[發明專利]光電二極管陣列、其制造方法和放射線檢測器

無效

• 申請號: 200910007245.6
• 申請日: 2003-08-07
• 公開（公告）號: CN101488507A
• 公開（公告）日: 2009-07-22
• 發明（設計）人: 柴山勝己
• 申請（專利權）人: 浜松光子學株式會社
• 主分類號: H01L27/14
• 分類號: H01L27/14;H01L21/82;H01L21/71;G01T1/164
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司
• 代理人: 龍 淳

本申請是申請日為2003年8月7日、申請號為03819337.X、發明名稱為光電二極管陣列、其制造方法和放射線檢測器的專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種光電二極管陣列、其制造方法和放射線檢測器。

背景技術

當安裝CT用光電二極管時，需要沿三維方向安裝。為了三維安裝，需要從光入射面的相反側輸出信號，因此，一般使用背面入射型光電二極管陣列。

就背面入射型光電二極管陣列而言，若pn結部與光入射面之間的距離大，則基板內產生的載流子在移動到pn結部之前的過程中再耦合，不能作為信號取出。因此，為了提高檢測靈敏度，需要盡可能減小pn結部與光入射面的距離。

提出了減小該距離的背面入射型光電二極管陣列(特開平7-333348號公報)。

圖15是該光電二極管陣列的側截面圖。

在該光電二極管陣列101中，從基板的一側到n型層103，形成方柱狀的p型擴散層105。

但是，由于通過注入雜質來形成p型擴散層105，所以難以在得到充分靈敏度的厚度之前，均勻形成雜質層。

這樣，上述光電二極管陣列存在難以制造的缺陷。

另外，若薄板化光電二極管陣列整體，則無法維持機械強度，存在在此后的工序中易破損的問題。

因此，考慮局部薄膜化光電二極管陣列的方法。即，考慮僅變薄形成光電二極管的區域，在維持機械強度的同時，減小pn結部與光入射面的距離。

圖16是該光電二極管陣列的側截面圖。

在該光電二極管陣列中，從被檢測光入射面側僅變薄n型層103的形成有p型擴散層105的區域，將未變薄的區域作為框部，保持原來的半導體基板的厚度不變，維持機械強度。該光電二極管陣列從與形成有pn結部的一側(表面)相反的一側(背面)開始，在對應于各個pn結部的位置上形成n型基板的凹部。即，對應于一個pn結部像素，形成一個凹部。在pn結部像素與相鄰的pn結部像素之間形成凸部。

但是，若將上述光電二極管陣列用作放射線檢測器，則邊將光電二極管陣列的凸部吸附于筒夾上，倒裝片(flip-chip)結合于安裝基板上，邊使閃爍器抵接于光電二極管陣列的凸部上。

此時，凸部的抵接面受到機械損害，泄漏電流和載流子的產生引起的暗電流增加。

由于該凸部形成于n型層，所以通過入射到凸部自身的光或放射線產生載流子，入射到任一pn結部像素上，由此構成串擾的原因。

另外，就該光電二極管陣列而言，由于以與背面側大致成55度的斜面形成凹部，所以越接近pn結形成面側，凹部的面積越窄，凹部底面的面積變小。

從而，為了得到機械強度，若要確保框部的寬度，則在pn結形成面側無法取得充分的光檢測部面積，無法提高數值孔徑。

發明內容

本發明為了解決上述問題而作出，其目的在于提供一種在確保機械強度的同時、可使數值孔徑提高并提高檢測靈敏度的光電二極管陣列和放射線檢測器。

為了解決上述問題，本發明的光電二極管陣列的特征在于：配備有半導體基板，該基板在光入射面側具有多個入射面側凹部，同時，在與上述光入射面相反的一側，對應于各自上述入射面側凹部，具有多個相反面側凹部，在上述半導體基板的上述相反面側凹部的底部，配備pn結。

在本發明的光電二極管陣列中，在半導體基板的兩面形成凹部。

因為各個凹部的底部相對，所以形成于相反面側凹部的底部的pn結與光放射面的距離減小。

另外，由于形成有pn結的區域以外可作為框部保留原來基板的厚度不變，所以可維持半導體基板的機械強度。

通過從兩面變薄半導體基板來形成凹部。

在變薄時，隨著沿基板的深度方向前進，凹部的底部面積減小。

因此，若pn結部與光入射面之間的距離相同，則與僅從任一單面側形成凹部的情況相比，在兩面形成有凹部時可拓寬凹部底面的面積，可增加光檢測部的面積，即提高數值孔徑。

另外，在入射面側凹部的底面面積比上述相反面側凹部的底部面積大的情況下，可使在位于入射面側凹部周圍的厚的框部衰減的能量線的量減少，可使數值孔徑提高。

特征在于也可以是pn結從相反面側凹部的底部延伸到包圍該相反面側凹部的相反面側框部。

此時，可抑制在底部與框部之間產生的無用載流子的影響。