特許ウォッチ

公開番号2025043019
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-28
出願番号2023150287
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、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、それら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341を含む。複数の画素101の各々は、第1導電型の第1半導体領域311及び第2導電型の第2半導体領域315を有するアバランシェフォトダイオードを含む。周辺領域は、第1導電型の第1領域341及び第2導電型の第2領域342を含み、スクライブ領域は、第1導電型の第3領域343を含む。配線構造WSは、第1領域と第3領域とを電気的に接続する第1導電経路ECPA及び第1半導体領域の電圧と第2半導体領域の電圧との間の所定電圧が供給される電圧供給ライン381を含む。第1領域と電圧供給ラインが第2導電経路ECPBによって電気的に接続されている。
【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、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半導体領域と、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２半導体領域とを有するアバランシェフォトダイオードを含み、
前記周辺領域は、前記第１導電型の第１領域と、前記第２導電型の第２領域とを含み、前記第２領域には、前記第２半導体領域に供給される電圧と同じ電圧が供給され、
前記スクライブ領域は、前記第１導電型の第３領域を含み、
前記配線構造は、前記第１領域と前記第３領域とを電気的に接続する第１導電経路と、前記第１半導体領域の電圧と前記第２半導体領域の電圧との間の所定電圧が供給される電圧供給ラインと、を含み、
前記第１領域と前記電圧供給ラインとが第２導電経路によって電気的に接続されている、
ことを特徴とする光電変換装置。
続きを表示（約 960 文字）【請求項２】
前記分離部は、前記周辺領域を全周にわたって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、前記第１導電型の第４領域と、前記第１領域と前記第４領域とを電気的に接続する前記第１導電型の第５領域とを更に含み、
前記第４領域および前記第５領域は、前記第２導電経路の少なくとも一部を構成する、
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４】
前記第５領域は、前記第４領域と同一深さ範囲に配置されている、
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５】
前記第１導電経路は、導電パターンと、前記導電パターンと前記第１領域とを電気的に接続する第１プラグと、前記導電パターンと前記第３領域とを電気的に接続する第２プラグとを含み、
前記電圧供給ラインは、前記第４領域に電気的に接続された第３プラグを含む、
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６】
前記第１プラグと前記第３プラグとの距離は、前記第１プラグと前記第２プラグとの距離より大きい、
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】
前記第１プラグと前記第３プラグとの間の電気抵抗値は、前記第１プラグと前記第２プラグとの間の電気抵抗値より大きい、
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８】
前記第２プラグと前記第３プラグとの間に前記第１プラグが配置されている、
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９】
前記第４領域および前記第５領域を囲むように前記半導体層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３に記載の光電変換装置。
【請求項１０】
前記第１領域、前記第３領域、前記第４領域および前記第５領域を囲むように前記半導体層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３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 2,200 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、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半導体領域と、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２半導体領域とを有するアバランシェフォトダイオードを含み、前記周辺領域は、前記第１導電型の第１領域と、前記第２導電型の第２領域とを含み、前記第２領域には、前記第２半導体領域に供給される電圧と同じ電圧が供給され、前記スクライブ領域は、前記第１導電型の第３領域を含み、前記配線構造は、前記第１領域と前記第３領域とを電気的に接続する第１導電経路と、前記第１半導体領域の電圧と前記第２半導体領域の電圧との間の所定電圧が供給される電圧供給ラインと、を含み、前記第１領域と前記電圧供給ラインとが第２導電経路によって電気的に接続されている。
【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。
課題を例示する図。
第２実施形態の光電変換装置の平面視を示す図。
第２実施形態の光電変換装置の断面視を示す図。
第３実施形態の光電変換装置の断面視を示す図。
第４実施形態の光電変換装置の断面視を示す図。
第５実施形態の光電変換装置の断面視を示す図。
第６実施形態の光電変換装置の断面視を示す図。
第７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８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。
第１０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１１実施形態にかかる光電変換システムの図。
第１２実施形態にかかる光電変換システムの図。
第１３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）

関連特許