光检测装置制造方法及图纸

光检测装置具备由化合物半导体构成的雪崩光电二极管阵列基板(10)。在雪崩光电二极管阵列基板(10)，二维排列有以盖革模式动作的多个雪崩光电二极管(20)。电路基板(50)具有互相并联连接并形成至少1个信道(40)的多个输出单元(30)。各输出单元(30)具有被动淬灭元件(31)及电容元件(32)。被动淬灭元件(31)与多个雪崩光电二极管(20)的至少一个串联连接。电容元件(32)与至少1个雪崩光电二极管(20)串联连接且与被动淬灭元件(31)并联连接。

【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(例如专利文献1)。多个雪崩光电二极管以盖革模式进行动作。多个雪崩光电二极管形成于由化合物半导体构成的半导体基板。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特表2012-531753号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题在形成于由化合物半导体构成的半导体基板的多个雪崩光电二极管以盖革模式动作的情况下，暗脉冲及剩余脉冲对应于温度变化而增加。若噪声因暗脉冲及剩余脉冲而增加，则有无法适当地检测来自雪崩光电二极管的信号的担忧。已知在雪崩光电二极管以盖革模式动作的情况下，为了将雪崩倍增淬灭，而在雪崩光电二极管串联配置被动淬灭元件。对应于该被动淬灭元件的电阻值，决定连接于该被动淬灭元件的雪崩光电二极管内部所产生的雪崩倍增过程是否被适当地淬灭。若淬灭元件的电阻值不充分，则有因产生闭锁电流等而未适当淬灭的情况。为了适当淬灭，需要选择充分必要的淬灭元件的电阻值。被动淬灭元件的电阻值越大，与被动淬灭元件串联连接的雪崩光电二极管的淬灭所需要的时间越增加。若淬灭所需要的时间增加，则无法以雪崩光电二极管检测光的死区时间增加。这样，为了兼得适当的淬灭及死区时间的降低并确保光检测灵敏度及光检测时间分辨率，寻求具有最适合的电阻值的被动淬灭元件的电路设计。由于被动淬灭元件中的寄生电容也对脉冲信号带来影响，因而也谋求该寄生电容的去除。为了进一步提高光检测时间分辨率，也谋求提高脉冲信号的峰值。以满足上述所期望的全部条件的方式，设计使形成于由化合物半导体构成的半导体基板的多个雪崩光电二极管以盖革模式动作的装置是极其困难的。本专利技术的一个方式的目的在于，提供一种光检测装置，其在多个雪崩光电二极管形成于由化合物半导体构成的半导体基板的结构中，兼得光检测灵敏度及光检测时间分辨率的提高。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。电路基板具有互相并联连接的多个输出单元。多个输出单元形成至少1个信道。各输出单元具有被动淬灭元件及电容元件。被动淬灭元件与多个雪崩光电二极管的至少一个串联连接。电容元件与至少1个雪崩光电二极管串联连接且与被动淬灭元件并联连接。本一个方式中，具有被动淬灭元件及电容元件的多个输出单元设置于与雪崩光电二极管阵列基板分体的电路基板。因此，与多个输出单元配置于雪崩光电二极管阵列基板的情况相比，可扩大可形成多个输出单元的空间。若输出单元设置于与雪崩光电二极管阵列基板分体的电路基板，则可降低产生于雪崩光电二极管的结构与输出单元间的寄生电容。该情况下，也可使用与雪崩光电二极管阵列基板不同的制造过程。因此，多个输出单元的设计变得容易。上述光检测装置具有的电容元件与至少1个雪崩光电二极管串联连接，且与被动淬灭元件并联连接。因此，通过电容元件的静电电容，可提高来自与电容元件串联连接的雪崩光电二极管的脉冲信号的峰值。因此，易检测来自多个雪崩光电二极管的脉冲信号，可进一步提高光检测时间分辨率。本一个方式中，被动淬灭元件也可由设置于电路基板的第1多晶硅层形成。电容元件也可由设置于电路基板的第2多晶硅层、层叠于第2多晶硅层上的电介质层、及层叠于电介质层上的第3多晶硅层形成。第1多晶硅层在电路基板的厚度方向上形成为与第2多晶硅层或第3多晶硅层相同的高度。该情况下，可以简单的制造工序形成上述多个输出单元。专利技术的效果根据本专利技术的一个方式，提供了一种在多个雪崩光电二极管形成于由化合物半导体构成的半导体基板的结构中设计容易且可确保光检测精度的光检测装置。