CN103190000B - 光电二极管阵列 - Google Patents
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Abstract
光电二极管阵列（10）包含：淬灭电阻（7），与各个雪崩光电二极管（APD）串联连接；外周配线（WL），包围形成有多个雪崩光电二极管（APD）的区域；及多个中继配线（8），电连接于外周配线（WL），且分别连接外周配线（WL）的至少2个部位之间。各个雪崩光电二极管（APD）的阳极及阴极的一方经由淬灭电阻（7）而电连接于中继配线（8）的任意一个，各个雪崩光电二极管（APD）的阳极及阴极的另一方电连接于设置于半导体基板的其它的电极（6）。
Description
技术领域
本发明涉及一种光电二极管阵列。
背景技术
多像素光子计数器（Multi-Pixel Photon Counter）（MPPC：注册商标）作为由以盖革模式（Geiger mode）动作的多个雪崩光电二极管（APD）构成的光电二极管阵列而为人所知。多个APD并联连接，对其施加击穿电压以上的逆偏压电压，并以盖革模式动作。MPPC包含与雪崩光电二极管串联连接的淬灭电阻（Quenching Resistor）。该淬灭电阻中流过来自雪崩光电二极管的电流，从而向雪崩光电二极管的偏压电压下降至击穿电压为止，然后，通过再充电，使逆偏压电压恢复至盖革模式时的电压。
与其它的检测器相比，MPPC的时间特性较好，因而有望作为Time-Of-Flight（TOF，飞行时间）测量方式的PET（Positron EmissionTomography，正电子放射断层扫描）装置等的检测器而使用。在PET装置的光子的测量中，要求更高的时间分辨率。为了提高时间分辨率，需要使自MPPC输出的波形的形状陡峭。在下述非专利文献1中，显示通过对淬灭电阻附加并联的电容（Cq）而使输出脉冲陡峭，从而提高时间分辨率。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：H.Otono,etal.,“On the basic mechanism of PixelizedPhoton Detectors”Nucl.Instr.and Meth.A610（2009）397.
发明内容
发明所要解决的问题
然而，在实际的器件中，如何附加并联电容是重要的问题，在简单地追加电容的情况下，存在取决于电容器与电阻的时间常数增加而使时间分辨率降低的可能性。本发明是有鉴于这样的问题而完成的发明，其目的在于，提供能够较现有更显著地提高时间分辨率的光电二极管阵列。
解决问题的技术手段
为了解决上述的问题，本发明的一个方式所涉及的第1光电二极管阵列，其特征在于，在光电二极管阵列中，包含：多个雪崩光电二极管，其形成于半导体基板内；淬灭电阻，其与各个雪崩光电二极管串联连接；外周配线，其包围形成有多个所述雪崩光电二极管的区域；及多个中继配线，其电连接于所述外周配线，且分别连接所述外周配线的至少2个部位之间；所述外周配线的每单位长度的电阻值小于所述中继配线的每单位长度的电阻值；各个所述雪崩光电二极管的阳极及阴极的一方经由所述淬灭电阻而电连接于所述中继配线的任意一个；各个所述雪崩光电二极管的阳极及阴极的另一方电连接于设置于所述半导体基板的其它的电极。
在该情况下，来自中继配线的电流大多流过电阻值低的外周配线的至少2个部位中的任意一个较近的一方（信号传输路径上的电阻低的一方）并被取出至外部，因此，可降低信号读出路径上的电阻值，因而时间常数变小，因此，时间分辨率提高。
本发明的一个方式所涉及的第2光电二极管阵列，其特征在于，还包含横断配线，该横断配线电连接于所述外周配线，连接所述外周配线的至少2个部位之间，且自身的每单位长度的电阻值小于所述中继配线的每单位长度的电阻值；各个所述中继配线的一端电连接于所述横断配线而取代电连接于所述外周配线。
在该情况下，来自中继配线的电流大多流过与电阻值低的外周配线的连接部位、或与横断配线的连接部位中的任意一个较近的一方（信号传输路径上的电阻低的一方）并被取出至外部，因此可进一步降低信号读出路径上的电阻值，因而时间常数变小，因此，时间分辨率提高。
本发明的一个方式所涉及的第3光电二极管阵列，其特征在于，还包含与各个所述淬灭电阻分别并联连接的电容器。
在该情况下，时间分辨率进一步提高。
本发明的一个方式所涉及的第4光电二极管阵列，其特征在于，各个所述雪崩光电二极管的阳极及阴极的一方电连接于环状电极；所述中继配线包含自所述环状电极分离且以包围所述环状电极的方式延伸的导电性的外周区域；所述电容器包含自所述中继配线延伸的所述外周区域、及所述环状电极。
在该情况下，可平面地构成电容器，时间分辨率提高。
本发明的一个方式所涉及的第5光电二极管阵列，在第4光电二极管阵列中，还包含在所述中继配线之间平行地延伸的中间配线，所述中间配线分别连接所述外周配线的至少2个部位之间，所述外周区域与所述中间配线连接。
在该情况下，确认了可平面地构成电容器，且时间分辨率提高。
本发明的一个方式所涉及的第6光电二极管阵列，在第4光电二极管阵列中，在各个所述中继配线，在其两侧连接有所述外周区域，关于相互邻接的所述中继配线，相互邻接的所述外周区域分离。
在该情况下，确认了可平面地构成电容器，且时间分辨率提高。
本发明的一个方式所涉及的第7光电二极管阵列，其特征在于，各个所述中继配线的沿着其中心线的区域开口。
在该情况下，确认了可平面地构成电容器，且时间分辨率提高。另外，中继配线的配线电容降低。
本发明的一个方式所涉及的第8光电二极管阵列中，在上述的任意一个光电二极管阵列中，所述电容器具有经由绝缘层而形成于所述淬灭电阻上的覆盖配线，该覆盖配线的一端电连接于所述淬灭电阻的一端。在该情况下，确认了可通过层叠而立体地构成电容器，因而可提高元件密度，另外，时间分辨率提高。
本发明的一个方式所涉及的第8光电二极管阵列中，其特征在于，各个所述雪崩光电二极管的阳极及阴极的一方电连接于环状电极，所述环状电极的纵横比为2以上。在该情况下，在中继配线与分离且并行的环状电极之间构成电容器，但是，因为纵横比大，因而可增加电容器的电容。因此，相对于环状电极的开口率的电容器的比率变大，电容器的元件密度变高。因此，确认了也可减小环状电极并提高空间分辨率，另外，时间分辨率提高。
发明的效果
根据本发明的一个方式的光电二极管阵列，可显著地提高时间分辨率。
附图说明
图1是光电二极管阵列的平面图。
图2是光电二极管阵列的放大平面图。
图3是图2所示的光电二极管阵列的III-III箭头线剖面图。
图4是图2所示的光电二极管阵列的IV-IV箭头线剖面图。
图5是光电二极管阵列的放大平面图。
图6是图5所示的光电二极管阵列的VI-VI箭头线剖面图。
图7是图5所示的光电二极管阵列的VII-VII箭头线剖面图。
图8是配线的平面图。
图9是光电二极管阵列的放大平面图。
图10是图9所示的光电二极管阵列的X-X箭头线剖面图。
图11是图9所示的光电二极管阵列的XI-XI箭头线剖面图。
图12是光电二极管阵列的放大平面图。
图13是图12所示的光电二极管阵列的XIII-XIII箭头线剖面图。
图14是图12所示的光电二极管阵列的XIV-XIV箭头线剖面图。
图15是光电二极管阵列的放大平面图。
图16是图15所示的光电二极管阵列的XVI-XVI箭头线剖面图。
图17是图15所示的光电二极管阵列的XVII-XVII箭头线剖面图。
图18是光电二极管阵列的放大平面图。
图19是图18所示的光电二极管阵列的XIX-XIX箭头线剖面图。
图20是图18所示的光电二极管阵列的XX-XX箭头线剖面图。
图21是光电二极管阵列的放大平面图。
图22是图21所示的光电二极管阵列的XXII-XXII箭头线剖面图。
图23是图21所示的光电二极管阵列的XXIII-XXIII箭头线剖面图。
图24是光电二极管阵列的平面图。
图25是表示图2所示的光电二极管阵列的显微镜照片的图。
图26是表示图5所示的光电二极管阵列的显微镜照片的图。
图27是表示图9所示的光电二极管阵列的显微镜照片的图。
图28是表示图12所示的光电二极管阵列的显微镜照片的图。
图29是表示图15所示的光电二极管阵列的显微镜照片的图。
图30是表示图18所示的光电二极管阵列的显微镜照片的图。
图31是表示图21所示的光电二极管阵列的显微镜照片的图。
图32是表示图24所示的光电二极管阵列的显微镜照片的图。
图33是光电二极管阵列的电路图。
图34是表示包含雪崩光电二极管与淬灭电阻的检测部的等价电路的图。
图35是表示包含光电二极管阵列的放射线检测器的图。
符号的说明
10…光电二极管阵列、1…第1半导体层、2…第2半导体层、3…第3半导体层、4…绝缘层、5…环状电极、6…其它的电极、7…淬灭电阻、8…中继配线、PD…光电二极管、WL…外周配线、9…外周区域、11…中间配线、WL2…横断配线。
具体实施方式
以下，对实施方式所涉及的光电二极管阵列进行说明。再者，对于相同要素使用相同符号，省略重复的说明。
图1是光电二极管阵列10的平面图。
如图所示，若设定XYZ正交坐标系，则光电二极管阵列10的厚度方向与Z轴一致，光电二极管阵列10的光入射面与XY平面一致。光电二极管阵列10包含半导体基板20，半导体基板20的形状为长方形，各边与X轴或Y轴平行。
光电二极管阵列10包含形成于半导体基板20内的多个雪崩光电二极管APD。淬灭电阻7相对于各个雪崩光电二极管APD串联连接。形成有多个雪崩光电二极管APD的区域被外周配线WL包围。在外周配线WL的外侧可设置由金属等构成的遮光层SL等。外周配线WL的外形为矩形环状，各边沿着X轴或Y轴延伸，且连接于沿着X轴延伸的电极垫P。在外周配线WL，电连接有多个中继配线8。多个中继配线8分别沿着Y轴延伸，且分别连接外周配线WL的至少2个部位（位于沿着Y轴的两端的部位）之间。
外周配线WL的每单位长度的电阻值小于中继配线8的每单位长度的电阻值。即，在外周配线WL及中继配线8由相同的导电材料（例如铝）构成且外周配线WL沿着Y轴延伸的情况下，其XZ剖面的面积大于中继配线8的XZ剖面的面积。另外，在外周配线WL沿着X轴延伸的情况下，其YZ剖面的面积大于中继配线8的XZ剖面的面积。再者，图8是配线的平面图。在外周配线WL与中继配线8的厚度相同的情况下，外周配线WL的宽度W1宽于中继配线8的宽度W2。
各个雪崩光电二极管APD的阳极及阴极的一方经由淬灭电阻7而电连接于中继配线8的任意一个，各个雪崩光电二极管APD的阳极及阴极的另一方电连接于设置于半导体基板20的其它的电极6（参照图3：本例中为背面电极）。再者，其它的电极6只要是可电连接于阳极及阴极的另一方的构成，也可设置于半导体基板20的表面侧。
如上所述，在光电二极管阵列10具备外周配线WL的情况下，来自雪崩光电二极管APD的电流以大多流过中继配线8、以及中继配线8与外周配线WL的连接部位（本例中为2个部位）中的任意一个较近的一方（至电极垫P为止的信号传输路径上的电阻低的一方）的方式，通过外周配线WL内，并流过电极垫P而被取出至外部。这样，在具备外周配线WL的情况下，可降低信号读出路径上的电阻值，因而时间常数变小，因此，可提高光电二极管阵列的时间分辨率。
例如，来自位于图1中的左下的雪崩光电二极管APD的电流，在中继配线8中，向Y轴的负方向流动，之后，流入至与作为旁通路径的外周配线WL的连接点Q1，其后，在外周配线WL内朝X轴的负方向行进，之后，沿着Y轴的正方向行进，进而，沿着X轴的正方向行进，从而大多流过到达电极垫P的路径。
另外，来自位于图1中的左上的雪崩光电二极管APD的电流，在中继配线8中，朝Y轴的正方向流动，之后，流入至与作为旁通路径的外周配线WL的连接点Q2，其后，在外周配线WL内沿着X轴的正方向行进，从而大多流过到达电极垫P的路径。再者，中继配线8在外周配线WL的2个部位被连接，但是其也可具有3个部位以上的连接点。例如，在中继配线8的形状为十字架形状的情况下，可在4个部位与外周配线WL连接，若放射状地延伸、或弯曲，或者分支，则可使连接部位为3个以上。
在上述的光电二极管阵列10中，相对于1个中继配线8，在其两侧配置有多个雪崩光电二极管APD，雪崩光电二极管APD分别经由淬灭电阻7而连接于中继配线8。以下，对雪崩光电二极管APD的周边构造进行详细说明。
图2是第1类型的光电二极管阵列的放大平面图，图3是图2所示的光电二极管阵列的III-III箭头线剖面图，图4是图2所示的光电二极管阵列的IV-IV箭头线剖面图。
在该光电二极管阵列中，半导体基板20包含：第1半导体层1；形成于第1半导体层1上的第2半导体层2；及形成于第2半导体层2内的第3半导体层3。第1半导体层1、第2半导体层2、及第3半导体层3的导电类型分别为第1导电类型（N型）、第2导电类型（P型）、第2导电类型（P型）。在该情况下，在第1半导体层1与第2半导体层2之间形成有PN结，在自各环状电极5的正下方的PN结扩展的耗尽层内所产生的载子，经由第3半导体层3而在各环状电极5中被收集。对由该PN结构成的雪崩光电二极管APD施加逆偏压。再者，在耗尽层内，对应于光L的入射而产生载子。从获得良好的结晶性的观点出发，第2半导体层2优选通过向第1半导体层（基板）1的表面的外延成长而形成。第3半导体层3可通过向第2半导体层2的杂质的离子注入或扩散而形成。
再者，第3半导体层3的杂质浓度高于第2半导体层2的杂质浓度。半导体基板20优选由Si构成，作为N型的杂质，可使用5价的锑或磷，作为P型的杂质，可使用3价的硼。
另外，环状电极5的尺寸（优选范围），如以下所述。
·线宽：3μm（2～5μm）
·X轴方向尺寸：50μm（10～100μm）
·Y轴方向尺寸：50μm（10～100μm）
·开口面积：2500μm2（100μm2～10000μm2）
另外，在详细的说明中的各类型的光电二极管阵列中，第1半导体层1、第2半导体层2、及第3半导体层3的导电类型也可分别为第1导电类型（N型）、第1导电类型（N型）、第2导电类型（P型）。在该情况下，在第2半导体层2与第3半导体层3之间形成有PN结，在自各环状电极5的正下方的PN结扩展的耗尽层内所产生的载子，经由第3半导体层3而在各环状电极5中被收集。对由该PN结构成的雪崩光电二极管APD施加逆偏压。
当然，在说明中，也可与上述相反，将第1导电类型设为P型，将第2导电类型设为N型，在该情况下，偏压的施加方向与上述相反。
