[發(fā)明專利]光檢測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610280956.0
• 申請日: 2012-08-02
• 公開（公告）號: CN105870244B
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 永野輝昌;細(xì)川暢郎;鈴木智史;馬場隆
• 申請（專利權(quán)）人: 浜松光子學(xué)株式會社
• 主分類號: H01L31/107
• 分類號: H01L31/107;H01L27/14;H01L27/146;H01L31/02;H01L31/10
• 代理公司: 北京尚誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11322
• 代理人: 楊琦,黃浩

本申請是申請日為2012年8月2日、申請?zhí)枮?u style="single">201280051817.0、發(fā)明名稱為光檢測裝置的專利申請的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光檢測裝置。

背景技術(shù)

已知的有一種表面入射型的光電二極管陣列(半導(dǎo)體光檢測元件)，其具備以蓋革模式(Geiger mode)動作的多個(gè)雪崩光電二極管(avalanche photodiode)、以及相對于各雪崩光電二極管串聯(lián)連接的滅弧電阻(quenching resistance)(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。在該光電二極管陣列中，在形成有構(gòu)成各像素的雪崩光電二極管的半導(dǎo)體基板設(shè)置有滅弧電阻。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2011-003739號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的問題

在專利文獻(xiàn)1中記載的表面入射型的半導(dǎo)體光檢測元件中，滅弧電阻配置在半導(dǎo)體基板的光入射面(表面)側(cè)。因此，對應(yīng)于配置滅弧電阻的空間，開口率不得不降低，開口率的提高存在極限。

此外，在背面入射型的半導(dǎo)體光檢測元件中，滅弧電阻配置在半導(dǎo)體基板的與光入射面相對的面(背面)側(cè)。在背面入射型的半導(dǎo)體光檢測元件中，存在因像素?cái)?shù)的增加等因素而導(dǎo)致各像素的尺寸小的情況。在該情況下，在工藝(Process)設(shè)計(jì)的制約上，有時(shí)不得不在各像素的區(qū)域(有源區(qū)域)外配置滅弧電阻。各雪崩光電二極管以蓋革模式動作時(shí)所形成的倍增區(qū)域位于有源區(qū)域內(nèi)。結(jié)果，對應(yīng)于將滅弧電阻配置在有源區(qū)域外，開口率不得不降低。

本發(fā)明的目的在于提供一種可以顯著提高開口率的光檢測裝置。

解決問題的技術(shù)手段

本發(fā)明是一種光檢測裝置，其具備：半導(dǎo)體光檢測元件，其具有包含相互相對的第一和第二主面的半導(dǎo)體基板；以及搭載基板，其與半導(dǎo)體光檢測元件相對配置并且具有與半導(dǎo)體基板的第二主面相對的第三主面；半導(dǎo)體光檢測元件包含以蓋革模式動作并且形成在半導(dǎo)體基板內(nèi)的多個(gè)雪崩光電二極管、以及相對于各雪崩光電二極管電連接并且配置在半導(dǎo)體基板的第二主面?zhèn)鹊牡谝浑姌O；搭載基板包含對應(yīng)于每個(gè)第一電極而配置在第三主面?zhèn)鹊亩鄠€(gè)第二電極、以及相對于各第二電極電連接并且配置在第三主面?zhèn)鹊臏缁‰娐罚坏谝浑姌O與對應(yīng)于該第一電極的第二電極經(jīng)由凸點(diǎn)電極而連接。

在本發(fā)明中，滅弧電路配置在搭載基板而非半導(dǎo)體光檢測元件的半導(dǎo)體基板。因此，在半導(dǎo)體基板中，不考慮配置滅弧電路的空間而形成各雪崩光電二極管。其結(jié)果，能夠顯著提高光檢測裝置(半導(dǎo)體光檢測元件)的開口率。

在本發(fā)明中，可選地，各雪崩光電二極管具有：第一導(dǎo)電型的半導(dǎo)體基板；第二導(dǎo)電型的第一半導(dǎo)體區(qū)域，其形成在半導(dǎo)體基板的第一主面?zhèn)龋坏诙?dǎo)電型的第二半導(dǎo)體區(qū)域，其形成在第一半導(dǎo)體區(qū)域內(nèi)且雜質(zhì)濃度比第一半導(dǎo)體區(qū)域高；以及第三電極，其配置在半導(dǎo)體基板的第一主面?zhèn)惹译娺B接于第二半導(dǎo)體區(qū)域；在半導(dǎo)體基板中，針對雪崩光電二極管而形成有從第一主面?zhèn)蓉炌ㄖ恋诙髅鎮(zhèn)葹橹骨覍?yīng)的第三電極與第一電極電連接的貫通電極。在該情況下，在使用表面入射型的半導(dǎo)體光檢測元件的情況下，也能夠顯著提高開口率。另外，第三電極與第一電極經(jīng)由貫通電極而電連接，故經(jīng)由第三電極、貫通電極、第一電極、凸點(diǎn)電極、以及第二電極的從第二半導(dǎo)體區(qū)域至滅弧電路為止的配線距離比較較短。因此，配線所具有的電阻及電容的影響得到抑制，時(shí)間分辨率提高。

在本發(fā)明中，可選地，各雪崩光電二極管具有：第一導(dǎo)電型的半導(dǎo)體基板；第二導(dǎo)電型的第一半導(dǎo)體區(qū)域，其形成在半導(dǎo)體基板的第二主面?zhèn)龋坏谝粚?dǎo)電型的第二半導(dǎo)體區(qū)域，其與第一半導(dǎo)體區(qū)域構(gòu)成PN結(jié)且雜質(zhì)濃度比半導(dǎo)體基板高；第一半導(dǎo)體區(qū)域與第一電極電連接。在該情況下，在使用背面入射型的半導(dǎo)體光檢測元件的情況下，也能夠顯著提高開口率。另外，第一電極與第二電極經(jīng)由凸點(diǎn)電極而電連接，故從第一半導(dǎo)體區(qū)域至滅弧電路為止的配線距離極其短。因此，配線所具有的電阻及電容的影響明顯得到抑制，時(shí)間分辨率更進(jìn)一步地提高。

在本發(fā)明中，可選地，搭載基板還包含并聯(lián)連接有滅弧電路的共用電極。在該情況下，不延長配線距離便能夠并聯(lián)地連接各雪崩光電二極管(滅弧電路)。

在本發(fā)明中，可選地，滅弧電路是無源滅弧電路或有源滅弧電路。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種可以顯著提高開口率的光檢測裝置。

附圖說明