JP2024076062A - Light-receiving element and light detection device - Google Patents

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Kenichi Machinaga
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Abstract

To provide a light-receiving element with improved homogeneity in sensitivity between pixels, and a light detection device.SOLUTION: A light-receiving element 100 includes a substrate 10 having a first main surface 10a, an n-type contact layer 21 on the first main surface, a light-receiving layer 31 thereon, a pixel separation adjustment layer 33 thereon, a p-type contact layer 22 thereon, a plurality of first grooves 71 separating the p-type contact layer and the pixel separation adjustment layer into a plurality of pixels in a first direction parallel to the first main surface, a second groove 72 reaching the n-type contact layer and formed in the p-type contact layer, the pixel separation adjustment layer, and the light-receiving layer outside the first grooves in the first direction, a third groove 73 formed in the p-type contact layer and the light-receiving layer between the first grooves and the second groove in the first direction, a first n electrode 51 in contact with the n-type contact layer at a bottom of the second groove, and a second n electrode 53 provided on the p-type contact layer. The third groove continues to the first groove that exists on the outermost side in the first direction among the first grooves.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、受光素子および光検出装置に関する。 This disclosure relates to a light receiving element and a light detection device.

赤外線を検知する受光素子として、受光層の上に設けられた半導体層に画素分離用の溝が形成された受光素子が開示されている。 As a light receiving element that detects infrared rays, a light receiving element is disclosed in which a groove for separating pixels is formed in a semiconductor layer provided on a light receiving layer.

特開2021-034644号公報JP 2021-034644 A

受光素子に対して、画素間の感度の均一性の向上が望まれている。 There is a demand for improved uniformity in sensitivity between pixels in light receiving elements.

本開示は、画素間の感度の均一性を向上できる受光素子および光検出装置を提供することを目的とする。 The present disclosure aims to provide a light receiving element and a light detection device that can improve the uniformity of sensitivity between pixels.

本開示の受光素子は、第1主面を有する基板と、前記第1主面の上に設けられた第1導電型の第1コンタクト層と、前記第1コンタクト層の上に設けられた受光層と、前記受光層の上に設けられた画素分離調整層と、前記画素分離調整層の上に設けられた第2導電型の第2コンタクト層と、前記第1主面に平行な第1方向で前記第2コンタクト層および前記画素分離調整層を複数の画素に分離する複数の第1溝と、前記第1方向での前記複数の第1溝の外側において、前記第2コンタクト層、前記画素分離調整層および前記受光層に形成され、前記第1コンタクト層に達する第2溝と、前記第1方向での前記複数の第1溝と前記第2溝との間において、前記第2コンタクト層および前記受光層に形成された第3溝と、前記第2溝の底において、前記第1コンタクト層に接する第1電極と、前記第2コンタクト層の上に設けられた第2電極と、を有し、前記第3溝は、前記複数の第1溝のうちで、前記第1方向で最も外側に位置する第1溝につながる。 The light receiving element of the present disclosure includes a substrate having a first main surface, a first contact layer of a first conductivity type provided on the first main surface, a light receiving layer provided on the first contact layer, a pixel isolation adjustment layer provided on the light receiving layer, a second contact layer of a second conductivity type provided on the pixel isolation adjustment layer, a plurality of first grooves separating the second contact layer and the pixel isolation adjustment layer into a plurality of pixels in a first direction parallel to the first main surface, a second groove formed in the second contact layer, the pixel isolation adjustment layer, and the light receiving layer outside the plurality of first grooves in the first direction and reaching the first contact layer, a third groove formed in the second contact layer and the light receiving layer between the plurality of first grooves and the second groove in the first direction, a first electrode in contact with the first contact layer at the bottom of the second groove, and a second electrode provided on the second contact layer, and the third groove is connected to the first groove located outermost in the first direction among the plurality of first grooves.

本開示によれば、画素間の感度の均一性を向上できる。 This disclosure makes it possible to improve the uniformity of sensitivity between pixels.

図1は、第1実施形態に係る受光素子を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a light receiving element according to the first embodiment. 図2は、第1実施形態に係る受光素子を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the light receiving element according to the first embodiment. 図3は、第1実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図(その1)である。FIG. 3 is a cross-sectional view (part 1) illustrating the method for manufacturing the light-receiving element according to the first embodiment. 図4は、第1実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図(その2)である。FIG. 4 is a cross-sectional view (part 2) showing the method for manufacturing the light-receiving element according to the first embodiment. 図5は、第1実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図(その3)である。FIG. 5 is a cross-sectional view (part 3) showing the method for manufacturing the light-receiving element according to the first embodiment. 図6は、第1実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図(その4)である。FIG. 6 is a cross-sectional view (part 4) illustrating the method for manufacturing the light-receiving element according to the first embodiment. 図7は、第1実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図(その5)である。FIG. 7 is a cross-sectional view (part 5) showing the method for manufacturing the light-receiving element according to the first embodiment. 図8は、第1実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図(その6)である。FIG. 8 is a cross-sectional view (part 6) showing the method for manufacturing the light-receiving element according to the first embodiment. 図9は、第1実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図(その7)である。FIG. 9 is a cross-sectional view (part 7) illustrating the method for manufacturing the light-receiving element according to the first embodiment. 図10は、第1実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図(その8)である。FIG. 10 is a cross-sectional view (part 8) showing the method for manufacturing the light-receiving element according to the first embodiment. 図11は、第1実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図(その9)である。FIG. 11 is a cross-sectional view (part 9) showing the method for manufacturing the light-receiving element according to the first embodiment. 図12は、参考例に係る受光素子を示す断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing a light receiving element according to a reference example. 図13は、第2実施形態に係る受光素子を示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing a light receiving element according to the second embodiment. 図14は、第2実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図(その1)である。FIG. 14 is a cross-sectional view (part 1) showing a method for manufacturing a light-receiving element according to the second embodiment. 図15は、第2実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図(その2)である。FIG. 15 is a cross-sectional view (part 2) showing the method for manufacturing the light-receiving element according to the second embodiment. 図16は、第2実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図(その3)である。FIG. 16 is a cross-sectional view (part 3) showing the method for manufacturing the light-receiving element according to the second embodiment. 図17は、第2実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図(その4)である。FIG. 17 is a cross-sectional view (part 4) showing the method for manufacturing the light-receiving element according to the second embodiment. 図18は、第3実施形態に係る光検出装置を示す断面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view showing a light detection device according to the third embodiment.

[本開示の実施形態の説明]
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
[Description of the embodiments of the present disclosure]
First, the embodiments of the present disclosure will be listed and described.

〔1〕 本開示の一態様に係る受光素子は、第1主面を有する基板と、前記第1主面の上に設けられた第1導電型の第1コンタクト層と、前記第1コンタクト層の上に設けられた受光層と、前記受光層の上に設けられた画素分離調整層と、前記画素分離調整層の上に設けられた第2導電型の第2コンタクト層と、前記第1主面に平行な第1方向で前記第2コンタクト層および前記画素分離調整層を複数の画素に分離する複数の第1溝と、前記第1方向での前記複数の第1溝の外側において、前記第2コンタクト層、前記画素分離調整層および前記受光層に形成され、前記第1コンタクト層に達する第2溝と、前記第1方向での前記複数の第1溝と前記第2溝との間において、前記第2コンタクト層および前記受光層に形成された第3溝と、前記第2溝の底において、前記第1コンタクト層に接する第1電極と、前記第2コンタクト層の上に設けられた第2電極と、を有し、前記第3溝は、前記複数の第1溝のうちで、前記第1方向で最も外側に位置する第1溝につながる。 [1] A light receiving element according to one aspect of the present disclosure includes a substrate having a first main surface, a first contact layer of a first conductivity type provided on the first main surface, a light receiving layer provided on the first contact layer, a pixel isolation adjustment layer provided on the light receiving layer, a second contact layer of a second conductivity type provided on the pixel isolation adjustment layer, a plurality of first grooves separating the second contact layer and the pixel isolation adjustment layer into a plurality of pixels in a first direction parallel to the first main surface, a second groove formed in the second contact layer, the pixel isolation adjustment layer, and the light receiving layer outside the plurality of first grooves in the first direction and reaching the first contact layer, a third groove formed in the second contact layer and the light receiving layer between the plurality of first grooves and the second groove in the first direction, a first electrode in contact with the first contact layer at the bottom of the second groove, and a second electrode provided on the second contact layer, and the third groove is connected to the first groove located outermost in the first direction among the plurality of first grooves.

受光層に光が入射すると、受光層においてホールおよび電子が生じ、各画素において第1コンタクト層と第2コンタクト層との間の電位差に応じてホールおよび電子が第1コンタクト層または第2コンタクト層に別々に向かって流れる。このとき、第3溝の外側の部分、すなわち画素の外側でもホールおよび電子が生じ得るが、第3溝が形成されているため、ホールおよび電子は第2コンタクト層に向かって流れにくい。各画素は、第3溝の外側の受光層で生じたホールおよび電子の影響を受けにくく、画素間の感度のばらつきが抑制され、画素間の感度の均一性を向上できる。 When light is incident on the light receiving layer, holes and electrons are generated in the light receiving layer, and in each pixel, the holes and electrons flow toward the first contact layer or the second contact layer separately depending on the potential difference between the first contact layer and the second contact layer. At this time, holes and electrons may also be generated in the portion outside the third groove, i.e., outside the pixel, but because the third groove is formed, the holes and electrons are less likely to flow toward the second contact layer. Each pixel is less susceptible to the effects of holes and electrons generated in the light receiving layer outside the third groove, which reduces the variation in sensitivity between pixels and improves the uniformity of sensitivity between pixels.

