发明名称 光接收元件及光电转换装置
摘要 为了降低光接收元件的电容,本发明提供一种光接收元件,其包括有一具有第一导通类型之第一半导体区域;一具有第二导通类型之第二半导体区域,其系提供于该第一半导体区域之上;一具有第一导通类型之第三半导体区域,其系提供于该第二半导体区域与一绝缘膜之间;以及一具有第二导通类型之电极区域,其系提供于上方没有第三半导体区域之第二半导体区域内,并且连接至由一导体所组成之一阳极或阴极电极。
申请公布号 TW484235 申请公布日期 2002.04.21
申请号 TW089103285 申请日期 2000.02.24
申请人 佳能股份有限公司 发明人 小塚开;小泉彻;泽田幸司
分类号 H01L27/146 主分类号 H01L27/146
代理机构 代理人 林志刚 台北巿南京东路二段一二五号七楼
主权项 1.一种光接收元件,其包括有:一具有第一导通类型之第一半导体区域;一具有第二导通类型之第二半导体区域,其系提供于该第一半导体区域之上;一具有第一导通类型之第三半导体区域,其系提供于该第二半导体区域与一绝缘膜之间;以及一具有第二导通类型之电极区域,其系提供于上方没有第三半导体区域之第二半导体区域内,并且连接至由一导体所组成之一阳极或阴极电极。2.如申请专利范围第1项之光接收元件,其中该电极区域系被设置于一浮接状态,以堆积由光所产生之电荷;并且,其中一偏压电压系被施加于该第一半导体区域,以施加一逆向偏压于该第一半导体区域与第二半导体区域之间。3.如申请专利范围第1项之光接收元件,其中被提供于该第三半导体区域下方之该第二半导体区域系被完全空乏。4.如申请专利范围第1项之光接收元件,其中该电极区域系藉由该阳极或阴极电极而将光线遮蔽。5.如申请专利范围第1项之光接收元件,其中一用来移动由光所产生之电荷至该电极区域的电位倾斜(potentialslope)系被形成于该电极区域以及第二半导体区域之间。6.如申请专利范围第1项之光接收元件,其中一用来移动由光所产生之电荷至该第二半导体区域的电位倾斜系被形成于该第三半导体区域与第二半导体区域之间,以及该第一半导体区域与第二半导体区域之间。7.如申请专利范围第1项之光接收元件,其中该阳极或阴极电极系被连接至一读取电路(read circuit)之电晶体的闸极。8.如申请专利范围第1项之光接收元件,其中该第一导通类型系为p–型,而该第二导通类型系为n–型。9.如申请专利范围第1项之光接收元件,其中该第一导通类型系为n–型,而该第二导通类型系为p–型。10.如申请专利范围第1项之光接收元件,其中该一具有第二导通类型之内部区域系被形成于该第二半导体区域内,而该内部区域具有一杂质浓度,其高于该第二半导体区域之杂质浓度,并且低于该电极区域之杂质浓度。11.如申请专利范围第10项之光接收元件,其中该内部区域系由复数个部分所组成,而该部分具有彼此不同之杂质浓度。12.如申请专利范围第10项之光接收元件,其中该内部区域系被形成,以包围该电极区域。13.如申请专利范围第10项之光接收元件,其中该内部区域系被形成,以不平均地分配于形成在一光遮蔽膜中之一开口部分。14.如申请专利范围第10项之光接收元件,其中该内部区域系包括有一区域,其具有一随着该内部区域远离该电极区域而缩小之宽度。15.如申请专利范围第14项之光接收元件,其中该具有缩小之宽度的区域的每一角落具有一钝角。16.如申请专利范围第10项之光接收元件,其中该内部区域系从该电极区域被延伸,而该电极区域系不平均地被分配于形成在一光遮蔽膜中之一开口部分中,而该光遮蔽膜系覆盖该开口部分的中心。17.如申请专利范围第10项之光接收元件,其中该内部区域系被形成于一较浅于该第二半导体的部分。18.如申请专利范围第1项之光接收元件,其中该第二半导体区域系被形成以与该绝缘膜分开,以达到元件隔离之目的。19.如申请专利范围第1项之光接收元件,其中该第三半导体区域系被形成以与该电极区域分开。20.如申请专利范围第1项之光接收元件,其中该第三半导体区域系被形成以包围该电极区域。21.如申请专利范围第1项之光接收元件,其中该第二半导体区域的每一角落具有一钝角。22.如申请专利范围第1项之光接收元件,其中该电极区域系被提供以不平均地被分配于形成在该光遮蔽膜中之开口部分内侧的一端,而且其中用来施加一电压至该第一半导体区域的接点系被提供于该开口部分内侧的另一端。23.如申请专利范围第22项之光接收元件,其中一电位倾斜系被形成于该第二半导体区域内,从该开口内侧的一端至另一端。24.如申请专利范围第22项之光接收元件,其中该第二半导体区域的每一角落具有一钝角,而且其中形成于该第二半导体区域内之内部区域的每一角落具有一钝角。25.如申请专利范围第1项之光接收元件,其中一具有低杂质浓度的掺杂区域系被形成于该第三半导体区域以及该电极区域之间。26.如申请专利范围第25项之光接收元件,其中该阳极或阴极电极系被形成于该掺杂区域之上。27.如申请专利范围第1项之光接收元件,其中该阳极或阴极电极系被提供以延伸于一补偿区域之上,而该补偿区域系形成于该第三半导体区域以及该电极区域之间。28.如申请专利范围第1项之光接收元件,其中该阳极或阴极电极系被提供以延伸于一介面之上,而该介面系介于形成于电极区邻近部分的空乏层与该绝缘膜之间。29.如申请专利范围第1项之光接收元件,其中该第二半导体区域之上表面系由该阳极或阴极电极以及该第三半导体区域所覆盖。30.