[发明专利]背面入射型半导体光检测装置

说明书

背面入射型半导体光检测装置(1)包括具有被二维排列的多个像素(U)的光检测基板(10)和具有对来自对应的像素(U)的输出信号进行处理的多个信号处理部的电路基板。光检测基板(10)在每个像素(U)中包括分别具有设置在半导体基板(50)的第一主面(1Nb)侧的受光区域(S)并且以盖革模式进行动作的多个雪崩光电二极管(APD)。在半导体基板(50)中，从与第一主面(1Nb)正交的方向观察时，沟槽(13)在每个像素(U)中包围包含受光区域(S)的至少一个区域(α)。多个信号处理部的数量比各像素(U)中的受光区域(S)的数量多，由各像素(U)中的沟槽(13)包围的区域(α)的数量为该像素(U)中的受光区域(S)的数量以下。

技术领域

本发明涉及背面入射型半导体光检测装置。

背景技术

公知的是具有多个像素和多个信号处理部的半导体光检测装置 (例如，参照专利文献1及2)。多个像素被二维排列。各像素包含光电二极管。多个信号处理部对来自对应的像素的输出信号进行处理。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-265607号公报。

专利文献2：日本特开2006-332796号公报。

发明内容

发明所要解决的技术问题

为了检测微弱光，考虑由以盖革模式进行动作的雪崩光电二极管构成二维排列的各个像素。在以盖革模式进行动作的雪崩光电二极管上施加击穿电压以上的反向电压。因此，以盖革模式进行动作的雪崩光电二极管具有比像素大小相同的一般的光电二极管更高的光灵敏度。

然而，在盖革模式型的雪崩光电二极管中可能发生雪崩倍增引起的发光。因此，在多个雪崩光电二极管接近地配置的情况下，可能会接收到相邻配置的雪崩光电二极管所发出的光。该情况下，可能会从半导体光检测装置输出受到雪崩光电二极管自身的发光的影响的检测结果。这样，可能会产生相邻配置的雪崩光电二极管所发出的光的受光引起的串扰。为了抑制该串扰，越扩展彼此相邻的雪崩光电二极管间距，则开口率越低。

本发明的一方式的目的在于，提供能够确保微弱光的检测精度的背面入射型半导体光检测装置。

用于解决问题的技术方案

本发明的一方式是一种背面入射型半导体光检测装置，其包括光检测基板和与光检测基板连接的电路基板。光检测基板具有包括彼此对置的第一主面及第二主面的半导体基板，并且具有在半导体基板上二维排列的多个像素。电路基板具有对来自对应的像素的输出信号进行处理的多个信号处理部。光检测基板在每个像素具有多个雪崩光电二极管、多个灭弧电阻、焊盘电极。多个雪崩光电二极管构成为以盖革模式进行动作。焊盘电极与多个灭弧电阻电连接。多个雪崩光电二极管分别具有设置于半导体基板的第一主面侧的受光区域。多个灭弧电阻配置于半导体基板的第一主面侧，并且与对应的雪崩光电二极管串联电连接。焊盘电极配置于所述半导体基板的第一主面侧。多个雪崩光电二极管的受光区域在每个像素二维排列。在半导体基板上，沟槽在第一主面开口。从与第一主面正交的方向观察时，沟槽在每个像素包围包含受光区域的至少一个区域。各信号处理部是通过对应的焊盘电极而与多个雪崩光电二极管电连接的前置电路。前置电路输出与来自多个雪崩光电二极管的输出信号对应的信号。电路基板所具有的多个信号处理部的数量比各像素中的受光区域的数量多。由各像素中的沟槽包围的区域的数量为该像素中的受光区域的数量以下。第二主面是向半导体基板入射的光的入射面。

在该一方式中，在所述半导体基板的第一主面侧形成有沟槽。从与第一主面正交的方向观察时，沟槽在每个像素包围包含受光区域的至少一个区域。由各像素中的沟槽包围的区域的数量为该像素中的受光区域的数量以下。该情况下，能够通过沟槽来抑制由相邻配置的雪崩光电二极管发出的光的受光引起的串扰的发生，并且能够确保开口率。因此，所述的背面入射型半导体光检测装置能够确保微弱光的检测精度。