CN216528891U - 光电二极管器件、感光芯片、光敏探测器和检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光电二极管器件、感光芯片、光敏探测器和检测装置，涉及光电二极管的技术领域，解决了现有技术中光电二极管器件的响应速度较慢，并且光电二极管器件的占用面积较大，降低晶圆面积利用率的技术问题。半导体衬底包括背光面。半导体衬底内形成有间隔设置的第一掺杂部和第二掺杂部，第一掺杂部与半导体衬底的掺杂类型不同，第二掺杂部与半导体衬底的掺杂类型相同。金属布线层设置于背光面的一侧，且与半导体衬底相邻。第一导电部贯穿金属布线层，且与第一掺杂部电连接。第一导电部在半导体衬底上的垂直投影，位于第一掺杂部在半导体衬底上垂直投影的范围内。本实用新型公开的光电二极管器件用于将光信号转换为电信号。

Description

光电二极管器件、感光芯片、光敏探测器和检测装置

技术领域

本实用新型涉及光电二极管的技术领域，尤其涉及一种光电二极管器件、一种感光芯片、一种光敏探测器和一种检测装置。

背景技术

现有技术中，光电二极管阵列广泛应用于安检、工业无损检测和医疗等领域，具有广阔的应用前景。光电二极管阵列包括多个阵列排布的光电二极管器件，光电二极管器件用于将接收到的光信号转换为电信号。

现有技术中至少存在如下技术问题：光电二极管器件的响应速度较慢，影响了光电二极管器件的使用性能，并且光电二极管在晶圆上的占用面积较大，降低了晶圆的面积利用率。

实用新型内容

为了解决现有技术中光电二极管响应速度较慢，并且光电二极管在晶圆上的占用面积较大，降低晶圆面积利用率的技术问题，本实用新型的实施例提供了一种光电二极管器件、一种感光芯片、一种光敏探测器和一种检测装置。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

第一方面，本实用新型的实施例提供了一种光电二极管器件，包括半导体衬底，半导体衬底包括背光面；半导体衬底内形成有间隔设置的第一掺杂部和第二掺杂部，第一掺杂部与半导体衬底的掺杂类型不同，第二掺杂部与半导体衬底的掺杂类型相同；金属布线层，设置于背光面的一侧，且与半导体衬底相邻；以及，第一导电部，贯穿金属布线层，且与第一掺杂部电连接；第一导电部在半导体衬底上的垂直投影，位于第一掺杂部在半导体衬底上垂直投影的范围内。

本实用新型的实施例通过设置第一导电部在半导体衬底上的垂直投影，位于第一掺杂部在半导体衬底上垂直投影的范围内，使得第一导电部的设置位置能够与第一掺杂部的设置位置相对应，避免了第一导电部向光敏区以外延伸，一方面，避免了第一导电部与水平方向的半导体衬底之间形成寄生电容，提高了光电二极管器件的响应速度。

另一方面，由于光电二极管器件在晶圆上进行制作，故而避免第一导电部向光敏区以外延伸，还能够减小光电二极管器件在晶圆上的占用面积，提高晶圆的面积利用率。

再一方面，避免第一导电部向光敏区以外延伸，还能够缩短第一掺杂部上的电信号向外界传输的距离，提高电信号的传输可靠性。

可选的，光电二极管器件还包括第二导电部，贯穿金属布线层，且与第二掺杂部电连接；第二导电部在半导体衬底上的垂直投影，位于第二掺杂部在半导体衬底上垂直投影的范围内。如此设置，使得第二导电部的设置位置能够与第二掺杂部的设置位置相对应，避免了第二导电部沿平行于半导体衬底的方向与第二掺杂部之间发生偏移，也即是避免了第二导电部向光敏区以外延伸，从而进一步减小了光电二极管器件在晶圆上的占用面积，提高了晶圆的面积利用率，并且还能够缩短第二掺杂部上的电信号向外界传输的距离，提高电信号的传输可靠性。

可选的，第一导电部包括第一引出部，贯穿金属布线层，且与第一掺杂部电连接；以及，第一金属垫片，与第一引出部远离第一掺杂部的一端电连接，第一金属垫片远离第一引出部的一侧与金属布线层远离背光面的一侧相平齐；第二导电部包括第二引出部，贯穿金属布线层，且与第二掺杂部电连接；以及，第二金属垫片，与第二引出部远离第二掺杂部的一端电连接，第二金属垫片远离第二引出部的一侧与金属布线层远离背光面的一侧相平齐。如此设置，使得第一掺杂部的电信号能够通过第一引出部和第一金属垫片向外界传输，第二掺杂部的电信号能够通过第二引出部和第二金属垫片向外界传输，减小了第一掺杂部和第二掺杂部的电信号向外界传输时产生的串扰，提高了电信号的传输可靠性。并且，第一金属垫片远离第一引出部的一侧与金属布线层远离背光面的一侧相平齐，第二金属垫片远离第二引出部的一侧同样与金属布线层远离背光面的一侧相平齐，提高了光电二极管器件的结构规整型，便于光电二极管器件的封装。

可选的，金属布线层包括层间介质，层间介质远离背光面的一侧开设有第一凹槽，第一引出部嵌入于第一凹槽内；第一引出部的横截面形状为第一环形，横截面与背光面相平行；第一金属垫片的数量为多个，多个第一金属垫片沿第一环形间隔排布。如此设置，增大了第一引出部与第一掺杂部之间的接触面积，提高了第一掺杂部和第一引出部之间电连接的可靠性，并且使得第一掺杂部上不同位置的电信号均能够通过第一引出部向外界传输，提高了第一掺杂部的电势均匀性。此外，设置多个第一金属垫片沿第一环形阵列排布，还能够增大光电二极管器件输出接口的数量，提高光电二极管器件的使用灵活性。

可选的，第一环形为第一矩形环，多个第一金属垫片分别位于第一矩形环的四个顶点。如此设置，避免了第一金属垫片的设置位置过于集中，在确保第一掺杂部电势均匀性的基础上，减少了第一金属垫片的数量，从而降低光电二极管器件的成本。

可选的，第二掺杂部在横截面上围设于第一掺杂部；层间介质远离背光面的一侧还开设有第二凹槽，第二引出部嵌入于第二凹槽内，第二引出部的横截面为第二环形，第二环形围设于第一环形；第二金属垫片的数量为多个，多个第二金属垫片沿第二环形间隔排布。如此设置，增大了第二引出部与第二掺杂部的接触面积，提高了第二掺杂部与第二引出部之间电连接的可靠，并且使得第二引出部上不同位置的电信号均能够通过第二金属垫片向外界传输，确保了第二掺杂部的电势均匀性，从而提高光电二极管器件的使用可靠性。此外，设置多个第二金属垫片沿第二环形阵列排布，还能够增大光电二极管器件输出接口的数量，提高光电二极管器件的使用灵活性。

可选的，第二环形为第二矩形环，多个第二金属垫片分别位于第二矩形环的四个顶点。如此设置，避免了第二金属垫片的设置位置过于集中，在确保第二掺杂部电势均匀性的基础上，减少了第二金属垫片的数量，从而降低光电二极管器件的成本。

可选的，金属布线层包括层间介质，层间介质远离背光面的一侧开设有多个第一通孔；第一引出部的数量为多个，每个第一引出部嵌入于一个第一通孔内；第一金属垫片的数量为多个，每个第一引出部远离第一掺杂部的一端与一个第一金属垫片电连接。如此设置，使得多个第一引出部能够分别与不同位置的第一掺杂部电连接，提高了第一掺杂部的电势均匀性。并且，通过调整多个第一通孔的开设位置，还能够使得第一引出部按照不同的形状排布，提高了光电二极管器件的使用灵活性。