〔2〕 〔1〕において、前記複数の画素のうちで、前記第1方向で最も外側に位置する画素の前記画素分離調整層は、前記第1主面に垂直な平面視で、前記複数の第1溝のうちの2つの第1溝の間の第1領域と、前記第1領域と前記第3溝との間の第2領域と、を有し、前記第2領域の前記第1方向での寸法は、2.5μm以上3.5μm以下であってもよい。この場合、最も外側に位置する画素における暗電流の抑制と、画素間の感度の均一性の向上とを両立しやすい。 [2] In [1], the pixel separation adjustment layer of the pixel located outermost in the first direction among the plurality of pixels may have, in a plan view perpendicular to the first main surface, a first region between two of the plurality of first grooves and a second region between the first region and the third groove, and the dimension of the second region in the first direction may be 2.5 μm or more and 3.5 μm or less. In this case, it is easy to achieve both suppression of dark current in the outermost pixel and improvement of uniformity of sensitivity between pixels.

〔3〕 〔2〕において、前記第2領域の前記第1方向での寸法は、2.7μm以上3.5μm以下であってもよい。この場合、最も外側に位置する画素における暗電流の抑制と、画素間の感度の均一性の向上とを特に両立しやすい。 [3] In [2], the dimension of the second region in the first direction may be 2.7 μm or more and 3.5 μm or less. In this case, it is particularly easy to achieve both suppression of dark current in the outermost pixels and improvement of uniformity of sensitivity between pixels.

〔4〕 〔1〕から〔3〕のいずれかにおいて、前記第3溝の底面に、前記第1コンタクト層が露出していてもよい。この場合、特に画素間の感度の均一性を向上させやすい。 [4] In any of [1] to [3], the first contact layer may be exposed at the bottom surface of the third groove. In this case, it is particularly easy to improve the uniformity of sensitivity between pixels.

〔5〕 〔1〕から〔4〕のいずれかにおいて、前記画素分離調整層は、前記受光層の上に設けられた前記第1導電型の第1半導体層と、前記第1半導体層の上に設けられた前記第2導電型の第2半導体層と、を有し、前記第1溝の底面に、前記第1半導体層が露出していてもよい。この場合、画素分離を確実に行いやすい。 [5] In any of [1] to [4], the pixel separation adjustment layer may have a first semiconductor layer of the first conductivity type provided on the light receiving layer, and a second semiconductor layer of the second conductivity type provided on the first semiconductor layer, and the first semiconductor layer may be exposed at the bottom surface of the first groove. In this case, pixel separation can be easily and reliably performed.

〔6〕 本開示の他の一態様に係る受光素子は、第1主面を有する基板と、前記第1主面の上に設けられた第1導電型の第1コンタクト層と、前記第1コンタクト層の上に設けられた受光層と、前記受光層の上に設けられた画素分離調整層と、前記画素分離調整層の上に設けられた第2導電型の第2コンタクト層と、前記第1主面に平行な第1方向で前記第2コンタクト層および前記画素分離調整層を複数の画素に分離する複数の第1溝と、前記第1方向での前記複数の第1溝の外側において、前記第2コンタクト層、前記画素分離調整層および前記受光層に形成され、前記第1コンタクト層に達する第2溝と、前記第2溝の底において、前記第1コンタクト層に接する第1電極と、前記第2コンタクト層の上に設けられた第2電極と、を有し、前記第2溝は、前記複数の第1溝のうちで、前記第1方向で最も外側に位置する第1溝につながる。 [6] A light receiving element according to another aspect of the present disclosure includes a substrate having a first main surface, a first contact layer of a first conductivity type provided on the first main surface, a light receiving layer provided on the first contact layer, a pixel isolation adjustment layer provided on the light receiving layer, a second contact layer of a second conductivity type provided on the pixel isolation adjustment layer, a plurality of first grooves separating the second contact layer and the pixel isolation adjustment layer into a plurality of pixels in a first direction parallel to the first main surface, a second groove formed in the second contact layer, the pixel isolation adjustment layer, and the light receiving layer outside the plurality of first grooves in the first direction and reaching the first contact layer, a first electrode in contact with the first contact layer at the bottom of the second groove, and a second electrode provided on the second contact layer, and the second groove is connected to the first groove located outermost in the first direction among the plurality of first grooves.

〔1〕と同じく、受光層に光が入射すると、受光層においてホールおよび電子が生じ、各画素において第1コンタクト層と第2コンタクト層との間の電位差に応じてホールおよび電子が第1コンタクト層または第2コンタクト層に別々に向かって流れる。このとき、第2溝の外側の部分、すなわち画素の外側でもホールおよび電子が生じ得るが、第2溝が形成されているため、ホールおよび電子は第2コンタクト層に向かって流れにくい。各画素は、第2溝の外側の受光層で生じたホールおよび電子の影響を受けにくく、画素間の感度のばらつきが抑制され、画素間の感度の均一性を向上できる。 As in [1], when light is incident on the light receiving layer, holes and electrons are generated in the light receiving layer, and in each pixel, the holes and electrons flow toward the first contact layer or the second contact layer separately depending on the potential difference between the first contact layer and the second contact layer. At this time, holes and electrons may also be generated in the portion outside the second groove, i.e., outside the pixel, but because the second groove is formed, the holes and electrons are less likely to flow toward the second contact layer. Each pixel is less susceptible to the effects of holes and electrons generated in the light receiving layer outside the second groove, which reduces the variation in sensitivity between pixels and improves the uniformity of sensitivity between pixels.

〔7〕 〔6〕において、前記複数の画素のうちで、前記第1方向で最も外側に位置する画素の前記画素分離調整層は、前記第1主面に垂直な平面視で、前記複数の第1溝のうちの2つの第1溝の間の第1領域と、前記第1領域と前記第2溝との間の第2領域と、を有し、前記第2領域の前記第1方向での寸法は、2.5μm以上3.5μm以下であってもよい。この場合、最も外側に位置する画素における暗電流の抑制と、画素間の感度の均一性の向上とを両立しやすい。 [7] In [6], the pixel separation adjustment layer of the pixel located outermost in the first direction among the plurality of pixels may have, in a plan view perpendicular to the first main surface, a first region between two of the plurality of first grooves and a second region between the first region and the second groove, and the dimension of the second region in the first direction may be 2.5 μm or more and 3.5 μm or less. In this case, it is easy to achieve both suppression of dark current in the outermost pixel and improvement of uniformity of sensitivity between pixels.

〔8〕 〔7〕において、前記第2領域の前記第1方向での寸法は、2.7μm以上3.5μm以下であってもよい。この場合、最も外側に位置する画素における暗電流の抑制と、画素間の感度の均一性の向上とを特に両立しやすい。 [8] In [7], the dimension of the second region in the first direction may be 2.7 μm or more and 3.5 μm or less. In this case, it is particularly easy to achieve both suppression of dark current in the outermost pixels and improvement of uniformity of sensitivity between pixels.

〔9〕 〔6〕から〔8〕のいずれかにおいて、前記画素分離調整層は、前記受光層の上に設けられた前記第1導電型の第1半導体層と、前記第1半導体層の上に設けられた前記第2導電型の第2半導体層と、を有し、前記第1溝の底面に、前記第1半導体層が露出していてもよい。この場合、画素分離を確実に行いやすい。 [9] In any of [6] to [8], the pixel separation adjustment layer may have a first semiconductor layer of the first conductivity type provided on the light receiving layer, and a second semiconductor layer of the second conductivity type provided on the first semiconductor layer, and the first semiconductor layer may be exposed at the bottom surface of the first groove. In this case, pixel separation can be easily and reliably performed.

〔10〕 本開示の更に他の一態様に係る光検出装置は、〔1〕から〔9〕のいずれかの受光素子と、前記受光素子に接続された回路基板と、を有する。光検出装置が上記の受光素子を有することで、画素間の感度の均一性を向上できる。 [10] A photodetector according to yet another aspect of the present disclosure has a photodetector according to any one of [1] to [9] and a circuit board connected to the photodetector. By having the photodetector have the above-mentioned photodetector, it is possible to improve the uniformity of sensitivity between pixels.

[本開示の実施形態の詳細]
以下、本開示の実施形態について詳細に説明するが、本開示はこれらに限定されるものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省くことがある。また、以下の説明では、XYZ直交座標系を用いるが、当該座標系は、説明のために定めるものであって、受光素子または光検出装置の姿勢について限定するものではない。また、任意の点からみて、+Z側を上方、上側または上ということがあり、-Z側を下方、下側または下ということがある。
[Details of the embodiment of the present disclosure]
Hereinafter, the embodiments of the present disclosure will be described in detail, but the present disclosure is not limited thereto. In this specification and the drawings, components having substantially the same functional configuration may be denoted by the same reference numerals to avoid redundant description. In addition, in the following description, an XYZ Cartesian coordinate system is used, but this coordinate system is defined for the purpose of explanation and does not limit the attitude of the light receiving element or the light detection device. In addition, when viewed from an arbitrary point, the +Z side may be referred to as the upper side, the upper side, or the top, and the -Z side may be referred to as the lower side, the lower side, or the bottom.

(第1実施形態)
第1実施形態について説明する。第1実施形態は受光素子に関する。図1は、第1実施形態に係る受光素子を示す模式図である。図2は、第1実施形態に係る受光素子を示す断面図である。図1は、メサ、バンプおよび溝の配置を平面視で示す。図2は、図1中のII-II線に沿った断面図に相当する。
First Embodiment
A first embodiment will be described. The first embodiment relates to a light receiving element. FIG. 1 is a schematic diagram showing a light receiving element according to the first embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a light receiving element according to the first embodiment. FIG. 1 shows the arrangement of mesas, bumps, and grooves in a plan view. FIG. 2 corresponds to a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1.

第1実施形態に係る受光素子100には、2次元アレイを構成する複数の画素1が形成されている。例えば、30μmピッチで256×320画素が形成されている。画素ピッチが、例えば50μmまたは90μmであってもよい。受光素子100に、例えば、512×640画素が形成されていてもよく、32×128画素が形成されていてもよい。 The light receiving element 100 according to the first embodiment has a plurality of pixels 1 that form a two-dimensional array. For example, 256 x 320 pixels are formed with a pitch of 30 μm. The pixel pitch may be, for example, 50 μm or 90 μm. For example, 512 x 640 pixels or 32 x 128 pixels may be formed in the light receiving element 100.

図1に示されるように、受光素子100は、基板10と、n型コンタクト層21と、受光層31と、中間層32と、画素分離調整層33と、p型コンタクト層22とを有する。受光素子100は、更に、パッシベーション膜41と、反射防止膜36と、p電極52と、第1n電極51と、第2n電極53と、配線54と、インジウム(In)バンプ61と、Inバンプ62とを有する。 1, the light receiving element 100 has a substrate 10, an n-type contact layer 21, a light receiving layer 31, an intermediate layer 32, a pixel separation adjustment layer 33, and a p-type contact layer 22. The light receiving element 100 further has a passivation film 41, an anti-reflection film 36, a p-electrode 52, a first n-electrode 51, a second n-electrode 53, wiring 54, an indium (In) bump 61, and an In bump 62.

基板10は、例えばn型のリン化インジウム(InP)基板である。基板10は、例えば硫黄(S)を5×1018cm-3程度の濃度で含有する。基板10は、第1主面10aと、第1主面10aとは反対の第2主面10bとを有する。基板10の厚さは、例えば300μm程度である。 The substrate 10 is, for example, an n-type indium phosphide (InP) substrate. The substrate 10 contains, for example, sulfur (S) at a concentration of about 5×10 18 cm −3 . The substrate 10 has a first main surface 10a and a second main surface 10b opposite to the first main surface 10a. The thickness of the substrate 10 is, for example, about 300 μm.

n型コンタクト層21は第1主面10aの上に設けられている。n型コンタクト層21は、例えば、n型のInP層である。n型コンタクト層21の厚さは、例えば2.0μm程度である。n型コンタクト層21は、例えばシリコン(Si)を1×1018cm-3以上の濃度で含有する。n型コンタクト層21は第1コンタクト層の一例である。 The n-type contact layer 21 is provided on the first major surface 10a. The n-type contact layer 21 is, for example, an n-type InP layer. The thickness of the n-type contact layer 21 is, for example, about 2.0 μm. The n-type contact layer 21 contains, for example, silicon (Si) at a concentration of 1×10 18 cm −3 or more. The n-type contact layer 21 is an example of a first contact layer.

受光層31はn型コンタクト層21の上に設けられている。受光層31は、例えば砒化インジウムガリウム(InGaAs)層である。受光層31の厚さは、例えば4.0μm程度である。受光層31には、不純物元素はドープされてはおらず、受光層31に含まれる不純物元素の濃度は、1×1015cm-3以下である。 The absorption layer 31 is provided on the n-type contact layer 21. The absorption layer 31 is, for example, an indium gallium arsenide (InGaAs) layer. The absorption layer 31 has a thickness of, for example, about 4.0 μm. The absorption layer 31 is not doped with an impurity element, and the concentration of the impurity element contained in the absorption layer 31 is 1×10 15 cm −3 or less.

中間層32は受光層31の上に設けられている。中間層32は、例えば砒化リン化インジウムガリウム(InGaAsP)層を含む。中間層32の厚さは、例えば0.05μm程度である。中間層32には、不純物元素はドープされてはおらず、中間層32に含まれる不純物元素の濃度は、2×1015cm-3以下である。中間層32のバンドギャップは、受光層31のバンドギャップよりも広く、画素分離調整層33のバンドギャップよりも狭い。中間層32が、組成が異なる複数のInGaAsP層を含んでもよい。この場合、複数のInGaAsP層の間では、中間層32に近いInGaAsP層ほどバンドギャップが狭い。すなわち、複数のInGaAsP層の間では、中間層32から離れるに連れて、段階的にバンドギャップが広くなる。 The intermediate layer 32 is provided on the light receiving layer 31. The intermediate layer 32 includes, for example, an indium gallium arsenide phosphide (InGaAsP) layer. The thickness of the intermediate layer 32 is, for example, about 0.05 μm. The intermediate layer 32 is not doped with an impurity element, and the concentration of the impurity element contained in the intermediate layer 32 is 2×10 15 cm −3 or less. The band gap of the intermediate layer 32 is wider than the band gap of the light receiving layer 31 and narrower than the band gap of the pixel separation adjustment layer 33. The intermediate layer 32 may include a plurality of InGaAsP layers having different compositions. In this case, among the plurality of InGaAsP layers, the closer the InGaAsP layer is to the intermediate layer 32, the narrower the band gap is. That is, among the plurality of InGaAsP layers, the band gap becomes wider stepwise as it moves away from the intermediate layer 32.

画素分離調整層33は中間層32の上に設けられている。画素分離調整層33は、n型ワイドギャップ層34と、p型ワイドギャップ層35とを有する。n型ワイドギャップ層34は中間層32の上に設けられており、p型ワイドギャップ層35はn型ワイドギャップ層34の上に設けられている。n型ワイドギャップ層34は、例えばn型のInP層である。n型ワイドギャップ層34の厚さは、例えば0.5μm程度である。n型ワイドギャップ層34は、例えばSiを2×1015cm-3以下の濃度で含有する。p型ワイドギャップ層35は、例えばp型のInP層である。p型ワイドギャップ層35の厚さは、例えば0.3μm程度である。p型ワイドギャップ層35は、例えば亜鉛(Zn)を1×1018cm-3以上の濃度で含有する。n型ワイドギャップ層34とp型ワイドギャップ層35との界面にpn接合39がある。n型ワイドギャップ層34のバンドギャップおよびp型ワイドギャップ層35のバンドギャップは、中間層32のバンドギャップおよび受光層31のバンドギャップよりも広い。n型ワイドギャップ層34は第1半導体層の一例であり、p型ワイドギャップ層35は第2半導体層の一例である。 The pixel isolation adjustment layer 33 is provided on the intermediate layer 32. The pixel isolation adjustment layer 33 has an n-type wide gap layer 34 and a p-type wide gap layer 35. The n-type wide gap layer 34 is provided on the intermediate layer 32, and the p-type wide gap layer 35 is provided on the n-type wide gap layer 34. The n-type wide gap layer 34 is, for example, an n-type InP layer. The thickness of the n-type wide gap layer 34 is, for example, about 0.5 μm. The n-type wide gap layer 34 contains, for example, Si at a concentration of 2×10 15 cm −3 or less. The p-type wide gap layer 35 is, for example, a p-type InP layer. The thickness of the p-type wide gap layer 35 is, for example, about 0.3 μm. The p-type wide gap layer 35 contains, for example, zinc (Zn) at a concentration of 1×10 18 cm −3 or more. A pn junction 39 is provided at the interface between the n-type wide gap layer 34 and the p-type wide gap layer 35. The band gap of the n-type wide gap layer 34 and the band gap of the p-type wide gap layer 35 are wider than the band gap of the intermediate layer 32 and the band gap of the absorption layer 31. The n-type wide gap layer 34 is an example of a first semiconductor layer, and the p-type wide gap layer 35 is an example of a second semiconductor layer.

p型コンタクト層22はp型ワイドギャップ層35の上に設けられている。p型コンタクト層22は、例えばp型のInGaAs層である。p型コンタクト層22は、例えばZnを2×1019cm-3以上6×1019cm-3の濃度で含有する。p型コンタクト層22の厚さは、例えば0.2μm程度である。p型コンタクト層22は第2コンタクト層の一例である。 The p-type contact layer 22 is provided on the p-type wide gap layer 35. The p-type contact layer 22 is, for example, a p-type InGaAs layer. The p-type contact layer 22 contains, for example, Zn at a concentration of 2×10 19 cm −3 to 6×10 19 cm −3 . The thickness of the p-type contact layer 22 is, for example, about 0.2 μm. The p-type contact layer 22 is an example of a second contact layer.

p型コンタクト層22と、p型ワイドギャップ層35と、n型ワイドギャップ層34の一部とに複数の第1溝71が形成されている。第1溝71はn型ワイドギャップ層34に達している。第1溝71の底面にn型ワイドギャップ層34が露出している。第1溝71はpn接合39を貫通している。第1溝71により、画素1ごとにメサ81が形成され、画素分離されている。第1溝71の一部は、X軸方向に一定のピッチで形成されており、Y軸方向に延びる。第1溝71の他の一部は、Y軸方向に一定のピッチで形成されており、X軸方向に延びる。第1溝71は、第1主面10aに平行なX軸方向またはY軸方向でp型コンタクト層22および画素分離調整層33を複数の画素1に分離する。例えば、第1溝71の深さは0.5μm程度であり、幅は5μm程度である。メサ81の平面形状は、例えば一辺の長さが85μmの正方形状である。 A plurality of first grooves 71 are formed in the p-type contact layer 22, the p-type wide gap layer 35, and a portion of the n-type wide gap layer 34. The first grooves 71 reach the n-type wide gap layer 34. The n-type wide gap layer 34 is exposed at the bottom surface of the first grooves 71. The first grooves 71 penetrate the pn junctions 39. The first grooves 71 form a mesa 81 for each pixel 1, isolating the pixels. A portion of the first grooves 71 is formed at a constant pitch in the X-axis direction and extends in the Y-axis direction. Another portion of the first grooves 71 is formed at a constant pitch in the Y-axis direction and extends in the X-axis direction. The first grooves 71 separate the p-type contact layer 22 and the pixel isolation adjustment layer 33 into a plurality of pixels 1 in the X-axis direction or the Y-axis direction parallel to the first main surface 10a. For example, the depth of the first grooves 71 is about 0.5 μm, and the width is about 5 μm. The planar shape of the mesa 81 is, for example, a square with a side length of 85 μm.

X軸方向またはY軸方向での複数の第1溝71の外側において、p型コンタクト層22と、p型ワイドギャップ層35と、n型ワイドギャップ層34と、中間層32と、受光層31と、n型コンタクト層21の一部とに第2溝72が形成されている。第2溝72はn型コンタクト層21に達する。第2溝72の底面にn型コンタクト層21が露出している。第2溝72は、第1主面10aに垂直な平面視で、環状に形成され、すべての第1溝71を取り囲む。第2溝72により、画素領域11と電極接続領域12とが互いから分離されている。メサ81は画素領域11に形成されている。電極接続領域12にメサ82が形成されている。第2溝72の幅は、例えば450μm程度である。 Outside the multiple first grooves 71 in the X-axis direction or the Y-axis direction, second grooves 72 are formed in the p-type contact layer 22, the p-type wide gap layer 35, the n-type wide gap layer 34, the intermediate layer 32, the light receiving layer 31, and a part of the n-type contact layer 21. The second grooves 72 reach the n-type contact layer 21. The n-type contact layer 21 is exposed at the bottom surface of the second grooves 72. The second grooves 72 are formed in a ring shape in a plan view perpendicular to the first main surface 10a, and surround all the first grooves 71. The pixel region 11 and the electrode connection region 12 are separated from each other by the second grooves 72. The mesa 81 is formed in the pixel region 11. The mesa 82 is formed in the electrode connection region 12. The width of the second grooves 72 is, for example, about 450 μm.

X軸方向またはY軸方向での複数の第1溝71と第2溝72との間において、p型コンタクト層22と、p型ワイドギャップ層35と、n型ワイドギャップ層34と、中間層32と、受光層31とに第3溝73が形成されている。第3溝73はn型コンタクト層21に達する。第3溝73の底面にn型コンタクト層21が露出している。第3溝73は、第1主面10aに垂直な平面視で、環状に形成され、すべての第1溝71を取り囲む。第3溝73は、複数の第1溝71のうちで、X軸方向で最も外側に位置する第1溝71およびY軸方向で最も外側に位置する第1溝71につながる。2次元アレイの最外周に位置する画素1の受光層31は第3溝73に露出している。つまり、複数の画素1のうちで、X軸方向で最も外側に位置する画素1の受光層31およびY軸方向で最も外側に位置する画素1の受光層31は第3溝73に露出している。第3溝73の幅は、例えば1.5μm以上3.0μm以上である。第2溝72と第3溝73との間にメサ83が形成されている。メサ83の幅は、例えば60μmである。 Between the multiple first grooves 71 and the multiple second grooves 72 in the X-axis direction or the Y-axis direction, a third groove 73 is formed in the p-type contact layer 22, the p-type wide gap layer 35, the n-type wide gap layer 34, the intermediate layer 32, and the light-receiving layer 31. The third groove 73 reaches the n-type contact layer 21. The n-type contact layer 21 is exposed at the bottom surface of the third groove 73. The third groove 73 is formed in a ring shape in a plan view perpendicular to the first main surface 10a, and surrounds all the first grooves 71. The third groove 73 connects to the first groove 71 located most outside in the X-axis direction and the first groove 71 located most outside in the Y-axis direction among the multiple first grooves 71. The light-receiving layer 31 of the pixel 1 located at the outermost periphery of the two-dimensional array is exposed to the third groove 73. In other words, the light-receiving layer 31 of the pixel 1 located most outside in the X-axis direction and the light-receiving layer 31 of the pixel 1 located most outside in the Y-axis direction among the multiple pixels 1 are exposed to the third groove 73. The width of the third groove 73 is, for example, 1.5 μm or more and 3.0 μm or more. A mesa 83 is formed between the second groove 72 and the third groove 73. The width of the mesa 83 is, for example, 60 μm.

パッシベーション膜41は、p型コンタクト層22と、p型ワイドギャップ層35と、n型ワイドギャップ層34と、中間層32と、受光層31と、n型コンタクト層21と、基板10とを覆う。パッシベーション膜41は、例えば窒化シリコン(SiN)膜である。パッシベーション膜41の厚さは、例えば0.2μm程度である。パッシベーション膜41に、メサ81のp型コンタクト層22を露出する開口部41aと、画素領域11と電極接続領域12との間でn型コンタクト層21を露出する開口部41bとが形成されている。pn接合39の側面がパッシベーション膜41に接触している。 The passivation film 41 covers the p-type contact layer 22, the p-type wide gap layer 35, the n-type wide gap layer 34, the intermediate layer 32, the light receiving layer 31, the n-type contact layer 21, and the substrate 10. The passivation film 41 is, for example, a silicon nitride (SiN) film. The thickness of the passivation film 41 is, for example, about 0.2 μm. The passivation film 41 has an opening 41a that exposes the p-type contact layer 22 of the mesa 81, and an opening 41b that exposes the n-type contact layer 21 between the pixel region 11 and the electrode connection region 12. The side of the pn junction 39 is in contact with the passivation film 41.

メサ81の各々においてp型コンタクト層22の上にp電極52が形成されている。p電極52は開口部41aを通じてp型コンタクト層22に接する。p電極52は、例えばチタン(Ti)層および白金(Pt)層を順に積層した金属積層膜により構成されている。例えば、Ti層の厚さは50nm程度であり、Pt層の厚さは80nm程度である。 A p-electrode 52 is formed on the p-type contact layer 22 in each mesa 81. The p-electrode 52 contacts the p-type contact layer 22 through the opening 41a. The p-electrode 52 is made of a metal laminate film, for example, in which a titanium (Ti) layer and a platinum (Pt) layer are laminated in this order. For example, the thickness of the Ti layer is about 50 nm, and the thickness of the Pt layer is about 80 nm.

画素領域11と電極接続領域12との間でn型コンタクト層21の上に第1n電極51が形成されている。第1n電極51は開口部41bを通じてn型コンタクト層21に接する。メサ82の上においてパッシベーション膜41の上に第2n電極53が形成されている。第1n電極51および第2n電極53は、例えばTi層およびPt層を順に積層した金属積層膜により構成されている。例えば、Ti層の厚さは50nm程度であり、Pt層の厚さは80nm程度である。 A first n-electrode 51 is formed on the n-type contact layer 21 between the pixel region 11 and the electrode connection region 12. The first n-electrode 51 contacts the n-type contact layer 21 through the opening 41b. A second n-electrode 53 is formed on the passivation film 41 above the mesa 82. The first n-electrode 51 and the second n-electrode 53 are composed of a metal laminate film, for example, in which a Ti layer and a Pt layer are laminated in order. For example, the Ti layer has a thickness of about 50 nm, and the Pt layer has a thickness of about 80 nm.

配線54は、第1n電極51と第2n電極53とを接続する。配線54はパッシベーション膜41の上に形成されている。配線54は、例えばTi層および金(Au)層を順に積層した金属積層膜により構成されている。例えば、Ti層の厚さは50nm程度であり、Au層の厚さは600nm程度である。 The wiring 54 connects the first n-electrode 51 and the second n-electrode 53. The wiring 54 is formed on the passivation film 41. The wiring 54 is made of a metal laminate film, for example, in which a Ti layer and a gold (Au) layer are laminated in this order. For example, the thickness of the Ti layer is about 50 nm, and the thickness of the Au layer is about 600 nm.

p電極52の上にInバンプ62が設けられている。画素領域11における画素1の各々において、メサ81の上面に平面形状が円形状のp電極52が形成されており、p電極52の上に平面形状が円形状のInバンプ62が形成されている。 An In bump 62 is provided on the p-electrode 52. In each pixel 1 in the pixel region 11, a p-electrode 52 having a circular planar shape is formed on the upper surface of the mesa 81, and an In bump 62 having a circular planar shape is formed on the p-electrode 52.

電極接続領域12においては、第2n電極53の上にInバンプ61が設けられている。第2n電極53の上に平面形状が円形状のInバンプ61が形成されている。 In the electrode connection region 12, an In bump 61 is provided on the second n-electrode 53. The In bump 61 has a circular planar shape and is formed on the second n-electrode 53.

第2n電極53およびp電極52は、それぞれInバンプ61および62を介して、読み出し回路基板400(図18参照)に設けられた電極に接続される。Inバンプ61および62の高さは、例えば10μm程度である。 The second n-electrode 53 and the p-electrode 52 are connected to electrodes provided on the readout circuit board 400 (see FIG. 18) via In bumps 61 and 62, respectively. The height of the In bumps 61 and 62 is, for example, about 10 μm.

反射防止膜36は第2主面10bに設けられている。反射防止膜36は、例えばSiN膜である。 The anti-reflection film 36 is provided on the second main surface 10b. The anti-reflection film 36 is, for example, a SiN film.

次に、第1実施形態に係る受光素子100の製造方法について説明する。図3から図11は、第1実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図である。 Next, a method for manufacturing the light receiving element 100 according to the first embodiment will be described. Figures 3 to 11 are cross-sectional views showing the method for manufacturing the light receiving element according to the first embodiment.

まず、図3に示されるように、基板10の第1主面10aに、エピタキシャル成長により、n型コンタクト層21、受光層31、中間層32、n型ワイドギャップ層34、p型ワイドギャップ層35およびp型コンタクト層22を順に形成する。上記の化合物半導体層のエピタキシャル成長には、有機金属気相エピタキシャル成長(metal organic vapor phase epitaxy:MOVPE)法が用いられる。基板10の厚さは、例えば400μm以上500μm以下である。 First, as shown in FIG. 3, the n-type contact layer 21, the light receiving layer 31, the intermediate layer 32, the n-type wide gap layer 34, the p-type wide gap layer 35, and the p-type contact layer 22 are formed in this order by epitaxial growth on the first main surface 10a of the substrate 10. Metal organic vapor phase epitaxy (MOVPE) is used for the epitaxial growth of the above compound semiconductor layers. The thickness of the substrate 10 is, for example, 400 μm or more and 500 μm or less.

次に、図4に示されるように、p型コンタクト層22の上に、プラズマ化学気相成長(chemical vapor deposition:CVD)法により、厚さが0.4μm程度のSiN膜191を形成する。次いで、SiN膜191の上に、フォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行うことにより、不図示のレジストパターンを形成する。このレジストパターンは、第1溝71が形成される領域と、第2溝72が形成される領域と、第3溝73が形成される領域とに開口部を有する。レジストパターンの開口部におけるSiN膜191を、バッファードフッ酸を用いたウェットエッチングにより除去することにより、SiN膜191からマスクを形成する。その後、レジストパターンを有機溶剤等により除去する。 Next, as shown in FIG. 4, a SiN film 191 having a thickness of about 0.4 μm is formed on the p-type contact layer 22 by plasma chemical vapor deposition (CVD). Next, a photoresist is applied onto the SiN film 191, and a resist pattern (not shown) is formed by exposing the photoresist to light using an exposure device and developing the photoresist. This resist pattern has openings in the area where the first groove 71 is to be formed, the area where the second groove 72 is to be formed, and the area where the third groove 73 is to be formed. The SiN film 191 in the openings of the resist pattern is removed by wet etching using buffered hydrofluoric acid, thereby forming a mask from the SiN film 191. The resist pattern is then removed by an organic solvent or the like.

次に、図5に示されるように、SiN膜191の開口部に露出するp型コンタクト層22と、p型ワイドギャップ層35と、n型ワイドギャップ層34の一部とを反応性イオンエッチング(reactive ion etching:RIE)等のドライエッチングにより除去する。このRIEでは、例えば四塩化ケイ素(SiCl)ガスおよびアルゴン(Ar)ガスの混合ガスを用いる。このようにして、画素分離するための第1溝71が形成される。また、第2溝72が形成される領域に仮溝72Xが形成され、第3溝73が形成される領域に仮溝73Xが形成される。第1溝71の形成に伴ってメサ81が形成され、各々の画素1(図1参照)が分離される。 Next, as shown in FIG. 5, the p-type contact layer 22, the p-type wide gap layer 35, and a part of the n-type wide gap layer 34 exposed in the opening of the SiN film 191 are removed by dry etching such as reactive ion etching (RIE). In this RIE, for example, a mixed gas of silicon tetrachloride (SiCl 4 ) gas and argon (Ar) gas is used. In this manner, the first groove 71 for separating pixels is formed. Also, a provisional groove 72X is formed in the region where the second groove 72 is to be formed, and a provisional groove 73X is formed in the region where the third groove 73 is to be formed. With the formation of the first groove 71, a mesa 81 is formed, and each pixel 1 (see FIG. 1) is separated.

次に、ドライエッチングで生成した不図示の堆積物を除去する。堆積物は、バッファードフッ酸を用いて除去できる。また、p型コンタクト層22、p型ワイドギャップ層35およびn型ワイドギャップ層34の第1溝71の近傍には、ドライエッチングの際にダメージが生じ得る。このため、堆積物の除去の後、ウェットエッチングを行って、ドライエッチングの際にダメージが生じた部分を除去する。例えば、p型コンタクト層22、p型ワイドギャップ層35およびn型ワイドギャップ層34の各々の第1溝71に露出する部分を0.1μmの厚さで除去する。その後、SiN膜191をバッファードフッ酸により除去する。 Next, the deposits (not shown) generated by the dry etching are removed. The deposits can be removed using buffered hydrofluoric acid. Furthermore, damage may occur in the vicinity of the first groove 71 of the p-type contact layer 22, the p-type wide gap layer 35, and the n-type wide gap layer 34 during dry etching. For this reason, after removing the deposits, wet etching is performed to remove the portions that were damaged during dry etching. For example, the portions of the p-type contact layer 22, the p-type wide gap layer 35, and the n-type wide gap layer 34 exposed in the first groove 71 are removed to a thickness of 0.1 μm. Then, the SiN film 191 is removed using buffered hydrofluoric acid.

次に、図6に示されるように、プラズマCVD法により、p型コンタクト層22、p型ワイドギャップ層35およびn型ワイドギャップ層34を覆う、厚さが0.8μm程度のSiN膜192を形成する。次いで、SiN膜192の上に、フォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行うことにより、不図示のレジストパターンを形成する。このレジストパターンは、第2溝72が形成される領域と、第3溝73が形成される領域とに開口部を有する。レジストパターンの開口部におけるSiN膜192を、バッファードフッ酸を用いたウェットエッチングにより除去することにより、SiN膜192からマスクを形成する。その後、レジストパターンを有機溶剤等により除去する。 6, a SiN film 192 having a thickness of about 0.8 μm is formed by plasma CVD to cover the p-type contact layer 22, the p-type wide gap layer 35, and the n-type wide gap layer 34. Next, a photoresist is applied onto the SiN film 192, and a resist pattern (not shown) is formed by exposing the photoresist to light using an exposure device and developing the photoresist. This resist pattern has openings in the area where the second groove 72 is to be formed and the area where the third groove 73 is to be formed. The SiN film 192 in the openings of the resist pattern is removed by wet etching using buffered hydrofluoric acid to form a mask from the SiN film 192. The resist pattern is then removed by an organic solvent or the like.

次に、図7に示されるように、SiN膜192の開口部に露出するn型ワイドギャップ層34と、中間層32と、受光層31と、n型コンタクト層21の一部とをRIE等のドライエッチングにより除去する。このRIEでは、例えばSiClガスおよびArガスの混合ガスを用いる。このようにして、第2溝72および第3溝73が形成され、メサ81からみて、第2溝72の外側にメサ82が形成される。また、第1溝71と第2溝72との間にメサ83が形成される。なお、第2溝72の幅よりも第3溝73の幅が狭いため、マイクロローディング効果により第2溝72と第3溝73との間でエッチング速度が相違するが、第2溝72および第3溝73の両方をn型コンタクト層21に達するように形成できる。 Next, as shown in FIG. 7, the n-type wide gap layer 34, the intermediate layer 32, the absorption layer 31, and a part of the n-type contact layer 21 exposed in the opening of the SiN film 192 are removed by dry etching such as RIE. In this RIE, for example, a mixed gas of SiCl 4 gas and Ar gas is used. In this manner, the second groove 72 and the third groove 73 are formed, and the mesa 82 is formed on the outside of the second groove 72 as viewed from the mesa 81. In addition, the mesa 83 is formed between the first groove 71 and the second groove 72. Note that since the width of the third groove 73 is narrower than the width of the second groove 72, the etching rate differs between the second groove 72 and the third groove 73 due to the microloading effect, but both the second groove 72 and the third groove 73 can be formed to reach the n-type contact layer 21.

次に、ドライエッチングで生成した不図示の堆積物を除去する。堆積物は、バッファードフッ酸を用いて除去できる。また、n型ワイドギャップ層34、中間層32、受光層31およびn型コンタクト層21の第2溝72または第3溝73の近傍には、ドライエッチングの際にダメージが生じ得る。このため、堆積物の除去の後、ウェットエッチングを行って、ドライエッチングの際にダメージが生じた部分を除去する。例えば、n型ワイドギャップ層34、中間層32、受光層31およびn型コンタクト層21の各々の第2溝72または第3溝73に露出する部分を0.1μmの厚さで除去する。その後、SiN膜192をバッファードフッ酸により除去する。 Next, the deposits (not shown) generated by the dry etching are removed. The deposits can be removed using buffered hydrofluoric acid. Furthermore, damage may occur during dry etching in the vicinity of the second groove 72 or the third groove 73 of the n-type wide gap layer 34, the intermediate layer 32, the light receiving layer 31, and the n-type contact layer 21. For this reason, after removing the deposits, wet etching is performed to remove the portions that were damaged during dry etching. For example, the portions exposed in the second groove 72 or the third groove 73 of each of the n-type wide gap layer 34, the intermediate layer 32, the light receiving layer 31, and the n-type contact layer 21 are removed to a thickness of 0.1 μm. Then, the SiN film 192 is removed using buffered hydrofluoric acid.

次に、図8に示されるように、パッシベーション膜41を形成する。具体的には、全面に、プラズマCVD法により不図示のSiN膜を成膜し、成膜されたSiN膜の上に、フォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行うことにより、不図示のレジストパターンを形成する。このレジストパターンは、p電極52が形成される領域と、第1n電極51が形成される領域とに開口部を有しており、レジストパターンの開口部におけるSiN膜をRIE等のドライエッチングにより除去する。この結果、メサ81のp型コンタクト層22の表面を露出する開口部41aと、n型コンタクト層21の表面を露出する開口部41bとを備えたパッシベーション膜41が形成される。 Next, as shown in FIG. 8, a passivation film 41 is formed. Specifically, a SiN film (not shown) is formed on the entire surface by plasma CVD, a photoresist is applied on the formed SiN film, and a resist pattern (not shown) is formed by exposing and developing the photoresist using an exposure device. This resist pattern has openings in the region where the p-electrode 52 is formed and the region where the first n-electrode 51 is formed, and the SiN film in the openings of the resist pattern is removed by dry etching such as RIE. As a result, a passivation film 41 is formed that has an opening 41a that exposes the surface of the p-type contact layer 22 of the mesa 81 and an opening 41b that exposes the surface of the n-type contact layer 21.

次に、図9に示されるように、p型コンタクト層22の上にp電極52を形成し、n型コンタクト層21の上に第1n電極51を形成し、メサ82の上にパッシベーション膜41を介して第2n電極53を形成する。p電極52、第1n電極51および第2n電極53は、リフトオフ法により形成する。具体的には、p電極52が形成される領域と、第1n電極51が形成される領域と、第2n電極53が形成される領域とに開口部を有する不図示のレジストパターンを形成し、電子線(electron beam:EB)蒸着によりTi層およびPt層が順に積層された金属積層膜を成膜し、その後に有機溶剤等に浸漬させる。この結果、レジストパターンとともにレジストパターンの上の金属積層膜が除去され、残存している金属積層膜からp電極52、第1n電極51および第2n電極53が形成される。 9, a p-electrode 52 is formed on the p-type contact layer 22, a first n-electrode 51 is formed on the n-type contact layer 21, and a second n-electrode 53 is formed on the mesa 82 via a passivation film 41. The p-electrode 52, the first n-electrode 51, and the second n-electrode 53 are formed by a lift-off method. Specifically, a resist pattern (not shown) having openings in the region where the p-electrode 52 is formed, the region where the first n-electrode 51 is formed, and the region where the second n-electrode 53 is formed is formed, and a metal laminate film in which a Ti layer and a Pt layer are laminated in order is formed by electron beam (EB) deposition, and then immersed in an organic solvent or the like. As a result, the metal laminate film on the resist pattern is removed together with the resist pattern, and the p-electrode 52, the first n-electrode 51, and the second n-electrode 53 are formed from the remaining metal laminate film.

更に、第1n電極51と第2n電極53とを接続する配線54をリフトオフ法により形成する。具体的には、配線54が形成される領域に開口部を有する不図示のレジストパターンを形成し、EB蒸着によりTi層およびAu層が順に積層された金属積層膜を成膜し、その後に有機溶剤等に浸漬させる。この結果、レジストパターンとともにレジストパターンの上の金属積層膜が除去され、残存している金属積層膜から配線54が形成される。配線54を形成するためのEB蒸着は、例えば第1主面10aに垂直な方向から傾斜した方向からの斜め蒸着である。 Furthermore, the wiring 54 connecting the first n-electrode 51 and the second n-electrode 53 is formed by lift-off. Specifically, a resist pattern (not shown) having an opening in the area where the wiring 54 is to be formed is formed, and a metal laminate film in which a Ti layer and an Au layer are laminated in order is formed by EB deposition, and then immersed in an organic solvent or the like. As a result, the metal laminate film on the resist pattern is removed together with the resist pattern, and the wiring 54 is formed from the remaining metal laminate film. The EB deposition for forming the wiring 54 is, for example, oblique deposition from a direction inclined from a direction perpendicular to the first main surface 10a.

次に、図10に示されるように、基板10の第2主面10bを研磨により鏡面にする。次に、第2主面10bに反射防止膜36を形成する。反射防止膜36はプラズマCVD法により形成する。 Next, as shown in FIG. 10, the second main surface 10b of the substrate 10 is polished to a mirror surface. Next, an anti-reflection film 36 is formed on the second main surface 10b. The anti-reflection film 36 is formed by plasma CVD.

次に、図11に示されるように、第2n電極53の上にInバンプ61を形成し、p電極52の上にInバンプ62を形成する。Inバンプ61および62はリフトオフ法により形成する。この後、チップに分割する。 Next, as shown in FIG. 11, an In bump 61 is formed on the second n-electrode 53, and an In bump 62 is formed on the p-electrode 52. The In bumps 61 and 62 are formed by the lift-off method. After this, the substrate is divided into chips.

このようにして、第1実施形態に係る受光素子100を製造することができる。 In this manner, the light receiving element 100 according to the first embodiment can be manufactured.

受光素子100は、p電極52と第2n電極53との間に、例えば-8Vの逆バイアス電圧が印加されて使用される。逆バイアス電圧が印加された状態で、近赤外光が基板10の第2主面10bから受光層31に入射すると、受光層31においてホールおよび電子が生じ、電子はn型コンタクト層21に向かって流れ、ホールはp型コンタクト層22に向かって流れる。 The light receiving element 100 is used with a reverse bias voltage of, for example, -8 V applied between the p-electrode 52 and the second n-electrode 53. When near-infrared light is incident on the light receiving layer 31 from the second major surface 10b of the substrate 10 with a reverse bias voltage applied, holes and electrons are generated in the light receiving layer 31, the electrons flow toward the n-type contact layer 21, and the holes flow toward the p-type contact layer 22.

ホールおよび電子は、画素領域11内のメサ81の下方の受光層31だけでなく、メサ83の下方の受光層31でも生じる。ただし、本実施形態では、メサ83の下方の受光層31が第3溝73によりメサ81の下方の受光層31から分離されている。このため、メサ83の下方の受光層31でホールおよび電子が生じても、このホールは画素領域11内のp型コンタクト層22に向かって流れず、ホールおよび電子は受光層31内で再結合して消滅する。従って、画素領域11内の各画素1は、メサ83の下方の受光層31で生じたホールおよび電子の影響を受けない。このため、同じ強度の光が入射した場合、各画素1には同じ大きさの光電流が流れる。つまり、画素1間の感度のばらつきが抑制される。 Holes and electrons are generated not only in the light-receiving layer 31 below the mesa 81 in the pixel region 11, but also in the light-receiving layer 31 below the mesa 83. However, in this embodiment, the light-receiving layer 31 below the mesa 83 is separated from the light-receiving layer 31 below the mesa 81 by the third groove 73. Therefore, even if holes and electrons are generated in the light-receiving layer 31 below the mesa 83, the holes do not flow toward the p-type contact layer 22 in the pixel region 11, and the holes and electrons recombine and disappear in the light-receiving layer 31. Therefore, each pixel 1 in the pixel region 11 is not affected by the holes and electrons generated in the light-receiving layer 31 below the mesa 83. Therefore, when light of the same intensity is incident, the same amount of photocurrent flows in each pixel 1. In other words, the variation in sensitivity between pixels 1 is suppressed.

ここで、第1実施形態との比較のために、参考例について説明する。図12は、参考例に係る受光素子を示す断面図である。図12は、図1中のII-II線に沿った断面図に相当する。 Here, a reference example will be described for comparison with the first embodiment. FIG. 12 is a cross-sectional view showing a light receiving element according to the reference example. FIG. 12 corresponds to the cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1.

参考例に係る受光素子100Xでは、第3溝73が形成されていない。従って、受光素子100Xでは、メサ83の下方の受光層31でホールおよび電子が生じると、ホールは最近接の画素1、すなわち2次元アレイの最外周に位置する画素1のp型コンタクト層22に向かって流れ得る。このため、同じ強度の光が入射した場合、最外周に位置する画素1では、他の画素1よりも大きな光電流が流れる。つまり、最外周に位置する画素1の感度が、他の画素1の感度よりも高い。 In the light receiving element 100X according to the reference example, the third groove 73 is not formed. Therefore, in the light receiving element 100X, when holes and electrons are generated in the light receiving layer 31 below the mesa 83, the holes can flow toward the nearest pixel 1, i.e., the p-type contact layer 22 of the pixel 1 located at the outermost periphery of the two-dimensional array. For this reason, when light of the same intensity is incident, a larger photocurrent flows in the pixel 1 located at the outermost periphery than in the other pixels 1. In other words, the sensitivity of the pixel 1 located at the outermost periphery is higher than the sensitivity of the other pixels 1.

このように、受光素子100によれば、感度のばらつきを抑制し、感度の均一性を向上できる。 In this way, the light receiving element 100 can suppress the variation in sensitivity and improve the uniformity of the sensitivity.

メサ83は、メサ81に対するダミーメサとして機能し、第1溝71の形成の際の露光およびエッチングの均一性の確保に寄与する。 Mesa 83 functions as a dummy mesa for mesa 81 and helps ensure uniformity of exposure and etching when forming first groove 71.

第1溝71の底面にn型ワイドギャップ層34が露出していることで、画素分離を確実に行いやすい。 By exposing the n-type wide gap layer 34 at the bottom surface of the first groove 71, pixel separation can be easily and reliably achieved.

最外周に位置する画素1、すなわち第3溝73に最も近い画素1の画素分離調整層33は、第1主面10aに垂直な平面視で、2つの第1溝71の間の第1領域33aと、第1領域33aと第3溝73との間の第2領域33bとを有する。そして、第2領域33bのX軸方向での寸法およびY軸方向での寸法は、好ましくは2.5μm以上3.5μm以下である。第2領域33bのX軸方向での寸法およびY軸方向での寸法が2.5μm未満であると、当該画素1の側面を経路とする暗電流が流れやすくなるおそれがある。また、第2領域33bのX軸方向での寸法およびY軸方向での寸法が3.5μm超であると、当該画素1の感度が他の画素1の感度よりも高くなるおそれがある。第2領域33bの寸法は、より好ましくは2.7μm以上3.5μm以下である。 The pixel isolation adjustment layer 33 of the pixel 1 located at the outermost periphery, i.e., the pixel 1 closest to the third groove 73, has a first region 33a between the two first grooves 71 and a second region 33b between the first region 33a and the third groove 73 in a plan view perpendicular to the first main surface 10a. The dimensions of the second region 33b in the X-axis direction and the Y-axis direction are preferably 2.5 μm or more and 3.5 μm or less. If the dimensions of the second region 33b in the X-axis direction and the Y-axis direction are less than 2.5 μm, dark current may easily flow through the side surface of the pixel 1. If the dimensions of the second region 33b in the X-axis direction and the Y-axis direction are more than 3.5 μm, the sensitivity of the pixel 1 may be higher than the sensitivity of other pixels 1. The dimensions of the second region 33b are more preferably 2.7 μm or more and 3.5 μm or less.

第3溝73は、厚さ方向で少なくとも受光層31の一部を分離していればよく、n型コンタクト層21に達していなくてもよい。つまり、第3溝73の底面に受光層31が露出していてもよい。第3溝73が厚さ方向で少なくとも受光層31の一部を分離していれば、メサ83の下方の受光層31からの画素領域11内のp型コンタクト層22への流れを抑制でき、画素1間の感度のばらつきが抑制される。ただし、第3溝73の底面にn型コンタクト層21が露出していると、画素1間の感度の均一性を特に向上しやすい。 The third groove 73 only needs to separate at least a portion of the light-receiving layer 31 in the thickness direction, and does not need to reach the n-type contact layer 21. In other words, the light-receiving layer 31 may be exposed at the bottom surface of the third groove 73. If the third groove 73 separates at least a portion of the light-receiving layer 31 in the thickness direction, the flow from the light-receiving layer 31 below the mesa 83 to the p-type contact layer 22 in the pixel region 11 can be suppressed, and the variation in sensitivity between pixels 1 can be suppressed. However, if the n-type contact layer 21 is exposed at the bottom surface of the third groove 73, it is particularly easy to improve the uniformity of sensitivity between pixels 1.

(第2実施形態)
第2実施形態について説明する。第1実施形態は、主としてメサ83が含まれない点で第1実施形態と相違する。図13は、第2実施形態に係る受光素子を示す断面図である。図13は、図1中のII-II線に沿った断面図に相当する。
Second Embodiment
A second embodiment will be described. The first embodiment differs from the first embodiment mainly in that the mesa 83 is not included. Fig. 13 is a cross-sectional view showing a light receiving element according to the second embodiment. Fig. 13 corresponds to a cross-sectional view taken along line II-II in Fig. 1.

第2実施形態に係る受光素子200でも、p型コンタクト層22と、p型ワイドギャップ層35と、n型ワイドギャップ層34の一部とに複数の第1溝71が形成されている。また、X軸方向またはY軸方向での複数の第1溝71の外側において、p型コンタクト層22と、p型ワイドギャップ層35と、n型ワイドギャップ層34と、中間層32と、受光層31と、n型コンタクト層21の一部とに第2溝72が形成されている。ただし、受光素子200には、第3溝73が形成されていない。第2溝72が、複数の第1溝71のうちで、X軸方向で最も外側に位置する第1溝71およびY軸方向で最も外側に位置する第1溝71につながる。2次元アレイの最外周に位置する画素1の受光層31は第2溝72に露出している。つまり、複数の画素1のうちで、X軸方向で最も外側に位置する画素1の受光層31およびY軸方向で最も外側に位置する画素1の受光層31は第2溝72に露出している。第2溝72の幅は、例えば450μm程度である。 In the light receiving element 200 according to the second embodiment, a plurality of first grooves 71 are formed in the p-type contact layer 22, the p-type wide gap layer 35, and a portion of the n-type wide gap layer 34. In addition, outside the plurality of first grooves 71 in the X-axis direction or the Y-axis direction, a second groove 72 is formed in the p-type contact layer 22, the p-type wide gap layer 35, the n-type wide gap layer 34, the intermediate layer 32, the light receiving layer 31, and a portion of the n-type contact layer 21. However, the third groove 73 is not formed in the light receiving element 200. The second groove 72 connects to the first groove 71 located at the outermost position in the X-axis direction and the first groove 71 located at the outermost position in the Y-axis direction among the plurality of first grooves 71. The light receiving layer 31 of the pixel 1 located at the outermost position in the two-dimensional array is exposed to the second groove 72. In other words, the light receiving layer 31 of the pixel 1 located at the outermost position in the X-axis direction and the light receiving layer 31 of the pixel 1 located at the outermost position in the Y-axis direction among the plurality of pixels 1 are exposed to the second groove 72. The width of the second groove 72 is, for example, approximately 450 μm.

第2実施形態の他の構成は第1の実施形態と同一である。 The other configurations of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.

次に、第1実施形態に係る受光素子100の製造方法について説明する。図14から図17は、第2実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図である。 Next, a method for manufacturing the light receiving element 100 according to the first embodiment will be described. Figures 14 to 17 are cross-sectional views showing a method for manufacturing the light receiving element according to the second embodiment.

まず、第1実施形態と同じく、基板10の第1主面10aに、エピタキシャル成長により、n型コンタクト層21、受光層31、中間層32、n型ワイドギャップ層34、p型ワイドギャップ層35およびp型コンタクト層22を順に形成する(図3参照)。 First, as in the first embodiment, the n-type contact layer 21, the absorption layer 31, the intermediate layer 32, the n-type wide gap layer 34, the p-type wide gap layer 35, and the p-type contact layer 22 are formed in this order by epitaxial growth on the first main surface 10a of the substrate 10 (see FIG. 3).

次に、図14に示されるように、p型コンタクト層22の上に、プラズマCVD法により、厚さが0.4μm程度のSiN膜291を形成する。次いで、SiN膜291の上に、フォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行うことにより、不図示のレジストパターンを形成する。このレジストパターンは、第1溝71が形成される領域と、第2溝72が形成される領域とに開口部を有する。レジストパターンの開口部におけるSiN膜291を、バッファードフッ酸を用いたウェットエッチングにより除去することにより、SiN膜291からマスクを形成する。その後、レジストパターンを有機溶剤等により除去する。 Next, as shown in FIG. 14, a SiN film 291 with a thickness of about 0.4 μm is formed on the p-type contact layer 22 by plasma CVD. Next, a photoresist is applied onto the SiN film 291, and a resist pattern (not shown) is formed by exposing and developing the photoresist with an exposure device. This resist pattern has openings in the area where the first groove 71 is to be formed and the area where the second groove 72 is to be formed. The SiN film 291 in the openings of the resist pattern is removed by wet etching using buffered hydrofluoric acid, thereby forming a mask from the SiN film 291. The resist pattern is then removed with an organic solvent or the like.

次に、図15に示されるように、SiN膜291の開口部に露出するp型コンタクト層22と、p型ワイドギャップ層35と、n型ワイドギャップ層34の一部とをRIE等のドライエッチングにより除去する。このようにして、画素分離するための第1溝71が形成される。また、第2溝72が形成される領域に仮溝72Xが形成される。第1溝71の形成に伴ってメサ81が形成され、各々の画素1(図1参照)が分離される。 Next, as shown in FIG. 15, the p-type contact layer 22, the p-type wide gap layer 35, and a part of the n-type wide gap layer 34 exposed in the opening of the SiN film 291 are removed by dry etching such as RIE. In this manner, the first groove 71 for isolating the pixels is formed. Also, a provisional groove 72X is formed in the region where the second groove 72 is to be formed. With the formation of the first groove 71, a mesa 81 is formed, and each pixel 1 (see FIG. 1) is separated.

次に、ドライエッチングで生成した不図示の堆積物を除去する。次に、ウェットエッチングを行って、ドライエッチングの際にダメージが生じた部分を除去する。次に、SiN膜291をバッファードフッ酸により除去する。 Next, deposits (not shown) generated by the dry etching are removed. Next, wet etching is performed to remove any areas that were damaged during the dry etching. Next, the SiN film 291 is removed using buffered hydrofluoric acid.

次に、図16に示されるように、プラズマCVD法により、p型コンタクト層22、p型ワイドギャップ層35およびn型ワイドギャップ層34を覆う、厚さが0.8μm程度のSiN膜292を形成する。次いで、SiN膜292の上に、フォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行うことにより、不図示のレジストパターンを形成する。このレジストパターンは、第2溝72が形成される領域に開口部を有する。レジストパターンの開口部におけるSiN膜292を、バッファードフッ酸を用いたウェットエッチングにより除去することにより、SiN膜292からマスクを形成する。その後、レジストパターンを有機溶剤等により除去する。 16, a SiN film 292 having a thickness of about 0.8 μm is formed by plasma CVD to cover the p-type contact layer 22, the p-type wide gap layer 35, and the n-type wide gap layer 34. Next, a photoresist is applied onto the SiN film 292, and a resist pattern (not shown) is formed by exposing the photoresist to light using an exposure device and developing the photoresist. This resist pattern has openings in the areas where the second grooves 72 are to be formed. The SiN film 292 in the openings of the resist pattern is removed by wet etching using buffered hydrofluoric acid, forming a mask from the SiN film 292. The resist pattern is then removed by an organic solvent or the like.

次に、図17に示されるように、SiN膜292の開口部に露出するn型ワイドギャップ層34と、中間層32と、受光層31と、n型コンタクト層21の一部とをRIE等のドライエッチングにより除去する。このようにして、第2溝72が形成され、メサ81からみて、第2溝72の外側にメサ82が形成される。 17, the n-type wide gap layer 34, the intermediate layer 32, the absorption layer 31, and a part of the n-type contact layer 21 exposed in the opening of the SiN film 292 are removed by dry etching such as RIE. In this manner, the second groove 72 is formed, and the mesa 82 is formed outside the second groove 72 when viewed from the mesa 81.

次に、第1実施形態と同じく、ドライエッチングで生成した不図示の堆積物の除去以降の処理を行う。 Next, similar to the first embodiment, the processes following removal of the deposits (not shown) generated by dry etching are performed.

このようにして、第2実施形態に係る受光素子200を製造することができる。 In this manner, the light receiving element 200 according to the second embodiment can be manufactured.

受光素子200によっても、感度のばらつきを抑制し、感度の均一性を向上できる。 The light receiving element 200 can also suppress variation in sensitivity and improve uniformity of sensitivity.

最外周に位置する画素1において、第1実施形態と同じく、第2領域33bのX軸方向での寸法およびY軸方向での寸法は、好ましくは2.5μm以上3.5μm以下であり、より好ましくは2.7μm以上3.5μm以下である。 In the pixel 1 located at the outermost periphery, as in the first embodiment, the dimension in the X-axis direction and the dimension in the Y-axis direction of the second region 33b are preferably 2.5 μm or more and 3.5 μm or less, and more preferably 2.7 μm or more and 3.5 μm or less.

(第3実施形態)
次に、第3実施形態について説明する。第3実施形態は、第1実施形態に係る受光素子100を含む光検出装置に関する。図18は、第3実施形態に係る光検出装置を示す断面図である。
Third Embodiment
Next, a third embodiment will be described. The third embodiment relates to a photodetector including the light receiving element 100 according to the first embodiment. Fig. 18 is a cross-sectional view showing the photodetector according to the third embodiment.

第3実施形態に係る光検出装置300は、受光素子100と、読み出し回路基板(read out integrated circuit:ROIC)400とを有する。読み出し回路基板400は、配線基板410と、画素電極452と、共通電極451とを有する。画素電極452および共通電極451は、配線基板410の一方の面に配列している。読み出し回路基板400は、受光素子100から出力された信号を読み出す回路、例えばマルチプレクサを含む。読み出し回路基板400は回路基板の一例である。 The photodetector 300 according to the third embodiment has a light receiving element 100 and a read out integrated circuit (ROIC) 400. The read out circuit 400 has a wiring board 410, a pixel electrode 452, and a common electrode 451. The pixel electrode 452 and the common electrode 451 are arranged on one side of the wiring board 410. The read out circuit 400 includes a circuit, such as a multiplexer, that reads out a signal output from the light receiving element 100. The read out circuit 400 is an example of a circuit board.

