[發明專利]光電二極管陣列

在審

• 申請號: 201380050908.7
• 申請日: 2013-11-26
• 公開（公告）號: CN104685631A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 山中辰己;坂本明;細川暢郎
• 申請（專利權）人: 浜松光子學株式會社
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H01L27/14;H01L27/144;H01L31/10
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 楊琦;黃賢炬

技術領域

本發明涉及一種光電二極管陣列。

背景技術

例如，在專利文獻1中，記載有CT(Computed?Tomography，電腦斷層攝影)裝置等中所使用的光電二極管陣列。在專利文獻1的光電二極管陣列中，在n型的半導體基板的入射面側，二維狀地排列有構成光檢測區域的P⁺型的半導體區域。在各P⁺型的半導體區域，連接有電極。各電極經由與各P⁺型的半導體區域對應而設置的貫通孔而被引出到與入射面相反側的背面側。P⁺型的半導體區域與貫通孔沿著規定的方向交替地配置在半導體基板。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特表2005-533587號公報

發明內容

發明所要解決的問題

在專利文獻1的光電二極管陣列中，需要在相鄰的P⁺型的半導體區域彼此之間設置用于設置貫通孔的足夠的間隔。因此，存在開口率下降的擔憂。另外，在光電二極管陣列中，要求電特性的提高等、提高各種可靠性的情況。

本發明的目的在于提供一種能夠提高開口率和可靠性的光電二極管陣列。

解決技術問題的手段

本發明的一個側面的光電二極管陣列是具備形成在半導體基板的多個光電二極管的光電二極管陣列，光電二極管的各個具有：第1導電型的第1半導體區域，其設置在半導體基板；第2導電型的第2半導體區域，其以圍繞規定區域的方式相對于第1半導體區域設置在半導體基板的一個面側，并與第1半導體區域一起構成光檢測區域；以及貫通電極，其設置在以通過第1半導體區域和規定區域的方式貫通一個面與半導體基板的另一個面之間的貫通孔內，并與第2半導體區域電連接，貫通孔包含從一個面向另一個面擴展的部分。

在該光電二極管陣列中，在光電二極管的各個中，貫通孔通過第1和規定區域，規定區域被第2半導體區域圍繞。第2半導體區域與第1半導體區域一起構成光檢測區域。這里，在作為1個像素的光電二極管的各個中，貫通孔被光檢測區域圍繞。因此，能夠減小相鄰的光電二極管彼此的間隔。因此，能夠提高開口率。此外，在貫通孔被光檢測區域圍繞的情況下，起因于貫通孔的內壁的損傷而產生的泄漏電流容易進入光檢測區域。因此，在貫通孔被光檢測區域圍繞的情況下，優選減少貫通孔的內壁的損傷。在該光電二極管陣列中，貫通孔包含從表面向背面擴展的部分。擴展的部分例如可以由各向異性蝕刻形成。在各向異性蝕刻中，在貫通孔的內壁不易產生損傷。因此，在光電二極管陣列中，能夠減少來自貫通孔的泄漏電流。

在規定區域，可以存在貫通孔通過并具有比第1半導體區域的雜質濃度高的雜質濃度的第1導電型的第3半導體區域，第2半導體區域可以與第3半導體區域隔開，在第2半導體區域與第3半導體區域之間，可以以包圍第3半導體區域的方式存在第1半導體區域的一部分。根據該結構，貫通孔通過具有比第1半導體區域的雜質濃度高的雜質濃度的第3半導體區域。因此，能夠通過第2半導體區域減少在貫通孔的內壁產生并朝向光檢測區域的表面泄漏電流。因此，能夠提高電特性。此外，貫通孔通過的第3半導體區域具有比第1半導體區域的雜質濃度高的雜質濃度，因而能夠緩沖在貫通孔產生的各種應力。因此，能夠提高強度。而且，第2半導體區域與第3半導體區域隔開，在第2半導體區域與第3半導體區域之間存在第1半導體區域的一部分。因此，能夠抑制第2半導體區域與第3半導體區域之間的短路，從而能夠提高電特性。

第3半導體區域的內緣與外緣的間隔可以大于第3半導體區域的外緣與第2半導體區域的內緣的間隔。根據該結構，能夠通過第3半導體區域進一步緩沖在貫通孔產生的各種應力。

第2半導體區域的內緣在從半導體基板的厚度方向看的情況下，可以圍繞另一個面側的貫通孔的開口。根據該結構，第2半導體區域在從半導體基板的厚度方向看的情況下，設置在比貫通孔更外側的范圍。因此，例如，在貫通孔內形成凸點電極的情況等之下，能夠減少施加于構成光檢測區域的第2半導體區域所涉及的應力。

光電二極管的各個可以包含形成在一個面上并使第2半導體區域與貫通電極電連接的接觸電極，接觸電極的外緣在從半導體基板的厚度方向看的情況下，可以圍繞另一個面側的貫通孔的開口。根據該結構，在從半導體基板的厚度方向看的情況下，跨越貫通孔的內側和外側的范圍而設置有接觸電極。因此，能夠提高貫通孔周邊的強度。

一個面側的貫通孔的開口可以呈圓形狀。根據該結構，例如，在貫通孔內形成凸點電極的情況等之下，能夠抑制在貫通孔產生應力集中。

發明的效果