JP2020057651A - 光検出装置、光検出システム - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の第1実施形態による光検出装置について、図1乃至図7を用いて説明する。
または、全画素行のカウンタ回路204のカウントを同時にリセットし、カウンタ回路204に保持された検出した信号を行ごとに順次出力するグローバル電子シャッタ動作によって撮像画像を取得してもよい。なお、グローバル電子シャッタ動作を行う場合には、カウンタ回路204のカウントを行う場合と、行わない場合を切り替える手段を設けたほうがよい。切り替える手段とは、例えば前述したスイッチである。
例として、制御部202が抵抗素子である場合には、本実施例のアバランシェダイオードのDead time(τd[s])は抵抗(R[Ω])と、入力端子の容量(C[F])、の積で決まる。以下の数式で、光電変換部201のPN接合容量はCpd、光電変換部201のウエルの容量はCw、配線・拡散層の寄生容量はCで示す。
図3(a)の場合には、Dead timeは、数式2で求められる。
τd=R(Cpd+C) …(数式2)
図3(b)の場合には、Dead timeは、数式3で求められる。
τd=R(Cpd+Cw+C) …(数式3)
本実施例の光検出装置について、実施例1と異なる点を中心に説明する。
本実施例の光検出装置について、実施例1と異なる点を中心に説明する。
本実施例の光検出装置について、実施例3と異なる点を中心に説明する。
本実施例の光検出装置について、実施例4と異なる点を中心に説明する。
本実施例の光検出装置について、実施例5と異なる点を中心に説明する。
本実施例の光検出装置について、実施例3と異なる点を中心に説明する。
本実施例では、実施例1の光検出装置の製造方法を説明する。
本実施例では、各実施例の光検出装置1010を用いた光検出システムの一例を説明する。図22を用いて光検出システムの一例である不可視光検出システムおよびPET等の医療診断システムについて説明する。
本実施例では、各実施例の光検出装置1010を用いた光検出システムの一例を説明する。
2 P型不純物領域
3 P型不純物領域
4 P型不純物領域
5 P型不純物領域
9 P型不純物領域
15 半導体基板
16 分離部
Claims (14)
- 第1面と、前記第1面と対向する第2面とを有する半導体基板と、
アバランシェダイオードを含む画素が、前記半導体基板に複数配された画素部と、を有する光検出装置であって、
前記アバランシェダイオードは、
第1の深さに配された第1導電型の第1半導体領域と、
前記第1の深さよりも前記第1面に対して深い第2の深さに配され、前記第1半導体領域と接する第2半導体領域と、
前記第2の深さよりも前記第1面に対して深い第3の深さに配され、前記第2半導体領域と接する第3半導体領域とを有し、
前記第1半導体領域、前記第2半導体領域、前記第3半導体領域は平面視において重なる部分を備え、
前記第1導電型の半導体領域の主たるキャリア電荷に対する、前記第1半導体領域のポテンシャルの高さと前記第2半導体領域のポテンシャルの高さの差が、
前記キャリア電荷に対する、前記第1半導体領域のポテンシャルの高さと前記第3半導体領域のポテンシャルの高さの差よりも小さいことを特徴とする光検出装置。 - 前記第3の深さよりも前記第1面に対して深い第4の深さに配され、前記第3半導体領域と接する第4半導体領域をさらに有し、
前記第4半導体領域の前記キャリア電荷に対するポテンシャルの高さが、前記第3半導体領域の前記キャリア電荷に対するポテンシャルの高さよりも低いことを特徴とする請求項1に記載の光検出装置。 - 各々が前記第1の深さから前記第4の深さに渡って配された第1分離部と第2分離部とを有し、
前記アバランシェダイオードは、平面視において前記第1分離部と前記第2分離部との間に配され、
前記第4半導体領域は、前記第1分離部と前記第2分離部に接することを特徴とする請求項2に記載の光検出装置。 - 前記第1分離部と前記第2分離部は所定の電位が与えられるコンタクトプラグに接続されることを特徴とする請求項3に記載の光検出装置。
- 前記第4半導体領域は、前記第1分離部と前記第2分離部とから前記所定の電位に基づく電位が与えられることを特徴とする請求項4に記載の光検出装置。
- 前記第1の深さにおいて、前記第1半導体領域と前記第1分離部との間であって、前記第1半導体領域と接する領域に、前記第1導電型であって、前記第1半導体領域よりも前記キャリア電荷に対するポテンシャルの高さが高い第6半導体領域を有することを特徴とする請求項4または5に記載の光検出装置。
- 前記第6半導体領域が、前記第1半導体領域の側部から底部に渡って配されていることを特徴とする請求項6に記載の光検出装置。
- 前記第3の深さに、前記第3半導体領域と前記第1分離部とに接するとともに、前記第3半導体領域よりも前記キャリア電荷に対するポテンシャルが高い第7半導体領域を有することを特徴とする請求項3〜7のいずれか1項に記載の光検出装置。
- 前記第4の深さよりも前記第1面に対して深い第5の深さに配され、前記第4半導体領域と接する第5半導体領域を有し、
前記第5半導体領域は、前記第1分離部と前記第2分離部と接することを特徴とする請求項3〜8のいずれか1項に記載の光検出装置。 - 前記第4半導体領域の前記キャリア電荷に対するポテンシャルの高さが、前記第5半導体領域の前記キャリア電荷に対するポテンシャルの高さよりも低いことを特徴とする請求項9に記載の光検出装置。
- 前記第4半導体領域は、前記第2面から前記第1面に向かって前記キャリア電荷に対するポテンシャルの高さが低下することを特徴とする請求項2〜10のいずれか1項に記載の光検出装置。
- 請求項1〜11のいずれか1項に記載の光検出装置を複数有する光検出システムであって、
第1波長帯の光を前記第1波長帯と異なる第2波長帯の光に変換する波長変換部と、
前記複数の光検出装置に保持された複数のデジタル信号から得られる複数の画像の合成処理を行う信号処理手段と、を有し、
前記波長変換部から出力された前記第2波長帯の光が前記複数の光検出装置に入射するように構成されていることを特徴とする光検出システム。 - 請求項1〜11のいずれか1項に記載の光検出装置を複数有する光検出システムであって、
前記光検出装置によって検出される光を発光する発光部と、
前記光検出装置に保持されたデジタル信号を用いて距離算出を行う距離算出手段と、を有することを特徴とする光検出システム。 - 移動体であって、
請求項1〜11のいずれか1項に記載の光検出装置と、
前記光検出装置からの信号に基づく視差画像から、対象物までの距離情報を取得する距離情報取得手段と、
前記距離情報に基づいて前記移動体を制御する制御手段と、を有することを特徴とする移動体。
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