TWI443817B - Photodiode array - Google Patents

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TWI443817B
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Kenichi Sato
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Hamamatsu Photonics Kk
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Description

光二極體陣列
本發明係關於一種光二極體陣列。
例如在化學或醫療等之領域，有將利用崩潰(電子崩潰)倍增之光二極體陣列安裝於閃爍計而進行光子計數之技術。在該光二極體陣列中，為了識別同時入射之複數之光子，在共同基板上形成分割為複數之光檢測通道，每一該光檢測通道配置倍增區域(例如，參照非專利文獻1、2及專利文獻1)。
各倍增區域為了良好地檢測微弱之光，在稱作蓋革(Geiger)模式之動作條件下動作。亦即，利用對各倍增區域施加較擊穿電壓高之反向電壓，藉由入射之光子所產生之載子崩潰式倍增之現象。在各光檢測通道連接有用於取出來自倍增區域之輸出信號之電阻，各電阻相互並列連接。入射於各光檢測通道之光子係根據經由各電阻取出至外部之輸出信號之波峰值進行檢測。
[專利文獻1]日本特開平11－46010號公報
[非專利文獻1]P.Buzhan,et al.,「An Advanced Study of Silicon Photomultiplier」[online],ICFA Instrumentation BULLETIN Fall 2001 Issue，[平成16年11月4日檢索]，<URL：http：//www.slac.stanford.edu/pubs/icfa/>。
[非專利文獻2]P.Buzhan,et al.,「Silicon Photomultiplier And Its Possible applications」,Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 504(2003)48-52。
然而，將光二極體陣列用於光子計數時，在取得良好之檢測結果上，提高對於被檢測光之開口率、增高檢測效率變得重要。
但是，例如於非專利文獻1及2所揭示之擊穿型之光二極體陣列中，各光二極體之pn接合係藉由於每一光檢測通道表面所形成之半導體層來實現。因此，在實現pn接合之各光二極體之半導體層外周緣部，需要用於防止邊緣擊穿之保護環，其結果係對於被檢測光之開口率被抑制於低值。又，在如此開口率被抑制於低值之光二極體陣列中，提高檢測感度特性係困難的。又，因為係藉由崩潰倍增而產生光，故由於該光被相鄰之光檢測通道所吸收而產生相互干擾(crosstalk)亦成為問題。
本發明係為解決上述問題所完成者，其目的在於提供一種對於被檢測光之開口率高之光二極體陣列。
為了達成前述之目的，根據本發明之光二極體陣列，其特徵在於其係在具有第1導電型半導體層之基板上形成使被檢測光入射之複數之光檢測通道而形成者；且包含：基板；第2導電型之磊晶半導體層，其形成於基板之第1導電型半導體層上，在與該半導體層之界面構成pn接合，且具有使藉由被檢測光之入射所產生之載子崩潰倍增之複數之 倍增區域而使該各倍增區域與各光檢測通道相互對應；及複數之電阻，其係具有2個端部而設置於每一光檢測通道，且介以一端部與磊晶半導體層電性連接，並且介以另一端部連接於信號導線者。
在上述光二極體陣列中，pn接合係藉由基板之第1導電型半導體層及形成於該半導體層上之磊晶半導體層所構成。又，倍增區域係形成於實現pn接合之磊晶半導體層上，對應於各光檢測通道之倍增區域位於該磊晶半導體層上。因此，上述光二極體陣列，在以蓋革模式動作時無產生邊緣擊穿之pn接合之端部(邊緣)，不需要設置保護環。因此，上述光電二極管陣列可提高其開口率。
根據本發明之光二極體陣列，其特徵在於其係在具有第1導電型半導體層之基板形成使被檢測光入射之複數之光檢測通道而成者；且包含：基板；第1導電型之磊晶半導體層，其形成於基板之第1導電型之半導體層上，且具有使藉由被檢測光之入射所產生之載子崩潰倍增之複數之倍增區域而使該各倍增區域與各光檢測通道相互對應；第2導電型之擴散區域，其係形成於第1導電型之磊晶半導體層中，且在與該磊晶半導體層之界面構成pn接合者；及複數之電阻，其係具有2個端部，設置於每一光檢測通道，且介以一端部與磊晶半導體層中之第2導電型之擴散區域電性連接，並且介以另一端部連接於信號導線。
在上述光二極體陣列中，pn接合係藉由基板上之第1導電型之磊晶半導體層及形成於該半導體層中之第2導電型 之磊晶半導體層所構成。又，倍增區域係形成於實現pn接合之磊晶半導體層，對應於各光檢測通道之倍增區域位於該磊晶半導體層。因此，上述光二極體陣列，在以蓋革模式動作時無產生邊緣擊穿之pn接合之端部(邊緣)，不需要設置保護環。因此，上述光電二極管陣列可提高其開口率。
為使磊晶半導體層之各倍增區域與各光檢測通道相互對應，以進一步包含形成於複數之光檢測通道之間之第1導電型之分離部為佳。亦即，光二極體陣列，宜係在具有第1導電型半導體層之基板上形成使被檢測光入射之複數之光檢測通道而成者；且包含：基板；第2導電型之磊晶半導體層，其形成於基板之第1導電型之半導體層上，在與基板之界面構成pn接合，且具有使藉由被檢測光之入射所產生之載子崩潰倍增之複數之倍增區域；複數之電阻，其具有2個端部而設置於每一光檢測通道，且介以一端部與磊晶半導體層電性連接，並且介以另一端部連接於信號導線；及第1導電型之分離部，其係形成於複數之光檢測通道之間，以對應於各光檢測通道形成複數之磊晶半導體層之倍增區域。
此時，藉由形成於各通道間之分離部實現各倍增區域與各光檢測通道之對應。因此，亦不需要設置保護環，可提高開口率。又，由於在光檢測通道間形成分離部，故可良好地抑制相互干擾。
分離部以具有遮光部為佳，該遮光部包含吸收或反射藉 由光檢測通道所檢測之波長帶域之光之物質。或者，分離部以具有遮光部為佳，該遮光部包含較磊晶半導體層折射率低之物質。此等情形，由於光藉由遮光部所吸收或反射，故可良好地抑制相互干擾之產生。再者，遮光部以包含以下物質為佳，該物質係吸收或反射藉由光檢測通道所檢測之被檢測光之波長帶域，特別係藉由崩潰倍增所產生之可視~近紅外之波長帶域之光，使得藉由崩潰倍增所產生之光不影響到鄰接之光檢測通道。藉此，可良好地抑制相互干擾之產生。
信號導線以形成於分離部之上方為佳。此時，由於可抑制信號導線橫穿光檢測面上，故開口率可更進一步提高。
信號導線以包含鋁，且形成於氮化矽膜上者為佳。此時，即使對光二極體陣列施加高電壓，亦可抑制鋁滲入其下之膜。又，此處所謂「滲入」係擴散、侵入之含義，以後亦以相同之含義使用。又，此時，以採用以下構成為佳，即：電阻例如包含多晶矽；且電阻係形成於氧化矽膜上，且在該電阻上形成有氮化矽膜及信號導線。
以下，參照附圖對較佳實施形態進行詳細說明。並且，在說明中，對於相同要素或具有相同功能之要素使用相同符號，省略其重複之說明。
(第1實施形態)
參照圖1及圖2，對第1實施形態之光二極體陣列1之構成進行說明。圖1係概略地顯示第1實施形態之光二極體陣列1之俯視圖。圖2係顯示圖1所示之光二極體陣列1之II－II箭頭剖面之一部分之圖。
光二極體陣列1係在基板2上積層複數之半導體層及絕緣層而成。如圖1所示，光二極體陣列1係光子計數用多通道崩潰光二極體，係矩陣狀(於本實施形態中係4×4)形成使被檢測光入射之複數之光檢測通道10而成。在光二極體陣列1之上面側設置有信號導線3、電阻4、及電極墊5。基板2例如係一邊1 mm左右之正方形狀。各光檢測通道10例如係正方形狀。
信號導線3包含：讀出部3a，其係傳送從各光檢測通道10所輸出之信號者；連接部3b，其係連接各電阻4與讀出部3a者；及通道外周部3c，其係以包圍各光檢測通道10外周之方式佈線者。讀出部3a分別與配置為夾持該讀出部3a而鄰接之2行之光檢測通道10連接，且其一端與電極墊5連接。又，本實施形態中由於光二極體配置為4×4之矩陣狀，故在光二極體陣列1上佈線2根讀出部3a，此等均連接於電極墊5。信號導線3例如藉由鋁(Al)所形成。
電阻4係介以一端部4a及通道外周部3c設置於每一光檢測通道10，且介以另一端部4b及連接部3b連接於讀出部3a。連接於同一讀出部3a之複數(於本實施形態中係8個)之電阻4連接於該讀出部3a。電阻4例如係藉由多晶矽(Poly－Si)所形成。
接著，參照圖2對光二極體陣列1之剖面構成進行說明。如圖2所示，光二極體陣列1包含：基板2，其係具有導電型為n型(第1導電型)之半導體層者；p- 型半導體層13，其係形成於基板2上之導電型為p型(第2導電型)者；p+ 型半導體層14，其係形成於p- 型半導體層13上之導電型為p型者；保護膜16；分離部20，其係形成於p- 型半導體層13上之導電型為n型(第1導電型)者；及前述之信號導線3及電阻4，其係形成於保護膜16上者。被檢測光係從圖2之上面側入射。
基板2係具有基板構件S、形成於基板構件S上之絕緣膜11、及形成於絕緣膜11上之n+ 型半導體層12。基板構件S例如藉由Si(矽)所形成。絕緣膜11例如藉由SiO2 (氧化矽)所形成。n+ 型半導體層12例如藉由Si所形成，係不純物濃度高之導電型為n型之半導體層。
p- 型半導體層13係不純物濃度低之導電型為p型之磊晶半導體層。p- 型半導體層13係在與基板2之界面構成pn接合。p- 型半導體層13係對應於各光檢測通道10，具有使藉由被檢測光之入射所產生之載子崩潰倍增之複數之倍增區域AM。p- 型半導體層13之厚度例如係3μm~5μm。p- 型半導體層13例如由Si所形成。
p+ 型半導體層14係對應於各光檢測通道10之倍增區域AM，形成於p- 型半導體層13上。亦即，在半導體層之積層方向(以下僅稱作積層方向)上，位於p+ 型半導體層14下方之p- 型半導體層13之與基板2之界面附近之區域係倍增區域AM。p+ 型半導體層14例如由Si所形成。
分離部20係形成於複數之光檢測通道10之間，分離各光 檢測通道10。亦即，分離部20係與各光檢測通道10一對一對應，在p- 型半導體層13上形成倍增區域AM而形成。分離部20以完全包圍各倍增區域AM周圍之方式在基板2上2維格子狀形成。分離部20係在積層方向上，從p- 型半導體層13之上面側貫通至下面側而形成。分離部20之不純物例如由P所形成，係不純物濃度高之導電型為n型之半導體層。此外，可以想到若藉由擴散形成分離部20，則由於需要長之熱處理時間，故n+ 型半導體層12之不純物向磊晶半導體層擴散，pn接合之界面凸起。為了防止該凸起，亦可使相當於分離部20之區域之中央附近經溝槽蝕刻後，進行不純物之擴散而形成分離部20。詳細內容將在其他實施形態中進行說明，但亦可在該溝槽形成遮光部，該遮光部係藉由填埋可吸收或反射光檢測通道所吸收之波長帶域之光之物質而形成，可防止因崩潰倍增引起之發光影響到鄰接之光檢測通道而產生之相互干擾。
p- 型半導體層13、p+ 型半導體層14，及分離部20係在光二極體陣列1之上面側形成平面，在此等之上形成保護膜16。保護膜16例如由包含SiO2 之絕緣層所形成。
在保護膜16上形成有信號導線3及電阻4。信號導線3之讀出部3a及電阻4形成於分離部20之上方。
並且，信號導線3作為陽極發揮作用，作為陰極，雖省略圖示但亦可在基板2之下面側(無絕緣層11側)之整個面包含透明電極層(例如藉由ITO(銦錫氧化物)所形成之層)。或者，作為陰極，亦可將電極部引出至表面側而形成。
此處，參照圖3說明各光檢測通道10與信號導線3及電阻4之連接關係。圖3係用於概略說明各光檢測通道10與信號導線3及電阻4之連接關係之圖。如圖3所示，各光檢測通道10之p+ 型半導體層14與信號導線3(通道外周部3c)直接連接。藉此，信號導線3(通道外周部3c)與p- 型半導體層13電性連接。又，p- 型半導體層13與電阻4之一端部4a係介以信號導線3(通道外周部3c)連接，電阻4之另一端部4b係分別介以連接部3b連接於讀出部3a。
將如此構成之光二極體陣列1用於光子計數之情形，在稱作蓋革模式之動作條件下動作。在該蓋革模式動作時，對各光檢測通道10施加較擊穿電壓高之反向電壓(例如50V以上)。在該狀態下從上面側向各光檢測通道10入射被檢測光時，被檢測光在各光檢測通道10被吸收後產生載子。產生之載子按照各光檢測通道10內之電場一面加速一面移動，在各倍增區域AM倍增。然後，倍增之載子介以電阻4藉由信號導線3取出至外部，根據該輸出信號之波峰值進行檢測。因為從檢測光子之通道總可以得到同量之輸出，故可藉由檢測來自全部通道之總輸出來計量從光二極體陣列1中之幾個光檢測通道10有輸出。因此，在光二極體陣列1中，可藉由被檢測光之一次照射進行光子計數。
在光二極體陣列1中，pn接合係藉由基板2之n+ 型半導體層12，與形成於該基板2之n+ 型半導體層12上之磊晶半導體層之p- 型半導體層13所構成。又，倍增區域AM係形成於實現pn接合之p- 型半導體層13上，各倍增區域AM之向 各光檢測通道10之對應係藉由形成於光檢測通道10間之分離部20來實現。pn接合面係係由n+ 型半導體層12與p- 型半導體層13之界面、及分離部20與p- 型半導體層13之界面所構成，不存在有高濃度不純物區域變得凸起而電場變高之區域。因此，光二極體陣列1，以蓋革模式動作時無產生邊緣擊穿之pn接合之端部(邊緣)。故在光二極體陣列1中不需要對各光檢測通道10之pn接合設置保護環。藉此，光二極體陣列1可顯著地提高其開口率。
又，藉由提高開口率，在光二極體陣列1中可增高檢測效率。
又，由於各光檢測通道10間係藉由分離部20所分離，故可良好地抑制相互干擾。
又，以蓋革模式動作，在光子入射之光檢測通道與未入射之通道之間電壓差變大時，由於在光檢測通道10間形成有分離層20，故亦可以充分地分離通道間。
在光二極體陣列1中，信號導線3之讀出部3a形成在分離部20之上方。因此，由於可抑制信號導線3橫穿倍增區域AM上方、亦即光檢測面上，故開口率更進一步提高。再者，可以認為對於暗電流之抑制亦有效果。又，在光二極體陣列1中，由於電阻4亦形成於分離部20之上方，故開口率可更進一步提高。
又，本發明者從餘脈衝(afterpulse)之波長相關性發現：使用n型半導體基板，並在其上形成p型磊晶半導體層時，產生以下問題，即：在n型半導體基板產生之電洞之一部 分延遲而進入倍增區域成為餘脈衝。對於該問題，在光二極體陣列1中，由於藉由在基板構件S與n+ 型半導體層12之間具有例如由SiO2 所形成之絕緣膜11，可以完全地分離基板構件S與n+ 型半導體層12，故可抑制餘脈衝。
並且，可以對本實施形態之分離部20適用各種之變形。圖4係本實施形態之光二極體陣列1之第1變形例之剖面圖。第1變形例之光二極體陣列中，在光檢測通道10之間形成有複數(本變形例中係2個)之分離部20。
圖5係本實施形態之光二極體陣列1之第2變形例之剖面圖。第2變形例之光二極體陣列中，分離部20並非係在積層方向上、從p- 型半導體層13之上面側貫通直至下面側，而係僅形成於上面(被檢測光入射面)附近。
又，在前述實施形態中，雖將磊晶半導體層作為第2導電型，但亦可將磊晶半導體層作為第1導電型，在該半導體層中設置第2導電型之擴散區域，藉由第1導電型之磊晶半導體層與第2導電型之擴散區域構成pn接合。
(第2實施形態)
參照圖6對第2實施形態之光二極體陣列30之構成進行說明。圖6係第2實施形態之光二極體陣列30之剖面圖。第2實施形態之光二極體陣列30，在分離部20具有遮光部之方面與第1實施形態之光二極體陣列1不同。
