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公開番号2024134054
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-03
出願番号2023044141
出願日2023-03-20
発明の名称光電変換装置、その製造方法および機器
出願人キヤノン株式会社
代理人弁理士法人秀和特許事務所
主分類H01L 27/146 20060101AFI20240926BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】発光クロストークの改善と感度維持を両立する光電変換装置を提供する。
【解決手段】本開示に係る光電変換装置は、半導体層を有する光電変換装置であって、光電変換部が前記半導体層の第1面側に配されており光源の光が前記半導体層の前記第1面とは反対側の第2面側から入射する複数の光電変換素子と、前記半導体層において、前記複数の光電変換素子のうち隣接する第1の光電変換素子と第2の光電変換素子との間に前記第1面から前記第2面に向かって延在する第1の素子分離部と、前記半導体層において、前記第1の光電変換素子と前記第2の光電変換素子との間に前記第2面から前記第1面に向かって延在し、前記第1の素子分離部と当接する第2の素子分離部とを有し、前記第1の素子分離部は、導電性材料が絶縁性材料で被覆された被覆部を有し、前記被覆部が、前記第2の素子分離部と当接している。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
半導体層を有する光電変換装置であって、
光電変換部が前記半導体層の第１面側に配されており光源の光が前記半導体層の前記第１面とは反対側の第２面側から入射する複数の光電変換素子と、
前記半導体層において、前記複数の光電変換素子のうち隣接する第１の光電変換素子と第２の光電変換素子との間に前記第１面から前記第２面に向かって延在する第１の素子分離部と、
前記半導体層において、前記第１の光電変換素子と前記第２の光電変換素子との間に前記第２面から前記第１面に向かって延在し、前記第１の素子分離部と当接する第２の素子分離部と
を有し、
前記第１の素子分離部は、導電性材料が絶縁性材料で被覆された被覆部を有し、
前記被覆部が、前記第２の素子分離部と当接している
ことを特徴とする光電変換装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記絶縁性材料は、酸化シリコンもしくは窒化シリコンもしくは酸窒化シリコン、またはこれらの組み合わせを含む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】
前記半導体層が積層される基板に垂直な断面における前記絶縁性材料の膜厚は、前記絶縁性材料が窒化シリコンである場合は１０ｎｍ以上、前記絶縁性材料が酸化シリコンである場合は１５０ｎｍ以上、前記絶縁性材料が酸窒化シリコンである場合は５０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項２に記載の光電変換装置。
【請求項４】
前記第２の素子分離部は、絶縁性材料または導電性材料を有する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】
前記第２の素子分離部は、前記被覆部の前記導電性材料と接触していな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６】
前記第１面から前記第２面に向かう方向において、前記第１の素子分離部の前記被覆部の前記導電性材料の層と前記絶縁性材料の層と、前記第２の素子分離部の層とが積層されている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７】
前記半導体層が積層される基板に垂直な断面において、前記第１の素子分離部の前記絶縁性材料の層が、前記第２の素子分離部によって不連続となる部分を有する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８】
前記半導体層が積層される基板に垂直な断面において、前記第１の素子分離部の前記絶縁性材料の層と前記導電性材料の層との界面が、前記第２の素子分離部と接触していな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】
前記光電変換装置は前記半導体層と配線層が積層される基板を有し、
前記基板に垂直な断面において、前記第１面から前記被覆部の先端までの距離をＬ１、前記断面の垂直方向または水平方向における前記被覆部の前記絶縁性材料の厚さをＬ２、前記基板の厚さをＡ、前記基板の材料に応じて決まる定数をＢとすると、以下の式（１）を満たす
Ｌ２≧（Ａ―Ｌ１）×Ｂ・・・（１）
ここで、前記基板の材料が窒化シリコンである場合はＢ＝０．００３であり、前記基板の材料が酸窒化シリコンである場合はＢ＝０．０１５であり、前記基板の材料が酸化シリコ
ンである場合はＢ＝０．０４４である
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１０】
第１の光電変換素子および第２の光電変換素子は、フォトダイオードである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】
本開示の技術は、光電変換装置、その製造方法および機器に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
光電変換素子間は素子分離部の構造と材料の選択により、発光クロストークや感度低下の抑制に効果がある。特許文献１には光電変換装置において、光電変換素子間に設けられる素子分離部としての分離層について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許出願公開第２０１５／０３７２０３１号明細書
【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、上記の光電変換装置に形成される分離層は絶縁層によって構成されるため、光電変換素子において光電変換された電子の拡散を分離層で十分に低減できず、発光クロストークを好適に抑制することができない可能性がある。また、光電変換素子に入射した光が分離層で減衰することで、光電変換素子の感度が低下する可能性がある。
【０００５】
本開示の技術は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、発光クロストークの改善と感度維持を両立する素子分離部を有する光電変換装置を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本開示に係る光電変換装置は、半導体層を有する光電変換装置であって、光電変換部が前記半導体層の第１面側に配されており光源の光が前記半導体層の前記第１面とは反対側の第２面側から入射する複数の光電変換素子と、前記半導体層において、前記複数の光電変換素子のうち隣接する第１の光電変換素子と第２の光電変換素子との間に前記第１面から前記第２面に向かって延在する第１の素子分離部と、前記半導体層において、前記第１の光電変換素子と前記第２の光電変換素子との間に前記第２面から前記第１面に向かって延在し、前記第１の素子分離部と当接する第２の素子分離部とを有し、前記第１の素子分離部は、導電性材料が絶縁性材料で被覆された被覆部を有し、前記被覆部が、前記第２の素子分離部と当接していることを特徴とする光電変換装置を含む。
【０００７】
また、上記目的を達成するために、本開示に係る光電変換装置の製造方法は、半導体層に、光電変換部が前記半導体層の第１面側に配されており光源の光が前記半導体層の前記第１面とは反対側の第２面側から入射する複数の光電変換素子を配するステップと、前記半導体層において、前記複数の光電変換素子のうち隣接する第１の光電変換素子と第２の光電変換素子との間に前記第１面から前記第２面に向かって延在し、導電性材料が絶縁性材料で被覆された被覆部を有する第１の素子分離部を形成するステップとを有することを特徴とする光電変換装置の製造方法を含む。
【０００８】
また、上記目的を達成するために、本開示に係る機器は、上記の光電変換装置を備える機器であって、前記撮像装置に対応した光学装置、前記撮像装置を制御する制御装置、前記撮像装置から出力された信号を処理する処理装置、前記撮像装置で得られた情報を表示する表示装置、前記撮像装置で得られた情報を記憶する記憶装置、および、前記撮像装置で得られた情報に基づいて動作する機械装置、の少なくともいずれかをさらに備えること
を特徴とする機器を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の技術によれば、発光クロストークの改善と感度維持を両立する光電変換装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
一実施形態に係る光電変換装置の平面図
第１実施形態に係る光電変換装置の断面図
第１実施形態に係る光電変換装置の素子分離部の製造方法を示す図
第１実施形態に係る光電変換装置の素子分離部の製造方法を示す図
第１実施形態に係る光電変換装置の素子分離部の製造方法を示す図
第１実施形態に係る光電変換装置の素子分離部の拡大断面図
第２実施形態に係る光電変換装置の断面図
第３実施形態に係る光電変換装置の断面図
第３実施形態に係る光電変換装置の断面図
第４実施形態に係る光電変換装置を備える機器の模式図
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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