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公開番号2024166814
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-29
出願番号2023083183
出願日2023-05-19
発明の名称光電変換装置および光電変換システム
出願人キヤノン株式会社
代理人弁理士法人大塚国際特許事務所
主分類H01L 27/146 20060101AFI20241122BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】アバランシェフォトダイオードを有する光電変換装置における赤外域の感度を向上させるために有利な技術を提供する。
【解決手段】光電変換装置は、第1面および第2面を有する第1半導体層と、前記第1半導体層に配置されたアバランシェフォトダイオードと、前記第1半導体層との接触部分にショットキーバリアダイオードを形成するように前記第1面に接して配置された電極層と、前記第2面に接するように配置された第1配線構造と、を備え、前記アバランシェフォトダイオードは、前記第2面と前記ショットキーバリアダイオードとの間に配置され、外部からの光は、前記第1配線構造を通して前記第1半導体層に入射する。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
第１面および第２面を有する第１半導体層と、
前記第１半導体層に配置されたアバランシェフォトダイオードと、
前記第１半導体層との接触部分にショットキーバリアダイオードを形成するように前記第１面に接して配置された電極膜と、
前記第２面に接するように配置された第１配線構造と、を備え、
前記アバランシェフォトダイオードは、前記第２面と前記ショットキーバリアダイオードとの間に配置され、
外部からの光は、前記第１配線構造を通して前記第１半導体層に入射する、
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】
前記アバランシェフォトダイオードは、第１導電型の第１半導体領域と、第２導電型の第２半導体領域とを含み、
前記第１配線構造は、前記第１半導体領域に電気的に接続された導電経路を含む、
を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】
前記アバランシェフォトダイオードは、前記第１半導体領域と前記第２半導体領域との間に配置された部分を含む前記第１導電型の第３半導体領域を更に含む、
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３半導体領域は、前記第１半導体領域の側面を囲むように前記第２面と前記第２半導体領域との間に配置された部分を更に含む、
ことを特徴とする請求項３に記載の光電変換装置。
【請求項５】
前記導電経路は、前記第１配線構造の配線層に配置された導電パターンと、前記導電パターンと前記第１半導体領域とを電気的に接続するプラグとを含む、
ことを特徴とする請求項４に記載の光電変換装置。
【請求項６】
マイクロレンズを更に含み、
前記第１配線構造は、前記マイクロレンズと前記第２面との間に配置され、
前記導電経路は、前記マイクロレンズと前記第２面との間に配置された部分を含む、
ことを特徴とする請求項５に記載の光電変換装置。
【請求項７】
前記マイクロレンズを通して前記第１配線構造に入射する光の一部が前記導電経路の一部に入射する、
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２半導体領域に電気的に接続され、前記第１面と前記第２面との間を前記第１面に直交する方向に延びた前記第２導電型の第４半導体領域を更に含み、
前記第４半導体領域を通して前記第２半導体領域に電位が与えられる、
ことを特徴とする請求項３に記載の光電変換装置。
【請求項９】
前記第４半導体領域は、前記第１半導体領域、前記第２半導体領域および前記第３半導体領域を取り囲むように配置されている、
ことを特徴とする請求項８に記載の光電変換装置。
【請求項１０】
前記第２面と前記第４半導体領域との間に配置された前記第２導電型の第５半導体領域を更に含む、
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、光電変換装置および光電変換システムに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
アバランシェフォトダイオードを利用した光検出器が知られている。特許文献１には、アバランシェフォトダイオードを有するセンサチップと、該アバランシェフォトダイオードとから出力される信号を処理する回路を有するロジックチップとが積層された光検出器が示されている。該アバランシェフォトダイオードは、ｎ型半導体領域と、該ｎ型半導体領域の下に配置されたｐ型半導体領域とを有する。該ｐ型半導体領域は、被検出光の入射によって生じたキャリアをアバランシェ増倍する増倍領域を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－２０１００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された光検出器では、赤外域、例えば、短波赤外域の感度を向上させることが難しい。
【０００５】
本発明は、アバランシェフォトダイオードを有する光電変換装置における赤外域の感度を向上させるために有利な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの側面は、光電変換装置に係り、前記光電変換装置は、第１面および第２面を有する第１半導体層と、前記第１半導体層に配置されたアバランシェフォトダイオードと、前記第１半導体層との接触部分にショットキーバリアダイオードを形成するように前記第１面に接して配置された電極層と、前記第２面に接するように配置された第１配線構造と、を備え、前記アバランシェフォトダイオードは、前記第２面と前記ショットキーバリアダイオードとの間に配置され、外部からの光は、前記第１配線構造を通して前記第１半導体層に入射する。
【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有する光電変換装置における赤外域の感度を向上させるために有利な技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
一実施形態の光電変換装置の構成例を示す図。
第１基板の構成例を示す図。
第２基板の構成例を示す図。
画素および信号処理部の構成例を示す図。
光子の検出動作を説明する図。
第１実施形態の画素平面図。
第１実施形態の画素断面図。
第２実施形態の画素断面図。
第３実施形態の画素断面図。
第４実施形態の画素断面図。
第５実施形態の画素断面図。
光電変換システムの構成例を示す図。
光電変換システムの構成例を示す図。
光電変換システムの構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
【００１０】
図１には、本開示の一実施形態の光電変換装置１００の構成例が模式的に示されている。光電変換装置１００は、第１基板１１と第２基板２１とを積層した構造を有しうる。第１基板１１は、画素アレイ１２を含みうる。第２基板２１は、画素アレイ１２から出力される信号を処理する処理回路２２を含みうる。
（【００１１】以降は省略されています）

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