如圖6所示，分離部20具有遮光部22，該遮光部22係包含吸收藉由光檢測通道10所檢測之被檢測光之波長帶域(從可視至近紅外)之光之物質。遮光部22係如同從p- 型半 導體層13之上面側向下面側延伸之芯般埋入分離部20內而形成。遮光部22係由例如在光阻劑內混入黑色染料或經絕緣處理之碳黑等顏料之黑色光阻劑或鎢等金屬所構成。但在構成遮光部22之物質並非絕緣物質之情形(例如，鎢等之金屬)，需要以SiO2 等絕緣膜被覆該遮光部22。並且，在第1實施形態中亦有說明，可以認為若藉由擴散形成分離部20，則由於需要長之熱處理時間，故n+ 型半導體層12之不純物向磊晶半導體層擴散，pn接合之界面凸起。為了防止該凸起，亦可使相當於分離層20區域之中央附近經溝槽蝕刻後，進行不純物之擴散而形成分離部20。如圖6所示，進行不純物擴散後，n+ 型半導體層12與分離部20成為連接之形狀。亦可在殘留之溝槽形成遮光部，該遮光部係藉由填埋如上所述可吸收光檢測通道所吸收之波長帶域之光之物質(如後所述亦可係反射光檢測通道所吸收之波長帶域之光之物質)而形成者，其可防止因崩潰倍增之發光影響到鄰接之光檢測通道而產生之相互干擾。
在光二極體陣列30中，亦與光二極體1同樣，以蓋革模式動作時無產生邊緣擊穿之pn接合之端部(邊緣)。因此，即使在光二極體陣列30中亦不需要對各光檢測通道10之pn接合設置保護環。藉此，光二極體陣列30可提高其開口率。
又，藉由提高開口率，在光二極體陣列30中可增高檢測效率。
又，各光檢測通道10間係藉由分離部20所分離，故可良好地抑制相互干擾。
在光二極體陣列30中，由於亦係在分離部20之上方形成有信號導線3之讀出部3a，故可進一步提高開口率。再者，可以認為對於暗電流之抑制亦有效果。
再者，在光二極體陣列30中，由於亦係在基板構件S與n＋ 形半導體層12之間具有絕緣膜11，故可抑制餘脈衝。
又，各分離部20具有遮光部22，該遮光部22包含吸收藉由光檢測通道10所檢測之被檢測光之波長帶域之光之物質。因此，由於被檢測光由遮光部所吸收，故可良好地抑制相互干擾之產生。再者，為使因崩潰倍增所產生之光不影響到鄰接之光檢測通道10，遮光部22包含吸收藉由光檢測通道10所檢測之被檢測光之波長帶域、特別係因崩潰倍增所產生之可視~近紅外之波長帶域之光之物質，故可良好地抑制相互干擾之產生。
並且，遮光部22並不限定於吸收從可視至近紅外之光之物質，亦可係反射從可視至近紅外之光之物質。即使係此情形，亦因被檢測光藉由遮光部所反射，故可良好地抑制相互干擾之產生。再者，為使因崩潰倍增所產生之光不影響到鄰接之光檢測通道10，遮光部22包含可反射藉由光檢測通道10所檢測之被檢測光之波長帶域、特別係因崩潰倍增所產生之可視~近紅外之波長帶域之光之物質，故可良好地抑制相互干擾之產生。
又，遮光部22並不限定於吸收或反射可視至近紅外之光之物質，只要係吸收或反射藉由光檢測通道10所檢測之被檢測光之波長帶域之光之物質即可。但是，為使因崩潰倍增所產生之光不影響到鄰接之光檢測通道10，遮光部22宜包含吸收或反射藉由光檢測通道10所檢測之被檢測光之波長帶域、特別係因崩潰倍增所產生之可視~近紅外之波長帶域之光之物質。
並且，遮光部22亦可係藉由較分離部20折射率低之物質所形成。即使係此等之情形，由於光被遮光部所反射，故亦可良好地抑制相互干擾之產生。
(第3實施形態)
參照圖7對第3實施形態之光二極體陣列40之構成進行說明。圖7係用於概略地說明第3實施形態之光二極體陣列40之剖面構造之圖。第3實施形態之光二極體陣列40，在氮化矽膜上形成有信號導線3之方面與第1實施形態之光二極體陣列1不同。
如圖7所示，光二極體陣列40包含：基板2，其係具有導電型為n型(第1導電型)之半導體層者；p型半導體層15，其係形成於基板2上之導電型為p型(第2導電型)者；p＋ 型半導體層14，其係形成於p型半導體層15上之導電型為p型者；保護膜16a、16b；分離部20，其係形成於p型半導體層15之導電型為n型(第1導電型)者；信號導線3，其係藉由鋁所形成者；及電阻4，其係例如藉由Poly－Si所形成者。被檢測光係從圖7之上側入射。
基板2具有n＋ 型之基板構件S，及形成於基板構件S上之n型半導體層12。
p型半導體層15係不純物濃度較p+ 型半導體層14低之導電型為p型之磊晶半導體層。p型半導體層15係在與基板2之n型半導體層12之界面構成pn接合。p型半導體層15對應於各光檢測通道10，具有使藉由被檢測光之入射所產生之載子崩潰倍增之複數之倍增區域AM。p型半導體層15例如係藉由Si所形成。
p型半導體層15、p+ 型半導體層14、及分離部20係在光二極體陣列40之上面側形成平面，在此等之上形成有保護膜16a、16b。保護膜16a係由包含氧化矽膜(SiO2 膜)之絕緣膜所形成、保護膜16b係藉由包含氮化矽膜(SiN膜或Si3 N4 膜)之絕緣膜所形成。
如圖7所示，在分離部20上依次積層保護膜16a、電阻4、保護膜16b、及信號導線3。具體而言，在分離部20上積層有保護膜16a。在保護膜16a上積層有電阻4。在保護膜16a及電阻4上，除各電阻4之一部分之外，積層有保護膜16b。在保護膜16b及在其上未層積保護膜16b之電阻4之一部分上，為了電性連接而層積有信號導線3。具體而言，分別在電阻4間積層信號導線3之讀出部3a、在電阻4上為了電性連接而積層作為向連接部3b或通道外周部3c之電性連接之信號導線3。
再者，如圖7所示，在p+ 型半導體層14上除一部分之外積層保護膜16b。在未層積保護膜16b之p+ 型半導體層14之該一部分之上、及積層於p+ 型半導體層14上之保護膜16b之一部分之上，為了電性連接積層有信號導線3之通道外周部3c。
在光二極體陣列40中，亦與光二極體1同樣，以蓋革模式動作時無產生邊緣擊穿之pn接合之端部(邊緣)。因此，即使在光二極體陣列40中亦不需要對各光檢測通道10之pn接合設置保護環。藉此，光二極體陣列40可提高其開口率。
又，藉由提高開口率，在光二極體陣列40中可增高檢測效率。
又，由於光檢測通道10間係藉由分離部20所分離，故可良好地抑制相互干擾。
在光二極體陣列40中，由於在分離部20之上方形成信號導線3之讀出部3a，故開口率亦可進一步提高。再者，可以認為對於暗電流之抑制亦有效果。
由於信號導線3係由鋁所形成，故例如形成於氧化膜上時，會產生因施加高電壓使鋁滲入其下之膜之問題。針對該問題，在光二極體陣列40中，信號導線3形成於由氮化矽膜所形成之保護膜16b上。因此，即使對光二極體陣列40施加高電壓，亦可抑制鋁滲入其下之膜(保護膜16b)。
此外，在信號導線3之讀出部3a之下積層有保護膜16b及保護膜16a或電阻4。因此，可良好地抑制因施加高電壓而引起鋁滲入分離部20及p型半導體層15。
如此，在光二極體陣列40中，即使係施加高電壓時，亦可良好地抑制鋁滲入光檢測通道10及分離部20。
例如，由多晶矽(poly－Si)所形成之電阻4係形成於保護膜16a上，並且在該電阻4上形成保護膜16b及信號導線3。
並且，亦可使用p型半導體層來代替n型半導體層12。此時，成為在該p型半導體層與n＋ 型之基板構件S(基板2)之間構成pn接合，在該p型半導體層形成倍增部AM。
(第4實施形態)
參照圖8對第4實施形態之光二極體陣列50之構成進行說明。圖8係第4實施形態之光二極體陣列50之剖面圖。第4實施形態之光二極體陣列50，在不包含分離部20之方面與第1實施形態之光二極體陣列1不同。
如圖8所示，p－ 型半導體層13具有複數之倍增區域AM，使得各倍增區域AM與各光檢測通道10相互對應。在各光檢測通道10間形成信號導線3及電阻4。
在光二極體陣列50中，亦與光二極體1同樣，以蓋革模式動作時無產生邊緣擊穿之pn接合之端部(邊緣)。因此，在光二極體陣列50中亦不需要對各光檢測通道10之pn接合設置保護環。藉此，光二極體陣列50可提高其開口率。再者，光二極體陣列50，由於無分離部，可以顯示更高之開口率。
又，藉由提高開口率，在光二極體陣列50中可增高檢測效率。
在光二極體陣列50中，由於係在各光檢測通道10間形成有信號導線3之讀出部3a，故開口率更進一步提高。再者，可以認為對於暗電流之抑制亦有效果。
再者，在光二極體陣列50中，由於在基板構件S與n＋ 型半導體層12之間有絕緣膜12，故亦可抑制餘脈衝。
以上，對本發明之較佳實施形態及變形例進行了說明，但本發明並不限定於前述實施形態及實施例，可進行各種變形。例如，形成於光二極體陣列之光檢測通道之數量，並不限定於前述實施形態之數量(4×4)。形成於光檢測通道10間之分離部20之數量，亦並不限定於在前述實施形態及變形例中所示之數量，例如亦可係3個以上。又，信號導線3亦可不形成於分離部20之上方。電阻4亦可不形成於分離部20之上方。又，各層等並不限定於在前述實施形態及變形例中所例示者。
又，在n型半導體層12下亦可使用藉由n型之半導體所形成之緩衝層。又，亦可使用p型半導體層來代替n型半導體層12，在其下使用由n型之半導體所形成之緩衝層。此時，成為在該p型半導體層與n型緩衝層之間構成pn接合，在該p型半導體層形成倍增部AM。再者，如第3實施形態無絕緣膜11之情形，亦可使用p型半導體層來代替n型半導體層12，在其下使用由p型半導體所形成之緩衝層。此時，成為在該p型緩衝層與n+ 型基板構件S(基板2)之間構成pn接合，在該p型緩衝層形成倍增部AM。
上述光二極體陣列，其係二維狀排列以蓋革模式動作之複數之崩潰光二極體(由檢測通道10之pn接合形成)而形成，崩潰光二極體包含結晶性高之磊晶半導體層13。上述光二極體陣列包含：電阻4，其係電性連接崩潰光二極體之一端(陽極)，配置於崩潰光二極體之光入射面上者；及 信號導線3，其係連接於電阻4之另一端者；且於鄰接之崩潰光二極體之間不介隔有保護環。在該構造中，因為不包含保護環，故可以增大檢測通道之開口面積。
圖9係圖2所示實施形態之層構造之變形例之光二極體陣列之剖面圖，圖10係圖4所示實施形態之層構造之變形例之光二極體陣列之剖面圖，圖11係圖5所示實施形態之層構造之變形例之光二極體陣列之剖面圖，圖12係圖6所示實施形態之層構造之變形例之光二極體陣列之剖面圖，圖13係圖7所示實施形態之層構造之變形例之光二極體陣列之剖面圖，圖14係圖8所示實施形態之層構造之變形例之光二極體陣列之剖面圖。此等之基本平面構成與連接關係與圖1所示者相同。
如上所述，在從圖9至圖14所示之構造中，使用n型半導體層R13或R15來代替圖2、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8之p型半導體層13或p型半導體層15。此時，pn接合係形成於低濃度之n型半導體層R13(或R15)與p型半導體層14之界面，空乏層從pn接合向n型半導體層R13(或R15)擴展，對應於空乏層，倍增區域AM從pn接合界面向n型半導體層R13(或R15)形成。其他構造及作用係與上述者相同。
此等光二極體陣列1，係在具有n型半導體層12之n型基板2上形成使被檢測光入射之複數之光檢測通道10而形成。該光二極體陣列1，其係在具有第1導電型之n+ 型之半導體層12(S)之基板上形成使被檢測光入射之複數之光檢測通道10而成者；且包含：基板2；第1導電型之n- 型磊晶 半導體層R13(或R15)，其係形成於基板2之第1導電型之半導體層12上，且具有使藉由被檢測光之入射所產生之載子崩潰倍增之複數之倍增區域AM，以使該各倍增區域AM與各光檢測通道相互對應者；第2導電型之p+ 型之擴散區域14，其係形成於第1導電型之磊晶半導體層R13(或R15)中，且在與該磊晶半導體層R13(或R15)之界面構成pn接合者；及複數之電阻4，其係具有2個端部，設置於每一光檢測通道10，且介以一端部4a與磊晶半導體層R13(或R15)中之第2導電型之擴散區域14電性連接，並且介以另一端部4b連接於信號導線3者。
電阻4係如圖1所示，介以一端部4a及通道外周部3c設置於每一光檢測通道10，且介以另一端部4b及連接部3b連接於讀出部3a。連接於同一讀出部3a之複數電阻4係對於該讀出部3a連接。
在此光二極體陣列中，pn接合係藉由基板上之第1導電型磊晶半導體層R13(或R15)及形成於該磊晶半導體層R13(或R15)中之第2導電型之磊晶半導體層14所構成。又，倍增區域AM係形成於實現pn接合之磊晶半導體層R13(或R15)，對應於各光檢測通道之倍增區域AM位於該磊晶半導體層R13(或R15)。因此，上述光二極體陣列，以蓋革模式動作時無產生邊緣擊穿之pn接合之端部(邊緣)，不需要設置保護環。因此，上述光二極體陣列可提高其開口率。
圖15係顯示設置於半導體層12上之緩衝層12X之剖面圖。緩衝層12X係由n型半導體層所形成。亦可在n型半導體層12上使用由n型半導體所形成之緩衝層12X。又，亦可在n型半導體層12上使用由p型半導體所形成之緩衝層12X。此時，成為在該n型半導體層12與p型緩衝層12X之間構成pn接合，在該p型緩衝層形成倍增部AM。再者，如第3實施形態之無絕緣膜11之情形，亦可使用p型半導體層來代替n型半導體層12，在其上使用由p型半導體所形成之緩衝層。此時，成為在該p型半導體層與n＋型基板構件S(基板2)之間構成pn接合，在該p型半導體層形成倍增部AM。
[產業上之可利用性]
本發明可作為對於被檢測光之開口率高之光二極體陣列而利用。
[發明之效果]
依照本發明，可以提供對於被檢測光之開口率高之光二極體陣列。
1,30,40,50．．．光二極體陣列
2．．．基板
3．．．信號導線
4．．．電阻
5．．．電極墊
10．．．光檢測通道
11．．．絕緣膜
12．．．n＋ 型半導體層
13．．．p－ 型半導體層
14．．．p＋ 型半導體層
15．．．p型半導體層
16．．．保護膜
20．．．分離部
22．．．遮光部
AM．．．倍增區域
R13．．．n型半導體層
R15．．．n型半導體層
S．．．基板構件
圖1係概略地顯示第1實施形態之光二極體陣列之俯視圖。
圖2係顯示第1實施形態之光二極體陣列之II－II箭頭剖面之部分圖。
圖3係用於概略地說明各光檢測通道與信號導線及電阻之連接關係之圖。
圖4係第1實施形態之光二極體陣列之第1變形例之剖面圖。
圖5係第1實施形態之光二極體陣列之第2變形例之剖面圖。
圖6係顯示第2實施形態之光二極體陣列之剖面圖。
圖7係用於概略地說明第3實施形態之光二極體陣列之剖面構造圖。
圖8係第4實施形態之光二極體陣列之剖面圖。
圖9係圖2所示之實施形態之層構造之變形例之光二極體陣列之剖面圖。
圖10係圖4所示之實施形態之層構造之變形例之光二極體陣列之剖面圖。
圖11係圖5所示之實施形態之層構造之變形例之光二極體陣列之剖面圖。
圖12係圖6所示之實施形態之層構造之變形例之光二極體陣列之剖面圖。
圖13係圖7所示之實施形態之層構造之變形例之光二極體陣列之剖面圖。
圖14係圖8所示之實施形態之層構造之變形例之光二極體陣列之剖面圖。
圖15係半導體層12附近之剖面圖。
1．．．光二極體陣列
2．．．基板
3a．．．讀出部
3c．．．外周部
4．．．電阻
10．．．光檢測通道
11．．．絕緣膜
12．．．n＋ 型半導體層
13．．．p－ 型半導體層
14．．．p＋ 型半導體層
16．．．保護膜
20．．．分離部
AM．．．倍增區域
S．．．基板構件

Claims (20)

  1. 一種光二極體陣列，其特徵在於其係在具有第1導電型半導體層之基板上形成使被檢測光入射之複數光檢測通道而成者；且包含：前述基板；第2導電型之磊晶(epitaxial)半導體層，其係形成於前述基板之第1導電型之前述半導體層上，在與該半導體層之界面構成pn接合，並具有使藉由前述被檢測光之入射所產生之載子崩潰(avalanche)倍增之複數倍增區域，使該各倍增區域與前述各光檢測通道相互對應；及複數之電阻，其係具有2個端部而設置於每一前述光檢測通道，且介以一前述端部與前述磊晶半導體層電性連接，並且介以另一前述端部連接於信號導線；前述磊晶半導體層位於前述光二極體陣列之光入射面側。
  2. 一種光二極體陣列，其特徵在於其係在具有第1導電型半導體層之基板上形成使被檢測光入射之複數之光檢測通道而成者；且包含：前述基板；第1導電型之磊晶半導體層，其係形成於前述基板之第1導電型之前述半導體層上，且具有使藉由前述被檢測光之入射所產生之載子崩潰倍增之複數倍增區域，使該各倍增區域與前述各光檢測通道相互對應；第2導電型之擴散區域，其係形成於前述第1導電型之 磊晶半導體層中，且在與該磊晶半導體層之界面構成pn接合；及複數之電阻，其係具有2個端部而設置於每一前述光檢測通道，且介以一前述端部與前述磊晶半導體層中之前述第2導電型之擴散區域電性連接，並且介以另一前述端部連接於信號導線；前述磊晶半導體層位於前述光二極體陣列之光入射面側。