在第3半导体层3上，形成有由SiO2构成的绝缘层4，在绝缘层4，形成有环状电极5。环状电极5经由设置于绝缘层4的开口而连接于第3半导体层3。环状电极5的平面形状为矩形环状，环状电极5的一端必要时经由适当的导电层而连接于淬灭电阻（层）7的一端。沿着X轴延伸的淬灭电阻7由多晶硅形成，环状电极5、中继配线8及外周配线由铝形成。多晶硅的体积电阻率高于铝的体积电阻率。淬灭电阻7形成于绝缘层4上，淬灭电阻7的另一端电连接于沿着Y轴延伸的中继配线8。
在半导体基板20的背面，设置有其它的电极6，但是，在第1半导体层1为N型的情况下，该电极6成为阴极电极，环状电极5成为阳极电极，由这些电极夹持的区域分别构成雪崩光电二极管APD。在这些阴极电极与阳极电极之间施加逆偏压电压Vop。
图33是光电二极管阵列的电路图。构成光电二极管阵列的各雪崩光电二极管APD以分别与淬灭电阻7串联连接的形式全部并联连接，且自电源施加逆偏压电压Vop。来自雪崩光电二极管的输出电流通过包含放大器等的检测器A而检测。
图34是表示包含雪崩光电二极管与淬灭电阻的检测部的等价电路的图。雪崩光电二极管APD作为将电流源I与提供二极管电容的电容器Cd并联连接的二极管而表示，淬灭电阻作为电阻值Rq的电阻而表示，电容器Cq与其并联连接，作为整体，表示配线电容的电容器Cg并联连接于电源。此处，由于存在电容器Cq，因而光电二极管阵列的时间分辨率提高。以下，说明以各种的方式包含电容器Cq的光电二极管阵列。即，以下的方式的光电二极管阵列还包含与各个雪崩光电二极管APD串联连接的淬灭电阻Rq、分别与淬灭电阻Rq并联连接的电容器Cq。
电阻值Rq（优选范围）与电容器Cg的电容（优选范围），如以下所述。
·电阻值Rq：150kΩ（50～300kΩ）
·电容器Cg的电容：5pF（为配线电容，优选为0，且越小越好）
在上述的情况下，时间分辨率进一步提高。图25是表示制作图2所示的光电二极管阵列的情况下的显微镜照片的图。
图5是具备电容器Cq的光电二极管阵列的放大平面图，图6是图5所示的光电二极管阵列的VI-VI箭头线剖面图，图7是图5所示的光电二极管阵列的VII-VII箭头线剖面图。
本例的光电二极管阵列与图2～图4所示的光电二极管阵列的不同点在于，在中继配线8的周围，具备以包围环状电极5的方式延伸的外周区域9，外周区域9的一部分与中间配线11相连接，且将中继配线8的宽度W2加粗，其它的构造相同。即，该光电二极管阵列中，各个雪崩光电二极管APD的阳极及阴极的一方电连接于环状电极5，但是，中继配线8具备自环状电极5分离且以包围环状电极5的方式延伸的导电性的外周区域9。外周区域9也由铝构成。在该情况下，上述的电容器Cq具有自中继配线8延伸的外周区域9、及环状电极5，在其之间形成有电容。在该构造的电容器的情况下，可平面地构成电容器，从而提高时间分辨率。再者，中继配线8的宽度W2为9μm，优选为2～10μm，在该情况下，可充分地减少电阻值，且可抑制像素之间的输出差。
再者，在邻接的中继配线8之间，设置有与其平行地延伸的中间配线11。中间配线11的两端连接于外周配线WL的2个部位。当然，也可为中间配线11连接于外周配线WL的3个部位以上的构成。再者，在使用下述的横断配线的情况下，中继配线8及中间配线11的一端连接于横断配线。在环状电极5的开口内的外侧的区域，由中继配线8、中间配线11及外周配线WL而遮挡入射光，但是，因为铝的反射率高，因而相对于下述的闪烁器可将光返回。再者，自中继配线8延伸的外周区域9的一部分与中间配线11相连接，外周区域9的其它的部分以位于淬灭电阻7与环状电极5之间的方式延伸。
图26是表示图5所示的光电二极管阵列的显微镜照片的图。在该情况下，确认了可平面地构成电容器，且时间分辨率提高。
