WO2023058423A1 - 受光素子、測距装置、測距モジュール、電子機器、及び受光素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

計測精度を向上させること。　本技術は、発光素子から出射される出射光を透過させる光透過部（１１）と、外部からの入射光を受光する受光部（１２）と、半導体基板（１３）と、を備えており、前記光透過部（１１）と前記受光部（１２）との間に、光を感知しない不感領域（１４）が形成されている、受光素子（１）を提供する。また、本技術は、半導体基板（１３）の一方の面に受光部（１２）を積層することと、前記受光部（１２）が配されている側をリング形状にエッチングすることと、前記半導体基板（１３）を本固定基板に固定することと、前記受光部（１２）の外周囲及び略中央部をエッチングすることと、レーザリフトオフ法により前記本固定基板から前記半導体基板（１３）を剥離することと、を含む、受光素子（１）の製造方法を提供する。

Description

受光素子、測距装置、測距モジュール、電子機器、及び受光素子の製造方法

　本技術は、受光素子、測距装置、測距モジュール、電子機器、及び受光素子の製造方法に関する。

　従来、ＬｉＤＡＲスキャナやＴｏＦセンサなどにおいて、光源から物体に光が照射され、その散乱光や反射光を計測することで、物体までの距離や物体の形状などを算出する技術が用いられている。

　例えば特許文献１では、「出射光を発する発光部と、外部からの入射光を受光し前記入射光の光軸上に配置された前記出射光が通過する光通過部を有する受光部とを備えた受発光素子と、前記入射光の光軸付近の入射光を前記光軸から離間するように屈折させ前記受光部に入射させる光学素子とを具備する光結合素子」が開示されている。

国際公開第２０１８／０７９０９１号

　特許文献１では、Ｐ型半導体やＮ型半導体など、半導体の構成について開示されていない。また、発明者らは、光源からの出射光が受光部に侵入すると、この出射光がノイズとなり計測精度が低下することを見出した。

　そこで、本技術は、計測精度を向上させる受光素子、測距装置、測距モジュール、電子機器、及び受光素子の製造方法を提供することを主目的とする。

　本技術は、発光素子から出射される出射光を透過させる光透過部と、外部からの入射光を受光する受光部と、半導体基板と、を備えており、前記光透過部と前記受光部との間に、光を感知しない不感領域が形成されている、受光素子を提供する。
　前記不感領域は、絶縁膜を含んでよい。
　前記不感領域は、遮光膜を含んでよい。
　前記不感領域は、絶縁膜及び遮光膜を含んでよい。
　前記半導体基板には、はんだバンプが形成されていてよい。
　前記受光部側の反対側には、遮光層が形成されていてよい。
　前記光透過部は、側面断面視において、前記受光部側の反対側の直径が、前記受光部側の直径より小さく形成されていてよい。
　前記光透過部は、側面断面視において、階段状に形成されており、頂部を有していてよい。
　側面断面視において、前記受光部側の反対側に位置する第１の開口部の略中央又は前記発光素子と、前記頂部と、を結ぶ第１の直線が、前記第１の開口部の略中央又は前記発光素子と、前記受光部側に位置する第２の開口部の端部と、を結ぶ第２の直線よりも内側に位置してよい。
　前記光透過部は、側面断面視において、テーパー形状に形成されていてよい。
　前記光透過部は、透明又は半透明の透明材料により形成されていてよい。
　前記受光部は、平面視において、リング形状に形成されていてよい。
　前記受光部は、平面視において、複数の領域を有していてよい。
　前記受光部は、平面視において、４つ以上の領域を有していてよい。
　前記受光部は、平面視において、８つ以上の領域を有していてよい。
　前記受光部は、平面視において、複数の領域が縦横に並んで配されていてよい。
　また、本技術は、前記受光素子と、前記出射光を出射する発光素子と、を備えている、測距装置を提供する。
　また、本技術は、前記測距装置を備えている、測距モジュールを提供する。
　また、本技術は、前記測距装置を備えている、電子機器を提供する。
　また、本技術は、半導体基板の一方の面に受光部を積層することと、前記受光部が配されている側をリング形状にエッチングすることと、前記半導体基板を本固定基板に固定することと、前記受光部の外周囲及び略中央部をエッチングすることと、レーザリフトオフ法により前記本固定基板から前記半導体基板を剥離することと、を含む、受光素子の製造方法を提供する。

　本技術によれば、計測精度を向上させる受光素子、測距装置、測距モジュール、電子機器、及び受光素子の製造方法を提供できる。なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。

本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す平面図及び側面断面図である。 本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す平面図及び側面断面図である。 本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す平面図及び側面断面図である。 本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す平面図及び側面断面図である。 本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す平面図及び側面断面図である。 本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す平面図及び側面断面図である。 本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す平面図及び側面断面図である。 本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す側面断面図である。 本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す側面断面図である。 本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す側面断面図である。 本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す側面断面図である。 本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す平面図及び側面断面図である。 本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す側面断面図である。 本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す平面図である。 本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す平面図である。 本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す平面図である。 本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す平面図である。 本技術の一実施形態に係る測距装置１０の構成例を示す側面断面図である。 本技術の一実施形態に係る測距装置１０の構成例を示す側面断面図である。 本技術の一実施形態に係る測距モジュール１００の構成例を示す斜視図、平面図、及び側面断面図である。 本技術の一実施形態に係る電子機器２００の構成例を示す斜視図である。 本技術の比較例に係る受光素子１の構成例を示す側面断面図である。 本技術の比較例に係る受光素子１の構成例を示す側面断面図である。 本技術の比較例に係る受光素子１の構成例を示す側面断面図である。 本技術の比較例に係る受光素子１の構成例を示す側面断面図である。 本技術の比較例に係る受光素子１の構成例を示す側面断面図である。 本技術の比較例に係る受光素子１の構成例を示す側面断面図である。 本技術の比較例に係る受光素子１の構成例を示す側面断面図である。 本技術の比較例に係る受光素子１の構成例を示す側面断面図である。 本技術の比較例に係る受光素子１の構成例を示す側面断面図である。 本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す側面断面図である。 本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す側面断面図である。 本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す側面断面図である。 本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す側面断面図である。 本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す側面断面図である。 本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す側面断面図である。 本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す側面断面図である。 本技術の一実施形態に係る受発光素子３の構成例を示す側面断面図である。 本技術の比較例に係る受発光素子の構成例を示す側面断面図である。 本技術の一実施形態に係る受発光素子３の構成例を示す平面図である。 本技術の一実施形態に係る受発光素子３の構成例を示す平面図である。 本技術の一実施形態に係る受発光素子３の構成例を示す平面図である。 本技術の一実施形態に係る受光素子１及び発光素子２の動作タイミングの一例を示す説明図である。 本技術の一実施形態に係る受発光素子３の構成例を示す側面断面図である。

　以下、本発明を実施するための好適な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本発明の範囲が限定されることはない。また、本発明は、下記の実施例及びその変形例のいずれかを組み合わせることができる。

　以下の実施形態の説明において、略平行、略直交のような「略」を伴った用語で構成を説明することがある。例えば、略平行とは、完全に平行であることを意味するだけでなく、実質的に平行である、すなわち、完全に平行な状態から例えば数％程度ずれた状態を含むことも意味する。他の「略」を伴った用語についても同様である。また、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。

　特に断りがない限り、図面において、「上」とは図中の上方向又は上側を意味し、「下」とは、図中の下方向又は下側を意味し、「左」とは図中の左方向又は左側を意味し、「右」とは図中の右方向又は右側を意味する。また、図面については、同一又は同等の要素又は部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

　説明は以下の順序で行う。
　１．第１の実施形態（受光素子の例１）
　２．第２の実施形態（受光素子の例２）
　３．第３の実施形態（受光素子の例３）
　４．第４の実施形態（受光素子の例４）
　５．第５の実施形態（受光素子の例５）
　６．第６の実施形態（受光素子の例６）
　７．第７の実施形態（受光素子の例７）
　８．第８の実施形態（受光素子の例８）
　９．第９の実施形態（受光素子の例９）
　１０．第１０の実施形態（受光素子の例１０）
　１１．第１１の実施形態（受光素子の例１１）
　１２．第１２の実施形態（受光素子の例１２）
　１３．第１３の実施形態（受光素子の例１３）
　１４．第１４の実施形態（測距装置の例）
　１５．第１５の実施形態（受発光素子の例１）
　１６．第１６の実施形態（受発光素子の例２）
　１７．第１７の実施形態（測距モジュールの例）
　１８．第１８の実施形態（電子機器の例）
　１９．第１９の実施形態（受光素子の製造方法の例）

［１．第１の実施形態（受光素子の例１）］
　本技術の一実施形態に係る受光素子は、発光素子から出射される出射光を透過させる光透過部と、外部からの入射光を受光する受光部と、半導体基板と、を備えており、前記光透過部と前記受光部との間に、光を感知しない不感領域が形成されている、受光素子である。

　本技術の一実施形態に係る受光素子について図１を参照しつつ説明する。図１Ａは、本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す平面図である。図１Ｂは、本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す側面断面図である。

　図１に示されるとおり、本技術の一実施形態に係る受光素子１は、発光素子から出射される出射光を透過させる光透過部１１と、外部からの入射光を受光する受光部１２と、半導体基板１３と、を備えている。光透過部１１と受光部１２との間に、光を感知しない不感領域１４が形成されている。

　受光部１２は、半導体基板１３の一方の面に配されている。受光部１２は、Ｐ型半導体である。半導体基板１３は、Ｎ型半導体である。受光部１２及び半導体基板１３の間に、第１の絶縁層１５が配されている。第１の絶縁層１５は、Ｉ型半導体である。受光素子１は、一般的にＰＩＮダイオードと呼ばれている。なお、受光素子１は、Ｉ型半導体が省略されたＰＮ半導体であってもよい。

　受光部１２は、平面視において、リング形状に形成されている。なお、受光部１２の形状はこれに限定されない。受光部１２の形状は、平面視において、例えば楕円のリング形状や、矩形などであってよい。矩形には、例えば正方形、長方形、角が丸くされた正方形、及び角が丸くされた長方形などが含まれる。さらに、受光部１２の形状は、三角形、五角形、六角形などの多角形であってよい。

　受光部１２の外側に、第２の絶縁層１６が配されている。つまり、第２の絶縁層１６、受光部１２、及び半導体基板１３が、この順に積層されている。これにより、受光部１２に水分や不純物などが付着することが防止できる。第２の絶縁層１６は、例えば窒化シリコンなどを含む。

　光透過部１１は、発光素子（図示省略）からの出射光を透過させる。光透過部１１は、例えば貫通穴などであってよい。図１Ｂにおいて、前記発光素子は、光透過部１１の直下に配されることができる。前記発光素子から出射される出射光は、光透過部１１を透過して物体に照射される。受光部１２は、前記物体に光が照射されることにより生じる散乱光や反射光などの入射光を受光する。これにより、例えば前記物体までの距離などが計測できる。

　このとき、前記発光素子からの出射光が光透過部１１を透過する際に、前記出射光が受光部１２に侵入することがある。前記発光素子からの出射光の光量は、前記物体からの入射光の光量の数十倍である。そのため、前記発光素子からの出射光が受光部１２に侵入すると、前記出射光がノイズとなり、計測精度が低下するという問題がある。

　そのため、光透過部１１と受光部１２との間に、光を感知しない不感領域１４が形成されている。これにより、前記発光素子からの出射光が受光部１２に侵入することを防止できる。その結果、計測精度の低下を防止できる。

　不感領域１４の実施形態は特に限定されないが、例えば図１Ｂに示されるとおり、半導体基板１３の一部が不感領域１４として形成されていてよい。

　なお、光透過部１１は、透明又は半透明の透明材料により形成されていてよい。つまり、光透過部１１は、透明又は半透明の透明材料が貫通穴に充填されたものであってよい。前記透明材料の透過率は、例えば５０％以上であってよい。前記透明材料は、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、フォトレジスト樹脂などが用いられることができる。

　本技術の第１の実施形態に係る受光素子について説明した上記の内容は、技術的な矛盾が特にない限り、本技術の他の実施形態に適用できる。

［２．第２の実施形態（受光素子の例２）］
　前記不感領域は、絶縁膜を含んでいてよい。このことについて図２を参照しつつ説明する。図２Ａは、本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す平面図である。図２Ｂは、本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す側面断面図である。

　図２に示されるとおり、本技術の一実施形態に係る受光素子１において、不感領域１４は、絶縁膜１４１を含んでいる。これにより、前記発光素子からの出射光が受光部１２に侵入することを防止できる。その結果、計測精度の低下を防止できる。

　絶縁膜１４１は、第１の絶縁層１５及び／又は第２の絶縁層１６と同じ材料であってよい。この絶縁膜１４１は、例えば窒化膜や酸化膜などでありうる。

　本技術の第２の実施形態に係る受光素子について説明した上記の内容は、技術的な矛盾が特にない限り、本技術の他の実施形態に適用できる。

［３．第３の実施形態（受光素子の例３）］
　前記不感領域は、遮光膜を含んでいてよい。このことについて図３を参照しつつ説明する。図３Ａは、本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す平面図である。図３Ｂは、本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す側面断面図である。

　図３に示されるとおり、本技術の一実施形態に係る受光素子１において、不感領域１４は、遮光膜１４２を含んでいる。遮光層１７は、例えばアルミニウムや金などの金属を含む。

　遮光膜１４２のうち、受光する側に配されている部分は、平面視において外側方向に突出している。これにより、受光素子１の製造時において、位置が少しずれても確実に遮光膜１４２が形成できる。

　本技術の第３の実施形態に係る受光素子について説明した上記の内容は、技術的な矛盾が特にない限り、本技術の他の実施形態に適用できる。

［４．第４の実施形態（受光素子の例４）］
　前記不感領域は、絶縁膜及び遮光膜を含んでいてよい。このことについて図４を参照しつつ説明する。図４Ａは、本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す平面図である。図４Ｂは、本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す側面断面図である。

　図４に示されるとおり、本技術の一実施形態に係る受光素子１において、不感領域１４は、絶縁膜１４１及び遮光膜１４２を含んでいる。遮光膜１４２のうち、受光する側に配されている部分は、平面視において外側方向に突出している。これにより、受光素子１の製造時において、位置が少しずれても確実に遮光膜１４２が形成できる。

　なお、図４Ｂにおいて、光透過部１１、絶縁膜１４１、及び遮光膜１４２がこの順に配されているが、この順に限られない。図示を省略するが、例えば、光透過部１１、遮光膜１４２、及び絶縁膜１４１がこの順に配されていてもよい。

　本技術の第４の実施形態に係る受光素子について説明した上記の内容は、技術的な矛盾が特にない限り、本技術の他の実施形態に適用できる。

［５．第５の実施形態（受光素子の例５）］
　前記半導体基板には、はんだバンプが形成されていてよい。このことについて図５を参照しつつ説明する。図５Ａは、本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す平面図である。図５Ｂは、本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す側面断面図である。

　図５に示されるとおり、半導体基板１３には、はんだバンプ１８が形成されている。はんだバンプ１８は、受光部側に形成されてもよいし、受光部側の反対側に形成されてもよい。はんだバンプ１８は、受光素子１と回路基板（図示省略）とを電気的に接続する。はんだバンプ１８は、はんだボールが半導体基板１３に搭載され、溶融されることにより形成されることができる。はんだボールは、例えば金錫（ＡｕＳｎ）、錫銀（ＳｎＡｇ）、錫銀銅（ＳｎＡｇＣｕ）合金などからなる。

　はんだバンプ１８が形成されていることにより、受光素子１の製造工程において、はんだの表面張力を利用したセルフアライメント実装が行われ、μｍ単位で簡単かつ確実に位置合わせが可能となる。

　はんだバンプ１８は、１つの受光素子１に対して２つ以上形成されていることが好ましい。図５Ａでは、半導体基板１３の四方の角にはんだバンプ１８が形成されているが、四方のうちいずれか２つの角にはんだバンプ１８が形成されていてもよい。これにより、アノードとカソードの電気信号が取得できる。

　はんだバンプ１８は、１つの受光素子１に対して３つ以上形成されていることがより好ましい。図５Ａでは、半導体基板１３の四方の角にはんだバンプ１８が形成されているが、四方のうちいずれか３つの角にはんだバンプ１８が形成されていてもよい。これにより、図５Ａにおける上下方向及び左右方向の位置合わせが簡単かつ確実に可能となる。

　本技術の第５の実施形態に係る受光素子について説明した上記の内容は、技術的な矛盾が特にない限り、本技術の他の実施形態に適用できる。

［６．第６の実施形態（受光素子の例６）］
　前記受光部側の反対側には、遮光層が形成されていてよい。このことについて図６を参照しつつ説明する。図６Ａは、本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す平面図である。図６Ｂは、本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す側面断面図である。

　図６に示されるとおり、受光部１２側の反対側には、遮光層１７が形成されている。遮光層１７は、例えばアルミニウムや金などの金属を含む。遮光層１７の厚さは、例えば１μｍ以下であってよい。

　受光素子１の厚み方向の長さが例えば２０～３０μｍ程度に薄い場合、受光部１２側の反対側に配される発光素子（図示省略）からの所定の波長を有する出射光が、半導体基板１３を通過して受光部１２に侵入することがある。遮光層１７が形成されていることにより、前記発光素子からの出射光が受光部１２に侵入することを防止できる。その結果、計測精度の低下を防止できる。

　本技術の第６の実施形態に係る受光素子について説明した上記の内容は、技術的な矛盾が特にない限り、本技術の他の実施形態に適用できる。

［７．第７の実施形態（受光素子の例７）］
　前記光透過部は、側面断面視において、前記受光部側の反対側の直径が、前記受光部側の直径より小さく形成されていてよい。このことについて図７を参照しつつ説明する。図７Ａは、本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す平面図である。図７Ｂは、本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す側面断面図である。

　図７Ｂに示されるとおり、光透過部１１は、側面断面視において、受光部１２側の反対側の直径ｒ１が、受光部１２側の直径ｒ２より小さく形成されている。これにより、受光部１２側の反対側に配されている発光素子（図示省略）からの出射光が受光部１２に侵入することを防止できる。

　その理由について説明する。発光素子からの出射光は平行光であることが理想的である。しかし、指向性が非常に高い発光素子であっても、数度の勾配を有するわずかに広がった出射光になりうる。そのため、発光素子からの出射光が受光部１２に直接入射するおそれがある。

　ところが、受光部１２側の反対側、つまり発光素子側の直径ｒ２が小さく形成されていることにより、わずかに広がった出射光が光透過部１１の内壁に接触することでその広がりが除去される。その結果、発光素子からの出射光が受光部１２に侵入することを防止できる。

　さらに、光透過部１１は、側面断面視において、階段状に形成されており、頂部１１３を有している。これにより、わずかに広がった出射光が頂部１１３などに接触することでその広がりが除去される。その結果、発光素子からの出射光が受光部１２に侵入することを防止できる。

　特に、側面断面視において、前記受光部側の反対側に位置する第１の開口部の略中央又は前記発光素子と、前記頂部と、を結ぶ第１の直線が、前記第１の開口部の略中央又は前記発光素子と、前記受光部側に位置する第２の開口部の端部と、を結ぶ第２の直線よりも内側に位置することが好ましい。このことについて図８を参照しつつ説明する。図８は、本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す側面断面図である。

　図８Ａに示される実施形態においては、側面断面視において、受光部１２側の反対側に位置する第１の開口部１１１の略中央と、頂部１１３と、を結ぶ第１の直線Ｌ１が、第１の開口部１１１の略中央と、受光部１２側に位置する第２の開口部１１２の端部と、を結ぶ第２の直線Ｌ２よりも内側に位置している。

　図８Ｂに示される実施形態においては、側面断面視において、受光部１２側の反対側に位置する発光素子２と、頂部１１３と、を結ぶ第１の直線Ｌ１が、発光素子２と、受光部１２側に位置する第２の開口部１１２の端部と、を結ぶ第２の直線Ｌ２よりも内側に位置している。

　これにより、わずかに広がった出射光が頂部１１３などに接触することでその広がりが除去される。その結果、発光素子からの出射光が受光部１２に侵入することを防止できる。

　なお、本実施形態では、光透過部１１は１つの頂部１１３を有しているが、頂部１１３の数は１つに限定されない。光透過部１１は、複数の段からなる階段状に形成されていてよい。

　また、詳細については後述するが、光透過部１１が階段状に形成されていることにより、幅方向の長さが１００μｍ以下の非常に小さな受光素子１の製造が可能となる。

　本技術の第７の実施形態に係る受光素子について説明した上記の内容は、技術的な矛盾が特にない限り、本技術の他の実施形態に適用できる。

［８．第８の実施形態（受光素子の例８）］
　前記光透過部は、側面断面視において、前記受光部側の反対側の直径が、前記受光部側の直径より小さく形成されていてよい。さらに、前記光透過部は、側面断面視において、テーパー形状に形成されていてよい。このことについて図９を参照しつつ説明する。図９は、本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す側面断面図である。

　図９に示されるとおり、光透過部１１は、側面断面視において、受光部１２側の反対側の直径ｒ１が、受光部１２側の直径ｒ２より小さく形成されている。さらに、光透過部１１は、側面断面視において、テーパー形状に形成されている。これにより、受光部１２側の反対側に配されている発光素子（図示省略）からの出射光が受光部１２に侵入することを防止できる。

　光透過部１１の勾配は、受光素子（図示省略）からの出射光の勾配よりも大きいことが好ましい。特には、光透過部１１の勾配は、前記出射光の勾配よりも０から１０度の範囲内で大きいことが好ましい。

　本技術の第８の実施形態に係る受光素子について説明した上記の内容は、技術的な矛盾が特にない限り、本技術の他の実施形態に適用できる。

［９．第９の実施形態（受光素子の例９）］
　前記光透過部は、側面断面視において、前記受光部側の反対側の直径が、前記受光部側の直径より小さく形成されており、前記不感領域は、遮光膜を含んでいてよい。このことについて図１０を参照しつつ説明する。図１０は、本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す側面断面図である。

　図１０に示されるとおり、光透過部１１は、側面断面視において、受光部１２側の反対側の直径ｒ１が、受光部１２側の直径ｒ２より小さく形成されている。光透過部１１は、階段状に形成されており、頂部１１３を有している。

　不感領域１４は、遮光膜１４２を含んでいる。上述したように、わずかに広がった出射光が頂部１１３などに接触することでその広がりが除去される。そのため、遮光膜１４２は受光部１２の近傍に形成されればよい。第３及び第４の実施形態と異なり、遮光膜１４２は受光部１２側の反対側には形成されなくてよい。

　本技術の第９の実施形態に係る受光素子について説明した上記の内容は、技術的な矛盾が特にない限り、本技術の他の実施形態に適用できる。

［１０．第１０の実施形態（受光素子の例１０）］
　前記光透過部は、側面断面視において、前記受光部側の反対側の直径が、前記受光部側の直径より小さく形成されており、前記不感領域は、絶縁膜及び遮光膜を含んでいてよい。このことについて図１１を参照しつつ説明する。図１１は、本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す側面断面図である。

　図１１に示されるとおり、光透過部１１は、側面断面視において、受光部１２側の反対側の直径ｒ１が、受光部１２側の直径ｒ２より小さく形成されている。光透過部１１は、階段状に形成されており、頂部１１３を有している。

　不感領域１４は、絶縁膜１４１及び遮光膜１４２を含んでいる。上述したように、わずかに広がった出射光が頂部１１３などに接触することでその広がりが除去される。そのため、絶縁膜１４１及び遮光膜１４２は受光部１２の近傍に形成されればよい。第４の実施形態と異なり、絶縁膜１４１及び遮光膜１４２は受光部１２側の反対側には形成されなくてよい。

　本技術の第１０の実施形態に係る受光素子について説明した上記の内容は、技術的な矛盾が特にない限り、本技術の他の実施形態に適用できる。

［１１．第１１の実施形態（受光素子の例１１）］
　前記光透過部は、側面断面視において、前記受光部側の反対側の直径が、前記受光部側の直径より小さく形成されており、前記半導体基板には、はんだバンプが形成されていてよい。このことについて図１２を参照しつつ説明する。図１２Ａは、本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す平面図である。図１２Ｂは、本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す側面断面図である。

　図１２Ｂに示されるとおり、光透過部１１は、側面断面視において、受光部１２側の反対側の直径ｒ１が、受光部１２側の直径ｒ２より小さく形成されている。光透過部１１は、階段状に形成されており、頂部１１３を有している。

　半導体基板１３には、はんだバンプ１８が形成されている。はんだバンプ１８は、受光部側に形成されてもよいし、受光部側の反対側に形成されてもよい。はんだバンプ１８は、受光素子１と回路基板（図示省略）とを電気的に接続する。はんだバンプ１８は、はんだボールが半導体基板１３に搭載され、溶融されることにより形成されることができる。はんだボールは、例えば金錫（ＡｕＳｎ）、錫銀（ＳｎＡｇ）、錫銀銅（ＳｎＡｇＣｕ）合金などからなる。

　はんだバンプ１８が形成されていることにより、半導体の製造工程において、はんだの表面張力を利用したセルフアライメント実装が行われ、μｍ単位で簡単かつ確実に位置合わせが可能となる。

　はんだバンプ１８は、１つの受光素子１に対して２つ以上形成されていることが好ましい。図１２Ａでは、半導体基板１３の四方の角にはんだバンプ１８が形成されているが、四方のうちいずれか２つの角にはんだバンプ１８が形成されていてもよい。これにより、アノードとカソードの電気信号が取得できる。

　はんだバンプ１８は、１つの受光素子１に対して３つ以上形成されていることがより好ましい。図１２Ａでは、半導体基板１３の四方の角にはんだバンプ１８が形成されているが、四方のうちいずれか３つの角にはんだバンプ１８が形成されていてもよい。これにより、図１２Ａにおける上下方向及び左右方向の位置合わせが簡単かつ確実に可能となる。

　本技術の第１１の実施形態に係る受光素子について説明した上記の内容は、技術的な矛盾が特にない限り、本技術の他の実施形態に適用できる。

［１２．第１２の実施形態（受光素子の例１２）］
　前記光透過部は、側面断面視において、前記受光部側の反対側の直径が、前記受光部側の直径より小さく形成されており、前記受光部側の反対側には、遮光層が形成されていてよい。このことについて図１３を参照しつつ説明する。図１３は、本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す側面断面図である。

　図１３に示されるとおり、光透過部１１は、側面断面視において、受光部１２側の反対側の直径ｒ１が、受光部１２側の直径ｒ２より小さく形成されている。光透過部１１は、階段状に形成されており、頂部１１３を有している。

　受光部１２側の反対側には、遮光層１７が形成されている。遮光層１７は、例えばアルミニウムや金などの金属を含む。遮光層１７の厚さは、例えば１μｍ以下であってよい。

　受光素子１の厚み方向の長さが例えば２０～３０μｍ程度に薄い場合、受光部１２側の反対側に配される発光素子（図示省略）からの所定の波長を有する出射光が、半導体基板１３を通過して受光部１２に侵入することがある。遮光層１７が形成されていることにより、前記発光素子からの出射光が受光部１２に侵入することを防止できる。その結果、計測精度の低下を防止できる。

　本技術の第１２の実施形態に係る受光素子について説明した上記の内容は、技術的な矛盾が特にない限り、本技術の他の実施形態に適用できる。

［１３．第１３の実施形態（受光素子の例１３）］
　前記受光部は、平面視において、複数の領域を有していてよい。このことについて図１４を参照しつつ説明する。図１４は、本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す平面図である。

　図１４に示されるとおり、受光部１２は、平面視において、複数の領域を有している。前記領域の数は特に限定されない。この図に示されるとおり、受光部１２は、平面視において、４つ以上の領域を有していてよい。これにより、対象の物体が傾いて配置されている場合、物体からの散乱光又は反射光の光軸が、受光素子からの出射光の光軸と異なる。受光部１２が有する複数の領域のうち、特定の領域が受光する光量が特に大きくなる。その結果、物体の傾きの度合いがわかる。

　他の実施例について図１５を参照しつつ説明する。図１５は、本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す平面図である。

　図１５に示されるとおり、受光部１２は、平面視において、８つ以上の領域を有していてよい。特に、受光部１２は、内側に４つ以上の領域を有しており、外側に４つ以上の領域を有していてよい。これにより、対象の物体の表面状態が判定できる。特に、対象の物体の表面が鏡面であるか粗面であるかが判定できる。鏡面であれば、受光部１２が有する内側の領域１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが受光する光量が外側の領域１２ｅ、１２ｆ、１２ｇ、１２ｈが受光する光量よりも大きくなりうる。粗面であれば、内側の領域１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ及び外側の領域１２ｅ、１２ｆ、１２ｇ、１２ｈが受光する光量が略同一となる。内側の領域１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが受光する光量と、外側の領域１２ｅ、１２ｆ、１２ｇ、１２ｈが受光する光量とを比較することにより、鏡面であるか粗面であるかが判定できる。

　他の実施例について図１６を参照しつつ説明する。図１６は、本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す平面図である。

　図１６に示されるとおり、受光部１２は、平面視において、複数の領域が縦横に並んでイメージセンサの画素のように配されている。これにより、対象の物体の傾きの度合いや表面状態が詳細に判定できる。

　他の実施例について図１７を参照しつつ説明する。図１７は、本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す平面図である。

　図１７に示されるとおり、受光部１２は、平面視において、複数の領域を有しており、前記複数の領域の間には貫通穴１１４が形成されている。光透過部１１を構成する貫通穴１１４が上下左右に延びている。なお、貫通穴１１４の数、幅、及び深さなどは特に限定されない。

　受光部１２が複数の領域を有していることにより、対象の物体の傾きの度合いや表面状態がわかる。

　本技術の第１３の実施形態に係る受光素子について説明した上記の内容は、技術的な矛盾が特にない限り、本技術の他の実施形態に適用できる。

［１４．第１４の実施形態（測距装置の例）］
　本技術の一実施形態に係る測距装置は、前記受光素子と、前記出射光を出射する発光素子と、を備えている、測距装置である。

　本技術の一実施形態に係る測距装置について図１８を参照しつつ説明する。図１８は、本技術の一実施形態に係る測距装置１０の構成例を示す側面断面図である。

　図１８に示されるとおり、本技術の一実施形態に係る測距装置１０は、受光素子１と、出射光を出射する発光素子２と、を備えている。

　受光素子１は、上述した他の実施形態に係る受光素子を適用できる。発光素子２は、例えば垂直共振器面発光レーザ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER：VCSEL）などが適用できる。受光素子１及び発光素子２は、略同軸上に積層一体化して、例えばフォトディテクタなどとして形成されることができる。

　前記測距装置の他の実施例について図１９を参照しつつ説明する。図１９は、本技術の一実施形態に係る測距装置１０の構成例を示す側面断面図である。

　図１９に示されるとおり、測距装置１０は、受発光素子３と、レンズ基板４０と、マザー基板６０と、を備える。レンズ基板４０は、例えば石英などで形成される。レンズは、樹脂、アクリル、または石英などで形成される。受発光素子３とレンズ基板４０は光透過可能な接着層４１によって貼りあわされている。受発光素子３は、マザー基板６０にバンプ５１を介して電気的に接続されている。

　受光素子１及び配線層４５はバンプ５４及び接続孔４２を介して電気的に接続されている。配線層４５とマザー基板６０とはパッド部４７及びバンプ５１を介して電気的に接続されている。

　発光素子２はバンプ５２及びパッド部４７を介して配線層４５と電気的に接続されている。配線層４５はパッド部４７及びバンプ５１を介してマザー基板６０と電気的に接続されている。

　絶縁層４３は光が透過可能となっている。絶縁層４４は、発光部２１に対応する領域が貫通穴４９になっており光が透過可能となっている。発光部２１、貫通穴４９、及び光透過部１１は光軸上に位置するように配置される。

　各構成要素の設計例を挙げると、受光素子１のサイズ：１４０μｍ、受光素子１の厚さ：３０μｍ、光透過部１１の直径：Φ３０μｍ、発光素子２のサイズ：１００μｍ、発光素子２の厚さ：３０μｍでありうる。

　なお、図示を省略するが、測距装置１０は回路基板を備えていてよい。前記回路基板は、発光制御部（LDD：レーザーダイオードドライバ）、トランスインピーダンスアンプ（TIA）、時間計測部（TDC：Time to Digital Converter）、距離算出部、シリアライザ、及びデシリアライザなどを備えることができる。前記発光制御部は、発光素子２の発光を制御する。時間計測部は、発光素子２が出射光を出射してから受光素子１が散乱光又は反射光を受けるまでの時間を計測する。距離算出部は、時間計測部によって計測された時間に基づいて、光が照射された物体までの距離を算出する。

　本技術の第１４の実施形態に係る測距装置について説明した上記の内容は、技術的な矛盾が特にない限り、本技術の他の実施形態に適用できる。

［１５．第１５の実施形態（受発光素子の例１）］
　本技術の一実施形態に係る受発光素子は、前記受光素子と、前記出射光を出射する発光素子と、を備えており、前記受光素子と、前記発光素子と、が積層されている、受発光素子である。

　本技術の一実施形態に係る受発光素子について図３８を参照しつつ説明する。図３８は、本技術の一実施形態に係る受発光素子３の構成例を示す側面断面図である。図３８に示されるとおり、受光素子１と、発光素子２と、が積層されて受発光素子３を構成している。これにより、受光素子１と発光素子２との距離が近くなる。さらに、受光素子１が備える受光部１２が受光する入射光Ｉの波長域と、発光素子２が備える発光部２１が出射する出射光Ｏの波長域と、が略同一である。その結果、光の利用効率が向上する。シミュレーション結果によれば、光の利用効率が約３０％から約５７％に向上したことが確認できた。本技術によれば、略同一波長で一軸同方向を実現できる。そのため、受発光素子３は、測距モジュールに限られず、あらゆる電子機器に備えられることができる。

　図３９は、本技術の比較例に係る受発光素子の構成例を示す側面断面図である。図３９に示されるとおり、比較例では、受光素子１と発光素子２とがマザー基盤６０に対して並んで配置されている。そのため、図３８に示されている、本技術の一実施形態に係る受発光素子３よりもフットプリントが大きくなっている。本技術によれば、フットプリントを小さくすることができる。

　受光素子１と発光素子２とを積層させる方法は特に限定されない。例えば、図２８に示されるように受光素子１を仮固定基板８１に仮固定して、受光素子１に所定の加工をした後、受光素子１に発光素子２を接着させてよい。

　図４０は、本技術の一実施形態に係る受発光素子３の構成例を示す平面図である。図４０に示されるとおり、受光素子１と発光素子２とが積層されている。受光素子１の略中央には、発光素子２から出射される出射光を透過させる光透過部１１が形成されている。図示を省略するが、光透過部１１の内周囲に、不感領域１４（図１参照）が形成されていてよい。

　受光素子１と発光素子２とのそれぞれに、はんだバンプ１８が形成されている。はんだバンプ１８は、受光素子１と発光素子２とを電気的に接続する。はんだバンプ１８が形成されていることにより、受光素子１の製造工程において、はんだの表面張力を利用したセルフアライメント実装が行われ、μｍ単位で簡単かつ確実に位置合わせが可能となる。

　なお、複数のはんだバンプ１８のうち少なくとも１つが、電気的特性を有さないダミーのはんだバンプであってよい。このダミーのはんだバンプは、μｍ単位で簡単かつ確実な位置合わせを可能とする。

　フットプリントを小さくするために、受光素子１のサイズと発光素子２のサイズとの差分が小さいことが好ましい。このことについて図４１及び図４２を参照しつつ説明する。図４１及び図４２は、本技術の一実施形態に係る受発光素子３の構成例を示す平面図である。

　図４１及び図４２において、第１のはんだバンプ１８１と第４のはんだバンプ１８４とは、発光素子２に形成されている。第２のはんだバンプ１８２と第３のはんだバンプ１８３とは、受光素子１に形成されている。

　図４１において、受光素子１との接触を防止するために、第１のはんだバンプ１８１と第４のはんだバンプ１８４とのそれぞれの外周囲には隙間が形成されている。言い換えると、第１のはんだバンプ１８１と第４のはんだバンプ１８４とのそれぞれは、受光素子１に貫通して形成されており、その外周囲には隙間が形成されている。

　図４２において、受光素子１との接触を防止するために、第１のはんだバンプ１８１と第４のはんだバンプ１８４とのそれぞれの外周囲には受光素子１が形成されていない。

　このとき、受光素子１が入射光を感知するタイミングと、発光素子２が出射光を出射するタイミングと、が異なっていてよい。このことについて図４３を参照しつつ説明する。図４３は、本技術の一実施形態に係る受光素子１及び発光素子２の動作タイミングの一例を示す説明図である。

　図４３において、受光素子１が入射光を感知するタイミングを示す第１の波形Ｐ１と、発光素子２が出射光を出射するタイミングを示す第２の波形Ｐ２と、が示されている。横軸は時間ｔを示している。第１の波形Ｐ１がＨｉｇｈのとき、受光素子１が入射光を感知する。第２の波形Ｐ２がＨｉｇｈのとき、発光素子２が出射光を出射する。例えばタイミングコントローラなどが用いられることにより、これが実現できる。受光素子１が入射光を感知するタイミングと、発光素子２が出射光を出射するタイミングと、が異なっていることにより、発光素子２からの出射光が光透過部１１を透過する際に、前記出射光が受光素子１に侵入しても、受光素子１は侵入した光を感知しない。これにより、計測精度の低下を防止できる。

　本技術の第１５の実施形態に係る受発光素子について説明した上記の内容は、技術的な矛盾が特にない限り、本技術の他の実施形態に適用できる。

［１６．第１６の実施形態（受発光素子の例２）］
　本技術の一実施形態に係る受発光素子は、導電層をさらに備えていてよい。このことについて図４４を参照しつつ説明する。図４４は、本技術の一実施形態に係る受発光素子３の構成例を示す側面断面図である。図４４に示されるとおり、受発光素子３は、導電層４をさらに備えている。受光素子１、導電層４、および発光素子２がこの順に積層されている。これにより、受光素子１に接続される回路を流れる信号と、発光素子２に接続される回路を流れる信号と、のクロストークを抑制できる。

　導電層４は、電気的導電性を有するものであればよい。導電層４として、例えば、無機系導電材料を含む無機導電層、有機系導電材料を含む有機導電層、無機系導電材料および有機系導電材料の両方を含む有機－無機導電層などを用いることができる。無機系導電材料および有機系導電材料は、粒子であってもよい。

　無機系導電材料としては、例えば、金属、金属酸化物などが挙げられる。ここで、金属には、半金属が含まれるものと定義する。金属としては、例えば、アルミニウム、銅、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、錫、コバルト、ロジウム、イリジウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、マンガン、モリブデン、タングステン、ニオブ、タンタル、チタン、ビスマス、アンチモン、鉛などの金属、またはこれらの合金などが挙げられるが、これに限定されるものではない。合金の具体例としては、ステンレス鋼（Stainless Used Steel：ＳＵＳ）、アルミニウム合金、マグネシウム合金、チタン合金等が挙げられる。金属酸化物としては、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化亜鉛、酸化インジウム、アンチモン添加酸化錫、フッ素添加酸化錫、アルミニウム添加酸化亜鉛、ガリウム添加酸化亜鉛、シリコン添加酸化亜鉛、酸化亜鉛－酸化錫系、酸化インジウム－酸化錫系、酸化亜鉛－酸化インジウム－酸化マグネシウム系などが挙げられるが、これに限定されるものではない。

　有機系導電材料としては、例えば、炭素材料、導電性ポリマーなどが挙げられる。炭素材料としては、例えば、カーボンブラック、炭素繊維、フラーレン、グラフェン、カーボンナノチューブ、カーボンマイクロコイル、ナノホーンなどが挙げられるが、これに限定されるものではない。導電性ポリマーとしては、例えば、置換または無置換のポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、およびこれらから選ばれる１種または２種からなる（共）重合体などを用いることができるが、これに限定されるものではない。

　本技術の第１６の実施形態に係る受発光素子について説明した上記の内容は、技術的な矛盾が特にない限り、本技術の他の実施形態に適用できる。

［１７．第１７の実施形態（測距モジュールの例）］
　本技術の一実施形態に係る測距モジュールは、前記測距装置を備えている、測距モジュールである。

　本技術の一実施形態に係る測距モジュールについて図２０を参照しつつ説明する。図２０Ａは、本技術の一実施形態に係る測距モジュール１００の構成例を示す斜視図である。図２０Ｂは、本技術の一実施形態に係る測距モジュール１００の構成例を示す平面図である。図２０Ｃは、本技術の一実施形態に係る測距モジュール１００の構成例を示す側面断面図である。図２０に示されるとおり、基板１０１が、球（地球）の経線（子午線）を構成するように配置されている。測距モジュール１００は、上下に少し潰れた提灯のような形状に構成されている。すなわち、基板１０１が、上下に少し潰れた球状（略球状）のベース部材に、いわば巻き付けるように配置されている。これにより、基板１０１の短冊領域１０２が経線を構成するような略球状の測距モジュール１００が構成されている。なお、図が煩雑になるのを避けるため、測距装置１０同士を接続する配線の図示を省略する。

　測距装置１０は、レンズが外側に向けられて基板１０１に配置されている。これにより、測距モジュール１００は、例えばＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging）スキャナなどとして用いられることができる。

　測距モジュール１００の組み立てについて説明する。測距装置１０が配置された基板１０１が、例えば凸形状や球形状などの曲面を有するベース部材に貼り付け固定される。位置決めは、例えば基板１０１に穴を設けて、ベース部材に突起などを設けて、嵌め合い位置決めにて行われることができる。その他、基板１０１及びベース部材の双方に穴を設けて、位置決め用のピンを用いて位置決め固定されてもよい。これにより、測距装置１０が有するレンズの光軸が、曲面に対する垂直方向に向く。その結果、それぞれの測距装置１０は該当方向の測距が可能となる。測距角度や分解能など、測距モジュール１００の主要な仕様は、測距装置１０の実装位置やピッチなどを変えることで、自在に設定できる。例えばある方向は高分解能で設定され、ある方向は低分解能で設定されることができる。

　ただし、例えば分解能１°以下の高分解能を持つ測距モジュール１００には、多数の測距装置１０が必要となる。例えば、縦横：０．１°の分解能にて全天球方向を測距する場合、おおよそ６５０万（＝３６００×１８００）個の測距装置１０が必要となる。このような高分解能が必要とされる場合、製造コストを低減するためにはベース部材を回転させる構造とすることが有効である。例えば、Ｈ(Horizontal)方向に１０°おき（３６ライン）、Ｖ(Vertical)方向に３．６°おき（５０個）に測距装置１０を実装し、実装位置を０．１°ずつオフセットさせ回転走査させる。これにより、０．１°の分解能を僅か１８００（＝３６×５０）個の測距装置１０にて実現できる。参考までに、このとき、１回転あたり３６００回（＝３６０°／０．１°）測距する。１測定あたり０．５ミリ秒が必要とすると、１回転あたり１．８（＝０．５ミリ秒×３６００回）秒にて回転させれば上記測定が可能となる。

　図示を省略するが、測距モジュール１００は、傘の骨組み状のベース部材に基板１０１を実装された実施形態であってよい。例えば、Ｈ方向を９０°おき（４ライン）、Ｖ方向に６°おき（３０個）に測距装置１０を実装し、実装位置を１．５°ずつオフセットさせ回転走査させる。その際に、一回転ごとに０．１°骨組みの角度を変えて回転させると、測距装置１０の数を１２０（４×３０）個に減らすことができる。参考までに、このとき、１回転あたり３６００回測距する。１測定あたり０．５ミリ秒が必要とすると、１回転あたり１．８（＝０．５ミリ秒×３６００回）秒にて回転させれば１５回転にて全方向スキャンが完了することになる。

　なお、測距モジュール１００の形状は、この提灯型に限定されない。測距モジュール１００の形状は、例えば一直線型、放射形、渦巻き型、又はジグザグ型などであってよい。

　本技術の第１７の実施形態に係る測距モジュールについて説明した上記の内容は、技術的な矛盾が特にない限り、本技術の他の実施形態に適用できる。

［１８．第１８の実施形態（電子機器の例）］
　本技術の一実施形態に係る電子機器は、前記測距装置又は前記受発光素子を備えている、電子機器である。

　本技術の一実施形態に係る電子機器について図２１を参照しつつ説明する。図２１は、本技術の一実施形態に係る電子機器２００の構成例を示す斜視図である。

　図２１に示されるとおり、複数の測距装置１０が格子状に配列された基板２０１が平面又は緩やかな曲面に貼り付けられた測距モジュール１００が、例えば車（電子機器）２００のバンパーやボディーなどに内蔵されている。これにより、車の車体そのものをセンサ化できる。線状の基板を軸状のベース部材に貼り、回転させれば、測距モジュール１００は細長で高精細なラインセンサー型となる。測距モジュール１００を車のワイパー、ホイール、タイヤなどに貼り付けることにより、車本体そのものの可動構造を活かしてスキャンする構成にすることもできる。測距モジュール１００を車内の天井に低密度で張り巡らせば、大型路線バスの乗客の動きなどを検知するセンサとしても活用できる。基板２０１を透明とした測距モジュール１００をフロント、リア、サイドガラスに貼れば、透過性を持った測距センサとしても活用できる。ベース部材として柔軟性のあるものを採用すると、自由に変形できる測距モジュール１００も実現できる。もちろん、測距装置１０を１個だけ用いると、非常に安価な一点測距モジュール１００としても機能する。

　その他、測距装置１０は、例えばデジタルカメラ、スマートフォン、タブレットなどの電子機器に備えられることができる。

　このように、本開示の技術は非常に設計自由度が高い。ベースとなる測距装置１０さえあれば、様々な顧客の要望に安価に応えることが可能となる。

　本技術の第１８の実施形態に係る電子機器について説明した上記の内容は、技術的な矛盾が特にない限り、本技術の他の実施形態に適用できる。

［１９．第１９の実施形態（受光素子の製造方法の例）］
［（１）比較例１］
　本技術の比較例として、一般的に行われている受光素子の製造方法について図２２及び２３を参照しつつ説明する。図２２及び２３は、本技術の比較例に係る受光素子１の構成例を示す側面断面図である。

　図２２に示されるとおり、受光素子１は、半導体基板１３の上に、受光部１２と、第１の絶縁層１５と、第２の絶縁層１６と、が形成されている。受光部１２は、リング形状に形成されている。なお、第１の絶縁層１５が形成されていない構成例においても、以下の製造方法が適用される。

　受光部１２の厚さは例えば５μｍ以下、第１の絶縁層１５は例えば５μｍ以下、第２の絶縁層１６は例えば１μｍ以下でありうる。

　図２３に示されるとおり、リング形状に形成されている受光部１２の略中央部に、ドライエッチングなどにより、光透過部１１として貫通穴が形成される

［（２）比較例２］
　ここで、従来の技術を用いた場合の、可能な限りサイズが小さい受光素子の製造について検討する。

　受光素子からの出射光は、一般的には直径がΦ２０μｍ程度、放射角が全角１５度程度である。なお、レンズなどを用いて出射光を平行光にした場合は、放射角はゼロに近くなる。

　一方、受光素子がＴｏＦセンサなどに適用される場合、対象の物体の表面が鏡面であれば、物体光の反射光はガウシアン分布に近くなり、光軸の中央付近のパワー密度が高くなる。そのため、受光素子及び受光部を可能な限り小さくして、受光感度や応答速度を高める必要がある。仮に受光部の直径が大きい場合、寄生容量が大きくなり、ピコＳｅｃ単位やナノＳｅｃ単位のパルス幅が短いパルスに受光部が反応することが困難になる。