  3. 如請求項1之光二極體陣列，其中進一步包含第1導電型之分離部，其形成於前述複數之光檢測通道之間，以使前述磊晶半導體層之前述各倍增區域與前述各光檢測通道相互對應。
  4. 如請求項2之光二極體陣列，其中進一步包含第1導電型之分離部，其形成於前述複數之光檢測通道之間，以使前述磊晶半導體層之前述各倍增區域與前述各光檢測通道相互對應。
  5. 如請求項1至4中任一項之光二極體陣列，其中前述分離部具有遮光部，該遮光部包含吸收或反射藉由前述光檢測通道所檢測之波長帶域之光之物質。
  6. 如請求項1至4中任一項之光二極體陣列，其中前述分離部具有遮光部，該遮光部包含折射率較前述磊晶半導體層低之物質。
  7. 如請求項1之光二極體陣列，其中前述信號導線形成於前述分離部之上方。
  8. 如請求項2之光二極體陣列，其中前述信號導線形成於前述分離部之上方。
  9. 如請求項3之光二極體陣列，其中前述信號導線形成於前述分離部之上方。
  10. 如請求項4之光二極體陣列，其中前述信號導線形成於前述分離部之上方。
  11. 如請求項5之光二極體陣列，其中前述信號導線形成於前述分離部之上方。
  12. 如請求項6之光二極體陣列，其中前述信號導線形成於前述分離部之上方。
  13. 如請求項1至4中任一項之光二極體陣列，其中前述信號導線包含鋁，且形成於氮化矽膜上。
  14. 如請求項5之光二極體陣列，其中前述信號導線包含鋁，且形成於氮化矽膜上。
  15. 如請求項6之光二極體陣列，其中前述信號導線包含鋁，且形成於氮化矽膜上。
  16. 如請求項7之光二極體陣列，其中前述信號導線包含鋁，且形成於氮化矽膜上。
  17. 如請求項13之光二極體陣列，其中前述電阻包含多晶矽；且前述電阻形成於氧化矽膜上，且在該電阻上形成有前述氮化矽膜及前述信號導線。
  18. 一種光二極體陣列，其係排列以蓋革模式動作之複數崩潰光二極體而成者；其特徵在於 前述崩潰光二極體包含磊晶半導體層；且該光二極體陣列包含：電阻，其係一端電性連接於前述崩潰光二極體而配置於該崩潰光二極體之光入射面上；及信號導線，其係連接於前述電阻之另一端；前述磊晶半導體層位於前述光二極體陣列之光入射面側，於鄰接之前述崩潰光二極體之間不介隔有保護環。
  19. 如請求項18之光二極體陣列，其中前述信號導線包含鋁，且形成於氮化矽膜上。
  20. 如請求項19之光二極體陣列，其中前述電阻包含多晶矽；且前述電阻形成於氧化矽膜上，且在該電阻上形成有前述氮化矽膜及前述信號導線。
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Families Citing this family (109)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2290721C2 (ru) 2004-05-05 2006-12-27 Борис Анатольевич Долгошеин Кремниевый фотоэлектронный умножитель (варианты) и ячейка для кремниевого фотоэлектронного умножителя
JP5580300B2 (ja) * 2008-06-16 2014-08-27 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 放射線検出器、放射線検出器を製造する方法、ｘ線検出器及び撮像システム
US8279411B2 (en) * 2008-08-27 2012-10-02 The Boeing Company Systems and methods for reducing crosstalk in an avalanche photodiode detector array
JP5185207B2 (ja) * 2009-02-24 2013-04-17 浜松ホトニクス株式会社 フォトダイオードアレイ
JP5185208B2 (ja) 2009-02-24 2013-04-17 浜松ホトニクス株式会社 フォトダイオード及びフォトダイオードアレイ
JP5185205B2 (ja) 2009-02-24 2013-04-17 浜松ホトニクス株式会社 半導体光検出素子
JP5185206B2 (ja) 2009-02-24 2013-04-17 浜松ホトニクス株式会社 半導体光検出素子
JP5805680B2 (ja) * 2009-02-24 2015-11-04 浜松ホトニクス株式会社 フォトダイオード及びフォトダイオードアレイ
JP5297276B2 (ja) * 2009-06-18 2013-09-25 浜松ホトニクス株式会社 フォトダイオードアレイ
JP5297907B2 (ja) * 2009-06-18 2013-09-25 浜松ホトニクス株式会社 光検出装置
EP2462630B1 (en) 2009-08-03 2016-03-30 Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Highly efficient cmos technology compatible silicon photoelectric multiplier
US8860166B2 (en) * 2010-03-23 2014-10-14 Stmicroelectronics S.R.L. Photo detector array of geiger mode avalanche photodiodes for computed tomography systems
JP5726434B2 (ja) 2010-04-14 2015-06-03 浜松ホトニクス株式会社 半導体光検出素子
EP2603931B1 (en) 2010-08-10 2016-03-23 Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Silicon photoelectric multiplier with multiple "isochronic" read-out
IT1402264B1 (it) * 2010-09-16 2013-08-28 St Microelectronics Srl Array fotorilevatore multi-pixel di fotodiodi a valanga geiger-mode
JP5562207B2 (ja) * 2010-10-29 2014-07-30 浜松ホトニクス株式会社 フォトダイオードアレイ
GB2485400B (en) * 2010-11-12 2014-12-10 Toshiba Res Europ Ltd Photon detector
US9395182B1 (en) 2011-03-03 2016-07-19 The Boeing Company Methods and systems for reducing crosstalk in avalanche photodiode detector arrays
CN102184929B (zh) * 2011-03-24 2013-04-24 南京大学 紫外光雪崩管成像阵列像元、其应用方法及雪崩管成像阵列
WO2012129755A1 (zh) * 2011-03-25 2012-10-04 南京大学 紫外光雪崩管成像阵列像元、其应用方法及雪崩管成像阵列
JP5808592B2 (ja) * 2011-07-04 2015-11-10 浜松ホトニクス株式会社 基準電圧決定方法及び推奨動作電圧決定方法
US8368159B2 (en) * 2011-07-08 2013-02-05 Excelitas Canada, Inc. Photon counting UV-APD
