光电转换设备、光电转换系统和能够移动的物体技术方案

本发明专利技术涉及一种光电转换设备、光电转换系统和能够移动的物体。光电转换设备包括：半导体基板、第一和第二微透镜、具有红外光透射率的第一滤波器和具有可见光透射率的第二滤波器。被布置为在平面视图中与所述第一滤波器重叠的至少一个光电转换部和被布置为在平面视图中与所述第二滤波器重叠的多个光电转换部各自包括第一半导体区域和第二半导体区域。所述至少一个光电转换部的第二半导体区域的至少一部分的杂质浓度比所述多个光电转换部的第二半导体区域中的布置在与所述至少一个光电转换部的第二半导体区域的至少一部分相同的深度处的部分的杂质浓度低。

Photoelectric conversion equipment, photoelectric conversion system and movable objects

【技术实现步骤摘要】
光电转换设备、光电转换系统和能够移动的物体
本专利技术涉及光电转换设备。
技术介绍
传统上，包括允许红外光(以下也称为“IR光”)透射的滤波器和允许可见光透射的滤波器的光电转换设备是已知的。美国专利公开申请2018/219040公开了包括允许IR光透射的滤波器和允许可见光透射的滤波器的光电转换设备。另一方面，使多个光电转换部在其间共用一个微透镜的光电转换设备是已知的。日本特开2014-204043公开了如下结构，其中多个光电转换部在其间共用一个微透镜，并且允许可见光透射的滤波器与多个光电转换部对应地布置。日本特开2014-204043公开了各个光电转换部包括收集信号电荷的多个负(N型)半导体区域，并且用于隔离的正(P型)半导体区域布置在N型半导体区域之间。美国专利公开申请2018/219040和日本特开2014-204043在包括允许IR光透射的滤波器和允许可见光透射的滤波器的光电转换设备的特性上留下了提高的空间。
技术实现思路
本专利技术涉及提高包括允许IR光透射的滤波器和允许可见光透射的滤波器的光电转换设备的特性。根据本专利技术的方面，光电转换设备包括：半导体基板，第一微透镜和第二微透镜，以及第一滤波器和第二滤波器。半导体基板包括数个光电转换部。在所述第一滤波器上，红外光的透射率比可见光的透射率高。在所述第二滤波器上，可见光的透射率比红外光的透射率高。所述数个光电转换部包括被布置为在平面视图中与所述第一微透镜和所述第一滤波器重叠的至少一个光电转换部以及被布置为在平面视图中与所述第二微透镜和所述第二滤波器重叠的多个光电转换部。被布置为在平面视图中与所述第一滤波器重叠的至少一个光电转换部以及被布置为在平面视图中与所述第二滤波器重叠的多个光电转换部各自包括累积信号电荷的具有第一导电类型的第一半导体区域，以及具有作为与所述第一导电类型相反的导电类型的第二导电类型的第二半导体区域。所述第二半导体区域被布置在所述第一半导体区域的所述第一滤波器侧的相对侧上，并且被布置为在平面视图中与所述第一半导体区域重叠。所述第二半导体区域与所述第一半导体区域一起形成P-N结。所述至少一个光电转换部的第二半导体区域的至少一部分的杂质浓度，比被布置为在平面视图中与所述第二微透镜和所述第二滤波器重叠的多个光电转换部的第二半导体区域中的、布置在与所述至少一个光电转换部的第二半导体区域的所述至少一部分相同的深度处的部分的杂质浓度低。根据本专利技术的另一方面，光电转换设备包括半导体基板以及第一滤波器、第二滤波器、第三滤波器和第四滤波器。半导体基板包括多个光电转换部。在所述第一滤波器和所述第二滤波器上，红外光的透射率比可见光的透射率高。在所述第三滤波器和第四滤波器上，可见光的透射率比红外光的透射率高。在一个方向上彼此相邻地设置被布置为在平面视图中与所述第一滤波器重叠的光电转换部、被布置为在平面视图中与所述第二滤波器重叠的光电转换部、被布置为在平面视图中与所述第三滤波器重叠的光电转换部、以及被布置为在平面视图中与所述第四滤波器重叠的光电转换部。被布置为在平面视图中与所述第一滤波器重叠的光电转换部包括累积信号电荷的具有第一导电类型的第一半导体区域。被布置为在平面视图中与所述第二滤波器重叠的光电转换部包括具有所述第一导电类型的第二半导体区域。被布置为在平面视图中与所述第三滤波器重叠的光电转换部包括具有所述第一导电类型的第三半导体区域。被布置为在平面视图中与所述第四滤波器重叠的光电转换部包括具有所述第一导电类型的第四半导体区域。在所述第二半导体区域和所述第三半导体区域之间布置具有作为与所述第一导电类型相反的导电类型的第二导电类型的第五半导体区域。在所述第一半导体区域和所述第二半导体区域之间布置具有所述第二导电类型的第六半导体区域。在所述第三半导体区域和所述第四半导体区域之间布置具有所述第二导电类型的第七半导体区域。所述第五半导体区域、所述第六半导体区域和所述第七半导体区域各自包括至少一个杂质浓度峰。与所述第七半导体区域所具有的峰中的与所述半导体基板的所述第一滤波器侧的面分开最远的峰的位置相比，所述第六半导体区域所具有的峰中的与所述半导体基板的所述第一滤波器侧的面分开最远的峰的位置与所述半导体基板的所述第一滤波器侧的面分开得更远。与所述第六半导体区域所具有的峰中的与所述半导体基板的所述第一滤波器侧的面分开最远的峰的位置相比，所述第五半导体区域所具有的峰中的与所述半导体基板的所述第一滤波器侧的面分开最远的峰的位置与所述半导体基板的所述第一滤波器侧的面分开得更远。根据以下参考附图对典型实施例的描述，本专利技术的其它特征将变得明显。附图说明图1是示出根据第一典型实施例的光电转换设备的框图。图2是示出根据第一典型实施例的像素区域的一部分中的滤色器的布局的图。图3是沿图2所示的线III-III'截取的截面图。图4是在平面视图中示出图3中的基板的图。图5是根据第一典型实施例的典型修改的像素区域的一部分的截面图。图6是根据第一典型实施例的典型修改的像素区域的一部分的截面图。图7A、7B和7C是各自示出滤色器的布局的变化的图。图8是根据第二典型实施例的像素区域的一部分的截面图。图9是根据第二典型实施例的典型修改的像素区域的一部分的截面图。图10是根据第二典型实施例的典型修改的像素区域的一部分的截面图。图11是根据第三典型实施例的像素区域的一部分的截面图。图12A和12B是根据第四典型实施例的光电转换设备的平面图。图13A和13B是根据第四典型实施例的光电转换设备的截面图。图14A和14B是各自示出根据第四典型实施例的光电转换设备中的电势的图。图15A和15B是根据第四典型实施例的其它光电转换设备的截面图。图16是示出用于制造根据第四典型实施例的光电转换设备的方法的流程的流程图。图17A和17B是示出用于制造根据第四典型实施例的光电转换设备的方法的图。图18A和18B是示出用于制造根据第四典型实施例的光电转换设备的方法的图。图19A和19B是示出用于制造根据第四典型实施例的光电转换设备的方法的图。图20A和20B分别是根据第五典型实施例的光电转换设备的平面图和截面图。图21A和21B分别是根据第六典型实施例的光电转换设备的平面图和截面图。图22是根据第七典型实施例的像素区域的一部分的截面图。图23是根据第八典型实施例的像素区域的一部分的截面图。图24是根据第九典型实施例的像素区域的一部分的截面图。图25是示意性地示出根据第十典型实施例的光电转换设备的透视图。图26是沿图25中所示的线A-A'截取的截面图。图27是示意性地示出根据第十一典型实施例的光电转换系统的框图。图28A和28B是示意性地示出根据第十二典型实施例的可移动物体的图。图29A是表示滤色器的透射率的曲线图。图29B是表示当不设置红外(IR)截止滤色器时滤色器的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光电转换设备，包括：/n半导体基板，其包含数个光电转换部；/n第一微透镜和第二微透镜；/n第一滤波器，在所述第一滤波器上红外光的透射率比可见光的透射率高；以及/n第二滤波器，在所述第二滤波器上可见光的透射率比红外光的透射率高，/n其中，所述数个光电转换部包括：/n被布置为在平面视图中与所述第一微透镜和所述第一滤波器重叠的至少一个光电转换部，以及/n被布置为在平面视图中与所述第二微透镜和所述第二滤波器重叠的多个光电转换部，/n其中，被布置为在平面视图中与所述第一滤波器重叠的至少一个光电转换部以及被布置为在平面视图中与所述第二滤波器重叠的多个光电转换部各自包括：/n第一半导体区域，其累积信号电荷且具有第一导电类型，以及/n第二半导体区域，其具有作为与所述第一导电类型相反的导电类型的第二导电类型，所述第二半导体区域被布置在所述第一半导体区域的所述第一滤波器侧的相对侧上，并且被布置为在平面视图中与所述第一半导体区域重叠，所述第二半导体区域与所述第一半导体区域一起形成P-N结，以及/n其中，所述至少一个光电转换部的第二半导体区域的至少一部分的杂质浓度，比被布置为在平面视图中与所述第二微透镜和所述第二滤波器重叠的多个光电转换部的第二半导体区域中的、布置在与所述至少一个光电转换部的第二半导体区域的所述至少一部分相同的深度处的部分的杂质浓度低，所述第二半导体区域被布置在第一半导体区域的第一滤波器侧的相对侧或第一半导体区域的第二滤波器侧的相对侧并且被布置为在平面视图中与第一半导体区域重叠。/n...

