光检测装置制造方法及图纸

光检测装置(1)具备由化合物半导体构成的雪崩光电二极管阵列基板(10)。电路基板(50)具有多个时间测量电路(40)及时钟驱动器(35)。各时间测量电路(40)具有延迟线部，根据延迟线(47)的动作结果，取得表示自对应的雪崩光电二极管(20)输入脉冲信号的时机的时间信息。延迟线部对应于脉冲信号输入到该时间测量电路(40)而开始延迟线(47)的动作，对应于来自时钟驱动器(35)的时钟信号输入到该时间测量电路(40)而停止延迟线(47)的动作，通过延迟线(47)的动作检测较时钟信号的周期短的时间间隔。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光检测装置
本专利技术涉及一种光检测装置。
技术介绍
已知有一种二维排列有多个雪崩光电二极管的光检测装置(例如非专利文献1)。多个雪崩光电二极管以盖革模式进行动作。使用多个时间测量电路检测多个雪崩光电二极管中的脉冲信号的产生。多个时间测量电路根据自时钟驱动器供给的时钟信号动作。该光检测装置中，对应于多个雪崩光电二极管，二维排列有多个时间测量电路。现有技术文献非专利文献非专利文献1：BrianF.Aulletal.“Geiger-ModeAvalanchePhotodiodesforThree-DimensionalImaging”LINCOLNLABORATORYJOURNALVOLUME13,NUMBER2,2002
技术实现思路
专利技术所要解决的问题二维排列有多个时间测量电路的结构中，针对每行或每列向各时间测量电路供给时钟信号。在该情况下，对于排列于同一行或同一列的多个时间测量电路，自时钟驱动器至各时间测量电路的配线距离并非一定。自时钟驱动器至该时间测量电路的配线长越长，供给至各时间测量电路的时钟信号的波形越易崩溃。具体而言，自时钟驱动器至时间测量电路的配线长越长，该时间测量电路中时钟信号自下限值达到上限值的时间、及自上限值达到下限值的时间越易变长。时钟信号自下限值达到上限值的时间是时钟信号的上升时间。时钟信号自上限值达到下限值的时间是时钟信号的下降时间。上述光检测装置中，为了提高检测各雪崩光电二极管中的脉冲信号的产生的时间分辨率，而自时钟驱动器对各时间测量电路供给较高频率(例如500MHz)的时钟信号。若时钟信号的频率较高，即，若时钟信号的周期较短，则时钟信号的上升及下降的间隔窄。其结果，有在该时间测量电路中未适当地辨识因上述波形的崩溃而输入到该时间测量电路的时钟信号的上升及下降的担忧。若在时间测量电路中未适当地辨识时钟信号的上升及下降，则该时间测量电路中，无法适当地取得表示来自雪崩光电二极管的脉冲信号输入到该时间测量电路的时机的时间信息。若未适当地取得表示上述脉冲信号输入到各时间测量电路的时机的时间信息，则无法适当地检测出对应的雪崩光电二极管中的脉冲信号的产生。光检测装置的检测面的面积越大，自时钟驱动器至各时间测量电路的配线距离的差也越大。因此，时钟信号的周期比较短的情况下，有光检测装置的检测面的面积越大，未适当地进行时间测量的像素电路越增加的担忧。光检测装置中，例如有为了提高近红外(NIR)或短波长红外(SWIR)的波长区域中的灵敏度特性而通过化合物半导体构成雪崩光电二极管的情况。在该情况下，以盖革模式动作的多个雪崩光电二极管排列于通过化合物半导体形成的半导体基板。在通过化合物半导体构成雪崩光电二极管的光检测装置中，有暗计数率根据热而增加的担忧。时钟驱动器供给的时钟信号的频率越高，电力消耗越大，自该时钟驱动器产生的热量也增加。因此，上述光检测装置中，有因暗计数增加而在错误时机进行时间测量的担忧。本专利技术的一个方式的目的在于，提供一种可抑制因暗计数的增加所致的测量时间的错误检测及电力消耗并且可兼得测量时间的精度的提高及光检测面的大型化的光检测装置。解决问题的技术手段本专利技术的一个方式所涉及的光检测装置具备雪崩光电二极管阵列基板及电路基板。雪崩光电二极管阵列基板由化合物半导体构成。在电路基板安装有雪崩光电二极管阵列基板。在雪崩光电二极管阵列基板，二维排列有多个雪崩光电二极管。多个雪崩光电二极管以盖革模式进行动作。各雪崩光电二极管连接于淬灭电路。电路基板具有多个时间测量电路及时钟驱动器。多个时间测量电路对应于多个雪崩光电二极管而二维排列于电路基板。时钟驱动器对多个时间测量电路供给时钟信号。各时间测量电路具有包含由串联连接的多个延迟元件构成的延迟线的延迟线部。各时间测量电路根据延迟线的动作结果取得时间信息。该取得的时间信息是表示自对应的雪崩光电二极管输入脉冲信号的时机的时间信息。延迟线部对应于自对应的雪崩光电二极管输出的脉冲信号输入到该时间测量电路而开始延迟线的动作。延迟线部对应于来自时钟驱动器的时钟信号输入到该时间测量电路而停止延迟线的动作。延迟线部通过延迟线的动作，检测较时钟信号的周期短的时间检测。本一个方式中，通过延迟线的动作检测较时钟信号的周期更短的时间间隔。因此，即使时钟信号的周期较长，也可确保检测上述脉冲信号的产生的时间分辨率。如果时钟信号的周期长，则供给至时间测量电路的时钟信号的上升及下降间隔宽。因此，即使自时钟驱动器至时间测量电路的配线长较长，供给至该时间测量电路的上述脉冲信号的上升时间及下降时间较长，在时间测量电路中也易于辨识时钟信号的上升及下降。其结果，即使检测面的面积较大，该光检测装置也可确保时间分辨率且适当地检测出各雪崩光电二极管中脉冲信号的产生。若时钟驱动器设置于电路基板，则可削减自时钟驱动器至时间测量电路的配线长。若时钟信号的频率降低，则可抑制电力消耗并且也可降低自该时钟驱动器产生的热量。该光检测装置中，时钟驱动器设置于与雪崩光电二极管阵列基板不同的电路基板。因此，相较于时钟驱动器形成于与雪崩光电二极管相同的基板的情况，时钟驱动器与各雪崩光电二极管之间的距离更隔开。由于时钟驱动器设置于电路基板，因而可缓和时钟驱动器被形成的密度。因此，时钟驱动器所产生的热不易传递至雪崩光电二极管。因此，可抑制测量时间的错误检测。本一个方式中，各时间测量电路也可还具有对时钟信号进行计数的计数器。各时间测量电路也可根据计数器的动作结果及延迟线的动作结果，取得表示自对应的雪崩光电二极管输入脉冲信号的时机的时间信息。在该情况下，实现了较可仅由延迟线测量的时间更长时间的测量。本一个方式中，也可为计数器对应于延迟线的动作停止而开始动作，与来自时钟驱动器的时钟信号同步地停止动作。在该情况下，若未自对应的雪崩光电二极管输入脉冲信号，则延迟线不动作，计数器也不动作。因此，可降低电力的消耗。本一个方式中，也可为电路基板在每个时间测量电路具有存储器及控制该时间测量电路的控制电路。控制电路也可进行对应于重置信号输入到该控制电路的对应的时间测量电路的重置、及对应于停止信号输入到该控制电路的时钟信号向计数器的输入停止。重置信号及停止信号也可与时钟信号同步。延迟线部也可将自重置时间测量电路后自对应的雪崩光电二极管输出的脉冲信号输入到该时间测量电路至来自时钟驱动器的时钟信号输入到该时间测量电路为止进行动作的延迟元件的数量存储于存储器。计数器也可将自延迟线的动作停止至输入停止信号为止进行计数的时钟信号的数量存储于存储器。本一个方式中，也可为自雪崩光电二极管阵列基板的厚度方向观察，多个时间测量电路二维排列于与二维排列有多个雪崩光电二极管的光检测区域重叠的区域，时钟驱动器配置于不与光检测区域重叠的区域。在该情况下，时钟驱动器所产生的热对各雪崩光电二极管带来的影响可进一步降低。本一个方式中，也可为淬灭电路为主动淬灭电路，且形成于电路基板。有半导体基板由化合物半导体构成的情况较半导体基板由硅构成的情况更多地产生暗计数及剩余脉冲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光检测装置，其中，/n包含：/n雪崩光电二极管阵列基板，其二维排列有连接于淬灭电路的以盖革模式动作的多个雪崩光电二极管，且由化合物半导体构成；及/n电路基板，其安装有所述雪崩光电二极管阵列基板，/n所述电路基板包含与所述多个雪崩光电二极管对应地二维排列于该电路基板的多个时间测量电路、及对所述多个时间测量电路供给时钟信号的时钟驱动器，/n各所述时间测量电路具有包含由串联连接的多个延迟元件构成的延迟线的延迟线部，且根据所述延迟线的动作结果，取得表示脉冲信号自对应的所述雪崩光电二极管输入到该时间测量电路的时机的时间信息，/n所述延迟线部对应于自所述对应的雪崩光电二极管输出的所述脉冲信号输入到该时间测量电路而开始所述延迟线的动作，对应于来自所述时钟驱动器的所述时钟信号输入到该时间测量电路而停止所述延迟线的动作，/n通过所述延迟线的动作，检测较所述时钟信号的周期短的时间间隔。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180126 JP 2018-0118261.一种光检测装置，其中，
包含：
雪崩光电二极管阵列基板，其二维排列有连接于淬灭电路的以盖革模式动作的多个雪崩光电二极管，且由化合物半导体构成；及
电路基板，其安装有所述雪崩光电二极管阵列基板，
所述电路基板包含与所述多个雪崩光电二极管对应地二维排列于该电路基板的多个时间测量电路、及对所述多个时间测量电路供给时钟信号的时钟驱动器，
各所述时间测量电路具有包含由串联连接的多个延迟元件构成的延迟线的延迟线部，且根据所述延迟线的动作结果，取得表示脉冲信号自对应的所述雪崩光电二极管输入到该时间测量电路的时机的时间信息，
所述延迟线部对应于自所述对应的雪崩光电二极管输出的所述脉冲信号输入到该时间测量电路而开始所述延迟线的动作，对应于来自所述时钟驱动器的所述时钟信号输入到该时间测量电路而停止所述延迟线的动作，
通过所述延迟线的动作，检测较所述时钟信号的周期短的时间间隔。


2.如权利要求1所述的光检测装置，其中，
各所述时间测量电路还包含对所述时钟信号进行计数的计数器，根据所述计数器的动作结果及所述延迟线的动作结果，取得表示自所述对应的雪崩光电二极管输入脉冲信号的时机的时间信息。


3.如权利要求2所述的光检测装置，其中，
所述计数器对应于所述延迟线的动作停止而开始动作，且与来自所述时钟驱动器的所述时钟信号同步地停止动作。

【专利技术属性】
技术研发人员：马场隆，枦达也，铃木祥仁，牧野健二，中村重幸，
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