距离传感器以及距离图像传感器制造技术

光栅极（PG），平面形状为具有彼此相对的第1和第2长边（LS1，LS2）、以及彼此相对的第1和第2短边（SS1，SS2）的长方形形状。第1以及第2半导体区域（FD1，FD2）在第1和第2长边（LS1，LS2）的相对方向上夹持光栅极（PG）而相对地配置。第3半导体区域（SR1）在第1和第2短边（SS1，SS2）的相对方向上夹持光栅极（PG）而相对地配置。第3半导体区域（SR1）使在第1和第2短边（SS1，SS2）侧的电势高于光栅极（PG）的正下方的区域中的位于第1以及第2半导体区域（FD1，FD2）之间的区域中的电势。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及距离传感器以及距离图像传感器。
技术介绍
现有的主动型的光测距传感器作为通过从LED (Light Emitting Diode，发光二极管)等的投光用的光源将光照射于对象物并用光检测元件检测对象物上的反射光从而输出对应于直至对象物为止的距离的信号的光测距传感器而为人所知。PSD (PositionSensitive Detector,位置敏感检测器)等作为能够简便地测定直至对象物为止的距离的光三角测量型的光测距传感器而为人所知。近年来，为了进行更加精密的距离测定，期待着光TOF (Time-of-Flight,飞行时间)型的光测距传感器的开发。在车载用、工厂的自动制造系统用等中寻求能够用同一芯片同时取得距离信息和图像信息的影像传感器。如果将影像传感器设置于车辆前方的话，则能够期待使用于前方车辆的检测 识别、行人等的检测 识别。也期待着与图像信息分开地取得由单一的距离信息或者多个距离信息构成的距离图像的影像传感器。优选将TOF法运用于这样的测距传感器。TOF法通过从投光用的光源朝着对象物出射脉冲光并用光检测元件检测被对象物反射的脉冲光，从而测定脉冲光的出射时机和检测时机的时间差。该时间差(△ t)是脉冲光以光速(=c)飞行直至对象物为止的距离d的2倍的距离(2Xd)所需要的时间，所以d=(cX At)/2成立。时间差(At)也能够换句话说是来自于光源的出射脉冲与检测脉冲的相位差。如果检测该相位差的话，则能够求得直至对象物为止的距离d。电荷分配方式的影像传感器作为用于由TOF法进行测距的光检测元件而受到瞩目。即，电荷分配方式 的影像传感器中，例如将对应于检测脉冲的入射而在影像传感器内产生的脉冲性地产生的电荷在出射脉冲的开启(ON)期间的期间内分配于一个电势阱内，在关闭(OFF)期间的期间内分配于另一个电势阱内。在此情况下，分配于左右的电荷量的比率与检测脉冲和出射脉冲的相位差、即脉冲光以光速飞行直至对象物为止的距离的2倍的距离所需要的时间成比例。作为电荷的分配方法，考虑了各种各样的方法。在专利文献I中，公开了具备对应于入射光而产生电荷的电荷产生区域、空间上分离地配置并收集来自于电荷产生区域的信号电荷的一对信号电荷收集区域、以及分别设置于信号电荷收集区域并被提供不同的相位的电荷转送信号的转送电极的TOF型的距离传感器(距离图像传感器)。现有技术文献专利文献专利文献1:国际公开第2007/119626号小册子
技术实现思路
专利技术所要解决的问题然而，存在作为电荷产生区域的平面形状而采用具有在第I方向上相对的一对长边和在第2方向上相对的一对短边的长方形形状的情况。在此情况下，信号电荷收集区域以在第I方向上夹持电荷产生区域并相对的方式进行配置。采用上述长方形形状的理由是增加电荷产生区域的面积来谋求高灵敏度化以及提高信号电荷收集区域的相对方向上的电荷的转送速度等。但是，在电荷产生区域的平面形状为上述长方形形状，信号电荷收集区域以在第I和第2长边的相对方向上夹持电荷产生区域而相对的方式配置的情况下，新判明了有产生以下那样的问题的担忧。在第I和第2长边的相对方向上，由转送电极以及信号电荷收集区域形成的电场发生作用，因此，可以高速地转送在电荷产生区域所产生的电荷。但是，在第I和第2短边的相对方向上，由转送电极以及信号电荷收集区域形成的电场难以充分地作用。特别是难以高速地转送在电荷产生区域的第I和第2短边附近所产生的电荷。通过分别在第I和第2短边的相对方向上伸长信号电荷收集区域以及转送电极，从而能够高速地转送在电荷产生区域的第I和第2短边附近所产生的电荷。但是，如果通过在第I和第2短边的相对方向上伸长信号电荷收集区域从而信号电荷收集区域的面积变大的话，则由于以下所述的理由，距离传感器的灵敏度会下降。