光検出装置300は、更に、p電極52と画素電極452とを接続する接続部材352と、第2n電極53と共通電極451とを接続する接続部材351とを有する。接続部材351は、Inバンプ61と、接合前に読み出し回路基板400の共通電極451上に設けられていたInバンプとを含んで構成されている。接続部材352は、Inバンプ62と、接合前に読み出し回路基板400の画素電極452上に設けられていたInバンプとを含んで構成されている。 The photodetector 300 further includes a connection member 352 that connects the p-electrode 52 and the pixel electrode 452, and a connection member 351 that connects the second n-electrode 53 and the common electrode 451. The connection member 351 includes an In bump 61 and an In bump that was provided on the common electrode 451 of the readout circuit board 400 before bonding. The connection member 352 includes an In bump 62 and an In bump that was provided on the pixel electrode 452 of the readout circuit board 400 before bonding.

第3実施形態によれば、画素間の感度の均一性を向上できる。 According to the third embodiment, it is possible to improve the uniformity of sensitivity between pixels.

なお、受光素子100に代えて受光素子200が用いられてもよい。 In addition, light receiving element 200 may be used instead of light receiving element 100.

以上、実施形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形および変更が可能である。 Although the embodiments have been described in detail above, the invention is not limited to specific embodiments, and various modifications and variations are possible within the scope of the claims.

1:画素
10:基板
10a:第1主面
10b:第2主面
11:画素領域
12:電極接続領域
21:n型コンタクト層
22:p型コンタクト層
31:受光層
32:中間層
33:画素分離調整層
33a:第1領域
33b:第2領域
34:n型ワイドギャップ層
35:p型ワイドギャップ層
36:反射防止膜
39:pn接合
41:パッシベーション膜
41a、41b:開口部
51:第1n電極
52:p電極
53:第2n電極
54:配線
61、62:Inバンプ
71:第1溝
72:第2溝
72X、73X:仮溝
73:第3溝
81、82、83:メサ
100、100X、200:受光素子
191、192、291、292:SiN膜
300:光検出装置
351、:352:接続部材
400:読み出し回路基板
410:配線基板
451:共通電極
452:画素電極
1: pixel 10: substrate 10a: first main surface 10b: second main surface 11: pixel region 12: electrode connection region 21: n-type contact layer 22: p-type contact layer 31: light receiving layer 32: intermediate layer 33: pixel separation adjustment layer 33a: first region 33b: second region 34: n-type wide gap layer 35: p-type wide gap layer 36: anti-reflection film 39: pn junction 41: passivation films 41a, 41b: opening 51: First n-electrode 52: p-electrode 53: second n-electrode 54: wiring 61, 62: In bump 71: first groove 72: second groove 72X, 73X: temporary groove 73: third groove 81, 82, 83: mesas 100, 100X, 200: light receiving elements 191, 192, 291, 292: SiN film 300: light detecting devices 351, 352: connection member 400: readout circuit board 410: wiring board 451: common electrode 452: pixel electrode

Claims (10)

第1主面を有する基板と、
前記第1主面の上に設けられた第1導電型の第1コンタクト層と、
前記第1コンタクト層の上に設けられた受光層と、
前記受光層の上に設けられた画素分離調整層と、
前記画素分離調整層の上に設けられた第2導電型の第2コンタクト層と、
前記第1主面に平行な第1方向で前記第2コンタクト層および前記画素分離調整層を複数の画素に分離する複数の第1溝と、
前記第1方向での前記複数の第1溝の外側において、前記第2コンタクト層、前記画素分離調整層および前記受光層に形成され、前記第1コンタクト層に達する第2溝と、
前記第1方向での前記複数の第1溝と前記第2溝との間において、前記第2コンタクト層および前記受光層に形成された第3溝と、
前記第2溝の底において、前記第1コンタクト層に接する第1電極と、
前記第2コンタクト層の上に設けられた第2電極と、
を有し、
前記第3溝は、前記複数の第1溝のうちで、前記第1方向で最も外側に位置する第1溝につながる、受光素子。
a substrate having a first major surface;
a first contact layer of a first conductivity type provided on the first major surface;
an absorption layer provided on the first contact layer;
a pixel separation adjustment layer provided on the light receiving layer;
a second contact layer of a second conductivity type provided on the pixel isolation adjustment layer;
a plurality of first grooves that separate the second contact layer and the pixel isolation adjustment layer into a plurality of pixels in a first direction parallel to the first main surface;
a second groove formed in the second contact layer, the pixel isolation adjustment layer, and the light receiving layer outside the plurality of first grooves in the first direction and reaching the first contact layer;
a third groove formed in the second contact layer and the absorption layer between the plurality of first grooves and the second groove in the first direction;
a first electrode in contact with the first contact layer at a bottom of the second groove;
a second electrode provided on the second contact layer;
having
The third groove is connected to a first groove that is located outermost in the first direction among the plurality of first grooves.
前記複数の画素のうちで、前記第1方向で最も外側に位置する画素の前記画素分離調整層は、前記第1主面に垂直な平面視で、
前記複数の第1溝のうちの2つの第1溝の間の第1領域と、
前記第1領域と前記第3溝との間の第2領域と、
を有し、
前記第2領域の前記第1方向での寸法は、2.5μm以上3.5μm以下である、請求項1に記載の受光素子。
The pixel isolation adjustment layer of the pixel located outermost in the first direction among the plurality of pixels, in a plan view perpendicular to the first main surface,
a first region between two first grooves of the plurality of first grooves;
a second region between the first region and the third groove;
having
The light-receiving element according to claim 1 , wherein the dimension of the second region in the first direction is not less than 2.5 μm and not more than 3.5 μm.
前記第2領域の前記第1方向での寸法は、2.7μm以上3.5μm以下である、請求項2に記載の受光素子。 The light receiving element according to claim 2, wherein the dimension of the second region in the first direction is 2.7 μm or more and 3.5 μm or less. 前記第3溝の底面に、前記第1コンタクト層が露出している、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の受光素子。 The light receiving element according to any one of claims 1 to 3, wherein the first contact layer is exposed at the bottom surface of the third groove. 前記画素分離調整層は、
前記受光層の上に設けられた前記第1導電型の第1半導体層と、
前記第1半導体層の上に設けられた前記第2導電型の第2半導体層と、
を有し、
前記第1溝の底面に、前記第1半導体層が露出している、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の受光素子。
The pixel separation adjustment layer is
a first semiconductor layer of the first conductivity type provided on the absorption layer;
a second semiconductor layer of the second conductivity type provided on the first semiconductor layer;
having
The light-receiving element according to claim 1 , wherein the first semiconductor layer is exposed at a bottom surface of the first groove.
第1主面を有する基板と、
前記第1主面の上に設けられた第1導電型の第1コンタクト層と、
前記第1コンタクト層の上に設けられた受光層と、
前記受光層の上に設けられた画素分離調整層と、
前記画素分離調整層の上に設けられた第2導電型の第2コンタクト層と、
前記第1主面に平行な第1方向で前記第2コンタクト層および前記画素分離調整層を複数の画素に分離する複数の第1溝と、
前記第1方向での前記複数の第1溝の外側において、前記第2コンタクト層、前記画素分離調整層および前記受光層に形成され、前記第1コンタクト層に達する第2溝と、
前記第2溝の底において、前記第1コンタクト層に接する第1電極と、
前記第2コンタクト層の上に設けられた第2電極と、
を有し、
前記第2溝は、前記複数の第1溝のうちで、前記第1方向で最も外側に位置する第1溝につながる、受光素子。
a substrate having a first major surface;
a first contact layer of a first conductivity type provided on the first major surface;
a light receiving layer provided on the first contact layer;
a pixel separation adjustment layer provided on the light receiving layer;
a second contact layer of a second conductivity type provided on the pixel isolation adjustment layer;
a plurality of first grooves that separate the second contact layer and the pixel isolation adjustment layer into a plurality of pixels in a first direction parallel to the first main surface;
a second groove formed in the second contact layer, the pixel isolation adjustment layer, and the light receiving layer outside the plurality of first grooves in the first direction and reaching the first contact layer;
a first electrode in contact with the first contact layer at a bottom of the second groove;
a second electrode provided on the second contact layer;
having
The second groove is connected to a first groove that is located outermost in the first direction among the plurality of first grooves.
前記複数の画素のうちで、前記第1方向で最も外側に位置する画素の前記画素分離調整層は、前記第1主面に垂直な平面視で、
前記複数の第1溝のうちの2つの第1溝の間の第1領域と、
前記第1領域と前記第2溝との間の第2領域と、
を有し、
前記第2領域の前記第1方向での寸法は、2.5μm以上3.5μm以下である、請求項6に記載の受光素子。
The pixel isolation adjustment layer of the pixel located outermost in the first direction among the plurality of pixels, in a plan view perpendicular to the first main surface,
a first region between two first grooves of the plurality of first grooves;
a second region between the first region and the second groove;
having
The light-receiving element according to claim 6 , wherein a dimension of the second region in the first direction is not less than 2.5 μm and not more than 3.5 μm.
前記第2領域の前記第1方向での寸法は、2.7μm以上3.5μm以下である、請求項7に記載の受光素子。 The light receiving element according to claim 7, wherein the dimension of the second region in the first direction is 2.7 μm or more and 3.5 μm or less. 前記画素分離調整層は、
前記受光層の上に設けられた前記第1導電型の第1半導体層と、
前記第1半導体層の上に設けられた前記第2導電型の第2半導体層と、
を有し、
前記第1溝の底面に、前記第1半導体層が露出している、請求項6から請求項8のいずれか1項に記載の受光素子。
The pixel separation adjustment layer is
a first semiconductor layer of the first conductivity type provided on the absorption layer;
a second semiconductor layer of the second conductivity type provided on the first semiconductor layer;
having
The light-receiving element according to claim 6 , wherein the first semiconductor layer is exposed at a bottom surface of the first groove.
請求項1、請求項2、請求項3、請求項6、請求項7または請求項8に記載の受光素子と、
前記受光素子に接続された回路基板と、
を有する、光検出装置。
A light receiving element according to claim 1, claim 2, claim 3, claim 6, claim 7 or claim 8;
A circuit board connected to the light receiving element;
A light detection device comprising:
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