[发明专利]光电二极管阵列

说明书

技术领域

本发明涉及一种光电二极管阵列。

背景技术

现有的光电二极管阵列例如记载在专利文献1中。在SiPM(Silicon Photo Multiplier：硅光电倍增器)或PPD(Pixelated Photon Detector：像素化光电检测器)等光电二极管阵列中，具有将APD(雪崩光电二极管)配置成矩阵状，并联连接多个APD并读出APD输出之和的结构。若使APD以盖革模式动作，则能够检测出微弱的光(光子)。即，在光子入射至APD的情况下，在APD内部所产生的载流子经由降压电阻(quenching resistor)及信号读出用的配线图案而输出至外部。在APD的产生电子雪崩的像素中，电流流动，但是在串联连接于像素的数百kΩ左右的降压电阻中，产生电压下降。通过该电压下降，使对APD的放大区域的施加电压降低，由电子雪崩引起的倍增作用终止。如此，通过入射1个光子，从APD输出1个脉冲信号。以往，在构成pn结的一个半导体层设置有第1接触电极，在跟与此连续的配线相同的平面内，在配线连接有电阻层。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：欧洲专利申请公开1755171号公报

发明内容

发明所要解决的问题

然而，在多个光子以较短的时间间隔入射至APD的情况下，输出脉冲信号的间隔变短而无法分离脉冲，从而无法进行光子计数。本发明有鉴于这样的技术问题而完成，其目的在于提供一种提高计数率的高动态范围的光电二极管阵列。

解决技术问题的手段

为了解决上述技术问题，本发明的样态所涉及的光电二极管阵列，其特征在于：包含受光区域，所述受光区域包含多个光检测部，各个所述光检测部具备：第1导电型的第1半导体区域；第2导电型的第2半导体区域，其与所述第1半导体区域构成pn结；第1接触电极，其与所述第2半导体区域接触；第2接触电极，其具备与所述第1接触电极不同的材料，配置在重叠于所述第1接触电极的位置，并与所述第1接触电极接触；以及电阻层，其与所述第2接触电极连续。

在本样态所涉及的光电二极管阵列的情况下，通过将第2接触电极配置在重叠于第1接触电极的位置，能够将电阻层与第1接触电极的连接所需要的空间最小化。当然，必然地，第1接触电极与第2接触电极不在相同平面上，高度方向的位置不同，且电阻层从第2接触电极连续延伸。由此，能够省略光检测部内的配线，并可以显著增加光检测部的开口率。

由于光子的入射而在pn结产生的载流子经由第1接触电极及第2接触电极而流入电阻层，经由连接于电阻层的配线图案而取出至外部。

另外，所述第2接触电极及所述电阻层优选具备SiCr。由于SiCr的光透过率高，因此即便在光检测部内存在电阻层，入射的光子也会透过电阻层，因而能够增加实际的开口率。

另外，所述电阻层优选曲线延伸，并连接于信号读出用的配线图案。由于电阻层的电阻值与其长度成比例，因此通过电阻层曲线延伸，从而能够增加电阻值。另外，通过存在电阻层，能够使存在于其下方的半导体层的表面能级稳定并使输出稳定。

另外，所述电阻层的厚度优选为3nm以上且50nm以下。在下限值以上的情况下，能够确保电阻层的均匀性，在上限值以下的情况下，能够使光子充分透过。

所述配线图案，其特征在于：包含包围各所述光检测部的形状，各个所述第2接触电极位于由所述配线图案所包围的各个光检测区域的中央部，且所述电阻层的二维图案包含以沿着所述第2接触电极的周围旋转的方式延伸的形状。通过以将所述第2接触电极配置于光检测区域的中央部且在其周围旋转的方式配置，能够将电阻层的长度设定得长。

另外，在光子入射至所述光检测部的情况下，能够令由从赋予来自所述光检测部的输出的强度峰值的时刻到来自所述光检测部的输出达到该强度峰值的37％的时刻为止的期间所规定的恢复时间为5ns以下。

另外，能够令邻接的所述光检测部的中心间的间隔为20μm以下。在该情况下，恢复时间显著缩短。

另外，能够令邻接的所述光检测部的中心间的间隔为15μm以下。在该情况下，所述恢复时间更加缩短。

另外，能够令邻接的所述光检测部的中心间的间隔为10μm以下。在该情况下，所述恢复时间更加缩短。

发明的效果

根据本发明样态的光电二极管，可以通过缩短其恢复时间而提高计数率。

附图说明

图1是光电二极管阵列的立体图。

图2是光电二极管阵列的II-II箭头纵截面图。