[发明专利]光检测装置

说明书

光检测装置包括：半导体基板；具有配置于半导体基板的第一主面侧的受光区域且在半导体基板二维排列的多个雪崩光电二极管；以及与对应的受光区域电连接的贯通电极。贯通电极配置于在多个雪崩光电二极管被二维排列的区域内贯通半导体基板的贯通孔。在半导体基板的第一主面侧，包围贯通孔的槽形成于贯通孔和与贯通孔相邻的受光区域之间的区域。槽的边缘与被槽包围的贯通孔的边缘的第一距离比槽的边缘与和被槽包围的贯通孔相邻的受光区域的边缘的第二距离长。

技术领域

本发明涉及光检测装置。

背景技术

已知有一种具有包括彼此相对的第一主面以及第二主面的半导体基板的光检测装置(例如，参照专利文献1)。专利文献1所记载的光检测装置具备：在盖格模式下工作的多个雪崩光电二极管；以及与对应的雪崩光电二极管电连接的贯通电极。多个雪崩光电二极管二维排列在半导体基板。各个雪崩光电二极管具有配置于半导体基板的第一主面侧的受光区域。贯通电极配置于在厚度方向上贯通半导体基板的贯通孔。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-61041号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的一个方式的目的在于，提供一种光检测装置，其确保开口率并且减少表面漏电流向雪崩光电二极管的流入，且难以在半导体基板中的贯通孔的周围产生构造缺陷。

解决课题的技术手段

本发明人们通过调查研究，结果发现了以下新的事实。

在光检测装置具备多个雪崩光电二极管的情况下，例如，为了缩短距雪崩光电二极管的配线距离，贯通电极被配置在多个雪崩光电二极管被二维排列的第一区域内。在贯通电极配置于第一区域外的情况下，与贯通电极配置于第一区域内的情况相比，从雪崩光电二极管至贯通电极的配线距离长，且雪崩光电二极管之间的配线距离的差大。配线距离与配线电阻以及寄生电容等相关，影响光检测装置中的检测精度。

配置有贯通电极的贯通孔在光检测时成为死区。因此，在贯通电极配置于第一区域内的情况下，与贯通电极配置于第一区域外的情况相比，对于光检测有效的面积小，即开口率有可能下降。如果开口率下降，则光检测装置的光检测特性下降。

为了抑制开口率下降，优选尽可能缩小死区。例如，通过缩小雪崩光电二极管与贯通孔(贯通电极)的间隔来确保开口率。但是，在雪崩光电二极管与贯通孔的间隔小的情况下，与雪崩光电二极管与贯通孔的间隔大的情况相比，表面漏电流更容易从贯通孔流入雪崩光电二极管。其结果，有可能对光检测装置中的检测精度带来不良影响。

因此，本发明人们对于确保开口率并且减少表面漏电流流入雪崩光电二极管的结构进行了积极的研究。

本发明人们发现了以下的结构：在半导体基板的第一主面侧，包围贯通孔的槽形成于贯通孔和与该贯通孔相邻的雪崩光电二极管的受光区域之间的区域。在该结构中，由于包围贯通孔的槽形成于贯通孔和与该贯通孔相邻的雪崩光电二极管的受光区域之间的区域，所以，即使在受光区域与贯通电极(贯通孔)的间隔小的情况下，也能减少表面漏电流从贯通孔流入雪崩光电二极管。

本发明人们还发现，包围贯通孔的槽形成于半导体基板，由此会产生新的问题。包围贯通孔的槽形成于贯通孔与受光区域之间的狭小区域。因此，在半导体基板中的槽和被该槽所包围的贯通孔之间的区域，有可能产生构造缺陷。构造缺陷例如是半导体基板的破裂或者残缺等。在从槽的边缘至被该槽所包围的贯通孔的边缘的第一距离是从槽的边缘至与被该槽包围的贯通孔相邻的受光区域的边缘的第二距离以下的情况下，与第一距离比第二距离长的情况相比，容易产生构造缺陷。