BE1022696B1 - Detecteur hybride a faible bruit utilisant le transfert de charge - Google Patents

Detecteur hybride a faible bruit utilisant le transfert de charge Download PDF

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BE1022696B1 BE2014/0341A BE201400341A BE1022696B1 BE 1022696 B1 BE1022696 B1 BE 1022696B1 BE 2014/0341 A BE2014/0341 A BE 2014/0341A BE 201400341 A BE201400341 A BE 201400341A BE 1022696 B1 BE1022696 B1 BE 1022696B1
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John Alfred Trezza
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Abstract

Un photodétecteur infrarouge à faible bruit ayant une hétéro-structure épitaxiale qui comporte une photodiode et un transistor. La photodiode comporte une couche photodétectrice à bande interdite étroite et de haute sensibilité, d'un premier type de conductivité, et un puits de collection d'un deuxième type de conductivité en contact avec la couche photodétectrice. Le transistor comporte le puits de collection, un puits de transfert d'un deuxième type de conductivité qui est séparé du puits de collection et de la couche photodétectrice, et une région d'un premier type de conductivité entre le puits de collection et celui de transfert. 25 26 27 28 29 30 31 32

Description

DÉTECTEUR HYBRIDÉ À FAIBLE BRUIT UTILISANT LE TRANSFERT DE CHARGE
CONTEXTE DE L'INVENTION
Cette invention se rapporte en général à un dispositif pour détecter des rayonnements dans le spectre du proche infrarouge (IR). En particulier, l'invention concerne un détecteur d'IR à faible bruit qui opère en transférant les 10 charges plutôt qu'en chargeant et en réinitialisant un condensateur à travers lequel le voltage est lu.
Les systèmes modernes d'imagerie infrarouge (IR) peuvent être des matrices à plan focal de détecteurs et des systèmes de circuits intégrés, associés dans chaque pixel qui transforment les signaux recueillis en des formes visuelles ou en d'autres formes analysables. Les systèmes de détection de rayonnement proche IR qui opèrent dans une plage de longueur d'onde du 1 au 1,7 pm, sont parfois combinés à des systèmes de détection de lumière visible qui opèrent dans une plage de longueur d'onde de 400 à 700 nm pour améliorer la détection et la visualisation dans des scénarios avec peu de lumière et à la tombée de la nuit. La capacité combinée de l'imagerie visible et de l'imagerie proche IR est en train de devenir une exigence stratégique autant pour des applications commerciales que militaires. Parmi les nombreux matériaux employés pour les systèmes d'imagerie qui opèrent dans l'infrarouge proche (p.ex., HgCdTe, Ge, InSb, PtSi, etc.), les photodiodes InGaAs p-i-n furent choisies en raison de leur haute performance et fiabilité (G. Olsen, et al. « A 128X128 InGaAs detector array for 1,0-1,7 microns », in Proceedings SPIE, Vol. 1341, 1990, pages 432-437).
Les matrices d'imagerie d'infrarouge à longueur d'onde courte (SWIR) sont normalement des dispositifs hybrides dans lesquels les photodiodes sont interconnectées au circuit intégré de lecture (ROIC) d'un transistor en silicium. Dans un effort pour réduire les coûts et simplifier la fabrication complexe, une photodiode InGaAs/InP fut intégrée à un transistor InP à effet de champ à jonction (JFET) comme un élément de commutation pour chaque pixel, tel qu'il est décrit dans le brevet des États Unis No. 6 005 266, Forrest et al., (intégralement incorporée par référence dans la présente demande). La combinaison de photodiodes et de FET sur un seul substrat permet la formation de matrices complètement monolithiques de plan focal proche IR à un coût de production réduit et des performances accrues. Les transistors InP à effet de champ à jonction présentent des courants de fuite aussi fiables que 2pA. Dans des travaux connexes, il se trouve que le dopage intentionnel de la couche d'absorption d'une photodiode GaAs p-i-n réduit le courant d'obscurité, tel que le décrit le brevet des États Unis No. 6 573 581, Sugg. et al., (intégralement incorporée par référence dans la présente demande).
Dans les détecteurs précédents, la charge induite par la lumière est recueillie dans une seule zone qui est alors transférée sur un condensateur externe sur lequel le voltage est mesuré. Le condensateur est ensuite « réinitialisé » avant la prochaine mesure. Étant donné qu'il est difficile de réinitialiser complètement un condensateur dans un laps de temps limité, et la zone de collecte peut être en train de recueillir des charges pendant l'opération de lecture-même, il est possible d'avoir des variations dans la quantité du signal lu. RÉSUMÉ
Un photodétecteur infrarouge comporte une première couche à bande interdite étroite d'un premier type de conductivité ; une première couche à large bande interdite d'un premier type de conductivité recouvrant la couche photodétectrice ; un puits de collection d'un deuxième type de conductivité dans la première couche à large bande interdite et en contact avec la première couche à bande interdite étroite de manière à ce que la première couche à bande interdite étroite et le puits de collection forment une photodiode infrarouge ; un puits de transfert d'un deuxième type de conductivité dans la première . couche à large bande interdite et séparé du puits de collection et de la première couche à bande interdite étroite ; et un transistor comportant le puits de collection, le puits de transfert et une région comprise entre le puits de collection et le puits de transfert.
