CN104103655B - 具有经偏压深沟槽隔离的增强型光子检测装置 - Google Patents

具有经偏压深沟槽隔离的增强型光子检测装置 Download PDF

Info

Publication number
CN104103655B
CN104103655B CN201310655864.2A CN201310655864A CN104103655B CN 104103655 B CN104103655 B CN 104103655B CN 201310655864 A CN201310655864 A CN 201310655864A CN 104103655 B CN104103655 B CN 104103655B
Authority
CN
China
Prior art keywords
semi
conducting material
coupled
spad
photon
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.)
Active
Application number
CN201310655864.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104103655A (zh
Inventor
张博微
林志强
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.)
Omnivision Technologies Inc
Original Assignee
Omnivision Technologies Inc
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 Omnivision Technologies Inc filed Critical Omnivision Technologies Inc
Publication of CN104103655A publication Critical patent/CN104103655A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104103655B publication Critical patent/CN104103655B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/1463Pixel isolation structures
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/63Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to dark current
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14643Photodiode arrays; MOS imagers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/02Details
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/02Details
    • H01L31/02016Circuit arrangements of general character for the devices
    • H01L31/02019Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02027Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for devices working in avalanche mode
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/08Semiconductor 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
    • H01L31/10Semiconductor 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
    • H01L31/101Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • H01L31/102Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
    • H01L31/107Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier working in avalanche mode, e.g. avalanche photodiodes

Landscapes

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

Abstract

本申请案涉及具有经偏压深沟槽隔离的增强型光子检测装置。一种光子检测装置包含具有安置在半导体材料的第一区中的平面结的光电二极管。深沟槽隔离DTI结构安置在所述半导体材料中。所述DTI结构使所述DTI结构的一侧上的所述半导体材料的所述第一区与所述DTI结构的另一侧上的所述半导体材料的第二区隔离。所述DTI结构包含衬在所述DTI结构的内侧表面的电介质层以及安置在所述DTI结构内侧的所述电介质层上的经掺杂半导体材料。安置在所述DTI结构内侧的所述经掺杂半导体材料耦合到偏压,以使所述半导体材料的所述第一区中的所述光电二极管与所述半导体材料的所述第二区隔离。

Description

具有经偏压深沟槽隔离的增强型光子检测装置
技术领域
本发明大体上涉及光电二极管,且更具体地说,本发明是针对用于光子传感器中的光电二极管。
背景技术
图像捕获装置包含图像传感器和成像透镜。所述成像透镜将光聚焦到图像传感器上以形成图像,且图像传感器将光转换成电信号。将电信号从图像捕获装置输出到主机电子系统的其它组件。所述电子系统可为例如移动电话、计算机、数码相机或医疗装置。
存在减小图像传感器的大小的持续需求,其导致具有相同分辨率的图像传感器的较小像素单元。可用于图像传感器中或光检测器中的一种类型的光电检测器为单光子雪崩二极管(SPAD)。SPAD通常需要保护环或隔离来克服邻近像素之间的过早边缘击穿和干扰的问题。形成保护环或隔离的已知设计增加每一像素单元的面积且牺牲填充因子。此外,因为图像传感器经小型化,因此其中所含的像素单元遭受增加的暗电流速率。
发明内容
本申请案提供一种光子检测装置,其包括:光电二极管,其具有安置在半导体材料的第一区中的平面结;以及深沟槽隔离(DTI)结构,其安置在所述半导体材料中,其中所述DTI结构将所述DTI结构的一侧上的所述半导体材料的所述第一区与所述DTI结构的另一侧上的所述半导体材料的第二区隔离,其中所述DTI结构包含:电介质层,其衬在所述DTI结构的内侧表面;以及经掺杂半导体材料,其安置在所述DTI结构内侧的所述电介质层上,其中安置在所述DTI结构内侧的所述经掺杂半导体材料耦合到偏压,以使所述半导体材料的所述第一区中的所述光电二极管与所述半导体材料的所述第二区隔离。
本申请案还提供一种光子感测系统,其包括:像素阵列,其具有多个像素单元,其中所述多个像素单元中的每一者包含:光电二极管,其具有安置在半导体材料的第一区中的平面结;以及深沟槽隔离(DTI)结构,其安置在所述半导体材料中,其中所述DTI结构使所述DTI结构的一侧上的所述半导体材料的所述第一区与所述DTI结构的另一侧上的所述半导体材料的第二区隔离,其中所述DTI结构包含衬在所述DTI结构的内侧表面的电介质层以及安置在所述DTI结构内侧的所述电介质层上的经掺杂半导体材料,其中安置在所述DTI结构内侧的所述经掺杂半导体材料耦合到偏压,以使所述半导体材料的所述第一区中的所述光电二极管与所述半导体材料的所述第二区隔离;控制电路,其耦合到所述像素阵列以控制所述像素阵列的操作;以及读出电路,其耦合到所述像素阵列,以从所述多个像素单元读出光子数据。
附图说明
参考下图来描述本发明的非限制且非详尽实施例,其中除非另有指定,否则相同参考标号在各个视图中始终指代相同部分。
图1是说明根据本发明教示的具有实例光子传感器的光子感测系统的一个实例的图,所述实例光子传感器包含具有经偏压深沟槽隔离的增强型光子检测装置。
图2是说明根据本发明教示的具有经偏压深沟槽隔离的增强型光子检测装置的一个实例的横截面图。
图3说明根据本发明教示的包含具有经偏压深沟槽隔离的增强型光子检测装置的光子传感器302的一个实例的一部分的自上而下视图。
对应参考字符在图式的若干视图中始终指示对应组件。熟练的技术人员将了解,图中的元件是出于简单性和清楚性而说明,且不一定按比例绘制。举例来说,图中的元件中的一些的尺寸可相对于其它元件而放大,以帮助改进对本发明的各种实施例的理解。并且,通常不描绘商业上可行实施例中有用或必要的常见但众所周知的元件,以便促进本发明的这些各种实施例的较清楚检视。
具体实施方式
在以下描述中,陈述大量具体细节以便提供对本发明的全面理解。然而,所属领域的技术人员将明白,无需使用特定细节来实践本发明。在其它例子中,未详细描述众所周知的材料或方法,以免模糊本发明。
本说明书中对“一个实施例”、“一实施例”、“一个实例”或“一实例”的参考意味着结合所述实施例或实例而描述的特定特征、结构或特性包含于本发明的至少一个实施例中。因此,短语“在一个实施例中”、“在一实施例中”、“一个实例”或“一实例”在本说明书中各个地方的出现不一定全部指代同一实施例或实例。此外,特定特征、结构或特性可在一个或一个以上实施例或实例中以任何合适组合和/或子组合来组合。特定特征、结构或特性可包含在提供所描述功能性的集成电路、电子电路、组合式逻辑电路或其它合适组件中。另外,将了解,随之提供的图是出于向所属领域的技术人员进行阐释的目的,且图式不一定按比例绘制。
根据本发明教示的实例描述根据本发明教示的包含具有经偏压深沟槽隔离的增强型光子检测装置的光子传感器。在一个实例中,经偏压深沟槽隔离结构是电容型隔离结构。如将展示,在各种实例中,根据本发明教示的光子检测装置利用P增强型单光子雪崩二极管(SPAD)结构而无所需的保护环。另外,在各种实例中,根据本发明的教示,包含经偏压深沟槽隔离(DTI)结构,以在与已知隔离技术比较时使用少得多的面积来提供隔离,这允许在光子传感器中将像素更加靠近地放置在一起。在一个实例中,根据本发明的教示,用多晶硅形成DTI,且可对DTI加偏压以减少SPAD的光收集区域中的暗电流。此外,根据本发明教示对经偏压DTI的利用允许SPAD与其淬熄电路分离,且允许SPAD和淬熄电路的阱在不同电压下加偏压。
为了说明,图1是大体上展示根据本发明教示的包含具有像素单元110的实例像素阵列102的光子感测系统100的一个实例的图,所述像素单元110包含具有经偏压深沟槽隔离的增强型光子检测装置。在一个实例中,像素单元110中的光子检测装置为背侧照明的。在另一实例中,像素单元110中的光子检测装置为前侧照明的。如所描绘的实例中所示,像素阵列102为光子检测器或像素单元110的二维(2D)阵列(例如,像素P1、P2、…、Pn)。如所说明,每一像素110布置成行(例如,行R1到Ry)和列(例如,列C1到Cx)以获取光子数据。在另一实例中,将了解,根据本发明的教示,像素阵列102可为包含一行光子检测器或像素单元110的一维(1D)阵列。
在一个实例中,每一像素110将光子事件转换为数字信号脉冲。在各种实例中,如图所示,可经由读出列112,通过读出电路104读出来自每一像素110的光子数据。在各种实例中,读出电路104包含计数器电路105,其经耦合以接收用以对光子事件进行计数的光子数据,其在从每一像素110接收的数字信号脉冲中指示。在各种实例中,读出电路104还可包含时间/数字转换器(TDC)电路107,其耦合到计数器电路105,以记录与从每一像素110接收到的光子数据中的光子事件相关联的光子时序信息。在一个实例中,接着将在一个实例中包含计数和时序信息的光子数据传送到功能逻辑106。功能逻辑106可简单地存储光子数据,或可甚至通过执行后处理和/或分析来操纵光子数据。在一个实例中,读出电路104可在一时间沿读出列线(所说明)读出一行光子数据,或可使用多种其它技术(未说明)(例如,串行读出或所有像素同时的全并行读出)来读出光子数据。
在一个实例中,控制电路108耦合到像素阵列102,以控制像素阵列102的操作特性。举例来说,控制电路108可产生用于控制光子数据获取的快门信号。在一个实例中,快门信号为用于同时启用像素阵列102内的所有像素以在单个获取窗期间同时捕获其相应光子数据的全局快门信号。
图2是说明根据本发明教示的具有经偏压深沟槽隔离结构的增强型光子检测装置210的一个实例的横截面图。在一个实例中,图2的光子检测装置210可用于图1的像素阵列102的像素单元110中。如图2的实例中所示,光子检测装置210包含光电二极管214,其具有安置在半导体材料216的第一区216A中的平面结240。在所描绘的实例中,光电二极管214为单光子雪崩二极管(SPAD),其具有界定于P型半导体材料216中的光电二极管214的P掺杂区242与N掺杂区244之间的平面结240处的击穿结,如图所示。在一个实例中,根据本发明的教示,P掺杂区242可被视为P增强型掺杂区。
如所说明的实例中所示,光子检测装置210还包含一个或一个以上深沟槽隔离(DTI)结构222A、222B和222C,其安置在半导体材料216中。如图2中所示,每一DTI结构222A、222B和222C衬有薄电介质层。在一个实例中,薄电介质层包含二氧化硅(SiO2),或另一合适绝缘材料。明确地说,实例图2展示DTI结构222A包含衬在DTI结构222A的内侧表面的薄电介质层224A,DTI结构222B包含衬在DTI结构222B的内侧表面的薄电介质层224B,且DTI结构222C包含衬在DTI结构222C的内侧表面的薄电介质层224C。
另外,每一DTI结构222A、222B和222C填充有轻掺杂半导体材料。举例来说,实例图2展示DTI结构222A在电介质层224A上填充有经掺杂多晶硅226A,DTI结构222B在电介质层224B上填充有经掺杂多晶硅226B,且DTI结构222C在电介质层224C上填充有经掺杂多晶硅226C。
图2中所描绘的实例还展示每一DTI结构226A、226B和226C以偏压232加偏压。明确地说,实例图2展示DTI结构222A通过金属230A耦合到偏压232,DTI结构222B通过金属230B耦合到偏压232,且DTI结构222C通过金属230C耦合到偏压232。注意,在如所描述每一DTI结构222A、222B和222C均填充有通过薄电介质层与半导体材料分开的经掺杂半导体材料的情况下,提供电容型隔离结构。
在操作中,将了解,经偏压DTI结构222A、222B和222C提供相应经偏压DTI结构的相对侧上的半导体材料216的区之间的隔离。为了说明,根据本发明的教示,经偏压DTI结构222B将位于图2中的经偏压DTI结构222B的左手侧上的半导体材料216的第一区216A与位于图2中的经偏压DTI结构222B的右手侧上的半导体材料216的第二区216B隔离。将了解,经偏压的DTI结构222A、222B和222C与其它已知掺杂阱隔离解决方案相比需要少得多的面积。因此,根据本发明的教示,在具有经偏压DTI结构222A、222B和222C的半导体材料216中,可将多个光电二极管214放置成彼此更靠近。在一个实例中,根据本发明的教示,对经偏压DTI结构222A、222B和222C加偏压,以控制或减少光电二极管214的光收集区域中的暗电流。在一个实例中,注意,根据本发明的教示,可进一步掺杂恰好与经偏压DTI结构相对的半导体材料,以进一步减少暗电流。
如所描绘的实例中所示,光电二极管214适于用被引导穿过半导体材料216背侧228的光220来照明。在另一实例(未图示)中,将了解,光电二极管214可适于用被引导穿过半导体材料216前侧的光220来照明。在图2中所描绘的实例中,提供P增强型SPAD光电二极管214,其具有相对较大的P掺杂区域,光220从背侧228被引导穿过所述区域。P增强型SPAD光电二极管214的击穿结被界定于P掺杂区242与N掺杂区244之间的平面PN结240处。在一个实例中,N掺杂硅区244中的掺杂密度朝N掺杂硅区244的边缘逐渐减小,这有助于减少在平面PN结240的边缘处发生击穿。在操作中,平面PN结240被反向偏压。在所说明的实例中,半导体材料216的第一区216A经耦合以经由P+加偏压节点246A在偏压-Vopt234下加偏压,且N掺杂区244经耦合以在电压Vdd238下加偏压。因此,在所说明的实例中,SPAD上的反向偏压为Vdd+Vopt。因此,根据本发明的教示,用穿过半导体材料216的背侧228进入的光220产生的电子248可漂移经过如图所示的第一区216A的相对较大的P掺杂区域到达反向加偏压的平面PN结240,以触发P增强型SPAD光电二极管214中的击穿。
在图2中所描绘的实例中,淬熄电路218安置在半导体材料216的第二区216B中,第二区216B通过经偏压DTI结构226B与半导体材料216的第一区216A隔离,如所论述。淬熄电路218耦合到P增强型SPAD光电二极管214以限制P增强型SPAD光电二极管214中的雪崩电流。然而,根据本发明的教示,通过以经偏压DTI结构226B提供的隔离,使P增强型SPAD光电二极管214的高场区与淬熄电路218隔离。
将了解,图2中所示的增强型光子检测装置210的另一特征是利用经偏压DTI结构226B来将P增强型SPAD光电二极管214与淬熄电路218隔离,是半导体材料216的P掺杂区216A和216B可在不同电压下加偏压。为了说明,如图2中所描绘的实例中所示,半导体材料216的其中安置P增强型SPAD光电二极管214的第一区216A通过P+加偏压节点246A耦合到负电压-Vopt234。半导体材料216的其中安置淬熄电路218的第二区216B通过P+加偏压节点246B耦合到接地GND,且P增强型SPAD光电二极管214的N掺杂区244经耦合以在电压Vdd238下加偏压,如图所示。因此,根据本发明的教示,P增强型SPAD光电二极管214上的反向偏压为Vdd+Vopt,且P增强型SPAD光电二极管214的输出信号与淬熄电路218的操作电压兼容。
图3说明展示根据本发明教示的包含具有经偏压深沟槽隔离的增强型光子检测装置的实例光子传感器302的一个实例的背侧部分的自下而上视图。如所描绘的实例中所示,光子传感器302包含安置在半导体材料316中的多个光电二极管314A、314B、314C和314D。在一个实例中,图3中所说明的所述多个光电二极管314A、314B、314C和314D中的每一者大体上类似于上文在图2中描述的P增强型SPAD光电二极管214。因此,光电二极管314A包含界定于P掺杂半导体材料342A与N掺杂半导体材料344A之间的平面结,光电二极管314B包含界定于P掺杂半导体材料342B与N掺杂半导体材料344B之间的平面结,光电二极管314C包含界定于P掺杂半导体材料342C与N掺杂半导体材料344C之间的平面结,且光电二极管314D包含界定于P掺杂半导体材料342D与N掺杂半导体材料344D之间的平面结。
如所描绘的实例中所示,光子传感器302还包含经偏压DTI结构322,其大体上类似于图2的经偏压DTI结构222A、222B和222C。在图3中所描绘的实例中,根据本发明的教示,如图所示,经偏压DTI结构322布置在半导体材料316中且在半导体材料316中加偏压,以隔离每一P增强型SPAD光电二极管314A、314B、314C和314D的高场区。明确地说,根据本发明的教示,经偏压DTI结构322布置在半导体材料316中,使得P增强型SPAD光电二极管314A、314B、314C和314D中的每一者与P增强型SPAD光电二极管314A、314B、314C和314D中的相邻一者以及具有经偏压DTI结构322的对应支持电路元件分离。
如图3中所描绘的实例中所说明,根据本发明的教示,包含于光子传感器302中的另一特征为安置在半导体材料316中的加偏压节点346在P增强型SPAD光电二极管314A、314B、314C和314D中的每一者之间共享。因此,在图3中所描绘的实例中,根据本发明的教示,P增强型SPAD光电二极管314A、314B、314C和314D中的每一者安置在耦合到共享加偏压节点346的具有相同偏压的半导体316中。
因此,将了解,图3的实例P增强型SPAD光电二极管314A、314B、314C和314D(以及图2的实例P增强型SPAD光电二极管214)不利用保护环或掺杂阱来进行隔离。因此,可大大减小光子传感器302中的像素单元大小。光子传感器302的每一像素单元所需的减小的面积改进了分辨率且降低了成本。还将了解,根据本发明的教示,归因于浅沟槽隔离(STI)与DTI之间的过程差异,本文所揭示的实例P增强型SPAD光电二极管的暗电流不会因随之描述的经偏压DTI结构而增加。根据本发明的教示,减少的暗电流减少噪声,且提供对光子的较高敏感性。
本发明的所说明实例的以上描述,包含发明摘要中所描述的内容,无意为详尽的或限于所揭示的精确形式。虽然本文出于说明目的描述了本发明的特定实施例和实例,但在不脱离本发明的较广精神和范围的情况下,各种等效修改是可能的。
可根据以上详细描述对本发明的实例进行这些修改。所附权利要求书中所使用的术语不应被解释为将本发明限于说明书和权利要求书中所揭示的特定实施例。相反,范围将完全由所附权利要求书来确定,将根据所建立的权利要求诠释教义来解释所附权利要求书。因此,本说明书和图将被视为说明性的而不是限制性的。

Claims (25)

1.一种光子检测装置,其包括:
光电二极管,其具有安置在半导体材料的第一区中的平面结,其中所述半导体材料包含P掺杂硅,且所述平面结包含安置为接近于所述半导体材料中的P掺杂硅区的N掺杂硅区,其中所述N掺杂硅区中的掺杂密度朝所述N掺杂硅区的边缘逐渐减小,其中所述N掺杂硅区的边缘不使用保护环或掺杂阱来进行隔离;以及
深沟槽隔离DTI结构,其安置在所述半导体材料中,其中所述DTI结构将所述DTI结构的一侧上的所述半导体材料的所述第一区与所述DTI结构的另一侧上的所述半导体材料的第二区隔离,其中所述DTI结构包含:
电介质层,其衬在所述DTI结构的内侧表面;以及
经掺杂半导体材料,其安置在所述DTI结构内侧的所述电介质层上,其中安置在所述DTI结构内侧的所述经掺杂半导体材料耦合到偏压,以使所述半导体材料的所述第一区中的所述光电二极管与所述半导体材料的所述第二区隔离。
2.根据权利要求1所述的光子检测装置,其中所述平面结经耦合以被反向偏压,使得电子从所述半导体材料中的所述P掺杂硅漂移到所述平面结中。
3.根据权利要求1所述的光子检测装置,其中具有安置在所述半导体材料的所述第一区中的所述平面结的所述光电二极管包含单光子雪崩二极管SPAD,其中安置在所述DTI结构中的所述经掺杂半导体材料经偏压以减少所述SPAD的光收集区域中的暗电流。
4.根据权利要求3所述的光子检测装置,其进一步包括淬熄电路,其安置在所述半导体材料的所述第二区中且耦合到所述SPAD以限制所述SPAD中的雪崩电流,其中安置在所述DTI结构中的所述经掺杂半导体材料经偏压以使所述SPAD的高场区与所述淬熄电路隔离。
5.根据权利要求4所述的光子检测装置,其中所述半导体材料的所述第一区耦合到第一电压以在所述第一电压下对所述半导体材料的所述第一区加偏压,其中所述半导体材料的所述第二区耦合到第二电压以在所述第二电压下对所述半导体材料的所述第二区加偏压。
6.根据权利要求5所述的光子检测装置,其中所述光电二极管的所述平面结耦合到第三电压,其中所述光电二极管的所述平面结中的反向偏压响应耦合到所述第一区的所述第一电压和耦合到所述光电二极管的所述平面结的所述第三电压。
7.根据权利要求3所述的光子检测装置,其进一步包括第二光电二极管,其包含安置在所述半导体材料的所述第二区中的第二SPAD,其中安置在所述DTI结构中的所述经掺杂半导体材料经偏压以使所述SPAD的高场区与所述第二SPAD的高场区隔离。
8.根据权利要求7所述的光子检测装置,其中所述半导体材料的所述第一和第二区耦合到第一电压,以在所述第一电压下对所述半导体材料的所述第一和第二区加偏压。
9.根据权利要求8所述的光子检测装置,其中所述半导体材料包含耦合到所述半导体材料的所述第一和第二区的共享加偏压节点,其中所述共享加偏压节点耦合到所述第一电压,以在所述第一电压下对所述半导体材料的所述第一和第二区加偏压。
10.根据权利要求3所述的光子检测装置,其中所述SPAD适于从所述半导体材料的背侧照明。
11.根据权利要求1所述的光子检测装置,其中衬在所述DTI结构的所述内侧表面的所述电介质层包含二氧化硅。
12.根据权利要求1所述的光子检测装置,其中安置在所述DTI结构内侧的所述电介质层上的所述经掺杂半导体材料包含经轻掺杂多晶硅。
13.一种光子感测系统,其包括:
像素阵列,其具有多个像素单元,其中所述多个像素单元中的每一者包含:
光电二极管,其具有安置在半导体材料的第一区中的平面结,其中所述半导体材料包含P掺杂硅,且所述平面结包含安置为接近于所述半导体材料中的P掺杂硅区的N掺杂硅区,其中所述N掺杂硅区中的掺杂密度朝所述N掺杂硅区的边缘逐渐减小,其中所述N掺杂硅区的边缘不使用保护环或掺杂阱来进行隔离;
以及
深沟槽隔离DTI结构,其安置在所述半导体材料中,其中所述DTI结构使所述DTI结构的一侧上的所述半导体材料的所述第一区与所述DTI结构的另一侧上的所述半导体材料的第二区隔离,其中所述DTI结构包含衬在所述DTI结构的内侧表面的电介质层以及安置在所述DTI结构内侧的所述电介质层上的经掺杂半导体材料,其中安置在所述DTI结构内侧的所述经掺杂半导体材料耦合到偏压,以使所述半导体材料的所述第一区中的所述光电二极管与所述半导体材料的所述第二区隔离;
控制电路,其耦合到所述像素阵列以控制所述像素阵列的操作;以及
读出电路,其耦合到所述像素阵列,以从所述多个像素单元读出光子数据。
14.根据权利要求13所述的光子感测系统,其进一步包括功能逻辑,其耦合到所述读出电路以存储从所述多个像素单元读出的所述光子数据。
15.根据权利要求13所述的光子感测系统,其中所述读出电路包含:
计数器电路,其经耦合以接收所述光子数据以对从所述多个像素单元中的每一者接收到的所述光子数据中的光子事件进行计数;以及
时间/数字转换器电路,其耦合到所述计数器电路以记录与所述光子数据中的所述光子事件相关联的光子时序信息。
16.根据权利要求13所述的光子感测系统,其中具有安置在所述半导体材料的所述第一区中的所述平面结的所述光电二极管包含单光子雪崩二极管SPAD,其中安置在所述DTI结构中的所述经掺杂半导体材料经偏压以减少所述SPAD的光收集区域中的暗电流。
17.根据权利要求16所述的光子感测系统,其进一步包括淬熄电路,其安置在所述半导体材料的所述第二区中且耦合到所述SPAD以限制所述SPAD中的雪崩电流,其中安置在所述DTI结构中的所述经掺杂半导体材料经偏压以使所述SPAD的高场区与所述淬熄电路隔离。
18.根据权利要求17所述的光子感测系统,其中所述半导体材料的所述第一区耦合到第一电压以在所述第一电压下对所述半导体材料的所述第一区加偏压,其中所述半导体材料的所述第二区耦合到第二电压以在所述第二电压下对所述半导体材料的所述第二区加偏压。
19.根据权利要求18所述的光子感测系统,其中所述光电二极管的所述平面结耦合到第三电压,其中所述光电二极管的所述平面结中的反向偏压响应耦合到所述第一区的所述第一电压和耦合到所述光电二极管的所述平面结的所述第三电压。
20.根据权利要求16所述的光子感测系统,其进一步包括第二光电二极管,其包含安置在所述半导体材料的所述第二区中的第二SPAD,其中安置在所述DTI结构中的所述经掺杂半导体材料经偏压以使所述SPAD的高场区与所述第二SPAD的高场区隔离。
21.根据权利要求20所述的光子感测系统,其中所述半导体材料的所述第一和第二区耦合到第一电压,以在所述第一电压下对所述半导体材料的所述第一和第二区加偏压。
22.根据权利要求21所述的光子感测系统,其中所述半导体材料包含耦合到所述半导体材料的所述第一和第二区的共享加偏压节点,其中所述共享加偏压节点耦合到所述第一电压,以在所述第一电压下对所述半导体材料的所述第一和第二区加偏压。
23.根据权利要求16所述的光子感测系统,其中所述SPAD适于从所述半导体材料的背侧照明。
24.根据权利要求14所述的光子感测系统,其中衬在所述DTI结构的所述内侧表面的所述电介质层包含二氧化硅。
25.根据权利要求14所述的光子感测系统,其中安置在所述DTI结构内侧的所述电介质层上的所述经掺杂半导体材料包含经轻掺杂多晶硅。
CN201310655864.2A 2013-04-01 2013-12-06 具有经偏压深沟槽隔离的增强型光子检测装置 Active CN104103655B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/854,446 US9160949B2 (en) 2013-04-01 2013-04-01 Enhanced photon detection device with biased deep trench isolation
US13/854,446 2013-04-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104103655A CN104103655A (zh) 2014-10-15
CN104103655B true CN104103655B (zh) 2017-04-12

Family

ID=50732770

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310655864.2A Active CN104103655B (zh) 2013-04-01 2013-12-06 具有经偏压深沟槽隔离的增强型光子检测装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9160949B2 (zh)
EP (1) EP2787531A1 (zh)
JP (1) JP6078886B2 (zh)
KR (1) KR101765990B1 (zh)
CN (1) CN104103655B (zh)
HK (1) HK1202706A1 (zh)
TW (1) TWI509823B (zh)

Families Citing this family (133)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9276031B2 (en) 2013-03-04 2016-03-01 Apple Inc. Photodiode with different electric potential regions for image sensors
US9741754B2 (en) 2013-03-06 2017-08-22 Apple Inc. Charge transfer circuit with storage nodes in image sensors
JP6295526B2 (ja) * 2013-07-11 2018-03-20 ソニー株式会社 固体撮像装置および電子機器
US9496304B2 (en) 2013-08-15 2016-11-15 Omnivision Technologies, Inc. Image sensor pixel cell with switched deep trench isolation structure
US9054007B2 (en) * 2013-08-15 2015-06-09 Omnivision Technologies, Inc. Image sensor pixel cell with switched deep trench isolation structure
KR20150029262A (ko) * 2013-09-10 2015-03-18 삼성전자주식회사 이미지 센서, 이를 포함하는 이미지 처리 시스템 및 이의 동작 방법
US10285626B1 (en) 2014-02-14 2019-05-14 Apple Inc. Activity identification using an optical heart rate monitor
FR3019378A1 (fr) 2014-03-25 2015-10-02 St Microelectronics Crolles 2 Structure d'isolement entre des photodiodes
US9825073B2 (en) 2014-05-23 2017-11-21 Omnivision Technologies, Inc. Enhanced back side illuminated near infrared image sensor
US9686485B2 (en) 2014-05-30 2017-06-20 Apple Inc. Pixel binning in an image sensor
KR102155480B1 (ko) * 2014-07-07 2020-09-14 삼성전자 주식회사 이미지 센서, 이를 포함하는 이미지 처리 시스템, 및 이를 포함하는 휴대용 전자 장치
KR20160021473A (ko) * 2014-08-18 2016-02-26 삼성전자주식회사 글로벌 셔터 이미지 센서와 이를 포함하는 이미지 처리 시스템
US9685576B2 (en) * 2014-10-03 2017-06-20 Omnivision Technologies, Inc. Back side illuminated image sensor with guard ring region reflecting structure
FR3026891A1 (fr) * 2014-10-06 2016-04-08 St Microelectronics Crolles 2 Sas Dispositif d'imagerie integre a illumination face arriere avec routage d'interconnexion simplifie
US9401410B2 (en) * 2014-11-26 2016-07-26 Texas Instruments Incorporated Poly sandwich for deep trench fill
CN104810377B (zh) * 2015-03-04 2018-03-06 南京邮电大学 一种高集成度的单光子雪崩二极管探测器阵列单元
US9595555B2 (en) * 2015-05-04 2017-03-14 Semiconductor Components Industries, Llc Pixel isolation regions formed with conductive layers
US9450007B1 (en) 2015-05-28 2016-09-20 Stmicroelectronics S.R.L. Integrated circuit with reflective material in trenches and related methods
US9911773B2 (en) 2015-06-18 2018-03-06 Omnivision Technologies, Inc. Virtual high dynamic range large-small pixel image sensor
US9683890B2 (en) 2015-06-30 2017-06-20 Semiconductor Components Industries, Llc Image sensor pixels with conductive bias grids
FR3041817B1 (fr) 2015-09-30 2017-10-13 Commissariat Energie Atomique Photodiode de type spad
US11081612B2 (en) * 2015-12-01 2021-08-03 Sharp Kabushiki Kaisha Avalanche photodiode
KR102545170B1 (ko) 2015-12-09 2023-06-19 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 그 제조 방법
CN105448945B (zh) * 2015-12-29 2019-07-05 同方威视技术股份有限公司 同面电极光电二极管阵列及其制作方法
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
EP3193369B1 (en) * 2016-01-15 2021-11-17 Sony Depthsensing Solutions N.V. A detector device with majority current and isolation means
US9761624B2 (en) 2016-02-09 2017-09-12 Semiconductor Components Industries, Llc Pixels for high performance image sensor
US9806117B2 (en) 2016-03-15 2017-10-31 Omnivision Technologies, Inc. Biased deep trench isolation
US9912883B1 (en) 2016-05-10 2018-03-06 Apple Inc. Image sensor with calibrated column analog-to-digital converters
US10153310B2 (en) * 2016-07-18 2018-12-11 Omnivision Technologies, Inc. Stacked-chip backside-illuminated SPAD sensor with high fill-factor
US9955090B2 (en) * 2016-07-20 2018-04-24 Omnivision Technologies, Inc. High dynamic range image sensor with virtual high-low sensitivity pixels
US10141458B2 (en) * 2016-07-21 2018-11-27 Omnivision Technologies, Inc. Vertical gate guard ring for single photon avalanche diode pitch minimization
US10497818B2 (en) * 2016-07-29 2019-12-03 Canon Kabushiki Kaisha Photodetection device and photodetection system
JP7013120B2 (ja) * 2016-07-29 2022-01-31 キヤノン株式会社 光検出装置および光検出システム
JP2018019040A (ja) * 2016-07-29 2018-02-01 キヤノン株式会社 光検出装置および光検出システム
KR102589016B1 (ko) * 2016-08-25 2023-10-16 삼성전자주식회사 반도체 소자
EP3516692B1 (en) * 2016-09-23 2022-02-16 Apple Inc. Stacked backside illuminated spad array
CN106441597B (zh) * 2016-09-26 2018-10-30 东南大学 一种应用于阵列雪崩二极管的反偏电压调节电路
WO2018074530A1 (en) * 2016-10-18 2018-04-26 Sony Semiconductor Solutions Corporation Photodetector
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
US9923009B1 (en) * 2016-11-03 2018-03-20 Omnivision Technologies, Inc. Image sensor with hybrid deep trench isolation
JP7055544B2 (ja) 2016-11-29 2022-04-18 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 センサチップおよび電子機器
JP7285351B2 (ja) * 2016-11-29 2023-06-01 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 光検出素子および電子機器
CN106449770B (zh) * 2016-12-07 2019-09-24 天津大学 防止边缘击穿的环形栅单光子雪崩二极管及其制备方法
KR102549541B1 (ko) 2017-01-11 2023-06-29 삼성전자주식회사 이미지 센서
US10656251B1 (en) 2017-01-25 2020-05-19 Apple Inc. Signal acquisition in a SPAD detector
CN110235024B (zh) 2017-01-25 2022-10-28 苹果公司 具有调制灵敏度的spad检测器
US10962628B1 (en) 2017-01-26 2021-03-30 Apple Inc. Spatial temporal weighting in a SPAD detector
JP6910005B2 (ja) * 2017-03-07 2021-07-28 パナソニックIpマネジメント株式会社 固体撮像素子
US10224450B2 (en) 2017-06-27 2019-03-05 Avago Technologies International Sales Pte. Limited Silicon resistor silicon photomultiplier
US10629765B2 (en) * 2017-06-29 2020-04-21 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Single photon avalanche diode
US10622538B2 (en) 2017-07-18 2020-04-14 Apple Inc. Techniques for providing a haptic output and sensing a haptic input using a piezoelectric body
KR20190011977A (ko) * 2017-07-26 2019-02-08 주식회사 디비하이텍 후면 조사형 이미지 센서 및 그 제조 방법
US10440301B2 (en) 2017-09-08 2019-10-08 Apple Inc. Image capture device, pixel, and method providing improved phase detection auto-focus performance
US10388816B2 (en) 2017-09-22 2019-08-20 Stmicroelectronics (Research & Development) Limited Deep trench isolation (DTI) bounded single photon avalanche diode (SPAD) on a silicon on insulator (SOI) substrate
DE102018122925A1 (de) * 2017-09-29 2019-04-04 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Spad image sensor and associated fabricating method
US10636930B2 (en) * 2017-09-29 2020-04-28 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. SPAD image sensor and associated fabricating method
EP3477710B1 (en) 2017-10-26 2023-03-29 STMicroelectronics (Research & Development) Limited Avalanche photodiode and method of manufacturing the avalanche photodiode
DE112018005712T5 (de) * 2017-10-30 2020-07-23 Sony Semiconductor Solutions Corporation Solid-state bildaufnahmeelement
CN108122889B (zh) * 2017-12-15 2020-10-30 西安科锐盛创新科技有限公司 基于横向二极管的tsv转接板
CN108063114B (zh) * 2017-12-15 2019-11-22 台州第五空间航空科技有限公司 基于横向二极管的tsv转接板及其制备方法
CN108231946B (zh) * 2017-12-21 2020-01-10 上海集成电路研发中心有限公司 一种单光子雪崩二极管探测器结构及其制造方法
CN108231947B (zh) * 2017-12-27 2020-01-10 上海集成电路研发中心有限公司 一种单光子雪崩二极管探测器结构及其制造方法
US11978754B2 (en) 2018-02-13 2024-05-07 Sense Photonics, Inc. High quantum efficiency Geiger-mode avalanche diodes including high sensitivity photon mixing structures and arrays thereof
US10535693B2 (en) * 2018-03-09 2020-01-14 Stmicroelectronics (Crolles 2) Sas Infra-red response enhancement for image sensor
JP2019165181A (ja) * 2018-03-20 2019-09-26 株式会社東芝 光検出装置
KR102549400B1 (ko) * 2018-03-21 2023-06-30 에스케이하이닉스 주식회사 Pd 바이어스 패턴들을 갖는 이미지 센서
JP6967755B2 (ja) * 2018-03-30 2021-11-17 パナソニックIpマネジメント株式会社 光検出器
US10636818B2 (en) * 2018-04-04 2020-04-28 Avago Technologies International Sales Pte. Limited Semiconductor device and sensor including a single photon avalanche diode (SPAD) structure
JP7129199B2 (ja) * 2018-04-11 2022-09-01 キヤノン株式会社 光検出装置、光検出システム及び移動体
US10854770B2 (en) * 2018-05-07 2020-12-01 Artilux, Inc. Avalanche photo-transistor
US10515993B2 (en) * 2018-05-17 2019-12-24 Hi Llc Stacked photodetector assemblies
US10158038B1 (en) 2018-05-17 2018-12-18 Hi Llc Fast-gated photodetector architectures comprising dual voltage sources with a switch configuration
US10340408B1 (en) 2018-05-17 2019-07-02 Hi Llc Non-invasive wearable brain interface systems including a headgear and a plurality of self-contained photodetector units configured to removably attach to the headgear
JP7156612B2 (ja) * 2018-05-18 2022-10-19 マッハコーポレーション株式会社 半導体素子
US10312047B1 (en) * 2018-06-01 2019-06-04 Eagle Technology, Llc Passive local area saturation of electron bombarded gain
US10420498B1 (en) 2018-06-20 2019-09-24 Hi Llc Spatial and temporal-based diffusive correlation spectroscopy systems and methods
US11213206B2 (en) 2018-07-17 2022-01-04 Hi Llc Non-invasive measurement systems with single-photon counting camera
US11019294B2 (en) 2018-07-18 2021-05-25 Apple Inc. Seamless readout mode transitions in image sensors
US10848693B2 (en) 2018-07-18 2020-11-24 Apple Inc. Image flare detection using asymmetric pixels
US10566359B1 (en) 2018-08-22 2020-02-18 Omnivision Technologies, Inc. Variably biased isolation structure for global shutter pixel storage node
KR102553314B1 (ko) * 2018-08-29 2023-07-10 삼성전자주식회사 이미지 센서
KR102646903B1 (ko) 2018-09-04 2024-03-12 삼성전자주식회사 이미지 센서
TWI814902B (zh) * 2018-09-21 2023-09-11 日商索尼半導體解決方案公司 攝像裝置
EP3853911A4 (en) * 2018-10-30 2022-07-06 Sense Photonics, Inc. HIGH QUANTUM EFFICIENCY GEIGER MODE AVALANCHE DIODES AND ARRANGEMENTS THEREOF
KR102599049B1 (ko) * 2018-11-06 2023-11-06 삼성전자주식회사 이미지 센서
US11233966B1 (en) 2018-11-29 2022-01-25 Apple Inc. Breakdown voltage monitoring for avalanche diodes
WO2020131148A1 (en) 2018-12-21 2020-06-25 Hi Llc Biofeedback for awareness and modulation of mental state using a non-invasive brain interface system and method
KR102637626B1 (ko) * 2019-01-08 2024-02-20 삼성전자주식회사 이미지 센서
EP3683837B1 (en) 2019-01-16 2022-04-27 STMicroelectronics (Research & Development) Limited Optical sensor and apparatus comprising an optical sensor
CN109935639B (zh) * 2019-03-15 2021-01-08 中国科学院半导体研究所 可降低电学串扰的单光子探测器阵列及制备方法
JP7236692B2 (ja) * 2019-03-27 2023-03-10 パナソニックIpマネジメント株式会社 光検出器及び光検出器の製造方法
