光接收装置、X射线成像装置和电子设备的制作方法

本公开涉及例如适合于医疗应用或无损检查的x射线摄影的光接收装置、x射线成像装置和电子设备。

背景技术：

1、固态成像装置用于各种应用，其包括诸如数码相机或摄像机等成像装置、诸如具有成像功能的移动终端设备等电子设备或检测除可见光以外的各种波长的电磁波传感器。固态成像装置的示例包括具有针对每个像素的放大元件的aps(active pixel sensor：有源像素传感器)；cmos(complementary mos：互补mos)图像传感器(cis)已被广泛使用，该cmos图像传感器通过mos(metal oxide semiconductor：金属氧化物半导体)晶体管读取累积在作为光电转换元件的光电二极管中的信号电荷。

2、作为需要高灵敏度测量的科学用途的传感器，已经使用了具有集成有光电转换区域和浮动扩散区域(floating diffusion：fd)的结构的光接收元件(pin光电二极管)(例如，参见专利文献1)。这种光接收元件易于以简单的结构制造。另外，可以将任何电位差施加到形成光电转换区域的p-n结。这使得能够容易地增加光电转换区域的厚度。

3、引用文献列表

4、专利文献

5、专利文献1：日本未审查专利申请公开第h11-4012号

技术实现思路

1、顺便提及，要求用作x射线成像装置的光接收装置来减少像素特性在像素阵列的整个表面上的分散。

2、希望提供一种能够减少光接收区域中像素特性的分散的光接收装置、x射线成像装置和电子设备。

3、根据本公开的实施例的光接收装置包括：半导体基板，其具有多个光接收元件以矩阵形式二维布置的光接收区域以及设置在所述光接收区域周围的周边区域；第一的第一导电型区域，其在所述光接收区域中针对每个所述光接收元件设置在所述半导体基板的第一面的界面处，并且连接到第一电极；第二的第一导电型区域，其在所述第一面的所述界面处设置在针对每个所述光接收元件设置的所述第一的第一导电型区域的周围，并且连接到第二电极；第三的第一导电型区域，其在所述第一面的所述界面处设置在针对每个所述光接收元件设置的所述第二的第一导电型区域的周围，并且处于电气浮动状态；第四的第一导电型区域，其在所述周边区域中在所述光接收区域周围设置在所述半导体基板的所述第一面的所述界面处，并且处于电气浮动状态；以及第一的第二导电型区域，其嵌入并形成在所述半导体基板中，并且面对所述第二的第一导电型区域、所述第三的第一导电型区域和所述第四的第一导电型区域。

4、根据本公开的实施例的x射线成像装置具有根据本公开的实施例的光接收装置，所述光接收装置包括基于x射线产生信号电荷的多个光接收元件。

5、根据本公开的实施例的电子设备具有根据本公开的实施例的x射线成像装置。

6、在根据本公开的实施例的光接收装置、根据本公开的实施例的x射线成像装置和根据本公开的实施例的电子设备中，在多个光接收元件以矩阵形式二维布置的光接收区域的周围，多个光接收元件分别包括：第一的第一导电型区域，其设置在半导体基板的第一面的界面处，并且连接到第一电极；第二的第一导电型区域，其设置在第一的第一导电型区域周围，并且连接到第二电极；以及第三的第一导电型区域，其设置在第二的第一导电型区域周围，并且处于电气浮动状态，设置有处于电气浮动状态的第四的第一导电型区域，并且面对第二的第一导电型区域和第三的第一导电型区域并进一步延伸到第四的第一导电型区域的第一的第二导电型区域嵌入并形成在半导体基板中。这减少了布置在光接收区域的最外周上的光接收元件的电位波动。

技术特征：

1.一种光接收装置，其包括：

2.根据权利要求1所述的光接收装置，其中，在所述光接收区域和所述周边区域之间的边界位置处，设置在所述光接收区域的最外周处的所述光接收元件中的所述第三的第一导电型区域和所述第一的第二导电型区域以及设置在所述周边区域中的所述第四的第一导电型区域和所述第一的第二导电型区域在剖视图中具有镜像对称性。

