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光电转换设备、成像系统和移动装置


技术摘要:
公开了光电转换设备、成像系统和移动装置。提供了一种光电转换设备,包括:具有第一面的第一基板;布置在第一基板中的光电二极管,并且每个光电二极管具有第一区域和第二区域,第一区域通过光电转换入射光来生成信号电荷,并且第二区域接收从第一区域移动的信号电荷;  全部
背景技术:
已知可以通过使用雪崩(电子雪崩)倍增来检测单个光子水平的弱光的雪崩二极 管。日本专利申请公开No.2018-157387公开了一种被配置成使得多个雪崩二极管布置在单 个像素中的成像设备。 此外,已知在每个像素中具有用于像面相位差自动聚焦的多个光电转换单元的图 像传感器。在这样的图像传感器中,当被摄体具有不太可能出现视差的条纹图案等时,自动 聚焦的精确度可能减小。日本专利申请公开No.2011-53519公开了一种通过使用焦点检测 像素的两个对准方向来提高焦点检测精确度的技术。 在日本专利申请公开No.2018-157387或日本专利申请公开No.2011-53519中公开 的使用光电二极管的光电转换设备中,期望的功能可以根据在形成有光电二极管的半导体 基板的厚度方向上的位置而不同。然而,在日本专利申请公开No.2018-157387和日本专利 申请公开No.2011-53519中都没有考虑聚焦于在基板的厚度方向上的位置与功能之间的关 系。
技术实现要素:
本发明旨在提供一种光电转换设备、成像系统和移动装置,其可以考虑在基板的 厚度方向上的位置来优化光电二极管的结构。 根据本发明的一个方面,提供了一种光电转换设备,包括:具有第一面的第一基 板;布置在第一基板中的多个光电二极管,并且每个光电二极管具有第一区域和第二区域, 第一区域通过光电转换入射光来生成信号电荷,并且第二区域接收从第一区域移动的信号 电荷;第一隔离区域,以第一深度布置在第一基板中并且包括在第一方向上延伸以便将多 个光电二极管中的一个光电二极管的第二区域与多个光电二极管中的另一个光电二极管 的第二区域隔离的第一部分;以及第二隔离区域,以相对于第一面比第一深度深的第二深 度布置在第一基板中,并且包括在平面图中在与第一方向相交的第二方向上延伸以便将多 个光电二极管中的一个光电二极管的第一区域与多个光电二极管中的另一个光电二极管 的第一区域隔离的第二部分,并且第一部分的一部分和第二部分的一部分在平面图中彼此 重叠。 通过以下参考附图对示例性实施例的描述,本发明的其它特征将变得清楚。 附图说明 图1是根据第一实施例的雪崩二极管的示意性截面图。 图2A、图2B和图2C是根据第一实施例的雪崩二极管的示意性平面图。 图3A和图3B是根据第一实施例的雪崩二极管的电势图。 5 CN 111613631 A 说 明 书 2/24 页 图4A、图4B和图4C是示出像素布置的示例的示意性平面图。 图5A和图5B是隔离部被重叠以用于说明的示意性平面图。 图6是根据第二实施例的光电转换设备的框图。 图7是根据第二实施例的像素的框图。 图8A、图8B、图8C、图8D、图8E和图8F是根据第二实施例的雪崩二极管的示意性平 面图和示意性截面图。 图9是隔离部被重叠以用于说明的示意性平面图。 图10是根据第三实施例的光电转换设备的示意性截面图。 图11是根据第四实施例的光电转换设备的示意性截面图。 图12是根据第五实施例的光电转换设备的框图。 图13是根据第五实施例的像素的等效电路图。 图14是根据第五实施例的光电二极管的示意性平面图。 图15是根据第五实施例的光电二极管的示意性截面图。 图16是根据第五实施例的光电二极管的示意性截面图。 图17是根据第五实施例的光电二极管的示意性截面图。 图18是根据第五实施例的像素的示意性平面图。 图19A、图19B和图19C是示出根据第五实施例的半导体区域的布置的第一示例的 示意图。 图20A、图20B和图20C是示出根据第五实施例的半导体区域的布置的第二示例的 示意图。 图21A和图21B是示出根据第五实施例的像素的布置示例的示意性平面图。 图22是根据第六实施例的像素的示意性平面图。 图23是示出根据第六实施例的像素的布置示例的示意性平面图。 图24是根据第六实施例的变形例的像素的示意性平面图。 图25是根据第七实施例的像素的示意性平面图。 图26是根据第七实施例的变形例的像素的示意性平面图。 图27是根据第八实施例的雪崩二极管的示意性截面图。 图28A和图28B是根据第八实施例的雪崩二极管的示意性透视图。 图29是根据第九实施例的光电二极管的示意性平面图。 图30是根据第九实施例的光电二极管的示意性截面图。 图31是根据第十实施例的光电二极管的示意性平面图。 图32是根据第十实施例的光电二极管的示意性截面图。 图33是根据第十实施例的光电二极管的示意性透视图。 图34是根据第十实施例的像素的示意性平面图。 图35是示出根据第十一实施例的半导体区域的布置的示意性平面图。 图36是根据第十一实施例的光电二极管的示意性截面图。 图37是根据第十一实施例的光电二极管的示意性透视图。 图38A、图38B、图38C、图38D和图38E是示出根据第十二实施例的像素的布置示例 的示意性平面图。 6 CN 111613631 A 说 明 书 3/24 页 图39是根据第十三实施例的成像系统的框图。 图40A和图40B是根据第十四实施例的成像系统和移动装置的框图。
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