TWI458111B (zh) * 2011-07-26 2014-10-21 Univ Nat Central 水平式累崩型光檢測器結構
US9917118B2 (en) * 2011-09-09 2018-03-13 Zecotek Imaging Systems Pte. Ltd. Photodetector array and method of manufacture
JP5791461B2 (ja) 2011-10-21 2015-10-07 浜松ホトニクス株式会社 光検出装置
JP5926921B2 (ja) * 2011-10-21 2016-05-25 浜松ホトニクス株式会社 光検出装置
JP5832852B2 (ja) * 2011-10-21 2015-12-16 浜松ホトニクス株式会社 光検出装置
US9466747B1 (en) * 2011-10-25 2016-10-11 Radiation Monitoring Devices, Inc. Avalanche photodiode and methods of forming the same
JP5749675B2 (ja) * 2012-03-21 2015-07-15 株式会社東芝 放射線検出装置及びｃｔ装置
JP5984617B2 (ja) * 2012-10-18 2016-09-06 浜松ホトニクス株式会社 フォトダイオードアレイ
JP5963642B2 (ja) * 2012-10-29 2016-08-03 浜松ホトニクス株式会社 フォトダイオードアレイ
KR101451250B1 (ko) * 2013-01-23 2014-10-15 한국과학기술원 스트립형 ｐ－ｎ 접합구조를 갖는 실리콘 광전자증배관 및 그 제조 방법
GB201311055D0 (en) 2013-06-21 2013-08-07 St Microelectronics Res & Dev Single-photon avalanche diode and an array thereof
JP2015084392A (ja) * 2013-10-25 2015-04-30 浜松ホトニクス株式会社 光検出器
JP6162595B2 (ja) * 2013-12-19 2017-07-12 浜松ホトニクス株式会社 光検出器
US10923614B2 (en) 2014-07-25 2021-02-16 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Photodiode, photodiode array, and solid-state imaging device
JP2016062996A (ja) 2014-09-16 2016-04-25 株式会社東芝 光検出器
JP6386847B2 (ja) * 2014-09-19 2018-09-05 浜松ホトニクス株式会社 紫外線センサ及び紫外線検出装置
JP2016122716A (ja) * 2014-12-24 2016-07-07 株式会社東芝 光検出装置およびこの光検出装置を備えたｃｔ装置
JP6570844B2 (ja) 2015-02-26 2019-09-04 株式会社東芝 光検出器、その製造方法、放射線検出器、および放射線検出装置
CN104637970B (zh) * 2015-03-03 2018-03-06 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板及其制作方法、x射线平板探测器、摄像系统
JP6663167B2 (ja) * 2015-03-18 2020-03-11 浜松ホトニクス株式会社 光検出装置
JP6122903B2 (ja) * 2015-04-30 2017-04-26 株式会社東芝 放射線検出装置
US9450007B1 (en) 2015-05-28 2016-09-20 Stmicroelectronics S.R.L. Integrated circuit with reflective material in trenches and related methods
JP5911629B2 (ja) * 2015-08-04 2016-04-27 浜松ホトニクス株式会社 光検出装置
JP5989872B2 (ja) * 2015-08-04 2016-09-07 浜松ホトニクス株式会社 光検出装置の接続構造
CN107949913B (zh) 2015-09-09 2019-04-19 松下知识产权经营株式会社 固体摄像元件
JP5927334B2 (ja) * 2015-10-28 2016-06-01 浜松ホトニクス株式会社 光検出装置
JP6730820B2 (ja) * 2016-03-10 2020-07-29 株式会社東芝 光検出器およびこれを用いたライダー装置
JP6116728B2 (ja) * 2016-03-29 2017-04-19 浜松ホトニクス株式会社 半導体光検出素子
JP6318190B2 (ja) * 2016-04-25 2018-04-25 浜松ホトニクス株式会社 光検出装置
JP6186038B2 (ja) * 2016-04-25 2017-08-23 浜松ホトニクス株式会社 半導体光検出素子
JP6244403B2 (ja) * 2016-06-01 2017-12-06 浜松ホトニクス株式会社 半導体光検出素子
JP6282307B2 (ja) * 2016-06-01 2018-02-21 浜松ホトニクス株式会社 半導体光検出素子
JP6748486B2 (ja) * 2016-06-08 2020-09-02 浜松ホトニクス株式会社 光検出ユニット、光検出装置、及び、光検出ユニットの製造方法
JP6140868B2 (ja) * 2016-06-17 2017-05-31 浜松ホトニクス株式会社 半導体光検出素子
EP3475987A4 (en) * 2016-06-21 2020-01-01 Shenzhen Xpectvision Technology Co., Ltd. IMAGE SENSOR BASED ON AVALANCHE PHOTODIODS
WO2018021411A1 (ja) * 2016-07-27 2018-02-01 浜松ホトニクス株式会社 光検出装置
JP7058479B2 (ja) 2016-10-18 2022-04-22 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 光検出器
WO2018074530A1 (en) 2016-10-18 2018-04-26 Sony Semiconductor Solutions Corporation Photodetector
KR102388175B1 (ko) 2016-11-11 2022-04-19 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 광 검출 장치
JP7055544B2 (ja) 2016-11-29 2022-04-18 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 センサチップおよび電子機器
JP2018148183A (ja) 2017-03-09 2018-09-20 株式会社東芝 光検出器および放射線検出器
JP2018156984A (ja) 2017-03-15 2018-10-04 株式会社東芝 光検出素子
EP3462497A4 (en) * 2017-03-22 2020-04-08 Sony Semiconductor Solutions Corporation IMAGING DEVICE AND SIGNAL PROCESSING DEVICE
