CN112614899A - 光检测器、光检测系统、激光雷达装置及车 - Google Patents

光检测器、光检测系统、激光雷达装置及车 Download PDF

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权镐楠
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佐佐木启太
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Abstract

提供能够减少淬灭电阻中的电阻温度依赖性的光检测器、光检测系统、激光雷达装置及车。根据实施方式，光检测器包括元件及淬灭电阻。所述元件包括光电二极管。所述淬灭电阻与所述元件电连接，并且包括元件、半导体构件及互相分离地设置且与所述半导体构件电连接的多个第1金属构件。根据上述构成的光检测器，能够减少淬灭电阻中的电阻温度依赖性。

Description

光检测器、光检测系统、激光雷达装置及车
本申请以日本专利申请2019-168949(申请日2019年9月18日)为基础，根据该申请而享有优先的利益。本申请通过参照该申请而包括该申请的全部内容。
技术领域
本发明的实施方式一般来说涉及光检测器、光检测系统、激光雷达装置及车。
背景技术
存在包括淬灭电阻(quenching resistance)的光检测器。希望淬灭电阻中的电阻温度依赖性小。
发明内容
本发明的实施方式提供能够减少淬灭电阻中的电阻温度依赖性的光检测器、光检测系统、激光雷达装置及车。
根据本发明的实施方式，光检测器包括元件及淬灭电阻。所述元件包括光电二极管。所述淬灭电阻与所述元件电连接，并且包括元件、半导体构件及多个第1金属构件，所述多个第1金属构件互相分离地设置且与所述半导体构件电连接。
根据上述构成的光检测器，能够减少淬灭电阻中的电阻温度依赖性。
附图说明
图1是例示第1实施方式的光检测器的示意性俯视图。
图2是图1的II-II剖视图。
图3是图1的III-III剖视图。
图4是例示第1实施方式的变形例的光检测器的示意性俯视图。
图5是例示第2实施方式的光检测器的示意性俯视图。
图6是图5的V-V剖视图。
图7是例示第3实施方式的光检测器的示意性俯视图。
图8是将图7的部分VIII放大的俯视图。
图9是例示第4实施方式的光检测器的示意性俯视图。
图10是图9的X-X剖视图。
图11是例示第5实施方式的光检测器的示意性俯视图。
图12是将图11的部分XII放大的俯视图。
图13是例示第6实施方式的光检测器的示意性俯视图。
图14是图13的XIV-XIV剖视图。
图15是图14的XV-XV剖视图。
图16是例示第7实施方式的光检测器的示意性俯视图。
图17是图16的XVII-XVII剖视图。
图18是图16的XVIII-XVIII剖视图。
图19是例示第8实施方式的激光雷达装置的示意图。
图20是用于说明激光雷达装置的检测对象的检测的图。
图21是具备第8实施方式的激光雷达装置的车的俯视概略图。
标号说明
10元件；11第1半导体区域；12第2半导体区域；13第3半导体区域；14第4半导体区域；20淬灭电阻；21第1金属构件；21a第1连接部；21b第2连接部；21w第1布线部；22第2金属构件；22c第3连接部；22d第4连接部；22w第2布线部；23a、23b连接部；25半导体构件；30外周区域；31绝缘部；32绝缘部；35绝缘层；41连接部；42布线层；43连接部；50共用布线；110、111、120、130、140、150、160光检测器；3000光源；3001光检测器；402反射镜控制器；403驱动电路；404激光振荡器；405光学系统；406反射镜；407图像识别系统；408距离计测电路；409参照光用光检测器；410光检测器；411对象物；412光；413光；5001激光雷达装置；600物体；700车辆；710车身；D1、D2距离；L1～L4长度；i电流；JS pn结；PD光电二极管；R受光单元；T光投射单元
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的各实施方式进行说明。
附图是示意性或概念性的图，各部分的厚度与宽度的关系、部分间的大小的比率等未必与现实相同。即使在表示相同部分的情况下，也存在因附图不同而互相的尺寸和/或比率不同地表示的情况。
在本申请说明书和各图中，对于与已经说明过的要素同样的要素标注同一标号，并适当省略详细的说明。
[第1实施方式]
图1是例示第1实施方式的光检测器的示意性俯视图。
图2是图1的II-II剖视图。
图3是图1的III-III剖视图。
如图1～图3所示，第1实施方式的光检测器110包括导电层1、元件10、淬灭电阻20、外周区域30、绝缘层35、连接部41、布线层42、连接部43及共用布线50。
元件10包括光电二极管，在第1方向上被外周区域30包围。元件10及外周区域30在与第1方向交叉的第2方向上设置于导电层1与淬灭电阻20、绝缘层35、连接部41、布线层42、连接部43及共用布线50之间。
将与包括第1方向及第2方向的面交叉的一个方向设为第3方向。例如，第1方向沿着图1～图3所示的X方向。第2方向沿着相对于X方向垂直的Z方向。第3方向沿着相对于X方向及Z方向垂直的Y方向。以下，对第1方向、第2方向及第3方向分别沿着X方向、Z方向及Y方向的情况进行说明。
如图2所示，元件10包括光电二极管PD。具体而言，元件10包括第1导电型的第1半导体区域11、第2导电型的第2半导体区域12及第1导电型的第3半导体区域13。第3半导体区域13在Z方向上设置于第1半导体区域11与第2半导体区域12之间。光电二极管PD包括第2半导体区域12及第3半导体区域13。光电二极管PD包括pn结JS。pn结JS由第2半导体区域12及第3半导体区域13形成。pn结沿着X-Y面扩展。
第1导电型是p型及n型中的一方。第2导电型是p型及n型中的另一方。以下，对第1导电型是p型且第2导电型是n型的情况进行说明。
第3半导体区域13中的p型杂质浓度比第1半导体区域11中的p型杂质浓度高。例如，第2半导体区域12中的n型杂质浓度比第3半导体区域13中的p型杂质浓度高。
如图1所示，元件10在X方向及Y方向上设置多个。当光向各元件10入射时，产生载流子。光检测器110将入射到各元件10的光作为电信号来检测。
如图2所示，导电层1沿着X方向及Y方向扩展，并且在Z方向上与多个元件10排列。各元件10与导电层1电连接。通过控制导电层1的电位来向第2半导体区域12与第3半导体区域13之间施加电压。各元件10例如作为雪崩光电二极管发挥功能。
例如，对光电二极管PD施加超过击穿电压的反向电压。由此，光电二极管PD以盖革模式进行工作。通过以盖革模式进行工作，光检测效率提高，能够检测微小的光子。
各元件10在X方向及Y方向上被外周区域30包围。在图1～图3的例子中，外周区域30包括第1导电型的第4半导体区域14和绝缘部31。绝缘部31在Z方向上与第4半导体区域14排列。绝缘部31在X方向及Y方向上包围第2半导体区域12。绝缘部31也可以进一步包围第3半导体区域13。第4半导体区域14在X方向及Y方向上包围第1半导体区域11。第4半导体区域14也可以进一步包围第3半导体区域13。例如，第4半导体区域14与第1半导体区域11一体设置。
在此，“包围”不仅包括某构成要素无间断地连续包围其它的构成要素的情况，也包括互相分离的多个所述构成要素在所述其它的构成要素的周围排列的情况。例如，在所述其它的构成要素位于沿着所述多个构成要素追踪而得到的轨迹的内侧的情况下，能够视为所述其它的构成要素被所述多个构成要素包围。
例如，在X方向及Y方向上，在第2半导体区域12与绝缘部31之间及第3半导体区域13与绝缘部31之间设置第1半导体区域11的一部分。或者，第2半导体区域12及第3半导体区域13也可以与绝缘部31相接。
淬灭电阻20的一端经由连接部41、布线层42及连接部43与第2半导体区域12电连接。淬灭电阻20的另一端与共用布线50电连接。
淬灭电阻20的电阻比连接部41、布线层42、连接部43及共用布线50各自的电阻大。淬灭电阻20的电阻优选为50kΩ以上且2MΩ以下。
淬灭电阻20为了在光对元件10入射而发生了雪崩击穿时抑制雪崩击穿的继续而设置。即，在发生雪崩击穿而电流在淬灭电阻20中流动时，由于淬灭电阻20的电阻而产生电压降。由于电压降，第2半导体区域12与第3半导体区域13之间的电位差变小，雪崩击穿停止。由此，使得能够检测接着向元件10入射的光。
如图1～图3所示，淬灭电阻20包括多个第1金属构件21及半导体构件25。多个第1金属构件21互相分离。各第1金属构件21与半导体构件25电连接。
各第1金属构件21在Z方向上与半导体构件25排列。半导体构件25在Z方向上设置于外周区域30与多个第1金属构件21之间。或者，也可以是，多个第1金属构件21在Z方向上设置于外周区域30与半导体构件25之间。
第1金属构件21包括第1布线部21w、第1连接部21a及第2连接部21b。第1布线部21w在Z方向上与半导体构件25分离。在半导体构件25与第1布线部21w之间设置有绝缘层35。第1连接部21a及第2连接部21b在Z方向上设置于半导体构件25与第1布线部21w之间，在X方向及Y方向上被绝缘层35包围。第1连接部21a将第1布线部21w的一端与半导体构件25电连接。第2连接部21b将第1布线部21w的另一端与半导体构件25电连接。
多个第1金属构件21的排列方向及第1布线部21w延伸的方向例如沿着半导体构件25延伸的方向。在此，“延伸”意味着某一个方向上的长度比与该一个方向垂直的方向上的长度长。例如如图1所示，半导体构件25的一部分沿着Y方向延伸。在Y方向上排列的多个第1金属构件21与半导体构件25的该一部分电连接。在这些第1金属构件21中，第1布线部21w沿着Y方向延伸。半导体构件25的另一部分沿着X方向延伸。在X方向上排列的多个第1金属构件21与半导体构件25的该一部分电连接。在这些第1金属构件21中，第1布线部21w沿着X方向延伸。
如图2及图3所示，淬灭电阻20的至少一部分与外周区域30在Z方向上排列。绝缘部31在Z方向上设置于第4半导体区域14与淬灭电阻20之间。
共用布线50例如在X方向上设置有多个，分别在Y方向上延伸。在Y方向上延伸的1个共用布线50与在Y方向上排列的多个淬灭电阻20电连接。各共用布线50与外周区域30的一部分在Z方向上排列。
第1半导体区域11、第2半导体区域12、第3半导体区域13及第4半导体区域14包含选自硅、碳化硅、砷化镓及氮化镓中的至少一种半导体材料。在这些半导体区域包含硅时，使用磷、砷或锑作为n型杂质。使用硼作为p型杂质。
第1半导体区域11中的p型杂质浓度例如为1.0×1013atom/cm3以上且1.0×1016atom/cm3以下。通过设定为该浓度范围，能够在第1半导体区域11中充分地扩展耗尽层，能够提高光检测效率或受光灵敏度。
第2半导体区域12中的n型杂质浓度例如为1.0×1018atom/cm3以上且1.0×1021atom/cm3以下。通过设定为该浓度范围，能够减少第2半导体区域12中的电阻，减少第2半导体区域12中的载流子的损失。
第3半导体区域13中的p型杂质浓度例如为1.0×1016atom/cm3以上且1.0×1018atom/cm3以下。通过设定为该浓度范围，能够使第3半导体区域13与第2半导体区域12形成pn结，且容易使耗尽层在第3半导体区域13中扩展。
导电层1例如是p型的半导体层。导电层1包含上述的半导体材料。导电层1中的p型杂质浓度为1.0×1017atom/cm3以上且1.0×1021atom/cm3以下。导电层1也可以包含金属。例如，导电层1包含选自铝、铜、钛、金及镍中的至少一种。
半导体构件25包含选自多晶硅、碳化硅、砷化镓及氮化镓中的至少一种半导体材料。在半导体构件25中也可以添加有n型杂质或p型杂质。第1金属构件21包含选自铝、铜及钨中的至少一种。例如，第1布线部21w包含铝或铜。第1布线部21w也可以包含铝的化合物。第1连接部21a及第2连接部21b包含钨。通过使用钨，能够缩短第1连接部21a及第2连接部21b各自的X方向或Y方向的长度。由此，能够提高第1连接部21a与半导体构件25之间的电阻及第2连接部21b与半导体构件25之间的电阻。
绝缘部31及绝缘层35包含硅和选自氧及氮中的至少一种。例如，绝缘部31及绝缘层35包含氧化硅。连接部41及连接部43包含钨。布线层42及共用布线50包含选自铝及铜中的至少一种。布线层42及共用布线50也可以包含铝的化合物。
对第1实施方式的效果进行说明。
淬灭电阻20的电阻比共用布线50等包含金属的构件的电阻高。为了提高电阻，优选在淬灭电阻20使用多晶硅等半导体。另一方面，在电流流过了淬灭电阻20时，会产生热。温度越高则半导体的电阻越下降。在淬灭电阻20由半导体构成的情况下，若淬灭电阻20的温度上升，则淬灭电阻20的电阻下降。其结果，电流流过了淬灭电阻20时的电压降会下降，直到雪崩击穿停止为止的时间变长。通过元件10检测到光后，直到成为能够检测下次的光的状态为止的失效时间会变长。因此，优选淬灭电阻20的电阻温度依赖性小。
金属具有与半导体不同的温度特性。即，温度越高则金属的电阻越上升。为了缓和半导体的温度依赖性，也存在淬灭电阻使用半导体和金属双方的方法。但是，金属的电阻与半导体的电阻相比非常小。因此，在产生了某预定的温度变化时，金属的电阻的变化与半导体的电阻的变化相比非常小。例如，即使将半导体与金属串联连接，金属的电阻的变化也过小，因此无法充分减少淬灭电阻20的电阻温度依赖性。