附图说明图1是一实施方式所涉及的光检测装置的立体图。图2是显示光检测装置的截面结构的图。图3是电路基板的俯视图。图4是雪崩光电二极管阵列基板的光检测区域的俯视图。图5是显示电路基板的结构的图。图6是显示光检测装置所使用的电路结构的图。图7是显示本实施方式的变形例所涉及的光检测装置所使用的电路结构的图。图8是电路基板的安装区域的俯视图。图9是显示来自雪崩光电二极管的脉冲信号的成分的图。图10是显示再充电脉冲的特性的图。图11是显示快速脉冲的特性的图。具体实施方式以下，参照附图，对本专利技术的实施方式进行详细的说明。另外，在说明中，对相同要素或具有相同功能的要素，使用相同符号，省略重复的说明。首先，参照图1至图8，针对本实施方式所涉及的光检测装置的全体的结构进行说明。图1是本实施方式所涉及的光检测装置的立体图。图2是显示本实施方式所涉及的光检测装置的截面结构的图。图2中，为了提高视认性而省略阴影线。图3是电路基板的俯视图。图4是显示雪崩光电二极管阵列基板的一部分的俯视图。图6是显示本实施方式所涉及的光检测装置所使用的电路结构的图。图8是显示电路基板的一部分的俯视图。光检测装置1如图1所示具备雪崩光电二极管阵列基板10及电路基板50。以下，将“雪崩光电二极管”称为“APD”。将“雪崩光电二极管阵列基板”称为“APD阵列基板”。电路基板50与APD阵列基板10相对配置。APD阵列基板10、电路基板50在俯视时均呈矩形状。APD阵列基板10包含互相相对的主面10A、主面10B及侧面10C。电路基板50包含互相相对的主面50A、主面50B及侧面50C。APD阵列基板10的主面10B与电路基板50的主面50A相对。与APD阵列基板10、电路基板50的各主面平行的面为XY轴平面，与各主面正交的方向为Z轴方向。电路基板50的侧面50C位于较APD阵列基板10的侧面10C靠XY轴平面方向的外侧。即，在俯视时，电路基板50的面积大于APD阵列基板10的面积。也可将APD阵列基板10的侧面10C及电路基板50的侧面50C设为同一面。该情况下，在俯视时，APD阵列基板10的外缘与电路基板50的外缘一致。也可在APD阵列基板10的主面10A上配置玻璃基板。玻璃基板与APD阵列基板10通过光学粘结剂而光学连接。玻璃基板也可直接形成于APD阵列基板10上。也可将APD阵列基板10的侧面10C及玻璃基板的侧面设为同一面。该情况下，在俯视时，APD阵列基板10的外缘与玻璃基板的外缘一致。另外，也可将APD阵列基板10的侧面10C、电路基板50的侧面50C及玻璃基板的侧面设为同一面。该情况下，在俯视时，APD阵列基板10的外缘、电路基板50的外缘及玻璃基板的外缘一致。APD阵列基板10安装于电路基板50。如图2所示，APD阵列基板10与电路基板50通过凸块电极25连接。具体而言，自APD阵列基板10的厚度方向观察，APD阵列基板10如图3所示在配置于电路基板50的中央的安装区域α上本文档来自技高网...

【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所述电路基板包含互相并联连接并形成至少1个信道的多个输出单元，/n各所述输出单元包含与所述多个雪崩光电二极管的至少一个串联连接的被动淬灭元件、及与所述至少1个雪崩光电二极管串联连接且与所述被动淬灭元件并联连接的电容元件。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180126 JP 2018-0118241.一种光检测装置，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，
所述电路基板包含互相并联连接并形成至少1个信道的多个输出单元，
各所述输出单元包含与所述多个雪崩光电二极管的至少一个串联连接的被动淬灭元件、...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤田卓也，田村有正，牧野健二，马场隆，山本晃永，
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