可选的，层间介质远离背光面的一侧还开设有多个第二通孔；第二引出部的数量为多个，每个第二引出部嵌入于一个第二通孔内；第二金属垫片的数量为多个，每个第二引出部远离第二掺杂部的一端与一个第二金属垫片电连接。如此设置，使得多个第二引出部能够分别与不同位置的第二掺杂部电连接，提高了第二掺杂部的电势均匀性。并且，通过调整多个第二通孔的开设位置，还能够使得第二引出部按照不同的形状排布，提高了光电二极管器件的使用灵活性。

可选的，金属布线层还第一连接部，嵌入于层间介质内，并与多个第一引出部电连接；第二连接部，嵌入于层间介质内，并与多个第二引出部电连接。如此设置，使得多个第一引出部之间能够进行电信号传输，并且多个第二引出部之间同样能够进行电信号传输，进一步提高了第一掺杂部和第二掺杂部的电势均匀性。

可选的，半导体衬底还包括与背光面相对设置的受光面，光电二极管器件还包括抗反射涂层，设置于受光面的一侧，且覆盖受光面。如此设置，能够提高照射至光敏区的光线强度，使得光电二极管器件能够获取到微弱的光信号，提高了光电二极管器件的使用可靠性。

第二方面，本实用新型的实施例提供了一种感光芯片，包括光电二极管阵列，光电二极管阵列包括多个如上述第一方面的光电二极管器件，多个光电二极管器件阵列排布；封装基板，与光电二极管阵列电连接。

本实用新型的实施例提供的感光芯片包括上述第一方面的光电二极管器件，因此具有上述第一方面的全部有益效果，在此不再赘述。

可选的，感光芯片还包括多个金属焊球，设置于封装基板和多个光电二极管器件之间，封装基板通过多个金属焊球与多个光电二极管器件电连接。如此设置，减小了不同光电二极管器件之间的电信号传输时产生的串扰，提高了感光芯片的使用可靠性。

第三方面，本实用新型的实施例提供了一种光敏探测器，包括处理电路，处理电路包括模数转换电路、比较电路和放大电路中至少之一；如上述第二方面的感光芯片，与处理电路电连接。

本实用新型的实施例提供的光敏探测器包括上述第二方面的感光芯片，因此具有上述第二方面的全部有益效果，在此不再赘述。

第四方面，本实用新型的实施例提供了一种检测装置，包括发射器，用于发射光线；如上述第三方面的光敏探测器，用于接收穿过待检测物体的光线；处理器，与光敏探测器电连接，用于根据处理电路输出的电信号生成待检测物体的图像信息。

本实用新型的实施例提供的检测装置包括上述第三方面的光敏探测器，因此具有上述第三方面的全部有益效果，在此不再赘述。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例的检测装置结构示意图；

图2为本实用新型一种实施例的光敏探测器结构示意框图；

图3为本实用新型一种实施例的光电二极管阵列结构示意图；

图4为本实用新型一种实施例的光电二极管器件结构示意图；

图5为图4沿A-A方向的一种剖面示意图；

图6为图4沿A-A方向的另一种剖面示意图；

图7为图4沿A-A方向的另一种剖面示意图；

图8为本实用新型另一种实施例的光电二极管器件结构示意图；

图9为本实用新型一种实施例的寄生电容结构示意图；

图10为本实用新型另一种实施例的光电二极管器件结构示意图；

图11为本实用新型一种实施例的垂直投影示意图；

图12为本实用新型另一种实施例的光电二极管器件结构示意图；

图13为本实用新型一种实施例的凹槽横截面示意图；

图14为本实用新型另一种实施例的光电二极管器件结构示意图；

图15为本实用新型另一种实施例的光电二极管器件结构示意图；

图16为本实用新型另一种实施例的光电二极管器件结构示意图；

图17为本实用新型另一种实施例的光电二极管器件结构示意图；

图18为本实用新型另一种实施例的光电二极管器件结构示意图；

图19为本实用新型另一种实施例的光电二极管器件结构示意图；

图20为本实用新型另一种实施例的光电二极管器件结构示意图；

图21为本实用新型另一种实施例的光电二极管器件结构示意图；

图22为本实用新型另一种实施例的光电二极管器件结构示意图；

图23为本实用新型另一种实施例的光电二极管器件结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的实施例提供了一种检测装置400，检测装置400可以包括安检装置、医疗检测装置或者工业无损检测装置等。检测装置400能够发射光线，并接收穿过待检测物体的光线，将接收到的光信号转换为电信号，根据电信号确定待检测物体内部和外部的图像信息，从而实现检测功能。本申请实施例对上述检测装置400的具体形式不做特殊限制，以下为了方便说明。

如图1所示，检测装置400包括发射器410、光敏探测器300和处理器420。发射器410用于发射光线，在一些实施方式中，发射器410可以用于发射不可见光线，例如X射线或者伽马射线等，确保了光线对于待检测物体的穿透能力，从而提高检测装置400的检测准确性。在另一些实施方式中，发射器410也可以用于发射可见光线。

在一些实施方式中，发射器410的数量可以为多个，多个发射器410分别设置在不同的位置，从而能够从不同位置向待检测物体发射光线，提高了检测装置400的使用可靠性。

光敏探测器300用于接收穿过待检测物体的光线，并将接收到的光线转换为电信号。在一些实施方式中，光敏探测器300的数量可以为多个，从而能够接收到来自不同方向的光线。

处理器420与光敏探测器300电连接，可以理解地，处理器420用于接收来自光敏探测器300的电信号，并根据来自光敏探测器300的电信号，生成待检测物体的内部图像信息以及外部图像信息。在一些实施方式中，处理器420可以为中央处理器(CPU，CentralProcessing Unit)或者图像处理器(GPU，Graphic Processing Unit)。

在一些实施方式中，处理器420生成待检测物体的图像信息之后，可以将图像信息向检测装置400外界传输。在另一些实施方式中，检测装置400还可以包括显示装置，显示装置用于显示处理器420生成的图像信息。这样一来，使得用户能够通过显示装置，能够直观地获取到待检测物体的内部图像信息以及外部图像信息，提高检测装置400的使用便捷性。

由上述可知，光敏探测器300用于将光信号转换为电信号，下面对光敏探测器300的结构进行举例说明。在一些实施方式中，如图2所示，光敏探测器300可以包括感光芯片200和处理电路310，感光芯片200与处理电路310电连接。感光芯片200用于将光信号转换为电信号，并将转换后的电信号传输给处理电路310。可以理解地，感光芯片200可以包括光敏元件，例如光电二极管或者光电三极管，从而实现光电转换功能。在一些实施方式中，处理电路310可以包括模数转换电路、比较电路或者放大电路等，从而能够对来自感光芯片200的电信号进行模数转换、比较或者放大处理，并将处理后的电信号出传输给处理器420。

在一些实施方式中，光敏探测器300包括印刷电路板(PCB板，Printed CircuitBoard)，处理电路310可以设置在印刷电路板上。在一些实施方式中，处理电路310的数量为多个，用于对接收到的电信号进行不同的处理。可以理解地，多个处理电路310可以设置在同一个印刷电路板上，也可以分别设置在多个不同的印刷电路板上。

下面对感光芯片200的结构进行举例说明。如图2所示，感光芯片200包括光电二极管阵列210和封装基板220，在一些实施方式中，可以在晶圆上制作光电二极管阵列210。可以理解地，封装基板220与光电二极管阵列210电连接。

如图3所示，光电二极管阵列210包括多个阵列排布的光电二极管器件100，光电二极管器件100能够将接收到的光信号转换为电信号。可以理解地，光电二极管器件100能够将可见光的光信号转换为电信号，也能够将不可见光的光信号转换为电信号。

如图2所示，封装基板220与光电二极管阵列210电连接，使得任一个光电二极管器件100转换的电信号，均能够通过封装基板220向感光芯片200之外传输。这样一来，通过获取每个光电二极管器件100输出的电信号，就可以得到待检测物体内部以及外部对应的图像信息，实现对于待检测物体的检测功能。并且，封装基板220还能够起到对光电二极管阵列210的保护作用，延长了光电二极管阵列210的使用寿命。

在一些实施方式中，如图2所示，感光芯片200还可以包括多个金属焊球230。多个金属焊球230设置于多个光电二极管器件100和封装基板220之间，多个光电二极管器件100通过多个金属焊球230与封装基板220电连接，提高了光电二极管器件100与封装基板220之间电连接的可靠性，使得不同的光电二极管器件100能够通过不同的金属焊球230向外传输电信号，减小了电信号传输过程中的串扰，提高了感光芯片200的使用可靠性。

下面对多个光电二极管器件100通过多个金属焊球230与封装基板220电连接的方式进行举例说明。在一些实施方式中，如图2所示，任一个光电二极管器件100可以通过多个金属焊球230与封装基板220电连接，提高了光电二极管器件100与封装基板220之间电连接的可靠性。在另一些实施方式中，任一个光电二极管器件100也可以通过一个金属焊球230与封装基板220电连接，减少了金属焊球230的数量，降低感光芯片200成本。

在一些实施方式中，金属焊球230的材质可以为金属铜或者金属铝，确保了金属焊球230的导电性能。

下面对光电二极管器件100的结构进行举例说明。在一些实施方式中，如图4所示，光电二极管器件100包括半导体衬底110，半导体衬底110可以为硅衬底、锗衬底、绝缘体上硅衬底、碳化硅衬底或者其他适合的半导体材料等。可以理解地，半导体衬底110为掺杂半导体。

如图5所示(图5为图4沿A-A方向的一种剖面示意图)，半导体衬底110内形成有间隔设置的第一掺杂部116和第二掺杂部118。第一掺杂部116的掺杂类型与半导体衬底110的掺杂类型不同，也即是第一掺杂部116掺杂元素的最外层电子数和半导体衬底110掺杂元素的最外层电子数不同。第二掺杂部118的掺杂类型与半导体衬底110的掺杂类型相同，也即是第二掺杂部118掺杂元素的最外层电子数与半导体衬底110掺杂元素的最外层电子数相同。由于第一掺杂部116与半导体衬底110的掺杂类型不同，而第二掺杂部118与半导体衬底110的掺杂类型相同，使得第一掺杂部116与第二掺杂部118的掺杂类型不同。

下面对半导体衬底110、第一掺杂部116和第二掺杂部118的掺杂类型进行举例说明。在一些实施方式中，可以向半导体衬底110中掺杂少量的正五价磷元素，以形成N型半导体衬底。向半导体衬底110中的部分区域掺杂正三价硼元素，以形成P型掺杂部。向半导体衬底110中的另一部分区域掺杂正五价磷元素，以形成N型掺杂部。可以理解地，N型半导体衬底的掺杂浓度小于N型掺杂部的掺杂浓度。

在另一些实施方式中，也可以向半导体衬底110中掺杂少量的正三价硼元素，以形成P型半导体衬底。向半导体衬底110中的部分区域掺杂正三价硼元素，以形成P型掺杂部。向半导体衬底110中的另一部分区域掺杂正五价磷元素，以形成N型掺杂部。可以理解地，P型半导体衬底的掺杂浓度小于P型掺杂部的掺杂浓度。

在一些实施方式中，第一掺杂部116为P型掺杂部，第二掺杂部118为N型掺杂部，半导体衬底110为N型半导体衬底。

如图6所示(图6为图4沿A-A方向的另一种剖面示意图)，第一掺杂部116与第二掺杂部118间隔设置，使得第一掺杂部116和第二掺杂部118之间能够形成光敏区184，也即是PN结。半导体衬底110包括背光面114，可以理解地，背光面114远离外界光线射入的方向。在一些实施方式中，背光面114可以为光滑平面。

如图5中箭头方向所示，当光线照射至光电二极管器件100时，能够将能量传递至PN结。携带能量的光子将能量传递给共价键上的电子，当光子携带的能量hv大于或等于电子的间隙能量Eg时，电子挣脱共价键，从而产生自由移动的电子和空穴，称为光生载流子。电子向N型掺杂部移动，空穴向P型掺杂部移动，从而形成电流，使得光电二极管器件100能够将光信号转换为电信号。

在一些实施方式中，还可以在N型掺杂部和P型掺杂部之间，设置I型半导体，也即是本征半导体层，从而形成PIN结构，提高光电二极管器件100的响应速度。

由上述可知，第一掺杂部116和第二掺杂部118间隔设置，从而能够将光信号转换为电信号。如图6所示(图6为图4沿A-A方向的另一种剖面示意图)，在一些实施方式中，光电二极管器件100还包括阳极金属162和阴极金属172。阳极金属162与第一掺杂部116电连接，阴极金属172与第二掺杂部118电连接，使得PN结产生的电信号能够通过阳极金属162和阴极金属172向外界传输。

下面对阳极金属162和阴极金属172与第一掺杂部116和第二掺杂部118的电连接方式进行举例说明。

如图7所示(图7为图4沿A-A方向的另一种剖面示意图)，在一些实施方式中，光电二极管器件100包括第一阳极连接部164和第一阴极连接部174。第一阳极连接部164的一端与第一掺杂部116电连接，另一端沿半导体衬底110的厚度方向，向靠近背光面114的方向延伸。相同地，第一阴极连接部174的一端与第二掺杂部118电连接，另一端沿半导体衬底110的厚度方向，向靠近背光面114的方向延伸。

如图8所示，光电二极管器件100还包括第二阳极连接部166和第二阴极连接部176。第二阳极连接部166的一端与第一阳极连接部164远离第一掺杂部116的一端电连接，另一端沿平行于或者近似平行于背光面114的方向，向远离第一掺杂部116的方向延伸。阳极金属162与第二阳极连接部166远离第一阳极连接部164的一端电连接。相同地，第二阴极连接部176的一端与第一阴极连接部174远离第一阴极连接部174的一端电连接，另一端沿平行于或者近似平行于背光面114的方向，向远离第二掺杂部118的方向延伸。阴极金属172与第二阴极连接部176远离第二掺杂部118的一端电连接。

阳极金属162和阴极金属172分别与第一掺杂部116和第二掺杂部118电连接之后，可以分别与电源的正极和负极电连接。下面对阳极金属162和阴极金属172与电源电连接的方式进行举例说明。

在一些实施方式中，可以将阳极金属162与电源的负极电连接，阴极金属172与电源的正极电连接，使得第二掺杂部118的电势能够高于第一掺杂部116的电势，从而在半导体衬底110内形成由第二掺杂部118指向第一掺杂部116方向的电场，实现光电二极管器件100的反向偏置。

在另一些实施方式中，也可以将阳极金属162与电源的正极电连接，阴极金属172与电源的负极电连接，使得第一掺杂部116的电势能够高于第二掺杂部118的电势，从而在半导体衬底110内能够形成由第一掺杂部116指向第二掺杂部118方向的电场，实现光电二极管器件100的正向偏置。

可以理解地，由于半导体衬底110的掺杂类型与第二掺杂部118的掺杂类型相同，使得半导体衬底110的电势能够与第二掺杂部118的电势近似相同。而阳极金属162与第一掺杂部116电连接，使得阳极金属162与第一掺杂部116的电势近似相同。也即是，当第一掺杂部116的电势高于第二掺杂部118的电势时，阳极金属162的电势高于半导体衬底110的电势。而当第一掺杂部116的电势低于第二掺杂部118的电势时，阳极金属162的电势低于半导体衬底110的电势。从而，阳极金属162与半导体衬底110之间形成了电势差。

由上述可知，第二阳极连接部166向远离第一掺杂部116的方向延伸，如图9所示，使得阳极金属162与第二阳极连接部166延伸方向(水平方向)的半导体衬底110之间能够等效为寄生电容C，阳极金属162和水平方向的半导体衬底110分别相当于寄生电容C的两个极板。根据RC时间常数为电阻与电容的乘积可知，当电阻不变时，电容增大，时间常数变大，影响了电信号向外界传输的速度，降低了光电二极管器件100的响应速度，光电二极管器件100的使用性能。

并且，由于第二阳极连接部166向远离第一阳极连接部164的方向延伸，使得阳极金属162在水平方向(第二阳极连接部166延伸方向)与第一掺杂部116之间存在偏移，增大了光电二极管器件100的占用面积，由于光电二极管器件100在晶圆上进行制作，从而降低了晶圆的面积利用率。为了解决上述技术问题，如图10所示，本实用新型的实施例提供的光电二极管器件100还包括金属布线层120和贯穿金属布线层120的第一导电部192。

金属布线层120设置于背光面114的一侧，且与半导体衬底110相邻。可以理解地，金属布线层120的材质可以与半导体衬底110的材质相同，也可以与半导体衬底110的材质不同。当金属布线层120与半导体衬底110的材质相同时，金属布线层120可以与半导体衬底110为一体成型式结构。当金属布线层120与半导体衬底110的材质不同时，金属布线层120可以通过粘合的方式，与背光面114相连接。

在一些实施方式中，可以将金属布线层120设置于背光面114一侧，外界光线沿与金属布线层120相对方向照射的光电二极管器件100成为背照式光电二极管器件。

如图10所示，第一导电部192贯穿金属布线层120，且与第一掺杂部116电连接，使得第一掺杂部116的电信号能够通过第一导电部192直接向外界传输。并且，如图11所示，第一导电部192在半导体衬底110上的垂直投影，位于第一掺杂部116在半导体衬底110上垂直投影的范围之内，使得第一导电部192的设置位置能够与第一掺杂部116的设置位置相对应，避免了第一导电部192沿平行于半导体衬底110的方向与第一掺杂部116之间发生偏移，也即是避免了第一导电部192向光敏区184以外延伸，从而避免了第一导电部192与水平方向的半导体衬底110之间形成寄生电容C,提高了光电二极管器件100的响应速度。

此外，由于光电二极管器件100在晶圆上进行制作，故而避免第一导电部192向光敏区184以外延伸，还能够减小光电二极管器件100在晶圆上的占用面积，提高晶圆的面积利用率。

并且，避免第一导电部192向光敏区184以外延伸，还能够缩短第一掺杂部116上的电信号向外界传输的距离，提高电信号的传输可靠性。

在一些实施方式中，第一导电部192可以为金属铜或者金属铝，确保了第一导电部192的导电性能。在一些实施方式中，第一导电部192可以为圆柱体或者长方体等。

在一些实施方式中，第一掺杂部116可以靠近背光面114设置，进一步缩短第一掺杂部116上电信号向外界传输的距离，提高电信号传输的可靠性。

在一些实施方式中，第一导电部192可以凸出于金属布线层120远离背光面114的一侧，在另一些实施方式中，第一导电部192也可以与金属布线层远离背光面114的一侧相平齐或者近似平齐。

由上述可知，设置第一导电部192贯穿金属布线层120与第一掺杂部116电连接，使得第一掺杂部116上的电信号能够通过第一导电部192直接向外界传输。并且，第一导电部192在半导体衬底110上的垂直投影，位于第一掺杂部116在半导体衬底110上垂直投影的范围内，使得第一导电部192的设置位置能够与第一掺杂部116的设置位置相对应，避免了第一导电部192沿平行于半导体衬底110的方向与第一掺杂部116之间发生偏移，也即是避免了第一导电部192向光敏区184以外延伸。一方面，避免了第一导电部192与水平方向的半导体衬底110之间形成寄生电容C，提高了光电二极管器件100的响应速度。

另一方面，由于光电二极管器件100在晶圆上进行制作，故而避免第一导电部192向光敏区184以外延伸，还能够减小光电二极管器件100在晶圆上的占用面积，提高晶圆的面积利用率。

再一方面，避免第一导电部192向光敏区184以外延伸，还能够缩短第一掺杂部116上的电信号向外界传输的距离，提高电信号的传输可靠性。

可选的，如图10所示，光电二极管器件100还包括第二导电部194。第二导电部194贯穿金属布线层120，且与第二掺杂部118电连接。如图11所示，第二导电部194在半导体衬底110上的垂直投影，位于第二掺杂部118在半导体衬底110上垂直投影的范围内。

可以理解地，第二导电部194贯穿金属布线层120与第二掺杂部118电连接，使得第二掺杂部118上的电信号能够通过第二导电部194直接向外界传输。并且，第二导电部194在半导体衬底110上的垂直投影，位于第二掺杂部118在半导体衬底110上垂直投影的范围之内，使得第二导电部194的设置位置能够与第二掺杂部118的设置位置相对应，避免了第二导电部194沿平行于半导体衬底110的方向，与第二掺杂部118之间发生偏移，也即是避免了第二导电部194向光敏区184以外延伸，从而进一步减小了光电二极管器件100在晶圆上的占用面积，提高晶圆的面积利用率。

同时，第二导电部194的设置位置与第二掺杂部118的设置位置相对应，还能够缩短第二掺杂部118上的电信号向外界传输的距离，提高电信号的传输可靠性。

在一些实施方式中，第二导电部194可以为金属铜或者金属铝，确保了第二导电部194的导电性能。在一些实施方式中，第二导电部194可以为圆柱体或者长方体等。可以理解地，第二导电部194与第一导电部192的形状和材质可以相同，也可以不同。

在一些实施方式中，第二掺杂部118可以靠近背光面114设置，进一步缩短第二掺杂部118上电信号向外界传输的距离，提高电信号传输的可靠性。

在一些实施方式中，第二导电部194可以凸出于金属布线层120远离背光面114的一侧，在另一些实施方式中，第二导电部194也可以与金属布线层远离背光面114的一侧相平齐或者近似平齐。

由上述可知，第一导电部192和第二导电部194贯穿金属布线层120。可选的，如图10所示，第一导电部192包括第一引出部122和第一金属垫片124。第一引出部122贯穿金属布线层120，且与第一掺杂部116电连接。第一金属垫片124与第一引出部122远离第一掺杂部116的一端电连接。第一金属垫片124远离第一引出部122的一侧与金属布线层120远离背光面114的一侧相平齐。可以理解地，第一金属垫片124远离第一引出部122的一侧可以与金属布线层120远离背光面114的一侧完全平齐，可以为近似平齐。

第二导电部194包括第二引出部126和第二金属垫片128。第二引出部126贯穿金属布线层120，且与第二掺杂部118电连接。第二金属垫片128与第二引出部126远离第二掺杂部118的一端电连接。第二金属垫片128远离第二引出部126的一侧与金属布线层120远离背光面114的一侧相平齐。可以理解地，第二金属垫片128远离第二引出部126的一侧可以与金属布线层120远离背光面114的一侧完全平齐，可以为近似平齐。

可以理解地，第一引出部122贯穿金属布线层120与第一掺杂部116电连接，第一金属垫片124与第一引出部122远离第一掺杂部116的一端电连接，使得第一掺杂部116上的电信号能够通过第一引出部122传输至第一金属垫片124，并通过第一金属垫片124向外界传输。

在一些实施方式中，第一引出部122和第一金属垫片124可以为金属铜或者金属铝，确保了第一导电部192的导电性能。第一引出部122和第一金属垫片124的材质可以相同，也可以不同。当第一引出部122和第一金属垫片124材质相同时，第一引出部122和第一金属垫片124可以为一体成型结构，提高了第一引出部122和第一金属垫片124之间电连接的可靠性。

在一些实施方式中，第一引出部122可以为圆柱体，也可以为长方体或者棱柱体等。第一金属垫片124可以为方形或者圆形金属垫片。

可以理解地，第一导电部192在半导体衬底110上的垂直投影，位于第一掺杂部116在半导体衬底110上垂直投影的范围内，也即是第一引出部122和第一金属垫片124在半导体衬底110上的垂直投影，均位于第一掺杂部116在半导体衬底110上垂直投影的范围内。

在一些实施方式中，第一引出部122可以为可以垂直于或者近似垂直于背光面114，从而进一步缩短第一掺杂部116上电信号向外界传输的距离，提高电信号的传输可靠性。在另一些实施方式中，第一引出部122也可以为弯曲状结构，或者与背光面114之间存在夹角等。

第二引出部126贯穿金属布线层120与第二掺杂部118电连接，第二金属垫片128与第二引出部126远离第二掺杂部118的一端电连接，使得第二掺杂部118上的电信号能够通过第二引出部126传输至第二金属垫片128，并通过第二金属垫片128向外界传输。

在一些实施方式中，第二引出部126和第二金属垫片128可以为金属铜或者金属铝，确保了第二导电部194的导电性能。第二引出部126和第二金属垫片128的材质可以相同，也可以不同。当第二引出部126和第二金属垫片128材质相同时，第二引出部126和第二金属垫片128可以为一体成型结构，提高了第二引出部126和第二金属垫片128之间电连接的可靠性。

在一些实施方式中，第二引出部126可以为圆柱体，也可以为长方体或者棱柱体等。第二金属垫片128可以为方形或者圆形金属垫片。第二引出部126与第一引出部122的形状可以相同，也可以不同。第二金属垫片128与第一金属垫片124的形状可以相同，也可以不同。

可以理解地，第二导电部194在半导体衬底110上的垂直投影，位于第二掺杂部118在半导体衬底110上垂直投影的范围内，也即是第二引出部126和第二金属垫片128在半导体衬底110上的垂直投影，均位于第二掺杂部118在半导体衬底110上垂直投影的范围内。

在一些实施方式中，第二引出部126可以垂直于或者近似垂直于背光面114，从而进一步缩短第二掺杂部118上电信号向外界传输的距离，提高电信号的传输可靠性。在另一些实施方式中，第二引出部126也可以为弯曲状结构，或者与背光面114之间存在夹角等。

通过设置第一引出部122和第一金属垫片124，使得第一掺杂部116的电信号能够向外界传输，通过设置第二引出部126和第二金属垫片128，使得第二掺杂部118的电信号能够向外界传输，减小了第一掺杂部116和第二掺杂部118上电信号向外界传输时产生的串扰，提高了电信号的传输可靠性。并且，第一金属垫片124远离第一引出部122的一侧与金属布线层120远离背光面114的一侧相平齐，第二金属垫片128远离第二引出部126的一侧同样与金属布线层120远离背光面114的一侧相平齐，提高了光电二极管器件100的结构规整型，便于光电二极管器件100的封装。

由上述可知，第一引出部122贯穿金属布线层120。可选的，如图12所示，金属布线层120包括层间介质152。层间介质152远离背光面114的一侧开设有第一凹槽132。第一引出部122嵌入于第一凹槽132内。如图13所示，第一引出部122的横截面形状为第一环形142，横截面与背光面114相平行。可以理解地，横截面与背光面114可以为近似平行，也可以为完全平行。如图14所示，第一金属垫片124的数量为多个，多个第一金属垫片124沿第一环形142间隔排布。

可以理解地，第一引出部122的形状与第一凹槽132的形状相适配，使得第一引出部122能够嵌入于第一凹槽132内。第一凹槽132沿金属布线层120至背光面114的方向穿透层间介质152，使得嵌入于第一凹槽132内的第一引出部122能够与第一掺杂部116电连接。

第一凹槽132在半导体衬底110上的垂直投影，位于第一掺杂部116在半导体衬底110上垂直投影的范围内内，从而使得嵌入于第一凹槽132内的第一引出部122在半导体衬底110上的垂直投影，能够位于第一掺杂部116在半导体衬底110上垂直投影的范围内。

如图13所示，第一凹槽132的横截面形状为第一环形142，可以理解地，第一环形142可以为矩形环，也可以为方形环或者圆环等。由于第一引出部122的形状与第一凹槽132的形状相适配，使得第一引出部122的横截面形状也为第一环形142，从而增大了第一引出部122与第一掺杂部116的接触面积，提高了第一掺杂部116和第一引出部122之间电连接的可靠性。并且，如图14所示，第一金属垫片124的数量为多个，多个第一金属垫片124沿第一环形142间隔设置，使得第一引出部122上不同位置的电信号均能够通过第一金属垫片124向外界传输，确保了第一掺杂部116的电势均匀性，从而提高光电二极管器件100的使用可靠性。

此外，设置多个第一金属垫片124沿第一环形142阵列排布，还能够增大光电二极管器件100的输出接口数量，提高光电二极管器件100的使用灵活性。

可以理解地，多个第一金属垫片124的形状和数量可以相同，也可以不同。多个第一金属垫片124之间的间隔距离可以相同，也可以不同。

可选的，如图13所示，第一环形142为第一矩形环。如图15所示，多个第一金属垫片124分别位于第一矩形环的四个顶点。

可以理解地，设置第一环形142为第一矩形环，使得第一引出部122的横截面形状能够同样为第一矩形环。多个第一金属垫片124分别设置于第一矩形环的四个顶点，避免了第一金属垫片124的设置位置过于集中，在确保第一掺杂部116电势均匀性的基础上，减少了第一金属垫片124的数量，从而降低光电二极管器件100的成本。

在一些实施方式中，第一金属垫片124的数量可以为四个，四个第一金属垫片124分别位于第一矩形环的四个顶点。

可选的，如图14所示，第二掺杂部118在横截面上围设于第一掺杂部116。如图12所示，层间介质152远离背光面114的一侧还开设有第二凹槽134，第二引出部126嵌入于第二凹槽134内。如图13所示，第二引出部126的横截面为第二环形144，第二环形144围设于第一环形142。如图14所示，第二金属垫片128的数量为多个，多个第二金属垫片128沿第二环形144间隔排布。

由上述可知，第二掺杂部118和第一掺杂部116之间能够形成PN结，故而设置第二掺杂部118在横截面上围设于第一掺杂部116，能够增大PN结的面积，提高光电二极管器件100的光电转换性能。

如图12所示，层间介质152远离背光面114的一侧还开设有第二凹槽134，可以理解地，第二引出部126的形状与第二凹槽134的形状相适配，使得第二引出部126能够嵌入于第一凹槽132内。第二凹槽134沿金属布线层120至背光面114的方向穿透层间介质152，使得嵌入于第二凹槽134内的第二引出部126能够与第二掺杂部118电连接。

第二凹槽134在半导体衬底110上的垂直投影，位于第二掺杂部118在半导体衬底110上垂直投影的范围内，从而使得嵌入于第二凹槽134内的第二引出部126在半导体衬底110上的垂直投影，能够位于第二掺杂部118在半导体衬底110上垂直投影的范围内。

如图13所示，第二凹槽134的形状为第二环形144，可以理解地，第二环形144可以为矩形环，也可以为方形环或者圆环等。第二环形144与第一环形142的形状可以相同，也可以不同。第二掺杂部118的横截面形状围设于第一掺杂部116的横截面形状，故而第二矩形环能够围设于第一矩形环。

