[發明專利]光檢測裝置

有效

• 申請號: 201780046066.6
• 申請日: 2017-07-26
• 公開（公告）號: CN109564953B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 石田篤司;細川暢郎;永野輝昌;馬場隆
• 申請（專利權）人: 浜松光子學株式會社
• 主分類號: H01L31/107
• 分類號: H01L31/107;H01L27/146
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 楊琦

光檢測裝置包括：半導體基板；具有配置于半導體基板的第一主面側的受光區域且在半導體基板二維排列的多個雪崩光電二極管；以及與對應的受光區域電連接的貫通電極。貫通電極配置于在多個雪崩光電二極管被二維排列的區域內貫通半導體基板的貫通孔。在半導體基板的第一主面側，包圍貫通孔的槽形成于貫通孔和與貫通孔相鄰的受光區域之間的區域。槽的邊緣與被槽包圍的貫通孔的邊緣的第一距離比槽的邊緣與和被槽包圍的貫通孔相鄰的受光區域的邊緣的第二距離長。

技術領域

本發明涉及光檢測裝置。

背景技術

已知有一種具有包括彼此相對的第一主面以及第二主面的半導體基板的光檢測裝置(例如，參照專利文獻1)。專利文獻1所記載的光檢測裝置具備：在蓋格模式下工作的多個雪崩光電二極管；以及與對應的雪崩光電二極管電連接的貫通電極。多個雪崩光電二極管二維排列在半導體基板。各個雪崩光電二極管具有配置于半導體基板的第一主面側的受光區域。貫通電極配置于在厚度方向上貫通半導體基板的貫通孔。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2015-61041號公報

發明內容

發明所要解決的課題

本發明的一個方式的目的在于，提供一種光檢測裝置，其確保開口率并且減少表面漏電流向雪崩光電二極管的流入，且難以在半導體基板中的貫通孔的周圍產生構造缺陷。

解決課題的技術手段

本發明人們通過調查研究，結果發現了以下新的事實。

在光檢測裝置具備多個雪崩光電二極管的情況下，例如，為了縮短距雪崩光電二極管的配線距離，貫通電極被配置在多個雪崩光電二極管被二維排列的第一區域內。在貫通電極配置于第一區域外的情況下，與貫通電極配置于第一區域內的情況相比，從雪崩光電二極管至貫通電極的配線距離長，且雪崩光電二極管之間的配線距離的差大。配線距離與配線電阻以及寄生電容等相關，影響光檢測裝置中的檢測精度。

配置有貫通電極的貫通孔在光檢測時成為死區。因此，在貫通電極配置于第一區域內的情況下，與貫通電極配置于第一區域外的情況相比，對于光檢測有效的面積小，即開口率有可能下降。如果開口率下降，則光檢測裝置的光檢測特性下降。

為了抑制開口率下降，優選盡可能縮小死區。例如，通過縮小雪崩光電二極管與貫通孔(貫通電極)的間隔來確保開口率。但是，在雪崩光電二極管與貫通孔的間隔小的情況下，與雪崩光電二極管與貫通孔的間隔大的情況相比，表面漏電流更容易從貫通孔流入雪崩光電二極管。其結果，有可能對光檢測裝置中的檢測精度帶來不良影響。

因此，本發明人們對于確保開口率并且減少表面漏電流流入雪崩光電二極管的結構進行了積極的研究。

本發明人們發現了以下的結構：在半導體基板的第一主面側，包圍貫通孔的槽形成于貫通孔和與該貫通孔相鄰的雪崩光電二極管的受光區域之間的區域。在該結構中，由于包圍貫通孔的槽形成于貫通孔和與該貫通孔相鄰的雪崩光電二極管的受光區域之間的區域，所以，即使在受光區域與貫通電極(貫通孔)的間隔小的情況下，也能減少表面漏電流從貫通孔流入雪崩光電二極管。

本發明人們還發現，包圍貫通孔的槽形成于半導體基板，由此會產生新的問題。包圍貫通孔的槽形成于貫通孔與受光區域之間的狹小區域。因此，在半導體基板中的槽和被該槽所包圍的貫通孔之間的區域，有可能產生構造缺陷。構造缺陷例如是半導體基板的破裂或者殘缺等。在從槽的邊緣至被該槽所包圍的貫通孔的邊緣的第一距離是從槽的邊緣至與被該槽包圍的貫通孔相鄰的受光區域的邊緣的第二距離以下的情況下，與第一距離比第二距離長的情況相比，容易產生構造缺陷。