[發明專利]受光元件和電子設備

在審

• 申請號: 202010595353.6
• 申請日: 2019-07-01
• 公開（公告）號: CN111900178A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 蛯子芳樹;閨宏司;佐野拓也
• 申請（專利權）人: 索尼半導體解決方案公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;G01S17/08;H04N5/369
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 衛李賢;曹正建

本發明涉及受光元件和電子設備。其中，所述受光元件可包括：第一溝槽部，所述第一溝槽部設置在半導體層中，所述半導體層在截面圖中位于片上透鏡和多層配線層之間；第二溝槽部，所述第二溝槽部在所述截面圖中位于所述半導體層中且鄰近所述第一溝槽部；光電二極管，所述光電二極管在所述截面圖中位于所述半導體層中且在所述第一溝槽部和所述第二溝槽部之間；第一傳輸晶體管，所述第一傳輸晶體管將所述光電二極管中生成的電荷傳輸至第一浮動擴散區域；第二傳輸晶體管，所述第二傳輸晶體管將所述光電二極管中生成的電荷傳輸至第二浮動擴散區域；以及電荷排出晶體管，所述電荷排出晶體管排出所述光電二極管中累積的電荷。

本申請是申請日為2019年7月1日、發明名稱為“受光元件、測距模塊和電子設備”的申請號為201910584523.8的專利申請的分案申請。

技術領域

本技術涉及一種受光元件、測距模塊和電子設備，更特別地，涉及一種被設計成能夠改善特性的受光元件、測距模塊和電子設備。

背景技術

使用間接飛行時間(ToF：time of flight)方法的測距系統是眾所周知的。在這樣的測距系統中，通過接收從發光二極管(LED：light emitting diode)或激光器以特定相位發射并被物體反射的有源光(active light)的反射光而獲得的信號電荷以高速分配到不同區域。因此，需要能夠分配的傳感器。

鑒于此，例如已經提出了一種技術：通過將電壓直接施加到基板并因此在基板中產生電流，能夠對傳感器的基板中的寬區域進行高速調制(例如，參見專利文獻1)。這種傳感器也稱為電流輔助光子解調器(CAPD：current assisted photonic demodulator)傳感器。

引用列表

專利文獻

專利文獻1JP 2011-86904 A

發明內容

技術問題

然而，通過上述技術難以獲得具有足夠特性的CAPD傳感器。

例如，上述CAPD傳感器是表面照射型傳感器，其中，在基板的接收來自外部的光的一側的表面上設置配線等。

為了確保光電轉換區域，期望不存在會阻擋光電二極管(PD：photodiode)或光電轉換部的受光面側的入射光的光路的配線等。然而，在表面照射型CAPD傳感器中，根據結構，在PD的受光面側設置用于提取電荷的配線、各種控制線和信號線。結果，光電轉換區域受到限制。也就是說，難以確保足夠的光電轉換區域，并且諸如像素靈敏度等特性可能劣化。

此外，在CAPD傳感器用于受外部光照射的場合的情況下，外部光分量成為間接ToF方法中的噪聲分量，在間接ToF方法中，利用有源光進行測距。因此，為了確保足夠的信噪比(SN(signal-to-noise)比)并獲得距離信息，必須確保足夠的飽和信號量(Qs)。然而，在表面照射型CAPD傳感器中，配線布局存在限制，因此，必須采取措施來使用不涉及配線電容器的技術，例如提供用于確保電容的附加晶體管。

在許多情況下，使用波長約為940nm的近紅外光(其對應于太陽光的窗口)作為光源。由于形成半導體層的硅的吸收系數低，因此，近紅外光具有低量子效率。因此，需要增加形成光電轉換區域的硅的厚度。在硅厚的情況下，經過光電轉換的電荷需要很長時間才能到達用于吸引電荷的電極。在切換分配之后，在某些情況下一些電荷到達電極，從而導致錯誤的信號。結果，測距精度可能會降低。換句話說，傳感器的特性可能會劣化。

本技術是鑒于上述情況而作出的，并且本技術使得ToF傳感器的特性得到改善。

解決問題的方案

根據本技術的第一方面的受光元件包括：

片上透鏡；

配線層；以及