光检测装置制造方法及图纸

光检测装置包括：具有彼此相对的第一主面和第二主面的半导体基板；和在厚度方向上贯通半导体基板的多个贯通电极。半导体基板具有以盖革模式工作的多个雪崩光电二极管。多个贯通电极与对应的雪崩光电二极管电连接。半导体基板包括：至少在第一方向上排列有多个雪崩光电二极管的第一区域；和二维排列有多个贯通电极的第二区域。第一区域和第二区域，从与第一主面正交的方向看在与第一方向正交的第二方向上排列。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光检测装置
本专利技术涉及光检测装置。
技术介绍
已知一种光检测装置，其包括：具有彼此相对的第一主面和第二主面的半导体基板；和在厚度方向上贯通半导体基板的多个贯通电极(例如参照专利文献1)。半导体基板具有以盖革模式工作的多个雪崩光电二极管。多个贯通电极与对应的雪崩光电二极管电连接。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-89919号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术的一个方式的目的在于提供一种在确保光检测精度的同时提高光检测的分辨率的光检测装置。解决课题的技术手段本专利技术人调查研究的结果，新发现了如下所述的事实。在具有多个像素的光检测装置中，为了提高光检测的分辨率，考虑缩小各像素的大小并且使像素间的节距变窄。像素的大小越小，各像素的光灵敏度越低。因此，当像素间的节距变窄时，光检测精度有可能降低。难以兼顾光检测精度的确保和光检测分辨率的提高。为了确保光灵敏度，各像素包括以盖革模式工作的雪崩光电二极管。以盖革模式工作的雪崩光电二极管，由于施加了击穿电压以上的反向电压，所以具有比像素大小相同的一般光电二极管高得多的光灵敏度。在为了从雪崩光电二极管读取信号而使用贯通电极的情况下，在半导体基板上需要按每个像素设置的贯通电极的配置区域，所以像素间的节距受到限制。因此，光检测的分辨率难以提高。在为了从雪崩光电二极管读取信号而使用接合线的情况下，当像素间的节距较小时，有可能发生以下问题。因线配置的物理制约和线间的寄生电容的产生等，有可能导致时间响应性降低并且产生噪音。时间响应性的降低和噪音的产生，导致光检测精度的下降。本专利技术人对于在确保光检测精度的同时提高光检测的分辨率的结构进行了锐意研究。本专利技术人研究出以下结构。半导体基板包括：多个雪崩光电二极管至少在第一方向上排列的第一区域；和多个贯通电极二维排列的第二区域。第一区域和第二区域，从与第一主面正交的方向看在与第一方向正交的第二方向上排列。在上述结构中，由于第一区域和第二区域分别设置，所以不考虑贯通电极的配置区域就能够使由雪崩光电二极管构成的像素间的节距变窄。通过像素间的节距变窄，光检测的分辨率提高。由于各像素包括雪崩光电二极管并且来自各雪崩光电二极管的信号读取使用贯通电极，所以在确保光灵敏度的同时，能够实现时间响应性的确保和噪音的产生的抑制。因此，在上述结构中，能够确保光检测精度，同时提高光检测的分辨率。本专利技术的一个方式是一种光检测装置，其包括：半导体基板；和在厚度方向上贯通半导体基板的多个贯通电极。半导体基板具有彼此相对的第一主面和第二主面，并且具有以盖革模式工作的多个雪崩光电二极管。多个贯通电极与多个雪崩光电二极管中的对应的雪崩光电二极管电连接。半导体基板包括：至少在第一方向上排列有多个雪崩光电二极管的第一区域；和二维排列有多个贯通电极的第二区域。第一区域和第二区域，从与第一主面正交的方向看在与第一方向正交的第二方向上排列。本专利技术的一个方式的光检测装置中，半导体基板具有第一区域和第二区域，第一区域和第二区域在与第一方向正交的第二方向上排列。因此，在本专利技术的一个方式中，能够确保光检测精度，同时提高光检测的分辨率。在本专利技术的一个方式的光检测装置中，第一方向上的位置彼此不同的、多个雪崩光电二极管中的各雪崩光电二极管，可以与不同的贯通电极电连接。在这种情况下，按在第一方向上排列的每个雪崩光电二极管设置有贯通电极。因此，第一方向上的雪崩光电二极管的节距变窄，由此能够进一步提高第一方向上的光检测的分辨率。在本专利技术的一个方式的光检测装置中，第一区域可以呈以第一方向为长边方向的矩形形状。多个雪崩光电二极管可以在第一区域二维排列。在这种情况下，各像素在第二方向上扩展，所以各像素的光灵敏度提高。因此，在本方式中，第一方向上的光检测的分辨率进一步提高。在本专利技术的一个方式的光检测装置中，多个雪崩光电二极管可以构成在第一方向上排列成一列的多个像素。同一像素中包含的多个雪崩光电二极管，与同一贯通电极电连接。在本专利技术的一个方式的光检测装置中，多个雪崩光电二极管可以在第一方向上排列成一列。在这种情况下，在与第一方向正交的方向上没有配置多个雪崩光电二极管，所以能够抑制背景光的受光。因此，在本方式中，背景光的受光导致的暗计数率(darkcountrate)减少，所以容易确保光检测精度。在本专利技术的一个方式的光检测装置中，可以在半导体基板上形成有配置有多个贯通电极的多个贯通孔。雪崩光电二极管的节距，可以比第一主面上的贯通孔的开口的直径小。在这种情况下，由于雪崩光电二极管的节距比贯通孔的开口的直径小，所以在本方式中，光检测的分辨率提高。在本专利技术的一个方式的光检测装置中，第二区域可以包括在第二方向上分开的第三区域和第四区域。第一区域位于第三区域与第四区域之间。多个贯通电极可以包括：位于第三区域的多个第一贯通电极和位于第四区域的多个第二贯通电极。在这种情况下，第二区域被分为位于第一区域的第二方向上的两侧的第三区域和第四区域，所以与第二区域没有被分为第三区域和第四区域的结构相比，将贯通电极和雪崩光电二极管连接的配线的配置密度较小。因此，即使在像素间的节距进一步变窄的情况下，也能够抑制配线间的寄生电容的产生。因此，在本方式中，能够确保光检测精度，同时进一步提高光检测的分辨率。在本专利技术一个方式的光检测装置中，多个第一贯通电极，从与第一主面正交的方向看，可以排列成第一方向为行方向且第二方向为列方向的行列状。多个第二贯通电极，从与第一主面正交的方向看，可以排列成第一方向为行方向且第二方向为列方向的行列状。多个第一贯通电极的列与多个第二贯通电极的列，可以位于同一直线上。在这种情况下，由于第三区域中的第一贯通电极的列与第四区域中的第二贯通电极的列没有偏移，所以容易形成配置有贯通电极的贯通孔。因此，在本方式中，容易实现在确保光检测精度的同时提高光检测的分辨率的光检测装置。在本专利技术的一个方式的光检测装置中，第一区域可以包括在第一方向上相邻的第五区域和第六区域。多个雪崩光电二极管可以包括：位于第五区域的多个第一雪崩光电二极管和位于第六区域的多个第二雪崩光电二极管。排列在同一直线上的多个第一贯通电极和多个第二贯通电极，可以分别与多个第一雪崩光电二极管和多个第二雪崩光电二极管电连接。在第一方向上越靠近第一区域的一端的第一雪崩光电二极管，可以越是与远离第一区域的第一贯通电极电连接，在第一方向上越靠近一端的第二雪崩光电二极管，可以越是与靠近第一区域的第二贯通电极电连接。在相邻的两个雪崩光电二极管之间，雪崩光电二极管与贯通电极之间的配线长度之差小的情况下，与上述配线长度之差大的情况相比，相邻的雪崩光电二极管之间的信号读取时间的偏差较小。在本方式中，上述配线长度之差较小，因此，即使在例如从位于最靠第一区域的一端的雪崩光电二极管起依次读取信号的情况下，在第一方向上相邻的两个雪崩光电二极管之间的信号读取的时间偏差也小。在第一方向上从雪崩光电二极管依次读取信号的情况下，容易进行光检测装置的后段的信号的处理。