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公開番号2025064694
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-17
出願番号2023174631
出願日2023-10-06
発明の名称光電変換装置、移動体および機器
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 20250101AFI20250410BHJP()
要約【課題】ノイズの抑制に有利な技術を提供する。
【解決手段】第1半導体材料で構成された基板に複数の画素が配された光電変換装置であって、前記複数の画素のそれぞれは、前記基板に設けられた第1半導体部と、前記第1半導体部に接し、前記第1半導体材料よりもバンドギャップが小さい第2半導体材料で構成された第2半導体部と、前記第2半導体部の側面のうち一部を取り囲むように配された電極と、を備える。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
第１半導体材料で構成された基板に複数の画素が配された光電変換装置であって、
前記複数の画素のそれぞれは、前記基板に設けられた第１半導体部と、前記第１半導体部に接し、前記第１半導体材料よりもバンドギャップが小さい第２半導体材料で構成された第２半導体部と、前記第２半導体部の側面のうち一部を取り囲むように配された電極と、を備える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】
前記基板の主面に交差する方向における前記電極の中心位置は、前記方向における前記第２半導体部の中心位置よりも前記第１半導体部に近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３】
第１半導体材料で構成された基板に複数の画素が配された光電変換装置であって、
前記複数の画素のそれぞれは、前記基板に設けられた第１半導体部と、前記第１半導体材料よりもバンドギャップが小さい第２半導体材料で構成された第２半導体部と、前記第１半導体部および前記第２半導体部に接し、前記第１半導体材料および前記第２半導体材料のうち少なくとも一方を含む接続部と、前記接続部を取り囲むように配された電極と、を備え、
前記基板の主面に対する正射影において、前記接続部は、前記第２半導体部よりも小さく、
前記電極のうち少なくとも一部は、前記第１半導体部と前記第２半導体部との間に配されることを特徴とする光電変換装置。
【請求項４】
前記電極は、前記第２半導体部を取り囲まない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】
前記電極は、前記接続部に接していない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】
前記基板の主面に対する正射影において、前記接続部は、円形であ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７】
前記複数の画素のそれぞれに、複数の前記接続部が配され、
前記電極は、複数の前記接続部をそれぞれ取り囲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８】
前記電極は、前記第１半導体部および前記第２半導体部に接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９】
前記電極は、前記第１半導体部に向かい合う面の面積よりも、前記向かい合う面に交差する方向に延びる内側面の面積の方が大き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１０】
前記第１半導体材料は、シリコンを含み、前記第２半導体材料は、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、移動体および機器に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、赤外領域での感度を向上させるために、Ｓｉベースのアバランシェ層とＧｅベースの吸収層とを積層させたデバイスが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００２－０８４２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
格子定数が互いに異なる材料を積層させた場合に、積層界面において格子不整合に起因する欠陥が生じ、ノイズが増加してしまう可能性がある。
【０００５】
本発明は、ノイズの抑制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】
上記課題に鑑みて、本発明の実施形態に係る光電変換素子は、第１半導体材料で構成された基板に複数の画素が配された光電変換装置であって、前記複数の画素のそれぞれは、前記基板に設けられた第１半導体部と、前記第１半導体部に接し、前記第１半導体材料よりもバンドギャップが小さい第２半導体材料で構成された第２半導体部と、前記第２半導体部の側面のうち一部を取り囲むように配された電極と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ノイズの抑制に有利な技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本実施形態の光電変換装置の構成例を示す図。
図１の光電変換装置の画素アレイの構成例を示す図。
図１の光電変換装置の構成例を示すブロック図。
図１の光電変換装置の画素の構成例を示す回路図。
図１の光電変換装置の画素の動作例を説明する図。
図１の光電変換装置の画素の構成例を示す断面図。
図６の画素の構成例を示す正射影図。
図６の画素の構成例を示す正射影図。
図６の画素のポテンシャルを説明する図。
図１の光電変換装置の画素の構成例を示す断面図。
図１の光電変換装置の画素の構成例を示す断面図。
図１１の画素の構成例を示す正射影図。
図１の光電変換装置の画素の構成例を示す断面図。
図１の光電変換装置の画素の構成例を示す断面図。
図１の光電変換装置の画素の構成例を示す断面図。
図１５の画素の構成例を示す正射影図。
図１の光電変換装置の画素の構成例を示す断面図。
図１７の画素の構成例を示す回路図。
本実施形態の光電変換装置を用いた光電変換システムの機能ブロック図である。
本実施形態の光電変換装置を用いた光電変換システムの機能ブロック図である。
本実施形態の光電変換装置を用いた光電変換システムの機能ブロック図である。
本実施形態の光電変換装置を用いた光電変換システムの機能ブロック図である。
本実施形態の光電変換装置を用いた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】
【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】
まず、図１～図５を用いて、以下に説明する光電変換装置１００に用いられうるアバランシェフォトダイオード（以下、ＡＰＤと示す場合がある。）について説明する。図１は、光電変換装置１００の構成例を示す図である。光電変換装置１００は、センサ基板１１（以下、単に基板１１と示す場合がある。）と回路基板２１との２つの基板が積層され、かつ、電気的に接続されることによって構成されうる。つまり、光電変換装置１００は、積層型のデバイスであってもよい。基板１１には、後述するように、複数の画素１０１が配された半導体部３０１や構造体３００、３０２などが配されている。光電変換装置１００は、基板１１の構造体３００の面３９５から光が入射する、所謂、裏面照射型の光電変換装置でありうる。基板１１には、複数の画素１０１を備える画素領域１２が配される。回路基板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。
（【００１１】以降は省略されています）

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