二极管(PD1)、光电二极管(PD2)以及形成有这些光电二极管的本发明所涉及的受光器件的相对受光灵敏度的曲线图。

图8是示出向地表照射的太阳光的频谱的曲线图。

图9是示出考虑图8所得到的本发明所涉及的受光器件的相对光谱输出的曲线图。

图10是为了说明本发明的紫外光用固体受光器件的构造的其它例子而示意性地示出的说明图。

图11是示意性地示出将紫外光用固体受光器件主要部分的第一光电二极管～第三光电二极管(PD)配置成规定的图案的紫外光用固体受光器件主要部分的光入射面的配置的一例的俯视图。

图12是示出向第一光电二极管(PD1)、第二光电二极管(PD2)、第三光电二极管(PD3)入射的光的透过特性的曲线图。

图13是示出考虑图8所示的向地表照射的太阳光的频谱的、基于第三光电二极管(PD3)的输出的信号(3)与基于第二光电二极管(PD2)的输出的信号(2)之差的输出的相对受光灵敏度的曲线图。

图14是示出考虑图8所示的向地表照射的太阳光的频谱的基于第二光电二极管(PD2)的输出的信号(2)与基于第三光电二极管(PD3)的输出的信号(3)之差的输出的相对受光灵敏度的曲线图。

图15A是示出将本发明应用于便携式终端装置的情况下的一个实施方式的概要外观图。

图15B是示出图15A所示的便携式终端装置的内部结构的框图。

具体实施方式

图1是用于说明本发明所涉及的紫外光用固体受光器件的结构的优选例之一的示意性的说明图的一例。

图1所示的紫外光用固体受光器件的主要部分100在以硅(Si)为主要成分的半导体基体101内具有光电二极管(PD)100a。

光电二极管(PD)100a由层区域102a、110a、111a构成。

层区域102a由第一导电型的半导体层区域103a以及埋设于该半导体层区域103a的上部的半导体层区域104a构成。

如图示的那样，半导体层区域103a的上部表面与半导体层区域104a的上部表面对齐。

半导体层区域104a被设为极性与所述第一导电型不同的第二导电型。即，例如如果所述第一导电型为P型，则所述第二导电型为N型。

由半导体层区域103a和半导体层区域104a形成半导体结105a(1)。

半导体层区域104a的上方设置有极性与半导体层区域103a的极性相同的半导体层区域109a。

由半导体层区域103a和半导体层区域109a形成半导体结105a(2)。

半导体层区域103a和半导体层区域109a通过含有第一半导体杂质(1)而被设为第一导电型。此外，以后也有时将“半导体杂质”记述为“杂质原子”。

接着，参照图1A和图1B来进行说明。

在半导体层区域103a中，以沿半导体层区域103a的层厚度方向分布的状态含有半导体层区域103a中的半导体杂质(1)。

在半导体杂质(1)在半导体层区域103a的层厚度方向上的分布中，在半导体结105a(1)的下方位置设置有半导体杂质(1)的最大含有浓度位置(D1)106a。此外，以后也有时将“最大含有浓度位置”记述为“最大浓度位置”。

半导体层区域109a也与半导体层区域103a同样地，在半导体层区域109a中以沿层厚度方向分布的状态含有半导体杂质(1)，并设置有半导体杂质(1)的最大含有浓度位置108a。

半导体层区域109a的上方部具有层区域111a，该层区域111a包含最大浓度位置108a，具有能够被视作不存在或实质上不存在UV-A、UV-B的光的吸收的厚度d1(在深度方向上从半导体基体的表面107的位置到位置A1的厚度)。

在本发明中，即使位置A1是与最大浓度位置108a相同的位置，在设计上也没有障碍。然而，关于位置A1，如果能确保能够视作不存在或实质上不存在UV-A、UV-B的光的吸收的厚度d1，则优选位于制造上允许的最大浓度位置108a的下方。

关于位置A1与位置B1之间的层区域110a，以能够将最大浓度位置108a设置在适当的位置为条件，能够适当地按照期望的设计来决定该层区域110a的层厚。

本申请的发明人们通过利用该主要部分100制作上述结构的紫外光用固体受光器件，使半导体层区域103a、104a、109a中含有的半导体杂质的含有量、含有分布进行各种变化，并且反复地进行专门研究/探讨，发现了一种即使被远紫外光、真空紫外光长时间连续照射也不产生或者实质上不产生灵敏度、暗电流的劣化的紫外光用固体受光器件。

根据本申请的发明人们的研究/探讨的结果能够确认出，如果最大浓度位置108a的杂质原子的浓度为1×10¹⁹cm^-3以上，则不产生或者实质上不产生灵敏度劣化、暗电流增加。

如果是该浓度，则能够使电力线全部终止或实质上全部终止，该电力线是通过远紫外光、真空紫外光的照射而产生的固定电荷所形成的电力线，其结果，明确出能够得到即使被远紫外光、真空紫外光长时间连续照射也不产生或者实质上不产生灵敏度、暗电流的劣化的紫外光用固体受光器件。

根据本申请的发明人们的研究/探讨的结果，还明确出通过将上述的最大浓度位置108设置在从半导体基体101的表面107起深度为数nm以内的范围内，能够使上述的特性更加稳固。

本发明是基于这些点得到的。

为了提高紫外光的灵敏度，期望半导体结108a的位置形成在例如50nm～80nm左右的位置。

但是，为了尽可能地减小半导体结108a的电场强度来减小由半导体结产生的暗电流，期望降低半导体结105a(2)附近的半导体层区域109a的半导体杂质的浓度。为了避免制造的难度，半导体结105a(2)附近的半导体层区域109a的半导体杂质的浓度优选设为1×10¹⁷cm^-3以下且1×10¹⁵cm^-3以上。优选的是，期望设为1×10¹⁶cm^-3左右。

针对如上述那样构成的本发明的受光器件和以往的受光器件，在将光波长为204nm时光强度为120μW/cm²的重氢灯作为光源连续照射1500分钟的情况下，确认出以下内容。

即，在本发明的受光器件中，既不发生光灵敏度下降，也不发生暗电流特性的下降。与此相对，在专利文献1所记载的受光器件中，紫外光范围(波长：200nm～380nm)的光灵敏度劣化50％以上，暗电流相对于初始值增加10倍以上。

确认出，在本发明的情况下，即使将照射时间延长到12000分钟，光灵敏度的劣化和暗电流的增加也都在百分之几以内，实际上没有问题。

本发明的紫外光用固体受光器件虽然被制作为不受远紫外光、真空紫外光的照射的产品，但是即使因不可抗力而受到远紫外光、真空紫外光的照射，也不发生灵敏度、暗电流的特性劣化，因此在用途上并不限定为用于测量远紫外光、真空紫外光的照射光量的产品。

以下，对UV-A、UV-B的光量测定用的紫外光用固体受光器件的一例进行说明。

图2A是用于说明本发明所涉及的紫外光用固体受光器件的结构的另一个优选例的示意性的说明图。

在图2A中，在表示与图1A相同的部分的情况下，使用与图1A相同的附图标记。

图2A所示的紫外光用固体受光器件的主要部分200在以硅(Si)为主要成分的半导体基体101内具有第一光电二极管(PD1)200a和第二光电二极管(PD2)200b。

第一光电二极管(PD1)200a上设置有第一层(A1)112a，第二光电二极管(PD2)200b上设置有第二层(A2)112b。

图2A所示的第一光电二极管(PD1)200a和第二光电二极管(PD2)200b具备与图1A所示的光电二极管(PD)100a同样的结构/构造/半导体杂质的浓度分布。

在层结构上，光电二极管(PD1)200a由层区域102a、110a、111a构成。光电二极管(PD1)200b由层区域102b、110b、111b构成。

图2B中示出图2A所示的紫外光用固体受光器件的半导体杂质的浓度分布。

在图2B中，除了是关于两个光电二极管的说明以外，基本上与图1A的说明相同。

第一层(A1)112a具有以下功能：选择性地使第一波长区域的光(L1)透过；以及通过在空间上覆盖第一光电二极管(PD1)的受光面(R1)，来选择性地使第一波长区域的光(L1)入射至受光面(R1)。

第二层(A2)112b具有以下功能：选择性地使与第一波长区域的光(L1)不同的第二波长区域的光(L2)透过；以及通过在空间上覆盖光电二极管(PD2)的受光面(R2)，来选择性地使第二波长区域的光(L2)入射至受光面(R2)。

在图2A所示的紫外光用固体受光器件中被定义为，第一波长区域和第二波长区域中的任一方不包含UV-A和UV-B的波长区域中的任一方或者双方，第一波长区域和第二波长区域中的另一方包含一方所不包含的UV-A和UV-B的波长区域或者双方。在此，“包含”、“不包含”意味着只要是UV-A、UV-B的波长区域的端部的微小的波长区域即可，可以包含也可以不包含。

第一层(A1)112a和二层(A2)112b例如由含有硅(Si)以及从由氮(N)、氧(O)以及碳(C)组成的群中选择出的至少一种元素的材料(以后有时记述为“Si(N、O、C)”)构成。

在由含有“Si(N、O、C)”的材料构成第一层(A1)112a和第二层(A2)112b的情况下，期望设为如下那样。

即，在第一层(A1)112a中还含有规定量(V1)的氢(H)，以有效地发挥选择性地使第一波长区域的光(L1)透过的功能。在第二层(A2)112b中，只要能够充分地发挥选择性地使第二波长区域的光(L2)透过的功能，则可以不含有氢(H)，也可以含有氢(H)。在第二层(A2)112b含有氢(H)的情况下，氢(H)的含有量一般设为规定量(V1)以下。

第一层(A1)112a和第二层(A2)112b所含有的氢(H)的量根据构成第一层(A1)和第二层(A2)的其它元素的种类及其组成比来分别选择最佳的值。在本发明中，第一层(A1)112a和第二层(A2)112b所含有的氢(H)以外的元素的种类及其组成比中的至少一方既可以相同，也可以不同。然而，从便于制造和制造成本的性能的点出发，第一层(A1)112a所含有的元素和第二层(A2)112b所含有的元素优选为彼此的元素种类相同且其组成比不同。第一层(A1)112a所含有的氢(H)和第二层(A2)112b所含有的氢(H)被推测为承担用于如设计那样可靠地实现各层的波长选择性的作用，能够通过实验来确认其效果。特别是在第一层(A1)112a和第二层(A2)112b包含氧(O)或/和氮(N)的情况下，层中含有氢(H)的效果是明显的。

第一光电二极管(PD1)200a和第二光电二极管(PD2)200b以实际上立体不重叠的方式配置在半导体基体101内。

在此，“以实际上立体不重叠的方式”是指第一光电二极管(PD1)200a的入射面(受光面)与第二光电二极管(PD2)200b的入射面(受光面)在垂直的方向上不重叠或者实质上不重叠。换言之，是指来自光照射时的各光电二极管的各输出被输入到差动电路并且从差动电路被以差动信号输出的信号处于能够视作是仅基于目标的紫外光的信号的容许范围内。

具体地进行说明，在图2A、图2B所示的紫外光用固体受光器件主要部分200中，第一光电二极管(PD1)200a通过设置第一层(A1)112a作为受光器件主要部分200的结构的一部分，来将基于UV-A、UV-B等紫外光的因子的值对第一光电二极管(PD1)200a的输出信号的贡献设为零(“0”)或者无限接近“0”。即，使受太阳光照射时的第一光电二极管(PD1)200a的输出信号成为基于波长比UV-A长的光的信号。

另一方面，第二光电二极管(PD2)200b通过设置第二层(A2)112b作为受光器件主要部分200的结构的一部分，由此除了UV-A、UV-B等紫外光以外，使可见光区域和波长比可见光长的区域的光也对第二光电二极管(PD2)200b的输出信号做出贡献。

这样，在图2A的紫外光用固体受光器件主要部分200中，设为如下结构：在第一光电二极管(PD1)200a的光入射侧设置第一层(A1)112a，在第二光电二极管(PD2)200b的光入射侧设置第二层(A2)112b。这种结构的紫外光用固体受光器件通过取第一光电二极管(PD1)200a的输出信号与第二光电二极管(PD2)200b的输出信号之差，能够适当且有效地取出基于UV-A、UV-B等紫外光的输出信号。

第一光电二极管(PD1)200a具有半导体结105a(1)，该半导体结105a(1)是由第一导电型(1)的半导体层区域(1-1)103a和设置于半导体层区域(1-1)103a的上方且极性与第一导电型(1)不同的第二导电型(2)的半导体层区域(1-2)104a形成的。

第二光电二极管(PD2)200b具有半导体结105b(1)，该半导体结105b(1)是由第一导电型(1)的半导体层区域(2-1)103b和设置于半导体层区域(2-1)103b的上方且极性与第一导电型(1)不同的第二导电型(2)的半导体层区域(2-2)104b形成的。

本发明的光电二极管具有如上述那样使极性不同的两个半导体层区域直接接触而形成的半导体结。在具有半导体结的极性不同的两个层区域，形成产生足够的光电流的耗尽层的扩展。在此，半导体结并不限定于一个，也可以具有存在多个半导体结的层区域。

半导体层区域(1-1)103a中含有赋予第一导电型(1)的半导体杂质(1)。半导体杂质(1)的浓度沿半导体层区域(1-1)103a的层厚度方向分布。关于半导体杂质(1)的浓度的分布，在层厚度方向上设置有最大浓度位置(1-1)106a。

半导体层区域(2-1)103b中含有赋予第二导电型(2)的半导体杂质(2)。半导体杂质(2)的浓度沿半导体层区域(2-1)103b的层厚度方向分布。关于半导体杂质(2)的浓度的分布，在层厚度方向上设置有最大浓度位置(2-1)106b。

在图2A中，最大浓度位置(1-1)106a与最大浓度位置(2-1)106b优选为在从半导体基体101的表面107的位置起的深度方向(D)上相同或者实质上相同。通过使最大浓度位置一致，能够使光电二极管(PD1)200a的灵敏度特性与光电二极管(PD2)200b的灵敏度特性同等或大致同等。关于将最大浓度位置(1-1)106a与最大浓度位置(2-1)106b有意图地设计为不同的位置，在能够得到光电二极管(PD1)200a和光电二极管(PD2)200b的设计的自由度方面来看也是优选的。然而，更优选的是如下情况：最大浓度位置(1-1)106a与最大浓度位置(2-1)106b为同等或大致同等的位置，且最大浓度位置(1-1)106a的杂质的浓度(1)与最大浓度位置(2-1)106b的杂质的浓度(2)同等或大致同等。在此，“实质上相同”是指能够得到与最大浓度位置(1-1)106a和最大浓度位置(2-1)103b在从半导体基体101的表面107起的深度方向(D)上相同的情况下得到的效果实质上相同的效果。

半导体层区域(1-2)104a上设置有导电型(1)的半导体层区域(1-3)109a，在半导体层区域(1-3)109a中，半导体杂质的浓度沿层厚度方向分布且半导体杂质的浓度分布中设置有最大浓度位置(1-2)108a。

半导体层区域(2-2)104b上设置有导电型(1)的半导体层区域(2-3)109b，在半导体层区域(2-3)109b中，半导体杂质的浓度沿层厚度方向分布且半导体杂质的浓度分布中设置有最大浓度位置(2-2)108b。

最大浓度位置(1-2)108a与最大浓度位置(2-2)108b优选设为在从半导体基体101的表面107的位置起的深度方向(D)上相同或者实质上相同的位置。此处的“实质上相同”是指也包含处于制造精度的误差范围内的有技术上的含义的范围。

在图2A所示的受光器件主要部分200中，最大浓度位置(1-2)108a处于与最大浓度位置(2-2)108b相同的深度位置。

半导体层区域(1-3)109a的上方部具有层区域111a，该层区域111a包含最大浓度位置(1-2)108a，具有能够被视作不存在或实质上不存在UV-A、UV-B的光的吸收的厚度d1(深度方向上从半导体基体的表面107的位置到位置A1的厚度)。

在图2A中，即使位置A1是与最大浓度位置(1-2)108a相同的位置，在设计上也没有障碍。然而，关于位置A1，如果能确保能够视作不存在或实质上不存在UV-A、UV-B的光的吸收的厚度d1，则优选位于制造上容许的最大浓度位置(1-2)108a的下方。

关于位置A1与位置B1之间的层区域(B1)110a，以能够将最大浓度位置(1-2)108a设置在适当的位置为条件，能够适当地按照期望的设计来决定该层区域(B1)110a的层厚。

在半导体层区域(2-3)109b的上部且在层区域(A2)111b内具有最大浓度位置(2-2)108b，其中，该层区域(A2)111b具有能够被视作不存在或实质上不存在UV-A、UV-B的光的吸收的厚度d2(深度方向上从半导体基体101的表面107的位置到位置A2的厚度)。