在本专利技术的一个方式的光检测装置中，与第一贯通电极电连接的雪崩光电二极管和与第二贯通电极电连接的雪崩光电二极管，可以在第一方向上交替排列。在这种情况下，由于将雪崩光电二极管和贯通电极连接的配线的第一方向上的间隔变宽，所以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光检测装置，其特征在于，包括：半导体基板，其具有彼此相对的第一主面和第二主面，并且具有以盖革模式工作的多个雪崩光电二极管；和与所述多个雪崩光电二极管中的对应的雪崩光电二极管电连接，并且在厚度方向上贯通所述半导体基板的多个贯通电极，所述半导体基板具有：至少在第一方向上排列有所述多个雪崩光电二极管的第一区域；和二维排列有所述多个贯通电极的第二区域，所述第一区域和所述第二区域，从与所述第一主面正交的方向看在与所述第一方向正交的第二方向上排列。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.11 JP 2016-2207771.一种光检测装置，其特征在于，包括：半导体基板，其具有彼此相对的第一主面和第二主面，并且具有以盖革模式工作的多个雪崩光电二极管；和与所述多个雪崩光电二极管中的对应的雪崩光电二极管电连接，并且在厚度方向上贯通所述半导体基板的多个贯通电极，所述半导体基板具有：至少在第一方向上排列有所述多个雪崩光电二极管的第一区域；和二维排列有所述多个贯通电极的第二区域，所述第一区域和所述第二区域，从与所述第一主面正交的方向看在与所述第一方向正交的第二方向上排列。2.如权利要求1所述的光检测装置，其特征在于：在所述第一方向上的位置彼此不同的、所述多个雪崩光电二极管中的各雪崩光电二极管，与不同的贯通电极电连接。3.如权利要求2所述的光检测装置，其特征在于：所述第一区域呈以所述第一方向为长边方向的矩形形状，所述多个雪崩光电二极管在所述第一区域二维排列。4.如权利要求3所述的光检测装置，其特征在于：所述多个雪崩光电二极管构成在所述第一方向上排列成一列的多个像素，同一所述像素中包含的多个所述雪崩光电二极管，与同一所述贯通电极电连接。5.如权利要求1或2所述的光检测装置，其特征在于：所述多个雪崩光电二极管在所述第一方向上排列成一列。6.如权利要求1～5中任一项所述的光检测装置，其特征在于：在所述半导体基板上形成有配置有所述多个贯通电极的多个贯通孔，所述雪崩光电二极管的节距，比所述第一主面上的所述贯通孔的开口的直径小。7.如权利要求1～6中任一项所述的光检测装置，其特征在于：所述第二区域包括在所述第二方向上分开的第三区域和第四区域，所述第一区域位于所述第三区域与所述第四区域之间，所述多个贯通电极包括：位于所述第三区域的多个第一贯通电极和位于所述第四区域的多个第二贯通电极。8.如权利要求7所述的光检测装置，其特征在于：所述多个第一贯通电极，从与所述第一主面正交的方向看，排列成所述第一方向为行方向且所述第二方向为列方向的行列状，所述多个第二贯通电极，从与所述第一主面正交的方向看，排列成所述第一方向为行方向且所述第二方向为列方向的行列状，所述多个第一贯通电极的列与所述多个第二贯通电极的列，位于同一直线上。9.如权利要求8所述的光检测装置，其特征在于：所述第一区域包括在所述第一方向上相邻的第五区域和第六区域，所述多个雪崩光电二极管包括：位于所述第五区域的多个第一雪崩光电二极管和位于所述第六区域的多个第二雪崩光电二极管，排列在所述同一直线上的所述多个第一贯通电极和所述多个第二贯通电极，分别与所述多个第一雪崩光电二极管和所述多个第二雪崩光电二极管电...

【专利技术属性】
技术研发人员：石田笃司，马场隆，永野辉昌，细川畅郎，
申请(专利权)人：浜松光子学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP