CN111095027A - 具有改进的工作电压范围的半导体光电倍增器 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种半导体光电倍增器(100)，其包括互连微单元的阵列；其中所述阵列至少包括：具有第一几何形状的第一结区的第一类型的微单元(125)；以及具有第二几何形状的第二结区的第二类型的微单元(225)。

Description

具有改进的工作电压范围的半导体光电倍增器
技术领域
本公开涉及光子检测器。具体地，本公开涉及高灵敏度光子检测器，诸如半导体光电倍增器。具体地但非排他地，本公开涉及在诸如正电子发射断层扫描[PET](包括飞行时间PET[TOF-PET]、激光测距[LIDAR]应用、生物发光、高能物理[HEP]检测器)的领域中的半导体光电倍增器(SiPM或SPM)。
背景技术
SiPM是半导体光子敏感装置，由在诸如硅的半导体衬底上的非常小的盖革模式雪崩光电二极管(APD)单元阵列组成。在附图的图1中示出示例性10χ10微单元阵列。每个单元相互连接以形成具有一个信号输出的一个更大装置。整个装置大小可以小至1χ1mm或更大。附图的图2是常规硅光电倍增器的示意图。
APD单元的尺寸取决于所使用的掩模在10微米至100微米之间变化，并且其密度可以高达3000个微单元/sq.mm。雪崩二极管也可以由硅以外的其他半导体制成，这取决于所需的特性。硅在低倍增噪声(过量噪声)的情况下在可见且近红外范围内进行检测。锗(Ge)检测红外线，波长为1.7μm，但是具有高倍增噪声。InGaAs(砷化铟镓)进行检测，最大波长为1.6μm，并且具有比Ge少的倍增噪声。InGaAs通常用于异质结构二极管的倍增区域，与使用光纤的高速通信兼容，并且可以达到大于Gbit/s的速度。氮化镓在紫外光的作用下工作。HgCdTe(碲镉汞)在红外光下工作，最大波长约为14μm，需要冷却以减少暗电流，并且可以实现非常低水平的过量噪声。
硅雪崩二极管可以在通常为20V至500V的击穿电压下起作用。当施加高的反向偏压(硅中大约20V至200V，取决于结中的掺杂分布)时，由于碰撞电离或雪崩效应，APD表现出约100-1000的内部电流增益效应。通过使用在大于击穿电压的反向电压下工作的盖革模式APD并且将暗计数事件发生率维持在足够低的水平，硅光电倍增器或SiPM可以实现105至106的增益。由雪崩事件产生的电流必须通过适当的电流限制方案来淬灭，以使得装置在雪崩事件之后可以恢复并复位。
噪声最终对可以测量的最小信号施加限制。SiPM中的主要噪声源是暗计数率(DCR)，这主要归因于热产生的电子，所述电子继续在高场区域中产生雪崩。
非光敏感边缘击穿的开始限制雪崩光电二极管的有用的工作电压范围。为了使雪崩概率达到允许实现相当大的PDE的能级，足够的过电压(超过初始击穿的偏压)是必需的。当足够的过电压由于非光敏感边缘击穿的开始而不可能时，随后PDE从装置最终能够达到的能级降低。装置的工作电压可以被限制到可能不允许在装置内实现高雪崩概率的水平，并且架构的全电势可能未实现。
因此，需要提供解决现有技术的至少一些缺点的半导体光电倍增器。
发明内容
因此，本公开涉及半导体光电倍增器，其包括：
互连微单元的阵列；其中所述阵列至少包括：具有第一几何形状的第一结区的第一类型的微单元；以及具有第二几何形状的第二结区的第二类型的微单元。
在一个方面，与位于阵列的在其中具有电场低于预定电平的区域的位置处的微单元相比，位于阵列的在其中具有电场高于预定电平的区域的位置处的微单元具有更低的击穿。有利地，预定电平在20伏至60伏的范围内。
在其他方面，与具有较高击穿电压的微单元的击穿电压相比，具有较低击穿电压的微单元的击穿电压由以下方程式给出：
Figure BDA0002396966390000021
其中
VBD是具有较高击穿的微单元的击穿电压；
VSP是具有较低击穿的微单元的击穿电压；
n～＝rj/WDM；
其中WDM等于平面结的耗尽区宽度；并且
rj是结的曲率半径。
在示例性方面，第一类型的微单元和第二类型的微单元中的一个位于阵列的第一位置处，而第一类型的微单元和第二类型的微单元中的另一个位于阵列的第二位置处。
在另一方面，第一位置和第二位置与不同的电场相关联。
在一个方面，与第一位置和第二位置中的一个相关联的电场大于与第一位置和第二位置中的另一个相关联的电场。
在其他方面，位于阵列的外周边处的位置处的一个或多个微单元与未位于阵列的外周边处的位置处的一个或多个微单元相比，与更高的电场相关联。
在一个方面，位于阵列的外周边的拐角位置处的一个或多个微单元与未位于阵列的外周边的拐角位置处的一个或多个微单元相比，与更高的电场相关联。
在另一方面，第一几何形状和第二几何形状中的至少一个限定弓形形状。
在一个方面，第一几何形状和第二几何形状两者限定弓形形状。
在另一方面，第一几何形状和第二几何形状限定不同半径的弓形形状。
在一个方面，具有比阵列的其他位置更高的电场的阵列的位置设置有微单元，所述微单元的结区的面积大于位于其他位置的微单元的结区。
在示例性方面，具有比阵列的其他位置更高的电场的阵列的位置设置有微单元，所述微单元的结区的半径大于位于其他位置的微单元的结区。
在一个方面，第一几何形状和第二几何形状中的至少一个限定弓形形状；而第一几何形状和第二几何形状中的另一个限定非弓形形状。
在示例性方面，第一结区和第二结区与不同的击穿电压相关联。
在其他方面，第一结区和第二结区具有不同水平的光敏度。
在示例性方面，与位于阵列的第二位置处的微单元相比，位于阵列的第一位置处的微单元具有较低的光敏度。
在一个方面，第一结区和第二结区具有不同水平的增益。
在其他方面，与位于阵列的第二位置处的微单元相比，位于阵列的第一位置处的微单元具有较低的增益。
在另一方面，第一结区和第二结区具有不同水平的电容。
在一个方面，与位于阵列的第二区域处的微单元相比，位于阵列的第一位置处的微单元具有较低的电容。
在示例性方面，与覆盖位于第一位置处的微单元的一层或多层材料相关联的透射率低于与覆盖位于第二位置处的微单元的一层或多层材料相关联的透射率。
在一个方面，弓形形状包括圆柱形和球形中的至少一种。
在另一方面，弓形形状具有预定的半径。
在其他方面，微单元中的至少两个具有半径不同的弓形结。
在一个方面，第一结区和第二结区的面积不同。
在其他方面，位于第一位置处的微单元的结面积小于位于第二位置处的微单元的结面积。
在一个方面，位于第一位置处的至少两个微单元的结面积不同。
本公开还涉及衬底，其包括：
互连微单元的阵列；其中所述阵列至少包括：具有第一几何形状的第一结区的第一类型的微单元；以及具有第二几何形状的第二结区的第二类型的微单元。
参考以下附图将更好地理解这些和其他特征，提供所述附图以有助于理解本教导。
附图说明
现在将参考附图描述本教导，其中：
图1说明半导体光电倍增器的示例性结构。
图2是示例性半导体光电倍增器的示意性电路图。
图3是示例性半导体光电倍增器的平面图。
图4是根据本教导的半导体光电倍增器的平面图。
图5是二极管的电子、空穴和接头的雪崩起始概率(AIP)对施加的反向偏压的曲线图。
图6是说明不具有修改的微单元的正常检测器的工作电压范围，以及由于随着施加的反向偏压的增加而雪崩概率增加而引起的检测器效率增加的曲线图。
图7是说明结合修改的微单元的子集的检测器的工作电压范围的增加的图。
图8A和图8B是计算机仿真，其示出用于在阵列的两个区域中的微单元的SiPM的2D横截面中的等势线的内部分布。
图9是平面(2-D)结的耗尽区形成的二维表示。
图10说明产生用于量化结曲率对微单元击穿的影响的示例性结构。
图11说明由于拐角曲率而导致的结击穿的减少。
图12说明电压工作范围通过修改检测器内的弱微单元而增加。
图13说明示出微单元阵列的检测器布局，其中限制工作范围的微单元以灰色示出，并且检测器布局具有修改的微单元的子集，从而由于较宽的工作范围而允许更高的检测器效率。
图14说明随着阵列微单元的修改的拐角曲率朝向工作范围的高端，装置的暗电流减小。
图15说明示例性硅光电倍增器的布局。
图16说明根据本教导的示例性硅光电倍增器的布局。
具体实施方式
现在将参考一些示例性半导体光电倍增器来描述本公开。应理解，示例性半导体光电倍增器被提供来有助于理解本教导，并且不应被解释为以任何方式呈限制性。此外，在不脱离本教导的精神的情况下，参考任一个附图描述的电路元件或部件可以与其他附图的那些或其他等效电路元件互换。应当理解，为了说明的简单和清楚，在认为合适的情况下，可以在附图中重复附图标记以指示对应或类似的元件。
首先参考图1，示出包括盖革模式光电二极管阵列的半导体光电倍增器100。阵列使用本领域技术人员已知的并且可以包括例如但不限于沉积、植入、扩散、图案化、掺杂和蚀刻的半导体工艺形成在半导体衬底150上。半导体的导电材料、绝缘材料和掺杂区的图案化层形成光电二极管的结构。如图所示，淬火电阻器提供在每个光电二极管附近，光电二极管可以用于限制雪崩电流。光电二极管通过铝或类似的导电跟踪电连接到公共偏置和接地电极。
等效的电路示意图200在图2中示出而用于常规半导体光电倍增器100，其中光电二极管155阵列的阳极连接到公共接地电极，并且阵列的阴极经由限流电阻器160连接到公共偏置电极以跨二极管施加偏压。
半导体光电倍增器100由称为微单元125的重复结构阵列组成。每当微单元125经历盖革击穿时，每个微单元125产生高度均匀和量子化的电荷量。微单元125(以及因此检测器)的增益被定义为输出电荷与电子上的电荷的比率。可根据过电压和微单元电容而计算输出电荷。
Figure BDA0002396966390000061
其中：
G是微单元的增益；
C是微单元的电容；
ΔV是过电压；且
q是电子的电荷。
噪声是通用术语，其可以覆盖系统中的所有不想要的信号源，并且叠加到测量的信号上。噪声最终对可以测量的最小信号施加限制。SiPM中的主要噪声源是暗计数率(DCR)，这主要归因于热产生的电子，所述电子继续在高场区域中产生雪崩。DCR是在没有任何入射光的情况下注册计数的平均比率。DCR确定最小计数率，在所述最小计数率下电流信号主要由真实光子引起。由于光电子或热产生的电子，由微单元125的击穿产生的信号是相同的。因此，这些电子在单光子能级下形成噪声源。如果可以将阈值设置为高于单光子能级，则可以避免噪声引起的误触发，但是暗计数将始终对测量信号产生影响。
非光敏感边缘击穿的开始限制雪崩光电二极管的有用的工作电压范围。为了使雪崩概率达到允许实现相当大的PDE的能级，足够的过电压(超过初始击穿的偏压)通常是必需的。当足够的过电压由于非光敏感边缘击穿的开始而不可能时，随后PDE从装置最终能够达到的能级降低。装置的工作电压被限制到可能不允许在装置内实现高雪崩概率的水平，并且架构的全电势未实现。
本发明人已经认识到，通过选择装置中的负责限制工作电压范围的微单元225的实例，修改微单元225以扩展潜在的工作电压范围。修改的微单元225的子集是负责边缘击穿的开始的微单元。结果是具有两种类型而不是通常一种类型的微单元的装置。修改新的、第二类型的微单元225，以允许其不同于第一类型的微单元125而实施。这些微单元225具有减轻微单元内的电场的改变的几何形状。任选地，微单元225的子集与微单元125相比具有修改的处理图案，以最小化装置的其他操作参数的不均匀性。对微单元225的上述修改促进装置在期望的光敏感模式下以比其他方式可能更高的过电压进行操作，并且因此实现更好的雪崩概率和更好的光检测效率。第二类型的微单元225通常位于阵列的外周边(诸如微单元矩阵的拐角位置)处。
不旨在限制第二类型的微单元225放置在阵列中的位置。因此，第二类型的微单元225可以位于阵列的非拐角区域中。第二类型的微单元225与第一类型的微单元125相比具有更低的击穿，第二类型的微单元225可以位于阵列的在其中具有电场高于预定水平的区域的位置处，第一类型的微单元125位于阵列的在其中具有电场低于预定水平的区域的位置处。在示例性实施例中，预定电平在20伏至60伏的范围内。与具有较高击穿电压的微单元的击穿电压相比，具有较低击穿电压的微单元的击穿电压由以下方程式给出：
Figure BDA0002396966390000081
其中
VBD是具有较高击穿的微单元的击穿电压；
VSP是具有较低击穿的微单元的击穿电压；
n～＝rj/WDM；
其中WDM等于平面结的耗尽区宽度；并且
rj是结的曲率半径。
本领域技术人员将理解，第一类型的微单元125和第二类型的微单元225位于阵列的第一位置处，而第一类型的微单元125和第二类型的微单元225中的另一个位于阵列的第二位置处。第一位置和第二位置与不同的电场相关联。与第一位置和第二位置中的一个相关联的电场大于与第一位置和第二位置中的另一个相关联的电场。与未位于阵列的外周边处的位置处的其他微单元相比，位于阵列的外周边处的位置处的微单元中的至少一些与更高的电场相关联。在示例性实施例中，与比未位于阵列的外周边的拐角位置处的一个或多个第一类型的微单元125，位于阵列的外周边的拐角位置处的一个或多个第二类型的微单元225与更高的电场相关联。
图5是二极管的电子、空穴和接头的雪崩起始概率(AIP)对施加的反向偏压的曲线图。随着工作电压的增加，AIP以及因此检测器效率增加。图6示出不具有修改的微单元225的正常检测器的工作电压范围，以及由于随着施加的反向偏压的增加而雪崩概率增加而引起的检测器效率增加。还描绘由于非光敏感边缘击穿的开始而引起的对工作范围的限制。边缘击穿的开始将杂散电流添加到检测信号，所述杂散电流与由于使检测器无法工作的真实检测事件而引起的电流无法区分。增加使该非光敏感、边缘击穿起始的电压增加检测器的工作电压能力，从而使其允许在AIP较高的电压下工作。因此实现效率增加的检测器。可替代地，可以降低结击穿，并且修改的装置在更高的过电压(高于初始击穿的开始的电压)以及因此更高的检测效率下，但在与具有更高的初始击穿但较低的过电压能力的标准装置相同的绝对工作电压下工作。图7是说明结合修改的微单元225的子集的检测器的工作电压范围的增加的图。通过修改负责限制装置的工作范围能力的微单元，增加装置的工作范围。这允许装置在高于对常规装置可能的电压的电压下工作。这意味着装置可以在更高的雪崩起始概率的模式下工作。
图8A和图8B是计算机仿真，其示出在阵列的两个区域中的微单元的SiPM的2D横截面中的等势线的内部分布：如图8A所示的阵列微单元250的非边缘和如图8B所示的阵列微单元260的边缘。对于阵列微单元250的非边缘，微单元之间的表面电势显著低于终端施加的电势，但是对于阵列微单元260的边缘，表面电势升高至终端电势。这意味着，与阵列微单元250的非边缘相比，阵列微单元260的边缘处存在电压降。因此，阵列微单元的边缘将具有比阵列微单元的非边缘高的微单元电场边缘，并且更快地达到用于碰撞电离的临界电场。因此，边缘微单元260将开始比阵列微单元250的非边缘更快地向装置输出贡献杂散的非光敏感电流，并且在阵列微单元250的非边缘仍可成功地起光子检测器的作用的同时使检测器无法工作。在将所有微单元输出相加的模拟SiPM中，从单个微单元发出的杂散电流使整个检测器无法工作。因此，从边缘微单元260发出的杂散电流限制不希望的整个装置的工作电压范围。
图9是平面(2-D)结的耗尽区形成的二维表示。结是限定硅类型从n(自由电子过多)到p(自由空穴过多)的过渡的平面。当检测器在操作中处于偏压状态时，有效容积(电场增加的区域)内始终存在结。精心限定检测器架构，以最大化装置有效的平面图区域。在反向偏压下的结形成围绕结的无自由载流子的区域，即耗尽区。由已经去除其空穴的受主原子组成的非移动负电荷中心形成在结的p型侧上，并且通过由已经去除其移动电子的配位原子组成的许多固定正电荷中心平衡在结的n型侧上。在结曲率的情况下，结的包络侧上的耗尽距离在结角处较小，以耗尽给定数量的掺杂剂原子。这意味着结电压下降的距离在结角处较小，即电场较高(电场＝伏/米)。结曲率越紧，该效应越大，并且因此该结的终端施加电压越低，雪崩击穿的临界场就在结的内部达到。
图10说明用于量化结曲率对微单元击穿的影响的示例性结构。击穿仿真在结构上执行，以确定达到击穿所需的终端电压，即在结构内部的某个点处实现硅晶格的临界电场。如图所示，使用圆柱坐标的仿真在具有变化的结曲率的一系列结构上执行。在内部达到临界电场的终端施加电压被表现为电流的增加。击穿前的基线结漏随结面积正在增加而与结半径一起增加。
图11的曲线图说明由于具有结曲率的修改的微单元而引起的结击穿的减少。矩形坐标仿真显示最大可能的2D击穿。随着结曲率的减小，结击穿降低。基本上在本示例中，具有微单元的装置的工作电压(以及因此AIP)限制到80伏。通过用于增加结曲率的修改的拐角微单元，工作电压上限可以增加到105伏。这允许平面光敏感装置(检测器)以高得多的效率工作。图12的曲线图说明电压工作范围通过修改检测器内的拐角微单元而增加。
