[发明专利]光检测器

说明书

在光检测器(1000)，具有APD(111)的受光部(100)与外围电路部(200)分别设置在p型半导体基板(10)的第一主面(S1)上，光检测器(1000)还包括在半导体基板(10)的第二主面(S2)上设置的背面电极(300)和设置在受光部(100)与外围电路部(200)之间的p型第一分离部(13)。APD(111)在第一主面(S1)侧具有n型区域(20)，并且具有在Z方向与n型区域(20)相接触的p外延层(12)。外围电路部(200)具有设置在p阱(14)的n型MISFET(30)和以包围p阱(14)的侧部和底部的方式而设的n阱(21)。

技术领域

本公开涉及一种光检测器，尤其涉及一种包含雪崩光电二极管的光检测器。

背景技术

近年来，在医疗、通信、生物、化学、监视、车载、放射线检测等多个领域中，利用高灵敏度的光检测器。作为用于实现高灵敏度的方案之一，使用雪崩光电二极管(AvalanchePhoto Diode；以下，称为APD)。APD是一种光电二极管，其利用雪崩击穿对入射到光电转换层的光通过发生光电转换而产生的信号电荷进行倍增，由此提高光的检测灵敏度。通过使用APD，用极小的光子数量也能进行检测。

专利文献1中，公开了一种在互相相邻的APD之间具有分离区域的APD阵列(例如，参照专利文献1)。

该分离区域由从半导体基板的主面向内部延伸的p型半导体层构成，并且，该p型半导体层的电位与半导体基板的电位、即接地电位(以下，称为GND电位)相等。此外，在该p型半导体层的内部设置有n型场效应晶体管(以下，称为n型MISFET)。而且，在p型半导体层或者APD之间的区域形成n阱，在其内部设置p型场效应晶体管(以下，称为p型MISFET)。

专利文献1：日本公开专利公报特开2017-005276号公报

发明内容

-发明要解决的技术问题-

然而，在形成有APD的受光部和与受光部之间进行信号的传送与接受的外围电路部形成在同一半导体基板上的光检测器中，为了提高电路的设计自由度，期望构成为能够自由地设定外围电路部的布局。

但是，在专利文献1所公开的以往的构成中，并没有提到用于在APD阵列的外部以任意的布局布置CMOS电路、其他电路的技术。

本公开正是鉴于上述问题而完成的，其目的在于：提供一种在受光部和外围电路部分别设置在同一半导体基板的主面上的光检测器中提高了外围电路部的布局的自由度的光检测器，其中，所述受光部具有一个以上的雪崩光电二极管，所述外围电路部与所述受光部进行信号的传送与接受。

-用以解决技术问题的技术方案-

为了实现上述目的，本公开所涉及的光检测器是一种在第一导电型的半导体基板的第一主面上分别设置有具有一个以上的雪崩光电二极管的受光部、和与所述受光部进行信号的传送与接受的外围电路部的光检测器，其特征在于：所述光检测器至少包括：背面电极，所述背面电极设置在与所述第一主面相对的所述半导体基板的第二主面上，且用于向所述半导体基板施加规定的电压；以及第一导电型的第一分离部，所述第一导电型的第一分离部设置在所述受光部与所述外围电路部之间，并且沿与所述第一主面平行的方向与所述受光部和所述外围电路部分别相隔规定的间隔而设，所述雪崩光电二极管至少具有：第二导电型的第一区域，所述第二导电型的第一区域从所述第一主面延伸至所述半导体基板的内部而设；以及第一导电型的第二区域，所述第一导电型的第二区域在与所述第一主面相交的方向上与所述第一区域相接触而设，所述外围电路部至少具有：第一导电型的第一阱，所述第一导电型的第一阱从所述第一主面延伸至所述半导体基板的内部而设；第一晶体管，所述第一晶体管设置在所述第一阱；以及第二导电型的第三阱，所述第二导电型的第三阱以包围所述第一阱的侧部和底部的方式而设。

-发明的效果-