在第1实施方式的光检测器110中，使多个第1金属构件21互相分离，将各第1金属构件21与半导体构件25电连接。通过将第1金属构件21彼此分开，能够提高第1金属构件21的电阻。因此，能够使相对于温度变化的第1金属构件21的电阻的变化更大。能够抑制淬灭电阻20的温度上升了时的淬灭电阻20的电阻的下降。即，根据第1实施方式，能够减少淬灭电阻20的电阻温度依赖性。
另外，优选淬灭电阻20的至少一部分在Z方向上与外周区域30排列。更优选的是，淬灭电阻20的整体在Z方向上与外周区域30排列。换言之，优选在从Z方向观察时淬灭电阻20不与第1半导体区域11或第2半导体区域12重叠。由此，能够抑制朝向元件10前进的光被淬灭电阻20遮挡，能够提高光检测器110的光检测效率。
淬灭电阻20的范围例如基于半导体构件25而定义。在光检测器110中，半导体构件25的一端与连接部41电连接，半导体构件25的另一端与共用布线50电连接。从半导体构件25的一端到另一端的中间部分和电连接于该中间部分的多个第1金属构件21相当于淬灭电阻20。
半导体构件25和各第1金属构件21也可以不是在Z方向上而是在X方向或Y方向上排列。不过，优选的是，半导体构件25和各第1金属构件21在Z方向上排列。
在半导体构件25和各第1金属构件21在X方向或Y方向上排列时，需要对它们的X-Y面上的形状进行加工，以使得半导体构件25与第1金属构件21互相电连接。这样的加工所需的处理比将半导体构件25和各第1金属构件21在Z方向上排列时的处理复杂。另外，淬灭电阻20的X-Y面上的面积会增大。
通过将半导体构件25和各第1金属构件21在Z方向上排列，例如能够更可靠地将半导体构件25与各第1金属构件21连接。由此，能够减少淬灭电阻20的特性的偏差，提高光检测器110的成品率。另外，能够使淬灭电阻20的X-Y面上的面积更小。由此，能够抑制朝向元件10前进的光被淬灭电阻20遮挡，提高光检测器110的光检测效率。
在光检测器110中，如图1及图3所示，在第2半导体区域12与共用布线50之间，各第1金属构件21与1个半导体构件25的各部分并联连接。由此，例如与多个半导体构件25互相分离的情况相比，能够使半导体构件25的电阻更小。半导体构件25的电阻越小，则半导体构件25与第1金属构件21之间的电阻之差越小。即，在产生了某预定的温度变化时，能够减小半导体构件25的电阻的变化与第1金属构件21的电阻的变化之差。因此，能够进一步减少淬灭电阻20的电阻温度依赖性。
在光检测器110中，第1金属构件21包括第1布线部21w、第1连接部21a及第2连接部21b。第1连接部21a及第2连接部21b在X方向及Y方向上被绝缘层35包围，电连接于第1布线部21w。第1连接部21a及第2连接部21b的电阻比第1布线部21w的电阻高。通过第1布线部21w经由第1连接部21a及第2连接部21b与半导体构件25电连接，第1金属构件21的电阻上升。即，在产生了某预定的温度变化时，能够减小半导体构件25的电阻的变化与第1金属构件21的电阻的变化之差。因此，能够进一步减少淬灭电阻20的电阻温度依赖性。
例如，与Z方向垂直的一个方向上的第1连接部21a及第2连接部21b的长度比该一个方向上的第1布线部21w的长度短。在光检测器110中，如图3所示，关于与在Y方向上延伸的半导体构件25的一部分电连接的各第1金属构件21，Y方向上的第1连接部21a的长度L1比Y方向上的第1布线部21w的长度L2短。Y方向上的第2连接部21b的长度L3比L2短。
优选外周区域30包括绝缘部31。通过包括绝缘部31，能够抑制在各元件10中产生的载流子向相邻的元件10流动。即，能够减少光检测器110中的串扰(crosstalk)。
在淬灭电阻20中，优选与1个第1金属构件21并联连接的半导体构件25的一部分的电阻相对于该1个第1金属构件21的电阻之比为0.05以上且2以下。例如，通过采用上述的特征中的至少任一个，能够使比成为该范围内。
(变形例)
图4是例示第1实施方式的变形例的光检测器的示意性俯视图。
在变形例的光检测器111中，如图4所示，外周区域30包括绝缘部32。绝缘部32在X方向及Y方向上包围第1半导体区域11的至少一部分、第2半导体区域12及第3半导体区域13。
绝缘部32可以与导电层1相接。也可以在绝缘部32与导电层1之间设置有第1导电型的半导体区域。例如，在X方向及Y方向上，在第2半导体区域12与绝缘部32之间及在第3半导体区域13与绝缘部32之间设置第1半导体区域11的一部分。或者，第2半导体区域12及第3半导体区域13也可以与绝缘部32相接。
绝缘部32包含硅和选自氧及氮中的至少一种。例如，绝缘部32包含氧化硅。
光检测器111的淬灭电阻20的构成与光检测器110的淬灭电阻20的构成相同。因此，根据本变形例，与第1实施方式同样地能够减少淬灭电阻20的电阻温度依赖性。
另外，通过取代绝缘部31而设置Z方向上的长度比绝缘部31更长的绝缘部32，能够进一步减少元件10彼此之间的串扰。
[第2实施方式]
图5是例示第2实施方式的光检测器的示意性俯视图。
图6是图5的V-V剖视图。
在第2实施方式的光检测器120中，在第1金属构件21不包括第1布线部21w这一点上与第1实施方式的光检测器110不同。即，在光检测器120中，光检测器110中的第1连接部21a及第2连接部21b各自对应于第1金属构件21。
如图5及图6所示，各第1金属构件21与半导体构件25电连接，在X方向及Y方向上被绝缘层35包围。在各第1金属构件21中，电流与半导体构件25的各部分平行地流动。
关于光检测器110中的第1金属构件21，第1布线部21w的电阻比第1连接部21a及第2连接部21b的电阻低。通过不设置第1布线部21w，第1金属构件21的电阻会上升。根据第2实施方式，与第1实施方式相比，能够使第1金属构件21的电阻上升。
另外，通过调整半导体构件25与第1金属构件21的接触面积、第1金属构件21的数量等，也能够使第1金属构件21的电阻进一步上升。例如，优选半导体构件25与第1金属构件21的接触部分的面积的合计相对于半导体构件25的沿着X-Y面的面积之比为0.3以上且0.95以下。通过将比设为0.3以上，能够合适地增大第1金属构件21的电阻。不过，若比过大，则难以使多个第1金属构件21互相分离，因此，优选比为0.95以下。
[第3实施方式]
图7是例示第3实施方式的光检测器的示意性俯视图。
图8是将图7的部分VIII放大的俯视图。
如图7所示，第3实施方式的光检测器130在淬灭电阻20还包括多个第2金属构件22这一点上与光检测器110不同。
多个第1金属构件21及多个第2金属构件22互相分离。如图8所示，各第1金属构件21具有第1布线部21w、第1连接部21a及第2连接部21b。各第2金属构件22具有第2布线部22w、第3连接部22c及第4连接部22d。
在光检测器130中，第1布线部21w在与半导体构件25延伸的方向交叉的方向上延伸。第1连接部21a和第2连接部21b在该交叉的方向上排列，分别电连接于第1布线部21w的两端。在图8所示的例中，第1金属构件21与在Y方向上延伸的半导体构件25的一部分电连接。该第1金属构件21的第1布线部21w在X方向上延伸。第1连接部21a和第2连接部21b在X方向上排列，分别电连接于第1布线部21w的X方向的两端。
第2金属构件22的第3连接部22c在上述交叉的方向上与一个第1金属构件21的第1连接部21a或第2连接部21b排列。第4连接部22d在上述交叉的方向上与另一个第1金属构件21的第1连接部21a或第2连接部21b排列。另外，第2金属构件22的第2布线部22w的至少一部分在上述交叉的方向上与一个第1金属构件21的第1布线部21w及另一个第1金属构件21的第1布线部21w排列。
例如，在图8中记载了两个第2金属构件22-1及22-2。另外，记载了三个第1金属构件21-1～21-3。第2金属构件22-2的第3连接部22c与第1金属构件21-2的第1连接部21a及第2连接部21b在X方向上排列。第2金属构件22-2的第4连接部22d与第1金属构件21-3的第1连接部21a及第2连接部21b在X方向上排列。第1金属构件21-2的第1布线部21w的至少一部分在X方向上与第2金属构件22-1的第2布线部22w及第2金属构件22-2的第2布线部22w排列。
在第1金属构件21及第2金属构件22中，如图8中的箭头及符号所示那样流动电流i。如图8所示，电流i在第1布线部21w中沿着X方向流动。另外，在第2布线部22w的一部分中沿着X方向流动。另一方面，在半导体构件25中，电流沿着Y方向流动。因而，根据光检测器130中的第1金属构件21及第2金属构件22，能够与第1实施方式相比进一步提高淬灭电阻20中的金属部的电阻。
优选在X方向上排列的第1连接部21a与第4连接部22d之间的距离D1及在X方向上排列的第2连接部21b与第3连接部22c之间的距离D2短。距离D1及D2越短，则能够使淬灭电阻20中的半导体构件25的电阻成分越小。例如，优选距离D1及D2为长度L4的0.5倍以下。另一方面，若距离D1及D2成为长度L4的0.25倍以下，则第1连接部21a、第2连接部21b、第3连接部22c及第4连接部22d形成的难易度会增大。因此，为了在减小半导体构件25的电阻成分的同时提高光检测器130的成品率，优选距离D1为长度L4的0.25倍以上且0.5倍以下。另外，优选距离D2为长度L4的0.25倍以上且0.5倍以下。