如申请专利范围第1项之光接收元件,其中该阳极或阴极电极系被连接至一读取电路之电晶体的闸极以及一重置电路之电晶体的源极或汲极。31.如申请专利范围第1项之光接收元件,其中该第一半导体区域系从一半导体基板、一形成于该半导体基板上之磊晶层、以及一形成于该半导体基板内的井之任何一者中所形成。32.一种光接收元件,其包括有:一具有第一导通类型之第一半导体区域;一具有第二导通类型之第二半导体区域,其系提供于该第一半导体区域之上;一具有第一导通类型之第三半导体区域,其系提供于一半导体基板之表面以及一邻近该半导体基板表面之绝缘膜之间,其中该半导体基板系包括该第一与第二半导体区域;以及由一导体所组成之一阳极或阴极电极,该阳极或阴极系被连接至该第二半导体区域,其中,该阳极或阴极电极具有一延伸部分,其覆盖一部份之上部,其中形成于该第二半导体区域与第三半导体区域之间之一空乏层系与该绝缘膜相连接。33.如申请专利范围第32项之光接收元件,其中该第一半导体区域系为一磊晶层;其中该第二半导体区域系形成于该磊晶层之上表面内侧;而且其中该阳极或阴极电极之上表面的面积大于该第二半导体区域之上表面的面积。34.如申请专利范围第32项之光接收元件,其中该第二半导体区域系由复数个部分所组成,而该部分具有彼此不同之杂质浓度;而且其中该阳极或阴极电极之上表面的面积系大于该第二半导体区域之上表面的面积。35.如申请专利范围第32项之光接收元件,其中该第二半导体区域包括有一具有较高杂质浓度的部分以及一具有较低杂质浓度的部分;而且其中该第三半导体区域系被形成于该具有较低杂质浓度的部分之上表面上。36.如申请专利范围第32项之光接收元件,其中该阳极或阴极电极之延伸部分系覆盖该第三半导体区域上之至少一部份。37.一种光电转换装置,其包括有:如申请专利范围第1项之光接收元件;一光源,以用来发光;以及一成像元件。38.一种光电转换装置,其包括有:如申请专利范围第32项之光接收元件;一光源,以用来发光;以及一成像元件。图式简单说明:图1A系为根据本发明之一具体实施例的光接收元件之上视图;图1B系为根据本发明之具体实施例的光接收元件之横截面图;图1C系为根据本发明之具体实施例的示意图,其绘示光接收元件沿着水平方向的电位分布;图1D系为根据本发明之具体实施例的示意图,其绘示光接收元件沿着垂直方向的电位分布;图2系为根据本发明之具体实施例的图表,其绘示光接收元件之杂质浓度分布;图3系为根据本发明之具体实施例的图表,其绘示所施加的电压与光接收元件的电容之间的关系;图4系为本发明所使用之读取电路与重置电路的电路图;图5A系为根据本发明之另一具体实施例的光接收元件之上视图;图5B系为根据本发明之另一具体实施例的光接收元件之横截面图;图6A、6B、与6C系为根据本发明之具体实施例的示意横截面图,用以说明制造光接收元件的方法;图7系为本发明所使用之读取电路与重置电路的电路图;图8A系为根据本发明之又一具体实施例的光接收元件之上视图;图8B系为根据本发明之又一具体实施例的光接收元件之横截面图;图9系为根据本发明之具体实施例的示意图,其绘示光接收元件沿着水平方向的电位分布;图10A、10B、与10C系为根据本发明之另一具体实施例的示意横截面图,用以说明制造光接收元件的方法;图11A系为根据本发明之又一具体实施例的光接收元件之上视图;图11B系为根据本发明之又一具体实施例的光接收元件之横截面图;图12系为根据本发明之又一具体实施例的光接收元件之上视图;图13系为根据本发明之又一具体实施例的光接收元件之横截面图;图14系为根据本发明之又一具体实施例的光接收元件之横截面图;图15系为根据本发明之又一具体实施例的光接收元件之上视图;图16系为根据本发明之又一具体实施例的光接收元件之横截面图;图17系为根据本发明之又一具体实施例的光接收元件之横截面图;图18系为根据本发明之又一具体实施例的光接收元件之上视图;图19系为根据本发明之又一具体实施例的光接收元件之横截面图;图20A、20B、20C与20D系为根据本发明之又一具体实施例的示意横截面图,用以说明制造光接收元件的方法;图21系为本发明所使用之读取电路与重置电路的电路图;图22系为本发明所使用之读取电路与重置电路的电路图;图23A系为根据本发明之又一具体实施例的光接收元件之上视图;图23B系为根据本发明之又一具体实施例的光接收元件之横截面图;图24A系为根据本发明之又一具体实施例的光接收元件之上视图;图24B系为根据本发明之又一具体实施例的光接收元件之横截面图;图25A系为根据本发明之又一具体实施例的光接收元件之上视图;图25B系为根据本发明之又一具体实施例的光接收元件之横截面图;图26A系为根据本发明之又一具体实施例的光接收元件之上视图;图26B系为根据本发明之又一具体实施例的光接收元件之横截面图;图27A、27B、与27C系为根据本发明之又一具体实施例的示意横截面图,用以说明制造光接收元件的方法;图28A、28B、与28C系为根据本发明之又一具体实施例的示意横截面图,用以说明制造光接收元件的方法;图29A与29B系为一先前技艺之光接收元件的横截面图;图30系为另一先前技艺之光接收元件的上视图;图31系为另一先前技艺之光接收元件的横截面图;图32系为另一先前技艺之光接收元件的横截面图;以及图33系为又一先前技艺之光接收元件的横截面图。
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