[发明专利]光检测装置

说明书

本申请是申请日为2012年8月2日、申请号为201280051779.9、发明名称为光检测装置的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种光检测装置。

背景技术

已知的有一种光电二极管阵列(半导体光检测元件)，其具备以盖革模式(Geiger mode)动作的多个雪崩光电二极管(avalanche photodiode)、相对于各雪崩光电二极管串联连接的灭弧电阻(quenching resistance)、以及并联地连接有灭弧电阻的信号线(例如，参照专利文献1)。该光电二极管阵列在构成像素的雪崩光电二极管检测光子并进行盖革放电时，通过连接于雪崩光电二极管的灭弧电阻的作用而获得脉冲状的信号。各个雪崩光电二极管对各光子进行计数。因此，即便在多个光子以相同的时序入射时，也根据总输出脉冲的输出电荷量或信号强度来判明已入射的光子数。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-003739号公报

发明内容

发明所要解决的问题

在上述半导体光检测元件中，灭弧电阻并联地连接于信号线，故各雪崩光电二极管彼此也并联地连接。在具有并联连接的多个雪崩光电二极管的半导体光检测元件中，有时用以导引从各雪崩光电二极管输出的信号的配线(信号线)的距离(以下称为“配线距离”)在像素(雪崩光电二极管)间不同。若配线距离在像素间不同，则受到配线所具有的电阻及电容的影响，时间分辨率在像素间不同。

本发明的目的在于提供一种抑制时间分辨率在像素间不同并且可更进一步地提高时间分辨率的光检测装置。

解决问题的技术手段

本发明是一种光检测装置，其具备：半导体光检测元件，其具有包含相互相对的第一和第二主面的半导体基板；搭载基板，其与半导体光检测元件相对配置并且具有与半导体基板的第二主面相对的第三主面；以及玻璃基板，其与半导体光检测元件相对配置并且具有与半导体基板的第一主面相对的第四主面；半导体光检测元件包含以盖革模式动作并且形成在半导体基板内的多个雪崩光电二极管、相对于各雪崩光电二极管串联连接并且配置在半导体基板的第一主面侧的灭弧电阻、以及与灭弧电阻电连接且从第一主面侧至第二主面侧为止贯通半导体基板而形成的多个贯通电极；搭载基板包含对应于各贯通电极而配置在第三主面侧的多个第一电极、以及与多个第一电极电连接且处理来自各雪崩光电二极管的输出信号的信号处理部；且贯通电极与第一电极经由凸点电极而电连接，半导体基板的侧面与玻璃基板的侧面成为同一平面。

在本发明中，在半导体光检测元件的半导体基板，形成有与灭弧电阻电连接且从第一主面侧至第二主面侧为止贯通半导体基板的多个贯通电极，半导体光检测元件的贯通电极与搭载基板的第一电极经由凸点电极而电连接。因此，可将各像素的配线距离极为缩短，并且可使其值无偏差而一致。因此，配线所具有的电阻及电容的影响明显得到抑制，时间分辨率更进一步地提高。

在本发明中，可通过与半导体光检测元件相对配置的玻璃基板来提高半导体基板的机械强度。因半导体基板的侧面与玻璃基板的侧面成为同一平面，故可减少无效空间。

在本发明中，可选地，与玻璃基板的第四主面相对的主面是平坦的。在该情况下，能够极其容易地进行闪烁器对玻璃基板的设置。

在本发明中，可选地，贯通电极位于各雪崩光电二极管间的区域。在该情况下，能够防止各像素中的开口率的降低。

在本发明中，可选地，半导体光检测元件还包含电连接于所对应的贯通电极并且配置在半导体基板的第二主面侧的第二电极，第一电极与第二电极经由凸点电极而连接。在该情况下，能够切实地进行第一电极与第二电极的通过凸点电极的连接。

在本发明中，可选地，各雪崩光电二极管包含：第一导电型的半导体基板；第二导电型的第一半导体区域，其形成在半导体基板的第一主面侧；第二导电型的第二半导体区域，其形成在第一半导体区域内且杂质浓度比第一半导体区域高；以及第三电极，其配置在半导体基板的第一主面侧且将第二半导体区域与灭弧电阻电连接；且第二电极形成在第二主面的与第二半导体区域对应的区域上。在该情况下，可将设定第二电极的尺寸设定得比较大。由此，能够更进一步地切实地进行第一电极与第二电极的通过凸点电极的连接，并且能够提高连接的机械强度。