特許ウォッチ

公開番号2024166930
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-29
出願番号2023083367
出願日2023-05-19
発明の名称光電変換装置、該光電変換装置を用いるシステム
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01L 27/146 20060101AFI20241122BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】異種材料接合界面の格子不整合によるノイズの発生
【解決手段】第1材料で構成され、アバランシェフォトダイオードを有する半導体基板と、前記第1材料よりもバンドギャップが小さい第2材料で構成される光電変換層と、を有し、前記半導体基板と前記光電変換層とに接し、少なくとも前記第1材料または前記第2材料の元素を含む第3材料で構成される領域を有し、上面視において、前記領域の面積は前記光電変換層の面積よりも小さいことを特徴とする光電変換装置。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
第１材料で構成され、アバランシェフォトダイオードを有する半導体基板と、
前記第１材料よりもバンドギャップが小さい第２材料で構成される光電変換層と、を有し、
前記半導体基板と前記光電変換層とに接し、少なくとも前記第１材料または前記第２材料の元素を含む第３材料で構成される領域を有し、
上面視において、前記領域の面積は前記光電変換層の面積よりも小さいことを特徴とする光電変換装置。
続きを表示（約 740 文字）【請求項２】
前記第３材料と前記第１材料とが同じ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】
前記第３材料と前記第２材料とが同じ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４】
前記第１材料はシリコンであり、前記第２材料はゲルマニウム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５】
前記第２材料はゲルマニウムである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】
前記第１材料はシリコンであり、前記第２材料はインジウムガリウムヒ素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７】
上面視において、前記領域は、前記アバランシェフォトダイオードのアバランシェ増倍領域と重な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】
前記アバランシェフォトダイオードは、第１導電型の第１の半導体領域と、第２導電型の第２の半導体領域と、を有し、
前記光電変換層は、第３の半導体領域を有し、
前記第１の半導体領域と、前記第２の半導体領域と、前記第３の半導体領域と、のそれぞれに電圧が印加され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９】
上面視において、前記第３の半導体領域に重なって透明電極が配置され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】
前記領域は、前記半導体基板の前記光電変換層に対向する面から前記半導体基板内に延伸され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】
本発明は、光電変換装置およびシステムに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されるように、Ｓｉで形成されるアバランシェフォトダイオードの直上にＧｅ吸収層を配置し、吸収層内で光子を光電変換させることで、近赤外感度を向上させる方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特表２０２２－５００８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
格子定数の異なる材料の接合界面において、格子不整合によりノイズが増加する可能性があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一つの側面は、光電変換装置であって、第１材料で構成され、アバランシェフォトダイオードを有する半導体基板と、前記第１材料よりもバンドギャップが小さい第２材料で構成される光電変換層と、を有し、前記半導体基板と前記光電変換層とに接し、少なくとも前記第１材料または前記第２材料の元素を含む第３材料で構成される領域を有し、上面視において、前記領域の面積は前記光電変換層の面積よりも小さい。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、異種材料の接合界面におけるノイズを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
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実施形態にかかる画素の平面図である。
第１実施形態にかかる画素の断面図である。
第２実施形態にかかる画素の断面図である。
第３実施形態にかかる画素の断面図である。
第４実施形態にかかる画素の断面図である。
第５実施形態にかかる画素の断面図である。
第６実施形態にかかる画素の断面図である。
第７実施形態にかかる画素の断面図である。
第７実施形態にかかる画素の平面図である。
第８実施形態にかかる画素の断面図である。
第９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１０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１１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１２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１３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】
【０００８】
図１は、本発明の実施形態に係る積層型の光電変換装置の構成を示す図である。光電変換装置１００は、センサチップ１１と、回路チップ２１の２枚のチップが積層され、且つ電気的に接続されることにより構成される。
【０００９】
センサチップ１１には、画素領域１２が配され、回路チップ２１には、画素領域１２で検出された信号を処理する回路領域２２が配される。
【００１０】
図２は、センサチップ１１の配置図である。アバランシェフォトダイオード（以下、ＡＰＤ）を含む光電変換部１０２を有する画素１０１が二次元状に配列され、画素領域１２を形成する。画素１０１は、典型的には、画像を形成するための画素であるが、ＴＯＦ（ＴｉｍｅｏｆＦｌｉｇｈｔ）に用いる場合には、必ずしも画像を形成しなくてもよい。すなわち、画素１０１は、光が到達した時刻と光量を測定するための画素であってもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許