光检测装置的制作方法

本公开涉及一种光检测装置。

背景技术：

1、已经开发了一种使用间接飞行时间(itof)方式的测距装置。itof方式的测距装置基于照射光和反射光之间的相位差来间接地计算从测距装置到目标的距离。

2、同样，在itof中，需要使用全局快门方式。全局快门方式是一种在所有像素中同时累积电荷，然后针对每个像素行顺序读出来自各像素的像素信号的方式。然而，在全局快门方式中，在各像素中额外需要用于保持电荷的存储器和用于将电荷从存储器传输到浮动扩散部的晶体管。因此，对各像素中的布局的限制变得严格，并且变得难以充分地确保光电二极管和存储器的面积，或者不能增加抽头的数量。此外，像素的小型化也受到阻碍。

3、引用文献列表

4、非专利文献

5、非专利文献1：journal of the institute of image information andtelevision engineers，vol.70no.6(2016)，“time-of-flight camera”(图像信息与电视工程师学会杂志，第70卷第6期(2016)，“飞行时间相机”)，keita yasutomi等

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、本发明提供一种能够缓和对各像素中的布局的限制并且能够小型化的光检测装置。

3、问题的解决方案

4、根据本公开一个方面的光检测装置包括：第一基板，其包括第一半导体层、第一和第二电荷累积部、第一光电转换部以及第一和第二电压施加部，第一半导体层包括第一面和第一面相对侧的第二面，第一和第二电荷累积部设置在第一半导体层的第一面侧，第一光电转换部设置在第一半导体层内，第一和第二电压施加部将电压施加到第一和第二电荷累积部与第一光电转换部之间的第一半导体层；和第二基板，其包括第二半导体层和第一像素晶体管，第二半导体层包括第三面和第三面相对侧的第四面并且在第三面侧或第四面侧贴合到第一基板，第一像素晶体管设置在第三面或第四面上并且输出基于从第一光电转换部输出的电荷的像素信号。

5、第一和第二电压施加部将由来自用照射光照射的物体的反射光在第一光电转换部中生成的电荷与所述照射光的周期同步地分配到第一或第二电荷累积部。

6、第一像素晶体管包括：第一放大晶体管，其生成与保持在第一电荷累积部中的电荷相对应的电压信号作为像素信号；第二放大晶体管，其生成与保持在第二电荷累积部中的电荷相对应的电压信号作为像素信号；第一选择晶体管，其控制来自第一放大晶体管的像素信号的输出时序；第二选择晶体管，其控制来自第二放大晶体管的像素信号的输出时序；第一复位晶体管，其排出第一电荷累积部内的电荷；和第二复位晶体管，其排出第二电荷累积部内的电荷。

7、第一基板包括：第一传输晶体管，其包括作为第一电压施加部的栅电极，并且将由第一光电转换部生成的电荷传输到第一电荷累积部；和第二传输晶体管，其包括作为第二电压施加部的栅电极，并且将由第一光电转换部生成的电荷传输到第二电荷累积部。

8、第一电荷累积部设置在第一电压施加部的周围，第二电荷累积部设置在第二电压施加部的周围，第一和第二电压施加部是第一导电型的杂质层，和第一和第二电荷累积部是第二导电型的杂质层。

9、第一像素晶体管设置在第二半导体层的第三面上，和第二基板在第四面侧贴合到第一基板的第一面。

10、硅(si)、锗(ge)、硅锗(sige)和砷化铟镓(ingaas)中的任何材料被用于第一和第二半导体层。

11、所述光检测装置还包括设置在第一基板和第二基板之间的电极插塞。

12、所述光检测装置还包括第三基板，第三基板贴合到第二基板并且包括处理像素信号的逻辑电路。

13、第一基板还包括第三电荷累积部和第三电压施加部，第三电荷累积部设置在第一半导体层的第一面侧，第三电压施加部将电压施加到第三电荷累积部与第一光电转换部之间的第一半导体层。

14、第一基板还包括电荷排出晶体管，所述电荷排出晶体管排出累积在第一光电转换部中的电荷。

15、第一基板还包括第一和第二存储器，第一和第二存储器分别连接到第一和第二电荷保持部，并且能够独立于第一和第二电荷保持部存储电荷。

16、第一基板还包括第四电荷累积部和第四电压施加部，第四电荷累积部设置在第一半导体层的第一面侧，第四电压施加部将电压施加到第四电荷累积部与第一光电转换部之间的第一半导体层。

17、根据本公开一个方面的电子设备包括光检测装置，所述光检测装置包括：第一基板，其包括第一半导体层、第一和第二电荷累积部、第一光电转换部以及第一和第二电压施加部，第一半导体层包括第一面和第一面相对侧的第二面，第一和第二电荷累积部设置在第一半导体层的第一面侧，第一光电转换部设置在第一半导体层内，第一和第二电压施加部将电压施加到第一和第二电荷累积部与第一光电转换部之间的第一半导体层；和第二基板，其包括第二半导体层和第一像素晶体管，第二半导体层包括第三面和第三面相对侧的第四面并且在第三面侧或第四面侧贴合到第一基板，第一像素晶体管设置在第三面或第四面上并且输出基于从第一光电转换部输出的电荷的像素信号。

18、所述光检测装置还包括第四基板，第四基板包括第四半导体层、第五和第六电荷累积部、第二光电转换部以及第五和第六电压施加部，第四半导体层包括第七面和第七面相对侧的作为光入射侧的第八面并且设置在第二面侧，第五和第六电荷累积部设置在第四半导体层的第七面侧，第二光电转换部设置在第四半导体层内，第五和第六电压施加部将电压施加到第五和第六电荷累积部与第二光电转换部之间的第四半导体层。

19、第一像素晶体管的至少一部分由第一和第二光电转换部共享。

20、输出与第二光电转换部的电位相对应的电压的第二放大晶体管与第一像素晶体管之中的输出与第一光电转换部的电位相对应的电压的第一放大晶体管分开设置。

21、所述光检测装置还包括第五基板，第五基板设置在第一基板和第四基板之间，并且包括输出基于从第二光电转换部输出的电荷的像素信号的第二像素晶体管。

22、所述光检测装置还包括第四基板，第四基板包括第四半导体层、第五和第六电荷累积部、第二光电转换部以及第五和第六电压施加部，第四半导体层包括光入射侧的第七面和第七面相对侧的第八面，第八面贴合到第二面侧，第五和第六电荷累积部设置在第四半导体层的第七面侧，第二光电转换部设置在第四半导体层内，第五和第六电压施加部将电压施加到第五和第六电荷累积部与第二光电转换部之间的第四半导体层。

23、所述光检测装置还包括第五基板，第五基板设置在第四基板的第七面侧，并且包括输出基于从第二光电转换部输出的电荷的像素信号的第二像素晶体管。

24、所述光检测装置还包括第四基板，第四基板包括第四半导体层、第五和第六电荷累积部、第二光电转换部以及第五和第六电压施加部，第四半导体层包括光入射侧的第八面和第八面相对侧的第七面，第七面贴合到第一基板的第一面侧，第五和第六电荷累积部设置在第四半导体层的第七面侧，第二光电转换部设置在第四半导体层内，第五和第六电压施加部将电压施加到第五和第六电荷累积部与第二光电转换部之间的第四半导体层，其中

25、第二基板在第四面侧贴合到第一基板的第二面，并且在第三面包括第二像素晶体管，第二像素晶体管输出基于从第二光电转换部输出的电荷的像素信号。

26、来自第一和第四基板的像素信号中的一个用于距离测量，另一个用于获得图像。

27、所述光检测装置还包括设置在第一基板的第二面上的光电转换膜。

28、所述光检测装置还包括设置在第四基板的第八面上的光电转换膜。