【技术特征摘要】
20181019 JP 2018-197687;20181218 JP 2018-2361561.一种光电转换设备，包括：
半导体基板，其包含数个光电转换部；
第一微透镜和第二微透镜；
第一滤波器，在所述第一滤波器上红外光的透射率比可见光的透射率高；以及
第二滤波器，在所述第二滤波器上可见光的透射率比红外光的透射率高，
其中，所述数个光电转换部包括：
被布置为在平面视图中与所述第一微透镜和所述第一滤波器重叠的至少一个光电转换部，以及
被布置为在平面视图中与所述第二微透镜和所述第二滤波器重叠的多个光电转换部，
其中，被布置为在平面视图中与所述第一滤波器重叠的至少一个光电转换部以及被布置为在平面视图中与所述第二滤波器重叠的多个光电转换部各自包括：
第一半导体区域，其累积信号电荷且具有第一导电类型，以及
第二半导体区域，其具有作为与所述第一导电类型相反的导电类型的第二导电类型，所述第二半导体区域被布置在所述第一半导体区域的所述第一滤波器侧的相对侧上，并且被布置为在平面视图中与所述第一半导体区域重叠，所述第二半导体区域与所述第一半导体区域一起形成P-N结，以及
其中，所述至少一个光电转换部的第二半导体区域的至少一部分的杂质浓度，比被布置为在平面视图中与所述第二微透镜和所述第二滤波器重叠的多个光电转换部的第二半导体区域中的、布置在与所述至少一个光电转换部的第二半导体区域的所述至少一部分相同的深度处的部分的杂质浓度低，所述第二半导体区域被布置在第一半导体区域的第一滤波器侧的相对侧或第一半导体区域的第二滤波器侧的相对侧并且被布置为在平面视图中与第一半导体区域重叠。


2.根据权利要求1所述的光电转换设备，其中，一个光电转换部被布置为在平面视图中与所述第一微透镜重叠。


3.根据权利要求1所述的光电转换设备，其中，多个光电转换部被布置为在平面视图中与所述第一微透镜重叠。


4.根据权利要求1所述的光电转换设备，其中，所述至少一个光电转换部的第二半导体区域的所述至少一部分位于与所述半导体基板的所述第一滤波器侧的面分开2.0μm或更大的位置处。


5.根据权利要求1所述的光电转换设备，其中，被布置为在平面视图中与所述第二微透镜和所述第二滤波器重叠的多个光电转换部的第二半导体区域包括第一部分和第二部分，第二部分位于比第二半导体区域的所述至少一部分更远离该半导体基板的第一滤波器侧的面的位置处，所述第二部分被布置在相比所述第一部分与所述半导体基板的所述第一滤波器侧的面分开更远的位置处，所述第二部分具有比所述第一部分的杂质浓度高的掺杂的杂质浓度。


6.根据权利要求1所述的光电转换设备，其中，在被布置为在平面视图中与所述第二滤波器重叠的多个光电转换部中的各个光电转换部中包含的第二半导体区域包括第三部分和位于所述第三部分的第一半导体区域侧的相对侧的第四部分，所述第四部分具有比所述第三部分高的掺杂的杂质浓度，以及
其中，在与所述第四部分相同的深度处，所述至少一个光电转换部的第二半导体区域的所述至少一部分的掺杂的杂质浓度比所述第四部分的掺杂的杂质浓度低。


7.根据权利要求6所述的光电转换设备，其中，所述第三部分包括杂质浓度随着所述第三部分接近所述半导体基板的第二滤波器侧的面而降低的部分。


8.根据权利要求1所述的光电转换设备，其中，所述第二半导体区域包括通过外延生长方法形成的部分和通过注入杂质离子形成的部分。


9.一种光电转换设备，包括：
半导体基板，其包含多个光电转换部；
第一滤波器和第二滤波器，在所述第一滤波器和所述第二滤波器上红外光的透射率比可见光的透射率高；以及
第三滤波器和第四滤波器，在所述第三滤波器和第四滤波器上可见光的透射率比红外光的透射率高，
其中，在一个方向上彼此相邻地设置被布置为在平面视图中与所述第一滤波器重叠的光电转换部、被布置为在平面视图中与所述第二滤波器重叠的光电转换部、被布置为在平面视图中与所述第三滤波器重叠的光电转换部、以及被布置为在平面视图中与所述第四滤波器重叠的光电转换部，
其中，被布置为在平面视图中与所述第一滤波器重叠的光电转换部包括累积信号电荷的具有第一导电类型的第一半导体区域，
其中，被布置为在平面视图中与所述第二滤波器重叠的光电转换部包括具有所述第一导电类型的第二半导体区域，
其中，被布置为在平面视图中与所述第三滤波器重叠的光电转换部包括具有所述第一导电类型的第三半导体区域，
其...

【专利技术属性】
技术研发人员：加藤太朗，饭田洋一郎，池田一，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP