[發明專利]光檢測裝置

有效

• 申請號: 201610031368.3
• 申請日: 2012-08-02
• 公開（公告）號: CN105679841B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 永野輝昌;細川暢郎;鈴木智史;馬場隆
• 申請（專利權）人: 浜松光子學株式會社
• 主分類號: H01L31/02
• 分類號: H01L31/02;H01L31/107;H01L27/144
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司11322
• 代理人: 楊琦

本申請是申請日為2012年8月2日、申請號為201280051795.8、發明名稱為光檢測裝置的專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種光檢測裝置。

背景技術

已知有一種光電二極管陣列(半導體光檢測元件)，其包括以蓋革模式(Geiger mode)動作的多個雪崩光電二極管(avalanche photodiode)、及相對于各雪崩光電二極管串聯連接的滅弧電阻(quenching resistance)(例如，參照專利文獻1)。該光電二極管陣列中，在構成像素的雪崩光電二極管檢測光子并進行蓋革放電時，由連接于雪崩光電二極管的滅弧電阻的動作而獲得脈沖狀的信號。各雪崩光電二極管對光子進行計數。因此，即便在相同時刻有多個光子入射時，也可根據總輸出脈沖的輸出電荷量或信號強度而判明已入射的光子數。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2011-003739號公報

發明內容

發明所要解決的問題

在光檢測裝置中，為了應對大面積化的要求，有將上述光電二極管陣列作為一個信道，使用具有多個信道的半導體光檢測元件的情形。在具有多個信道的半導體光檢測元件中，存在用于引導自各信道輸出的信號的配線的距離(以下稱為「配線距離」)在信道間不同的情形。若配線距離在信道間不同，則受到配線所具有的電阻及電容的影響，時間分辨率在信道間不同。

為了在信道間使時間分辨率相同，而必需根據配線距離較長的信道設定各信道的配線距離。然而，在該情況下，各信道的配線距離相對較長，且時間分辨率的提高存在極限。

本發明的目的在于提供一種可實現大面積化并且更進一步地提高時間分辨率的光檢測裝置。

解決問題的技術手段

本發明為一種光檢測裝置，其包括：半導體光檢測元件，其具有包含相互相對的第一及第二主面的半導體基板；以及搭載基板，其與半導體光檢測元件相對配置并且包含與半導體基板的第二主面相對的第三主面及與該第三主面相對的第四主面；且半導體光檢測元件將包含以蓋革模式動作并且形成于半導體基板內的多個雪崩光電二極管、相對于各雪崩光電二極管串聯連接并且配置于半導體基板的第一主面側的滅弧電阻、以及并聯連接滅弧電阻并且配置于半導體基板的第一主面側的信號線的光電二極管陣列作為一個信道且具有多個信道；搭載基板中，與各信道對應的多個第一電極配置于第三主面側，并且與多個第一電極電連接且處理來自各信道的輸出信號的信號處理部配置于第四主面側，且在半導體基板中，在每個信道形成有與信號線電連接且自第一主面側貫通至第二主面側為止的貫通電極，且貫通電極與對應于該貫通電極的第一電極經由凸塊電極而電連接。

在本發明中，半導體光檢測元件將上述光電二極管陣列作為一個信道且具有多個信道。由此，可實現達成大面積化的光檢測裝置。

在本發明中，在半導體光檢測元件的半導體基板上，與信號線電連接且自第一主面側貫通至第二主面側為止的貫通電極在每個信道形成，且半導體光檢測元件的貫通電極與搭載基板的第一電極經由凸塊電極而電連接。由此，可使各信道的配線距離極短并且可使其值無偏差而一致。因此，配線所具有的電阻及電容的影響明顯得到抑制，時間分辨率提高。

在本發明中，也可進一步包括玻璃基板，其配置于半導體基板的第一主面側且包含與半導體基板的第一主面相對的第五主面及與該第五主面相對的第六主面，且使半導體基板的側面與玻璃基板的側面為同一面。在該情況下，可通過玻璃基板而提高半導體基板的機械強度。因半導體基板的側面與玻璃基板的側面為同一面，故可減少無效空間。

在本發明中，玻璃基板的第六主面也可以是平坦的。在該情況下，可極其容易地進行閃爍器對玻璃基板的設置。

在本發明中，貫通電極也可位于信道的中央區域。在該情況下，可在各信道，縮短自雪崩光電二極管至貫通電極為止的配線距離。

在本發明中，貫通電極也可位于各信道間的區域。在該情況下，可防止于各信道的開口率的降低。

在本發明中，半導體光檢測元件也可進一步包含配置于半導體基板的第一主面側且將信號線與貫通電極連接的第二電極。在該情況下，可將信號線與貫通電極確實地電連接。

發明的效果

根據本發明，可提供一種可實現大面積化并且更進一步地提高時間分辨率的光檢測裝置。

附圖說明