JP7365601B2 - 光検出器 - Google Patents
光検出器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7365601B2 JP7365601B2 JP2021143684A JP2021143684A JP7365601B2 JP 7365601 B2 JP7365601 B2 JP 7365601B2 JP 2021143684 A JP2021143684 A JP 2021143684A JP 2021143684 A JP2021143684 A JP 2021143684A JP 7365601 B2 JP7365601 B2 JP 7365601B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- photodetector
- semiconductor layer
- region
- main surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 444
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 134
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 93
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 70
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims description 46
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 36
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 9
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 138
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 63
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 63
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 43
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 40
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 37
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 30
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 30
- 230000008859 change Effects 0.000 description 22
- 206010034972 Photosensitivity reaction Diseases 0.000 description 20
- 230000036211 photosensitivity Effects 0.000 description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 13
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 10
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 9
- 230000000779 depleting effect Effects 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 101001046426 Homo sapiens cGMP-dependent protein kinase 1 Proteins 0.000 description 8
- 238000003491 array Methods 0.000 description 8
- 102100022422 cGMP-dependent protein kinase 1 Human genes 0.000 description 8
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 8
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 8
- 101001046427 Homo sapiens cGMP-dependent protein kinase 2 Proteins 0.000 description 7
- 102100022421 cGMP-dependent protein kinase 2 Human genes 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 5
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 3
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 206010034960 Photophobia Diseases 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 2
- 208000013469 light sensitivity Diseases 0.000 description 2
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000098 azimuthal photoelectron diffraction Methods 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000002040 relaxant effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
- H01L27/1461—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements characterised by the photosensitive area
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/1463—Pixel isolation structures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14603—Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
- H01L27/14612—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements involving a transistor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14641—Electronic components shared by two or more pixel-elements, e.g. one amplifier shared by two pixel elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
- H01L27/14689—MOS based technologies
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
- H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
- H01L31/107—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier working in avalanche mode, e.g. avalanche photodiodes
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
- H04N25/75—Circuitry for providing, modifying or processing image signals from the pixel array
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
まず、図1及び図2を参照しながら、実施の形態1に係る光検出器の構造を説明する。
図6は、本開示の実施の形態1に係る光検出器の変形例1を示す断面図である。
続いて、図8及び図9を参照しながら、実施の形態2に係る光検出器の構造を説明する。
続いて、図15~図22を参照しながら、実施の形態2に係る光検出器100aのエピタキシャル層及び半導体層の変形例について説明する。
図15は、本開示の実施の形態2に係る光検出器100aの変形例1を示す平面図である。図16は、図15のXVI-XVI線における、本開示の実施の形態2に係る光検出器100aの変形例1を示す断面図である。図17は、図16のXVIIA-XXIIA線上における、本開示の実施の形態2に係る光検出器100aの変形例1の不純物濃度プロファイルを示す図である。
図18は、本開示の実施の形態2に係る光検出器100aの変形例2を示す平面図である。図19は、図18のXIX-XIX線における、本開示の実施の形態2に係る光検出器100aの変形例2を示す断面図である。図20は、図19のXXA-XXA線上における、本開示の実施の形態2に係る光検出器100aの変形例2の不純物濃度プロファイルを示す図である。
図21は、本開示の実施の形態2に係る光検出器の変形例3を示す平面図である。図22は、図21のXXII-XXII線における、本開示の実施の形態2に係る光検出器の変形例3を示す断面図である。
続いて、図23~図35を参照しながら、本開示に係る光検出器が備える画素をアレイ化した際の画素アレイの配置レイアウトについて説明する。なお、図23~35においては、画素アレイが有する第1半導体層、分離トランジスタ、及び、垂直信号線等の構成要素を図示し、画素アレイの構成要素の一部の図示を省略している。また、図23~図35に示す画素アレイには、上述した画素6、63、6a、6c、及び、6dのいずれが採用されてもよい。つまり、図23~図35で説明する画素アレイは、実施の形態1に係る光検出器100、実施の形態2に係る光検出器100a及びその変形例のいずれに採用されてもよい。
図23は、本開示に係る光検出器の画素の配置レイアウトの第1例を示す平面図である。
図24は、本開示に係る光検出器の画素の配置レイアウトの第2例を示す平面図である。
図25は、本開示に係る光検出器の画素の配置レイアウトの第3例を示す平面図である。
図26は、本開示に係る光検出器の画素の配置レイアウトの第4例を示す平面図である。
図27は、本開示に係る光検出器の画素の配置レイアウトの第5例を示す平面図である。
図28は、本開示に係る光検出器の画素の配置レイアウトの第6例を示す平面図である。
図29は、本開示に係る光検出器の画素の配置レイアウトの第7例を示す平面図である。
図30は、本開示に係る光検出器の画素の配置レイアウトの第8例を示す平面図である。
図31は、本開示に係る光検出器の画素の配置レイアウトの第9例を示す平面図である。
図32は、本開示に係る光検出器の画素の配置レイアウトの第10例を示す平面図である。
図33は、本開示に係る光検出器の画素の配置レイアウトの第11例を示す平面図である。
図34は、本開示に係る光検出器の画素の配置レイアウトの第12例を示す平面図である。図35は、図34のXXXV-XXXV線における、本開示に係る光検出器の画素の配置レイアウトの第12例を示す断面図である。
続いて、図36~図38を参照しながら、本開示の一態様に係る光検出器の回路構成の変形例1について説明する。
続いて、図39~図42を参照しながら、本開示の一態様に係る光検出器の回路構成の変形例について説明する。
続いて、図43~図45を参照しながら、本開示に係る光検出器のパッケージ構成について説明する。
図43は、本開示に係る光検出器30の第1例を示す断面図である。
図44は、本開示に係る光検出器31の第2例を示す断面図である。
図45は、本開示に係る光検出器32のパッケージPKG2の第3例を示す断面図である。
続いて、図46~図52を参照しながら、本開示に係る光検出器の製造方法について説明する。
続いて、図53~図56を参照しながら、実施の形態3に係る光検出器の構造を説明する。
続いて、実施の形態3に係る光検出器1000の変形例について説明する。なお、変形例の説明においては、光検出器1000との差異点を中心に説明し、実質的に同様の構成については同様の符号を付し、説明を一部簡略化又は省略する場合がある。
図57は、本開示の実施の形態3に係る光検出器の変形例1を示す断面図である。
図58は、本開示の実施の形態3に係る光検出器の変形例2を示す断面図である。
以上、本開示の実施の形態に係る光検出器について、実施の形態1、実施の形態2、実施の形態3及び各変形例に基づいて説明したが、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したもの、又は異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
2 配線層
3 半導体基板層
4 透明金属
5 支持基板
6、6a、6c、6d、6e、6f、60、61、62、63 画素
9~20、21、22、23、23a 画素アレイ
30~32、100、100a、100b、100c、100d、1000、1001、1002、1003 光検出器
101、101a、101b、101c 第1半導体層
102、102a、102b、1020、1020a 第2半導体層
103、1030 分離領域
104 第1ウェル(回路領域)
105 第2ウェル(回路領域)
107、107a 第4半導体層
201 分離トランジスタ
202 第1コンタクト
203 第1配線
204 第2コンタクト
205 列信号線
301 増倍領域
302 光電変換層
401 APD
402 転送トランジスタ
403 水平信号線
404 垂直信号線
406 垂直走査回路
407 読み出し回路
408 水平走査回路
409 バッファアンプ
410 リセットトランジスタ
411 ソースフォロワトランジスタ
412 選択トランジスタ
413 浮遊拡散容量
501、501a 金属板
501b 金属線
600、601、602、6000、6001 半導体基板
700 第2導電型層
701 コンタクト
702 成長基板
703 エピタキシャル層
704 第2半導体層
705 第1半導体層
706 ウェル
707 ゲート電極
708、711 絶縁膜
709 コンタクト
710 第1配線
B 電源
S1 第1主面
S2 成長面
S3 第2主面
PKG1、PKG2 パッケージ
Claims (8)
- 半導体基板層と、
前記半導体基板層の上に形成され、前記半導体基板層側とは反対側に位置する第1主面を有するエピタキシャル層と、
前記エピタキシャル層における前記第1主面側に形成された第1導電型を有する第1半導体層と、
前記エピタキシャル層における、前記第1主面に略平行であって、光電変換により発生した電荷をアバランシェ増倍する増倍領域と、
少なくとも2つの前記増倍領域を分離する分離領域と、を備え、
前記半導体基板層は、前記エピタキシャル層とは反対側に位置する第2主面を有し、
前記エピタキシャル層の不純物濃度分布は、
前記第1主面から前記第2主面に向かって、略一定の領域から急峻に増加する領域があり、
前記急峻に増加する領域は、前記第2主面側にある
光検出器。 - 半導体基板層と、
前記半導体基板層の上に形成され、前記半導体基板層側とは反対側に位置する第1主面を有するエピタキシャル層と、
前記エピタキシャル層における前記第1主面側に形成された第1導電型を有する第1半導体層と、
前記エピタキシャル層における、前記第1主面に略平行であって、光電変換により発生した電荷をアバランシェ増倍する増倍領域と、
少なくとも2つの前記増倍領域を分離する分離領域と、を備え、
前記エピタキシャル層は、
前記第1導電型とは異なる導電型である第2導電型を有する第4半導体層と、
前記光電変換により発生した電荷を前記増倍領域までドリフトさせる光電変換層と、を含み、
前記第4半導体層の不純物濃度の最大値は、前記光電変換層における前記第4半導体層の近傍の不純物濃度の最大値より大きい
光検出器。 - 前記エピタキシャル層は、前記第1導電型とは異なる導電型である第2導電型を有する第4半導体層を含み、
前記第4半導体層の不純物濃度の最大値は、前記第1半導体層の不純物濃度の最大値より小さい
請求項1又は2記載の光検出器。 - 前記エピタキシャル層は、前記第1導電型とは異なる導電型である第2導電型を有する第4半導体層を含み、
前記第4半導体層の不純物濃度は、前記急峻に増加する領域の最大値である不純物濃度より小さい
請求項1記載の光検出器。 - アバランシェ降伏電圧の変動係数が、0.015以下である
請求項1~4のいずれか1項に記載の光検出器。 - アバランシェ降伏電圧の変動係数が、0.007以下である
請求項1~4のいずれか1項に記載の光検出器。 - アバランシェ降伏電圧の変動係数が、0.005以上0.015以下である
請求項1~4のいずれか1項に記載の光検出器。 - 半導体基板層と、
前記半導体基板層の上に形成され、前記半導体基板層側とは反対側に位置する第1主面を有するエピタキシャル層と、
前記エピタキシャル層における前記第1主面側に形成された第1導電型を有する第1半導体層と、
前記エピタキシャル層における、前記第1主面に略平行であって、光電変換により発生した電荷をアバランシェ増倍する増倍領域と、
少なくとも2つの前記増倍領域を分離する分離領域と、を備え、
前記エピタキシャル層は、
前記第1導電型とは異なる導電型である第2導電型を有する第4半導体層と、
前記光電変換により発生した電荷を前記増倍領域までドリフトさせる光電変換層と、を含み、
前記第4半導体層の不純物濃度の最大値は、前記光電変換層の不純物濃度が略一定である領域の不純物濃度の最大値より大きい
光検出器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2023164049A JP2023182653A (ja) | 2018-03-30 | 2023-09-26 | 光検出器 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018067892 | 2018-03-30 | ||
JP2018067892 | 2018-03-30 | ||
JP2020511054A JP6967755B2 (ja) | 2018-03-30 | 2019-03-28 | 光検出器 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020511054A Division JP6967755B2 (ja) | 2018-03-30 | 2019-03-28 | 光検出器 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2023164049A Division JP2023182653A (ja) | 2018-03-30 | 2023-09-26 | 光検出器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021192452A JP2021192452A (ja) | 2021-12-16 |
JP7365601B2 true JP7365601B2 (ja) | 2023-10-20 |
Family
ID=68059224
Family Applications (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020511054A Active JP6967755B2 (ja) | 2018-03-30 | 2019-03-28 | 光検出器 |
JP2021143684A Active JP7365601B2 (ja) | 2018-03-30 | 2021-09-03 | 光検出器 |
JP2023164049A Pending JP2023182653A (ja) | 2018-03-30 | 2023-09-26 | 光検出器 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020511054A Active JP6967755B2 (ja) | 2018-03-30 | 2019-03-28 | 光検出器 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2023164049A Pending JP2023182653A (ja) | 2018-03-30 | 2023-09-26 | 光検出器 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US11888003B2 (ja) |
JP (3) | JP6967755B2 (ja) |
CN (2) | CN111937151A (ja) |
WO (1) | WO2019189700A1 (ja) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6967755B2 (ja) * | 2018-03-30 | 2021-11-17 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 光検出器 |
RU2732694C1 (ru) * | 2019-03-12 | 2020-09-21 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Детектор Фотонный Аналоговый" (Ооо "Дефан") | Лавинный фотодетектор (варианты) и способ его изготовления (варианты) |
WO2021084840A1 (ja) * | 2019-10-29 | 2021-05-06 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | フォトセンサ及びそれを用いた距離測定システム |
JP7325067B2 (ja) * | 2019-10-30 | 2023-08-14 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 光検出器 |
TW202137523A (zh) * | 2020-03-16 | 2021-10-01 | 日商索尼半導體解決方案公司 | 受光元件及測距系統 |
JP7431699B2 (ja) * | 2020-08-20 | 2024-02-15 | 株式会社東芝 | 光検出器、光検出システム、ライダー装置、及び車 |
WO2022070655A1 (ja) | 2020-09-29 | 2022-04-07 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | フォトディテクタ、フォトディテクタアレイおよび駆動方法 |
JP2022089651A (ja) * | 2020-12-04 | 2022-06-16 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 光検出装置および測距装置 |
JP2022186423A (ja) * | 2021-06-04 | 2022-12-15 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 光検出素子、光検出素子の製造方法、及び電子機器 |
US20230049751A1 (en) * | 2021-08-13 | 2023-02-16 | Texas Instruments Incorporated | Photodiode integrated with circuit |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008004547A1 (fr) | 2006-07-03 | 2008-01-10 | Hamamatsu Photonics K.K. | Ensemble photodiode |
JP2015041746A (ja) | 2013-08-23 | 2015-03-02 | 株式会社豊田中央研究所 | シングルフォトンアバランシェダイオード |
WO2019189700A1 (ja) | 2018-03-30 | 2019-10-03 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 光検出器 |
Family Cites Families (34)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3921192A (en) * | 1974-05-28 | 1975-11-18 | Gen Electric | Avalanche diode |
JPH04256376A (ja) | 1991-02-08 | 1992-09-11 | Hamamatsu Photonics Kk | アバランシェホトダイオード及びその製造方法 |
JPH06224463A (ja) * | 1993-01-22 | 1994-08-12 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体受光装置 |
JP3243952B2 (ja) * | 1993-12-16 | 2002-01-07 | 株式会社ニコン | 多分割アバランシェフォトダイオード |
JPH0964407A (ja) * | 1995-06-14 | 1997-03-07 | Nec Corp | 半導体受光素子 |
EP0749169A3 (en) | 1995-06-14 | 1997-05-14 | Nec Corp | Semiconductor light-receiving device and its use in optical transmission |
JPH09312399A (ja) | 1995-07-14 | 1997-12-02 | Seiko Instr Inc | 半導体装置とその製造方法 |
JP4455310B2 (ja) * | 1995-07-14 | 2010-04-21 | セイコーインスツル株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
JPH09181348A (ja) * | 1995-12-25 | 1997-07-11 | Hamamatsu Photonics Kk | フォトダイオード |
JP3813687B2 (ja) * | 1997-04-10 | 2006-08-23 | 浜松ホトニクス株式会社 | BiCMOS内蔵受光半導体装置 |
JP2000252507A (ja) * | 1999-02-26 | 2000-09-14 | Hamamatsu Photonics Kk | 光ピックアップ用半導体受光素子 |
JP2002141419A (ja) * | 2000-11-06 | 2002-05-17 | Texas Instr Japan Ltd | 半導体装置 |
AU2003270212A1 (en) | 2002-09-19 | 2004-04-08 | Quantum Semiconductor Llc | Light-sensing device |
JP4131191B2 (ja) * | 2003-04-11 | 2008-08-13 | 日本ビクター株式会社 | アバランシェ・フォトダイオード |
JP2004363437A (ja) | 2003-06-06 | 2004-12-24 | Sharp Corp | 増幅型固体撮像装置 |
JP4841834B2 (ja) * | 2004-12-24 | 2011-12-21 | 浜松ホトニクス株式会社 | ホトダイオードアレイ |
US8093624B1 (en) | 2006-02-15 | 2012-01-10 | Massachusetts Institute Of Technology | High fill-factor avalanche photodiode |
US8188563B2 (en) * | 2006-07-21 | 2012-05-29 | The Regents Of The University Of California | Shallow-trench-isolation (STI)-bounded single-photon CMOS photodetector |
JP2010103221A (ja) * | 2008-10-22 | 2010-05-06 | Panasonic Corp | 光半導体装置 |
JP5805681B2 (ja) * | 2009-02-24 | 2015-11-04 | 浜松ホトニクス株式会社 | フォトダイオードアレイ |
US7968358B2 (en) * | 2009-07-29 | 2011-06-28 | Carestream Health, Inc. | Digital radiographic flat-panel imaging array with dual height semiconductor and method of making same |
JP5436241B2 (ja) | 2010-01-25 | 2014-03-05 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
GB201014843D0 (en) | 2010-09-08 | 2010-10-20 | Univ Edinburgh | Single photon avalanche diode for CMOS circuits |
CN104885222B (zh) | 2012-12-18 | 2018-03-02 | 松下知识产权经营株式会社 | 半导体光检测器 |
US9160949B2 (en) * | 2013-04-01 | 2015-10-13 | Omnivision Technologies, Inc. | Enhanced photon detection device with biased deep trench isolation |
ITTO20130398A1 (it) | 2013-05-16 | 2014-11-17 | St Microelectronics Srl | Fotodiodo a valanga operante in modalita' geiger includente una struttura di confinamento elettro-ottico per la riduzione dell'interferenza, e schiera di fotodiodi |
EP2816601B1 (en) | 2013-06-20 | 2017-03-01 | IMEC vzw | Improvements in or relating to pinned photodiodes for use in image sensors |
JP6193171B2 (ja) * | 2014-04-11 | 2017-09-06 | 株式会社東芝 | 光検出器 |
JP6260923B2 (ja) * | 2015-09-09 | 2018-01-17 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 固体撮像素子 |
US10739443B2 (en) | 2015-11-06 | 2020-08-11 | Artilux, Inc. | High-speed light sensing apparatus II |
US9978885B1 (en) | 2016-01-08 | 2018-05-22 | Board Of Trustees Of The University Of Alabama, For And On Behalf Of The University Of Alabama In Huntsville | Thermo-compensated silicon photo-multiplier with on-chip thermistor |
JP2017152669A (ja) * | 2016-02-25 | 2017-08-31 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 撮像装置 |
WO2017183451A1 (ja) * | 2016-04-21 | 2017-10-26 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 撮像装置及びそれを備えたカメラシステム |
JP2017005276A (ja) | 2016-09-30 | 2017-01-05 | 株式会社豊田中央研究所 | シングルフォトンアバランシェダイオード |
-
2019
- 2019-03-28 JP JP2020511054A patent/JP6967755B2/ja active Active
- 2019-03-28 CN CN201980021367.2A patent/CN111937151A/zh active Pending
- 2019-03-28 CN CN202111097469.8A patent/CN113851499A/zh active Pending
- 2019-03-28 WO PCT/JP2019/013885 patent/WO2019189700A1/ja active Application Filing
-
2020
- 2020-09-30 US US17/039,128 patent/US11888003B2/en active Active
-
2021
- 2021-09-03 JP JP2021143684A patent/JP7365601B2/ja active Active
- 2021-09-20 US US17/479,835 patent/US20220005848A1/en active Pending
-
2023
- 2023-09-26 JP JP2023164049A patent/JP2023182653A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008004547A1 (fr) | 2006-07-03 | 2008-01-10 | Hamamatsu Photonics K.K. | Ensemble photodiode |
JP2015041746A (ja) | 2013-08-23 | 2015-03-02 | 株式会社豊田中央研究所 | シングルフォトンアバランシェダイオード |
WO2019189700A1 (ja) | 2018-03-30 | 2019-10-03 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 光検出器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111937151A (zh) | 2020-11-13 |
JP2023182653A (ja) | 2023-12-26 |
US20210028202A1 (en) | 2021-01-28 |
US20220005848A1 (en) | 2022-01-06 |
WO2019189700A1 (ja) | 2019-10-03 |
JP6967755B2 (ja) | 2021-11-17 |
CN113851499A (zh) | 2021-12-28 |
JPWO2019189700A1 (ja) | 2021-04-30 |
US11888003B2 (en) | 2024-01-30 |
JP2021192452A (ja) | 2021-12-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7365601B2 (ja) | 光検出器 | |
US20220384501A1 (en) | Solid state image sensor and electronic device | |
US7498650B2 (en) | Backside illuminated CMOS image sensor with pinned photodiode | |
KR101207052B1 (ko) | 이면 입사형 고체 촬상 장치 및 그 제조 방법 | |
JP4413940B2 (ja) | 固体撮像素子、単板カラー固体撮像素子及び電子機器 | |
US8368164B2 (en) | Phototransistor having a buried collector | |
US7875916B2 (en) | Photodetector and n-layer structure for improved collection efficiency | |
JP5677238B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
US20110001207A1 (en) | Solid state image sensor and manufacturing method thereof | |
US8212327B2 (en) | High fill-factor laser-treated semiconductor device on bulk material with single side contact scheme | |
JP2011142188A (ja) | 固体撮像素子 | |
US20220406823A1 (en) | Image sensor with photosensitivity enhancement region | |
JP5030323B2 (ja) | 固体撮像素子 | |
EP1704600A1 (en) | High photosensitivity cmos image sensor pixel architecture | |
JP2006032385A (ja) | 固体撮像装置 | |
CN113614931B (zh) | 光检测器 | |
CN113614931A (zh) | 光检测器 | |
WO2019180898A1 (ja) | 固体撮像素子 | |
JP2011138848A (ja) | 固体撮像素子及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220315 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230130 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230207 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230406 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230620 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230721 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230905 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230926 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7365601 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |