光电转换器件、测距装置和信息处理系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及光电转换器件、测距装置和信息处理系统。一种光电转换器件包括：被配置为产生电子的第一光电转换部分；被配置为产生空穴的第二光电转换部分；包含被配置为收集产生的电子的n型第一半导体区域和被配置为收集产生的空穴的p型第二半导体区域的电荷‑电压转换部分，电荷‑电压转换部分被配置为将基于电子和空穴的电荷转换成电压；和被配置为产生与电压对应的信号的信号产生部分，信号产生部分包含放大晶体管。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光电转换器件。
技术介绍
存在利用飞行时间(TOF)方法的测距装置(距离传感器)。在TOF方法中，用由光源发射的光照射距离测量的目标，并且接收被目标反射的光。基于光速与从照射到光接收的时段之间的关系，计算到目标的距离。这里，由用于测距的光源发射并且被目标反射的光被称为信号光。除了信号光以外，接收的光还包含源自与用于测距的光源不同的光源的光(环境光)，诸如自然光或人工光。为了提高测距精度，使环境光与信号光相互分开是有效的。日本专利公开No.2005-303268(美国专利申请No.2007/0103748)公开了通过用光检测元件执行测距的装置来去除与环境光对应的成分的技术。根据该申请的第二实施例，光检测元件包含具有适于取出空穴的结构的第一感光单元和具有适于取出电子的结构的第二感光单元。在第一感光单元处产生的空穴通过门单元由空穴保持单元保持，在第二感光单元处产生的电子通过门单元由电子保持单元保持。由空穴保持单元保持的空穴和由电子保持单元保持的电子通过再组合单元被再组合，并且，在再组合之后残留的载流子作为目的载流子通过输出单元被取出。日本专利公开No.2008-89346(美国专利申请No.2008/0079833)公开了通过选择性地导通多个电荷存储部分和多个电容器以提取存储于多个电荷存储部分中的电荷的差值成分而去除源自背景光(环境光)的噪声的技术。
技术实现思路
根据本公开的光电转换器件包括：被配置为产生电子的第一光电转换部分；被配置为产生空穴的第二光电转换部分；包含被配置为收集电子的n型第一半导体区域和被配置为收集空穴的p型第二半导体区域的电荷-电压转换部分，电荷-电压转换部分被配置为将基于电子和空穴的电荷转换成电压；以及被配置为产生与电压对应的信号的信号产生部分，信号产生部分包含放大晶体管。参照附图阅读示例性实施例的以下描述，本专利技术的其它特征将变得清晰。附图说明图1A和图1B是用于描述光电转换器件、测距装置和信息处理系统的示意图。图2是用于描述光电转换器件的操作的示意图。图3是用于描述光电转换器件的电路的示意图。图4A～4C是用于描述光电转换器件的操作的示意图。图5A～5D是用于描述光电转换器件的结构的示意图。图6A～6D是用于描述光电转换器件的结构的示意图。图7是用于描述光电转换器件的电路的示意图。图8是用于描述光电转换器件的操作的示意图。具体实施方式实施例提供能够提高信号的精度的光电转换器件。在根据日本专利公开No.2005-303268(美国专利申请No.2007/0103748)的技术中，没有充分考虑使用用于空穴的光电转换单元(感光单元)和用于电子的光电转换单元(感光单元)的情况下的电子和空穴的移动。因此，存在电子和空穴不被有效地收集且基于电子和空穴产生的信号的精度下降的可能性。因此，实施例提供能够提高基于电子和空穴产生的信号的精度的光电转换器件。根据实施例的第一方面的光电转换器件包括产生电子的第一光电二极管、产生空穴的第二光电二极管、收集由第一光电二极管产生的电子的n型第一半导体区域、收集由第二光电二极管产生的空穴的p型第二半导体区域、与第一半导体区域和第二半导体区域共连的信号产生部分、向第一光电二极管的阳极供给第一电势的第一电势供给部分、以及向第二光电二极管的阴极供给第二电势的第二电势供给部分。第二电势比第一电势高。根据第一方面，提供能够提高基于电子和空穴产生的信号的精度的光电转换器件。在根据日本专利公开No.2008-89346(美国专利申请No.2008/0079833)的技术中，如在段落0109和0110中描述的那样，在选择性地切换多个电荷存储部分和多个电容器的导通时产生的切换噪声(kCT噪声)使信噪比劣化。因此，在该技术中，难以精确地提取存储于多个电荷存储部分中的电荷的差值成分。因此，实施例提供精确地产生与多个光电转换部分之间的电荷差对应的信号的光电转换器件。根据实施例的第二方面的光电转换器件包括产生电子的第一光电转换部分、产生空穴的第二光电转换部分、收集由第一光电转换部分产生的电子的n型第一半导体区域、收集由第二光电转换部分产生的空穴的p型第二半导体区域、以及与第一半导体区域与第二半导体区域共连的信号产生部分。复位时段中的供给到第一半导体区域的第一电势与供给到第二半导体区域的第二电势之间的差值小于0.10V。根据第二方面，提供精确地产生与多个光电转换部分之间的电荷差对应的信号的光电转换器件。在根据日本专利公开No.2005-303268(美国专利申请No.2007/0103748)的技术中，没有对于单独地设置空穴保持单元和电子保持单元的情况下的再组合单元的配置给予充分的考虑。因此，实施例提供能够以简单的配置获得与由多个光电转换部分产生的信号电荷的量的差对应的信号的光电转换器件。根据实施例的第三方面的光电转换器件包括产生电子的第一光电转换部分、产生空穴的第二光电转换部分、收集由第一光电转换部分产生的电子的n型第一半导体区域、收集由第二光电转换部分产生的空穴的p型第二半导体区域、以及与第一半导体区域和第二半导体区域共连的信号产生部分。第一半导体区域和第二半导体区域通过导体相互连接。根据第三方面，提供能够以简单的配置获得与由多个光电转换部分产生的信号电荷的量的差对应的信号的光电转换器件。在根据日本专利公开No.2005-303268(美国专利申请No.2007/0103748)的技术中，定时控制单元控制施加的电压，由此，各单个门单元可被交替打开。但是，难以高速地精确控制施加的电压。特别地，如果两个门单元之间的ON/OFF切换的时间滞后大，那么基于电子和空穴产生的信号的精度会下降。因此，实施例提供能够提高基于电子和空穴产生的信号的精度的光电转换器件。根据实施例的第四方面的光电转换器件包括产生电子的第一光电转换部分、产生空穴的第二光电转换部分、向n型第一半导体区域传送由第一光电转换部分产生的电子的第一传送部分、以及向p型第二半导体区域传送由第二光电转换部分产生的空穴的第二传送部分。第一传送部分和第二传送部分与同一节点连接，响应于向该节点供给第一电势，第一传送部分进入ON状态且第二传送部分进入OFF状态，并且，响应于向该节点供给第二电势，第一传送部分进入OFF状态且第二传送部分进入ON状态。根据第四方面，提供能够提高基于电子和空穴产生的信号的精度的光电转换器件。在根据日本专利公开No.2005-303268(美国专利申请No.2007/0103748)的技术中，没有充分考虑如何布置用于空穴的光电转换单元(感光单元)和用于电子的光电转换单元(感光单元)。因此，实施例提供以简单的配置产生基于电子和空穴的信号的光电转换器件。根据实施例的第五方面的光电转换器件包含产生电子的第一光电二极管、产生空穴的第二光电二极管、收集由第一光电二极管产生的电子的n型第一半导体区域、收集由第二光电二极管产生的空穴的p型第二半导体区域、以及与第一半导体区域和第二半导体区域共连的信号产生部分。构成第一光电二极管的阳极的p型第三半导体区域和构成第二光电二极管的阴极的n型第四半导体区域通过p-n结相互电隔离。根据第五方面，提供以简单的配置产生基于电子和空穴的信号的光电转换器件。以下，将参本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电转换器件，其特征在于，包括：第一光电转换部分，被配置为产生电子；第二光电转换部分，被配置为产生空穴；电荷‑电压转换部分，包含被配置为收集电子的n型第一半导体区域和被配置为收集空穴的p型第二半导体区域，电荷‑电压转换部分被配置为将基于电子和空穴的电荷转换成电压；以及信号产生部分，被配置为产生与所述电压对应的信号，信号产生部分包含放大晶体管。

【技术特征摘要】
2015.08.07 JP 2015-157636;2015.08.07 JP 2015-157631.一种光电转换器件，其特征在于，包括：第一光电转换部分，被配置为产生电子；第二光电转换部分，被配置为产生空穴；电荷-电压转换部分，包含被配置为收集电子的n型第一半导体区域和被配置为收集空穴的p型第二半导体区域，电荷-电压转换部分被配置为将基于电子和空穴的电荷转换成电压；以及信号产生部分，被配置为产生与所述电压对应的信号，信号产生部分包含放大晶体管。2.根据权利要求1所述的光电转换器件，其中，复位时段中的供给到第一半导体区域的电势与供给到第二半导体区域的电势之差小于0.10V。3.根据权利要求1所述的光电转换器件，还包括通过复位晶体管与第一半导体区域连接的复位电势供给部分，复位电势供给部分被配置为向第一半导体区域供给电势。4.根据权利要求3所述的光电转换器件，其中，复位电势供给部分通过复位晶体管与第二半导体区域连接。5.根据权利要求1所述的光电转换器件，其中，第一半导体区域和第二半导体区域通过导体相互连接。6.根据权利要求1所述的光电转换器件，其中，第一半导体区域和第二半导体区域通过导体相互连接，光电转换器件还包含被配置为向导体供给复位电势的复位电势供给部分。7.根据权利要求5所述的光电转换器件，其中，导体具有104S/m或更大的电导率。8.根据权利要求1所述的光电转换器件，其中，第一光电转换部分是第一光电二极管，以及第二光电转换部分是第二光电二极管。9.根据权利要求8所述的光电转换器件，还包括：被配置为向第一光电二极管的阳极供给第一电势的第一电势供给部分；以及被配置为向第二光电二极管的阴极供给第二电势的第二电势供给部分，其中，第二电势比第一电势高。10.根据权利要求9所述的光电转换器件，其中，第一电势比地电势低，第二电势比地电势高。11.根据权利要求8所述的光电转换器件，其中，构成第一光电二极管的阳极的p型第三半导体区域和构成第二光电二极管的阴极的n型第四半导体区域通过p-n结相互电隔离。12.根据权利要求11所述的光电转换器件，其中，第三半导体区域和第四半导体区域在构成第一光电二极管的阴极的n型第五半导体区域与构成第二光电二极管的阳极的p型第六半导体区域之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：池田一，乡田达人，和田洋一，太田径介，长谷川利则，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP