JP7055544B2 - センサチップおよび電子機器 - Google Patents
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Description
・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置
・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、TVや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置
・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置
・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置
・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置
・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置
・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置
(1)
複数の画素がアレイ状に配置された画素アレイ部と、
前記画素ごとに設けられる高電界領域によりキャリアを増倍させるアバランシェフォトダイオード素子と、
前記アバランシェフォトダイオード素子が形成される半導体基板において隣接する他の前記画素との間を絶縁して分離する画素間分離部と、
前記高電界領域を少なくとも覆うように、前記半導体基板の受光面の反対側となる表面に対して積層される配線層に設けられるメタル配線と
を備えるセンサチップ。
(2)
前記メタル配線と前記半導体基板との間に設けられ、前記アバランシェフォトダイオード素子を透過して前記メタル配線で反射した光を前記アバランシェフォトダイオード素子の中央に集光するインナーレンズ
をさらに備える上記(1)に記載のセンサチップ。
(3)
前記画素間分離部は、前記半導体基板の裏面から前記表面まで貫通するように形成される
上記(1)または(2)に記載のセンサチップ。
(4)
前記画素間分離部は、光を反射する金属膜と絶縁性を備えた絶縁膜とによる二重構造とされ、前記金属膜の表面が前記絶縁膜で覆われるように前記半導体基板に埋め込まれて形成される
上記(1)から(3)までのいずれかに記載のセンサチップ。
(5)
前記画素間分離部として前記半導体基板に埋め込まれた金属膜に電圧を印加することによって、ホールを蓄積するホール蓄積層が前記アバランシェフォトダイオード素子の外周に誘起される
上記(1)から(4)までのいずれかに記載のセンサチップ。
(6)
前記画素間分離部として前記半導体基板に埋め込まれた金属膜に電圧を印加することによって、キャリアをドリフトする電界が強化される
上記(1)から(5)までのいずれかに記載のセンサチップ。
(7)
前記高電界領域を少なくとも覆うように、光を反射する反射膜が前記半導体基板の表面に対して形成される
上記(1)から(6)までのいずれかに記載のセンサチップ。
(8)
前記反射膜に対して電圧を印加することによって、前記半導体基板の表面近傍に、ホールを蓄積するホール蓄積層を形成する
上記(7)に記載のセンサチップ。
(9)
前記反射膜は、平面的に見たときに前記メタル配線に重なるように形成される
上記(7)または(8)に記載のセンサチップ。
(10)
前記画素間分離部の高さが、前記半導体基板の表面と略一致するように形成される
上記(1)から(9)までのいずれかに記載のセンサチップ。
(11)
複数の画素がアレイ状に配置された画素アレイ部と、
前記画素ごとに設けられる高電界領域によりキャリアを増倍させるアバランシェフォトダイオード素子と、
前記アバランシェフォトダイオード素子が形成される半導体基板において隣接する他の前記画素との間を絶縁して分離する画素間分離部と、
前記高電界領域を少なくとも覆うように、前記半導体基板の受光面の反対側となる表面に対して積層される配線層に設けられるメタル配線と
を有するセンサチップを備える電子機器。
Claims (11)
- 複数の画素がアレイ状に配置された画素アレイ部と、
前記画素ごとに設けられる高電界領域によりキャリアを増倍させるアバランシェフォトダイオード素子と、
前記アバランシェフォトダイオード素子が形成される半導体基板において隣接する他の前記画素との間を絶縁して分離する画素間分離部と、
前記高電界領域を少なくとも覆うように、前記半導体基板の受光面の反対側となる表面に対して積層される配線層に設けられ、前記アバランシェフォトダイオード素子のカソードに第1の電極を介して接続される第1のメタル配線と、
前記配線層に設けられ、前記アバランシェフォトダイオード素子のアノードに第2の電極を介して接続される第2のメタル配線と
を備え、
断面視において、前記第1のメタル配線が一つの画素領域内で前記第2のメタル配線の間に設けられている
センサチップ。 - 前記メタル配線と前記半導体基板との間に設けられ、前記アバランシェフォトダイオード素子を透過して前記メタル配線で反射した光を前記アバランシェフォトダイオード素子の中央に集光するインナーレンズ
をさらに備える請求項1に記載のセンサチップ。 - 前記画素間分離部は、前記半導体基板の裏面から前記表面まで貫通するように形成される
請求項1または2のいずれかに記載のセンサチップ。 - 前記画素間分離部は、光を反射する金属膜と絶縁性を備えた絶縁膜とによる二重構造とされ、前記金属膜の表面が前記絶縁膜で覆われるように前記半導体基板に埋め込まれて形成される
請求項1乃至3のいずれかに記載のセンサチップ。 - 前記画素間分離部として前記半導体基板に埋め込まれた金属膜に電圧を印加することによって、ホールを蓄積するホール蓄積層が前記アバランシェフォトダイオード素子の外周に誘起される
請求項1乃至4のいずれかに記載のセンサチップ。 - 前記画素間分離部として前記半導体基板に埋め込まれた金属膜に電圧を印加することによって、キャリアをドリフトする電界が強化される
請求項1乃至5のいずれかに記載のセンサチップ。 - 前記高電界領域を少なくとも覆うように、光を反射する反射膜が前記半導体基板の表面に対して形成される
請求項1乃至6のいずれかに記載のセンサチップ。 - 前記反射膜に対して電圧を印加することによって、前記半導体基板の表面近傍に、ホールを蓄積するホール蓄積層を形成する
請求項7に記載のセンサチップ。 - 前記反射膜は、平面的に見たときに前記メタル配線に重なるように形成される
請求項7または8に記載のセンサチップ。 - 前記画素間分離部の高さが、前記半導体基板の表面と略一致するように形成される
請求項1乃至9のいずれかに記載のセンサチップ。 - 複数の画素がアレイ状に配置された画素アレイ部と、
前記画素ごとに設けられる高電界領域によりキャリアを増倍させるアバランシェフォトダイオード素子と、
前記アバランシェフォトダイオード素子が形成される半導体基板において隣接する他の前記画素との間を絶縁して分離する画素間分離部と、
前記高電界領域を少なくとも覆うように、前記半導体基板の受光面の反対側となる表面に対して積層される配線層に設けられ、前記アバランシェフォトダイオード素子のカソードに第1の電極を介して接続される第1のメタル配線と、
前記配線層に設けられ、前記アバランシェフォトダイオード素子のアノードに第2の電極を介して接続される第2のメタル配線と
を有し、
断面視において、前記第1のメタル配線が一つの画素領域内で前記第2のメタル配線の間に設けられている
センサチップを備える電子機器。
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