(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に、前記半導体基板よりも低キャリア濃度の半導体光電変換層が形成され、その上面に前記半導体光電変換層よりも高キャリア濃度であって前記半導体基板と反対導電型の半導体導電領域が配置されることにより、前記半導体基板上にホトダイオードが形成された光検出素子において、
前記半導体基板上に設定される複数の光検出エリアのうち互いの間隔が相対的に広い二つの隣接する前記光検出エリアの間には、それぞれに隣接しかつ所定の三次元的広がりを有するチャネル間エリアが設定され、
前記半導体光電変換層及び前記半導体導電領域を含む前記半導体基板上の半導体層には、前記光検出エリアと前記チャネル間エリアの周囲にトレンチ溝が形成されると共に、前記トレンチ溝には遮光性樹脂が充填され、
前記トレンチ溝の溝幅及び溝深さは略一定であり、
前記光検出エリアの前記半導体光電変換層及び前記半導体導電領域を含む半導体層が、前記ホトダイオードとして機能させられていることを特徴とする光検出素子。
【請求項２】
前記複数の光検出エリアは前記半導体基板上でアレイ状に設定され、前記チャネル間エリアは少なくとも二箇所に設定され、いずれか一つの前記チャネル間エリアは他のいずれか一つの前記チャネル間エリアより広い請求項１に記載の光検出素子。
【請求項３】
前記半導体導電領域は前記各光検出エリアの周縁部に囲まれた部分に形成され、前記半導体導電領域と前記半導体光電変換層との接合界面は前記半導体基板上の半導体層の上面に位置している請求項１又は２に記載の光検出素子。
【請求項４】
前記半導体導電領域は前記光検出エリアの全面に形成され、前記半導体導電領域と前記半導体光電変換層との接合界面は前記トレンチ溝の内壁面に位置している請求項１又は２に記載の光検出素子。
【請求項５】
前記トレンチ溝は前記半導体基板まで達している請求項１〜４の何れか１項に記載の光検出素子。
【請求項６】
前記チャネル間エリアは遮光性樹脂により被覆されている請求項１〜５の何れか１項に記載の光検出素子。
【請求項７】
前記トレンチ溝に充填された遮光性樹脂の上には、前記半導体導電領域に接続された配線が設けられている請求項１〜６の何れか１項に記載の光検出素子。
【請求項８】
前記チャネル間エリアの前記半導体導電領域は、接地電位に接続されている請求項１〜７の何れか１項に記載の光検出素子。
【請求項９】
半導体基板上に、この半導体基板よりも低キャリア濃度の半導体光電変換層を結晶成長する第１工程と、
前記半導体光電変換層の上面に、この半導体光電変換層よりも高キャリア濃度であって前記半導体基板と反対導電型の半導体導電領域を形成する第２工程と、
光検出エリアとチャネル間エリアの周囲に、前記半導体光電変換層及び前記半導体導電領域を含む前記半導体基板上の半導体層にトレンチ溝を形成する第３工程と、
前記トレンチ溝に遮光性樹脂を充填する第４工程と、を含み、
前記トレンチ溝の溝幅及び溝深さは略一定であり、
前記チャネル間エリアは、前記半導体基板上に設定される複数の前記光検出エリアのうち互いの間隔が相対的に広い二つの隣接する前記光検出エリアの間において、それぞれに隣接しかつ所定の三次元的広がりを有するように設定されていることを特徴とする光検出素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のホトダイオードが形成された光検出素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開昭６２−３３４５４号公報は、複数のホトダイオードが配列されたホトダイオードアレイについて開示している。各ホトダイオードの間には、素子分離用のトレンチ溝が形成されており、これにより、各ホトダイオード間で光のクロストークが発生するのを抑制している。複数のホトダイオードは同一のピッチで配列されるとは限らず、例えば、粒度分布検出器、分光分析器などでは、異なるピッチで複数のホトダイオードが配列されたホトダイオードアレイ、が使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような異なる間隔で配列された複数のホトダイオードからなるホトダイオードアレイを作製する場合、ホトダイオード間の間隔に合わせた溝幅を有するトレンチ溝を形成すると、製造工程上、その溝深さまで変化してしまう、という現象が生じていた。即ち、溝幅を大きくとると深いトレンチ溝が形成され、小さくとると浅いトレンチ溝が形成されていた。このような異なる溝幅，溝深さを有するトレンチ溝（特に、溝幅の広いトレンチ溝）に遮光性材料などを充填してホトダイオードアレイを形成すると、充填した遮光性材料の上面が凹部又は凸部になった状態で形成されることが多かった。このような凹凸部は光のクロストークを発生させる原因となっていた。
そこで、本発明は、所望の位置に複数のホトダイオードが形成された光検出素子であって、これらの各ホトダイオード間で光のクロストークが発生することが抑制された光検出素子、を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記したような課題を解決するため、本発明による光検出素子は、半導体基板上に、半導体基板よりも低キャリア濃度の半導体光電変換層が形成され、その上面に半導体光電変換層よりも高キャリア濃度であって半導体基板と反対導電型の半導体導電領域が配置されることにより、半導体基板上にホトダイオードが形成された光検出素子において、半導体基板上に設定される複数の光検出エリアのうち、少なくとも二つの光検出エリアの間には、それぞれに隣接しかつ所定の三次元的広がりを有する面状のチャネル間エリアが形成され、半導体光電変換層及び半導体導電領域を含む半導体基板上の半導体層には、光検出エリアとチャネル間エリアの境界、及び各光検出エリアが互いに隣接している箇所にあってはそれらの間のチャネル間ライン、に沿うようにトレンチ溝が形成されると共に、トレンチ溝には充填材が充填され、光検出エリアの半導体光電変換層及び半導体導電領域を含む半導体層が、ホトダイオードとして機能させられていることを特徴とする。
このような光検出素子によれば、光検出エリアの間にチャネル間エリアが形成された箇所では、幅の広いトレンチ溝が形成されることがない。これにより、充填材を充填したトレンチ溝の上面部において、凹部又は凸部が形成されることを抑制することが可能となる。
なお、「隣接している箇所にあっては」とは、隣接している箇所が光検出素子の中に必ず存在する、ということを意味するものではない。
【０００５】
複数の光検出エリアは半導体基板上でアレイ状に設定され、チャネル間エリアは少なくとも二箇所に設定され、いずれか一つのチャネル間エリアは他のいずれか一つのチャネル間エリアより広くてもよい。
【０００６】
充填材は遮光性樹脂を含むことが望ましい。これにより、各光検出エリア間における光のクロストークを抑制することが可能となる。
【０００７】
光検出素子としては、半導体導電領域が各光検出エリアの周縁部に囲まれた部分に形成され、半導体導電領域と半導体光電変換層との接合界面が半導体基板上の半導体層の上面に位置しているものであってもよい。
【０００８】
また、光検出素子としては、半導体導電領域が光検出エリアの全面に形成され、半導体導電領域と半導体光電変換層との接合界面がトレンチ溝の内壁面に位置しているものであってもよい。このようにトレンチ溝を形成することにより、各ホトダイオードは互いに素子分離される。
【０００９】
トレンチ溝は半導体基板まで達していることが望ましい。これにより、各ホトダイオードにおいて発生したキャリアが、隣接するホトダイオード又はチャネル間エリアへと移動するのを更に抑制することが可能となる。
【００１０】
チャネル間エリアは遮光性樹脂により被覆されていることが望ましい。これにより、チャネル間エリアへの光の入射が防止されるため、隣接する各ホトダイオードへの光の染み出しを防止することが可能となる。
【００１１】
トレンチ溝に充填された充填材の上には、半導体導電領域に接続された配線が設けられていてもよい。これにより、直下領域にはホトダイオードが存在しないため、配線から電磁波として出力されるノイズがホトダイオードへと入射されることが抑制される。
【００１２】
チャネル間エリアの半導体導電領域は、接地電位に接続されていることが望ましい。これにより、チャネル間エリアで発生した電荷は隣接するホトダイオードに対し悪影響を及ぼすことがない。
【００１３】
本発明による光検出素子の製造方法は、半導体基板上に、この半導体基板よりも低キャリア濃度の半導体光電変換層を結晶成長する第１工程と、半導体光電変換層の上面に、この半導体光電変換層よりも高キャリア濃度であって半導体基板と反対導電型の半導体導電領域を形成する第２工程と、光検出エリアとチャネル間エリアの境界、及びチャネル間ラインに沿うように、半導体光電変換層及び半導体導電領域を含む半導体基板上の半導体層にトレンチ溝を形成する第３工程と、トレンチ溝に充填材を充填する第４工程と、を含み、半導体基板上に設定される複数の光検出エリアのうち、少なくとも二つの間には、それぞれに隣接しかつ所定の三次元的広がりを有する面状のチャネル間エリアが形成されていることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に従って本発明の実施形態に係る光検出素子及びその製造方法について説明する。なお、以下の説明では、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１５】
図１（ａ）は、第１実施形態に係る光検出素子の平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す光検出素子のＡ−Ａ’線に沿う側面断面図である。図２は、図１（ｂ）に示す光検出素子の部分拡大図である。光検出素子１は、半導体基板５と、４つのホトダイオード２ａ〜２ｄと、チャネル間エリア２５とを主な構成要素とする。
【００１６】
図１（ｂ）に示されるように、光検出エリアであるホトダイオード２ａ〜２ｄは、それぞれ半導体基板５上に形成されたｎ型半導体層６（半導体光電変換層）と、ｎ型半導体層６上に形成されたｐ型半導体層７（半導体導電領域）とから構成されている。半導体基板５、ｎ型半導体層６、ｐ型半導体層７、についての構成材料、不純物濃度、層厚さは、表１に示す通りである。半導体基板５は高キャリア濃度ｎ型半導体で、この上に低キャリア濃度のｎ型半導体層６、更にこの上に高キャリア濃度ｐ型半導体層７が順に形成されている。ｐ型半導体層７とｎ型半導体層６の境界はｐｎ接合部８が形成されている（図２参照）。
【表１】
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【００１７】
ｐｎ接合部８では、低キャリア濃度のｎ型半導体層６と高キャリア濃度のｐ型半導体層７とが接しているため、ｐｎ接合部８の界面からｎ型半導体層６側に広がり、このｎ型半導体層６が光吸収層として機能する。なお、これらの導電型は反転してもよい。光検出素子１の各ホトダイオード２ａ〜２ｄの光入射領域は、絶縁膜１３（熱酸化膜としてのシリコン酸化膜又は窒化シリコン）により被覆されている。
【００１８】
４つのホトダイオード２ａ〜２ｄそれぞれの周囲には、溝幅３２を有するトレンチ溝２０が形成されている。このトレンチ溝２０の溝幅は、後述するような凹凸部が形成されにくい範囲（１〜１０μｍ）に設定されている（所定範囲の溝幅に形成されていることの利点についても後述する）。トレンチ溝２０の内面にも絶縁膜２３が形成されている。絶縁膜２３は上記した絶縁膜１３と同一で、これらは連続して形成されている。トレンチ溝２０の内面に形成されたこの絶縁膜２３は、トレンチ溝２０内での暗電流を抑制すると共に、ｐｎ接合部８を保護するという効果もある。
【００１９】
第１実施形態による光検出素子１においては、ホトダイオード２ａ〜２ｄはこのトレンチ溝２０によって素子分離されている（トレンチ分離）。特に、このトレンチ溝２０は、図２に端的に示されているように、半導体基板５にまで達している。これにより、各ホトダイオードにおいて発生したキャリアが、隣接するホトダイオード又はチャネル間エリアへと移動すること、即ち、キャリアのクロストークを、抑制することが可能となっている。この溝は深いほどキャリアのクロストーク抑制効果は大きくなる。
【００２０】
また、このトレンチ溝２０には、遮光性樹脂（例：感光性樹脂内に絶縁コートされたカーボン微粒子を混在させた黒色レジスト等の絶縁性樹脂）２１が充填されており、これにより各ホトダイオード間における光のクロストークを更に抑制することが可能となっている。なお、この充填材を埋設することにより光検出素子１全体に対して強度が与えられる、という効果もある。
【００２１】
第１実施形態による光検出素子１では、各ホトダイオードが異なる間隔で配列・形成されている。即ち、ホトダイオード２ａとホトダイオード２ｂとの間の間隔２４ａ（５μｍ）と、ホトダイオード２ｃとホトダイオード２ｄとの間の間隔２４ｂ（５０μｍ）は異なっている。間隔２４ｂは間隔２４ａより大幅に大きく、またトレンチ溝２０は所定範囲の溝幅３２で形成されるため、ホトダイオード２ｂとホトダイオード２ｃとの間には、ホトダイオードとして機能しないチャネル間エリア２５が形成されている（これに対して、二つのホトダイオードが互いに隣接して配置されている場合、この間をチャネル間ラインと呼ぶ）。
【００２２】
また、異なる間隔で配列されたホトダイオード２ａ〜２ｄからなる光検出素子１は、同様に異なる間隔で発光された光群に対応することが可能となる。例えば、粒度分布検出器や分光分析器等に用いられる光検出素子では、複数のホトダイオード２ａ〜２ｄがある所定の異なる間隔で配列される。
【００２３】
図１（ａ），１（ｂ）に示すように、光検出素子１には、裏面電極１１及び上面電極１０ａ〜１０ｄが形成されている。裏面電極１１は、光検出素子１の底面に形成され、高キャリア濃度ｎ型半導体である半導体基板５を介して、複数のホトダイオード２ａ〜２ｄの各ｎ型半導体層６に対して接続されている。
【００２４】
上面電極１０ａ〜１０ｄは、光検出素子１の上面に形成され、配線９ａ〜９ｄを介して、複数のホトダイオード２ａ〜２ｄの各ｐ型半導体層７に対してそれぞれ接続されている。図２に示すように、ｐ型半導体層７を被覆する絶縁膜１３にはコンタクトホール１４ａ〜１４ｄが形成されている。配線９ａ〜９ｄの一方の端部は、このコンタクトホール１４ａ〜１４ｄを貫通してｐ型半導体層７に接続されており、配線９ａ〜９ｄの他方の端部は、上面電極１０ａ〜１０ｄに接続されている。逆バイアス電圧を印加し、ｐｎ接合部８に形成された空乏層に光を吸収させることにより発生した電流は、上面電極１０ａ〜１０ｄ及び裏面電極１１から取り出される。
【００２５】
図３（ａ）〜３（ｄ）、図４（ａ）〜４（ｄ）、図５（ａ），（ｂ）は、それぞれ実施形態による光検出素子の各製造工程を示す図である。光検出素子１の製造にあたっては、図３（ａ）に示すように、まず厚さ３５０μｍの半導体基板５上にエピタキシャル成長法を用いて厚さ約５μｍのｎ型半導体層６を形成する。
【００２６】
次に図３（ｂ）に示すように、ｎ型半導体層６の露出表面側からｐ型不純物としてＢ（ボロン）を拡散又はイオン注入によって添加し、ｎ型半導体層６の表層部の導電型をｐ型にさせてここに厚さ０.５μｍのｐ型半導体層７を形成する。従って、ｎ型半導体層６の厚さは４.５μｍとなる（図では、わかり易くするため、半導体基板５、ｎ型半導体層６、ｐ型半導体層７は実際とは異なる厚さに描写してある）。この工程によってｐｎ接合８を有するホトダイオードが形成される。
【００２７】
次に図３（ｃ）に示すように、酸化性雰囲気中で熱処理を行うことによりｐ型半導体層７の表面を熱酸化し厚さ０.１μｍの絶縁膜１３（ＳｉＯ2）を形成する。ＣＶＤ法（化学的気相成長法）やスパッタ法などを用いて堆積してもよい。なお、この絶縁膜１３は、ＳｉＮ膜、ＳｉＯ2膜とＳｉＮ膜の複層であってもよい。
【００２８】
次に図３（ｄ）に示すように、ＩＣＰ（誘導結合プラズマ）エッチングにより、所定の位置に、溝幅３２：５μｍ，溝深さ３３：１５μｍのトレンチ溝２０を形成する。トレンチ溝２０の溝幅３２及び溝深さ３３は全て同一に形成される。エッチングは、ホトリソグラフィー技術を用いて絶縁膜１３上にマスクパターンを形成し、絶縁膜を除去した後に行われる。このトレンチ溝２０は、半導体基板５とｎ型半導体層６との境界面から半導体基板５へと１０μｍ食い込んだ深さに形成される。このＩＣＰ（誘導結合プラズマ）エッチングでは、微細な加工が可能であるためトレンチ溝１３の溝幅３２を狭く形成することも可能となる。
【００２９】
次に、図４（ａ）に示すように、酸化性雰囲気中で熱処理（８００℃〜１１００℃）を行うことにより、図３（ｄ）に示す工程によって露出した半導体層表面（Ｓｉ）を熱酸化して絶縁膜２３を形成する。なお、この絶縁膜２３は、図３（ｃ）に示す工程で形成した絶縁膜１３と同一のものが使用され、かつ互いに連続するように設けられる。
【００３０】
次に図４（ｂ）に示すように、図３（ｄ）に示す工程によって形成されたトレンチ溝２０に遮光性樹脂２１を充填する。この充填工程は、スピンコート法によって行われる。スピンコート法では、回転するプリフォーム基板５０の上面５０ａに遮光性樹脂２１を供給し、遠心力によりプリフォーム基板５０の上面５０ａの全体に広げさせる。なお、充填工程としては、スクリーン印刷法を採用することも可能である。
【００３１】
次に図４（ｃ）に示すように、トレンチ溝２０に充填された遮光性樹脂２１をプリベークした後、光入射領域をフォトエッチング除去する。遮光性樹脂２１を硬化させて、最後に図４（ｄ）に示すように、配線９ａ〜９ｄ（Ａｌ又はＡｕ）、ワイヤボンディング用上面電極１０ａ〜１０ｄ（Ａｌ）、裏面電極１１（Ａｕ）をスパッタリング法又は蒸着法により形成し、光検出素子１が完成する。なお、図４（ｃ），４（ｄ）に示す工程について、図５（ａ）に示すように、ホトリソグラフィ技術でパターンを形成した後、トレンチ溝上及びその周辺の遮光性樹脂２１を残すように、エッチングしてもよい。この場合、上面電極１０ａ〜１０ｄ及び配線９ａ〜９ｄ、裏面電極１１については、図５（ｂ）に示すように形成される。
【００３２】
図６（ａ）、図６（ｂ）は、本発明による光検出素子の作用効果を示す図である。図６（ａ），図６（ｂ）には、図３（ｄ）に示す製造工程において、ホトダイオード２ｂと２ｃとの間に幅の広い溝幅３２，溝深さ３３を有するトレンチ溝２０を形成して作製された光検出素子１０１，２０１が示されている。更に、図６（ａ）は、図４（ｂ）に示す製造工程で遮光性樹脂２１をスピンコート法により充填させて作製した光検出素子１０１、を示している。
【００３３】
図６（ａ）から明かなように、光検出素子１０１では、溝深さ３３が広く形成されたトレンチ溝２０に充填された遮光性樹脂２１は、その上面において凹部８０が形成されている。スピンコート法の場合、幅の広いトレンチ溝２１に充填された遮光性樹脂２１は、回転によって飛散してしまうため、このような凹部８０が形成されてしまう。凹部８０は、光の乱反射を発生させることから、光のクロストークの原因となっていた。
【００３４】
また、このような凹部８０，図５（ａ）に示す製造工程（後工程として）において、ホトリソグラフィ技術でのパターニングの際に障害となるという不具合もある。
【００３５】
本実施形態による光検出素子１では、チャネル間エリア２５を形成するようにトレンチ溝２０が形成されているため（所定範囲の溝幅にすることにより必然的にチャネル間エリア２５は形成される）、幅の広いトレンチ溝は形成されない。これにより、スピンコート法により充填する場合には、回転による透光性樹脂２１の飛散を抑制することが可能となる。このように、光検出素子１では、トレンチ溝２０に充填される遮光性樹脂２１の上面には、凹凸部が形成されにくいものとなっている。これにより、各ホトダイオード間での光のクロストークが抑制されたものとなっている。また、上記したように後工程に悪影響を与えることもない。
【００３６】
図７（ａ）は、第２実施形態に係る光検出素子の平面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す光検出素子のＡ−Ａ’線に沿う側面断面図である。光検出素子３０１では、ホトダイオード２ａ〜２ｄの各光入射領域を除いた領域は、遮光性樹脂３２１で被覆されている。従って、第１実施形態に係る光検出素子１では露出していたチャネル間エリア２５は、第２実施形態による光検出素子３０１では遮光性樹脂３２１により被覆され、露出していない。これにより、チャネル間エリア２５への光の入射を防止し、隣接するホトダイオード２ｂ，２ｃへの光の染みだしを防止し、光のクロストークを更に抑制することが可能となる。
【００３７】
図８は、第３実施形態に係る光検出素子の側面断面図である。光検出素子４０１では、チャネル間エリア２５が配線４８５を介して接地電位に接続されている。チャネル間エリア２５上の絶縁膜１３には、チャネル間エリア２５のｐ型半導体層７への電気的接続を可能にするようなコンタクトホール４８４が形成されている。配線４８５の一端は、このコンタクトホール４８４を貫通してチャネル間エリア２５のｐ型半導体層７に接続され、配線４８５の他端は、接地電位に接続されている。このような構成により、チャネル間エリア２５で発生するキャリアは、配線４８５を通して逃げるため、隣接するホトダイオード２ｂ，２ｃに対し悪影響を及ぼすことのないものとなっている。
【００３８】
図９は、第４実施形態に係る光検出素子の側面断面図である。光検出素子５０１は、選択拡散により局所的に複数のホトダイオード５０２ａ〜５０２ｄが形成された光検出素子である。ｐ型半導体層５０７（半導体導電領域）は光検出エリアの周縁部に囲まれた部分に形成されている。ｎ型半導体層５０６（半導体光電変換層）とｐ型半導体層５０７との接合界面は、半導体基板５上の半導体層の上面に位置している。
【００３９】
各ホトダイオード５０２ａ〜５０２ｄの間には同一幅のトレンチ溝２０が形成されている。光検出素子５０１における各ホトダイオードは、既に素子分離されているため、このトレンチ溝２０は、トレンチ分離としてではなく、キャリアのクロストーク及び光のクロストークを更に抑制するという目的で設けられている。第４実施形態に示すような光検出素子５０１では、ホトダイオード５０２ｂとホトダイオード５０２ｃとの間は間隔が大きいが、この間にはチャネル間エリア５２５が形成されている（所定範囲幅のトレンチ溝２０を形成すつことにより必然的にチャネル間エリア５２５が形成される）。これにより、そのまま間隔に合わせて幅の広いトレンチ溝５２０が形成されることがないため、トレンチ溝５２０の上面に凹部や凸部が形成されることがない。
【００４０】
図１０（ａ）は、第５実施形態に係る光検出素子の平面図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示す光検出素子のＡ−Ａ’線に沿う側面断面図である。光検出素子６０１には、３行３列のホトダイオード６０２ａ〜６０２ｉが９つ形成されている。各ホトダイオード６０２ａ〜６０２ｉの間には、トレンチ溝６２０により囲まれたチャネル間エリア６２５が形成されている。第３実施形態による光検出素子４０１と同様に、チャネル間エリア６２５の上面は、遮光性樹脂６２１により被覆されており、チャネル間エリア６２５への光の入射を防止している。
【００４１】