CN107275433B (zh) * 2017-03-29 2018-12-04 湖北京邦科技有限公司 一种新型半导体光电倍增器件
JP6282368B2 (ja) * 2017-04-25 2018-02-21 浜松ホトニクス株式会社 光検出装置
WO2018216400A1 (ja) * 2017-05-25 2018-11-29 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 固体撮像素子、及び撮像装置
US20190157479A1 (en) * 2017-09-15 2019-05-23 Kabushiki Kaisha Toshiba Photodetection element, photodetector, photodetection system and laser imaging detection and ranging apparatus
US20190088812A1 (en) * 2017-09-15 2019-03-21 Kabushiki Kaisha Toshiba Photodetection element, photodetector and laser imaging detection and ranging apparatus
WO2019098035A1 (ja) 2017-11-15 2019-05-23 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 光検出素子およびその製造方法
JP7169071B2 (ja) * 2018-02-06 2022-11-10 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 画素構造、撮像素子、撮像装置、および電子機器
JP6878338B2 (ja) 2018-03-14 2021-05-26 株式会社東芝 受光装置および受光装置の製造方法
JP6862386B2 (ja) 2018-03-22 2021-04-21 株式会社東芝 光検出器、ライダー装置、及び光検出器の製造方法
JPWO2019186750A1 (ja) * 2018-03-28 2021-04-01 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 固体撮像素子
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
JP7271091B2 (ja) * 2018-05-10 2023-05-11 浜松ホトニクス株式会社 裏面入射型半導体光検出装置
JP7145454B2 (ja) 2018-08-28 2022-10-03 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 フォトセンサ、イメージセンサ及びフォトセンサの駆動方法
US11901379B2 (en) 2018-12-12 2024-02-13 Hamamatsu Photonics K.K. Photodetector
JP7455520B2 (ja) 2018-12-12 2024-03-26 浜松ホトニクス株式会社 光検出装置
EP3988908A4 (en) * 2018-12-12 2022-12-14 Hamamatsu Photonics K.K. PHOTOSENSOR AND METHOD FOR MAKING THE PHOTOSENSOR
CN109728132B (zh) * 2018-12-18 2020-10-16 暨南大学 倒装型可见光增敏硅基雪崩光电二极管阵列的制备方法
CN109713081B (zh) * 2018-12-27 2022-02-01 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 集成硅基可见光探测器阵列器件的制作方法
JP7098559B2 (ja) * 2019-03-14 2022-07-11 株式会社東芝 光検出器及びライダー装置
JP7337517B2 (ja) 2019-03-14 2023-09-04 株式会社東芝 光検出器及び距離測定装置
JP2020155503A (ja) 2019-03-19 2020-09-24 株式会社東芝 光検出装置
JP7129664B2 (ja) * 2019-03-28 2022-09-02 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光検出器
CN113632244B (zh) * 2019-03-29 2024-04-09 松下知识产权经营株式会社 光检测器
GB2575151B (en) 2019-04-25 2020-06-17 X Fab Semiconductor Foundries Gmbh Semiconductor device for light detection
CN110197859B (zh) * 2019-06-28 2020-12-01 重庆邮电大学 一种工作在可见光波段的高带宽cmos apd光电器件
CN113189466B (zh) * 2019-08-26 2023-01-20 上海禾赛科技有限公司 光电二极管的击穿电压测试
JP7222851B2 (ja) * 2019-08-29 2023-02-15 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
JP7153001B2 (ja) 2019-09-18 2022-10-13 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
JP7443006B2 (ja) 2019-09-19 2024-03-05 株式会社東芝 光検出器及び距離測定装置
JP7328868B2 (ja) * 2019-10-30 2023-08-17 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
WO2021131651A1 (ja) * 2019-12-26 2021-07-01 浜松ホトニクス株式会社 測距イメージセンサ及びその製造方法
WO2021131641A1 (ja) * 2019-12-26 2021-07-01 浜松ホトニクス株式会社 測距イメージセンサ
JP2021150359A (ja) * 2020-03-17 2021-09-27 株式会社東芝 光検出素子、光検出システム、ライダー装置、および移動体
JP6913793B1 (ja) * 2020-05-08 2021-08-04 浜松ホトニクス株式会社 光センサ
WO2022210149A1 (ja) * 2021-03-30 2022-10-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 固体撮像素子および固体撮像素子の製造方法
JP7466493B2 (ja) * 2021-04-28 2024-04-12 株式会社東芝 光検出器、光検出システム、ライダー装置、及び移動体
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
CN115706176B (zh) * 2021-08-09 2023-12-12 北京一径科技有限公司 光电探测器、设备及存储介质
CN115706175B (zh) * 2021-08-09 2024-02-27 北京一径科技有限公司 光电探测阵列、光电探测器、及激光雷达
CN115706177A (zh) * 2021-08-09 2023-02-17 北京一径科技有限公司 光电探测阵列、光电探测器装置、设备及存储介质
