[发明专利]传感器芯片和电子装置

说明书

一种摄像装置包括具有像素阵列的传感器基板，像素阵列包括至少一个第一像素。第一像素包括雪崩光电二极管，雪崩光电二极管包括光接收区域、阴极和阳极。第一像素包括配线层，配线层电连接到阴极并且布置在传感器基板中，使得配线层位于入射光的离开光接收区域的路径中。

技术领域

本发明涉及传感器芯片和电子装置。更具体地，本发明涉及具有特性改进的单光子雪崩二极管(SPAD)像素的传感器芯片和电子装置。

背景技术

近年来，对通过飞行时间(ToF)方法测量距离的距离图像传感器的关注越来越多。例如，距离图像传感器可以配置有具有利用互补金属氧化物半导体(CMOS)集成电路技术以二维形式布置的多个SPAD像素的像素阵列。在施加有远大于击穿电压的电压的SPAD像素中，入射到高电场PN结区域上的单光子触发雪崩倍增。此时，检测电流瞬时流动的时间，以执行高度精确的距离测量。

例如，专利文献1公开了如下技术：由雪崩光电二极管制成的光电二极管阵列被构造成在像素间提供隔离，从而减少由高电场区域中的光发射引起的与相邻像素的串扰。

另外，专利文献2公开了如下技术：嵌入有形成高电场区域的层的SPAD被偏置耗尽，以改进SPAD像素的灵敏度。

[引用列表]

[专利文献]

[PTL 1]

JP 2013-48278 A

[PTL 2]

JP 2015-41746 A

[技术问题]

然而，专利文献1公开的结构仅通过使用绝缘膜物理地分离像素来减少光学串扰。在这种结构的情况下，像素的灵敏度还有待提高。

另外，专利文献2公开的结构使像素中的高电场区域发光，使得光子进入相邻像素，这导致了与相邻像素中的光子的无意识检测有关的串扰。另外，入射光透射到与光入射平面(背面)相对的平面(表面)，并且在该平面(表面)上形成有栅极和配线。这会导致像素灵敏度的下降。

鉴于这些问题，需要具有防止(或者可替代地，减小)串扰产生并且增强灵敏度的改进特性的SPAD像素。

发明内容

已鉴于上述情况提出本发明。因此，本发明的目的是改进SPAD像素的特性。

[问题的解决方案]

根据本发明的第一方面，摄像装置包括具有像素阵列的传感器基板，像素阵列包括至少一个第一像素。第一像素包括雪崩光电二极管，雪崩光电二极管包括光接收区域、阴极和阳极；以及配线层，配线层电连接到阴极并且布置在传感器基板中，使得配线层位于入射光的离开光接收区域的路径中。

根据本发明的第二方面，摄像装置包括用于处理图像信号的逻辑基板；包括至少一个第一像素的传感器基板。第一像素包括雪崩光电二极管，雪崩光电二极管包括光接收区域、阴极和阳极；以及配线层，配线层电连接到阴极并且电连接在光接收区域和逻辑基板之间，使得配线层位于入射光的离开光接收区域的路径中。摄像装置包括将传感器基板电连接到逻辑基板的接合部分。

根据本发明的第三方面，摄像装置包括具有至少一个第一像素的传感器基板。第一像素包括雪崩光电二极管，雪崩光电二极管包括光接收区域、阴极和阳极；以及配线层，配线层电连接到阴极。摄像装置包括隔离部，隔离部用于使第一像素与相邻于第一像素的第二像素隔离；和多个导电焊盘，导电焊盘用于将传感器基板接合到逻辑基板。多个导电焊盘包括电连接到阳极的第一导电焊盘；电连接到配线层的第二导电焊盘；和电连接到隔离部的第三导电焊盘。

[本发明的有益效果]

根据本发明的上述方面，改进了SPAD像素的特性。