Dans un mode de réalisation, un photodétecteur infrarouge comporte une première couche à bande interdite étroite d'un premier type de conductivité, une première couche à large bande interdite d'un premier type de conductivité sur la couche à bande interdite étroite, une deuxième couche à large bande interdite d'un premier type de conductivité sur la couche à large bande interdite, et une deuxième couche à bande interdite étroite d'un premier type de conductivité sur la deuxième couche à large bande interdite. Un puits de transfert d'un deuxième type de conductivité est situé dans la première couche à bande interdite étroite et la première couche à large bande interdite. Un puits de transfert d'un deuxième type de conductivité est situé dans la première couche à large bande interdite et séparé du puits de collection. Les électrodes sur la deuxième couche à bande interdite étroite sont placées de manière à causer un transfert de charge du puits de collection au puits de transfert.
Dans un autre mode de réalisation, une méthode pour former un photodétecteur infrarouge comporte le dépôt d'une première couche à large bande interdite d'un premier type de conductivité sur une couche à bande interdite étroite d'un premier type de conductivité et le dépôt d'une deuxième couche à large bande interdite d'un premier type de conductivité sur la première couche à large bande interdite. Un puits de collection d'un deuxième type de conductivité est formé par diffusion dans la première couche à bande interdite étroite, la première couche à large bande interdite, et la deuxième couche à large bande interdite. Un puits de transfert d'un deuxième type de conductivité est formé par diffusion dans la première et la deuxième couches à large bande interdite et il est séparé du puits de collection et de la première couche à bande interdite étroite. Les électrodes sur la couche à bande interdite étroite sont placées de manière à permettre le transfert de charge du puits de collection au puits de transfert.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
La FIG. 1 est une illustration schématique de l'architecture d'un dispositif photodétecteur/transistor de 1'invention.
Les FIGS. 2A-2C sont des illustrations montrant le fonctionnement du photodétecteur de l'invention.
La FIG. 3 est une illustration schématique du photodétecteur et du circuit intégré de lecture (ROIC) rapportée de l'invention.
Les FIGS. 4A-4J sont des illustrations schématiques des étapes de formation de l'invention.
La FIG. 5-8B montre des versions alternatives du dispositif photodétecteur/transistor.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE
La FIG. 1 montre le dispositif 30, qui comporte un photodétecteur PD intégré et un transistor Tl à faible bruit, épitaxial, multicouche et à effet de champ. Cette architecture du dispositif emploie une zone de collecte de charge et une zone différente pour mesurer la charge. En outre, un condensateur n'est pas nécessaire pour mesurer le niveau de signal.
Bien que le dispositif photodétecteur 30 sera décrit en fonction du matériau InGaAs/InAlAs/InP et de la technologie du dispositif, les méthodes et caractéristiques ici abordées ne prétendent pas se limiter qu' à ce système matériel, et d'autres matériaux composés semi-conducteurs III-V et II-VI sont inclus dans le champ d'application de 1'invention.
Le dispositif 30 est une structure multicouche comportant une base ou couche de substrat de type n à large bande interdite 32, une couche photocaptrice de type n à bande interdite étroite 34, une couche de type n à très large bande interdite 36, une couche de type n à large bande interdite 38, une couche de passivation de type n à bande interdite étroite 40, un puits de collection de type p 42, un puits de transfert de type p+ 44, un contact de source 46, un contact de grille de transfert 48, et un contact de drain 50. La couche de type n 34 et le puits de collection 42 forment une photodiode PD à longueur d'onde courte (SWIR). Les couches 38 et 40, le puits de collection 42, le puits de transfert 44, l'électrode de source 46, l'électrode de grille de transfert 48 et électrode de drain 50 forment un transistor à effet de champ à jonction 10 (JFET) Tl.
Dans mode de réalisation, la couche de base de type n à large bande interdite 32, est en InP avec une épaisseur d'environ 0,05 μκι, une concentration de dopage d'environ l,0ei8 et bande interdite d'environ 1,344 ev. La couche de type n à bande interdite étroite 34, est en InGaAs avec une épaisseur d'environ 2,7 pm, une concentration de dopage d'environ 1, Oeis à l,0ei7 et bande interdite d'environ 0,74 ev. La couche de type n à large bande interdite 36, est en
InxAli-xAs avec une épaisseur d'environ 0,4 pm, une concentration de dopage d'environ l,0ei6 et bande interdite d'environ 1,4 6 ev. La couche de type n à large bande interdite 38, est en InP avec une épaisseur d'environ 0,1 pm, une concentration de dopage d'environ l,0ei7 et bande interdite d'environ 1,344 ev. La couche de passivation de type n à bande interdite étroite 40, est en InxGai-xAs avec une épaisseur d'environ 0,05 pm, une concentration de dopage de l,0ei7 et bande interdite d'environ 0,740 ev.
Dans ce mode de réalisation, le puits de collection de type P 42 est formé par diffusion dans les couches 34, 36, et 38. Par conséquent, le puits de collection 42 a une structure en trois couches qui comprend les couches 42A, 42B et 42C. La couche 42A du puits de collection 42, est en InxGai-xAs avec une épaisseur d'environ 0,1 pm, une concentration de dopage d'environ l,0ei6 et une bande interdite d'environ 0,74 ev. La couche 42B du puits de collection 42, est en InxAli-xAs avec une épaisseur d'environ 0,4 pm, une concentration de dopage d'environ l,0ei6 et une bande interdite d'environ 1,46 ev. La couche 42C du puits de collection 42, est en InP avec une épaisseur d'environ 0,05 à 0 pm, une concentration de dopage d'environ l,0ei6 et une bande interdite d'environ 1,344 ev. Le puits de transfert 44 est formé par diffusion dans les couches 36 et 38. Par conséquent, le puits de transfert 44 a une structure de deux couches qui comprend les couches 44A et 44B. 15 La couche 44A du puits de transfert 44, peut être en InxAli-xAs avec une épaisseur d'environ 0,2 pm, une concentration de dopage d'environ l,0ei7 et bande interdite d'environ 1,46 ev. La couche 44B du puits de transfert 44, est en InP avec une épaisseur d'environ 0,05 à 0 pm, une concentration de dopage d'environ l,0ei7 et bande interdite d'environ 1,344 ev. L'électrode de source 46, l'électrode de grille de transfert 48, et l'électrode de drain 50 peuvent être en Au, Cu, Ag, Pd, Pt, Ni et en d'autres matériaux connus dans l'état de la technique.
Sur les FIGS. 2A-2C on peut observer des figures schématiques qui illustrent le fonctionnement du dispositif 30. Le dispositif fonctionne en recueillant des porteurs photo-induits en un puits de collection de type P 42 de la photodiode Tl. La charge recueillie est transférée par le transistor Tl du puits de collection 42 (qui agit en tant que source de Tl) au puits de transfert 44 (qui agit en tant que drain de Tl). La charge dans le puits de transfert 44 peut être alors lue sans affecter la génération et la collecte de 5 porteurs par la photodiode PD.
Sur la FIG. 2A, le rayonnement SWIR est absorbé dans la couche photodétectrice 34 de haute sensibilité et produit des porteurs photo-induits. Sur la FIG. 2B, les porteurs sont conduits vers le puits de collection 42, comme indiquent les flèches a, et sont balayés à travers de la jonction pn formée par la couche photodétectrice de type n 34 et le puits de collection 42. Comme illustré sur la FIG. 2C, les porteurs dans le puits 42 sont alors transférés au puits de transfert 44, comme l'illustre schématiquement la flèche d. Un voltage 15 positif sur l'électrode de grille de transfert 48 inverse la couche sous-jacente à très large bande interdite 36 au type p entre le puits de collection 42 et le puits de transfert 44. Ceci permet que les charges c dans le puits de collection 42 se déplacent au puits de transfert 44. Les charges dans le puits de transfert 44 peuvent alors être échantillonnées par un circuit externe ROIC. Il se produit un transfert complet de charge sans qu'aucun bruit de réinitialisation ne soit généré pendant le transfert.
La FIG. 3 illustre le dispositif 30 avec une portion du système de circuits ROIC. Le transistor Tl du dispositif 30 forme un transistor de l'architecture de cinq transistors (5T) employée par le ROIC pour acquérir le photo-signal généré par la photodiode PD du dispositif 30 pour la lecture de mesures. Dans une matrice SWIR, il y aura une matrice de dispositifs 30 et des circuits 5T associés. Les circuits 5T délivrent des photo-signaux aux systèmes de circuits chargés de la lecture de mesures et d'autres traitements des signaux (non illustré).
Le circuit 5T de la FIG. 3 comporte des transistors à effet de champ T1-T5 et un condensateur optique Cl. Le Transistor T2 est un transistor de réinitialisation qui est activé pour réinitialiser le dispositif 30 pour le prochain transfert de charge et le cycle de lecture en connectant le puits de transfert 44 à terre. Ceci réinitialise le puits de transfert 44 avant le prochain transfert de porteurs depuis le puits de collection 42.
Le transistor T3 a son contact de grille connecté à celui du drain 50 du dispositif 30. Le transistor T3 agit comme un suiveur de source, dont son voltage de source est fonction de 15 la charge dans le puits de transfert 44.
Les transistors T4 et T5 sont des commutateurs de sélection d'échantillons et de colonnes, respectivement, qui choisissent le photo-signal qui est en train d'être délivré au photo-signal qui est en train d'être délivré au système additionnel de circuits ROIC. Le condensateur Cl est employé si on le souhaite pour réaliser des sélections d'échantillons et de colonne séquentiellement plutôt que simultanément. Dans ce cas, le voltage dans la source de T3 est stocké dans le condensateur Cl et lu ensuite en allumant le transistor de sélection de colonne T5.
Une méthode pour former le dispositif 30 est illustrée dans les FIGS 4A-4J. Le matériau de départ illustré dans la FIG. 4A est une hétéro-structure multicouche constituée des couches 32, 34, 36, 38 et 40. À titre d'exemple, les couches 32 et 38 peuvent être en InP ; la couche 34 peut être en InxGai-xAs ; et la couche 36 peut être en InxAly Gaa-(x+y) ) As. Les compositions, l'épaisseur, et les niveaux de dopage d'un mode de réalisation particulier ont été déjà décrits. L'hétéro-5 structure peut être formée par n'importe quel procédé de croissance épitaxiale connu dans le domaine. Les exemples comportent l'épitaxie organométallique en phase vapeur (OMVPE), le dépôt par vapeurs chimiques organométalliques (MOCVD), l'épitaxie par jet moléculaire (MBE), et d'autres connus dans le domaine. Une technique préférée serait le MOCVD.
Dans l'étape suivante, comme illustré sur la FIG. 4B, une couche barrière de diffusion 52 est déposée sur la couche supérieure 38 munie d'une fenêtre 53 pour permettre le dépôt 15 du matériau de dopage sur une portion de la couche 38 à travers la fenêtre de dopage 53. La couche barrière de diffusion 52 peut être un nitrure, photorésistant, ou un autre matériau de barrière connu dans la technique.
Comme illustré sur la FIG. 4C, une première diffusion permet alors au dopage de former un puits de collection 42 de type p. La profondeur du puits de type diffus p 42 s'étend intentionnellement à travers de la couche 36 de manière à ce qu'il soit en contact avec la couche photodétectrice à bande interdite étroite 34.
La couche barrière de diffusion 52 est ensuite retirée, comme illustré sur la FIG. 4D et la deuxième couche barrière de diffusion 54 munie d'une fenêtre 55 est déposée sur la couche à large bande interdite 38, comme illustré sur la FIG. 4E. Une deuxième diffusion permet alors que le dopage forme un puits de transfert de type p+ 44, comme illustré sur la FIG. 4F.
Dans l'étape suivante illustrée sur la FIG. 4G, la couche barrière de diffusion 54 est retirée, et la surface préparée pour le prochain procédé de dépôt de couche.
Comme illustré sur la FIG. 4H, on laisse se former une surcroissance d’InP additionnel sur le puits de charge 42 et le puits de collection 44 afin d'enterrer les deux puits dans le matériau en InP de la couche 38. La couche de passivation de type n à bande interdite étroite 40 est alors déposée sur la couche 38, comme illustré sur la FIG. 41.
Dans l'étape finale, comme illustré sur la FIG. 4 J, les régions de contact sont définies par photolithographie et le contact de source 46, le contact de grille de transfert 48, et 15 le contact de drain 50 sont déposés sur la couche de passivation à bande interdite étroite 40. Les contacts 46, 48, et 50 sont déposés par photolithographie, pulvérisation cathodique, galvanoplastie ou d'autres moyens de dépôt connus dans l'état de la technique. Les matériaux préférés de contact sont Au, Cu, Ag, Pd, Pt, Ni et d'autres matériaux connus dans l'état de la technique.
Des versions alternatives 30A-30D du dispositif photodétecteur/transistor sont illustrées sur les FIGS. 5-8B. Dans le dispositif 30A de la FIG. 5, le puits de transfert 44 s'étend à partir de la surface supérieure de la couche 40 à travers de la couche 38 dans la couche 36. Le contact de drain 50 est en contact direct avec le puits de transfert 44. Avec cette configuration le puits de transfert peut être vidé immédiatement après que la charge soit lue.
Sur la FIG. 6, le dispositif 30B comporte une région de diffusion p+ 60 qui connecte le puits de transfert 44 à la surface supérieure de la couche 40. La région 60 connecte le contact de drain 50 au puits de transfert 44. L'avantage de cette configuration c'est que le puits de transfert peut être vidé immédiatement après que la charge soit lue.
Le dispositif 30C est illustré schématiquement sur la FIG. 7. Le dispositif 30C comporte un puits de vidage p+ 62 et une deuxième électrode de grille de transfert 64. Une fois que la charge du puits de transfert 44 a été lue, la charge peut être transférée (« vidée ») dans le « puits de vidage » 62 pour vider le puits de transfert 44. En effet, cela ajoute un deuxième transistor au dispositif.
Le dispositif 30D est illustré schématiquement sur les FIGS. 8A et 8B. Dans le dispositif 30D tous les deux, le puits de collection de type p 42 et le puits de transfert de 'type p+ 44 s'étendent jusqu'à la surface supérieure de la couche 40. Le contact de source 4 6 et le contact de drain 50 sont en contact direct avec le puits de collection de type p 42 et le puits de transfert de type p+ 44, respectivement, et forment des contacts de diodes à barrière Schottky. En appliquant une polarisation inverse aux contacts 46 et 50 on peut créer des régions d'appauvrissement sous les contacts en transformant les régions 66 et 68 en des régions de surface de type n, enterrant de manière effective le puits de collection p 42 et le puits de transfert p+ 44 sous les couches de barrière contre la migration de porteurs résultant en une diminution (ou suppression) du bruit de surface.
Une fois les charges recueillies dans le puits de transfert 44, le voltage de polarisation sur le contact 50 qui créa la couche de barrière contre la migration de porteurs 68, comme illustré sur la FIG. 8A, peut être changé pour retirer la barrière Schottky. Comme illustré schématiquement sur la 5 FIG. 8B les porteurs dans le puits de transfert 44 peuvent alors être extraits à travers du drain 50. Dans un autre mode de réalisation, le puits de collection 42 peut demeurer enterré sous les couches de barrière contre la migration de porteurs 38 et 40, comme sur la FIG. 4J, tandis que le puits de transfert 44 peut s'étendre jusqu'à la surface, comme sur la FIG. 5. Dans ce cas, le contact de drain 50 et le puits de transfert 44 peuvent former une barrière Schottky polarisée pour créer une barrière contre la migration de porteurs, comme sur la FIG. 8A, jusqu'à ce que les porteurs du puits de transfert 44 doivent être extraits.
La structure photodétectrice/transistor montrée sur les FIGS. 1 et 5-8B offre certains avantages et caractéristiques de conception, parmi lesquels :
Le puits de charge 42 peut être une couche de diffusion de type p enterrée, et entourée d'un matériau d'ingénierie à bande interdite détaillée de tous les côtés à exception de la région de collection de charge. Ceci permet que la charge soit recueillie tandis qu'on maintient un courant d'obscurité recueilli faible et en séparant la zone de collection de la surface du matériau InGaAs. Cette couche enterrée minimise autant la recombinaison de surface que la contribution du shunt au bruit.
Le puits de charge 42 et le puits de transfert 44 peuvent former une structure double de diffusion/recroissance. Ils comportent deux régions de type p avec différentes profondeurs et concentrations de dopage. Cette combinaison permet autant un transfert complet de charge qu'une isolation de la région de transfert de la région de génération de photo-courant. Ceci est vital pour des performances de lecture à bruit ultra-faible.
Au lieu d'un FET 30, on peut utiliser un transistor p-n-p pour transférer la charge du puits de collection au puits de transfert. Toutes ces fonctionnalités, ainsi qu'un mécanisme pour le vidage de la charge du puits de transfèrt 44 peuvent être incluses en des pixels de 5-8 micromètres.
En évitant le bruit de réinitialisation du condensateur de la technique antérieure, le bruit inhérent du pixel peut être inférieur de plusieurs ordres de grandeur à celui des dispositifs de l'art antérieur. L'architecture de la présente invention peut atteindre cinq fois (5X) une sensibilité supérieure en permettant une imagerie nocturne au-dessous du niveaux de lumière des étoiles à la fois qu'on réduit trois fois (3X) le pas de pixel. En conséquence, les détecteurs peuvent fonctionner sous des conditions de lumière inférieures ; fonctionner à des températures de fonctionnement supérieures pour un niveau de lumière donné ; fonctionner à un niveau de puissance plus bas du fait qu'il n'est pas nécessaire de les refroidir pour améliorer la performance, par exemple ; et de permettre une résolution supérieure dans un détecteur plus petit avec une optique plus petite et une plus haute densité par unité de surface des puces sur une galette, ce qui entraîne une réduction des coûts.
Discussion des modes de réalisation possibles
Ce qui suit ce sont des descriptions non-exclusives de possibles modes de réalisation de la présente invention.
Un photodétecteur infrarouge comporte une première couche à bande interdite étroite d'un premier type de conductivité ; une première couche à large bande interdite d'un premier type de conductivité recouvrant la couche photodétectrice ; un puits de collection d'un deuxième type de conductivité dans la première couche à large bande interdite et en contact avec la première couche à bande interdite étroite, de manière à ce que la première couche à bande interdite étroite et le puits de collection forment une photodiode infrarouge ; un puits de transfert d'un deuxième type de conductivité dans la première couche à large bande interdite et séparé du puits de collection et de la première couche à bande interdite étroite ; et un transistor comportant le puits de collection, le puits de transfert et une région comprise entre le puits de collection et le puits de transfert.