通过使厚度d2在能够设置最大浓度位置(2-2)108b的范围内尽可能地薄，能够在厚度d2的层区域(A2)111b内实质上消除UV-A、UV-B的光的吸收。即，能够将层区域(A2)111b内的对UV-A、UV-B照射的影响抑制为不存在或能够忽略的程度。

关于位置A1与位置B1之间的层区域110b，以能够将最大浓度位置(2-2)108b设置在适当的位置为条件，能够适当地按照期望的设计来决定该层区域110b的层厚。在本发明的优选的实施方式中，期望位置A1与位置A2是相同的位置或实质上相同的位置，位置B1与位置B2是相同的位置或实质上相同的位置。

期望按照设计上的期望适当地决定层区域110a的层厚和层区域110b的层厚以满足上述的条件。具体地说，层区域110a的层厚和层区域110b的层厚优选为6nm以下，更优选为2nm以下。

在半导体基体的表面107上隔着中间层113并列地配设有第一层(A1)112a和第二层(A2)112b。

如果在半导体基体的表面107上方直接设置第一层(A1)112a和第二层(A2)112b，则多数情况下导致在其界面(表面107与“第一层(A1)112a和第二层(A2)112b”的接触面)形成有很多界面态，因此成为暗电流产生的原因。另外，还成为界面处的光电荷的再次结合的原因，因此招致光灵敏度降低。为了避免这些情形，在半导体基体的表面107上设置中间层113，在中间层113上设置层(A1)112a和层(A2)112b。中间层113由至少对UV-A、UV-B的光而言具有充分的透过性的材料构成。作为这种材料，例如使用氧化硅、氮氧化硅。期望的是，例如由二氧化硅(SiO₂)、含有氮(N)的二氧化硅(“SiO₂(N)”)构成中间层113。

第一层(A1)112a被设置为，在空间上完全覆盖第一光电二极管(PD1)200a的受光面(入射面)，只有透过第一层(A1)的光入射至第一光电二极管(PD1)200a的受光面。同样地，第二层(A2)112b被设置为，在空间上完全覆盖第二光电二极管(PD2)200b的受光面(入射面)，只有透过第二层(A2)的光入射至第二光电二极管(PD2)200b的受光面。第一层(A1)112a和第二层(A2)112b分别具有选择性地使光透过的功能。在本发明中，第一层(A1)112a具有如下功能：通过吸收UV-A、UV-B的光来切断或实质上切断UV-A、UV-B的光向第一光电二极管(PD1)200a的入射。另一方面，第二层(A2)112a具有如下功能：通过使UV-A、UV-B的光充分地透过而不阻碍或实质上不阻碍UV-A、UV-B的光向第二光电二极管(PD2)200b的入射。第一层(A1)112a和第二层(A2)112b可以设置为分别在第一光电二极管(PD1)200a与第二光电二极管(PD2)200b的线对称轴的左右相接触的状态，也可以如图2A所示那样设置层区域114a、114b以及114c来划分地设置。层区域114a、114b以及114c优选由与中间层113相同的材料构成，以能够通过与中间层113相同的工艺形成。

在图2A中，示出了最大浓度位置(2-2)108b设置在层区域(A2)111b内部的例子，但是最大浓度位置(2-2)108b也可以是与表面107同等的位置。在本发明中，位置A2与位置B2之间的层区域(B2)110b并不是必需设置的，还能够根据受光器件的特性/性能而在设计上省略。

通过将半导体层区域(2-3)109b设为以上那样的结构，能够使UV-A、UV-B的光的照射对受到太阳光照射时的光电二极管(PD2)102b的输出的影响有效。

关于光电二极管(PD1)200a和光电二极管(PD2)200b，优选的是，期望位置C1与位置C2处于相等或实质上相等的位置，位置D1与位置D2处于相等或实质上相等的位置，位置E1与位置E2处于相等或实质上相等的位置。

通过将各位置设为这种位置关系，能够更适当地测定UV-A、UV-B的光量、强度。

在本发明中，出于机械性保护的目的，也可以在受光器件主要部分100、200的光入射侧的最表面使用SiO₂、SiN、SiCN等绝缘材料设置规定厚度的钝化膜(或保护膜)。

在本发明的情况下，如上述那样构成受光器件主要部分100、200，因此能够不考虑膜厚产生的干扰的影响地任意地选择钝化膜的膜厚。

此外，半导体杂质浓度值(A)在第一导电型(1)和第二导电型(2)用的半导体杂质混合存在的层区域中使用第一导电型(1)的半导体杂质浓度值与第二导电型(2)的半导体杂质浓度值之差的绝对值表示。以后，这一点在相同的分布的说明中也相同。

图3中示意性地示出本发明的紫外光用固体受光器件的基本构造。

参照图3，紫外光用固体受光器件400具备差动电路403以及形成于以硅(Si)为主要成分的半导体基体401中的光电二极管(1)402a和光电二极管(2)402b。

在图3中，基于光电二极管(1)402a的输出的信号(1)经由线404a被输入到差动电路403的负端子。基于光电二极管(2)402b的输出的信号(2)经由线404b被输入到差动电路403的正端子。

当信号(1)、信号(2)被输入到差动电路403时，从输出端子405输出差动信号(3)。

差动电路403只要具有差动功能即可，可以具备放大功能，也可以不具备放大功能，但是优选具备放大功能。另外，差动电路403也可以与光电二极管一体地形成于半导体基体401中。并且，差动电路403也可以形成于不同的半导体基体，与形成有光电二极管的半导体基体401一同搭载于第三基体。

图4中以示意性的俯视图示出具有与图2A相同的构造的本发明的紫外光用固体受光器件主要部分500的光入射面的配置的一例。

在图4的例子中，示出了将一个第一光电二极管(PD1)501a和一个第二光电二极管(PD2)501b在平面上并列设置而得到的一对(one-pair)光电二极管类型的最简单的结构。各光电二极管的受光面形成为长方形的形状。

图5示出将8个第一光电二极管(PD1)601a的光入射面与8个第二光电二极管(PD2)601b的光入射面配设成交错格图案的例子。通过这样将本发明中所指的第一光电二极管(PD1)601a与第二光电二极管(PD2)601b分别设置数量相同的多个，能够减小光电二极管的制造上的个体差异。

“紫外光用固体受光器件主要部分的制造的实施方式”

接着，对具有p+np型元件构造的受光器件主要部分的优选的制造例之一进行说明。另外，本发明的元件构造不限定于p+np型元件，元件构造的极性是相反的极性也属于本发明的范畴，这在该技术领域中是不言而喻的。

本发明的受光器件能够通过通常的半导体制造技术形成。因而，在以下的工序的说明中，省略对于该领域的技术人员而言显而易见的内容，简略地记载要点。

(步骤1)：准备Si晶圆(半导体基体)。在此，准备p型的杂质浓度为1×10¹⁶cm^-3的p型Si晶圆。但是，也可以使用n型的杂质浓度为1×10¹⁶cm^-3的n型Si晶圆。

(步骤2)：在半导体基体(p型Si晶圆)表面形成7nm的SiO₂膜。在此，进行750℃的水汽氧化。

(步骤3)：以相同的工艺条件进行用于形成成为半导体层区域(1-1)和(2-1)的p型井的离子注入。用于形成p型井的离子注入条件为将离子种设为B⁺、将注入能量设为150keV、将剂量设为1.0×10¹³cm^-2，以使最大浓度位置(1-1)和(1-2)为500nm。

(步骤4)：进行热处理以激活(步骤3)中注入的杂质原子。在此，在氮环境下进行30分钟900℃的热处理。

(步骤5)：以相同的工艺条件进行用于形成半导体层区域(1-2)和(2-2)的离子注入。离子注入条件为将离子种设为P⁺、将注入能量设为120keV、将剂量设为1.5×10¹³cm^-2，以使半导体结位置为300nm左右。

(步骤6)：以相同的工艺条件进行用于形成第一光电二极管(1)的半导体层区域(1-3)和第二光电二极管(2)的半导体层区域(2-3)的离子注入。在此，将离子种设为BF²⁺，将注入能量设为9keV，将剂量设为1.0×10¹⁴cm^-2，以使最大浓度位置(1-2)和(2-2)为1nm并且在从Si半导体基体的表面起约5nm的范围内杂质浓度为1×10¹⁹cm^-3以上。

(步骤7)：进行用于在半导体层区域(1-2)和半导体层区域(2-2)各自的一部分区域形成高浓度n型杂质层的离子注入，以从半导体层区域(1-2)和(2-2)抽出光电荷。

将离子种设为As⁺，将注入能量设为40keV，将剂量设为5×10¹⁵cm^-2。

(步骤8)：进行用于在半导体层区域(1-1)和半导体层区域(2-1)各自的一部分区域形成高浓度p型杂质层的离子注入，以从半导体层区域(1-1)和(2-1)抽出光电荷。将离子种设为BF²⁺，将注入能量设为40keV，将剂量设为5×10¹⁵cm^-2。

(步骤9)：进行热处理以激活所注入的杂质原子。在此，在氮环境下进行5秒钟1000℃的热处理。

(步骤10)：形成配线层间绝缘膜。在此，使用化学气相沉积法形成膜厚为1300nm的SiO₂膜。

(步骤11)：形成第一层(A1)，该第一层(A1)在空间上覆盖第一光电二极管(PD1)的受光面，选择性地使第一波长区域的光透过。为此，使用等离子体化学气相沉积法使SiN膜形成为膜厚400nm。在此，对使用微波激励等离子体的成膜进行说明。将成膜中的压力设为12.7mTorr，将等离子体激励用的微波功率设为2000W，将台温度设为400℃。成膜用的工艺气体使用Ar、N₂、SiH₄、H₂，将气体流量分别设为20sccm、75sccm、3.0sccm、30sccm以增加SiN膜中含有的H量。

(步骤12)：形成第二层(A2)，该第二层(A2)在空间上覆盖第二光电二极管(PD2)的受光面，选择性地使第二波长区域的光透过。为此，使用化学气相沉积法使SiN膜形成为膜厚400nm。在此，对使用微波激励等离子体的成膜进行说明。将成膜中的压力设为12.7mTorr，将等离子体激励用的微波功率设为2000W，将台温度设为400℃。成膜用的工艺气体使用Ar、N₂、SiH₄、H₂，将气体流量分别设为20sccm、75sccm、0.5sccm、15sccm，以使SiN膜中含有的H量少于在空间上覆盖第一光电二极管(PD1)的受光面且选择性地使第一波长区域的光透过的第一层(A1)中含有的H量。在此，在第一层(A1)和第二层(A2)的成膜中，使成膜用的工艺气体的构成元素的比率变化，以使光的吸收端波长在第一层(A1)中为380nm左右、在第二层(A2)中为200nm左右。其中，折射率和膜厚相等，因此因光的干扰而产生的入射光的透过特性的波长依赖性相等。由此，得到基于第一光电二极管(PD1)的输出的信号(1)与基于第二光电二极管(PD2)的输出的信号(2)之差时的误差变小。

