CN117242585A - 光接收元件、x射线成像元件和电子设备 - Google Patents

光接收元件、x射线成像元件和电子设备 Download PDF

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Abstract

根据本公开一个实施方案的光接收元件包括：半导体基板(11)，其包括光电转换区域；第一的第一导电型区域(13A)，其设置在所述半导体基板(11)的第一面的界面处，并且连接到第一电极(16)；第二的第一导电型区域(13B)，其在第一面的界面处设置在第一的第一导电型区(13A)的周围，并且连接到第二电极(17)；第三的第一导电型区域(13C)，其在第一面的界面处设置在第二的第一导电型区(13B)的周围，并且处于电气浮动状态；和导电膜(21)，其至少设置在第一的第一导电型区域(13A)和第二的第一导电型区(13B)之间的第一面的上方。

Description

光接收元件、X射线成像元件和电子设备
技术领域
本公开涉及一种例如适于医疗应用或无损检测用的X射线摄影的光接收元件、包括该光接收元件的X射线成像元件和电子设备。
背景技术
固态成像装置用于各种应用，例如包括诸如数字静态相机或摄像机等成像装置、诸如具有成像功能的移动终端设备等电子设备、或者检测可见光以外的各种波长的电磁波传感器。固态成像装置的示例包括APS(有源像素传感器)，其包括针对每个像素的放大元件；CMOS(互补MOS)图像传感器(CIS)已经被广泛使用，其经由MOS(金属氧化物半导体)晶体管读出累积在作为光电转换元件的光电二极管中的信号电荷。
作为需要高灵敏度测量的科学用途的传感器，已经使用了具有光电转换区域和浮动扩散区域(浮动扩散部；FD)一体化的结构的光接收元件(PIN光电二极管)(参见，例如专利文献1)。这样的光接收元件易于从简单的结构制造。此外，任意的电位差可以施加到形成光电转换区域的pn结。这使得易于增加光电转换区域的厚度。
引用文献列表
专利文献
专利文献1：日本未审查专利申请公开号H11-4012
发明内容
顺便提及，在X射线成像元件中使用的光接收元件需要对由于X射线照射引起的容量和电场的波动具有改进的耐性。
希望提供一种光接收元件、X射线成像元件和电子设备，其对由于X射线照射引起的容量和电场的波动具有高耐性。
根据本公开实施方案的光接收元件包括：半导体基板，其包括光电转换区域；第一的第一导电型区域，其设置在所述半导体基板的第一面的界面处，并且连接到第一电极；第二的第一导电型区域，其在第一面的界面处设置在第一的第一导电型区域的周围，并且连接到第二电极；第三的第一导电型区域，其在第一面的界面处设置在第二的第一导电型区域的周围，并且处于电气浮动状态；和导电膜，其至少设置在第一的第一导电型区域和第二的第一导电型区域之间的第一面的上方。
根据本公开实施方案的X射线成像元件包括基于X射线产生信号电荷的根据本公开实施方案的多个光接收元件。
根据本公开实施方案的电子设备包括根据本公开实施方案的X射线成像元件。
在根据本公开实施方案的光接收元件、根据本公开实施方案的X射线成像元件和根据本公开实施方案的电子设备中，连接到第一电极的第一的第一导电型区域和连接到第二电极的第二的第一导电型区域设置在包括光电转换区域的半导体基板的第一面的界面处，并且向第一面的界面施加电场的导电膜至少设置在第一的第一导电型区域和第二的第一导电型区域之间的半导体基板的第一面的上方。这抑制了在X射线照射时在第一的第一导电型区域和第二的第一导电型区域之间的第一面附近固定电荷的产生和界面状态的产生。
附图说明
图1是根据本公开第一实施方案的光接收元件的构成的示例的示意性截面图。
图2是图1所示的光接收元件的p型导电型区域和栅电极的图案的示例的示意性平面图。
图3是图1所示的光接收元件的p型导电型区域的图案的另一示例的示意性平面图。
图4是图1所示的光接收元件的p型导电型区域的图案的另一示例的示意性平面图。
图5是到图1所示的光接收元件的n型导电型区域的电源连接的示例的示意图。
图6是到图1所示的光接收元件的n型导电型区域的电源连接的另一示例的示意图。
图7A是图1所示的光接收元件的栅电极的构成的另一示例的示意性截面图。
图7B是图1所示的光接收元件的栅电极的构成的另一示例的示意性截面图。
图7C是图1所示的光接收元件的栅电极的构成的另一示例的示意性截面图。
图7D是图1所示的光接收元件的栅电极的构成的另一示例的示意性截面图。
图7E是图1所示的光接收元件的栅电极的构成的另一示例的示意性截面图。
图8是图1所示的光接收元件的栅电极的构成的另一示例的示意性截面图。
图9是根据本公开变形例1的光接收元件的构成例的示意性截面图。
图10是图9所示的光接收元件的配线层的图案的示意性平面图。
图11是根据本公开变形例2的光接收元件的构成例的示意性截面图。
图12是图11所示的光接收元件的栅电极和配线层的图案的示意性平面图。
图13是根据本公开变形例3的光接收元件的构成例的示意性截面图。
图14是根据本公开变形例4的光接收元件的构成例的示意性截面图。
图15是图14所示的光接收元件的栅电极和配线层的图案的示意性平面图。
图16是根据本公开变形例5的光接收元件的构成例的示意性截面图。
图17是根据本公开变形例6的光接收元件的构成例的示意性截面图。
图18是根据本公开第二实施方案的光接收元件的构成例的示意性截面图。
图19是根据本公开变形例7的光接收元件的构成例的示意性截面图。
图20是根据本公开变形例8的光接收元件的构成例的示意性截面图。
图21是根据本公开第三实施方案的光接收元件的构成的示例的示意性截面图。
图22是示出X射线成像元件的构成的框图。
图23是示出图22所示的列选择部的详细构成例的框图。
具体实施方式
在下文中，参照附图对本公开的实施方案进行详细说明。以下说明仅仅是本公开的具体示例，并且本公开不限于以下方面。此外，本公开不限于附图中所示的各构成要素的配置、尺寸、尺寸比等。注意，按照以下顺序给出说明。
1.第一实施方案(栅电极设置在阳极和漏极之间的半导体基板上并且向半导体基板的界面施加电场的光接收元件的示例)
1-1.光接收元件的构成
1-2.光接收元件的制造方法
1-3.作用和效果
2.变形例
2-1.变形例1(绝缘层内的配线层用于向半导体基板的界面施加电场的示例)
2-2.变形例2(栅电极和配线层用于向半导体基板的界面施加电场的示例)
2-3.变形例3(配线层的图案的另一示例)
2-4.变形例4(配线层的图案的另一示例)
2-5.变形例5(栅电极和配线层被短路的示例)
2-6.变形例6(栅电极、配线层和漏极被短路的示例)
3.第二实施方案(在半导体基板的背面侧包括面对埋入层的阻挡层的光接收元件的示例)
4.变形例
4-1.变形例7(阳极和阻挡层彼此连接的示例)
4-2.变形例8(在阻挡层内设置不同杂质浓度的区域的示例)
5.第三实施方案(包括面对埋入层的阻挡层和向半导体基板的界面施加电场的导电膜的光接收元件的示例)
6.适用例
<1.第一实施方案>
图1示意性地示出了根据本公开第一实施方案的光接收元件(光接收元件1)的示例的截面构成。光接收元件1包括例如在半导体基板11的前面和背面之间施加反向偏压的PIN(正-本征-负)型光电二极管。光接收元件1构成例如电磁波检测器或基于放射线(例如，α射线、β射线、γ射线和X射线等)来读出关于被摄体的信息(以捕获被摄体的图像)的放射线成像元件(例如，X射线成像元件100；参见图22)中的一个像素(单位像素P)。
(1-1.光接收元件的构成)
在光接收元件1中，例如，p型导电型区域(第一导电型区域)13部分地形成在n型的半导体基板11的前面S1(第一面)的界面处，并且n型导电层(第二导电型层)12形成在与前面S1相对侧的面(背面S2；第二面)的界面处。p型导电型区域13包括多个区域；光接收元件1包括例如构成阳极13A的区域(第一的第一导电型区域)、构成漏极13B的区域(第二的第一导电型区域)和构成保护环13C的区域(第三的第一导电型区域)。在光接收元件1中，n型导电型区域(第二导电型区域)进一步形成为在半导体基板11内部的埋入层14。本实施方案的光接收元件1还包括在半导体基板11的前面S1上的绝缘层15以及在阳极13A和漏极13B之间的绝缘层15内的栅电极21。栅电极21向阳极13A和漏极13B之间的半导体基板11的前面S1的界面施加电场，或者减小设置在阳极13A和漏极13B之间的半导体基板11上的绝缘层15的体积。
注意，在本实施方案中，说明了由光电转换产生的激子(电子/空穴对)之中的空穴作为信号电荷被读出的情况。此外，在附图中，附于“p”和“n”的“-(负)”表示p型或n型杂质具有低浓度，并且“+(正)”表示p型或n型杂质具有高浓度。p型杂质和n型杂质浓度之间的大小关系分别为p-<p<p+和n-<n<n+。
半导体基板11由例如n型、p型或i型(本征半导体)半导体构成，并且在内部包括用作光电转换区域的p-i-n结或pn结。具体地，在本实施方案中，使用n型的半导体基板作为半导体基板11，并且上述的p型导电型区域(第一导电型区域)13形成在前面S1侧的界面处。半导体基板11在层叠方向(Y轴方向)上的膜厚度(以下简称为“厚度”)例如为10μm以上且700μm以下。
p型导电型区域13是包含p型杂质的区域(p型杂质区域)，并且在半导体基板11的前面S1的界面处形成多个p型导电型区域13。具体地，p型导电型区域13包括三个区域：构成阳极13A的区域；构成漏极13B的区域；以及构成保护环13C的区域。这些区域彼此间隔开，漏极13B在阳极13A的周围形成为环状。保护环13C在漏极13A的周围形成为环状。关于厚度，例如，取决于像素P的构成，在像素p的间距为10μm以上且100μm以下的情况下，p型导电型区域13从半导体基板11的前面S1的界面以例如2μm～3μm的厚度形成。
阳极13A接收电压的施加以读出例如通过光电转换产生的载流子之中的空穴(h+)作为信号电荷；阳极13A例如与电极16(第一电极)连接。例如，阳极13A单独地形成在单位像素P的大致中央。阳极13A的平面形状没有特别限制，并且可以是圆形(参见，例如图2)或多边形。例如，阳极13A从后述的埋入层14的底面部分地突出到背面S2侧。取决于单位像素P的尺寸，在单位像素P的间距例如为10μm以上且100μm以下的情况下，阳极13A的尺寸例如为0.1μm以上且10μm以下。
漏极13B接收电压的施加以排出在用光照射半导体基板11时在前面S1的界面处产生的暗电流；漏极13B连接到例如电极17(第二电极)。漏极13B在阳极13A的周围形成为环状，并且在用光照射半导体基板11时在前面S1的界面处产生的暗电流总是从漏极13B排出。这使得可以防止暗电流流入阳极13A。漏极13B的平面形状没有特别限制，并且可以是圆环状或多边形(参见，例如图2)。
保护环13C被设置为产生缓和漏极13B上的电场集中并且同时辅助信号电荷(空穴)在水平方向(例如，X-Y平面方向)上的传输的水平方向电场。保护环13C在漏极13B的周围形成为环状，以围绕阳极13A和漏极13B。与阳极13A和漏极13B不同，保护环13C处于电气浮动状态。例如，多个保护环13C形成在半导体基板11的前面S1的界面处。具体地，如图1和图2所示，保护环13C包括例如三个p型导电型区域，并且在漏极13B周围三重地(保护环13C1、13C2和13C3)形成。以这种方式，设置多个保护环13C使得集中的电场能够分布到多个位置，并且同时在宽区域中产生水平方向电场。
在漏极13B和保护环13C具有多边形状(例如，矩形形状)的情况下，角部优选形成为具有曲线状，如图2所示。这使得在角部处电场的集中得以缓和。此外，尽管图2例示了漏极13B和保护环13C连续地设置在阳极13A的周围，但这不是限制性的。例如，如图3所示，其可以被部分地切断。可选择地，其可以断续地形成。
例如，构成漏极13B和保护环13C的环的线宽为0.100μm以上且10μm以下。例如，漏极13B和保护环13C之间的间隔为0.100μm以上且10μm以下。然而，漏极13B和保护环13C之间的间隔以及漏极13B和保护环13C的线宽不必须是恒定的。例如，在漏极13B和多个保护环13C各自是多边形状(例如，矩形形状)的情况下，如图4所示，漏极13A和保护环13C之间以及各保护环13C1、13C2和13C3之间的间隔可以形成为允许角部(Wb)比直线部(Wa)更宽。这进一步缓和了在角部处电场的集中。
n型导电层12是包含浓度高于n型半导体基板11的n型杂质的区域(n型杂质区域)，并且形成在半导体基板11的背面S2的界面处。例如，电源VDD(参见图5)被连接到n型导电层12。例如，在通过阳极13A读出通过光电转换产生的载流子之中的空穴作为信号电荷的情况下，电子(e-)通过n型导电层12排出。关于厚度，取决于单位像素P的构成，例如，在单位像素P的间距为10μm以上且100μm以下的情况下，n型导电层12从半导体基板11的背面S2的界面以例如1μm的厚度形成。
图5和图6分别示出了到n型导电层12的电源的连接方法的示例。在图5中，图5示出了如下的示例，其中透明电极18形成在n型导电层12上并且电源VDD连接到透明电极18以从半导体基板11的背面S2侧施加电压的示例。图6示出了如下的示例，其中在以例如矩阵状配置有多个单位像素P的像素区域110A的周围的周边区域110B中，中性区域11N形成在半导体基板11中形成的耗尽区域11D的外侧，通过该中性区域经由设置在半导体基板11的前面S1的界面处的n型导电型区域19施加电压。注意，在这种情况下，如图6所示，优选地，在周边区域110B中的半导体基板11的前面S1的界面处，在n型导电型区域19和形成在像素区域110A中的单位像素P之间形成多个高耐压保护环13D。在多个高耐压保护环13D之中，最靠近像素区域110A配置的高耐压保护环优选地连接到接地GND。
设置埋入层14以防止通过光电转换在半导体基板11内产生的载流子(这里，信号电荷(空穴))传输到漏极13B或保护环13C。埋入层14是包含浓度高于n型半导体基板11的n型杂质的n型导电型区域，并且埋入在半导体基板11的内部(具体地，在p型导电型区域13的附近)。更具体地，埋入层14设置在p型导电型区域13之中的对应于漏极13B和保护环13C的区域中，并且在面对阳极13A的区域中具有开口。这允许从阳极13A有效地读出在半导体基板11内产生的信号电荷(空穴)。注意，埋入层14形成为不与漏极13B和保护环13C直接接触。埋入层14的厚度例如为0.100μm以上且10μm以下，尽管其取决于将要施加在半导体基板11的前面S1和背面S2之间的反向偏压的施加电压的大小而变化。
绝缘层15形成在半导体基板11的前面S1上。在绝缘层15中，例如，栅极绝缘膜15A和层间绝缘膜15B从半导体基板11侧按顺序形成，并且上述的栅电极21设置在栅极绝缘膜15A上(参见，例如图7A)。使用无机绝缘材料形成包括栅极绝缘膜15A和层间绝缘膜15B的绝缘层15。无机绝缘材料的示例包括氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)、氧化铝(Al2O3)和氧化铪(HfO2)。绝缘层15被形成为包含这些材料中的至少一种。
例如，如上所述，栅电极21被设置为向阳极13A和漏极13B之间的半导体基板11的前面S1的界面施加电场。具体地，栅电极21在使在半导体基板11的前面S1的界面附近产生的空穴远离半导体基板11的方向上施加电场。更具体地，将相对于半导体基板11的电位的负(-)电压施加到栅电极21，从而将例如0.5MV/cm以上的电场施加到半导体基板11的前面S1的界面。此外，设置栅电极21以减小例如设置在阳极13A和漏极13B之间的半导体基板11上的绝缘层15的体积。这减小了由于X射线照射而在绝缘层15与半导体基板11的前面S1的界面附近产生的正的固定电荷的增加以及半导体基板11的前面S1的界面状态的增加。
注意，如上所述，栅电极21向阳极13A和漏极13B之间的半导体基板11的前面S1的界面施加电场，和/或减小设置在阳极13A和漏极13B之间的半导体基板11上的绝缘层15的体积。栅电极21可以不必伴随着栅极操作，并且为了方便起见在本文中被称为“栅电极”。
例如，如图2所示，栅电极21隔着栅极绝缘膜15A设置在阳极13A和漏极13B之间，以在平面图中围绕阳极13A。栅电极21可以使用例如多晶硅(poly-Si)来形成。构成栅电极21的多晶硅可以是不包含杂质的本征半导体或者包含n型或p型杂质的杂质半导体。除此之外，例如，构成栅电极21的多晶硅可以包括具有不同杂质浓度的多个半导体区域。具体地，多晶硅可以具有不包含或几乎不包含杂质的第一区域21A和杂质浓度高于第一区域21A的第二区域21B。第一区域21A和第二区域21B例如如下地形成。
例如，如图7A所示，第一区域21A可以形成在阳极13A侧，并且例如，n型的第二区域21B可以形成在漏极13B侧。这缓和了阳极13A和栅电极21的阳极13A侧的端部之间的可能是暗电流源的电场，并且减少了该部分的绝缘膜(栅极绝缘膜15A)在耐受电压方面的劣化。
此外，如图7B所示，第一区域21A可以从阳极13A侧的侧面延伸到n型的第二区域21B的下方(在第二区域21和栅极绝缘膜15A之间)。可选择地，例如，如图7C所示，第一区域21A和n型的第二区域21B可以从栅极绝缘膜15A侧按顺序层叠。以这种方式，在栅极绝缘膜15A和第二区域21B之间设置第一区域21A缓和了栅电极21下方的整个电场，并且进一步减少了栅极绝缘膜15A在耐受电压方面的劣化。
此外，例如，如图7D所示，第一区域21A也可以设置在漏极13B侧。这缓和了漏极13B和栅电极21的漏极13B侧的端部之间的电场。此外，如图7E所示，例如，整个多晶硅可以被设定为第一区域21A，并且n型的第二区域21B可以仅局部地设置在与配线的接触部分中。这进一步缓和了栅电极21下方的整个电场。
注意，包含在第二区域21B中的杂质不限于n型杂质；第二区域21B可以例如是p型杂质被引入多晶硅中的p型杂质区域，如图8所示。以这种方式，与使用n型杂质的情况相比，使用p型杂质进一步缓和了栅电极21下方的电场，从而使得可以进一步减少暗电流的产生以及栅极绝缘膜15A在耐受电压方面的劣化。
尽管未示出，但是例如，形成上述电极16和17、逻辑电路等的基板配置在绝缘层15上。
(1-2.光接收元件的制造方法)
光接收元件1可以例如如下地制造。首先，使用离子注入技术在半导体基板11的背面S2上形成n型导电层12。随后，在半导体基板11的前面S1的预定区域上形成掩模，然后使用离子注入技术掺杂n型杂质(例如，磷(P))以形成n型导电型区域(埋入层14)。接下来，在半导体基板11的前面S1的预定区域上形成掩模，然后使用离子注入技术掺杂p型杂质(例如，硼(B))以形成p型导电型区域(阳极13A、漏极13B和保护环13C)。随后，使用例如CVD(化学气相沉积)法在半导体基板11的前面S1上形成栅极绝缘膜15A。接下来，使用例如CVD法在栅极绝缘膜15A上形成多晶硅膜，然后使用例如光刻法对多晶硅膜进行图案化，以在阳极13A和漏极13B之间形成栅电极21。其后，使用离子注入技术在栅电极21中适宜地形成第一区域21A和第二区域21B。最后，使用例如CVD法形成层间绝缘膜15B，以形成绝缘层15。这样完成了图1中所示的光接收元件1。
(1-3.作用和效果)
在本实施方案的光接收元件1中，连接到电极16的阳极13A和连接到电极17的漏极13B设置在包括光电转换区域的半导体基板11的前面S1的界面处。此外，栅电极21隔着栅极绝缘膜15A设置在阳极13A和漏极13B之间的半导体基板11的前面S1上。这抑制了在X射线照射时在阳极13A和漏极13B之间的半导体基板11的前面S1上界面状态的产生和固定电荷的产生。以下将对此进行说明。
如上所述，固态成像装置用于各种应用，例如包括诸如数字静态相机或摄像机等成像装置、诸如具有成像功能的移动终端设备等电子设备、或者检测可见光以外的各种波长的电磁波传感器。在这些固态成像装置中，CMOS图像传感器已经被广泛使用，其经由MOS晶体管读出累积在作为光电转换元件的光电二极管中的信号电荷。
CMOS图像传感器的单位像素包括例如在半导体基板内包括HAD(空穴累积二极管)结构的光电二极管(PD)和隔着传输栅极设置在光电二极管的相对位置处的浮动扩散区域(FD)。除此之外，单位像素还包括例如复位晶体管、选择晶体管和放大晶体管。
此外，CMOS图像传感器的单位像素的另一种形态的示例包括光电转换区域和FD在半导体基板内一体化而不包括HAD的结构。除了简单且易于制造之外，该结构还能够向形成光电转换区域的pn结添加任意的电位差。因此，容易增加光电转换区域的厚度，并且因此通过利用其优点，该结构经常被用于需要高灵敏度测量的科学用途的传感器中。
顺便提及，在具有光电转换区域和FD在半导体基板内一体化而不包括HAD的结构的CMOS图像传感器中，半导体基板的表面与耗尽层接触。因此，例如，在向其照射诸如X射线等强的放射线的情况下，在半导体基板上设置的绝缘膜处或在其界面处产生固定电荷，从而导致电容或电场大幅波动。因此，需要提高对高能量输入的耐性。
相比而言，在本实施方案中，栅电极21隔着栅极绝缘膜15A设置在设于半导体基板11的前面S1的界面处的阳极13A和漏极13B之间的半导体基板11的前面S1上。这减小了设置在阳极13A和漏极13B之间的半导体基板11上的绝缘层15的体积，并且减少了由于X射线照射而在绝缘层15与半导体基板11的前面S1的界面附近产生的电子-空穴对的量。此外，在例如向栅电极21施加负(-)电压并且向半导体基板11的前面S1的界面施加电场的情况下，由于X射线照射而在绝缘层15与半导体基板11的前面S1的界面附近的绝缘层(绝缘层15)内产生的电荷(例如，空穴)被排出。
如上所述，在本实施方案的光接收元件1中，栅电极21隔着栅极绝缘膜15A设置在设于半导体基板11的前面S1的界面处的阳极13A和漏极13B之间的半导体基板11的前面S1上。这减少了在X射线照射时在半导体基板11的前面S1的界面处产生的正的固定电荷的增加。因此，可以减少阳极的容量和半导体基板11的前面S1的界面处的电场的波动。除此之外，抑制了在半导体基板11的前面S1上的界面状态的产生。因此，可以减少暗电流的产生。即，可以实现对由于X射线照射引起的容量和电场的波动具有高耐性的光接收元件。
此外，在本实施方案的光接收元件1中，栅电极21使用多晶硅来形成，并且设置有在多晶硅内不包含或几乎不包含杂质的第一区域21A和杂质浓度高于第一区域21A的第二区域21B。具体地，第一区域21A形成在阳极13A附近或栅极绝缘膜15A侧，并且第二区域21B被部分地设置。这减小了由于在栅电极21下方的过强电场而导致的栅极绝缘膜15A在耐受电压方面的劣化或者暗电流的增加。即，可以实现暗电流的产生的减少和绝缘膜在耐受电压方面的提高，同时提高对X射线的耐性。
接下来，给出第二和第三实施方案、变形例1～8以及适用例的说明。在下文中，与上述第一实施方案的构成要素类似的构成要素由相同的附图标记表示，并且适当地省略对它们的说明。
<2.变形例>
(2-1.变形例1)
图9示意性地示出了根据本公开变形例1的光接收元件(光接收元件1A)的截面构成的示例。以与上述第一实施方案相同的方式，光接收元件1A包括例如在半导体基板11的前面和背面之间施加反向偏压的PIN型光电二极管。光接收元件1A构成例如电磁波检测器或基于放射线(例如，α射线、β射线、γ射线和X射线等)来读出关于被摄体的信息(以捕获被摄体的图像)的放射线成像元件(例如，X射线成像元件100)中的一个像素(单位像素P)。本变形例的光接收元件1A与上述第一实施方案的不同之处在于，代替栅电极21，使用形成在层间绝缘膜15B内的配线层22以向半导体基板11的前面S1的界面施加电场，或者减小了设置在阳极13A和漏极13B之间的半导体基板11上的绝缘层15的体积。
如上所述，设置配线层22以向半导体基板11的前面S1的界面施加电场。例如，相对于半导体基板11的电位的负(-)电压被施加到配线层22，并且将例如0.5MV/cm以上的电场施加到半导体基板11的前面S1的界面。此外，设置配线层22以减小例如设置在阳极13A和漏极13B之间的半导体基板11上的绝缘层15的体积。配线层22设置在层间绝缘膜15B内，并且例如，如图10所示，例如从阳极13A和漏极13B之间延伸到保护环13C的一部分。配线层22例如使用诸如铝(Al)、铜(Cu)或钨(W)等金属材料形成。
因此，在本变形例中，设置在层间绝缘膜15B内并且例如从阳极13A和漏极13B之间延伸到保护环13C的一部分的配线层22用于向半导体基板11的前面S1的界面施加电场，或者用于减小设置在阳极13A与漏极13B之间的半导体基板11上的绝缘层15的体积。以与上述第一实施方案相同的方式，这减少了在X射线照射时在半导体基板11的前面S1的界面处产生的正的固定电荷的增加。因此，可以减少阳极的容量和半导体基板11的前面S1的界面处的电场的波动。即，可以实现对由于X射线照射引起的容量和电场的波动具有高耐性的光接收元件。
(2-2.变形例2)
图11示意性地示出了根据本公开变形例2的光接收元件(光接收元件1B)的截面构成的示例。图12示意性地示出了图11中所示的配线层22的平面图案。上述变形例1例示了使用从阳极13A和漏极13B之间延伸到保护环13C的一部分的配线层22来代替栅电极21，以向半导体基板11的前面S1的界面施加电场，或者减小设置在阳极13A和漏极13B之间的半导体基板11上的绝缘层15的体积。然而，也可以采用将上述第一实施方案和变形例1组合的构成。
即，隔着栅极绝缘膜15A设置在阳极13A和漏极13B之间的半导体基板11的前面S1上的栅电极21以及设置在层间绝缘膜15B内并从阳极13A和漏极13B之间延伸到保护环13C的一部分的配线层22可以用于向半导体基板11的前面S1的界面施加电场或者减小设置在阳极13A和漏极13B之间的半导体基板11上的绝缘层15的体积。同样在这种情况下，以与上述第一实施方案相同的方式，减少了在X射线照射时在半导体基板11的前面S1的界面处产生的正的固定电荷的增加。因此，可以减少半导体基板11的前面S1的界面处的电场的波动。即，可以实现对由于X射线照射引起的容量和电场的波动具有高耐性的光接收元件。
(2-3.变形例3)
图13示意性地示出了根据本公开变形例3的光接收元件(光接收元件1C)的截面构成的示例。上述变形例1和变形例2例示了使用配线作为配线层22来覆盖从阳极13A和漏极13B之间到保护环13C的一部分的区域；然而，配线层22的图案不限于此。
例如，如图13所示，可以设置覆盖从阳极13A和漏极13B之间的所有保护环13C的配线层。换句话说，可以设置除了阳极13A上方的区域之外跨着彼此相邻的单位像素P连续延伸的配线层，并且该配线层可以用作配线层22。同样在这种情况下，以与上述第一实施方案相同的方式，减少了在X射线照射时在半导体基板11的前面S1的界面处产生的正的固定电荷的增加。因此，可以减少半导体基板11的前面S1的界面处的电场的波动。即，可以实现对由于X射线照射引起的容量和电场的波动具有高耐性的光接收元件。
(2-4.变形例4)
图14示意性地示出了根据本公开变形例4的光接收元件(光接收元件1D)的截面构成的示例。图15示意性地示出了图14中所示的配线层22的平面图案。上述变形例2例示了使用除了阳极13A上方的区域之外跨着彼此相邻的单位像素P连续且均匀地延伸的配线层作为配线层22。然而，例如，该配线层可以被图案化为图15所示的格子形状。
(2-5.变形例5)
图16示出了根据本公开变形例5的光接收元件(光接收元件1E)的截面构成的示例。如图16所示，栅电极21和配线层22可以被短路。这使得可以减少在绝缘层15内在Z轴方向上延伸的配线的数量和端子的数量。
(2-6.变形例6)
图17示出了根据本公开变形例6的光接收元件(光接收元件1F)的截面构成的示例。如图17所示，漏极13B可以与栅电极21和配线层22一起被短路。这使得可以进一步减少在绝缘层15内在Z轴方向上延伸的配线的数量和端子的数量。
<3.第二实施方案>
图18示意性地示出了根据本公开第二实施方案的光接收元件(光接收元件2)的截面构成的示例。以与上述第一实施方案相同的方式，光接收元件2包括例如在半导体基板11的前面和背面之间施加反向偏压的PIN型光电二极管。光接收元件2构成例如电磁波检测器或基于放射线(例如，α射线、β射线、γ射线和X射线等)来读出关于被摄体的信息(以捕获被摄体的图像)的放射线成像元件(例如，X射线成像元件100)中的一个像素(单位像素P)。
在光接收元件2中，例如，p型导电型区域13部分地形成在n型半导体基板11的前面S1的界面处，并且n型导电层12形成在与前面S1相对侧的面(背面S2)的界面处。p型导电型区域13由多个区域构成；光接收元件2包括例如构成阳极13A的区域、构成漏极13B的区域和构成保护环13C的区域。在光接收元件2中，n型导电型区域进一步形成为半导体基板11内部的埋入层14。在本实施方案的光接收元件2中，在与p型导电型区域13侧相对侧的半导体基板11内部的面对埋入层14的位置处进一步形成阻挡层23。
设置阻挡层23以防止通过光电转换在半导体基板11内产生的载流子(这里，信号电荷(空穴))传输到漏极13B或保护环13C。此外，设置阻挡层23以不使通过光电转换在半导体基板11内产生的载流子从保护环13C流失到漏极13B。如上所述，阻挡层23是设置在与p型导电型区域13侧相对侧的半导体基板11内部的面对埋入层14的位置处的p型导电型区域(第四的第一导电型区域)。该p型导电型区域的杂质(例如，B(硼))浓度低于形成阳极13A、漏极13B和保护环13C的p型导电型区域的杂质浓度，以允许耗尽。例如，该p型导电型区域具有约1e10 cm-2～1e12 cm-2的低浓度。
在光接收元件1等中，埋入层14形成在半导体基板11内部的p型导电型区域13附近。以与本实施方案的阻挡层23相同的方式，设置埋入层14以防止通过光电转换在半导体基板11内产生的载流子(这里，信号电荷(空穴))传输到漏极13B或保护环13C。埋入层14是包含浓度高于n型半导体基板11的n型杂质的n型导电型区域，并且由于半导体基板11的n型掺杂浓度和埋入层14的n型掺杂浓度之间的浓度差而成为势垒。因此，在半导体基板11的杂质浓度发生分散的情况下，可能无法获得期望的效果。通过增加构成埋入层14的n型导电型区域的杂质浓度，可以增强由埋入层14形成的势垒；然而，在这种情况下，埋入层14和半导体基板11的前面S1的电位增加，从而导致半导体基板11的前面S1在耐受电压方面具有较低的性能。
相比而言，在本实施方案的光接收元件2中，包括p型导电型区域的阻挡层23设置在与p型导电型区域13侧相对侧的半导体基板11内部的面对埋入层14的位置处。这增强了对通过光电转换在半导体基板11内产生的载流子(这里，信号电荷(空穴))的势垒，从而使得可以进一步防止信号电荷(空穴)传输到漏极13B或保护环13C。因此，可以进一步提高在半导体基板11内产生的信号电荷(空穴)的传输效率。
此外，在本实施方案中，阻挡层23被设定为允许耗尽的低浓度的p型导电型区域，因此在水平方向(例如，X-Y平面方向)上电场的形成不受抑制。因此，可以防止信号电荷(空穴)的传输效率的降低，并且可以抑制彼此相邻的单位像素P之间的颜色混合的产生。此外，还可以防止由于阳极13A的容量增加引起的转换效率的降低而导致的S/N比的劣化。
<4.变形例>
(4-1.变形例7)
图19示意性地示出了根据本公开变形例7的光接收元件(光接收元件2A)的截面构成的示例。以与上述第一实施方案相同的方式，光接收元件2A包括例如在半导体基板11的前面和背面之间施加反向偏压的PIN型光电二极管。光接收元件2A构成例如电磁波检测器或基于放射线(例如，α射线、β射线、γ射线和X射线等)来读出关于被摄体的信息(以捕获被摄体的图像)的放射线成像元件(例如，X射线成像元件100)中的一个像素(单位像素P)。本变形例的光接收元件2A与上述第二实施方案的不同之处在于，阻挡层23形成为跨着整个单位像素P延伸并且进一步连接到阳极13A。
以这种方式，在本变形例中，阻挡层23形成为跨着整个单位像素P，并且阻挡层23和阳极13A彼此连接，与上述第二实施方案的效果相比，从而使得可以进一步防止信号电荷(空穴)传输到漏极13B或保护环13C。
(4-2.变形例8)
图20示意性地示出了根据本公开的变形例8的光接收元件(光接收元件2B)的截面构成的示例。跨着整个单位像素P延伸的阻挡层23可以进一步包括在面内具有不同杂质浓度的p型杂质区域。具体地，杂质浓度高于另一区域的p型半导体区域可以形成在与阳极13A的连接部及其周围。除了上述第二实施方案的效果之外，这促进了在水平方向(例如，X-Y平面方向)上的电场的形成，从而使得可以提高信号电荷(空穴)到阳极13A的传输效率。
<5.第三实施方案>
图21示意性地示出了根据本公开第三实施方案的光接收元件(光接收元件3)的截面构成的示例。以与上述第一实施方案相同的方式，光接收元件3包括例如在半导体基板11的前面和背面之间施加反向偏压的PIN型光电二极管。光接收元件3构成例如电磁波检测器或基于放射线(例如，α射线、β射线、γ射线和X射线等)来读出关于被摄体的信息(以捕获被摄体的图像)的放射线成像元件(例如，X射线成像元件100)中的一个像素(单位像素P)。
本实施方案的光接收元件3是上述第一实施方案的技术和上述第二实施方案的技术的组合。即，光接收元件3包括栅电极21和配线层22，其设置在阳极13A和漏极13B之间的绝缘层15内，并且向阳极13A和漏极13B之间的半导体基板11的前面S1的界面施加电场，或者减小设置在阳极13A和漏极13B之间的半导体基板11上的绝缘层15的体积；以及阻挡层23，其在与p型导电型区域13侧相对侧的半导体基板11的内部面对埋入层14设置。
在本实施方案的光接收元件3中，这使得可以提高在半导体基板11内产生的信号电荷(空穴)的传输效率，同时提高对由于X射线照射引起的容量和电场的波动的耐性。
<6.适用例>
图22示出了作为使用在上述第一～第三实施方案和变形例1～8中说明的光接收元件(例如，光接收元件1)的电子设备的示例的X射线成像元件100的功能构成。X射线成像元件100基于例如入射的放射线Rrad(例如，α射线、β射线、γ射线和X射线等)来读取关于被摄体的信息(以捕获被摄体的图像)。X射线成像元件100包括像素部(像素区域110A)，并且包括作为光接收区域110的驱动电路(周边电路部)的行扫描部121、A/D转换部122、列扫描部123和系统控制部124。
(像素区域110A)
像素区域110A包括基于放射线产生信号电荷的多个单位像素(成像像素)P。多个单位像素P以矩阵状(行列状)二维地配置。注意，如图1所示，像素区域110A内的水平方向(行方向)被定义为“H”方向，并且垂直方向(列方向)被定义为“V”方向。
(行扫描部121)
行扫描部121包括后述的移位寄存器电路、预定的逻辑电路等，并且是以行为单位(以水平线为单位)对像素区域110A中的多个单位像素P执行驱动(线序扫描)的像素驱动部(行扫描电路)。具体地，行扫描部121例如通过线序扫描对各单位像素P执行诸如读出操作或复位操作等成像操作。注意，通过经由读出控制线Lread向各单位像素P供给上述的行扫描信号来执行线序扫描。
(A/D转换部122)
A/D转换部122包括多个列选择部125，每个列选择部针对每多个(在该示例中为四个)信号线Lsig设置，并且基于经由信号线Lsig输入的信号电压(响应于信号电荷的电压)执行A/D转换(模/数转换)。这允许生成包括数字信号的输出数据Dout(成像信号)并将其输出到外部。
例如，如图23所示，每个列选择部125包括电荷放大器172、电容器(电容器或反馈电容器等)C1、开关SW1、采样保持(S/H)电路173、包括四个开关SW2的多路复用器电路(选择电路)174和A/D转换器175。其中，针对每个信号线Lsig设置电荷放大器172、电容器C1、开关SW1、S/H电路173和开关SW2。多路复用器电路174和A/D转换器175针对每个列选择部125设置。注意，电荷放大器172、电容器C1和开关SW1构成电荷放大器电路。
电荷放大器172是用于执行从信号线Lsig读出的信号电荷的电压转换(Q-V转换)的放大器(增幅器)。在电荷放大器172中，信号线Lsig的一端被连接到负侧(-侧)的输入端子，并且预定的复位电压Vrst被输入到正侧(+侧)的输入端子。电荷放大器172的输出端子和负侧的输入端子经由电容器C1和开关SW1的并联连接电路而彼此反馈连接(feedbackcoupling)。即，电容器C1的一个端子连接到电荷放大器172的负侧的输入端子，并且其另一端子连接到电荷放大器172的输出端子。同样，开关SW1的一个端子连接到电荷放大器172的负侧的输入端子，并且其另一个端子连接到电荷放大器172的输出端子。注意，开关SW1的导通/断开状态由从系统控制部124经由放大器复位控制线Lcarst供给的控制信号(放大器复位控制信号)来控制。
S/H电路173配置在电荷放大器172和多路复用器电路174(开关SW2)之间，并且是临时保持来自电荷放大器172的输出电压Vca的电路。
多路复用器电路174是通过根据列扫描部123的扫描驱动使四个开关SW2之中的一个顺次进入导通状态来选择性地将各S/H电路173和A/D转换器175彼此连接或断开的电路。
A/D转换器175是通过对经由开关SW2输入的来自S/H电路173的输出电压执行A/D转换来生成并输出上述输出数据Dout的电路。
(列扫描部123)
列扫描部123包括例如未示出的移位寄存器、地址解码器等，并且在扫描的同时顺次驱动上述列选择部125内的开关SW2。列扫描部123的这种选择性扫描允许经由各个信号线Lsig读出的各单位像素P的信号(上述的输出数据Dout)被顺次地输出到外部。
(系统控制部124)
系统控制部124控制行扫描部121、A/D转换部122和列扫描部123的各个操作。具体地，系统控制部124包括生成上述各种定时信号(控制信号)的定时发生器，并且基于由定时发生器生成的各种定时信号来执行行扫描部121、A/D转换部122和列扫描部123的驱动控制。基于系统控制部124的控制，行扫描部121、A/D转换部122和列扫描部123中的每一个都对像素区域110A内的多个单位像素P执行成像驱动(线序成像驱动)，从而允许从像素区域110A获取输出数据Dout。
尽管以上已经通过参照第一～第三实施方案、变形例1～8和适用例给出了说明，但是本公开的内容不限于上述实施方案等，并且可以以多种方式进行变形。例如，上述实施方案等例示了使用空穴作为信号电荷；然而，电子可以用作信号电荷。注意，在这种情况下，每个部件的导电型都具有相反的导电型。
此外，在上述实施方案等中说明的光接收元件1的层构成仅仅是示例性的，并且可以进一步包括其他层。此外，各层的材料或厚度也是示例性的，并且不限于上面说明的那些。
此外，尽管上述适用例提到了X射线成像元件100，但是上述实施方案等中说明的光接收元件1等也可适用于其应用不限于X射线的放射线成像装置或电磁波检测器。
注意，本文记载的效果仅为示例性和非限制性的，并且可以具有其他效果。
注意，本公开还可以具有以下构成。根据以下构成的本技术，连接到第一电极的第一的第一导电型区域和连接到第二电极的第二的第一导电型区域设置在包括光电转换区域的半导体基板的第一面的界面处，并且向第一面的界面施加电场的导电膜至少设置在第一的第一导电型区域和第二的第一导电型区域之间的半导体基板的第一面的上方。这抑制了在第一面的界面附近固定电荷的产生和界面状态的产生。因此，可以提高对由于X射线照射引起的容量和电场的波动的耐性。此外，可以减少暗电流的产生。
(1)一种光接收元件，包括：
半导体基板，其包括光电转换区域；
第一的第一导电型区域，其设置在所述半导体基板的第一面的界面处，并且连接到第一电极；
第二的第一导电型区域，其在第一面的界面处设置在第一的第一导电型区域的周围，并且连接到第二电极；
第三的第一导电型区域，其在第一面的界面处设置在第二的第一导电型区域的周围，并且处于电气浮动状态；和
导电膜，其至少设置在第一的第一导电型区域和第二的第一导电型区域之间的第一面的上方。
(2)根据(1)所述的光接收元件，其中，所述导电膜向在第一的第一导电型区域和第二的第一导电型区域之间的第一面的界面施加电场。
(3)根据(1)或(2)所述的光接收元件，还包括设置在所述半导体基板的第一面侧的绝缘层，其中，
所述导电膜由设置在所述半导体基板的第一面上的栅电极和设置在所述绝缘层内的配线层中的至少一者形成。
(4)根据(3)所述的光接收元件，其中，所述栅电极和所述配线层彼此电气连接。
(5)根据(3)所述的光接收元件，其中，所述栅电极、所述配线层和第二的第一导电型区域彼此电气连接。
(6)根据(3)～(5)中任一项所述的光接收元件，其中，所述配线层从第一的第一导电型区域和第二的第一导电型区域之间到第三的第一导电型区域的上方连续地或断续地形成。
(7)根据(3)～(6)中任一项所述的光接收元件，其中，所述栅电极使用半导体材料形成，并且包括具有不同杂质浓度的第一区域和第二区域。
(8)根据(7)所述的光接收元件，其中，第一区域具有低于第二区域的杂质浓度，并且设置在第一的第一导电型区域附近。
(9)根据(7)所述的光接收元件，其中，第一区域具有低于第二区域的杂质浓度，并且设置在第二区域的周围。
(10)根据(7)所述的光接收元件，其中，第一区域具有低于第二区域的杂质浓度，并且从第一面侧起按第一区域和第二区域的顺序层叠。
(11)根据(1)～(10)中任一项所述的光接收元件，还包括第二导电型区域，其埋入形成在所述半导体基板内并且面对第二的第一导电型区域和第三的第一导电型区域。
(12)根据(11)所述的光接收元件，还包括第四的第一导电型区域，其埋入形成在所述半导体基板内并且在与所述半导体基板的第一面相对的第二面侧面对第二导电型区域。
(13)根据(12)所述的光接收元件，其中，第四的第一导电型区域延伸到第一的第一导电型区域的下方，并且连接到第一的第一导电型区域。
(14)根据(13)所述的光接收元件，其中，第四的第一导电型区域包括不同杂质浓度的区域。
(15)根据(11)～(14)中任一项所述的光接收元件，其中，
所述半导体基板还包括具有第二导电型并且设置在与第一面相对的第二面的界面处的第二导电型层，和
第二导电型层和第二导电型区域各自具有比所述半导体基板更高的杂质浓度。
(16)根据(1)～(15)中任一项所述的光接收元件，其中，所述半导体基板由本征半导体构成。
(17)一种X射线成像元件，包括基于X射线产生信号电荷的多个光接收元件，
每个光接收元件包括
半导体基板，其包括光电转换区域，
第一的第一导电型区域，其设置在所述半导体基板的第一面的界面处，并且连接到第一电极，
第二的第一导电型区域，其在第一面的界面处设置在第一的第一导电型区域的周围，并且连接到第二电极，
第三的第一导电型区域，其在第一面的界面处设置在第二的第一导电型区域的周围，并且处于电气浮动状态，和
导电膜，其至少设置在第一的第一导电型区域和第二的第一导电型区域之间的第一面的上方。
(18)根据(17)所述的X射线成像元件，包括
像素区域，在其内配置有多个像素；和
周边区域，其设置在所述像素区域的周围，其中，
所述半导体基板在所述像素区域中包括耗尽区域并且在所述周边区域中包括中性区域。
(19)根据(18)所述的X射线成像元件，其中，
所述光接收元件针对每个像素设置，和
所述光接收元件包括在所述半导体基板的第一面和与第一面相对的第二面之间施加反向偏压的pn结型光接收元件。
(20)一种包括X射线成像元件的电子设备，所述X射线成像元件包括基于X射线产生信号电荷的多个光接收元件，
每个光接收元件包括
半导体基板，其包括光电转换区域，
第一的第一导电型区域，其设置在所述半导体基板的第一面的界面处，并且连接到第一电极，
