测距图像传感器及其制造方法技术

测距图像传感器包括半导体层和电极层。半导体层和电极层构成多个像素。多个像素各自在半导体层中具有雪崩倍增区域、电荷分配区域、第一电荷传送区域和第二电荷传送区域。多个像素各自在电极层中具有光电栅电极、第一传送栅电极和第二传送栅电极。雪崩倍增区域遍及多个像素地相连，或者到达以将多个像素的各个像素彼此分开的方式形成于半导体层的沟槽。彼此分开的方式形成于半导体层的沟槽。彼此分开的方式形成于半导体层的沟槽。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】测距图像传感器及其制造方法


[0001]本专利技术涉及测距图像传感器及其制造方法。

技术介绍

[0002]作为利用间接TOF(Time of Flight:飞行时间)方式获取对象物的距离图像的测距图像传感器，已知包括设置有光感应区域的半导体层以及在半导体层上按照每个像素设置的光电栅电极(photogate electrode)和传送栅电极的测距图像传感器(例如参照专利文献1、2)。根据这样的测距图像传感器，能够通过光的入射来高速传送在光感应区域产生的电荷。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2011
‑
133464号公报
[0006]专利文献2：日本特开2013
‑
206903号公报

技术实现思路

[0007]专利技术所要解决的技术问题
[0008]在如上所述的测距图像传感器中，例如为了使可测量距离较长，有时要求提高受光灵敏度。
[0009]本专利技术的目的在于提供能够在多个像素中均匀地提高受光灵敏度的测距图像传感器及其制造方法。
[0010]用于解决技术问题的技术方案
[0011]本专利技术的一个方面提供一种测距图像传感器，其包括：半导体层，其具有第一侧的第一表面和第一侧的相反侧即第二侧的第二表面，用于构成沿所述第一表面配置的多个像素；和电极层，其设置于第一表面，用于构成多个像素，多个像素的各个像素具有：雪崩倍增区域，其包括形成于半导体层的第一导电型的第一倍增区域、和在半导体层中形成于第一倍增区域的第一侧的第二导电型的第二倍增区域；第二导电型的电荷分配区域，其在半导体层中形成于第二倍增区域的第一侧，与第二倍增区域连接；第二导电型的第一电荷传送区域，其在半导体层中形成于第二倍增区域的第一侧，与电荷分配区域连接；第二导电型的第二电荷传送区域，其在半导体层中形成于第二倍增区域的第一侧，与电荷分配区域连接；光电栅电极，其在电极层中形成于电荷分配区域的第一侧；第一传送栅电极，其以相比于光电栅电极位于第一电荷传送区域侧的方式，在电极层中形成于电荷分配区域的第一侧；和第二传送栅电极，其以相比于光电栅电极位于第二电荷传送区域侧的方式，在电极层中形成于电荷分配区域的第一侧，雪崩倍增区域遍及多个像素地相连，或者到达以将多个像素的各个像素彼此分开的方式形成于半导体层的沟槽。
[0012]在该测距图像传感器中，形成于半导体层的雪崩倍增区域遍及多个像素相连，或者到达以将多个像素的各个像素相互分离的方式形成于半导体层的沟槽。由此，在多个像
素之间的受光灵敏度的偏差及一个像素内的不同部位的受光灵敏度的偏差被抑制的状态下，在多个像素各自中实现高灵敏度化。因此，根据该测距图像传感器，能够在多个像素中均匀地实现受光灵敏度的提高。
[0013]在本专利技术的一个方面的测距图像传感器中，也可以是，沟槽形成于第一表面，沟槽的底面相比于雪崩倍增区域位于第二侧。由此，能够抑制相邻的像素之间的串扰的产生。
[0014]在本专利技术的一个方面的测距图像传感器中，也可以是，沟槽形成于第一表面，沟槽的底面位于雪崩倍增区域内。由此，能够缩短形成沟槽的时间，并且充分地抑制相邻的像素之间的串扰的产生。
[0015]在本专利技术的一个方面的测距图像传感器中，也可以是，多个像素的各个像素还具有：第一导电型的阱区域，其在半导体层中形成于第二倍增区域的第一侧，用于构成与第一电荷传送区域和第二电荷传送区域中的至少一者电连接的读出电路；和第二导电型的势垒区域，其在半导体层中形成于第二倍增区域与阱区域之间。由此，通过对雪崩倍增区域施加高电压，即使形成于雪崩倍增区域的耗尽层朝向第一导电型的阱区域扩展了，也能够利用第二导电型的势垒区域抑制耗尽层到达第一导电型的阱区域的情况。即，能够抑制因耗尽层到达阱区域而使得电流在雪崩倍增区域与阱区域之间流动。
[0016]在本专利技术的一个方面的测距图像传感器中，在从半导体层的厚度方向观察时，势垒区域也可以包含阱区域。由此，能够抑制因耗尽层到达阱区域而使得电流在雪崩倍增区域与阱区域之间流动。
[0017]在本专利技术的一个方面的测距图像传感器中，也可以是，多个像素各自还具有第二导电型的宿区域，所述第二导电型的宿区域在半导体层中形成于势垒区域的第一侧，与势垒区域连接。由此，因为将聚集到第二导电型的势垒区域的周边的电荷引入到第二导电型的宿区域，所以能够抑制聚集到势垒区域的周边的电荷作为寄生电荷成为噪声。
[0018]在本专利技术的一个方面的测距图像传感器中，宿区域也可以与第二电荷传送区域连接。由此，在将第二电荷传送区域用作无用电荷排出区域的情况下，能够将引入到宿区域的电荷排出到第二电荷传送区域。
[0019]本专利技术的一个方面的测距图像传感器还可以包括配线层，所述配线层以覆盖电极层的方式设置于第一表面，与多个像素的各个像素电连接。由此，能够经由配线层对多个像素的各个像素进行电信号的输入输出。
[0020]本专利技术的一个方面提供一种测距图像传感器的制造方法，其是所述测距图像传感器的制造方法，包括：第一工序，通过在半导体基片形成雪崩倍增区域、电荷分配区域、第一电荷传送区域和第二电荷传送区域而形成半导体层；和第二工序，在第一工序之后，通过在半导体层的第一表面形成光电栅电极、第一传送栅电极和第二传送栅电极而形成电极层，在第一工序中，以遍及多个像素地相连的方式在半导体基片形成雪崩倍增区域。
[0021]在该测距图像传感器的制造方法中，以遍及多个像素相连的方式在半导体基片上形成雪崩倍增区域。由此，在制造出的测距图像传感器中，能够在多个像素之间的受光灵敏度的偏差和一个像素内的不同部位的受光灵敏度的偏差被抑制的状态下，在多个像素各自中实现高灵敏度化。因此，根据该测距图像传感器的制造方法，能够获得在多个像素中均匀地实现受光灵敏度的提高的测距图像传感器。
[0022]在本专利技术的一个方面的测距图像传感器的制造方法中，也可以是，在第一工序中，
在至少将雪崩倍增区域形成于半导体基片之后，在第一表面形成沟槽。由此，能够容易且可靠地获得雪崩倍增区域到达沟槽的结构。
[0023]在本专利技术的一个方面的测距图像传感器的制造方法中，还可以包括第五工序，在第二工序之后，以覆盖电极层的方式在第一表面形成配线层，将配线层与多个像素的各个像素电连接。由此，在制造出的测距图像传感器中，能够经由配线层对多个像素各自进行电信号的输入输出。
[0024]专利技术效果
[0025]根据本专利技术，能够提供能够在多个像素中均匀地实现受光灵敏度的提高的测距图像传感器及其制造方法。
附图说明
[0026]图1是包括第一实施方式的测距图像传感器的光检测装置的结构图。
[0027]图2是第一实施方式的测距图像传感器的像素部的俯视图(平面图)。
[0028]图3是沿着图2所示的III－III线的截面图。
[0029]图4是沿着图2所示的IV－IV线的截面图。
[0030]图5是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种测距图像传感器，其特征在于，包括：半导体层，其具有第一侧的第一表面和所述第一侧的相反侧即第二侧的第二表面，用于构成沿所述第一表面配置的多个像素；和设置于所述第一表面的、用于构成所述多个像素的电极层，所述多个像素中的各个像素具有：雪崩倍增区域，其包括形成于所述半导体层的第一导电型的第一倍增区域、和在所述半导体层中形成于所述第一倍增区域的所述第一侧的第二导电型的第二倍增区域；在所述半导体层中形成于所述第二倍增区域的所述第一侧的、与所述第二倍增区域连接的第二导电型的电荷分配区域；在所述半导体层中形成于所述第二倍增区域的所述第一侧的、与所述电荷分配区域连接的第二导电型的第一电荷传送区域；在所述半导体层中形成于所述第二倍增区域的所述第一侧的、与所述电荷分配区域连接的第二导电型的第二电荷传送区域；在所述电极层中形成于所述电荷分配区域的所述第一侧的光电栅电极；以相比于所述光电栅电极位于所述第一电荷传送区域侧的方式，在所述电极层中形成于所述电荷分配区域的所述第一侧的第一传送栅电极；和以相比于所述光电栅电极位于所述第二电荷传送区域侧的方式，在所述电极层中形成于所述电荷分配区域的所述第一侧的第二传送栅电极，所述雪崩倍增区域遍及所述多个像素地相连，或者到达以将所述多个像素的各个像素彼此分开的方式形成于所述半导体层的沟槽。2.根据权利要求1所述的测距图像传感器，其特征在于：所述沟槽形成于所述第一表面，所述沟槽的底面相比于所述雪崩倍增区域位于所述第二侧。3.根据权利要求1所述的测距图像传感器，其特征在于：所述沟槽形成于所述第一表面，所述沟槽的底面位于所述雪崩倍增区域内。4.根据权利要求1～3中任一项所述的测距图像传感器，其特征在于：所述多个像素中的各个像素还具有：第一导电型的阱区域，其在所述半导体层中形成于所述第二倍增区域的所述第一侧，用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：间瀬光人，平光纯，岛田明洋，石井博明，伊藤聪典，田中祐马，
申请(专利权)人：浜松光子学株式会社，
类型：发明
国别省市：