(步骤13)：形成接触孔，以将高浓度n型杂质层和高浓度p型杂质层与配线连接。在此，通过干蚀刻来对配线层间绝缘膜进行蚀刻。

(步骤14)：为了形成A1配线而使用溅射法形成膜厚为700nm的A1膜。

(步骤15)：为了形成A1配线而通过干蚀刻对A1的一部分区域进行蚀刻并形成图案。

(步骤16)：为了进行氢烧结而在含有10％的氢的氮环境下进行400℃的热处理。

明确出以下内容：如上述那样制作出的本发明的紫外光用固体受光器件的一例能够将波长为380nm以上的光的相对光灵敏度的累计抑制在整体波长光的累计的百分之几以内，从而能够高精度地测定有害的紫外光。使用图6至10来说明结果。

图6是示出向第一光电二极管(PD1)、第二光电二极管(PD2)入射的光的透过特性的曲线图。

G1表示向第一光电二极管入射的光的透过率，G2表示向第二光电二极管入射的光的透过率。

图7是示出第一光电二极管(PD1)、第二光电二极管(PD2)以及形成有这些光电二极管的本发明所涉及的受光器件的相对受光灵敏度的曲线图。

G1表示第一光电二极管的曲线图，G2表示第二光电二极管的曲线图，G3表示紫外光用固体受光器件的曲线图。

图8是示出向地表照射的太阳光的频谱的曲线图。

图9是示出考虑图8所得到的本发明所涉及的受光器件的相对光谱输出的曲线图。

如根据图9也明确可知的那样，光波长为280nm-380nm的输出与输出的总光波长的积分值的比例为96％。在以上的实施方式例中，以光电二极管(PD)为两个的例子进行了说明，但是本发明并不限定于此。本发明能够通过将有害的紫外光区域划分为三个以上并与划分的数量相应地使用光电二极管(PD)来更高精度地测定紫外光的光量和强度。

接着，对使用三个光电二极管(PD)的实施方式例之一进行说明。图10示出受光器件的主要部分1000。

受光器件的主要部分1000在半导体基体1001内具备第一光电二极管(PD1)1002a、第二光电二极管(PD2)1002b以及第三光电二极管(PD3)1002c这三个光电二极管(PD)。另外，受光器件的主要部分1000具备三个差动电路1003a、1003b以及1003c。

差动电路1003a、1003b以及1003c只要具有差动功能即可，可以具备放大功能，也可以不具备放大功能，但是优选具备放大功能。另外，差动电路1003a、1003b以及1003c也可以与光电二极管(PD)一体地形成于半导体基体1001。并且，也可以形成于不同的半导体基体，并与形成有光电二极管(PD)的半导体基体1001一同搭载于第三基体。

以下，对在图10所示的受光器件中得到“(UV-A)+(UV-B)”的信息、“(UV-A)”的信息、“(UV-B)”的信息的例子进行说明。

在图10中，基于第一光电二极管(PD1)1002a的输出的信号(1)经由线1004a被输入到差动电路1003c的负端子和差动电路1003b的负端子。基于光电二极管(PD2)1002b的输出的信号(2)经由线1004b被输入到差动电路1003a的正端子和1003c的正端子。基于光电二极管(PD3)1002c输出的信号(3)经由线1004c被输入到差动电路1003b的正端子和差动电路1003c的负端子。

当信号(1)、信号(2)被输入到差动电路1003c时，从输出端子1005c输出差动信号(1)。该差动信号(1)中包含“(UV-A)+(UV-B)”的信息。当信号(1)、信号(3)被输入到差动电路1003b时，从输出端子1005b输出差动信号(2)。该差动信号(2)中包含“(UV-A)”的信息。当信号(2)、信号(3)被输入到差动电路1003a时，从输出端子1005a输出差动信号(3)。该差动信号(3)中包含“(UV-B)”的信息。

图11示意性地示出以与图10的情况同样地具有三个光电二极管(PD)构造的紫外光用固体受光器件主要部分为一个单位配置12对所得到的构造的紫外光用固体受光器件主要部分1100的光入射面的配置的一例的俯视图。

第一光电二极管(PD1)1101a、第二光电二极管(PD2)1101b、第三光电二极管(PD3)1101c分别以同种的光电二极管(PD)在矩阵中不相邻的方式配置。

接着，对图10所示的受光器件主要部分的制造例之一进行说明。另外，本发明的元件构造不限定于p+np型元件，元件构造的极性为相反的极性也属于本发明的范畴，这在该技术领域中是不言而喻的。

图10所示的受光器件也能够与图3的受光器件同样地通过通常的半导体制造技术形成。因而，在以下的工序的说明中，省略对于该领域的技术人员而言显而易见的内容，简略地记载要点。

在此，光电二极管的PN结部、选择性地使光透过的第一层(A1)、第二层(A2)的形成方法与上述相同，因此省略，只记述在空间上覆盖第三光电二极管(PD3)1002c的受光部且选择性地使第三波长区域的光透过的第三层(A3)的形成方法。

以下，简单地记述形成在空间上覆盖第三光电二极管(PD3)1002c的受光面且选择性地使第三波长区域的光透过的第三层(A3)的过程和条件。

首先，在使用SiO₂设置中间层之后，使用化学气相沉积法形成膜厚为400nm的SiN膜。在此，作为成膜的方法的一例，对使用微波激励等离子体的成膜进行说明。

本发明中的使用微波激励等离子体的成膜的条件例如为将成膜中的压力设为12.7mTorr、将等离子体激励用的微波功率设为2000W、将台温度设为400℃。成膜用的工艺气体使用Ar、N₂、SiH₄、H₂，将气体流量分别设为20sccm、75sccm、1.0sccm、30sccm，以使SiN膜中含有的H量比在空间上覆盖第一光电二极管(PD1)的受光面且选择性地使第一波长区域的光透过的第一层(A1)中含有的H量少并且比在空间上覆盖第二光电二极管(PD2)的受光面且选择性地使第二波长区域的光透过的第二层(A2)中含有的H量多。

在此，在第一层(A1)和第二层(A2)的成膜中，使成膜用的工艺气体的构成元素的比率变化，以使光的吸收端波长在第一层(A1)中为380nm左右、在第二层(A2)中为200nm左右、在第三层(A3)中为315nm左右。其中，折射率和膜厚相等，因此因光的干扰而产生的入射光的透过特性的波长依赖性相等。由此，得到基于第一光电二极管(PD1)的输出的信号(1)与基于第二光电二极管(PD2)的输出的信号(2)之差、基于第三光电二极管(PD3)的输出的信号(3)与基于第一光电二极管(PD1)的输出的信号(1)之差、以及基于第二光电二极管(PD2)的输出的信号(2)与基于第三光电二极管(PD3)的输出的信号(3)之差时的误差变小。

如果使用基于第一光电二极管(PD1)的输出的信号(1)与基于第二光电二极管(PD2)的输出的信号(2)之差，则能够得到光波长范围为200nm-380nm的光的信号。如果使用基于第三光电二极管(PD3)的输出的信号(3)与基于第一光电二极管(PD1)的输出的信号(1)之差，则能够得到光波长范围为315nm-380nm的光的信号。如果使用基于第二光电二极管(PD2)的输出的信号(2)与基于第三光电二极管(PD3)的输出的信号(3)之差，则能够得到光波长范围为200nm-315nm的光的信号。

明确出以下内容：作为如上述那样制作出的本发明的紫外光用固体受光器件的一例，能够检测光波长范围为UV-A和UV-B的光强度、UV-A、UV-B各自的光强度，能够高精度地测定成为对人体产生不良影响的指标的UV指数。使用图12至14来说明结果。

图12是示出向第一光电二极管(PD1)、第二光电二极管(PD2)、第三光电二极管(PD3)入射的光的透过特性的曲线图。

G1表示向第一光电二极管入射的光的透过率，G2表示向第二光电二极管入射的光的透过率，G3表示向第三光电二极管入射的光的透过率。

图13是示出考虑图8所示的向地表照射的太阳光的频谱的、基于第三光电二极管(PD31)的输出的信号(3)与基于第二光电二极管(PD2)的输出的信号(2)之差的输出的相对受光灵敏度的曲线图。能够得到针对UV-A的光波长范围的相对输出。

图14是示出考虑图8所示的向地表照射的太阳光的频谱的、基于第二光电二极管(PD2)的输出的信号(2)与基于第三光电二极管(PD3)的输出的信号(3)之差的输出的相对受光灵敏度的曲线图。能够得到针对UV-B的光波长范围的相对输出。

明确出以下内容：作为如上述那样制作出的本发明的紫外光用固体受光器件的一例，波长为380nm以上的光的相对光灵敏度的累计能够被抑制在总波长光的累计的百分之几以内，从而能够高精度地测定有害的紫外光。使用图8至10来说明结果。

图8是示出第一光电二极管(1)、第二光电二极管(2)以及形成有这些光电二极管的本发明所涉及的受光器件的相对受光灵敏度的曲线图。

图9是示出向地表照射的太阳光的频谱的曲线图。

图10是示出考虑图9所得到的本发明所涉及的受光器件的相对光谱输出的曲线图。

(A)第一光电二极管(1)

最大浓度位置(1-1)＝565nm

最大浓度位置(1-2)＝30nm

(B)第二光电二极管(2)

最大浓度位置(2-1)＝500nm

最大浓度位置(2-2)＝1nm

如根据图10也明确可知的那样，光波长为280nm-380nm的输出(斜线部分)与输出的总光波长的积分值的比例为96％。

到目前为止以UV-A、UV-B的例子说明了本发明，但是本发明并不限定于UV-A、UV-B的例子等，能够还以波长比UV-B短的紫外线、例如UV-C为对象来使本发明具体化。

以下，对本发明的紫外光用固体受光器件的优选的应用例的一个实施方式进行说明。

图15A、图15B是示出将本发明应用于便携式终端装置的情况下的一个实施方式的概要结构图。图15A是概要外观图，图15B是内部结构的框图。

图15A、图15B所示的便携式终端装置701由GPS(Global Positioning System：全球定位系统)定位部703、运算处理部704、存储装置705以及显示部706构成。

作为便携式终端装置701的例子，能够列举具有导航功能的便携电话设备、PDA(Personal Digital Assistants：个人数字助理)、平板、移动PC等移动电子设备、手表、具备电子设备功能的战斗力探测器(scouter)/项链/戒指、遮阳帽等穿戴品。并且，有效地利用本发明的紫外线用受光器件的超小型/廉价的优点，能够还组装到化妆盒、小镜子等来商品化。

GPS定位部703作为第一当前位置运算部发挥功能，用于接收从卫星702发送的位置信息信号来测定当前位置。

运算处理部704被输入用于检测步数的上下加速度传感器708的检测信号以及用于检测方位的角速度传感器709的检测信号，基于这些检查信号来自主测定当前位置，并且执行导航处理。

运算处理部704由微计算机、CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)等构成。

存储装置705包括：ROM 705a，其保存由运算处理部704执行的处理程序，并且存储运算处理中需要的存储表；RAM 705b，其存储运算处理过程中需要的运算结果等；以及非易失性存储器705c，其存储导航处理结束时的当前位置信息。

显示部706显示从运算处理部704输出的导航图像信息，由液晶显示器、有机EL显示器等构成。

计时部707显示使用当前时刻信息被校正的年/月/日/时刻，该当前时刻信息是GPS定位部703进行工作时从GPS定位部703输出的表示年/月/日/时刻的信息。

对运算处理部704输入从GPS定位部703输出的当前位置信息、从计时部707输出的表示年/月/日/时刻的当前时刻信息、从佩戴在保持便携式终端装置701的用户的腰位置的加速度传感器708输出的加速度信息、从安装于便携式终端装置701的陀螺仪等角速度传感器709输出的与用户的步行方向的方位相应的角速度信息、以及从测定向便携式终端装置701照射的紫外线的强度的作为紫外线检测单元的紫外线传感器(紫外光用固体受光器件)710输出的紫外线强度信息。

运算处理部704与通信部711相连接，该通信部711用于与外部的无线通信设备之间进行无线通信。

ROM 705a中保存有各地域位置信息存储表以及UV指数阈值存储表，该UV指数阈值存储表中按地域与一年的月份对应地设定有表示紫外线强度的UV指数的阈值。

此外，ROM 705a中保存有：昼夜判定用处理程序，其用于运算成为昼夜的边界的日出和日落时刻，该昼夜的边界为判定由紫外线传感器710检测出的紫外线强度是否有效的基准；UV指数阈值计算程序，其用于计算UV指数阈值Thuv，该UV指数阈值Thuv同样为判定紫外线强度是否有效的基准；用于进行自主定位运算的自主定位运算用程序；以及运算部选择处理程序，其用于选择由GPS定位部703运算出的当前位置信息和通过基于自主定位用程序的自主定位运算处理运算出的当前位置信息中的某一个。

各地域位置信息存储表中记载有全国的都道府县名、各都道府县的政府所在地名以及政府所在地的纬度(N)和经度(E)。

在UV指数阈值存储表中，针对将日本列岛进行4分割得到的地区、即札幌、筑波、鹿儿岛、那霸，分别按以1月～4月、5月～8月以及9月～12月进行3分割后的月设定了UV指数的阈值THuv。

在5月～8月中，UV指数的阈值THuv与纬度无关，是固定值，但是在1月～4月和9月～12月中，设定为UV指数的阈值THuv随着纬度升高而减小。

另外，运算处理部704按照昼夜判定用处理程序执行成为判别紫外线强度是否有效的基准的昼夜判定用处理和UV指数阈值计算处理。

在该UV指数阈值计算处理中，首先判定是否由GPS定位部703生成了当前位置信息。在由GPS定位部703生成了当前位置信息时，读入由GPS定位部703运算出的当前位置信息，来确定当前位置所属的地区属于札幌、筑波、鹿儿岛以及那霸这4分割区域中的哪一个。

接着，从计时部707读入月份信息，基于所确定出的4分割区域中的某一个和月份信息，参照UV指数阈值存储表来计算出UV指数阈值THuv后结束UV指数阈值计算处理。

并且，运算处理部704按照用于进行自主定位运算的自主定位运算用程序来执行自主定位运算处理。

该自主定位运算处理在通过运算部选择处理选择了自主运算处理时启动，在初始状态下，将前次由GPS定位部703定位出的当前位置设定为初始位置后，作为针对规定的主程序的每隔规定时间(例如10msec)的时钟中断处理来执行。即，首先读入由角速度传感器709检测出的角速度θv，接着对角速度θv进行积分来计算出方位θ后转移到下一个步骤。

接着，读入由加速度传感器708检测出的上下加速度G，根据上下加速度G的变化图案来计算步数P，对计算出的步数P乘以预先设定的步宽W来计算移动距离L，基于计算出的方位θ和移动距离L来更新当前位置信息，将更新后的当前位置信息叠加于地图信息来显示于显示部706后结束时钟中断处理并返回规定的主程序。

另外，运算处理部704按照运算部选择处理程序来执行运算部选择处理，在该运算部选择处理中，选择由GPS定位部703定位出的当前位置信息和通过自主定位运算处理定位出的当前位置信息中的某一个。

在该运算部选择处理中，当对便携式终端装置701接通电源后选择了导航处理时，开始执行该运算部选择处理。

本发明的紫外光用固体受光器件通过有效地利用其小型/轻量的特性，除了能够组装到上述列举出的信息终端装置以外，还能够容易地组装到作为用于化妆的工具盒、便携导航设备、行车记录器、登山用的便携气压计/高度差计、跑表等。

附图标记说明

100、500、600、1100：紫外光用个体受光器件主要部分；100、200、400、500、600、1000、1100：紫外光用个体受光器件；100a：光电二极管(PD)；101、401、1001：半导体基体；200a、400a、501a、601a、1002a、1101a：第一光电二极管(PD1)；200b、400b、501b、601b、1002b、1101b：第二光电二极管(PD2)；1101c：第三光电二极管(PD3)；103a：半导体层区域(1-1)；103b：半导体层区域(2-1)；104a：半导体层区域(1-2)；104b：半导体层区域(2-2)；105a(1)、105b(1)：半导体结(1)；105a(2)、105b(2)：半导体结(2)；106a：最大浓度位置(1-1)；106b：最大浓度位置(2-1)；107：表面；108a：最大浓度位置(1-2)；108b：最大浓度位置(2-2)；109a：半导体层区域(1-3)；109b：半导体层区域(2-3)；110a：层区域(A1)；110b：层区域(A2)；111a：层区域(B1)；111b：层区域(B2)；403、1003a、1003b、1003c：差动电路；404a、404b、1004a、1004b、1004c：线；405、1005a、1005b、1005c：输出端子；701：便携式终端装置；702：卫星；703：GPS定位部；704：运算处理部；705：存储装置；705a：ROM；705b：RAM；705c：非易失性存储器；706：显示部；707：计时部；708：加速度传感器；709：角速度传感器；710：紫外线传感器(紫外光用固体受光器件)；711：通信部；1002c：第三光电二极管(PD3)。