光检测器制造技术

光检测器(100)，具备：半导体基板(600)，具有第一主面(S1)以及与第一主面(S1)相反的一侧的第二主面(S3)；具有第一导电型的第一半导体层(101)，被形成在半导体基板(600)的第一主面(S1)侧；具有第二导电型的第二半导体层(102)，被形成在半导体基板(600)的第一半导体层(101)以及第二主面(S3)之间，第二导电型是与第一导电型不同的导电型；倍增区域(301)，在第一半导体层(101)以及第二半导体层(102)，对在半导体基板(600)由光电转换发生的电荷进行雪崩倍增；电路区域，在与第一主面(S1)平行的方向上，与第一半导体层(101)排列形成；一个以上的分离晶体管(201)，被形成在电路区域；以及分离区域(103)，被形成在第一半导体层(101)以及电路区域之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光检测器
本公开涉及光检测器。
技术介绍
近几年，在医疗、通信、生物、化学、监视、车载、放射线检测等的多方面的领域中利用高灵敏度的光检测器。作为用于高灵敏度化的方法之一，利用雪崩光电二极管(AvalanchePhotoDiode：以下，也称为APD)。APD是，将对入射到光电转换层的光进行光电转换而发生的信号电荷，利用雪崩击穿来倍增，从而提高光的检测灵敏度的光电二极管。利用APD，从而也能够检测稍微的光子的数量。例如，提出了利用APD的光子计数型的光检测器(例如，参照专利文献1)以及高灵敏度图像传感器(例如，参照专利文献2)。并且，例如，作为APD的结构的一个例子，公开拉通型的APD(例如，参照专利文献2以及专利文献3)。并且，提出了即使光电转换层变厚，也不使雪崩击穿电压增大的结构(例如，参照专利文献4)。根据该结构，在光电转换层形成内建电势梯度，据此，电荷漂移，因此，不使雪崩击穿电压增大，也能够使光电转换膜变厚。并且，为了提高读出APD检测出的电荷的电路的自由度，而提出了将像素与像素电路接近配置的结构(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光检测器，具备：/n半导体基板，具有第一主面以及与所述第一主面相反的一侧的第二主面；/n具有第一导电型的第一半导体层，被形成在所述半导体基板的所述第一主面侧；/n具有第二导电型的第二半导体层，被形成在所述半导体基板的所述第一半导体层以及所述第二主面之间，所述第二导电型是与所述第一导电型不同的导电型；/n倍增区域，在所述第一半导体层以及所述第二半导体层，对在所述半导体基板由光电转换发生的电荷进行雪崩倍增；/n电路区域，在与所述第一主面平行的方向上，与所述第一半导体层排列形成；/n一个以上的分离晶体管，被形成在所述电路区域；/n分离区域，被形成在所述第一半导体层以及所述电路区域之间；/n一...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180330 JP 2018-0678921.一种光检测器，具备：
半导体基板，具有第一主面以及与所述第一主面相反的一侧的第二主面；
具有第一导电型的第一半导体层，被形成在所述半导体基板的所述第一主面侧；
具有第二导电型的第二半导体层，被形成在所述半导体基板的所述第一半导体层以及所述第二主面之间，所述第二导电型是与所述第一导电型不同的导电型；
倍增区域，在所述第一半导体层以及所述第二半导体层，对在所述半导体基板由光电转换发生的电荷进行雪崩倍增；
电路区域，在与所述第一主面平行的方向上，与所述第一半导体层排列形成；
一个以上的分离晶体管，被形成在所述电路区域；
分离区域，被形成在所述第一半导体层以及所述电路区域之间；
一个以上的第一接触件，被形成在所述第一半导体层上；
第一布线，用于连接所述第一接触件以及所述分离晶体管的源极；以及
读出电路，与所述分离晶体管的漏极连接，读出在所述半导体基板由光电转换发生的电荷之中的第一电荷。


2.如权利要求1所述的光检测器，
所述光检测器还具有被形成在所述第二主面的第二接触件，
在所述第一半导体层以及所述第二半导体层之间由光电转换发生的电荷之中的第二电荷，经由所述第二接触件，向所述半导体基板的外部流动，所述第二电荷的极性与所述第一电荷不同。


3.如权利要求1或2所述的光检测器，
所述分离区域，通过电势使所述第一半导体层以及所述电路区域分离。


4.如权利要求3所述的光检测器，
所述电势，比因由所述雪崩倍增发生的电荷而引起的所述第一半导体层的电压变化大。


5.如权利要求1至4的任一项所述的光检测器，
所述分离区域被耗尽。


6.如权利要求1至5的任一项所述的光检测器，
在形成有所述第一半导体层以及所述分离区域的区域，没有形成STI即浅槽隔离或接触件。


7.如权利要求1至6的任一项所述的光检测器，
所述第二半导体层的杂质浓度，随着朝向深度方向增加。


8.如权利要求1至7的任一项所述的光检测器，
所述第二半导体层，被形成在所述第一主面的全面。


9.如权利要求7或8所述的光检测器，
所述第二半导体层的杂质浓度分布，在与所述第一主面平行的方向上大致恒定。


10.如权利要求7至9的任一项所述的光检测器，
所述光检测器还具备，被形成在所述电路区域的至少一个第一阱，
所述第一阱是所述第一导电型，在所述第一阱与所述第二半导体层的边界，杂质浓度比所述第一半导体层低。


11.如权利要求10所述的光检测器，
所述第一阱被形成为，与所述第一半导体层相比，更接近于所述第二主面的一侧。


12.如权利要求7至11的任一项所述的光检测器，
关于所述第二半导体层的杂质浓度分布，从所述第一主面朝向所述第二主面，浓度梯度陡峭。


13.如权利要求1至12的任一项所述的光检测器，
所述第一半导体层与所述第二半导体层的分界面，被形成在比所述第二半导体层的上表面的一部分，更靠近所述第二主面的一侧。


14.如权利要求1至13的任一项所述的光检测器，
在包括所述第一半导体层以及所述第二半导体层的分界面的区域，所述第一半导体层的杂质浓度，比所述第二半导体层的杂质浓度大。


15.如权利要求1至14的任一项所述的光检测器，
所述第二半导体层的杂质浓度为1016c...

【专利技术属性】
技术研发人员：井上晓登，杉浦裕树，广濑裕，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP