TOP
|
特許
|
意匠
|
商標
特許ウォッチ
DM通知
Twitter
他の特許を見る
10個以上の画像は省略されています。
公開番号
2023038039
公報種別
公開特許公報(A)
公開日
2023-03-16
出願番号
2021144929
出願日
2021-09-06
発明の名称
光電変換装置
出願人
キヤノン株式会社
代理人
個人
,
個人
主分類
H01L
27/146 20060101AFI20230309BHJP(基本的電気素子)
要約
【課題】 アバランシェ発光による光子がモスアイ構造のSi裏面で反射され、迷光としてクロストークを誘起する。
【解決手段】 第1の面と、前記第1の面に対向する第2の面と、を有する半導体層に配された複数のアバランシェダイオードと、前記第1の面の少なくとも一部を覆う、開口部を有する遮光部と、を有する光電変換装置であって、前記複数のアバランシェダイオードのそれぞれは、第1の深さに配された第1の導電型の第1の半導体領域と、前記第1の深さよりも前記第2の面に対して深い第2の深さに配された第2の導電型の第2の半導体領域と、を有し、前記半導体層は、前記第1の面に設けられた複数の凹凸構造を備え、前記第1の面に垂直な方向からの平面視において、前記第1の半導体領域は前記開口部に内包されることを特徴とする光電変換装置。
【選択図】 図6
特許請求の範囲
【請求項1】
第1の面と、前記第1の面に対向する第2の面と、を有する半導体層に配された複数のアバランシェダイオードと、前記第1の面の少なくとも一部を覆う、開口部を有する遮光部と、を有する光電変換装置であって、
前記複数のアバランシェダイオードのそれぞれは、第1の深さに配された第1の導電型の第1の半導体領域と、前記第1の深さよりも前記第2の面に対して深い第2の深さに配された第2の導電型の第2の半導体領域と、を有し、
前記半導体層は、前記第1の面に設けられた複数の凹凸構造を備え、
前記第1の面に垂直な方向からの平面視において、前記第1の半導体領域は前記開口部に内包されることを特徴とする光電変換装置。
続きを表示(約 1,000 文字)
【請求項2】
前記複数の凹凸構造の実効周期はhc/E
a
(h:プランク定数[J・s]、c:光速[m/s]、E
a
:基板のバンドギャップ[J])よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置。
【請求項3】
前記複数の凹凸構造はトレンチ構造によって形成され、
前記トレンチ構造の幅はhc/eE
a
(h:プランク定数[J・s]、c:光速[m/s]、E
a
:基板のバンドギャップ[J])よりも小さいことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光電変換装置。
【請求項4】
前記複数の凹凸構造の実効周期は1.1μmよりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置。
【請求項5】
前記複数の凹凸構造はトレンチ構造によって形成され、
前記トレンチ構造の幅は0.55μmよりも小さいことを特徴とする請求項1または2に記載の光電変換装置。
【請求項6】
前記第2の深さよりも第2の面に対して深い第3の深さに配された前記第2の導電型の第3の半導体領域を有することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の光電変換装置。
【請求項7】
前記第2の半導体領域と前記第3の半導体領域との間に前記第1の導電型の第4の半導体領域が設けられ、
前記第4の半導体領域における前記第1の導電型の不純物濃度は前記第1の半導体領域における前記第1の導電型の不純物濃度よりも低いことを特徴とする請求項6に記載の光電変換装置。
【請求項8】
前記第1の面に垂直な方向からの平面視における前記第4の半導体領域の面積は、前記開口部の面積よりも大きいことを特徴とする請求項7に記載の光電変換装置。
【請求項9】
前記第1の深さに配され、前記第1の面からの平面視において前記第1の半導体領域を囲む第5の半導体領域が設けられ、
前記第5の半導体領域における不純物濃度は前記第1の半導体領域における不純物濃度よりも低いことを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の光電変換装置。
【請求項10】
前記第1の半導体領域と前記第2の半導体領域とのポテンシャル差は、前記第2の半導体領域と前記第5の半導体領域とのポテンシャル差よりも大きいことを特徴とする請求項9に記載の光電変換装置。
(【請求項11】以降は省略されています)
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、光電変換装置及び光電変換システムに関するものである。
続きを表示(約 1,900 文字)
【背景技術】
【0002】
光電変換素子の受光面に凹凸構造を設け、入射光を屈折させることにより、光電変換素子内における入射光の光路長を長くして量子効率を向上させる光電変換装置がある。特許文献1には、基板の光入射面側にモスアイ構造と呼ばれる凹凸構造を有する単一光子アバランシェフォトダイオード(SPAD)について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2021-002542号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献1に記載の構造においてアバランシェ発光による光子がモスアイ構造のSi裏面で反射され、迷光としてクロストークを誘起するという課題があった。
【0005】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、アバランシェフォトダイオードを用いた光電変換装置におけるクロストークの低減を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一つの側面は、第1の面と、前記第1の面に対向する第2の面と、を有する半導体層に配された複数のアバランシェダイオードと、前記第1の面の少なくとも一部を覆う、開口部を有する遮光部と、を有する光電変換装置であって、前記複数のアバランシェダイオードのそれぞれは、第1の深さに配された第1の導電型の第1の半導体領域と、前記第1の深さよりも前記第2の面に対して深い第2の深さに配された第2の導電型の第2の半導体領域と、を有し、前記半導体層は、前記第1の面に設けられた複数の凹凸構造を備え、前記第1の面に垂直な方向からの平面視において、前記第1の半導体領域は前記開口部に内包されることを特徴とする光電変換装置である。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、アバランシェフォトダイオードを用いた光電変換装置のクロストークを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
実施形態にかかる光電変換装置の概略図である。
実施形態にかかる光電変換装置のPD基板の概略図である。
実施形態にかかる光電変換装置の回路基板の概略図である。
実施形態にかかる光電変換装置の画素回路の構成例である。
実施形態にかかる光電変換装置の画素回路の駆動を示す模式図である。
第1の実施形態にかかる光電変換素子の断面図である。
第1の実施形態にかかる光電変換素子のポテンシャル図である。
第1の実施形態にかかる光電変換素子のトレンチ構造の断面図である。
第1の実施形態にかかる光電変換素子の平面図である。
第1の実施形態にかかる光電変換素子の比較例である。
第1の実施形態にかかる光電変換素子の断面である。
第2の実施形態にかかる光電変換素子の断面図である。
第2の実施形態にかかる光電変換素子の平面図である。
第2の実施形態の変形例にかかる光電変換装置の断面図である。
第2の実施形態の変形例にかかる光電変換素子の平面図である。
第3の実施形態にかかる光電変換素子の断面図である。
第3の実施形態にかかる光電変換素子の平面図である。
第4の実施形態にかかる光電変換システムの機能ブロック図である。
第5の実施形態にかかる光電変換システムの機能ブロック図である。
第6の実施形態にかかる光電変換システムの機能ブロック図である。
第7の実施形態にかかる光電変換システムの機能ブロック図である。
第8の実施形態にかかる光電変換システムの機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下に示す形態は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、本発明を限定するものではない。各図面が示す部材の大きさや位置関係は、説明を明確にするために誇張していることがある。以下の説明において、同一の構成については同一の番号を付して説明を省略することがある。
【0010】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語(例えば、「上」、「下」、「右」、「左」及び、それらの用語を含む別の用語)を用いる。それらの用語の使用は図面を参照した実施形態の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。
(【0011】以降は省略されています)
この特許をJ-PlatPatで参照する
関連特許
個人
電磁波送信・受信装置
3日前
ローム株式会社
半導体装置
15日前
シャープ株式会社
放電装置
10日前
シャープ株式会社
放電装置
10日前
シャープ株式会社
放電装置
10日前
エイブリック株式会社
半導体装置
9日前
ローム株式会社
半導体装置
17日前
株式会社GSユアサ
蓄電設備
14日前
興和株式会社
充電装置
8日前
個人
電磁波送信・受信システム
3日前
株式会社豊田中央研究所
拡散層
3日前
ローム株式会社
半導体装置
17日前
住友電気工業株式会社
電線
3日前
株式会社不二越
直流電磁石
21日前
河村電器産業株式会社
回路遮断器
9日前
ローム株式会社
半導体装置
15日前
三菱電機株式会社
半導体装置
2日前
睦月電機株式会社
電線およびその製造方法
15日前
三菱電機株式会社
半導体装置
13日前
株式会社マーナ
マグネット取付器具
15日前
株式会社ヨコオ
アンテナ装置
2日前
トヨタ紡織株式会社
燃料電池
2日前
株式会社ヨコオ
アンテナ装置
2日前
オムロン株式会社
電磁継電器
9日前
株式会社ミクニ
電子部品モジュール
16日前
三菱電機株式会社
半導体装置
7日前
ゴールド工業株式会社
基板収納容器
20日前
シャープ株式会社
カートリッジホルダ
10日前
日亜化学工業株式会社
発光装置
2日前
TDK株式会社
電子部品
14日前
日亜化学工業株式会社
半導体装置の製造方法
7日前
日本電気株式会社
量子デバイス
21日前
日亜化学工業株式会社
発光装置
2日前
株式会社トーキン
圧粉体
1日前
新電元メカトロニクス株式会社
電磁石
1日前
原田工業株式会社
低背型アンテナ装置
16日前
続きを見る
他の特許を見る