CN114284432A (zh) * 2021-12-14 2022-04-05 武汉新芯集成电路制造有限公司 多晶硅电阻器件及其制作方法、光子检测器件及其制作方法
WO2023190407A1 (ja) * 2022-03-29 2023-10-05 ラピスセミコンダクタ株式会社 半導体装置、固体撮像装置
WO2023190406A1 (ja) * 2022-03-29 2023-10-05 ラピスセミコンダクタ株式会社 半導体装置、固体撮像装置
CN115172394A (zh) * 2022-07-12 2022-10-11 厦门市三安集成电路有限公司 一种半导体器件及其制作方法

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61114548A (ja) * 1984-11-09 1986-06-02 Res Dev Corp Of Japan 半導体素子分離帯の形成方法
JP2861119B2 (ja) 1989-10-13 1999-02-24 富士ゼロックス株式会社 イメージセンサの製造方法
JPH05102512A (ja) 1991-10-09 1993-04-23 Nikko Kyodo Co Ltd 半導体放射線検出器の製造方法
JPH07240534A (ja) * 1993-03-16 1995-09-12 Seiko Instr Inc 光電変換半導体装置及びその製造方法
JPH07221341A (ja) * 1993-12-08 1995-08-18 Nikon Corp 紫外線検出用シリコンアバランシェフォトダイオード
JPH07183568A (ja) * 1993-12-24 1995-07-21 Ricoh Co Ltd 受光素子
JP3607385B2 (ja) * 1995-11-24 2005-01-05 浜松ホトニクス株式会社 シリコンアバランシェフォトダイオード
JPH1146010A (ja) 1997-05-27 1999-02-16 Hamamatsu Photonics Kk アバランシェフォトダイオード
JP2001244494A (ja) * 2000-02-29 2001-09-07 Hamamatsu Photonics Kk 光追尾センサ
JP2001352094A (ja) 2000-04-06 2001-12-21 Hamamatsu Photonics Kk ホトダイオードアレイ
US6538299B1 (en) * 2000-10-03 2003-03-25 International Business Machines Corporation Silicon-on-insulator (SOI) trench photodiode
CN100446264C (zh) * 2000-10-19 2008-12-24 量子半导体有限公司 制作和cmos电路集成在一起的异质结光电二极管的方法
IES20010616A2 (en) 2001-06-28 2002-05-15 Nat Microelectronics Res Ct Microelectronic device and method of its manufacture
JP2003168818A (ja) * 2001-09-18 2003-06-13 Anritsu Corp 順メサ型アバランシェフォトダイオード及びその製造方法
JP4037367B2 (ja) 2002-02-08 2008-01-23 キネティック リミテッド 光検出器回路
GB0216075D0 (en) * 2002-07-11 2002-08-21 Qinetiq Ltd Photodetector circuits
JP2004273746A (ja) * 2003-03-07 2004-09-30 Hitachi Cable Ltd 発光ダイオードアレイ
US7576369B2 (en) * 2005-10-25 2009-08-18 Udt Sensors, Inc. Deep diffused thin photodiodes
JP2005045125A (ja) * 2003-07-24 2005-02-17 Hamamatsu Photonics Kk 光検出素子の製造方法
WO2005048319A2 (en) * 2003-11-06 2005-05-26 Yale University Large-area detector
KR101046817B1 (ko) * 2003-12-29 2011-07-06 크로스텍 캐피탈, 엘엘씨 센싱 감도를 개선하기 위한 이미지 센서 및 그 구동 방법
RU2290721C2 (ru) * 2004-05-05 2006-12-27 Борис Анатольевич Долгошеин Кремниевый фотоэлектронный умножитель (варианты) и ячейка для кремниевого фотоэлектронного умножителя
CN101002325B (zh) * 2004-07-28 2011-09-21 量子半导体有限公司 Cmos和沉积的光子有源层的单片式集成的布图
JP2006156837A (ja) 2004-11-30 2006-06-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体発光装置、発光モジュール、および照明装置
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
EP1679749A1 (en) * 2005-01-11 2006-07-12 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne Epfl - Sti - Imm - Lmis3 Semiconductor photodiode and method of making
RU2416840C2 (ru) * 2006-02-01 2011-04-20 Конинклейке Филипс Электроникс, Н.В. Лавинный фотодиод в режиме счетчика гейгера
ATE500621T1 (de) * 2006-04-25 2011-03-15 Koninkl Philips Electronics Nv Implementierung von lawinenfotodioden in (bi) cmos-verfahren

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016187041A (ja) 2016-10-27
US20130187251A1 (en) 2013-07-25
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US10396107B2 (en) 2019-08-27
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US20180331134A1 (en) 2018-11-15
CN101484999B (zh) 2011-09-14
JP2013048278A (ja) 2013-03-07
JP6134844B2 (ja) 2017-05-24
WO2008004547A1 (fr) 2008-01-10
US20110227183A1 (en) 2011-09-22
US10050069B2 (en) 2018-08-14
US8008741B2 (en) 2011-08-30
JP2014143443A (ja) 2014-08-07

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