CN101669218A - 光电二极管及其制作 - Google Patents

光电二极管及其制作 Download PDF

Info

Publication number
CN101669218A
CN101669218A CN200880013595A CN200880013595A CN101669218A CN 101669218 A CN101669218 A CN 101669218A CN 200880013595 A CN200880013595 A CN 200880013595A CN 200880013595 A CN200880013595 A CN 200880013595A CN 101669218 A CN101669218 A CN 101669218A
Authority
CN
China
Prior art keywords
photodiode
electrode
substrate
cmos circuit
parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN200880013595A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101669218B (zh
Inventor
T·弗拉克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of CN101669218A publication Critical patent/CN101669218A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101669218B publication Critical patent/CN101669218B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/1443—Devices controlled by radiation with at least one potential jump or surface barrier
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
    • H01L27/14658—X-ray, gamma-ray or corpuscular radiation imagers
    • H01L27/14659—Direct radiation imagers structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0352—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
    • H01L31/035272—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/03529—Shape of the potential jump barrier or surface barrier
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
    • H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
    • H01L31/103—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the PN homojunction type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
    • H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
    • H01L31/107—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier working in avalanche mode, e.g. avalanche photodiodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1463—Pixel isolation structures
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Element Separation (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

一种光电二极管包括形成在半导体衬底(402)上的阳极(1202，1302，1402)和阴极(1306，1406)。垂直电极(702，1314，1414)与光电二极管的掩埋部件(502，1312，1412)操作性电通信。在一种实施方式中，该光电二极管是硅光电倍增器的雪崩光电二极管。衬底还可以包括集成CMOS读出电路(1102)。

Description

光电二极管及其制作
以下涉及光电二极管，而且尤其涉及盖革模式(Geiger-mode)雪崩光电二极管或其他光电二极管的阵列。已发现这种光电二极管特别适用于用在正电子发射层析成像(PET)和单光子发射计算机化层析成像(SPECT)系统中的探测器、光学成像装置以及其中部署光电传感器阵列的其他应用。
医疗和其他领域中的各种应用依赖于对低水平光脉冲的探测。例如，PET系统包括辐射灵敏探测器，该辐射灵敏探测器探测指示检查区中出现的正电子衰变的时间符合511千电子伏特(keV)γ光子。这些探测器包括闪烁器，该闪烁器响应于所接收的511keVγ而生成低能量光子(典型地处于或接近可见光范围)猝发，每个猝发典型地包括在几十到几百纳秒(ns)量级的时间段上延续的在几百到几千数量级的光子。
光电倍增管(PMT)已被常规地用来探测闪烁器所产生的光子。PMT是相对庞大的基于真空管的器件，其在几千伏特量级的偏置电压下工作。最近，已提出了硅光电倍增器(SiPM)。SIPM典型地包括在公共半导体衬底上制作的盖革模式APD阵列，与PMT相比SIPM相对更加紧凑且鲁棒。它们还在相对较低的偏置电压下工作，且当前可获得的器件在大约二十(20)到八十(80)伏特(V)量级的电压下工作。
由于SiPM是基于半导体的器件，因此可以在与光电二极管相同的衬底上集成诸如逻辑或门控电路、模拟-数字转换器、时间-数字转换器等等的CMOS读出电子器件。参见WO 2006/111883A2，Digital SiliconPhotomultiplier for TOF-PET。然而，SiPM的性能特性受APD的有源区中的缺陷的有害影响。这些缺陷典型地通过给器件制作工艺增加额外的处理步骤(诸如额外的吸除(gettering)和高温退火操作)而得以减少。不幸的是，这些处理步骤(尤其是高温退火)可能与标准的CMOS加工技术不兼容，从而使得器件制作复杂化。
二极管阵列的性能还受阵列中二极管的边界区的影响。在盖革模式APD的情况下，边界区会影响二极管的击穿属性。在PIN光电二极管的情况下，边界区还会影响二极管泄漏电流或暗电流。边界的大小还影响阵列的面积效率。为了提高面积效率，通常希望的是减小保护环的大小同时维持适合的击穿和/或泄露属性。
图1示出常规的n-on-p盖革模式APD的横截面。图2示出了常规的n-on-p PIN光电二极管的横截面。这些器件包括形成二极管阳极的相对高掺杂的p型衬底102、轻p掺杂的外延层104、n型阴极106以及用多晶硅填充的深隔离沟槽108。盖革模式APD还包括p型场增强区110。APD包括轻掺杂的保护环112。在PIN二极管的情况下，使用场板(field plate)来实现保护环114。在每种情况下，保护环112、114基本位于二极管的表面处并且在沟槽隔离108的方向上横向扩展。不幸的是，保护环的横向几何结构限制了二极管面积效率。
本申请的各方面要解决这些问题以及其他问题。
根据一个方面，光电二极管包括阳极、阴极、掩埋部件(buriedcomponent)以及与掩埋部件操作性电通信的垂直电极。
根据另一方面，提供了一种制造包括光电二极管的半导体器件的方法。该方法包括在半导体材料中形成深隔离沟槽、在该半导体材料中形成光电二极管的部件、以及沿隔离沟槽的侧壁形成电极。该电极与该部件电接触。
根据另一方面，硅光电倍增器包括半导体衬底、由衬底承载的多个雪崩光电二极管、由衬底承载的CMOS电路、以及隔离雪崩光电二极管与CMOS电路的隔离阱。该隔离阱包括可操作地连接到掩埋半导体层的垂直电极。
根据另一方面，一种制造硅光电倍增器的方法包括在半导体晶片上形成多个隔离阱，其中所述隔离阱包括与掩埋隔离层操作性电通信的垂直接触。该方法还包括在隔离阱中形成雪崩光电二极管的部件以及在形成该部件之后在该晶片上形成CMOS电路。
在阅读并理解以下详细说明后，本领域普通技术人员将理解本发明的其他方面。
本发明可以采取各种部件和部件布置以及各种步骤和步骤布置的形式。这些附图仅用于说明优选实施例的目的而不应被解释为限制本发明。
图1是现有技术的盖革模式APD的横截面图。
图2是现有技术的PIN光电二极管的横截面图。
图3描绘了制作具有集成读出电路的SiPM的方法。
图4是半导体衬底的部分横截面图。
图5A-12A是具有集成读出电路的第一SiPM在制作过程的各个阶段的部分横截面图。
图5B-12B是具有集成读出电路的第二SiPM在制作过程的各个阶段的部分横截面图。
图13是雪崩光电二极管的横截面图。
图14是线性光电二极管的横截面图。
图15描绘PET系统。
图16是雪崩光电二极管的横截面图。
图17是线性光电二极管的横截面图。
常规地，标准CMOS制作过程被认为是包括两个主要部分：前端制程(FEOL)和后端制程(BEOL)加工。在通常认为以硅化(sicilidation)结束的FEOL加工期间，实现期望的有源器件(例如晶体管、二极管等等)。互连金属/隔离叠层被实现为BEOL加工的一部分。
典型的CMOS工艺流程始于覆盖有可选的外延p型层的p型衬底。FEOL加工步骤典型地包括隔离(例如浅沟槽隔离(STI)或硅的局部氧化(LOCOS))以把器件彼此隔离、逆行的阱注入和退火、栅极氧化物生长、多晶硅栅极及间隔物形成、源极/漏极注入、以及快速热退火(RTA)。
为了最小化对CMOS制作工艺的影响，期望的是一些或全部APD加工在CMOS器件的加工之前执行。如将在下面进行更全面描述的，APD是在FEOL加工期间实现的，而可选的隔离沟槽和光学窗口是在BEOL加工期间实现的。虽然以下讨论将描述单个p-on-n二极管的实施方式，但是本领域普通技术人员会明白这种器件的阵列通常结合SiPM的制作来制作。此外，n-on-p二极管结构可以通过互换n型和p型掺杂而得以实现。
现在将描述具有集成CMOS电路的SiPM的制作。参照图3和4，在步骤302获得衬底402。如图所示，衬底402包括高掺杂的p型衬底层403和外延p型层404。
由于与CMOS电路的电压相比，APD是在相对高的电压下操作的，因此APD位于隔离阱中。根据偏置条件，这些阱必须承受高达APD的满击穿电压。参照图3和5A，在304处制作掩埋的n型隔离层502。
掩埋层502可以通过在高掺杂的浅阱结构上生长外延层来形成。根据这样的实施方式，层502通过注入或扩散而形成在衬底402中。由于注入能量相对较低，所以注入剂量能够相对较高，这提高了层502的电导率。扩散通常不会损坏硅晶格。在注入或扩散之后，使得n型外延层504生长到期望的厚度。由于该层的厚度通常不受其他工艺参数约束，因此保护环中的击穿电压可以被提高而不损害有源区中硅的质量。对于在大约20-50V范围内工作的APD，典型厚度将处于大约2-3μm的范围。注意，在注入期间引入的损坏易于在外延工艺期间被退火去除。
在另一实施方式中，n型层504形成在衬底402上，并且掩埋层502通过深注入而形成在层504中。最大注入深度主要取决于注入设备和所用离子的能量。当前可获得的技术能够提供大约2微米(μm)的注入深度。因为对硅晶格的损坏是剂量和能量的函数，所以注入最适合于相对轻掺杂的浅阱502。注意，该损坏能够通过相对较长的高温退火而得以减轻，但这样做易于减小掩埋阱的掺杂分布。
如图5A所示，层502覆盖整个晶片。这样的毯式层(blanket layer)通常比掩模的实施方式更简单且更廉价，尽管它最适合于适于作高电阻率衬底的CMOS工艺。此外，所得到的p-n结提供附加保护以免受衬底中辐射诱发的载流子的影响。还应当特别注意层502和衬底402接触的放置以最小化闭锁(latch-up)问题。衬底402的掺杂分布相对不大重要，只要其提供p-n结。然而，衬底应当提供充足密度的吸除位(gettering site)。
层502还可以经由掩模实现。如图5B所示，被掩蔽的层502则可以被限定到含有APD的芯片部分，使得器件的CMOS部分朝衬底402敞开，因而便于衬底连接(如果需要的话)。
参照图3、6A和6B，在306处蚀刻深沟槽602。
参照图3、7A和7B，在308处形成垂直接触或电极702以便接触掩埋层502并且因此形成隔离阱。在一种实施方式中，通过牺牲氧化层而利用到沟槽602侧壁中的四侧(quad)注入来形成电极702。根据沟槽602的几何结构，大约三十度(30°)的注入角度是合适的。
侧壁注入使得沟槽602底部的掺杂剂浓度增加。如图7A和7B所示，沟槽602足够深以达到高掺杂的衬底层203。在这样的情况下，衬底203掺杂水平可以足够高以反掺杂(counter-dope)因侧壁注入所致的增加的掺杂。增加的浓度还可以通过专门的垂直注入而被反掺杂。沟槽602还可以在两步工艺中被蚀刻，其中在接触形成步骤308之前沟槽602被蚀刻到第一深度。接着在形成接触702之后，沟槽602被蚀刻到期望的深度。
参照图3、8A和8B，例如通过用多晶硅802和氧化物804填充沟槽602，在310处填充沟槽。
参照图3、9A和9B，在312处注入APD场增强区902。在所描述的p-on-n二极管实施方式中，场增强区是相对高的n型掺杂区。如将被理解的，高场区902限定了APD的击穿电压。
参照图3，在314处应用相对较长的高温退火以退火来自注入步骤312的损坏。退火314应当在相关CMOS加工之前执行。
参照图3、10A和10B，例如通过STI或LOCOS的方式在316处形成器件隔离沟槽1002。为了减小或避免缺陷从本体(bulk)扩散到器件的有源区，CMOS加工的热步骤应当被最小化。为此，器件隔离步骤316可以有利地与沟槽隔离步骤310组合并且/或者在高场注入312和高温退火314步骤之前执行。
标准CMOS工艺流程的其余步骤以及相关操作(诸如烧制(flash)等等)始于步骤318并且用来实现期望的读出电子器件。注意，CMOS加工不受形成APD所需的热步骤的影响。在图11A和11B中示意性地示出了读出电子器件的代表性NMOS FET 1102。如果使用被掩蔽的阱502，则FET 1102的p阱1104和衬底202之间的接触1106可以经由附加的深注入操作而形成。对于毯式阱(blanket well)502，p阱1104从顶侧被单独地接触。标准CMOS工艺流程正好在用来激活源极-漏极注入的快速热退火之前停止。
参照图3、12A和12B，例如经由注入或汽相扩散，在步骤320形成APD阳极1202。由于大部分载流子是在接近APD的表面的很薄的层中生成的，因此期望的是阳极1202很浅，尤其在APD对具有相对短波长的光子敏感的情况下更是如此。
在步骤322，执行快速热退火(RTA)以激活源极-漏极注入。RTA时间应当被最小化以便使阳极扩散保持较低，例如，通过尖峰退火或快速退火。
在步骤324执行BEOL加工。BEOL加工可以包括附加的掩蔽步骤以再敞开沟槽602至n型层304的近似深度。然后用诸如钨的金属填充沟槽602。
在步骤326形成APD光学窗口。这可以通过在BEOL氧化物叠层中蚀刻光学窗口而得以完成。钝化氮化物的薄层可以用作抗反射涂层或滤光器，该薄层被沉积在光学窗口处。
如果需要的话，例如使用合适的光学粘合剂，在步骤328放置合适的闪烁器以与器件的光敏侧光通信。
现在将参照图13描述包括APD和垂直保护环的替代性的半导体器件结构。如图所示，APD包括形成二极管阳极的相对高掺杂的p型衬底1302、轻p掺杂的外延层1304、n型阴极1306、用多晶硅填充的深隔离沟槽1308、以及p型场增强区1310。轻掺杂保护环1312沿隔离沟槽1308进行定位并且通常在场增强区1310之下。垂直电极1314同样沿隔离沟槽进行定位并且提供到保护环1312的电连接。沟槽1308的原位掺杂的多晶硅填充物可以用作场板并且因此增强保护环1312的鲁棒性。场板可以从器件的顶侧(如图13所示)或从两侧连接到衬底1302。在后一种情况下，多晶硅填充物还可以提供到衬底1302的低欧姆接触。
现在将结合图14描述包括垂直保护环的替代性的线性光电二极管结构。如图所示，二极管包括形成二极管阳极的相对高掺杂的p型衬底1402、轻p掺杂的外延层1404、n型阴极1406、以及用多晶硅填充的深隔离沟槽1408。轻掺杂保护环1412沿隔离沟槽1308进行定位并且通常掩埋在器件中。如图所示，保护环1412基本邻近衬底1402进行定位，保护环1412还可以以类似于保护环1312的方式间隔远离衬底1402。垂直电极1414沿隔离沟槽1408延伸并且提供到保护环1412的电连接。沟槽1408的原位掺杂的多晶硅填充物又可以用作场板，并且在线性二极管的情况下减小器件泄漏电流。场板可以从器件的顶侧或从两侧(如图14所示)连接到衬底1402。
垂直电极1314、1414可以通过注入、扩散或外延来形成。如果沟槽1308、1408和电极1314、1414是在工艺中最后形成的，则简化了该工艺。然而，这样的方法可能由于在氧化沟槽壁时所需的热预算而使在二极管的顶部上浅结的形成复杂化。作为替代性方案，APD高场区1310可以被首先形成，接着是沟槽1308、1408的蚀刻，垂直电极1314、1414的形成、氧化、多晶硅沉积以及形成平面电极。
如上所述，垂直电极1314、1414可以通过沟槽1308、1408侧壁中的四侧注入而形成。砷或其他合适的掺杂剂通过薄屏蔽氧化物被注入。以相对于侧壁的倾斜角度经由四侧注入来执行该注入。再次根据沟槽1308、1408几何结构，合适的注入角度处于约30°到45°的范围内。注入层的厚度是剂量、能量和后续热步骤的函数。大约1μm或更小的深度典型地是合适的。为了减小对光电二极管暗计数率(dark count rate)的影响，应当在注入后执行热退火以减轻由注入工艺造成的损坏。
垂直电极1314、1414还可以利用原位掺杂的多晶硅层和驱入(drivein)扩散步骤而形成以便产生洁净的浅结。根据这样的方法，沟槽1308、1408被在两步工艺中蚀刻。首先，沟槽1308、1408被蚀刻到电极1314、1414的期望垂直深度。原位的磷掺杂的多晶硅薄膜沉积到沟槽1308、1408的侧壁上。执行驱入扩散以把磷从多晶硅转移到沟槽1308、1408壁内从而形成结。大约200纳米(nm)或更小的结深度是合适的。沟槽1308、1408然后被氧化并且被自对准蚀刻到其最终深度。多晶硅膜还提供吸除位并且有助于从二极管有源区中去除杂质。注意，垂直电极1314、1414的形成还可以与阴极形成步骤结合。
可以使用单晶硅的薄层来替代多晶硅。这样的技术易于增强对光谱的蓝色部分的灵敏度，因为膜可以做得很薄(例如在大约10nm的量级)同时仍提供良好限定的浅结。
作为另一替代方案，可以执行利用快速热处理步骤的直接扩散。虽然单晶硅和直接扩散技术不受益于多晶硅的吸除属性，但是在蚀刻深沟槽之前专门的吸除步骤可以与高场区的形成相结合。
注意，前面的技术还可以用来形成垂直电极502。
沟槽的多晶硅填充物可以用合适的掺杂剂(诸如砷或磷)进行原位高掺杂并且可以用于若干目的。如果连接到衬底或不同电位，其会以类似于CMOS晶体管中的栅极的方式影响邻近沟槽的硅的电导率。因而，其可以用作场板并且可以帮助抑制二极管周边的泄漏电流。其还可以用来在保护环区中形成电场以帮助防止边缘击穿。在盖革模式器件中，其还可以用作光学不透明阻挡物并且因此减小相邻器件之间的光学串扰。
进一步的改进可以通过在二极管的周边引入倾斜边缘1602、1702来实现，如图16和17示意性所示的。这些边缘可以在蚀刻工艺期间形成。二极管还应当设有合适的抗反射、滤光或其他光学涂层以改进期望光波长到硅中的透射。
关于上面描述的探测器阵列的应用是在PET系统中。参照图15，PET系统1500包括台架1502，该台架具有包围检查区1508的多个探测器阵列1501。在PET应用中，探测器阵列600与符合探测电路结合使用以探测由检查区1508中出现的正电子湮灭事件所生成的511keVγ射线对。
对象支撑物1516支撑待成像的对象1518，诸如病人。对象支撑物1516优选地是在纵向上可与PET系统1500的操作配合移动，使得对象1518能够在多个纵向位置处被扫描。
数据获取系统1520提供投影数据，该投影数据包括由探测器阵列1500探测的湮灭事件列表。该投影数据还可以包括TOF信息。重构器1529生成指示放射性核素在对象1518中的分布的体积图像数据。
工作站计算机用作操作员控制台1528。控制台1528包括诸如监视器或显示器的人可读输出装置以及诸如键盘和鼠标的输入装置。位于控制台1528上的软件允许操作员查看和以其他方式操纵由重构器1529生成的体积图像数据。通过建立期望的扫描协议、起动和终结扫描、以及以其他方式与扫描仪交互，位于控制台1528上的软件还允许操作员控制系统1500的操作。还可以使所重构的图像数据可用于其他计算机，所述其他计算机与系统100关联或以其他方式访问公共网络，诸如图片归档及通信(PACS)系统、医院信息系统/放射信息系统(HIS/RIS)系统、互联网等等。
对系统1500的变化也是可能的。因而例如，PET系统1500可以与计算机化层析成像(CT)、磁共振(MR)、x射线或其他系统组合。附加的信息典型地用来提供与对象1518有关的结构信息，并且能够用来对所获取的PET数据执行衰减校正。
此外，各个探测器或探测器阵列1501可以用来探测除511keVγ辐射之外的辐射，并且用于除层析成像应用之外的其他应用。例如，这些探测器可以用于核成像系统，诸如单光子发射计算机化层析成像(SPECT)、x射线计算机化层析成像(CT)或x射线成像系统。这些探测器还可以用于荧光或其他光学成像系统。探测器阵列600还可以以平面、弧形或其他非圆形布置进行设置。当目标是探测光辐射或其他落入光电二极管的敏感区内的辐射时，也可以省略闪烁器。
已经参照优选的实施例描述了本发明。在阅读和理解先前的详细描述之后，其他人可以想到修改和变更。本发明旨在被解释为包括所有这样的修改和变更，只要它们落入所附权利要求或其等同物的范围内。

Claims (30)

1.一种光电二极管，包括：
阳极(1202，1302，1402)；
阴极(1306，1406)；
掩埋部件(502，1312，1412)；
与所述掩埋部件操作性电通信的垂直电极(702，1314，1414)。
2.权利要求1的光电二极管，其中所述掩埋部件包括掩埋半导体层并且该光电二极管包括半导体衬底(402)和读出电路(1102)，其中该光电二极管和该读出电路形成在所述衬底上，所述垂直电极和所述掩埋半导体层形成隔离阱，并且所述读出电路位于所述隔离阱之外。
3.权利要求2的光电二极管，其中所述掩埋层通过浅注入或扩散形成并且该光电二极管包括在所述掩埋层之上生长的外延层(504)。
4.权利要求2的光电二极管，其中所述掩埋层是毯式层。
5.权利要求1的光电二极管，包括衬底(402)和CMOS电路(1102)，其中该光电二极管和该电路形成在衬底上，并且该光电二极管是包括在形成CMOS电路之前形成的场增强区(902)的雪崩光电二极管。
6.权利要求5的光电二极管，其中所述场增强区通过注入来形成。
7.权利要求1的光电二极管，包括包围光电二极管的有源区的隔离沟槽(602)，其中所述垂直电极位于隔离沟槽的面向该有源区的那侧。
8.权利要求7的光电二极管，其中垂直电极通过注入、扩散或外延来形成。
9.权利要求7的光电二极管，其中隔离沟槽含有金属。
10.权利要求1的光电二极管，其中该部件包括掩埋保护环(1312、1412)并且垂直电极与掩埋保护环操作性的电通信。
11.权利要求10的光电二极管，其中该光电二极管是包括场增强区(1310)的雪崩光电二极管，且其中所述保护环位于所述场增强区之下。
12.权利要求10的光电二极管，其中所述保护环位于所述垂直电极之下。
13.权利要求10的光电二极管，其中该光电二极管是SiPM的一部分。
14.权利要求11的光电二极管，其中SiPM是PET系统的一部分。
15.一种制造包括光电二极管的半导体器件的方法，该方法包括：
在半导体材料中形成深隔离沟槽(602，1308，1408)；
在该半导体材料中形成光电二极管的部件(902，1312，1412)；
沿该隔离沟槽的侧壁形成电极(702，1314，1414)，其中该电极与该部件电接触。
16.权利要求15的方法，其中所述半导体器件包括CMOS电路，且该方法包括：
在所述半导体材料中形成场增强区(902)；
加工所述CMOS电路；
对所述半导体材料退火以修复由场增强区的形成所引起的缺陷，其中退火的步骤是在所述加工步骤之前执行的。
17.权利要求15的方法，其中所述半导体器件包括CMOS电路，且该方法包括在CMOS电路的后端制程加工期间在隔离沟槽中沉积金属。
18.权利要求15的方法，其中所述半导体器件包括CMOS电路，且该方法包括在CMOS电路的后端制程加工期间形成光电二极管光学窗口。
19.权利要求15的方法，其中该部件是掩埋层(502)并且电极和掩埋层形成包围光电二极管的区域的隔离阱。
20.权利要求15的方法，包括：
通过浅注入或扩散形成掩埋层；
在所述掩埋层之上生长外延层(504)。
21.权利要求15的方法，其中该部件是掩埋保护环(1312、1412)。
22.权利要求15的方法，其中形成电极包括扩散操作。
23.权利要求15的方法，其中形成深沟槽包括在形成电极之前蚀刻沟槽到第一深度以及在形成电极之后蚀刻沟槽到第二深度。
24.权利要求15的方法，其中该方法包括在沟槽中形成场板。
25.权利要求24的方法，其中所述半导体材料包括高掺杂的衬底，且其中所述场板可操作地电连接到所述衬底。
26.一种硅光电倍增器，包括：
半导体衬底(402)；
由衬底承载的多个雪崩光电二极管；
由衬底承载的CMOS电路(1102)；
将雪崩光电二极管与CMOS电路隔离的隔离阱，其中该隔离阱包括操作性连接到掩埋半导体层(502)的垂直电极(702)。
27.权利要求26的硅光电倍增器，其中所述雪崩光电二极管包括注入的场增强区(902)，且其中由场增强区的注入所造成的缺陷在制作CMOS电路之前执行的退火操作中被修复。
28.一种制造硅光电倍增器的方法，包括：
在半导体晶片上形成多个隔离阱，其中所述隔离阱包括与掩埋隔离层(502)操作性电通信的垂直接触(702)；
在隔离阱中形成雪崩光电二极管的部件(902)；
在形成该部件之后，在晶片上形成CMOS电路(1102)。
29.权利要求28的方法，其中该部件是场增强区并且该方法包括执行退火操作以修复由场增强区的形成所造成的损坏。
30.权利要求28的方法，包括：
形成掩埋隔离层(502)；
在半导体晶片中形成隔离沟槽(602)，所述隔离沟槽包括侧壁；
沿所述隔离沟槽的侧壁形成电极(702)，其中所述电极和所述掩埋层协同操作以形成隔离阱。
CN2008800135957A 2007-04-24 2008-03-28 光电二极管及其制作 Active CN101669218B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US91358907P 2007-04-24 2007-04-24
US60/913,589 2007-04-24
PCT/IB2008/051173 WO2008129433A2 (en) 2007-04-24 2008-03-28 Photodiodes and fabrication thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101669218A true CN101669218A (zh) 2010-03-10
CN101669218B CN101669218B (zh) 2012-01-11

Family

ID=39832761

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008800135957A Active CN101669218B (zh) 2007-04-24 2008-03-28 光电二极管及其制作

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9087755B2 (zh)
EP (1) EP2150991B1 (zh)
CN (1) CN101669218B (zh)
RU (1) RU2468474C2 (zh)
WO (1) WO2008129433A2 (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102956534A (zh) * 2011-08-23 2013-03-06 上海华虹Nec电子有限公司 减少窄沟道效应的工艺方法
CN103208555A (zh) * 2012-12-24 2013-07-17 西南技术物理研究所 紫外选择性硅雪崩光电探测芯片
CN103515465A (zh) * 2012-06-29 2014-01-15 英飞凌科技股份有限公司 光电探测器及其制造方法
CN104681574A (zh) * 2013-11-27 2015-06-03 瑞萨电子株式会社 半导体器件及其制造方法
CN105164787A (zh) * 2013-04-26 2015-12-16 德克萨斯仪器股份有限公司 具有不同光电二极管结构的光电检测器阵列
CN105977337A (zh) * 2016-07-18 2016-09-28 苏州北鹏光电科技有限公司 低暗电流高速pin探测器及其加工方法
CN107830939A (zh) * 2017-10-30 2018-03-23 湖北京邦科技有限公司 一种彩色数字硅光电倍增器像素单元
CN110246916A (zh) * 2018-03-07 2019-09-17 意法半导体(克洛尔2)公司 锗光电二极管
CN117525093A (zh) * 2023-11-13 2024-02-06 成都燧石蓉创光电技术有限公司 一种具有mos沟槽隔离区的探测装置及其形成方法

Families Citing this family (60)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITTO20080046A1 (it) 2008-01-18 2009-07-19 St Microelectronics Srl Schiera di fotodiodi operanti in modalita' geiger reciprocamente isolati e relativo procedimento di fabbricazione
ITTO20080045A1 (it) 2008-01-18 2009-07-19 St Microelectronics Srl Schiera di fotodiodi operanti in modalita' geiger reciprocamente isolati e relativo procedimento di fabbricazione
IT1392366B1 (it) * 2008-12-17 2012-02-28 St Microelectronics Rousset Fotodiodo operante in modalita' geiger con resistore di soppressione integrato e controllabile, schiera di fotodiodi e relativo procedimento di fabbricazione
EP2216817B1 (fr) * 2009-02-05 2014-01-08 STMicroelectronics (Crolles 2) SAS Capteur d'images à semiconducteur à éclairement par la face arrière
EP2216815B1 (en) * 2009-02-05 2014-04-02 ams AG Integrated circuit comprising PIN diodes
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
TWI491057B (zh) * 2009-09-08 2015-07-01 Truelight Corp 累增崩潰光二極體之製程方法及其光罩裝置
IT1399690B1 (it) 2010-03-30 2013-04-26 St Microelectronics Srl Fotodiodo a valanga operante in modalita' geiger ad elevato rapporto segnale rumore e relativo procedimento di fabbricazione
EP2556536B1 (en) * 2010-04-09 2018-03-14 Scint-X AB Pixel structures for optimized x-ray noise performance
GB201014843D0 (en) * 2010-09-08 2010-10-20 Univ Edinburgh Single photon avalanche diode for CMOS circuits
FR2969821A1 (fr) * 2010-12-23 2012-06-29 St Microelectronics Sa Dispositif d'imagerie matriciel a photosites a commandes monocoup de transfert de charges
CN103733609B (zh) 2011-08-03 2017-07-11 皇家飞利浦有限公司 用于数字硅光电倍增器阵列的位置敏感的读出模式
DE102011110689B4 (de) * 2011-08-16 2015-07-09 Ketek Gmbh Strahlungsdetektor und Verwendung desselben
US8916873B2 (en) 2011-09-14 2014-12-23 Infineon Technologies Ag Photodetector with controllable spectral response
US8975715B2 (en) * 2011-09-14 2015-03-10 Infineon Technologies Ag Photodetector and method for manufacturing the same
WO2013078439A2 (en) * 2011-11-22 2013-05-30 Silicon Space Technology Corporation Memory circuit incorporating radiation hardened memory scrub engine
JP5739826B2 (ja) * 2012-01-23 2015-06-24 株式会社東芝 半導体装置
EP2878015A4 (en) 2012-07-25 2016-04-06 Hewlett Packard Development Co AVALANCHE PHOTODIODS WITH DEFECT ASSISTED SILICON ABSORPTION REGIONS
DE102012215637A1 (de) 2012-09-04 2014-03-06 Siemens Aktiengesellschaft Strahlungsdetektor, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung
KR101964891B1 (ko) * 2013-01-28 2019-08-07 삼성전자주식회사 실리콘 광증배관 디텍터 셀
US9268637B2 (en) 2013-03-15 2016-02-23 Silicon Space Technology Corporation Memory circuit incorporating error detection and correction (EDAC), method of operation, and system
US9305907B2 (en) * 2013-03-22 2016-04-05 Stmicroelectronics S.R.L. Optoelectronic integrated device including a photodetector and a MOSFET transistor, and manufacturing process thereof
WO2014172697A1 (en) 2013-04-19 2014-10-23 Lightspin Technologies, Inc. Integrated avalanche photodiode arrays
JP2015061041A (ja) * 2013-09-20 2015-03-30 株式会社東芝 放射線検出器および放射線検出装置
WO2015071471A1 (en) 2013-11-15 2015-05-21 Koninklijke Philips N.V. Double-sided organic photodetector on flexible substrate
JP6305028B2 (ja) * 2013-11-22 2018-04-04 キヤノン株式会社 光電変換装置の製造方法および光電変換装置
CN103887362B (zh) * 2014-03-28 2016-08-17 重庆邮电大学 一种带有深n阱的np型cmos雪崩光电二极管
US9526468B2 (en) * 2014-09-09 2016-12-27 General Electric Company Multiple frame acquisition for exposure control in X-ray medical imagers
CN106981495B (zh) * 2016-01-15 2019-10-25 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种cmos图像传感器及其制作方法
EP3206234B1 (en) 2016-02-09 2023-08-09 ams AG Semiconductor element with a single photon avalanche diode and method for manufacturing such semiconductor element
JP6911767B2 (ja) * 2016-04-25 2021-07-28 ソニーグループ株式会社 固体撮像素子およびその製造方法、並びに電子機器
JP7058479B2 (ja) 2016-10-18 2022-04-22 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 光検出器
CN108475689B (zh) 2016-10-18 2023-05-12 索尼半导体解决方案公司 传感器
KR101777657B1 (ko) 2017-03-22 2017-09-14 홍익대학교 산학협력단 ??칭 회로
IT201700035910A1 (it) * 2017-03-31 2018-10-01 St Microelectronics Srl Dispositivo optoelettronico per la rilevazione selettiva di composti organici volatili e relativo procedimento di fabbricazione
US11296140B2 (en) * 2017-04-18 2022-04-05 Board Of Regents, The University Of Texas System Method for the integration of monolithic thin film radiation detector systems
US10074685B1 (en) 2017-05-17 2018-09-11 Prismatic Sensors Ab X-ray sensor, x-ray detector system and x-ray imaging system
WO2019014494A1 (en) * 2017-07-13 2019-01-17 Apple Inc. EARLY-DELAYED PULSE COUNTING FOR DEPTH SENSORS EMITTING LIGHT
US10529884B2 (en) 2017-11-09 2020-01-07 LightSpin Technologies Inc. Virtual negative bevel and methods of isolating adjacent devices
US10418402B2 (en) * 2017-11-30 2019-09-17 Stmicroelectronics (Research & Development) Limited Near ultraviolet photocell
US10971533B2 (en) 2018-01-29 2021-04-06 Stmicroelectronics (Crolles 2) Sas Vertical transfer gate with charge transfer and charge storage capabilities
US10672826B2 (en) * 2018-04-18 2020-06-02 Raytheon Company Segmented channel stop grid for crosstalk mitigation in visible imaging arrays
US10813607B2 (en) * 2018-06-27 2020-10-27 Prismatic Sensors Ab X-ray sensor, method for constructing an x-ray sensor and an x-ray imaging system comprising such an x-ray sensor
CN112470038B (zh) * 2018-07-12 2024-07-12 深圳帧观德芯科技有限公司 辐射检测器
FR3085231B1 (fr) 2018-08-24 2020-09-25 St Microelectronics Crolles 2 Sas Capteur d'images a grande dynamique et faible bruit
US11018168B2 (en) 2018-09-20 2021-05-25 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Image sensor with improved timing resolution and photon detection probability
EP3690490A1 (en) * 2019-02-04 2020-08-05 ams International AG X-ray detector component, x-ray detection module, imaging device and method for manufacturing an x-ray detector component
FR3098075A1 (fr) 2019-06-28 2021-01-01 Stmicroelectronics (Crolles 2) Sas Pixel et son procédé de commande
US11346924B2 (en) 2019-12-09 2022-05-31 Waymo Llc SiPM with cells of different sizes
US11063158B2 (en) 2019-12-16 2021-07-13 Globalfoundries Singapore Pte. Ltd. Sensors having resistive elements
US11031349B1 (en) 2020-04-24 2021-06-08 Semiconductor Components Industries, Llc Method of forming a semiconductor device and current sensing circuit therefor
FR3114441B1 (fr) * 2020-09-24 2022-10-07 Commissariat Energie Atomique Photodiode de type spad
US20220102404A1 (en) * 2020-09-25 2022-03-31 Apple Inc. Transistor Integration with Stacked Single-Photon Avalanche Diode (SPAD) Pixel Arrays
US11522097B2 (en) 2020-10-14 2022-12-06 Globalfoundries Singapore Pte. Ltd. Diode devices and methods of forming diode devices
WO2022167650A1 (en) 2021-02-07 2022-08-11 Koninklijke Philips N.V. Apparatus having a single photon avalanche diode (spad) with improved near infrared (nir) photon detection efficiency
JP2022186423A (ja) * 2021-06-04 2022-12-15 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 光検出素子、光検出素子の製造方法、及び電子機器
EP4155781A1 (en) 2021-09-24 2023-03-29 Koninklijke Philips N.V. Photon detector, detector device and imaging apparatus
WO2023077137A1 (en) * 2021-11-01 2023-05-04 Morris Wesley Harold Shallow buried guard ring (sbgr) isolation structures and fabrication models to enable latchup immunity in cmos integrated circuits operating in extreme radiation environments and temperatures ranges
WO2023167630A1 (en) * 2022-03-01 2023-09-07 Advanced Micro Foundry Pte. Ltd. Waveguide-based single-photon avalanche diode (spad)
US11967664B2 (en) * 2022-04-20 2024-04-23 Globalfoundries Singapore Pte. Ltd. Photodiodes with serpentine shaped electrical junction

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5193177A (zh) * 1975-02-14 1976-08-16
JPS5252593A (en) * 1975-10-27 1977-04-27 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Semiconductor light receiving diode
JPH07221341A (ja) * 1993-12-08 1995-08-18 Nikon Corp 紫外線検出用シリコンアバランシェフォトダイオード
JP3512937B2 (ja) * 1996-02-26 2004-03-31 浜松ホトニクス株式会社 半導体装置
WO1999039391A1 (fr) * 1998-01-30 1999-08-05 Hamamatsu Photonics K.K. DISPOSITIF A SEMI-CONDUCTEUR RECEPTEUR DE LUMIERE COMPORTANT UN BiCMOS INTEGRE ET UNE PHOTODIODE A AVALANCHE
GB2335540B (en) 1998-03-20 2002-01-02 Simage Oy Imaging device for imaging radiation
RU2142175C1 (ru) * 1998-09-18 1999-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "Центр перспективных технологий и аппаратуры" Лавинный фотоприемник
SE9900856L (sv) 1999-03-10 2000-11-10 Mamea Imaging Ab Metod och anordning för detektering av röntgenstrålar och användning av sådan anordning
US6359293B1 (en) 1999-08-17 2002-03-19 Agere Systems Guardian Corp. Integrated optoelectronic device with an avalanche photodetector and method of making the same using commercial CMOS processes
US6504158B2 (en) 2000-12-04 2003-01-07 General Electric Company Imaging array minimizing leakage currents
US6583482B2 (en) * 2000-12-06 2003-06-24 Alexandre Pauchard Hetero-interface avalance photodetector
EP1258927B1 (en) * 2001-05-15 2005-08-17 STMicroelectronics S.r.l. High-gain photodetector of semiconductor material and manufacturing process thereof
US6707075B1 (en) * 2002-12-10 2004-03-16 International Business Machines Corporation Method for fabricating avalanche trench photodetectors
JP4131191B2 (ja) * 2003-04-11 2008-08-13 日本ビクター株式会社 アバランシェ・フォトダイオード
JP2005045125A (ja) 2003-07-24 2005-02-17 Hamamatsu Photonics Kk 光検出素子の製造方法
US6928144B2 (en) 2003-08-01 2005-08-09 General Electric Company Guard ring for direct photo-to-electron conversion detector array
US7008815B1 (en) * 2004-10-05 2006-03-07 United Microelectronics Corp. Method of manufacturing a self-aligned guard ring of a photo diode
US7262402B2 (en) * 2005-02-14 2007-08-28 Ecole Polytechnique Federal De Lausanne Integrated imager circuit comprising a monolithic array of single photon avalanche diodes
BRPI0610720B1 (pt) 2005-04-22 2018-01-16 Koninklijke Philips N. V. “pixel detector para uso em conjunto com um cintilador que converte uma partícula de radiação para uma rajada de luz, detector de radiação, sistema de geração de imagem de tomografia por emissão de pósitron de duração de trajetória (tof-pet), 5 método executado em conjunto com um cintilador que converte uma partícula de radiação para uma rajada de luz, e detector de radiação que inclui um cintilador e circuitos”
RU2284614C1 (ru) * 2005-06-17 2006-09-27 Виктор Михайлович Головин Лавинный фотоприемник
US8188563B2 (en) * 2006-07-21 2012-05-29 The Regents Of The University Of California Shallow-trench-isolation (STI)-bounded single-photon CMOS photodetector
US8259293B2 (en) * 2007-03-15 2012-09-04 Johns Hopkins University Deep submicron and nano CMOS single photon photodetector pixel with event based circuits for readout data-rate reduction communication system

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102956534B (zh) * 2011-08-23 2015-04-08 上海华虹宏力半导体制造有限公司 减少窄沟道效应的工艺方法
CN102956534A (zh) * 2011-08-23 2013-03-06 上海华虹Nec电子有限公司 减少窄沟道效应的工艺方法
CN103515465B (zh) * 2012-06-29 2016-03-30 英飞凌科技股份有限公司 光电探测器及其制造方法
CN103515465A (zh) * 2012-06-29 2014-01-15 英飞凌科技股份有限公司 光电探测器及其制造方法
CN103208555A (zh) * 2012-12-24 2013-07-17 西南技术物理研究所 紫外选择性硅雪崩光电探测芯片
CN105164787A (zh) * 2013-04-26 2015-12-16 德克萨斯仪器股份有限公司 具有不同光电二极管结构的光电检测器阵列
CN105164787B (zh) * 2013-04-26 2018-04-03 德克萨斯仪器股份有限公司 具有不同光电二极管结构的光电检测器阵列
CN104681574A (zh) * 2013-11-27 2015-06-03 瑞萨电子株式会社 半导体器件及其制造方法
CN105977337A (zh) * 2016-07-18 2016-09-28 苏州北鹏光电科技有限公司 低暗电流高速pin探测器及其加工方法
CN107830939A (zh) * 2017-10-30 2018-03-23 湖北京邦科技有限公司 一种彩色数字硅光电倍增器像素单元
CN107830939B (zh) * 2017-10-30 2019-09-06 湖北京邦科技有限公司 一种彩色数字硅光电倍增器像素单元
CN110246916A (zh) * 2018-03-07 2019-09-17 意法半导体(克洛尔2)公司 锗光电二极管
US11837678B2 (en) 2018-03-07 2023-12-05 Stmicroelectronics (Crolles 2) Sas Germanium photodiode
CN117525093A (zh) * 2023-11-13 2024-02-06 成都燧石蓉创光电技术有限公司 一种具有mos沟槽隔离区的探测装置及其形成方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20100127314A1 (en) 2010-05-27
EP2150991A2 (en) 2010-02-10
US9087755B2 (en) 2015-07-21
EP2150991B1 (en) 2017-09-27
RU2468474C2 (ru) 2012-11-27
RU2009143361A (ru) 2011-05-27
WO2008129433A3 (en) 2009-04-30
CN101669218B (zh) 2012-01-11
WO2008129433A2 (en) 2008-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101669218B (zh) 光电二极管及其制作
US7714292B2 (en) Geiger mode avalanche photodiode
JP5771252B2 (ja) アバランシェフォトダイオード型放射線検出器
CN103299437B (zh) 用于cmos电路的单光子雪崩二极管
US20020066860A1 (en) Imaging array minimizing leakage currents
US7855128B2 (en) Back-illuminated imager using ultra-thin silicon on insulator substrates
JP2022526587A (ja) アバランシェフォトダイオードアレイ
Stefanov et al. Fully depleted pinned photodiode CMOS image sensor with reverse substrate bias
Holland et al. High-voltage-compatable fully depleted CCDs
JP5145528B2 (ja) 二重目的電極を備えるシールドされたｃｍｏｓ画素構造
D'Ascenzo et al. Possible layout solutions for the improvement of the dark rate of geiger mode avalanche structures in the GLOBALFOUNDRIES BCDLITE 0.18 μm CMOS technology
Huang et al. A high-fill-factor SPAD array cell with a shared deep N-well
Šegmanović et al. Evaluation of the radiation hardness of photodiodes in 180-nm CMOS technology for medical applications
WO2022030155A1 (ja) 撮像装置
CN113224197B (zh) 一种雪崩探测器及制备方法
CN219677264U (zh) 沟槽电极单光子雪崩阵列、传感器
Allier et al. Scintillation light read-out by low-gain thin avalanche photodiodes in silicon wells
WO2001018564A1 (en) Digital x-ray imaging device
Ninkovic et al. Novel sensor developments for photon science at the MPG semiconductor laboratory
CN117954511A (zh) 沟槽电极单光子雪崩阵列、传感器及制备方法
Zhao et al. Development of a back-contact, scalable silicon photomultiplier array for PET

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant