[问题]提供了一种测距装置，其提高了量子效率和分辨率。[方案]本公开提供了一种测距装置，其包括：半导体层，具有第一面和与第一面相对的第二面；透镜，设置在第二面侧；第一电荷存储部和第二电荷存储部，第一电荷存储部和第二电荷存储部在所述第一面侧设置在半导体层内；光电转换部，光电转换部在第一面侧与半导体层接触，并且由不同于半导体层的材料制成；第一电压施加部和第二电压施加部，第一电压施加部和第二电压施加部向位于第一电荷存储部和第二电荷存储部与光电转换部之间的半导体层施加电压；以及第一配线，第一配线设置在第一面侧并且电连接至光电转换部。侧并且电连接至光电转换部。侧并且电连接至光电转换部。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】测距装置
[0001]本公开涉及一种测距装置。
技术介绍
[0002]已经开发了使用间接飞行时间(iToF)方法的测距装置。使用间接ToF的测距装置基于照射光与反射光之间的相位差来间接计算从测距装置到物体的距离。
[0003]引用文献列表
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本专利申请特开第2020
‑
013909号公报
技术实现思路
[0006]专利技术要解决的技术问题
[0007]然而，使用间接ToF方法的常规测距装置在硅基板中具有光电二极管，并且不能获得足够的量子效率Qe(灵敏度)。此外，使用具有高红外透射率的硅基板的测距装置需要增加硅基板的厚度以增加量子效率。然而，在增加硅基板的厚度时，相邻像素之间的电气分离或光学分离是困难的，这导致由于信噪比(SNR)劣化引起分辨率降低的问题。
[0008]因此，鉴于这样的问题做出了本公开，并且提供了一种能够提高量子效率和分辨率的测距装置。
[0009]解决技术问题的技术方案
[0010]根据本公开的一个方面的测距装置包括：半导体层，所述半导体层具有第一面和与所述第一面相对的第二面；透镜，所述透镜设置在所述第二面侧；第一电荷存储部和第二电荷存储部，所述第一电荷存储部和所述第二电荷存储部在所述第一面侧设置在所述半导体层内；光电转换部，所述光电转换部在所述第一面侧与所述半导体层接触，所述光电转换部包括与所述半导体层的材料不同的材料；第一电压施加部和第二电压施加部，所述第一电压施加部和所述第二电压施加部向位于所述第一电荷存储部和所述第二电荷存储部与所述光电转换部之间的所述半导体层施加电压；以及第一配线，所述第一配线设置在所述第一面侧并且电连接至所述光电转换部。
[0011]在从所述半导体层的所述第二面上方观察时，所述光电转换部的面积可以比入射光从所述透镜至所述半导体层所穿过的开口的面积小。
[0012]所述测距装置还可以包括杂质层，所述杂质层设置在所述半导体层的所述第一面侧并且与所述光电转换部接触，其中，在从所述半导体层的所述第二面上方观察时，所述光电转换部的面积可以比所述杂质层的面积小。
[0013]所述半导体层可以包括硅，所述光电转换部可以包括锗、铟镓砷、铜铟镓硒或量子点。
[0014]所述测距装置还可以包括金属层，所述金属层包括反射光的导电材料，所述金属层覆盖所述光电转换部的除了所述光电转换部和所述半导体层之间的接触部分之外的外
围。
[0015]所述金属层可以被设置为电连接所述光电转换部和所述第一配线的电极。
[0016]所述金属层可以具有朝向所述光电转换部突出或凹陷的凹凸部。
[0017]所述测距装置还可以包括设置在所述光电转换部与所述半导体层之间的混合层，所述混合层是通过混合所述光电转换部的材料和所述半导体层的材料而获得的。
[0018]所述测距装置还可以包括设置在所述光电转换部的电连接所述第一配线的接触部分中的高浓度杂质层，所述高浓度杂质层的杂质浓度比所述光电转换部的杂质浓度高。
[0019]所述第一电压施加部可以包括第一栅极电极，所述第一栅极电极在所述第一电荷存储部和所述光电转换部之间设置在所述第一面上并且与所述半导体层绝缘；所述第二电压施加部可以包括第二栅极电极，所述第二栅极电极在所述第二电荷存储部和所述光电转换部之间设置在所述第一面上并且与所述半导体层绝缘；并且所述测距装置还可以包括：第二配线，所述第二配线设置在所述第一面侧并且连接至所述第一电压施加部；和第三配线，所述第三配线设置在所述第一面侧并且连接至所述第二电压施加部。
[0020]所述第一电压施加部和所述第二电压施加部可以设置在所述半导体层的所述第一面上，绝缘膜插入其间。
[0021]所述第一电压施加部和所述第二电压施加部可以从所述半导体层的所述第一面埋入在所述半导体层中。
[0022]所述第一电压施加部可以包括在第一杂质层，所述第一杂质层在所述第一面上与所述第一电荷存储部邻接并且具有与所述第一电荷存储部的导电类型不同的导电类型；所述第二电压施加部可以包括第二杂质层，所述第二杂质层在所述第一面上与所述第二电荷存储部邻接并且具有与所述第二电荷存储部的导电类型不同的导电类型；并且所述测距装置还可以包括：第二配线，所述第二配线设置在所述第一面侧并且连接至所述第一电压施加部；和第三配线，所述第三配线设置在所述第一面侧并且连接至所述第二电压施加部。
[0023]所述测距装置还可以包括在所述半导体层中从所述第二面延伸至所述光电转换部的波导，所述波导包括与所述半导体层的材料不同的材料。
[0024]所述波导可以在所述第二面侧的面积等于或大于入射光从所述透镜到所述半导体层所穿过的开口的面积，在所述第一面侧的面积等于或小于所述光电转换的面积，并且所述波导在所述第一面与所述第二面之间具有锥形形状的侧面。
[0025]所述波导的折射率可以高于所述半导体层的折射率。
[0026]所述波导的折射率可以低于所述透镜的折射率。
[0027]所述测距装置还可以包括设置在所述波导侧面上的金属膜。
附图说明
[0028]图1是示出了根据第一实施方案的测距装置的构造例的框图。
[0029]图2是示出了根据第一实施方案的测距装置的光接收元件的示意性构造例的框图。
[0030]图3是示出了像素的电路构造的示例的图。
[0031]图4是示出了图3所示的像素电路的布置例的平面图。
[0032]图5是示出了根据第一实施方案的像素的构造例的截面图。
[0033]图6是示出了根据第一实施方案的测距装置的操作示例的时序图。
[0034]图7是示出了根据第二实施方案的像素的构造例的截面图。
[0035]图8是示出了根据第三实施方案的像素的构造例的截面图。
[0036]图9是示出了根据第四实施方案的像素的构造例的截面图。
[0037]图10是示出了根据第五实施方案的像素的构造例的截面图。
[0038]图11是示出了根据第六实施方案的像素的构造例的截面图。
[0039]图12是示出了根据第七实施方案的像素的构造例的截面图。
[0040]图13是示出了根据第八实施方案的光接收元件的构造例的截面图。
[0041]图14是示出了根据第九实施方案的像素的构造例的截面图。
[0042]图15是在波导的侧面具有金属膜的光接收元件的截面图。
[0043]图16是示出了根据本公开的像素布局的示例的平面图。
[0044]图17是示出了根据本公开的像素布局的另一示例的平面图。
[0045]图18是示出了用作应用本技术的电子装置的智能手机的构造例的框图。
[0046]图19是示出了作为可以应用根据本公开的实施方案的技术的移动体控制系统的示例的车辆控制系统的示意性构造的示例的框图。
[0047]图20是示出了摄像部本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种测距装置，包括：半导体层，所述半导体层具有第一面和相对所述第一面位于相对侧的第二面；透镜，所述透镜设置在所述第二面侧；第一电荷存储部和第二电荷存储部，所述第一电荷存储部和所述第二电荷存储部在所述第一面侧设置在所述半导体层内；光电转换部，所述光电转换部在所述第一面侧与所述半导体层接触，所述光电转换部包括与所述半导体层的材料不同的材料；第一电压施加部和第二电压施加部，所述第一电压施加部和所述第二电压施加部向位于所述第一电荷存储部和所述第二电荷存储部与所述光电转换部之间的所述半导体层施加电压；以及第一配线，所述第一配线设置在所述第一面侧并且电连接至所述光电转换部。2.根据权利要求1所述的测距装置，其中，在从所述半导体层的所述第二面上方观察时，所述光电转换部的面积比入射光从所述透镜到所述半导体层所穿过的开口部的面积小。3.根据权利要求1所述的测距装置，还包括杂质层，所述杂质层在所述第一面侧上设置在所述半导体层内并且与所述光电转换部接触，其中，在从所述半导体层的所述第二面上方观察时，所述光电转换部的面积比所述杂质层的面积小。4.根据权利要求1所述的测距装置，其中，所述半导体层中使用硅，并且所述光电转换部中使用锗、铟镓砷、铜铟镓硒(CIGS)、量子点(Qdot)。5.根据权利要求1所述的测距装置，还包括金属层，所述金属层包括反射光的导电材料，所述金属层覆盖所述光电转换部的除了所述光电转换部与所述半导体层之间的接触部分之外的外围。6.根据权利要求5所述的测距装置，其中，所述金属层是电连接所述光电转换部和所述第一配线的电极。7.根据权利要求5所述的测距装置，其中，所述金属层具有朝向所述光电转换部突出或凹陷的凹凸部。8.根据权利要求1所述的测距装置，还包括设置在所述光电转换部与所述半导体层之间的混合层，所述混合层混合有所述光电转换部的材料和所述半导体层的材料。9.根据权利要求1所述的测距装置，还包括设置在所述光电转换部的电连接所述第一配线的接触部分中的高浓度杂质层，所述高浓度杂质层的杂质浓度比所述光电转换部的杂质浓度高。10.根据权利要求1所述的测距装置，其中，所述第一电压施加部包括第一栅...
【专利技术属性】
技术研发人员：安阳太郎，
申请(专利权)人：索尼半导体解决方案公司，
类型：发明
国别省市：
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