3.根据权利要求1所述的光接收装置，其还包括第五的第一导电型区域，所述第五的第一导电型区域在所述周边区域中隔着所述第四的第一导电型区域设置在所述光接收区域的周围，所述第五的第一导电型区域接收固定电位的施加。

4.根据权利要求1所述的光接收装置，其中，在所述周边区域中面向所述第四的第一导电型区域的所述第一的第二导电型区域具有比设置在所述光接收区域中的所述第一的第二导电型区域更高的杂质浓度。

5.根据权利要求1所述的光接收装置，其中，

6.根据权利要求1所述的光接收装置，其中，

7.根据权利要求6所述的光接收装置，其中，设置在多个所述第四的第一导电型区域之间的所述第二的第二导电型区域具有比设置在多个所述第三的第一导电型区域之间的所述第二的第二导电型区域更高的杂质浓度。

8.根据权利要求6所述的光接收装置，其中，设置在多个所述第四的第一导电型区域之间的所述第二的第二导电型区域的宽度比设置在多个所述第三的第一导电型区域之间的所述第二的第二导电型区域的宽度更宽。

9.根据权利要求1所述的光接收装置，其还包括第六的第一导电型区域，所述第六的第一导电型区域嵌入并形成在所述半导体基板中，在所述半导体基板的与所述第一面相对的第二面的一侧上，所述第六的第一导电型区域面对所述第一的第二导电型区域。

10.根据权利要求9所述的光接收装置，其中，所述第六的第一导电型区域仅设置在所述光接收区域中。

11.根据权利要求10所述的光接收装置，其中，

12.根据权利要求1所述的光接收装置，其中，所述第四的第一导电型区域在所述光接收区域的周围连续地设置，并且根据在所述光接收区域中以矩阵形式二维布置的多个光接收元件的间距弯曲。

13.根据权利要求1所述的光接收装置，其中，所述第四的第一导电型区域针对在所述光接收区域中以矩阵形式二维布置的多个光接收元件的每行和每列，独立地设置在所述光接收区域的周围。

14.根据权利要求13所述的光接收装置，其中，

15.根据权利要求1所述的光接收装置，其中，所述光接收元件具有基本矩形或基本正六边形的平面形状。

16.根据权利要求1所述的光接收装置，其中，所述半导体基板包括本征半导体。

17.根据权利要求1所述的光接收装置，其中，

18.根据权利要求17所述的光接收装置，其中，所述光接收元件包括p-n结光接收元件，所述p-n结光接收元件在所述半导体基板的所述第一面和与所述第一面相对的第二面之间施加反向偏压。

19.一种x射线成像装置，其包括：

20.一种具有x射线成像装置的电子设备，

技术总结
本公开的实施例的光接收装置包括：半导体基板，其具有多个光接收元件以矩阵形式二维布置的光接收区域以及设置在其周围的周边区域；第一的第一导电型区域，其在光接收区域中针对每个光接收元件设置在半导体基板的第一面的界面处，并连接到第一电极；第二的第一导电型区域，其在第一面的界面处设置在针对每个光接收元件设置的各第一的第一型区域的周围，并连接到第二电极；第三的第一导电型区域，其在第一面的界面处设置在针对每个光接收元件设置的各第二的第一型区域的周围，并处于电气浮动状态；第四的第一导电型区域，其在周边区域中在光接收区域周围设置在半导体基板的第一面的界面处，并处于电气浮动状态；以及第一的第二导电型区域，其嵌入地形成在半导体基板中，并面对第二的第一导电型区域、第三的第一导电型区域和第四的第一导电型区域。

技术研发人员：石渡宏明,荒井千広,岩田晃,初井宇记,河村隆宏,太田和伸
受保护的技术使用者：索尼半导体解决方案公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25