JP5183471B2 - フォトダイオードアレイ - Google Patents
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Description
上記フォトダイオードアレイは、ガイガーモードで動作させたときにエッジブレークダウンが発生するpn接合の端部(エッジ)を有さず、ガードリングを設ける必要がない。そのため、上記フォトダイオードアレイはその開口率を高くすることが可能となる。
2 基板
3 信号導線
4 抵抗
5 電極パッド
10 光検出チャンネル
11 絶縁膜
12 n+型半導体層
13 p−型半導体層
14 p+型半導体層
15 p型半導体層
16 保護膜
20 分離部
22 遮光部
S 基板部材
AM 増倍領域
R13 n型半導体層
R15 n型半導体層
(第1実施形態)図1及び図2を参照して、第1実施形態に係るフォトダイオードアレイ1の構成について説明する。図1は、第1実施形態に係るフォトダイオードアレイ1の上面を概略的に示す図である。図2は、図1に示したフォトダイオードアレイ1のII−II矢印断面の一部を示す図である。
(第3実施形態)図7を参照して、第3実施形態に係るフォトダイオードアレイ40の構成について説明する。図7は、第3実施形態に係るフォトダイオードアレイ40の断面構造を概略的に説明するための図である。第3実施形態に係るフォトダイオードアレイ40は、信号導線3が窒化シリコン膜上に形成されている点で第1実施形態に係るフォトダイオードアレイ1と異なる。
Claims (10)
- 被検出光を入射させる複数の光検出チャンネルが第1導電型の第1の半導体層を有する基板に形成されてなるフォトダイオードアレイであって、
前記基板と、
前記基板の第1導電型の前記第1の半導体層上に形成され、当該第1の半導体層との界面でpn接合を構成するとともに、前記被検出光の入射によって生じたキャリアをアバランシェ増倍させる複数の増倍領域を当該各増倍領域と前記各光検出チャンネルとが互いに対応するように有する第2導電型のエピタキシャル半導体層と、
前記エピタキシャル半導体層の光入射面側に形成され、前記エピタキシャル半導体層よりも高い不純物濃度を有する第2導電型の第2の半導体層と、
前記光入射面上に配置され、2つの端部を有し、前記光検出チャンネルごとに設けられ、一方の前記端部及び前記第2の半導体層を介して、前記エピタキシャル半導体層と電気的に接続されると共に他方の前記端部を介して信号導線の読み出し部に接続される複数の抵抗と、
を備えることを特徴とするフォトダイオードアレイ。 - 前記エピタキシャル半導体層の前記各増倍領域と前記各光検出チャンネルとが互いに対応するように、前記複数の光検出チャンネルの間に形成される第1導電型の分離部をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のフォトダイオードアレイ。
- 前記分離部は、前記光検出チャンネルによって検出される波長帯域の光を吸収又は反射する物質からなる遮光部を含むことを特徴とする請求項2に記載のフォトダイオードアレイ。
- 前記分離部は、前記エピタキシャル半導体層よりも低い屈折率の物質からなる遮光部を含むことを特徴とする請求項2に記載のフォトダイオードアレイ。
- 前記信号導線は、前記分離部の前記第1の半導体層とは反対側に形成されていることを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項記載のフォトダイオードアレイ。
- 前記信号導線は、
前記光検出チャンネルから出力された信号を運ぶ前記読み出し部と、
前記抵抗と前記読み出し部とを接続する接続部と、
前記光検出チャンネルの外周を囲むように配線されるチャンネル外周部と、
を備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のフォトダイオードアレイ。 - 前記抵抗は、前記チャンネル外周部の周囲を囲むように配置されている、ことを特徴とする請求項6に記載のフォトダイオードアレイ。
- 前記エピタキシャル半導体層上に形成された第1の絶縁膜と、
前記第1の絶縁層上に形成された第2の絶縁膜と、
を備え、
前記抵抗は、前記第1の絶縁膜と前記第2の絶縁膜との間に介在し、
前記信号導線は、前記第2の絶縁膜上に設けられている、
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のフォトダイオードアレイ。 - 前記信号導線は、アルミニウムからなり、前記第2の絶縁膜は、窒化シリコンからなることを特徴とする請求項8に記載のフォトダイオードアレイ。
- 前記抵抗はポリシリコンからなり、
前記第1の絶縁膜は、酸化シリコンからなることを特徴とする請求項9に記載のフォトダイオードアレイ。
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