[第4实施方式]
图9是例示第4实施方式的光检测器的示意性俯视图。
图10是图9的X-X剖视图。
在第4实施方式的光检测器140中，淬灭电阻20包括多个半导体构件25及多个第1金属构件21。多个半导体构件25及多个第1金属构件21交替地串联连接。
具体而言，各第1金属构件21包括第1布线部21w、第1连接部21a及第2连接部21b。一个第1金属构件21的第1连接部21a与半导体构件25的一端电连接，该一个第1金属构件21的第2连接部21b与其它的半导体构件25的一端电连接。
例如，在第1金属构件21的电阻率与半导体构件25的电阻率之差小的情况下，优选如第4实施方式这样，多个第1金属构件21及多个半导体构件25交替地串联连接。由此，能够通过第1金属构件21的电阻温度依赖性来补偿半导体构件25的电阻温度依赖性，并将第1金属构件21及半导体构件25的电阻一起提高。
[第5实施方式]
图11是例示第5实施方式的光检测器的示意性俯视图。
图12是将图11的部分XII放大的俯视图。
如图11所示，第5实施方式的光检测器150在淬灭电阻20还包括第2金属构件22这一点上与光检测器140不同。
多个第1金属构件21及多个第2金属构件22互相分离。多个半导体构件25和多个第1金属构件21交替地串联连接。一个以上的第2金属构件22与一个半导体构件25并联连接。
如图12所示，各第1金属构件21具有第1布线部21w、第1连接部21a及第2连接部21b。各第2金属构件22具有第2布线部22w、第3连接部22c及第4连接部22d。
例如，在图12中记载了两个半导体构件25-1及25-2。另外，记载了四个第2金属构件22-1～22-4。第1金属构件21的第1连接部21a与半导体构件25-1电连接。第1金属构件21的第2连接部21b与半导体构件25-2电连接。在半导体构件25-1及25-2各自并联连接有两个第2金属构件22。
通过进一步设置第2金属构件22，与第4实施方式的光检测器140相比，能够提高淬灭电阻20中的金属部的电阻的比例。因此，根据第5实施方式，与第4实施方式相比，能够进一步减少淬灭电阻20的电阻温度依赖性。
[第6实施方式]
图13是例示第6实施方式的光检测器的示意性俯视图。
图14是图13的XVI-XVI剖视图。
图15是图14的XV-XV剖视图。
如图13～图15所示，在第6实施方式的光检测器160中，淬灭电阻20包括多个第1金属构件21、多个第2金属构件22及多个连接部23。在光检测器160中，淬灭电阻20不包括半导体构件25。
如图15所示，多个第1金属构件21及多个第2金属构件22通过多个连接部23而分别电连接。多个第1金属构件21及多个第2金属构件22交替地串联设置。
多个第1金属构件21、多个第2金属构件22及外周区域30在Z方向上排列。例如，多个第2金属构件22在Z方向上设置于外周区域30与多个第2金属构件22之间。各第1金属构件21及各连接部23在X方向及Y方向上被绝缘层37包围。
如上所述，温度越上升，则金属的电阻越上升。在淬灭电阻20不包括半导体构件25的情况下，温度越上升，则淬灭电阻20的电阻越上升。
由形成金属时的工艺的偏差引起的电阻的变化比由形成半导体时的工艺的偏差引起的电阻的变化小。通过淬灭电阻20不包括半导体构件25而包括第1金属部21及第2金属构件22，能够使实际制造的淬灭电阻20的电阻接近预先确定的值。
另外，连接部23的电阻比第1金属构件21及第2金属构件22的电阻高。在光检测器160中，将多个第1金属构件21及多个第2金属构件22经由多个连接部23而交替地串联连接。由此，即使在淬灭电阻20不包含半导体的情况下，也能够提高淬灭电阻20的电阻。
在以上说明过的第2实施方式～第6实施方式的光检测器中，也可以与光检测器111同样，外周区域30包括绝缘部32。在该情况下，也能够得到与上述的各实施方式同样的效果。
[第7实施方式]
图16是例示第7实施方式的光检测器的示意性俯视图。
图17是图16的XVII-XVII剖视图。图18是图16的XVIII-XVIII剖视图。
在第7实施方式的光检测器170中，如图16及图18所示，淬灭电阻20包括第1金属构件21及多个半导体构件25。多个半导体构件25互相分离。多个半导体构件25与第1金属构件21在Z方向上排列。
例如，在各半导体构件25与第1金属构件21之间设置有连接部23a及23b。连接部23a及23b在X方向及Y方向上被绝缘层35包围。连接部23a将半导体构件25的一端与第1金属构件21电连接。连接部23b将半导体构件25的另一端与第1金属构件21电连接。
如图16～图18所示，第1金属构件21的一端经由连接部41、布线层42及连接部43而电连接于第2半导体区域12。第1金属构件21的另一端电连接于共用布线50。
根据第7实施方式，例如，在第1金属构件21的电阻率比半导体构件25的电阻率低的情况下，能够提高半导体构件25的电阻，减少淬灭电阻20的电阻温度依赖性。
[第8实施方式]
图19是例示第8实施方式的激光雷达(Laser Imaging Detection and Ranging：LIDAR)装置的示意图。
该实施方式能够应用于包括线光源、透镜的远距离被拍摄体检测系统(LIDAR)等。激光雷达装置5001具备向对象物411投射激光的光投射单元T和接受来自对象物411的激光并计测激光直到对象物411为止往复的时间并换算为距离的受光单元R(也称作光检测系统)。
在光投射单元T中，激光振荡器(也称作光源)404使激光振荡。驱动电路403驱动激光振荡器404。光学系统405将激光的一部分作为参照光而取出，将除此之外的激光经由反射镜406而向对象物411照射。反射镜控制器402控制反射镜406来向对象物411投射激光。在此，投射光意味着照光。
在受光单元R中，参照光用光检测器409检测由光学系统405取出的参照光。光检测器410接受来自对象物411的反射光。距离计测电路408基于由参照光用光检测器409检测到的参照光和由光检测器410检测到的反射光来计测到对象物411为止的距离。图像识别系统407基于由距离计测电路408计测的结果来识别对象物411。
激光雷达装置5001采用了计测激光直到对象物411为止往复的时间并换算为距离的光飞行时间测距法(Time of Flight)。激光雷达装置5001应用于车载驱动辅助系统、遥感等。若使用上述的实施方式的光检测器作为光检测器410，则尤其在近红外线区域中表现良好的灵敏度。因而，激光雷达装置5001能够适用于人不可见的波段的光源。激光雷达装置5001例如能够用于车用障碍物检测。
图20是用于说明激光雷达装置的检测对象的检测的图。
光源3000向成为检测对象的物体600发射光412。光检测器3001检测从物体600透射或由物体600反射、散射的光413。
光检测器3001例如在使用上述的本实施方式的光检测器时，实现高灵敏度的检测。此外，优选设置多个光检测器410及光源404的组，将其配置关系预先设定于软件(也可由电路代替)。光检测器410及光源404的组的配置关系例如优选以等间隔设置。由此，通过将各光检测器410的输出信号进行互相补充，能够生成准确的三维图像。
图21是具备第8实施方式的激光雷达装置的车的俯视概略图。
本实施方式的车辆700在车身710的四个角具备激光雷达装置5001。本实施方式的车辆通过在车身的四个角具备激光雷达装置，能够利用激光雷达装置来检测车辆的全方向的环境。
此外，在本申请说明书中，“垂直”及“平行”不仅包括严格的垂直及严格的平行，也可以包括例如制造工序中的偏差等，只要实质上垂直及实质上平行即可。
以上，参照具体例对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明的实施方式不限定于这些具体例。例如，关于光检测器中包含的元件、淬灭电阻、外周区域、绝缘部、绝缘层、共用布线等各要素的具体的构成，只要能够通过本领域技术人员从公知的范围适当选择而将本发明同样地实施并得到同样的效果，就包含于本发明的范围。
另外，将各具体例的任两个以上的要素在技术上可能的范围内组合而得的方案，只要包含本发明的主旨就包含于本发明的范围。
此外，本领域技术人员基于作为本发明的实施方式在上面说明过的光检测器、光检测系统、激光雷达装置及车来适当设计变更而能够实施的全部光检测器、光检测系统、激光雷达装置及车，只要包含本发明的主旨也属于本发明的范围。
此外，在本发明的思想的范畴内，只要是本领域技术人员就能够想到各种变更例及修正例，应该了解，这些变更例及修正例也属于本发明的范围。
虽然说明了本发明的一些实施方式，但这些实施方式是作为例子而提示的，并非意在限定发明的范围。这些新实施方式能够以其他各种各样的方式来实施，能够在不脱离发明的主旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围、主旨，并且包含于权利要求书所记载的发明及其等同的范围。

Claims (20)

1.一种光检测器，具备：
元件，其包括光电二极管；及
淬灭电阻，其与所述元件电连接，并且包括半导体构件和多个第1金属构件，所述多个第1金属构件互相分离且与所述半导体构件电连接。
2.根据权利要求1所述的光检测器，
还具备在第1方向上包围所述元件的外周区域，
所述淬灭电阻的至少一部分在与所述第1方向交叉的第2方向上与所述外周区域排列。
3.根据权利要求2所述的光检测器，
所述外周区域包括：
第1导电型的半导体区域，其在所述第1方向上包围所述元件；及
绝缘部，其在所述第2方向上设置于所述半导体区域与所述淬灭电阻之间。
4.根据权利要求2所述的光检测器，
所述元件包括第1导电型的第1半导体区域、第2导电型的第2半导体区域及在所述第2方向上设置于所述第1半导体区域与所述第2半导体区域之间的第1导电型的第3半导体区域，
所述外周区域包括绝缘部，该绝缘部在所述第1方向上包围所述第1半导体区域、所述第2半导体区域及所述第3半导体区域。
5.根据权利要求2～4中任一项所述的光检测器，
所述半导体构件在所述第2方向上与所述多个第1金属构件排列。
6.根据权利要求5所述的光检测器，
所述多个第1金属构件各自包括：
第1布线部，其在所述第2方向上与所述半导体构件分离；及
第1连接部及第2连接部，其互相分离地设置于所述半导体构件与所述第1布线部之间，并且将所述半导体构件与所述第1布线部电连接。
7.根据权利要求6所述的光检测器，
所述淬灭电阻还包括与所述半导体构件电连接的多个第2金属构件，
所述多个第2金属构件互相分离，
所述多个第2金属构件各自包括：
第2布线部，其在所述第2方向上与所述半导体构件分离；及
第3连接部及第4连接部，其互相分离地设置于所述半导体构件与所述第2布线部之间，并且将所述半导体构件与所述第2布线部电连接，
所述第2布线部在与所述第1布线部不同的方向上延伸。
8.根据权利要求7所述的光检测器，
所述半导体构件的一部分在所述第1方向上延伸，
关于与所述半导体构件的所述一部分电连接的所述第1金属构件及所述第2金属构件，所述第1金属构件的所述第1布线部的至少一部分在与包含所述第1方向及所述第2方向的面交叉的第3方向上与所述第2金属构件的所述第2布线部排列。
9.根据权利要求5所述的光检测器，
还具备在所述第2方向上与所述半导体构件排列的绝缘层，
所述多个第1金属构件各自在所述第1方向上被所述绝缘层包围。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的光检测器，
还具备与所述淬灭电阻电连接的布线，
在所述元件与所述布线之间，所述多个第1金属构件各自与所述半导体构件并联连接。
11.根据权利要求1～4中任一项所述的光检测器，
所述淬灭电阻包括多个所述半导体构件，
所述多个半导体构件和所述多个第1金属构件串联连接。
12.根据权利要求11所述的光检测器，
所述多个半导体构件和所述多个第1金属构件交替地串联连接。
13.一种光检测器，具备：
元件，其包括光电二极管；及
淬灭电阻，其与所述元件电连接，并且包括第1金属构件和多个半导体构件，所述多个半导体构件互相分离且与所述第1金属构件电连接。
14.根据权利要求1～13中任一项所述的光检测器，
所述光电二极管是以盖革模式进行工作的雪崩光电二极管。
15.根据权利要求1～14中任一项所述的光检测器，
所述元件包括第1导电型的第1半导体区域、第2导电型的第2半导体区域及设置于所述第1半导体区域与所述第2半导体区域之间的第1导电型的第3半导体区域，
由所述第2半导体区域及所述第3半导体区域形成pn结，
所述淬灭电阻与所述第2半导体区域电连接。
16.一种光检测系统，具备：
权利要求1～15中任一项所述的光检测器；及
距离计测电路，其根据所述光检测器的输出信号来算出光的飞行时间。
17.一种激光雷达装置，具备：
光源，其对物体照射光；及
权利要求16所述的光检测系统，其检测被所述物体反射的光。
18.根据权利要求17所述的激光雷达装置，
还具备图像识别系统，该图像识别系统基于所述光源与所述光检测器的配置关系来生成三维图像。
19.一种车，具备权利要求17或18所述的激光雷达装置。
20.一种车，在车身的四个角具备权利要求17或18所述的激光雷达装置。
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