DE102019204701A1 (de) * 2019-04-02 2020-10-08 MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Avalanche-Photodioden-Array
CA3135228A1 (en) 2019-05-06 2020-11-12 Hi Llc Photodetector architectures for time-correlated single photon counting
WO2020236371A1 (en) 2019-05-21 2020-11-26 Hi Llc Photodetector architectures for efficient fast-gating
EP3980849A1 (en) 2019-06-06 2022-04-13 Hi LLC Photodetector systems with low-power time-to-digital converter architectures
EP3998642A4 (en) * 2019-07-12 2022-09-21 Sony Semiconductor Solutions Corporation OPTICAL DETECTION DEVICE
KR20210007684A (ko) 2019-07-12 2021-01-20 에스케이하이닉스 주식회사 이미지 센서
US11032496B2 (en) * 2019-07-22 2021-06-08 Omnivision Technologies, Inc. Enhanced shutter efficiency time-of-flight pixel
US11195869B2 (en) * 2019-09-05 2021-12-07 Sony Semiconductor Solutions Corporation Solid-state imaging device and imaging device with shared circuit elements
FR3100658A1 (fr) * 2019-09-10 2021-03-12 Stmicroelectronics (Crolles 2) Sas Dispositif électronique comprenant des composants optiques et électroniques intégrés et procédé de fabrication
US11240449B2 (en) 2019-09-18 2022-02-01 Sony Semiconductor Solutions Corporation Solid-state imaging device and imaging device with combined dynamic vision sensor and imaging functions
US11594597B2 (en) * 2019-10-25 2023-02-28 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Selective polysilicon growth for deep trench polysilicon isolation structure
FR3103635A1 (fr) * 2019-11-26 2021-05-28 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Capteur d'images comportant une pluralité de photodiodes SPAD
WO2021117523A1 (ja) * 2019-12-09 2021-06-17 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像素子及び電子機器
US11349042B2 (en) * 2019-12-18 2022-05-31 Stmicroelectronics (Research & Development) Limited Anode sensing circuit for single photon avalanche diodes
US11502120B2 (en) * 2019-12-19 2022-11-15 Omnivision Technologies, Inc. Negatively biased isolation structures for pixel devices
KR20210083472A (ko) * 2019-12-26 2021-07-07 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 그 제조방법
US11096620B1 (en) 2020-02-21 2021-08-24 Hi Llc Wearable module assemblies for an optical measurement system
US11950879B2 (en) 2020-02-21 2024-04-09 Hi Llc Estimation of source-detector separation in an optical measurement system
US11771362B2 (en) 2020-02-21 2023-10-03 Hi Llc Integrated detector assemblies for a wearable module of an optical measurement system
US11883181B2 (en) 2020-02-21 2024-01-30 Hi Llc Multimodal wearable measurement systems and methods
US11515014B2 (en) 2020-02-21 2022-11-29 Hi Llc Methods and systems for initiating and conducting a customized computer-enabled brain research study
WO2021167892A1 (en) 2020-02-21 2021-08-26 Hi Llc Wearable devices and wearable assemblies with adjustable positioning for use in an optical measurement system
US11969259B2 (en) 2020-02-21 2024-04-30 Hi Llc Detector assemblies for a wearable module of an optical measurement system and including spring-loaded light-receiving members
US11187575B2 (en) 2020-03-20 2021-11-30 Hi Llc High density optical measurement systems with minimal number of light sources
CN115461868A (zh) * 2020-03-20 2022-12-09 灵明光子有限公司 用于直接飞行时间传感器的spad像素电路及其方法
US11877825B2 (en) 2020-03-20 2024-01-23 Hi Llc Device enumeration in an optical measurement system
US11903676B2 (en) 2020-03-20 2024-02-20 Hi Llc Photodetector calibration of an optical measurement system
WO2021188486A1 (en) 2020-03-20 2021-09-23 Hi Llc Phase lock loop circuit based adjustment of a measurement time window in an optical measurement system
US11245404B2 (en) 2020-03-20 2022-02-08 Hi Llc Phase lock loop circuit based signal generation in an optical measurement system
US11857348B2 (en) 2020-03-20 2024-01-02 Hi Llc Techniques for determining a timing uncertainty of a component of an optical measurement system
US11864867B2 (en) 2020-03-20 2024-01-09 Hi Llc Control circuit for a light source in an optical measurement system by applying voltage with a first polarity to start an emission of a light pulse and applying voltage with a second polarity to stop the emission of the light pulse
US11819311B2 (en) 2020-03-20 2023-11-21 Hi Llc Maintaining consistent photodetector sensitivity in an optical measurement system
WO2021188487A1 (en) 2020-03-20 2021-09-23 Hi Llc Temporal resolution control for temporal point spread function generation in an optical measurement system
US11476372B1 (en) 2020-05-13 2022-10-18 Apple Inc. SPAD-based photon detectors with multi-phase sampling TDCs
US11189655B1 (en) * 2020-07-08 2021-11-30 Omnivision Technologies, Inc. Isolation structure for suppressing floating diffusion junction leakage in CMOS image sensor
US11563910B2 (en) 2020-08-04 2023-01-24 Apple Inc. Image capture devices having phase detection auto-focus pixels
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
US11546532B1 (en) 2021-03-16 2023-01-03 Apple Inc. Dynamic correlated double sampling for noise rejection in image sensors
CN113299786B (zh) * 2021-05-21 2023-05-23 武汉新芯集成电路制造有限公司 半导体器件及其制造方法
US20230131599A1 (en) * 2021-10-21 2023-04-27 Magvision Semiconductor (Beijing) Inc. Image sensor pixel with deep trench isolation structure

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1689164A (zh) * 2002-08-23 2005-10-26 微米技术有限公司 具有层叠式雪崩倍增层和低电压读出电子电路的cmos aps

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61133660A (ja) * 1984-12-03 1986-06-20 Olympus Optical Co Ltd 固体イメ−ジセンサ
JPH05211321A (ja) 1991-10-25 1993-08-20 Canon Inc アバランシェフォトダイオード、及びそれを具備する信号処理装置
JP3467013B2 (ja) * 1999-12-06 2003-11-17 キヤノン株式会社 固体撮像装置
US7339388B2 (en) 2003-08-25 2008-03-04 Tau-Metrix, Inc. Intra-clip power and test signal generation for use with test structures on wafers
JP2005101864A (ja) 2003-09-24 2005-04-14 Sony Corp 固体撮像素子の駆動方法、固体撮像装置
US7492027B2 (en) 2004-02-20 2009-02-17 Micron Technology, Inc. Reduced crosstalk sensor and method of formation
KR20070033991A (ko) 2004-06-09 2007-03-27 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 이미지 센서 제조 방법, 및 이미지 센서
JP4841834B2 (ja) * 2004-12-24 2011-12-21 浜松ホトニクス株式会社 ホトダイオードアレイ
GB2426575A (en) * 2005-05-27 2006-11-29 Sensl Technologies Ltd Photon detector using controlled sequences of reset and discharge of a capacitor to sense photons
JP4234116B2 (ja) 2005-06-27 2009-03-04 Nttエレクトロニクス株式会社 アバランシ・フォトダイオード
RU2416840C2 (ru) * 2006-02-01 2011-04-20 Конинклейке Филипс Электроникс, Н.В. Лавинный фотодиод в режиме счетчика гейгера
US8188563B2 (en) 2006-07-21 2012-05-29 The Regents Of The University Of California Shallow-trench-isolation (STI)-bounded single-photon CMOS photodetector
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
US7838956B2 (en) 2008-12-17 2010-11-23 Eastman Kodak Company Back illuminated sensor with low crosstalk
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
US20110121423A1 (en) * 2009-11-25 2011-05-26 Sensors Unlimited, Inc. Concentric Ring Mask for Controlling The Shape of a Planar PN Junction
IT1399075B1 (it) * 2010-03-23 2013-04-05 St Microelectronics Srl Metodo di rilevazione di posizioni di fotoni che impingono su un fotodiodo a valanga geiger-mode, relativi fotodiodi a valanga geiger-mode e processo di fabbricazione
GB201014843D0 (en) 2010-09-08 2010-10-20 Univ Edinburgh Single photon avalanche diode for CMOS circuits
KR101648023B1 (ko) 2010-12-21 2016-08-12 한국전자통신연구원 트렌치 분리형 실리콘 포토멀티플라이어
US20120261730A1 (en) 2011-04-15 2012-10-18 Omnivision Technologies, Inc. Floating diffusion structure for an image sensor
TWI458111B (zh) * 2011-07-26 2014-10-21 Univ Nat Central 水平式累崩型光檢測器結構
FR2984607A1 (fr) * 2011-12-16 2013-06-21 St Microelectronics Crolles 2 Capteur d'image a photodiode durcie

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1689164A (zh) * 2002-08-23 2005-10-26 微米技术有限公司 具有层叠式雪崩倍增层和低电压读出电子电路的cmos aps

Also Published As

Publication number Publication date
TW201440241A (zh) 2014-10-16
HK1202706A1 (zh) 2015-10-02
US20140291481A1 (en) 2014-10-02
TWI509823B (zh) 2015-11-21
CN104103655A (zh) 2014-10-15
KR20140119648A (ko) 2014-10-10
JP6078886B2 (ja) 2017-02-15
JP2014225647A (ja) 2014-12-04
EP2787531A1 (en) 2014-10-08
US9160949B2 (en) 2015-10-13
KR101765990B1 (ko) 2017-08-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104103655B (zh) 具有经偏压深沟槽隔离的增强型光子检测装置
US10141458B2 (en) Vertical gate guard ring for single photon avalanche diode pitch minimization
US10192920B2 (en) Solid-state imaging device
US9728565B2 (en) Low full-well capacity image sensor with high sensitivity
US9312401B2 (en) Single photon avalanche diode imaging sensor for complementary metal oxide semiconductor stacked chip applications
US20230352500A1 (en) Solid-State Image Sensing Device with a Capacitance Switching Transistor Overlapping a Photodiode and Electronic Device Having the Same
KR102499590B1 (ko) 고체 촬상 소자 및 그 제조 방법, 및 전자 기기
EP1864336B1 (en) Minimizing the effect of directly converted x-rays in x-ray imagers
EP2816601A1 (en) Improvements in or relating to pinned photodiodes for use in image sensors
CN104425535A (zh) 固态成像装置、固态成像装置的制造方法和电子设备
US10629645B2 (en) Solid-state imaging device and electronic apparatus
CN110504277B (zh) 与垂直晶体管组合的垂直溢流漏极
JP7174932B2 (ja) 固体撮像素子
CN102544038A (zh) 用于产生图像传感器中的光电检测器隔离的方法
Holota et al. High sensitive active MOS photo detector on the local 3D SOI-structure
US20100320515A1 (en) High sensitivity image sensors and methods of operating the same
JP6910005B2 (ja) 固体撮像素子
WO2021261093A1 (ja) 半導体装置及び電子機器
US20170170228A1 (en) Image sensor and method of manufacturing the same
KR20220094866A (ko) 이미지 센싱 장치
JP2006019486A (ja) 増幅型固体撮像素子
US9431453B2 (en) Fill factor opto-sensitive device
JP2017017155A (ja) イメージセンサ、撮像装置及び電子機器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 1202706

Country of ref document: HK

CB02 Change of applicant information

Address after: American California

Applicant after: OmniVision Technologies, Inc.

Address before: American California

Applicant before: Omnivision Tech Inc.

COR Change of bibliographic data
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: GR

Ref document number: 1202706

Country of ref document: HK