Le photodétecteur du paragraphe précédent peut éventuellement comporter, additionnellement et/ou alternativement une ou plusieurs des caractéristiques, configurations et/ou composants suivants :
Le transistor peut comporter une première électrode couplée au puits de collection, une deuxième électrode couplée au puits de transfert, et une troisième électrode couplée à la région comprise entre le puits de collection et le puits de transfert. La première, la deuxième et la troisième électrode, peuvent être Ti, Pt, Au, Ni, Cu, ou des combinaisons de ceux-ci.
La deuxième couche à large bande interdite d'un premier type de conductivité peut recouvrir la première couche à large bande interdite.
Le puits de collection peut être une structure enterrée, connectée à la première couche à bande interdite étroite sur un côté et presque entièrement entourée par la première et la deuxième couche à large bande interdites.
Le puits de transfert peut être une structure enterrée au sein de la première et de la deuxième couche à large bande interdites.
Une deuxième couche à bande interdite étroite d'un premier type de conductivité peut recouvrir la deuxième couche à large bande interdite.
Le puits de transfert peut s'étendre jusqu'à une surface supérieure de la deuxième couche à bande interdite étroite. Le puits de collection peut s'étendre jusqu'à une surface supérieure de la deuxième couche à bande interdite étroite. Un puits de vidage d'un deuxième type de conductivité peut être dans la première couche à large bande interdite et séparé de la couche à bande interdite étroite et du puits de transfert.
Un photodétecteur infrarouge peut comporter une première couche à bande interdite étroite d'un premier type de conductivité ; une première couche à large bande interdite d'un premier type de conductivité qui peut être sur la première couche à bande interdite ; une deuxième couche à large bande interdite d'un premier type de conductivité qui peut être sur la première couche à large bande interdite ; une deuxième couche à bande interdite étroite qui peut être sur la deuxième couche à large bande interdite ; un puits de collection d'un deuxième type de conductivité qui peut être situé dans la première couche à bande interdite étroite et la première couche à large bande interdite ; un puits de transfert d'un deuxième type de conductivité qui peut être situé dans la première couche à large bande interdite ; et des électrodes sur la deuxième couche à bande interdite étroite qui peuvent être situées de manière à causer le transfert de charge du puits de collection au puits de transfert.
Le photodétecteur du paragraphe précédent peut optionnellement comporter, additionnellement et/ou alternativement une ou plusieurs des caractéristiques, configurations et/ou composants suivants :
Le puits de collection peut être une structure enterrée qui s'étend dans la première couche à bande interdite étroite et presque entièrement entourée par la première et la deuxième couche à large bande interdites. .
Le puits de transfert peut être une structure enterrée dans la première et la deuxième couche à large bande interdite.
Le puits de collection peut s'étendre jusqu'à une surface supérieure de la deuxième couche à bande interdite étroite. Le puits de transfert peut s'étendre jusqu'à une surface supérieure de la deuxième couche à bande interdite étroite.
Un puits de vidage d'un deuxième type de conductivité peut être dans la première couche à large bande interdite et séparé de la première couche à bande interdite étroite et du puits de transfert.
Une méthode pour former un photodétecteur infrarouge peut comporter : le dépôt d'une première couche à bande interdite étroite d'un premier type de conductivité ; le dépôt d'une première couche à large bande interdite d'un premier type de conductivité sur la première couche à bande interdite étroite d'un premier type de conductivité ; le dépôt d'une deuxième couche à large bande interdite d'un premier type de conductivité sur la première couche à large bande interdite ; la formation par diffusion d'un puits de collection d'un deuxième type de conductivité situé dans la première couche à bande interdite étroite, la première couche à large bande interdite, et la deuxième couche à large bande interdite ; et la formation par diffusion d'un puits de transfert d'un deuxième type de conductivité situé dans la première et deuxième couche à large bande interdite et séparé du puits de collection et de la première couche à bande interdite étroite.
La méthode du paragraphe précédent peut optionnellement comporter, additionnellement et/ou alternativement une ou plusieurs des caractéristiques, configurations et/ou composants additionnels suivants :
La deuxième couche à large bande interdite peut être déposée de façon à ce que le puits de collection et le puits de transfert soient enterrés.
Une deuxième couche à bande interdite étroite peut être déposée sur la deuxième couche à large bande interdite.
Les électrodes peuvent être formées sur une surface supérieure de la deuxième - couche à bande interdite étroite recouvrant le puits de collection, le puits de transfert et une région comprise entre le puits de collection et le puits de transfert.
Bien que la présente invention ait été décrite en référence ' à un ou plusieurs exemples de modes de réalisation, il est entendu qu'un homme du métier peut y apporter toute modification utile et des éléments de celle-ci peuvent être substitués par des éléments équivalents sans sortir du cadre de l'invention. En outre, de nombreuses modifications peuvent être apportées pour adapter une situation ou matériau particulier, aux enseignements de l'invention sans s'écarter du cadre essentiel de celle-ci. Par conséquent, il est prévu que l'invention ne soit pas limitée à ou aux modes de réalisations particuliers divulgués, mais couvre au contraire toutes les variantes de réalisation dans le cadre des revendications annexées.