第二的第一导电型区域，其在第一面的界面处设置在第一的第一导电型区域的周围，并且连接到第二电极，
第三的第一导电型区域，其在第一面的界面处设置在第二的第一导电型区域的周围，并且处于电气浮动状态，和
导电膜，其至少设置在第一的第一导电型区域和第二的第一导电型区域之间的第一面的上方。
(21)一种光接收元件，包括：
半导体基板，其包括光电转换区域；
第一的第一导电型区域，其设置在所述半导体基板的第一面的界面处，并且连接到第一电极；
第二的第一导电型区域，其在第一面的界面处设置在第一的第一导电型区域的周围，并且连接到第二电极；
第三的第一导电型区域，其在第一面的界面处设置在第二的第一导电型区域的周围，并且处于电气浮动状态；
第二导电型区域，其埋入形成在所述半导体基板内并且面对第二的第一导电型区域和第三的第一导电型区域；和
第四的第一导电型区域，其埋入形成在所述半导体基板内并且在与所述半导体基板的第一面相对的第二面侧面对第二导电型区域。
(22)根据(21)所述的光接收元件，其中
第四的第一导电型区域延伸到第一的第一导电型区域的下方，和
第一的第一导电型区域和第四的第一导电型区域彼此电气连接。
(23)根据(21)或(22)所述的光接收元件，其中，第四的第一导电型区域包括不同杂质浓度的区域。
本申请要求于2021年4月28日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2021-075731的权益，其全部内容通过引用并入本文。
本领域技术人员应当理解，可以根据设计要求和其他因素进行各种修改、组合、子组合和变更，只要它们在所附权利要求或其等同物的范围内。

Claims (20)

1.一种光接收元件，包括：
半导体基板，其包括光电转换区域；
第一的第一导电型区域，其设置在所述半导体基板的第一面的界面处，并且连接到第一电极；
第二的第一导电型区域，其在第一面的界面处设置在第一的第一导电型区域的周围，并且连接到第二电极；
第三的第一导电型区域，其在第一面的界面处设置在第二的第一导电型区域的周围，并且处于电气浮动状态；和
导电膜，其至少设置在第一的第一导电型区域和第二的第一导电型区域之间的第一面的上方。
2.根据权利要求1所述的光接收元件，其中，所述导电膜向在第一的第一导电型区域和第二的第一导电型区域之间的第一面的界面施加电场。
3.根据权利要求1所述的光接收元件，还包括设置在所述半导体基板的第一面侧的绝缘层，其中，
所述导电膜由设置在所述半导体基板的第一面上的栅电极和设置在所述绝缘层内的配线层中的至少一者形成。
4.根据权利要求3所述的光接收元件，其中，所述栅电极和所述配线层彼此电气连接。
5.根据权利要求3所述的光接收元件，其中，所述栅电极、所述配线层和第二的第一导电型区域彼此电气连接。
6.根据权利要求3所述的光接收元件，其中，所述配线层从第一的第一导电型区域和第二的第一导电型区域之间到第三的第一导电型区域的上方连续地或断续地形成。
7.根据权利要求3所述的光接收元件，其中，所述栅电极使用半导体材料形成，并且包括具有不同杂质浓度的第一区域和第二区域。
8.根据权利要求7所述的光接收元件，其中，第一区域具有低于第二区域的杂质浓度，并且设置在第一的第一导电型区域附近。
9.根据权利要求7所述的光接收元件，其中，第一区域具有低于第二区域的杂质浓度，并且设置在第二区域的周围。
10.根据权利要求7所述的光接收元件，其中，第一区域具有低于第二区域的杂质浓度，并且从第一面侧起按第一区域和第二区域的顺序层叠。
11.根据权利要求1所述的光接收元件，还包括第二导电型区域，其埋入形成在所述半导体基板内并且面对第二的第一导电型区域和第三的第一导电型区域。
12.根据权利要求11所述的光接收元件，还包括第四的第一导电型区域，其埋入形成在所述半导体基板内并且在与所述半导体基板的第一面相对的第二面侧面对第二导电型区域。
13.根据权利要求12所述的光接收元件，其中，第四的第一导电型区域延伸到第一的第一导电型区域的下方，并且连接到第一的第一导电型区域。
14.根据权利要求13所述的光接收元件，其中，第四的第一导电型区域包括不同杂质浓度的区域。
15.根据权利要求11所述的光接收元件，其中，
所述半导体基板还包括具有第二导电型并且设置在与第一面相对的第二面的界面处的第二导电型层，和
第二导电型层和第二导电型区域各自具有比所述半导体基板更高的杂质浓度。
16.根据权利要求1所述的光接收元件，其中，所述半导体基板由本征半导体构成。
17.一种X射线成像元件，包括基于X射线产生信号电荷的多个光接收元件，
每个光接收元件包括
半导体基板，其包括光电转换区域，
第一的第一导电型区域，其设置在所述半导体基板的第一面的界面处，并且连接到第一电极，
第二的第一导电型区域，其在第一面的界面处设置在第一的第一导电型区域的周围，并且连接到第二电极，
第三的第一导电型区域，其在第一面的界面处设置在第二的第一导电型区域的周围，并且处于电气浮动状态，和
导电膜，其至少设置在第一的第一导电型区域和第二的第一导电型区域之间的第一面的上方。
18.根据权利要求17所述的X射线成像元件，包括
像素区域，在其内配置有多个像素；和
周边区域，其设置在所述像素区域的周围，其中，
所述半导体基板在所述像素区域中包括耗尽区域并且在所述周边区域中包括中性区域。
19.根据权利要求18所述的X射线成像元件，其中，
所述光接收元件针对每个像素设置，和
所述光接收元件包括在所述半导体基板的第一面和与第一面相对的第二面之间施加反向偏压的pn结型光接收元件。
20.一种包括X射线成像元件的电子设备，所述X射线成像元件包括基于X射线产生信号电荷的多个光接收元件，
每个光接收元件包括
半导体基板，其包括光电转换区域，
第一的第一导电型区域，其设置在所述半导体基板的第一面的界面处，并且连接到第一电极，
第二的第一导电型区域，其在第一面的界面处设置在第一的第一导电型区域的周围，并且连接到第二电极，
第三的第一导电型区域，其在第一面的界面处设置在第二的第一导电型区域的周围，并且处于电气浮动状态，和
导电膜，其至少设置在第一的第一导电型区域和第二的第一导电型区域之间的第一面的上方。
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