可以理解地，由于第二引出部126的形状与第二凹槽134的形状相适配，使得第二引出部126的横截面形状也为第二环形144，增加了第二引出部126与第二掺杂部118的接触面积，提高了第二掺杂部118与第二引出部126之间电连接的可靠。并且，如图14所示，第二金属垫片128的数量为多个，多个第二金属垫片128沿第二环形144间隔设置，使得第二引出部126上不同位置的电信号均能够通过第二金属垫片128向外界传输，确保了第二掺杂部118的电势均匀性，从而提高光电二极管器件100的使用可靠性。

此外，设置多个第二金属垫片128沿第二环形144阵列排布，还能够增大光电二极管器件100的输出接口数量，提高光电二极管器件100的使用灵活性。

可以理解地，多个第二金属垫片128的形状和数量可以相同，也可以不同。多个第二金属垫片128之间的间隔距离可以相同，也可以不同。

由上述可知，第一引出部122的横截面形状为第一环形142，第二引出部126的横截面形状为第二环形144。可选的，如图16所示，光电二极管器件100还可以包括金属连线182。在一些实施方式中，金属连线182可以沿第一引出部122的内壁与第一引出部122电连接。在另一些实施方式中，金属连线182也可以沿第二引出部126的内壁与第二引出部126电连接。在另一些实施方式中，金属连线182的数量可以为两个，两个金属连线182分别沿第一引出部122的内壁和第二引出部126的内壁与第一引出部122和第二引出部126电连接。

通过设置金属连线182，能够进一步均匀第一掺杂部116和第二掺杂部118的电势，提高了光电二极管器件100的使用可靠性。

在一些实施方式中，金属连线182可以为金属铜或者金属铝，确保了金属连线182的导电性能。金属连线182与第一引出部122和第二引出部126的材质可以相同，也可以不同。

可选的，如图15所示，第二环形144为第二矩形环。多个第二金属垫片128分别位于第二矩形环的四个顶点。

可以理解地，设置第二环形144为第二矩形环，使得第二引出部126的横截面形状能够同样为第二矩形环。多个第二金属垫片128分别设置于第二矩形环的四个顶点，避免了第二金属垫片128的设置位置过于集中，在确保第二掺杂部118电势均匀性的基础上，减少了第二金属垫片128的数量，从而降低光电二极管器件100的成本。

在一些实施方式中，第二金属垫片128的数量可以为四个，四个所述第二金属垫片128分别位于第二矩形环的四个顶点。

由上述可知，在一些实施方式中，层间介质152远离背光面114的一侧开设要有第一凹槽132和第二凹槽134。可选的，在另一些实施方式中，如图17所示，层间介质152远离背光面114的一侧开设有多个第一通孔136，可以理解地，如图18所示，多个第一通孔136间隔设置。如图19所示，第一引出部122的数量为多个，每个第一引出部122嵌入于一个第一通孔136内。如图20所示，第一金属垫片124的数量为多个，每个第一引出部122远离第一掺杂部116的一端与一个第一金属垫片124电连接。

可以理解地，第一引出部122的数量与第一通孔136的数量相同，并且第一引出部122的形状与第一通孔136的形状相适配，使得每个第一引出部122能够嵌入于一个第一通孔136内。第一通孔136沿金属布线层120至半导体衬底110的方向贯穿层间介质152，使得嵌入于第一通孔136内的第一引出部122能够与第一掺杂部116电连接。在一些实施方式中，第一通孔136可以为圆柱状通孔或者长方体通孔。多个第一通孔136的形状可以相同，也可以不同。

在一些实施方式中，多个第一通孔136之间的间隔可以相同，也可以不同。在一些实施方式中，如图18所示，第一通孔136可以呈矩形环状排布，每个第一引出部122嵌入于一个第一通孔136内，使得多个第一引出部122能够分别与不同位置的第一掺杂部116电连接。每个第一引出部122远离第一掺杂部116的一端与一个第一金属垫片124电连接，从而能够将第一掺杂部116上不同位置的电信号向外界传输，起到均匀第一掺杂部116上电势的作用。

可以理解地，第一金属垫片124的数量与第一引出部122和第一通孔136的数量相同，使得每个第一引出部122远离第一掺杂部116的一端能够与第一金属垫片124电连接。

在另一些实施方式中，如图21所示，第一通孔136的数量还可以为四个，四个第一通孔136分别位于第一掺杂部116的四个顶点，从而能够在确保第一掺杂部116电势均匀性的基础上，减少第一引出部122和第一金属垫片124的数量，降低光电二极管器件100的成本。在另一些实施方式中，多个第一通孔136还可以阵列排布。

通过在层间介质152远离背光面114的一侧开设多个第一通孔136，并且每个第一引出部122嵌入于一个第一通孔136内，从而使得多个第一引出部122能够分别与不同位置的第一掺杂部116电连接，提高了第一掺杂部116的电势均匀性。并且，通过调整多个第一通孔136的开设位置，还能够使得第一引出部122按照不同的形状排布，提高了光电二极管器件100的使用灵活性。

可选的，如图17所示，层间介质152远离背光面114的一侧还开设有多个第二通孔138，可以理解地，如图18所示，多个第二通孔138间隔设置。如图19所示，第二引出部126的数量为多个，每个第二引出部126嵌入于一个第二通孔138内。如图20所示，第二金属垫片128的数量为多个，每个第二引出部126远离第二掺杂部118的一端与一个第二金属垫片128电连接。

可以理解地，第二引出部126的数量与第二通孔138的数量相同，并且第二引出部126的形状与第二通孔138的形状相适配，使得每个第二引出部126能够嵌入于一个第二通孔138内。第二通孔138沿金属布线层120至半导体衬底110的方向贯穿层间介质152，使得嵌入于第二通孔138内的第二引出部126能够与第二掺杂部118电连接。在一些实施方式中，第二通孔138可以为圆柱状通孔或者长方体通孔。多个第二通孔138的形状可以相同，也可以不同。第二通孔138与第一通孔136的形状和数量可以相同，也可以不同。

在一些实施方式中，多个第二通孔138之间的间隔可以相同，也可以不同。在一些实施方式中，如图18所示，第二通孔138可以呈矩形环状排布，每个第二引出部126嵌入于一个第二通孔138内，使得多个第二引出部126能够分别与不同位置的第二掺杂部118电连接。每个第二引出部126远离第二掺杂部118的一端与一个第二金属垫片128电连接，从而能够将第二掺杂部118上不同位置的电信号向外界传输，起到均匀第二掺杂部118上电势的作用。

可以理解地，第二金属垫片128的数量与第二引出部126和第二通孔138的数量相同，使得每个第二引出部126远离第二掺杂部118的一端能够与第二金属垫片128电连接。

在另一些实施方式中，如图21所示，第二通孔138的数量还可以为四个，四个第二通孔138分别位于第二掺杂部118的四个顶点，从而能够在确保第二掺杂部118电势均匀性的基础上，减少第二引出部126和第二金属垫片128的数量，降低光电二极管器件100的成本。在另一些实施方式中，多个第二通孔138开可以阵列排布。

通过在层间介质152远离背光面114的一侧开设多个第二通孔138，并且每个第二引出部126嵌入于一个第二通孔138内，从而使得多个第二引出部126能够分别与不同位置的第二掺杂部118电连接，提高了第二掺杂部118的电势均匀性。并且，通过调整多个第二通孔138的开设位置，还能够使得第二引出部126按照不同的形状排布，提高了光电二极管器件100的使用灵活性。

由上述可知，第一引出部122嵌入于第一通孔136内，第二引出部126嵌入于第二通孔138内。可选的，如图22所示，金属布线层120还包括第一连接部154和第二连接部156。第一连接部154嵌入于层间介质152内，并与多个第一引出部122电连接。第二连接部156嵌入于层间介质152内，并与多个第二引出部126电连接。

可以理解地，由于多个第一通孔136间隔设置，每个第一引出部122嵌入于一个第一通孔136内，使得多个第一引出部122之间同样间隔设置。第一连接部154嵌入于层间介质152内，并与多个第一引出部122电连接，也即是多个第一引出部122之间能够通过第一连接部154实现电连接，使得多个第一引出部122之间能够进行电信号传输，进一步提高了第一掺杂部116上电势的均匀性。

相同地，由于多个第二通孔138间隔设置，每个第二引出部126嵌入于一个第二通孔138内，使得多个第二引出部126之间同样间隔设置。第二连接部156嵌入于层间介质152内，并与多个第二引出部126电连接，也即是多个第二引出部126之间能够通过第二连接部156实现电连接，使得多个第二引出部126之间能够进行电信号传输，进一步提高了第二掺杂部118上电势的均匀性。

在一些实施方式中，第一连接部154和第二连接部156的材质可以为金属铜或者金属铝。第一连接部154和第二连接部156的材质可以相同，也可以不同。

可选的，如图23所示，半导体衬底110还包括与背光面114相对设置的受光面112。可以理解地，受光面112朝向外界光线照射的方向。在一些实施方式中，受光面112可以为光滑的平面。

如图23所示，光电二极管器件100还包括抗反射涂层158。抗反射涂层158设置于受光面112的一侧，且覆盖受光面112。

可以理解地，抗反射涂层158能够减小光线的反射作用。在一些实施方式中，抗反射涂层158可以为氮化硅或者二氧化硅材质等。

将抗反射涂层158设置于受光面112的一侧，并且覆盖受光面112，如图23中箭头方向所示，当光电照射至受光面112时，抗反射涂层158能够减小光线的反射作用，从而照射至PN结的光线强度，使得光电二极管器件100能够获取到微弱的光信号，提高了光电二极管器件100的使用可靠性。

第二方面，如图2所示，本实用新型的实施例提供了一种感光芯片200。感光芯片200包括光电二极管阵列210和封装基板220。光电二极管阵列210包括多个如上述的光电二极管器件100，多个光电二极管器件100阵列排布。封装基板220与光电二极管阵列210电连接。

本实施例提供的感光芯片200包括上述的光电二极管器件100，因此具有上述的全部有益效果，在此不再赘述。

可以理解地，如图3所示，光电二极管阵列210包括多个阵列排布的光电二极管器件100，光电二极管器件100能够将接收到的光信号转换为电信号。封装基板220与光电二极管阵列210电连接，也即是封装基板220与任一个光电二极管器件100电连接，使得任一个光电二极管器件100转换的电信号，均能够通过封装基板220传输至感光芯片200之外，减小了不同光电二极管器件100之间传输电信号的串扰，提高了感光芯片200的使用可靠性。

可选的，如图2所示，感光芯片200还包括多个金属焊球230。多个金属焊球230设置于封装基板220和多个光电二极管器件100之间，封装基板220通过多个金属焊球230与多个光电二极管器件100电连接。

通过设置多个光电二极管器件100通过多个金属焊球230与封装基板220电连接，使得不同光电二极管器件100的电信号能够通过不同的金属焊球230向外界传输，减小了电信号传输时产生的串扰，提高了感光芯片200的使用可靠性。

在一些实施方式中，如图23所示，任一个第一金属垫片124与一个金属焊球230电连接，任一个第二金属垫片128与一个金属焊球230电连接，使得第一掺杂部116和第二掺杂部118的电信号能够分别通过不同的金属焊球230向外界传输，进一步减小了电信号之间的串扰，提高了光电二极管器件100的使用可靠性。

第三方面，如图2所示，本实用新型的实施例提供了一种光敏探测器300，包括处理电路310和如上述的感光芯片200，感光芯片200与处理电路310电连接。处理电路310包括模数转换电路、比较电路和放大电路中至少之一。

本实施例提供的光敏探测器300包括上述的感光芯片200，因此具有上述的全部有益效果，在此不再赘述。

可以理解地，处理电路310能够对接收的电信号进行模数转换、比较或者放大等处理。

在一些实施方式中，光敏探测器300包括印刷电路板(PCB板，Printed CircuitBoard)，处理电路310设置在印刷电路板上。在一些实施方式中，处理电路310的数量为多个，用于对接收到的电信号进行不同的处理。可以理解地，多个处理电路310可以设置在同一个印刷电路板上，也可以分别设置在多个不同的印刷电路板上。

第四方面，如图1所示，本实用新型的实施例提供了一种检测装置400。检测装置400包括发射器410、如上述的光敏探测器300和处理器420。发射器410用于发射光线。光敏探测器300用于接收穿过待检测物体的光线。处理器420与光敏探测器300电连接，用于根据处理电路310输出的电信号生成待检测物体的图像信息。

本实施例提供的检测装置400包括上述的光敏探测器300，因此具有上述的全部有益效果，在此不再赘述。

可以理解地，在一些实施方式中，发射器410可以用于发射不可见光线，例如X射线或者伽马射线等，确保了光线对于待检测物体的穿透能力，从而提高检测装置400的检测准确性。

在一些实施方式中，检测装置400还可以包括传送带，传送带用于承载待检测物体，并带动待检测物体向靠近发射器410的方向移动，提高了检测装置400的使用便捷性。

在一个具体实施例中，如图10所示，提供了一种光电二极管器件100，具体地，光电二极管器件100为背照式光电二极管器件。光电二极管器件100包括半导体衬底110、第一掺杂部116和第二掺杂部118。第一掺杂部116和第二掺杂部118间隔设置在半导体衬底110内。第一掺杂部116为P型掺杂部，第二掺杂部118为N型掺杂部，半导体衬底110为N型半导体衬底。可以理解地，N型掺杂部与P型掺杂部间隔设置，从而形成PN结。

N型半导体衬底包括受光面112和与受光面112相对设置的背光面114。金属布线层120设置在背光面114的一侧，并且与N型半导体衬底相邻。金属布线层120包括层间介质152，层间介质152远离背光面114的一侧开设有第一凹槽132和第二凹槽134，如图13所示，第一凹槽132和第二凹槽134均为矩形环状凹槽，第二凹槽134围设于第一凹槽132。

具体地，第一凹槽132的设置位置与P型掺杂部的设置位置相对应，第二凹槽134的设置位置与N型掺杂部的设置位置相对应。第一凹槽132和第二凹槽134沿金属布线层120至N型半导体衬底的方向贯穿层间介质152。

第一引出部122嵌入于第一凹槽132内，可以理解地，第一引出部122的形状与第一凹槽132的形状相适配。第一引出部122的一端与P型掺杂部电连接，另一端向靠近背光面114的方向延伸。第二引出部126嵌入于第二凹槽134内，可以理解地，第二引出部126的形状与第二凹槽134的形状相适配。第二引出部126的一端与N型掺杂部电连接，另一端向靠近背光面114的方向延伸。

如图14所示，光电二极管器件100还包括多个第一金属垫片124和多个第二金属垫片128。任一个第一金属垫片124与第一引出部122远离P型掺杂部的一端电连接，多个第一金属垫片124间隔排布。任一个第一金属垫片124远离第一引出部122的一侧与金属布线层120远离背光面114的一侧相平齐或者近似平齐。任一个第二金属垫片128与第二引出部126远离N型掺杂部的一端电连接，多个第二金属垫片128间隔排布。任一个第二金属垫片128远离第二引出部126的一侧与金属布线层120远离背光面114的一侧相平齐或者近似平齐。

通过设置第一金属垫片124与第一引出部122远离P型掺杂部的一端电连接，使得P型掺杂部的电信号能够通过第一引出部122传输至第一金属垫片124，并且通过第一金属垫片124向外界传输。由于第一引出部122和多个第一金属垫片124在N型半导体衬底上的垂直投影，均位于第一掺杂部116在N型半导体衬底上垂直投影的范围内，避免了第一金属垫片124沿水平方向相对于第一掺杂部116发生偏移，使得第一金属垫片124不会与水平方向的N型半导体衬底之间形成寄生电容C，从而提高了光电二极管器件100的响应速度。并且，还能够减小光电二极管器件100在晶圆上的占用面积，提高晶圆的面积利用率。

相同地，设置第二金属垫片128与第二引出部126远离N型掺杂部的一端电连接，使得N型掺杂部的电信号能够通过第二引出部126传输至第二金属垫片128，并通过第二金属垫片128向外界传输。由于第二引出部126和多个第二金属垫片128在N型半导体衬底上的垂直投影，均位于第二掺杂部118在N型半导体衬底上垂直投影的范围内，避免了第二金属垫片128沿水平方向相对于第二掺杂部118发生偏移，从而进一步减小了光电二极管器件100在晶圆上的占用面积，提高晶圆的面积利用率。

此外，设置多个第一金属垫片124间隔排布，使得P型掺杂部不同位置的电信号均能够通过第一金属垫片124向外输出，确保了P型掺杂部的电势均匀性。设置多个第二金属垫片128间隔排布，使得N型掺杂部不同位置的电信号均能够通过第二金属垫片128向外传输，确保了N型掺杂部的电势均匀性，从而提高了光电二极管器件100的使用可靠性。

在一些实施方式中，如图15所示，第一金属垫片124的数量为四个，四个第一金属垫片124分别设置于第一矩形环的四个顶点。第二金属垫片128的数量为四个，四个第二金属垫片128分别设置于第二矩形环的四个顶点。如此设置，能够在确保P型掺杂部和N型掺杂部电势均匀性的基础上，减少了第一金属垫片124和第二金属垫片128的数量，降低光电二极管器件100的成本。

并且，设置任一个第一金属垫片124远离第一引出部122的一侧与金属布线层120远离背光面114的一侧相平齐，设置任一个第二金属垫片128远离第二引出部126的一侧与金属布线层120远离背光面114的一侧平齐或者近似平齐，提高了光电二极管器件100的结构规整性，便于光电二极管器件100封装。

具体地，可以采用球栅阵列封装(BGA，Ball Grid Array)的方式，对光电二极管器件100进行封装。如图23所示，一个第一金属垫片124与一个金属焊球230电连接，一个第二金属垫片128与一个金属焊球230电连接，如图2所示，封装基板220与多个金属焊球230电连接，使得N型掺杂部和P型掺杂部的电信号能够通过不同的金属焊球230向外界传输，减小了电信号传输时产生的串扰，提高了电信号传输的可靠性，同时还能够增加光电二极管器件100输出接口的数量，进一步提高了光电二极管器件100的使用可靠性。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种光电二极管器件，其特征在于，包括：

半导体衬底，所述半导体衬底包括背光面；所述半导体衬底内形成有间隔设置的第一掺杂部和第二掺杂部，所述第一掺杂部与所述半导体衬底的掺杂类型不同，所述第二掺杂部与所述半导体衬底的掺杂类型相同；

金属布线层，设置于所述背光面的一侧，且与所述半导体衬底相邻；以及，

第一导电部，贯穿所述金属布线层，且与所述第一掺杂部电连接；所述第一导电部在所述半导体衬底上的垂直投影，位于所述第一掺杂部在所述半导体衬底上垂直投影的范围内。

2.根据权利要求1所述的光电二极管器件，其特征在于，所述光电二极管器件还包括：

第二导电部，贯穿所述金属布线层，且与所述第二掺杂部电连接；所述第二导电部在所述半导体衬底上的垂直投影，位于所述第二掺杂部在所述半导体衬底上垂直投影的范围内。

3.根据权利要求2所述的光电二极管器件，其特征在于，

所述第一导电部包括：

第一引出部，贯穿所述金属布线层，且与所述第一掺杂部电连接；以及，

第一金属垫片，与所述第一引出部远离所述第一掺杂部的一端电连接，所述第一金属垫片远离所述第一引出部的一侧与所述金属布线层远离所述背光面的一侧相平齐；

所述第二导电部包括：

第二引出部，贯穿所述金属布线层，且与所述第二掺杂部电连接；以及，

第二金属垫片，与所述第二引出部远离所述第二掺杂部的一端电连接，所述第二金属垫片远离所述第二引出部的一侧与所述金属布线层远离所述背光面的一侧相平齐。

4.根据权利要求3所述的光电二极管器件，其特征在于，所述金属布线层包括层间介质，所述层间介质远离所述背光面的一侧开设有第一凹槽，所述第一引出部嵌入于所述第一凹槽内；

所述第一引出部的横截面形状为第一环形，所述横截面与所述背光面相平行；

所述第一金属垫片的数量为多个，多个所述第一金属垫片沿所述第一环形间隔排布。

5.根据权利要求4所述的光电二极管器件，其特征在于，所述第一环形为第一矩形环，多个所述第一金属垫片分别位于所述第一矩形环的四个顶点。

6.根据权利要求4所述的光电二极管器件，其特征在于，所述第二掺杂部在所述横截面上围设于所述第一掺杂部；

所述层间介质远离所述背光面的一侧还开设有第二凹槽，所述第二引出部嵌入于所述第二凹槽内，所述第二引出部的横截面为第二环形，所述第二环形围设于所述第一环形；

所述第二金属垫片的数量为多个，多个所述第二金属垫片沿所述第二环形间隔排布。

7.根据权利要求6所述的光电二极管器件，其特征在于，所述第二环形为第二矩形环，多个所述第二金属垫片分别位于所述第二矩形环的四个顶点。

8.根据权利要求3所述的光电二极管器件，其特征在于，所述金属布线层包括层间介质，所述层间介质远离所述背光面的一侧开设有多个第一通孔；

所述第一引出部的数量为多个，每个所述第一引出部嵌入于一个所述第一通孔内；

所述第一金属垫片的数量为多个，每个所述第一引出部远离所述第一掺杂部的一端与一个所述第一金属垫片电连接。

9.根据权利要求8所述的光电二极管器件，其特征在于，所述层间介质远离所述背光面的一侧还开设有多个第二通孔；

所述第二引出部的数量为多个，每个所述第二引出部嵌入于一个所述第二通孔内；

所述第二金属垫片的数量为多个，每个所述第二引出部远离所述第二掺杂部的一端与一个所述第二金属垫片电连接。

10.根据权利要求9所述的光电二极管器件，其特征在于，所述金属布线层还包括：

第一连接部，嵌入于所述层间介质内，并与多个所述第一引出部电连接；

第二连接部，嵌入于所述层间介质内，并与多个所述第二引出部电连接。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的光电二极管器件，其特征在于，所述半导体衬底还包括与所述背光面相对设置的受光面，所述光电二极管器件还包括：

抗反射涂层，设置于所述受光面的一侧，且覆盖所述受光面。

12.一种感光芯片，其特征在于，包括：

光电二极管阵列，包括多个如权利要求1至11中任一项所述的光电二极管器件，多个所述光电二极管器件阵列排布；

封装基板，与所述光电二极管阵列电连接。

13.根据权利要求12所述的感光芯片，其特征在于，所述感光芯片还包括：

多个金属焊球，设置于所述封装基板和多个所述光电二极管器件之间，所述封装基板通过多个所述金属焊球与多个所述光电二极管器件电连接。

14.一种光敏探测器，其特征在于，包括：

处理电路，所述处理电路包括模数转换电路、比较电路和放大电路中至少之一；

如权利要求12或13所述的感光芯片，与所述处理电路电连接。

15.一种检测装置，其特征在于，包括：

发射器，用于发射光线；

如权利要求14所述的光敏探测器，用于接收穿过待检测物体的光线；

处理器，与所述光敏探测器电连接，用于根据所述处理电路输出的电信号生成待检测物体的图像信息。

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