[发明专利]光电转换设备、光电转换系统和可移动体

说明书

本发明提供一种光电转换设备、光电转换系统和可移动体。光电转换设备包括多个雪崩光电二极管。所述多个雪崩光电二极管中的各雪崩光电二极管包括由配置在第一深度处的第一导电型的第一半导体区域、以及配置在比所述第一深度深的第二深度处的与所述第一导电型不同的第二导电型的第二半导体区域形成的雪崩倍增单元。在比第二导电型的第三半导体区域浅的位置处配置导电型和杂质浓度至少之一与所述第三半导体区域不同的第四半导体区域，并且所述第三半导体区域和所述第四半导体区域之间的边界部的深度比所述雪崩倍增单元深。

技术领域

本发明涉及光电转换设备和光电转换系统。

背景技术

已知一种包括雪崩光电二极管(APD)的光检测设备，其中APD可以通过使用雪崩(电子雪崩)倍增来检测单光子电平的微弱信号。APD利用具有与信号电荷相同极性的第一导电型的第一半导体区域和具有与信号电荷不同极性的第二导电型的第二半导体区域形成高电场区域(雪崩倍增单元)。

在日本特开2018-201005中，隔离像素的第三半导体区域被设置直至在截面视图中与雪崩倍增单元相同深度的位置，并且以在平面视图中环绕雪崩倍增单元的方式配置。

如果像素大小被小型化，则第三半导体区域和雪崩倍增单元之间的距离变得更近。因此在第三半导体区域和第一半导体区域之间形成局部高电场区域，并且暗计数率(以下为DCR)恶化。

发明内容

根据本发明的一方面，一种光电转换设备包括：半导体层；以及多个雪崩光电二极管，其被配置在所述半导体层上并且包括第一雪崩光电二极管和第二雪崩光电二极管；其中，所述多个雪崩光电二极管中的各雪崩光电二极管包括雪崩倍增单元，所述雪崩倍增单元由与信号电荷相同导电型的载流子被视为多数载流子的第一导电型的第一半导体区域、以及与所述第一导电型不同的第二导电型的第二半导体区域形成，其中，所述第一半导体区域配置在第一深度处，所述第二半导体区域配置在比所述第一深度深的第二深度处，其中，在所述第一雪崩光电二极管和所述第二雪崩光电二极管之间配置所述第二导电型的第三半导体区域，其中，在所述第一雪崩光电二极管和所述第二雪崩光电二极管之间，在比所述第三半导体区域浅的位置处配置第四半导体区域，所述第四半导体区域的导电型和杂质浓度至少之一与所述第三半导体区域不同，以及其中，所述第三半导体区域和所述第四半导体区域之间的边界部的深度比所述雪崩倍增单元深。

根据本发明的另一方面，一种光电转换设备包括：半导体层，其包括多个光电转换元件，并且所述半导体层具有第一面和第二面，所述第二面是光入射的面，并且与所述第一面相对，其中，所述多个光电转换元件中的各光电转换元件包括雪崩光电二极管，其中，所述雪崩光电二极管包括与信号电荷相同极性的电荷被视为多数载流子的第一导电型的第一半导体区域以及第二导电型的第二半导体区域，其中，所述多个光电转换元件由包括所述第二导电型的第三半导体区域的隔离部隔离，其中，所述第二半导体区域被配置成与所述第三半导体区域接触，其中，所述多个光电转换元件包括配置在第一方向上的第一光电转换元件和第二光电转换元件，所述第二光电转换元件与所述第一光电转换元件相邻地配置，以及其中，所述第三半导体区域以所述第三半导体区域的一端位于离所述第二面侧比离所述第一面侧更近、并且相比于所述第二半导体区域离所述第一面侧更近的位置处的方式，配置在所述第一光电转换元件和所述第二光电转换元件之间。

根据以下参考附图对示例性实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

图1是示出光电转换设备的结构的图。

图2示出传感器基板的配置示例。

图3示出电路基板的配置示例。

图4是包括光电转换元件的等效电路的框图。

图5A、5B和5C是示出雪崩光电二极管(APD)的操作和输出信号之间的关系的图。

图6是根据第一示例性实施例的像素平面视图。