　受光部の直径を可能な限り小さくするためには、光透過部の直径を例えばΦ５０μｍ以下程度まで小さくすることが求められる。

　しかし、受光部の直径を可能な限り小さくする場合、受光部の厚みや位置のばらつき、第１の絶縁層の厚みや位置のばらつき、光透過部の位置のばらつき、量産における歩留まりなどを考慮すると、製造が困難になるという問題がある。

　そこで、この問題を解決するための製造方法について図２４～２６を参照しつつ説明する。図２４～２６は、本技術の比較例に係る受光素子１の構成例を示す側面断面図である。

　図２４に示されるとおり、受光素子１は、半導体基板１３の上に、受光部１２と、第１の絶縁層１５と、第２の絶縁層１６と、が形成されている。受光部１２は、円形に形成されている。

　図２５に示されるとおり、円形に形成されている受光部１２の略中央部に、ドライエッチングなどにより、光透過部１１として貫通穴が形成される。

　次に、図２６に示されるとおり、光透過部１１の内壁に沿うように、遮光膜１４２が形成される。これにより、発光素子からの出射光が受光部１２に侵入することが防止できる。

　遮光膜１４２を確実に形成するためには、受光素子１の上面において、遮光膜１４２が光透過部１１の直径よりも大きく形成されることが好ましい。これにより、遮光膜１４２が形成されるときの位置のばらつきが生じても、遮光膜１４２が確実に形成されることができる。

　しかし、遮光膜１４２が光透過部１１の直径よりも大きく形成されていることにより、受光部１２の面積が小さくなり、受光部１２を有効に活用できないという問題が生じる。また、寄生容量が大きくなり、応答速度が低下するという問題も生じる。さらに、前処理として層間のリーク電流を抑制するための絶縁層を設ける場合、工程数が増加し、製造コストが増加するという問題も生じる。

［（３）比較例３］
　そこで、この問題を解決するための製造方法について図２７～３０を参照しつつ説明する。図２７～３０は、本技術の比較例に係る受光素子１の構成例を示す側面断面図である。

　図２７に示されるとおり、受光素子１は、半導体基板１３の上に、受光部１２と、第１の絶縁層１５と、第２の絶縁層１６と、が形成されている。受光部１２は、円形に形成されている。

　リング形状に形成されている受光部１２の略中央部に、ドライエッチングなどにより、光透過部１１として穴が形成されている。前記穴の深さは、完成したときの受光素子１の厚さよりも長いことが好ましい。

　次に、図２８に示されるとおり、受光素子１の上面を、仮固定基板８１及び仮固定接着剤８２により仮固定する。仮固定基板８１は、例えばガラスやサファイアなどが用いられることができる。

　次に、図２９に示されるとおり、半導体基板１３が薄くなるように研磨する。このとき、研磨したときの屑が穴１１に入ってしまうという問題が生じる。屑が穴１１に入ってしまうと、受光素子からの出射光が透過できない。よって、この受光素子１は無駄になり、製造コストが増加する。

　また、半導体基板１３を研磨するときに、穴１１を起点として半導体基板１３が欠けるという問題も生じる。

　次に、図３０に示されるとおり、受光素子１の下面を、本固定基板８３及び本固定接着剤８４により本固定する。仮固定基板８１及び本固定基板８３が受光素子１を挟んで圧力をかける。そして、仮固定基板８１及び仮固定接着剤８２を薬液や熱などにより除去する。

　仮固定基板８１及び本固定基板８３が受光素子１を挟んで圧力をかけるとき、本固定接着剤８４が穴１１の内部に侵入するおそれがある。侵入した本固定接着剤８４の除去は困難である。ドライエッチングなどにより上面から衝撃を与えて本固定接着剤８４を除去する場合、衝撃により受光素子１が損傷するおそれがある。本固定接着剤８４が穴１１の内部に残ると、受光素子からの出射光を乱反射してしまうという問題が生じる。

［（４）本技術の実施例］
　本技術の一実施形態に係る受光素子の製造方法は、半導体基板の一方の面に受光部を積層することと、前記受光部が配されている側をリング形状にエッチングすることと、前記半導体基板を本固定基板に固定することと、前記受光部の外周囲及び略中央部をエッチングすることと、レーザリフトオフ法により前記本固定基板から前記半導体基板を剥離することと、を含む、製造方法である。

　本技術の実施例について図３１～３７を参照しつつ説明する。図３１～３７は、本技術の一実施形態に係る受光素子１の構成例を示す側面断面図である。

　まず、図３１に示されるとおり、半導体基板１３の一方の面に、受光部１２及び第１の絶縁層１５がこの順に積層されて配される。

　次に、図３２に示されるとおり、受光部１２が配されている側をリング形状にエッチングする。受光部１２の外径は例えばΦ１００μｍ以下であり、好ましくはΦ８０μｍ以下であり、より好ましくはΦ６０μｍ以下でありうる。受光部１２の内径は例えばΦ５０μｍ以下であり、好ましくはΦ４５μｍ以下であり、より好ましくはΦ４０μｍ以下でありうる。エッチングする深さは、例えば１０～１５μｍでありうる。

　図示を省略するが、受光部１２は、半導体基板１３の上に、例えば１２５μｍのピッチでアレイ状に配されている。

　次に、図３３に示されるとおり、受光素子１の上面に第２の絶縁層１６が形成される。第２の絶縁層１６の厚さは、受光部１２の内壁においては、例えば１μｍ以下であってよい。

　次に、半導体基板１３を薄く研磨する。半導体基板１３の厚さは、例えば１００μｍ以下であり、好ましくは６０μｍ以下であり、より好ましくは３０μｍ以下でありうる。

　なお、受光部１２の内壁に遮光膜（図示省略）が形成されてもよい。遮光膜の厚さは、受光部１２の内壁においては、例えば１μｍ以下であってよい。

　次に、図３４に示されるとおり、仮固定接着剤８２を介して受光素子１の上面を仮固定基板８１に固定する。仮固定基板８１は、例えばガラスやサファイアなどが用いられることができる。仮固定基板８１の厚さは、例えば５００μｍ程度でありうる。

　次に、図３５に示されるとおり、半導体基板１３が薄くなるように研磨する。半導体基板１３の厚さは、例えば３０μｍ程度でありうる。

　次に、図３６に示されるとおり、本固定接着剤８４を介して半導体基板１３を本固定基板８３に固定する。そして、仮固定基板８１及び仮固定接着剤８２を薬液や熱などにより除去する。

　本固定基板８３は、例えばガラスやサファイアなどが用いられることができる。本固定基板８３の厚さは、例えば５００μｍ程度でありうる。本固定接着剤８４の厚さは、例えば１μｍ程度でありうる。

　次に、図３７に示されるとおり、受光部１２の外周囲をエッチングすることにより、アレイ状に配されている受光素子１を分離する。分離するときの幅は、例えば２０μｍ程度でありうる。

　また、分離と同時に、受光部１２の略中央部をエッチングすることにより、光透過部１１として穴を形成する。前記穴の直径は、例えばΦ３０μｍ程度でありうる。

　光透過部１１である穴は、側面断面視において、受光部１２側の反対側の直径ｒ１が、受光部１２側の直径ｒ２より小さく形成されている。前記穴は、側面断面視において、階段状に形成されており、頂部１１３を有している。

　最後に、本固定基板８３から受光素子１を剥離する。一般的に用いられているピックアンドプレースを用いて小さなサイズの受光素子をひとつずつ選別する場合、工程作業時間が長くなるという問題や、サイズが小さいことにより高精度の作業が求められるという問題がある。さらに、本技術では、受光素子１の略中央部に貫通穴が形成されているため、一般的に用いられている真空吸着ヘッドが用いることができない。

　そこで本技術では、レーザリフトオフ法により本固定基板８３から受光素子１を剥離する。レーザリフトオフ法とは、パルス発振の高密度紫外レーザ光を本固定基板８３に出射することにより受光素子１を剥離する技術である。例えば光軸の径が１００μｍのレーザ光が本固定基板８３に出射されると、前記レーザ光は本固定基板８３を透過して、対象の受光素子１のみを照射する。照射された受光素子１のみが本固定基板８３から剥離される。これにより、例えば１００μｍの小さなサイズの受光素子１が損傷することなく製造される。

　本技術の第１９の実施形態に係る受光素子の製造方法について説明した上記の内容は、技術的な矛盾が特にない限り、本技術の他の実施形態に適用できる。

　なお、本技術に係る実施形態は、上述した各実施形態及に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

　また、本技術は、以下のような構成を取ることもできる。
［１］
　発光素子から出射される出射光を透過させる光透過部と、
　外部からの入射光を受光する受光部と、
　半導体基板と、を備えており、
　前記光透過部と前記受光部との間に、光を感知しない不感領域が形成されている、受光素子。
［２］
　前記不感領域は、絶縁膜を含む、
　［１］に記載の受光素子。
［３］
　前記不感領域は、遮光膜を含む、
　［１］又は［２］に記載の受光素子。
［４］
　前記不感領域は、絶縁膜及び遮光膜を含む、
　［１］から［３］のいずれか一つに記載の受光素子。
［５］
　前記半導体基板には、はんだバンプが形成されている、
　［１］から［４］のいずれか一つに記載の受光素子。
［６］
　前記受光部側の反対側には、遮光層が形成されている、
　［１］から［５］のいずれか一つに記載の受光素子。
［７］
　前記光透過部は、側面断面視において、前記受光部側の反対側の直径が、前記受光部側の直径より小さく形成されている、
　［１］から［６］のいずれか一つに記載の受光素子。
［８］
　前記光透過部は、側面断面視において、階段状に形成されており、頂部を有している、
　［１］から［７］のいずれか一つに記載の受光素子。
［９］
　側面断面視において、前記受光部側の反対側に位置する第１の開口部の略中央又は前記発光素子と、前記頂部と、を結ぶ第１の直線が、前記第１の開口部の略中央又は前記発光素子と、前記受光部側に位置する第２の開口部の端部と、を結ぶ第２の直線よりも内側に位置する、
　［８］に記載の受光素子。
［１０］
　前記光透過部は、側面断面視において、テーパー形状に形成されている、
　［１］から［９］のいずれか一つに記載の受光素子。
［１１］
　前記光透過部は、透明又は半透明の透明材料により形成されている、
　［１］から［１０］のいずれか一つに記載の受光素子。
［１２］
　前記受光部は、平面視において、リング形状に形成されている、
　［１］から［１１］のいずれか一つに記載の受光素子。
［１３］
　前記受光部は、平面視において、複数の領域を有している、
　［１］から［１２］のいずれか一つに記載の受光素子。
［１４］
　前記受光部は、平面視において、４つ以上の領域を有している、
　［１］から［１３］のいずれか一つに記載の受光素子。
［１５］
　前記受光部は、平面視において、８つ以上の領域を有している、
　［１］から［１４］のいずれか一つに記載の受光素子。
［１６］
　前記受光部は、平面視において、複数の領域が縦横に並んで配されている、
　［１］から［１５］のいずれか一つに記載の受光素子。
［１７］
　［１］から［１６］のいずれか一つに記載の受光素子と、
　前記出射光を出射する発光素子と、を備えている、測距装置。
［１８］
　［１］から［１６］のいずれか一つに記載の受光素子と、
　前記出射光を出射する発光素子と、を備えており、
　前記受光素子と、前記発光素子と、が積層されている、受発光素子。
［１９］
　前期受光素子が受光する入射光の波長域と、前期発光素子が出射する出射光の波長域と、が略同一である、
　［１８］に記載の受発光素子。
［２０］
　前期受光素子が入射光を感知するタイミングと、前期発光素子が出射光を出射するタイミングと、が異なっている、
　［１８］又は［１９］に記載の受発光素子。
［２１］
　導電層をさらに備えており、
　前記受光素子、前記導電層、および前記発光素子がこの順に積層されている、
　［１８］から［２０］のいずれか一つに記載の受発光素子。
［２２］
　［１７］に記載の測距装置を備えている、測距モジュール。
［２３］
　［１７］に記載の測距装置を備えている、電子機器。
［２４］
　［１８］から［２１］のいずれか一つに記載の受発光素子を備えている、電子機器。
［２５］
　半導体基板の一方の面に受光部を積層することと、
　前記受光部が配されている側をリング形状にエッチングすることと、
　前記半導体基板を本固定基板に固定することと、
　前記受光部の外周囲及び略中央部をエッチングすることと、
　レーザリフトオフ法により前記本固定基板から前記半導体基板を剥離することと、を含む、受光素子の製造方法。

　１　受光素子
　１１　光透過部
　１１１　第１の開口部
　１１２　第２の開口部
　１１３　頂部
　１１４　貫通穴
　１２　受光部
　１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ　受光部が有する内側の領域
　１２ｅ、１２ｆ、１２ｇ、１２ｈ　受光部が有する外側の領域
　１３　半導体基板
　１４　不感領域
　１４１　絶縁膜
　１４２　遮光膜
　１５　第１の絶縁層
　１６　第２の絶縁層
　１７　遮光層
　２　発光素子
　２１　発光部
　３　受発光素子
　４　導電層
　１０　測距装置
　１８　はんだバンプ
　１００　測距モジュール
　２００　電子機器
　８１　仮固定基板
　８２　仮固定接着剤
　８３　本固定基板
　８４　本固定接着剤

Claims (20)

1. 　発光素子から出射される出射光を透過させる光透過部と、
   　外部からの入射光を受光する受光部と、
   　半導体基板と、を備えており、
   　前記光透過部と前記受光部との間に、光を感知しない不感領域が形成されている、受光素子。
2. 　前記不感領域は、絶縁膜を含む、
   　請求項１に記載の受光素子。
3. 　前記不感領域は、遮光膜を含む、
   　請求項１に記載の受光素子。
4. 　前記不感領域は、絶縁膜及び遮光膜を含む、
   　請求項１に記載の受光素子。
5. 　前記半導体基板には、はんだバンプが形成されている、
   　請求項１に記載の受光素子。
6. 　前記受光部側の反対側には、遮光層が形成されている、
   　請求項１に記載の受光素子。
7. 　前記光透過部は、側面断面視において、前記受光部側の反対側の直径が、前記受光部側の直径より小さく形成されている、
   　請求項１に記載の受光素子。
8. 　前記光透過部は、側面断面視において、階段状に形成されており、頂部を有している、
   　請求項１に記載の受光素子。
9. 　側面断面視において、前記受光部側の反対側に位置する第１の開口部の略中央又は前記発光素子と、前記頂部と、を結ぶ第１の直線が、前記第１の開口部の略中央又は前記発光素子と、前記受光部側に位置する第２の開口部の端部と、を結ぶ第２の直線よりも内側に位置する、
   　請求項８に記載の受光素子。
10. 　前記光透過部は、側面断面視において、テーパー形状に形成されている、
    　請求項１に記載の受光素子。
11. 　前記光透過部は、透明又は半透明の透明材料により形成されている、
    　請求項１に記載の受光素子。
12. 　前記受光部は、平面視において、リング形状に形成されている、
    　請求項１に記載の受光素子。
13. 　前記受光部は、平面視において、複数の領域を有している、
    　請求項１に記載の受光素子。
14. 　前記受光部は、平面視において、４つ以上の領域を有している、
    　請求項１に記載の受光素子。
15. 　前記受光部は、平面視において、８つ以上の領域を有している、
    　請求項１に記載の受光素子。
16. 　前記受光部は、平面視において、複数の領域が縦横に並んで配されている、
    　請求項１に記載の受光素子。
17. 　請求項１に記載の受光素子と、
    　前記出射光を出射する発光素子と、を備えている、測距装置。
18. 　請求項１７に記載の測距装置を備えている、測距モジュール。
19. 　請求項１７に記載の測距装置を備えている、電子機器。
20. 　半導体基板の一方の面に受光部を積層することと、
    　前記受光部が配されている側をリング形状にエッチングすることと、
    　前記半導体基板を本固定基板に固定することと、
    　前記受光部の外周囲及び略中央部をエッチングすることと、
    　レーザリフトオフ法により前記本固定基板から前記半導体基板を剥離することと、を含む、受光素子の製造方法。

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