Claims (15)

  1. REVENDICATIONS
    1. Photodétecteur infrarouge comprenant : une première couche à bande interdite étroite d’un premier type de conductivité; une première couche à large bande interdite d’un premier type de conductivité recouvrant la première couche à bande interdite étroite du premier type de conductivité ; un puits de collection d’un deuxième type de conductivité dans la première couche à large bande interdite et en contact avec la première couche à bande interdite étroite de sorte que la première couche à bande interdite étroite et le puits de collection forment une photodiode infrarouge; un puits de transfert d’un deuxième type de conductivité dans la première couche à large bande interdite et séparé du puits de collection et de la première couche à bande interdite étroite de sorte que le puits de transfert n'est pas en contact avec la première couche à bande interdite étroite et de sorte que le puits de transfert est séparé du puits de collection par une région du premier type de conductivité dans la première couche à large bande interdite; et un transistor comportant le puits de collection, le puits de transfert et la région du premier type de conductivité dans la première couche à large bande interdite entre le puits de collection et le puits de transfert.
  2. 2. Structure de la revendication 1, dans laquelle le transistor comporte en outre : une première électrode couplée au puits de collection ; une deuxième électrode couplée au puits de transfert ; et une troisième électrode couplée à la région comprise entre le puits de collection et le puits de transfert.
  3. 3. Photodétecteur infrarouge de la revendication 2, dans lequel la première, la deuxième et la troisième électrode comprennent Ti, Pt, Au, Ni, Cu, ou une combinaison de ceux-ci .
  4. 4. Photodétecteur infrarouge de la revendication 1, qui comprend en outre une deuxième couche à large bande interdite d'un premier type de conductivité recouvrant la première couche à large bande interdite.
  5. 5. Photodétecteur infrarouge de la revendication 4, dans lequel le puits de collection est une structure enterrée, connectée à la première couche à bande interdite étroite sur un côté, et presque entièrement entourée par la première et la deuxième couche à large bande interdites.
  6. 6. Photodétecteur infrarouge de la revendication 4, dans lequel le puits de transfert est une structure enterrée au sein de la première et deuxième couche à large bande interdites.
  7. 7. Photodétecteur infrarouge de la revendication 4 et qui comprend en outre une deuxième couche à bande interdite étroite d'un premier type de conductivité recouvrant la deuxième couche à large bande interdite.
  8. 8. Photodétecteur infrarouge de la revendication 7 dans lequel le puits de transfert s’étend jusqu'à une surface supérieure d’une deuxième couche à bande interdite étroite.
  9. 9. Photodétecteur infrarouge de la revendication 7 dans lequel le puits de collection s’étend jusqu'à une surface supérieure de la deuxième couche à bande interdite étroite.
  10. 10. Photodétecteur infrarouge de la revendication 1 qui comprend en outre : un puits de vidage d’un deuxième type de conductivité dans la première couche à large bande interdite et séparé de la couche à bande interdite étroite et du puits de transfert.
  11. 11. Un photodétecteur infrarouge comprenant : une première couche à bande interdite étroite d’un premier type de conductivité ; une première couche à large bande interdite d’un premier type de conductivité sur la première couche à bande interdite étroite d’un premier type de conductivité ; une deuxième couche à large bande interdite d’un premier type de conductivité sur la première couche à large bande interdite ; une deuxième couche à bande interdite étroite sur la deuxième couche à large bande interdite ; un puits de collection d’un deuxième type de conductivité situé dans la première couche à bande interdite étroite et la première couche à large bande interdite ; un puits de transfert d’un deuxième type de conductivité situé dans la première couche à large bande interdite mais pas dans la première couche à bande interdite étroite; et des électrodes sur la deuxième couche à bande interdite étroite situées de manière à causer un transfert de charge du puits de collection au puits de transfert.
  12. 12. Photodétecteur infrarouge de la revendication 11, dans lequel le puits de collection est une structure enterrée qui s’étend dans la première couche à bande interdite étroite et presque entièrement entourée par la première et la deuxième couche à large bande interdite.
  13. 13. Photodétecteur infrarouge de la revendication 11, dans lequel le puits de transfert est une structure enterrée dans la première et deuxième couche à large bande interdite.
  14. 14. Photodétecteur infrarouge de la revendication 11, dans y lequel le puits de collection s’étend jusqu'à une surface supérieure de la deuxième couche à bande interdite étroite.
  15. 15. Photodétecteur infrarouge de la revendication 11, dans lequel le puits de transfert s’étend jusqu'à une surface supérieure de la deuxième couche à bande interdite étroite.
