[发明专利]光检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光检测装置。

背景技术

已知的有一种表面入射型的光电二极管阵列（半导体光检测元件），其具备以盖革模式（Geiger mode）动作的多个雪崩光电二极管（avalanche photodiode）、以及相对于各雪崩光电二极管串联连接的灭弧电阻（quenching resistance）（例如，参照专利文献1）。在该光电二极管阵列中，在形成有构成各像素的雪崩光电二极管的半导体基板设置有灭弧电阻。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-003739号公报

发明内容

发明所要解决的问题

在专利文献1中记载的表面入射型的半导体光检测元件中，灭弧电阻配置在半导体基板的光入射面（表面）侧。因此，对应于配置灭弧电阻的空间，开口率不得不降低，开口率的提高存在极限。

此外，在背面入射型的半导体光检测元件中，灭弧电阻配置在半导体基板的与光入射面相对的面（背面）侧。在背面入射型的半导体光检测元件中，存在因像素数的增加等因素而导致各像素的尺寸小的情况。在该情况下，在工艺（Process）设计的制约上，有时不得不在各像素的区域（有源区域）外配置灭弧电阻。各雪崩光电二极管以盖革模式动作时所形成的倍增区域位于有源区域内。结果，对应于将灭弧电阻配置在有源区域外，开口率不得不降低。

本发明的目的在于提供一种可以显著提高开口率的光检测装置。

解决问题的技术手段

本发明是一种光检测装置，其具备：半导体光检测元件，其具有包含相互相对的第一和第二主面的半导体基板；以及搭载基板，其与半导体光检测元件相对配置并且具有与半导体基板的第二主面相对的第三主面；半导体光检测元件包含以盖革模式动作并且形成在半导体基板内的多个雪崩光电二极管、以及相对于各雪崩光电二极管电连接并且配置在半导体基板的第二主面侧的第一电极；搭载基板包含对应于每个第一电极而配置在第三主面侧的多个第二电极、以及相对于各第二电极电连接并且配置在第三主面侧的灭弧电路；第一电极与对应于该第一电极的第二电极经由凸点电极而连接。

在本发明中，灭弧电路配置在搭载基板而非半导体光检测元件的半导体基板。因此，在半导体基板中，不考虑配置灭弧电路的空间而形成各雪崩光电二极管。其结果，能够显著提高光检测装置（半导体光检测元件）的开口率。

在本发明中，可选地，各雪崩光电二极管具有：第一导电体的半导体基板；第二导电型的第一半导体区域，其形成在半导体基板的第一主面侧；第二导电型的第二半导体区域，其形成在第一半导体区域内且杂质浓度比第一半导体区域高；以及第三电极，其配置在半导体基板的第一主面侧且电连接于第二半导体区域；在半导体基板中，针对雪崩光电二极管而形成有从第一主面侧贯通至第二主面侧为止且将对应的第三电极与第一电极电连接的贯通电极。在该情况下，在使用表面入射型的半导体光检测元件的情况下，也能够显著提高开口率。另外，第三电极与第一电极经由贯通电极而电连接，故经由第三电极、贯通电极、第一电极、凸点电极、以及第二电极的从第二半导体区域至灭弧电路为止的配线距离比较较短。因此，配线所具有的电阻及电容的影响得到抑制，时间分辨率提高。

在本发明中，可选地，各雪崩光电二极管具有：第一导电体的半导体基板；第二导电型的第一半导体区域，其形成在半导体基板的第二主面侧；第一导电型的第二半导体区域，其与第一半导体区域构成PN结且杂质浓度比半导体基板高；第一半导体区域与第一电极电连接。在该情况下，在使用背面入射型的半导体光检测元件的情况下，也能够显著提高开口率。另外，第一电极与第二电极经由凸点电极而电连接，故从第一半导体区域至灭弧电路为止的配线距离极其短。因此，配线所具有的电阻及电容的影响明显得到抑制，时间分辨率更进一步地提高。

在本发明中，可选地，搭载基板还包含并联连接有灭弧电路的共用电极。在该情况下，不延长配线距离便能够并联地连接各雪崩光电二极管（灭弧电路）。

在本发明中，可选地，灭弧电路是无源灭弧电路或有源灭弧电路。

发明的效果

根据本发明，能够提供一种可以显著提高开口率的光检测装置。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的光检测装置的概略立体图。

图2是用以说明本实施方式所涉及的光检测装置的截面结构的图。

图3是半导体光检测元件的概略平面图。

图4是半导体光检测元件的概略平面图。