图13说明示出微单元阵列的检测器布局，其中限制工作范围的微单元125以灰色示出，并且检测器布局具有修改的微单元225的子集以允许由于较宽的工作范围而实现的更高的检测器效率。装置拐角微单元225处的结曲率导致拐角、非光敏感击穿在这些微单元处的开始，从而导致与由于真实检测事件而引起的电流无法区分的杂散电流的产生。修改确定弱微单元的结曲率以增加其曲率以及因此击穿电压的处理步骤的限定导致可以在更高的电压下工作的装置。在不对拐角微单元进行这种修改的情况下，来自弱微单元的杂散电流将使检测器在一定电压以上无法工作，并且限制装置的工作能力和检测器效率。对于优化的装置，将拐角微单元225修改为与装置中的其他微单元125不同的类型。这导致工作电压能力以及因此检测器效率的提高。
图14的曲线图说明随着阵列微单元225的修改的拐角曲率朝向电压工作范围的高端，装置的暗电流减小。具有阵列微单元125的常规拐角的装置的测量结果显示高水平暗电流从38伏开始。对于具有阵列微单元225的修改拐角的装置，高水平暗电流从47伏开始。
图15说明由光敏微单元125的阵列组成的示例性硅光电倍增器布局。每个微单元125由限定各个微单元125的结面积的区域401和限定微单元125的光敏区域的区域402组成。区域403限定微单元阵列的边缘。图16示出另一个示例性硅光电倍增器布局500，其由具有第一类型125和第二类型225的微单元阵列组成。位于阵列的拐角处的第二类型225已被修改，以增加光电倍增器的有用的电压工作范围。在阵列的拐角处的第二类型的微单元225具有与不在阵列的拐角处的第一类型的微单元125不同的类型。第一类型的微单元125和第二类型的微单元225两者由限定微单元的结面积的区域401组成。在第二类型的微单元225中，限定结面积的区域404具有与阵列中的其他微单元125不同的形状。区域402限定第一类型的微单元125的光敏区域。第二类型的微单元225不存在该光敏区域。因此，第二类型的微单元225不具有光敏性，而第一类型的微单元125具有光敏性。与第一微单元相比，第二类型的微单元225的几何形状被修改。在示例性实施例中，与第一类型的微单元的结面积相比，第二类型的微单元225具有减小的结面积。这导致与微单元125相比，微单元225具有减小的结电容以及因此减小的增益。这将导致具有来自修改的拐角微单元的检测事件的传感器输出的不均匀性，其中修改的拐角微单元具有降低的光电流。为了去除这种不希望的不均匀性，具有修改的结几何形状的第二类型的微单元225被进一步修改，以使得沉积在微单元225上的材料层留在适当的位置中而不是像所有第一类型的微单元125的情况一样被去除。因此，微单元225上的材料使微单元225不具光敏性。在拐角微单元225中不存在与非拐角微单元125中的402等效的区域。这导致修改的拐角微单元225不具光敏性，并且检测器以更均匀的方式工作。区域403限定微单元阵列的边缘。
来自阵列500的传感器输出是光电流，并且从事件产生的总电荷Q可以由以下方程式给出：
Q＝N发射·G·q
N发射是发射的微单元的数量
G是微单元的增益
q是电子上的电荷
增益G可以根据过电压ΔV、微单元电容C和电子电荷q计算得出：
G＝C·ΔV·q
微单元电容C是硅介电常数e硅、工作电压下的耗尽区宽度w耗尽以及微单元的结面积A的函数。
Figure BDA0002396966390000111
本领域普通技术人员将理解，硅光电倍增器可以使用常规的半导体处理技术在衬底上制造，并且可以包括例如但不限于沉积、植入、扩散、图案化、掺杂和蚀刻。半导体的导电材料、绝缘材料和掺杂区的图案化层形成微单元的结构。制造方法可以包括以下步骤：提供互连的光敏微单元阵列；其中阵列至少包括：具有第一几何形状的第一结区的第一类型的微单元；以及具有第二几何形状的第二结区的第二类型的微单元。在一个示例中，第一几何形状和第二几何形状中的至少一个限定弓形形状。在另一个示例中，第一几何形状和第二几何形状两者限定弓形形状。有利地，第一几何形状和第二几何形状限定不同半径的弓形形状。具有比阵列的其他位置更高的电场的阵列的位置设置有微单元，所述微单元的结区的面积大于位于其他位置的微单元的结区。具有比阵列的其他位置更高的电场的阵列的位置设置有微单元，所述微单元的结区的半径大于位于其他位置的微单元的结区。在另外的示例中，第一几何形状和第二几何形状中的至少一个限定弓形形状；而第一几何形状和第二几何形状中的另一个限定非弓形形状。有利地，第一结区和第二结区与不同的击穿电压相关联。第一结区和第二结区具有不同水平的光敏度。与位于阵列的第二位置处的微单元相比，位于阵列的第一位置处的微单元具有较低的光敏度。
第一结区和第二结区具有不同水平的增益。与位于阵列的第二位置处的微单元相比，位于阵列的第一位置处的微单元225具有较高的增益。第一结区和第二结区具有不同水平的电容。与位于阵列的第二区域处的微单元125相比，位于阵列的第一位置处的微单元225具有较低的电容。与覆盖位于第一位置处的微单元225的一层或多层材料相关联的透射率低于与覆盖位于第二位置处的微单元125的一层或多层材料相关联的透射率。在一个示例中，弓形形状包括圆柱形和球形中的至少一种。弓形形状可以具有预定的半径。在另一个示例中，微单元中的至少两个具有半径不同的弓形结。第一结区和第二结区的面积可以不同。位于第一位置处的微单元225的结面积小于位于第二位置处的微单元125的结面积。位于第一位置处的至少两个微单元的结面积可以不同。
本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。以这种方式，应理解，仅在根据所附权利要求认为必要的范围内限制教导。术语半导体光电倍增器旨在覆盖任何固态光电倍增器装置，例如硅光电倍增器[SiPM]、微像素光子计数器[MPPC]、微像素雪崩光电二极管[MAPD]，但不限于此。
类似地，当在说明书中使用时，措辞包括(comprises/comprising)用于指定所述特征、整数、步骤或部件的存在，但不排除一或多个附加特征、整数、步骤、部件或其群组的存在或添加。

Claims (31)

1.一种半导体光电倍增器(100)，包括：
互连微单元的阵列；其中所述阵列至少包括：具有第一几何形状的第一结区的第一类型的微单元(125)，以及具有第二几何形状的第二结区的第二类型的微单元(225)。
2.根据权利要求1所述的半导体光电倍增器(100)，其中第一类型的微单元(125)和所述第二类型的微单元(225)中的一个是光敏的，而所述第一类型的微单元(125)和所述第二类型的微单元(225)中的另一个是非光敏的。
3.根据权利要求1所述的半导体光电倍增器(100)，其中与位于所述阵列的、在其中具有电场低于预定电平的区域的位置处的所述微单元相比，位于所述阵列的、在其中具有所述电场高于预定电平的区域的位置处的所述微单元具有更低的击穿。
4.根据权利要求3所述的半导体光电倍增器(100)，其中所述预定电平在20伏至60伏的范围内。
5.根据权利要求3所述的半导体光电倍增器(100)，其中与具有较高击穿电压的微单元的所述击穿电压相比，具有较低击穿电压的所述微单元的所述击穿电压由以下方程式给出：
Figure FDA0002396966380000011
其中
VBD是具有较高击穿的微单元的击穿电压；
VSP是具有较低击穿的微单元的击穿电压；
n～＝rj/WDM；
其中WDM等于平面结的耗尽区宽度；并且
rj是结的曲率半径。
6.根据权利要求1所述的半导体光电倍增器(100)，其中所述第一类型的微单元(125)和所述第二类型的微单元(225)中的一个位于所述阵列的第一位置处，而所述第一类型的微单元(125)和所述第二类型的微单元(225)中的另一个位于所述阵列的第二位置处。
7.根据权利要求6所述的半导体光电倍增器(100)，其中所述第一位置和所述第二位置与不同的电场相关联。
8.根据权利要求7所述的半导体光电倍增器(100)，其中与所述第一位置和所述第二位置中的一个相关联的所述电场大于与所述第一位置和所述第二位置中的另一个相关联的所述电场。
9.根据权利要求1所述的半导体光电倍增器(100)，其中位于所述阵列的外周边处的位置处的一个或多个微单元与未位于所述阵列的所述外周边处的位置处的一个或多个微单元相比，与更高的电场相关联。
10.根据权利要求1所述的半导体光电倍增器(100)，其中位于所述阵列的外周边的拐角位置处的一个或多个微单元与比未位于所述阵列的所述外周边的拐角位置处的一个或多个微单元相比，与更高的电场相关联。
11.根据权利要求6所述的半导体光电倍增器(100)，其中所述第一几何形状和所述第二几何形状中的至少一个限定弓形形状。
12.根据权利要求11所述的半导体光电倍增器(100)，其中所述第一几何形状和所述第二几何形状两者限定弓形形状。
13.根据权利要求12所述的半导体光电倍增器(100)，其中所述第一几何形状和所述第二几何形状限定不同半径的弓形形状。
14.根据权利要求1所述的半导体光电倍增器(100)，其中具有比所述阵列的其他位置更高的电场的所述阵列的位置设置有微单元，所述微单元的结区的面积大于位于所述其他位置的微单元的所述结区。
15.根据权利要求1所述的半导体光电倍增器(100)，其中具有比所述阵列的其他位置更高的电场的所述阵列的位置设置有微单元，所述微单元的结区的半径大于位于所述其他位置的微单元的所述结区。
16.根据权利要求11所述的半导体光电倍增器(100)，其中所述第一几何形状和所述第二几何形状中的至少一个限定弓形形状；而所述第一几何形状和所述第二几何形状中的另一个限定非弓形形状。
17.根据权利要求6所述的半导体光电倍增器(100)，其中所述第一结区和所述第二结区与不同的击穿电压相关联。
18.根据权利要求6所述的半导体光电倍增器(100)，其中所述第一结区和所述第二结区具有不同水平的光敏度。
19.根据权利要求18所述的半导体光电倍增器(100)，其中与位于所述阵列的所述第二位置处的所述微单元相比，位于所述阵列的所述第一位置处的所述微单元具有较低的光敏度。
20.根据权利要求6所述的半导体光电倍增器(100)，其中所述第一结区和所述第二结区具有不同水平的增益。
21.根据权利要求20所述的半导体光电倍增器(100)，其中与位于所述阵列的所述第二位置处的所述微单元相比，位于所述阵列的所述第一位置处的所述微单元具有较低的增益。
22.根据权利要求6所述的半导体光电倍增器(100)，其中所述第一结区和所述第二结区具有不同水平的电容。
23.根据权利要求22所述的半导体光电倍增器(100)，其中与位于所述阵列的所述第二区域处的所述微单元相比，位于所述阵列的所述第一位置处的所述微单元具有较低的电容。
24.根据权利要求6所述的半导体光电倍增器(100)，其中与覆盖位于所述第一位置处的所述微单元的一层或多层材料相关联的透射率低于与覆盖位于所述第二位置处的所述微单元的一层或多层材料相关联的透射率。
25.根据权利要求11所述的半导体光电倍增器(100)，其中所述弓形形状包括圆柱形和球形中的至少一种。
26.根据权利要求11所述的半导体光电倍增器(100)，其中所述弓形形状具有预定的半径。
27.根据权利要求11所述的半导体光电倍增器(100)，其中所述微单元中的至少两个具有不同半径的弓形结。
28.根据权利要求11所述的半导体光电倍增器(100)，其中所述第一结区和所述第二结区的所述面积不同。
29.根据权利要求6所述的半导体光电倍增器(100)，其中位于所述第一位置处的所述微单元的所述结面积小于位于所述第二位置处的所述微单元的所述结面积。
30.根据权利要求29所述的半导体光电倍增器(100)，其中位于所述第一位置处的至少两个微单元的所述结面积不同。
31.一种衬底(150)，包括：
互连微单元的阵列；其中所述阵列至少包括：具有第一几何形状的第一结区的第一类型的微单元(125)，以及具有第二几何形状的第二结区的第二类型的微单元(225)。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102394731B1 (ko) * 2017-09-07 2022-05-04 주식회사 우리로 광자 검출 장치
JP7366558B2 (ja) * 2019-03-13 2023-10-23 株式会社東芝 センサ及び距離計測装置
GB2592219B (en) * 2020-02-19 2022-04-27 X Fab Global Services Gmbh Breakdown voltage detection
