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公開番号2025043018
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-28
出願番号2023150286
出願日2023-09-15
発明の名称光電変換装置、光電変換システム、および移動体
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H10F 39/18 20250101AFI20250321BHJP()
要約【課題】意図しない電流パスの形成による発光を抑制する。
【解決手段】センサ基板301において、半導体層SLは、複数の画素を有する画素アレイ領域PAR、半導体層の外縁EDGを含むスクライブ領域SCR、画素アレイ領域とスクライブ領域との間に配置された周辺領域PR及び周辺領域とスクライブ領域とを電気的に分離する分離部361を含む。複数の画素101の各々は、アバランシェフォトダイオードを含み、周辺領域は、第1導電型の第1領域341、第1導電型の第2領域342及び第2導電型の第3領域343を含む。スクライブ領域は、第1導電型の第4領域344を含む。配線構造WSは、第2領域と第4領域とを電気的に接続する導電経路ECPを含み、周辺領域から第1領域を通して第1領域に第1電圧を供給する第1電圧供給ライン381及び周辺領域から第3領域を通して第3領域に第2電圧を供給する第2電圧供給ライン382を含む。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
半導体層と配線構造とを有する光電変換装置であって、
前記半導体層は、複数の画素を有する画素アレイ領域と、前記半導体層の外縁を含むスクライブ領域と、前記画素アレイ領域と前記スクライブ領域との間に配置された周辺領域と、前記周辺領域と前記スクライブ領域とを電気的に分離する分離部と、を含み、
前記複数の画素の各々は、アバランシェフォトダイオードを含み、
前記周辺領域は、第１極性の電荷を多数キャリアとする第１導電型の第１領域と、前記第１導電型の第２領域と、前記第１極性とは異なる第２極性の電荷を多数キャリアとする第２導電型の第３領域と、を含み、
前記スクライブ領域は、前記第１導電型の第４領域を含み、
前記配線構造は、前記第２領域と前記第４領域とを電気的に接続する導電経路を含み、
前記配線構造は、前記周辺領域から前記第１領域を通して前記第１極性の電荷を引き抜くように前記第１領域に第１電圧を供給する第１電圧供給ラインと、前記周辺領域から前記第３領域を通して前記第２極性の電荷を引き抜くように前記第３領域に第２電圧を供給する第２電圧供給ラインと、を含む、
ことを特徴とする光電変換装置。
続きを表示（約 980 文字）【請求項２】
前記分離部は、前記周辺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１に記載の光電変換装置。
【請求項３】
前記周辺領域は、前記画素アレイ領域から電気的に分離された半導体領域を含み、
前記第１領域、前記第２領域および前記第３領域は、前記半導体領域に配置されている、
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４】
前記周辺領域は、前記第１領域を取り囲むように配置された前記第１導電型の電界緩和領域を含む、
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】
前記周辺領域は、前記第２領域を取り囲むように配置された前記第１導電型の電界緩和領域を含む、
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６】
前記スクライブ領域は、前記第４領域を取り囲むように配置された前記第１導電型の電界緩和領域を含む、
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７】
前記半導体層は、前記画素アレイ領域と前記周辺領域との間に配置された第２周辺領域と、前記周辺領域と前記第２周辺領域とを電気的に分離する第２分離部と、を更に含む、
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８】
前記第２分離部は、前記第２周辺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７に記載の光電変換装置。
【請求項９】
前記第２周辺領域は、前記第１導電型の第５領域を含み、
前記配線構造は、前記第２周辺領域から前記第５領域を通して前記第１極性の電荷を引き抜くように前記第５領域に第３電圧を供給する第３電圧供給ラインを含む、
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１０】
前記第２周辺領域は、前記第２導電型の第６領域を含み、前記第６領域は、前記第５領域から離隔して配置され、前記複数の画素の前記アバランシェフォトダイオードに対して共通に供給される電圧と同じ電圧が供給され、
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、光電変換システム、および移動体に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
アバランシェフォトダイオードでは、アノードとカソードとの間にアバランシェ増倍動作を引き起こしうる逆バイアス電圧が供給される。このような逆バイアスの下では、半導体原子にフォトンが衝突することによって発生する電子が強い電界によって加速され、他の半導体原子と衝突して複数の電子が放出される。これらの電子が他の半導体原子に衝突してさらに複数の電子が放出される。このような連鎖的な動作によって電子が増倍される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－０９９３８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
アバランシェフォトダイオードを有する光電変換装置では、アバランシェ増倍を発生させるための大きな電界が要求される。したがって、チップ端部が帯電すると、チップ端部とアノードとの間に意図しない電流パスが形成されることが想定される。この電流パスを流れる電流によって正孔と電子とが再結合して発光が起こり、この光が画素において検出されうる。なお、本発明との関連性は低いが、特許文献１には、光電変換装置の周辺領域に入射した光による影響を低減するための有利な構造が記載されている。
【０００５】
本発明は、意図しない電流パスの形成による発光を抑制す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、半導体層と配線構造とを有する光電変換装置に係り、前記光電変換装置において、前記半導体層は、複数の画素を有する画素アレイ領域と、前記半導体層の外縁を含むスクライブ領域と、前記画素アレイ領域と前記スクライブ領域との間に配置された周辺領域と、前記周辺領域と前記スクライブ領域とを電気的に分離する分離部と、を含み、前記複数の画素の各々は、アバランシェフォトダイオードを含み、前記周辺領域は、第１極性の電荷を多数キャリアとする第１導電型の第１領域と、前記第１導電型の第２領域と、前記第１極性とは異なる第２極性の電荷を多数キャリアとする第２導電型の第３領域と、を含み、前記スクライブ領域は、前記第１導電型の第４領域を含み、前記配線構造は、前記第２領域と前記第４領域とを電気的に接続する導電経路を含み、前記配線構造は、前記周辺領域から前記第１領域を通して前記第１極性の電荷を引き抜くように前記第１領域に第１電圧を供給する第１電圧供給ラインと、前記周辺領域から前記第３領域を通して前記第２極性の電荷を引き抜くように前記第３領域に第２電圧を供給する第２電圧供給ラインと、を含む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、意図しない電流パスの形成による発光を抑制するために有利な技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施形態の光電変換装置の基本的な構成を示す図。
センサ基板の構成例を示す図。
回路基板の構成例を示す図。
１つの画素及びの信号処理部の等価回路図。
画素の動作を説明する図。
第１及び第２実施形態の光電変換装置の平面視を示す図。
第１実施形態の光電変換装置の断面視を示す図。
第１実施形態の変形例の光電変換装置の断面視を示す図。
第１の課題を例示する図。
第２の課題を例示する図。
第２実施形態の光電変換装置の断面視を示す図。
第２実施形態の変形例の光電変換装置の断面視を示す図。
第３実施形態にかかる光電変換システムの機能ブロック図。
第４実施形態にかかる光電変換システムの機能ブロック図。
第５実施形態にかかる光電変換システムの機能ブロック図。
第６実施形態にかかる光電変換システムの機能ブロック図。
第７実施形態にかかる光電変換システムの図。
第８実施形態にかかる光電変換システムの図。
第９実施形態にかかる光電変換システムの機能ブロック図。
【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】
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）

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