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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9153717B2 (en) * 2013-08-09 2015-10-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Backside illuminated photo-sensitive device with gradated buffer layer
IL238339B (en) 2014-08-04 2020-05-31 Sensors Unlimited Inc A low-noise hybridization detector based on charge transfer
EP3363050B1 (fr) 2015-07-23 2020-07-08 Artilux Inc. Capteur à spectre étendu et à efficacité élevée
TWI744196B (zh) 2015-08-04 2021-10-21 光程研創股份有限公司 製造影像感測陣列之方法
US10861888B2 (en) 2015-08-04 2020-12-08 Artilux, Inc. Silicon germanium imager with photodiode in trench
US10707260B2 (en) * 2015-08-04 2020-07-07 Artilux, Inc. Circuit for operating a multi-gate VIS/IR photodiode
US10761599B2 (en) 2015-08-04 2020-09-01 Artilux, Inc. Eye gesture tracking
EP3341970B1 (fr) 2015-08-27 2020-10-07 Artilux Inc. Capteur optique à large spectre
US10741598B2 (en) 2015-11-06 2020-08-11 Atrilux, Inc. High-speed light sensing apparatus II
US10886309B2 (en) 2015-11-06 2021-01-05 Artilux, Inc. High-speed light sensing apparatus II
US10418407B2 (en) 2015-11-06 2019-09-17 Artilux, Inc. High-speed light sensing apparatus III
US10254389B2 (en) 2015-11-06 2019-04-09 Artilux Corporation High-speed light sensing apparatus
US10739443B2 (en) 2015-11-06 2020-08-11 Artilux, Inc. High-speed light sensing apparatus II
US9871067B2 (en) * 2015-11-17 2018-01-16 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Infrared image sensor component
TWI745582B (zh) * 2017-04-13 2021-11-11 美商光程研創股份有限公司 鍺矽光偵測裝置
CN113540142A (zh) 2018-02-23 2021-10-22 奥特逻科公司 光检测装置
US11105928B2 (en) 2018-02-23 2021-08-31 Artilux, Inc. Light-sensing apparatus and light-sensing method thereof
JP7212062B2 (ja) 2018-04-08 2023-01-24 アーティラックス・インコーポレイテッド 光検出装置
TWI795562B (zh) 2018-05-07 2023-03-11 美商光程研創股份有限公司 雪崩式之光電晶體
US10969877B2 (en) 2018-05-08 2021-04-06 Artilux, Inc. Display apparatus
KR102615669B1 (ko) * 2018-12-11 2023-12-20 에스케이하이닉스 주식회사 이미지 센싱 장치
US11448830B2 (en) 2018-12-12 2022-09-20 Artilux, Inc. Photo-detecting apparatus with multi-reset mechanism
TW202104927A (zh) 2019-06-19 2021-02-01 美商光程研創股份有限公司 光偵測裝置以及電流再利用方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6064464A (ja) * 1983-09-19 1985-04-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置およびその製造方法
JPS60161682A (ja) * 1984-02-02 1985-08-23 Nec Corp 受光素子
JPS6346782A (ja) * 1986-08-15 1988-02-27 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 半導体受光・増幅装置
EP0260376A1 (fr) * 1986-09-01 1988-03-23 Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH Photorécepteur
US7009647B1 (en) * 2000-04-24 2006-03-07 Ess Technology, Inc. CMOS imager having a JFET adapted to detect photons and produce an amplified electrical signal

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5386128A (en) * 1994-01-21 1995-01-31 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Monolithic in-based III-V compound semiconductor focal plane array cell with single stage CCD output
US6005266A (en) 1997-03-13 1999-12-21 The Trustees Of Princeton University Very low leakage JFET for monolithically integrated arrays
WO2000052766A1 (fr) 1999-03-01 2000-09-08 Sensors Unlimited Inc. Structures dopees pour l'amelioration des performances de milieux ingaas dans des dispositifs d'imagerie
GB0206572D0 (en) * 2002-03-20 2002-05-01 Qinetiq Ltd Field effect transistors
FR2888989B1 (fr) * 2005-07-21 2008-06-06 St Microelectronics Sa Capteur d'images
US7408211B2 (en) * 2006-11-10 2008-08-05 United Microelectronics Corp. Transfer transistor of CMOS image sensor
US8274096B2 (en) 2009-02-13 2012-09-25 University Of Rochester Semiconductor device and method
IT1393781B1 (it) * 2009-04-23 2012-05-08 St Microelectronics Rousset Fotodiodo operante in modalita' geiger con resistore di soppressione integrato e controllabile ad effetto jfet, schiera di fotodiodi e relativo procedimento di fabbricazione

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6064464A (ja) * 1983-09-19 1985-04-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置およびその製造方法
JPS60161682A (ja) * 1984-02-02 1985-08-23 Nec Corp 受光素子
JPS6346782A (ja) * 1986-08-15 1988-02-27 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 半導体受光・増幅装置
EP0260376A1 (fr) * 1986-09-01 1988-03-23 Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH Photorécepteur
US7009647B1 (en) * 2000-04-24 2006-03-07 Ess Technology, Inc. CMOS imager having a JFET adapted to detect photons and produce an amplified electrical signal

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