转送到信号电荷收集区域的电荷(Q)根据信号电荷收集区域的静电容量(Cfd)而产生由以下所述关系式所表示的电压变化(A V)。A V=Q/Cfd如果信号电荷收集区域的面积增加的话，则信号电荷收集区域的静电容量也增力口，所产生的电压变化变小。即，电荷电压转换增益变低。因此，距离传感器的灵敏度降低。如以上所述，为了谋求距离传感器的高灵敏度化，不得不减小信号电荷收集区域的面积。要求信号电荷收集区域的第I和第2短边的相对方向上的长度设定成短于电荷产生区域的第I和第2短边的相对方向上的长度。因此，即使在第I和第2短边的相对方向上伸长转送电极，在转送电极正下方的区域在第I和第2短边的相对方向上转送电荷是困难的。仍旧不能够解决电荷的转送速度低的问题。本专利技术的目的在于，提供能够谋求高灵敏度化并能够实现电荷的高速转送的距离传感器以及距离图像传感器。解决问题的技术手段本专利技术所涉及的距离传感器具备:电荷产生区域，对应于入射光而产生电荷，并且其平面形状是具有彼此相对的第I和第2长边以及彼此相对的第I和第2短边的长方形形状；至少一对的信号电荷收集区域，在第I和第2长边的相对方向上夹持电荷产生区域而相对地配置，并收集来自于电荷产生区域的信号电荷；转送电极，分别配置于信号电荷收集区域与电荷产生区域之间，并被提供不同的相位的电荷转送信号；电势调整单元，在第I和第2短边的相对方向上夹持电荷产生区域而相对地配置，使电荷产生区域的在第I和第2短边侧的电势高于电荷产生区域中的位于至少一对的信号电荷收集区域之间的区域中的电势。在本专利技术所涉及的距离传感器中，由电势调整单元，使电荷产生区域的在第I和第2短边侧的电势高于电荷产生区域中的位于至少一对的信号电荷收集区域之间的区域中的电势。因此，在电荷产生区域的第I和第2短边附近所产生的电荷，利用电势的高低差，容易朝着电荷产生区域中的位于至少一对的信号电荷收集区域之间的区域在第I和第2短边的相对方向上进行移动。朝着电荷产生区域中的位于至少一对的信号电荷收集区域之间的区域在第I和第2短边的相对方向上移动而来的电荷，利用由转送电极以及信号电荷收集区域形成的电场，被高速地转送。因此，通过将在垂直于该相对方向的方向上的长度设定成大于信号电荷收集区域的相对方向上的长度，从而能够谋求电荷产生区域的大面积化，即，即使在使电荷产生区域的平面形状为上述长方形形状的情况以及通过将信号电荷收集区域的面积设定为较小而谋求高灵敏度的情况下，也能够高速地转送在电荷产生区域中所产生的电荷。电势调整单元也可以是与电荷产生区域相同的导电型，且是杂质浓度高于电荷产生区域的半导体区域。在此情况下，因为在第I和第2短边的相对方向上夹持电荷产生区域而相对地配置的半导体区域的杂质浓度高于电荷产生区域，所以电势的高低差大。因为通过调整杂质浓度从而能够形成上述半导体区域，所以能够简便地实现电势调整单元。也可以进一步具备配置于电荷产生区域上的光栅极(photo gate electrode),电势调整单元是被提供低于被提供给光栅极的电位的电位的电极。在此情况下，因为被提供给在第I和第2短边的相对方向上夹持电荷产生区域而相对地配置的电极的电位低于被提供给光栅极的电位，所以电势的高低差大。由电极这样的简单的构成，能够容易地实现电势调整单元。本专利技术所涉及的距离图像传感器，在半导体基板上具备由配置成一维状或者二维状的多个单元构成的摄像区域，基于从单元输出的电荷量，获得距本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.10.12 JP 2010-2299001.一种距离传感器，其特征在于: 具备: 电荷产生区域，对应于入射光而产生电荷，并且其平面形状是具有彼此相对的第I和第2长边、以及彼此相对的第I和第2短边的长方形形状； 至少一对的信号电荷收集区域，在所述第I和第2长边的相对方向上夹持所述电荷产生区域而相对地配置，收集来自于所述电荷产生区域的信号电荷； 转送电极，分别配置于所述信号电荷收集区域与所述电荷产生区域之间，且被提供不同的相位的电荷转送信号； 电势调整单元，在所述第I和第2短边的相对方向上夹持所述电荷产生区域而相对地配置，使所述电荷产生区域的在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：间瀬光人，铃木高志，
申请(专利权)人：浜松光子学株式会社，
类型：
国别省市：