图9是包含电容器Cq的其他的光电二极管阵列的放大平面图，图10是图9所示的光电二极管阵列的X-X箭头线剖面图，图11是图9所示的光电二极管阵列的XI-XI箭头线剖面图。
本例的光电二极管阵列与图5～图7所示的光电二极管阵列的不同点在于，在各个中继配线8，在其两侧连接有外周区域9，但是，没有中间配线11，关于相互邻接的中继配线8，相互邻接的外周区域9分离，其它的构造相同。即，外周区域9包围环状电极5的周围，但是，没有中间配线11，外周区域9的前端部自邻接的外周区域9分离。由此，相比于图5～图7所示的光电二极管阵列，可使配线电容降低。电容器Cq形成于外周区域9与环状电极5之间。
图27是表示图9所示的光电二极管阵列的显微镜照片的图。在该情况下，确认了可平面地构成电容器，且时间分辨率提高。
图12是包含电容器Cq的另一其他的光电二极管阵列的放大平面图，图13是图12所示的光电二极管阵列的XIII-XIII箭头线剖面图，图14是图12所示的光电二极管阵列的XIV-XIV箭头线剖面图。
本例的光电二极管阵列与图9～图11所示的光电二极管阵列的不同点在于，各个中继配线8，沿着其中心线（Y轴）的区域以开口OP开口，其它的构造相同。在该情况下，除了上述效果之外，可使由中继配线8形成的配线电容降低，且可进一步提高时间分辨率。开口OP的X轴方向的宽度为5μm，从进一步提高时间分辨率的观点出发，优选为2～5μm。该开口构造可应用于包含其它的中继配线8的构造。
图28是表示图12所示的光电二极管阵列的显微镜照片的图。在该情况下，确认了可平面地构成电容器，且时间分辨率提高。
图15是包含电容器Cq的又一其他的光电二极管阵列的放大平面图，图16是图15所示的光电二极管阵列的XVI-XVI箭头线剖面图，图17是图15所示的光电二极管阵列的XVII-XVII箭头线剖面图。
本例的光电二极管阵列与图2～图5所示的光电二极管阵列的不同点在于，电容器Cq具有经由SiN或SiO2等的绝缘层K而形成于淬灭电阻7上的覆盖配线K1，该覆盖配线K1的一端电连接于淬灭电阻7的一端，其它的构造相同。本例中，覆盖配线K1自中继配线8延伸并覆盖绝缘层K。在覆盖配线K1与淬灭电阻7之间形成有电容。
图29是表示图15所示的光电二极管阵列的显微镜照片的图。在该情况下，确认了可通过层叠而立体地构成电容器，因而可提高元件密度，另外，时间分辨率提高。
图18是包含电容器Cq的又一其他的光电二极管阵列的放大平面图，图19是图18所示的光电二极管阵列的XIX-XIX箭头线剖面图，图20是图18所示的光电二极管阵列的XX-XX箭头线剖面图。
本例的光电二极管阵列与图15～图17所示的光电二极管阵列的不同点在于，覆盖配线K1自环状电极5延伸并覆盖绝缘层K，其它的构相同。在该情况下，在覆盖配线K1与淬灭电阻7之间形成有电容，并构成电容器Cq。
图30是表示图18所示的光电二极管阵列的显微镜照片的图。在该情况下，确认了可通过层叠而立体地构成电容器，因而可提高元件密度，另外，时间分辨率提高。
图21是包含电容器Cq的又一其他的光电二极管阵列的放大平面图，图22是图21所示的光电二极管阵列的XXII-XXII箭头线剖面图，图23是图21所示的光电二极管阵列的XXIII-XXIII箭头线剖面图。
本例的光电二极管阵列与图2～图5所示的光电二极管阵列的不同点在于，各个雪崩光电二极管APD的阳极及阴极的一方电连接于环状电极5，但是，环状电极5的纵横比（＝Y轴方向的尺寸/X轴方向的尺寸）为2以上。在该情况下，在中继配线8与分离且并行的环状电极5之间构成电容器Cq，但是因为纵横比大，因而可加大电容器Cq的电容。因此，相对于环状电极5的开口率的电容器的比率变大，电容器的元件密度变高。因此，确认了也可减小环状电极5并提高空间分辨率，另外，时间分辨率提高。图31是表示图21所示的光电二极管阵列的显微镜照片的图。
再者，本例的使纵横比提高的构造也可应用于其它类型的构造。
图24是光电二极管阵列的平面图。
该光电二极管阵列10是在图1所示的光电二极管阵列中追加横断配线WL2，且使位于较横断配线WL2更靠近图面的上侧的位置的雪崩光电二极管组的上下反转而成的光电二极管阵列，其它的构造与图1所示的光电二极管阵列相同。横断配线WL2电连接于外周配线WL，且连接外周配线WL的至少2个部位之间。本例中，横断配线WL2沿着X轴延伸，其宽度大于中继配线8的宽度。横断配线WL2的每单位长度的电阻值小于中继配线8的每单位长度的电阻值。在该构造的情况下，图1所示的各个中继配线8的一端代替电连接于外周配线WL而电连接于横断配线WL2。横断配线WL2的宽度为20μm，从提高时间分辨率的观点出发，优选为10～30μm。
在该情况下，来自中继配线8的电流，大多流过与外周配线WL的连接部位、或与横断配线WL2的连接部位中的任意一个较近的一方（信号传输路径上的电阻低的一方）而被取出至外部，因而可进一步降低信号读出路径上的电阻值。因此，时间常数变小，时间分辨率提高。图32是表示图24所示的光电二极管阵列的显微镜照片的图。
再者，图1所示的包含外周配线WL的构造，可应用于图3～图23所示的构造，但是，图24所示的包含横断配线WL2的构造也可应用于图3～图23所示的构造。
测量上述构造中输出波形的10mV下的波动。在包含比图1所示的中继配线8粗的外周配线的光电二极管阵列中，在采用图2至图4所示的构造的情况下，波动成为146ps（设为类型1）。另一方面，在使外周配线WL为与中继配线8相同程度的粗细的情况下（设为比较例），判明了波动为160ps，且通过使外周配线变粗来降低电阻值，从而波动减轻，时间分辨率显著提高。
在图24所示的包含外周配线的光电二极管阵列中，在采用图2至图4所示的构造的情况下，波动为148ps（设为类型2）。判明了相比于比较例波动减轻，时间分辨率显著提高。
在图1所示的包含外周配线的光电二极管阵列中，在采用图5至图7所示的构造的情况下，波动成为142ps（设为类型3）。
在图1所示的包含外周配线的光电二极管阵列中，在采用图9至图11所示的构造的情况下，波动成为138ps（设为类型4）。
在图1所示的包含外周配线的光电二极管阵列中，在采用图12至图14所示的构造的情况下，波动成为130ps（设为类型5）。
在图1所示的包含外周配线的光电二极管阵列中，在采用图15至图17所示的构造的情况下，波动成为125ps（设为类型6）。
在图1所示的包含外周配线的光电二极管阵列中，在采用图18至图20所示的构造的情况下，波动为127ps（设为类型7）。
在图1所示的包含外周配线的光电二极管阵列中，在采用图21至图23所示的构造的情况下，波动为146ps（设为类型8）。
当然，在类型3～类型8的构造中，可采用类型2的横断配线。另外，也可将类型3～5的任意一个构造与类型6～8的任意一个构造组合，另外，类型8的构造也可与任意一个类型的构造组合。特别是在将类型5（开口构造）或类型8（纵长构造）与类型6或7的构造（层叠构造）组合的情况下，可认为上述的效果相乘而能够进一步减轻波动。
图35是表示包含光电二极管阵列的放射线检测器的图。
在光电二极管阵列10的光入射面上，固定有闪烁器面板。闪烁器面板由CsI等的闪烁器11、及覆盖其的聚对二甲苯等的覆盖层12构成，必要时在闪烁器面板与光电二极管阵列10的光入射面之间介有匹配液（matching oil）13。若放射线入射至闪烁器面板，则闪烁器11发光，该光入射至光电二极管阵列10。在光电二极管阵列10，在电极P与电极6之间，施加超过击穿电压的逆偏压电压，其输出可经由检测器A检测。时间分辨率优异的放射线检测器可应用于X射线CT、或PET装置等，并可测定此前无法测量的分辨率的图像。
Claims (13)
1.一种光电二极管阵列，其特征在于，
包含：
多个雪崩光电二极管，形成于半导体基板内；
淬灭电阻，相对于各个雪崩光电二极管串联连接；
外周配线，包围形成有多个所述雪崩光电二极管的区域；及
多个中继配线，电连接于所述外周配线，且分别连接所述外周配线的至少2个部位之间，
所述外周配线的每单位长度的电阻值小于所述中继配线的每单位长度的电阻值，
各个所述雪崩光电二极管的阳极及阴极的一方经由所述淬灭电阻而电连接于所述中继配线的任意一个，
各个所述雪崩光电二极管的阳极及阴极的另一方电连接于设置于所述半导体基板的其它的电极。
2.如权利要求1所述的光电二极管阵列，其特征在于，
还包含横断配线，该横断配线电连接于所述外周配线，连接所述外周配线的至少2个部位之间，且自身的每单位长度的电阻值小于所述中继配线的每单位长度的电阻值，
各个所述中继配线的一端电连接于所述横断配线而取代电连接于所述外周配线。
3.如权利要求1或2所述的光电二极管阵列，其特征在于，
还包含与各个所述淬灭电阻分别并联连接的电容器。
4.如权利要求3所述的光电二极管阵列，其特征在于，
各个所述雪崩光电二极管的阳极及阴极的一方电连接于环状电极，
所述中继配线包含从所述环状电极分离且以包围所述环状电极的方式延伸的导电性的外周区域，
所述电容器具有：
所述外周区域，从所述中继配线延伸；及
所述环状电极。
5.如权利要求4所述的光电二极管阵列，其特征在于，
还包含在所述中继配线之间平行地延伸的中间配线，
所述中间配线分别连接所述外周配线的至少2个部位之间，
所述外周区域与所述中间配线连接。
6.如权利要求4所述的光电二极管阵列，其特征在于，
在各个所述中继配线，在其两侧连接有所述外周区域，
关于相互邻接的所述中继配线，相互邻接的所述外周区域分离。
7.如权利要求3所述的光电二极管阵列，其特征在于，
各个所述中继配线的沿着其中心线的区域开口。
8.如权利要求3所述的光电二极管阵列，其特征在于，
所述电容器具有经由绝缘层而形成于所述淬灭电阻上的覆盖配线，该覆盖配线的一端电连接于所述淬灭电阻的一端。
9.如权利要求4所述的光电二极管阵列，其特征在于，
所述电容器具有经由绝缘层而形成于所述淬灭电阻上的覆盖配线，该覆盖配线的一端电连接于所述淬灭电阻的一端。
10.如权利要求5所述的光电二极管阵列，其特征在于，
所述电容器具有经由绝缘层而形成于所述淬灭电阻上的覆盖配线，该覆盖配线的一端电连接于所述淬灭电阻的一端。
11.如权利要求6所述的光电二极管阵列，其特征在于，
所述电容器具有经由绝缘层而形成于所述淬灭电阻上的覆盖配线，该覆盖配线的一端电连接于所述淬灭电阻的一端。
12.如权利要求7所述的光电二极管阵列，其特征在于，
所述电容器具有经由绝缘层而形成于所述淬灭电阻上的覆盖配线，该覆盖配线的一端电连接于所述淬灭电阻的一端。
13.如权利要求3所述的光电二极管阵列，其特征在于，
各个所述雪崩光电二极管的阳极及阴极的一方电连接于环状电极，
所述环状电极的纵横比为2以上。
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