JP7379230B2 (ja) * 2020-03-19 2023-11-14 株式会社東芝 光検出器、光検出システム、ライダー装置、及び車
DE102020120789A1 (de) * 2020-08-06 2022-02-10 Helmholtz-Zentrum Dresden - Rossendorf E. V. Photodetektor mit avalanche-photodiode, strahlungsdetektor, positronen-emissions-tomograph und betriebsverfahren für einen photodetektor

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101163988A (zh) * 2005-04-22 2008-04-16 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于tof-pet的数字硅光电倍增管
US20130099100A1 (en) * 2010-03-24 2013-04-25 Sensl Technologies Ltd. Silicon photomultiplier and readout method
US20130200477A1 (en) * 2012-02-06 2013-08-08 Agency For Science, Technology And Research Semiconductor photomultiplier device
US9207334B1 (en) * 2014-12-30 2015-12-08 General Electric Company Methods and systems for a light sensor in gamma ray detectors
CN105655435A (zh) * 2014-11-14 2016-06-08 苏州瑞派宁科技有限公司 光电转换器、探测器及扫描设备

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060124832A1 (en) 2004-09-27 2006-06-15 Lightspin Technologies, Inc. Wide dynamic range photodetector
KR101648023B1 (ko) 2010-12-21 2016-08-12 한국전자통신연구원 트렌치 분리형 실리콘 포토멀티플라이어

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101163988A (zh) * 2005-04-22 2008-04-16 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于tof-pet的数字硅光电倍增管
US20130099100A1 (en) * 2010-03-24 2013-04-25 Sensl Technologies Ltd. Silicon photomultiplier and readout method
US20130200477A1 (en) * 2012-02-06 2013-08-08 Agency For Science, Technology And Research Semiconductor photomultiplier device
CN105655435A (zh) * 2014-11-14 2016-06-08 苏州瑞派宁科技有限公司 光电转换器、探测器及扫描设备
US9207334B1 (en) * 2014-12-30 2015-12-08 General Electric Company Methods and systems for a light sensor in gamma ray detectors

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