図１０（ａ）に示すように、各ホトダイオード６０２ａ〜６０２ｉには配線６０９ａ〜６０９ｉの一端が接続されており、これら配線６０２ａ〜６０２ｉの他端は電極６１０ａ〜６１０ｉに接続されている。配線６０９ａ〜６０９ｉは、各ホトダイオード６０２ａ〜６０２ｉの間、即ちチャネル間エリア６２５上及びチャネル間エリア６２５の両側のトレンチ溝６２０上、を這うように設けられるため、ホトダイオードの数が増えればこの間に設けられる配線の数も増える。これによって、各ホトダイオード間の幅６３０を広くとる必要性が生じてくるが、第４実施形態による光検出素子６０１では、幅６３０に合わせてトレンチ溝６２０を形成するのではなく、図６で説明したような凹凸部が形成されることのない溝幅に合わせ、全てのトレンチ溝６２０を形成している（その結果として、チャネル間エリア５２５が形成されている）。これにより、トレンチ溝６２０に遮光性樹脂を充填する工程において凹凸部が形成されることを防止でき、光のクロストークが抑制された光検出素子６０１が形成される。
【００４２】
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、本発明を実施するにあたって前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の請求項の範囲内に該当する発明の全ての変更を包含し、配置、構成、形状、サイズ、などについて変更が可能である。
例えば、上記実施形態では、複数のホトダイオードの配置位置，配置間隔の例として、図１，図９に示す例を挙げたが、光検出素子の用途に応じて、各ホトダイオードの大きさ，ホトダイオード間の各間隔について、様々な大きさを有する光検出素子が考えられる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明による光検出素子では、複数のホトダイオードのうち、少なくとも二つの前記ホトダイオードの間には、それぞれに隣接しかつ所定の三次元的広がりを有するチャネル間エリアが形成されるので、充填材を充填する工程において、トレンチ溝の上面部に凹部又は凸部が形成されることを抑制することが可能となる。更に、これにより、光検出素子の光入射領域に形成された凹凸部に起因する光のクロストークの発生、を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は、第１実施形態に係る光検出素子の平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す光検出素子のＡ−Ａ’線に沿う側面断面図である。
【図２】図２は、図１（ｂ）に示す光検出素子の部分拡大図である。
【図３】図３（ａ）〜３（ｄ）は、それぞれ実施形態による光検出素子の各製造工程を示す図である。
【図４】図４（ａ）〜４（ｄ）は、それぞれ実施形態による光検出素子の各製造工程を示す図である。
【図５】図５（ａ），（ｂ）は、それぞれ実施形態による光検出素子の各製造工程を示す図である。
【図６】図６（ａ）〜６（ｃ）は、本発明による光検出素子の作用効果を示す図である。
【図７】図７（ａ）は、第２実施形態に係る光検出素子の平面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す光検出素子のＡ−Ａ’線に沿う側面断面図である。
【図８】図８は、第３実施形態に係る光検出素子の側面断面図である。
【図９】図９は、第４実施形態に係る光検出素子の側面断面図である。
【図１０】図１０（ａ）は、第４実施形態に係る光検出素子の平面図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示す光検出素子のＡ−Ａ’線に沿う側面断面図である。
【符号の説明】
１，１０１，３０１，４０１，５０１…光検出素子、２ａ〜２ｄ…ホトダイオード、５…半導体基板、６…ｎ型半導体層、７…ｐ型半導体層、８…ｐｎ接合部、９ａ〜９ｄ…配線、２０…トレンチ溝、２１…充填材（遮光性樹脂）、２５…チャネル間エリア。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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