IT201800004149A1 - Fotorivelatore di luce ultravioletta di carburo di silicio e suo processo di fabbricazione - Google Patents

Fotorivelatore di luce ultravioletta di carburo di silicio e suo processo di fabbricazione Download PDF

Info

Publication number
IT201800004149A1
IT201800004149A1 IT102018000004149A IT201800004149A IT201800004149A1 IT 201800004149 A1 IT201800004149 A1 IT 201800004149A1 IT 102018000004149 A IT102018000004149 A IT 102018000004149A IT 201800004149 A IT201800004149 A IT 201800004149A IT 201800004149 A1 IT201800004149 A1 IT 201800004149A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
region
epitaxial layer
epitaxial
buried region
buried
Prior art date
Application number
IT102018000004149A
Other languages
English (en)
Inventor
Antonello Santangelo
Massimo Cataldo Mazzillo
Salvatore Cascino
Giuseppe Longo
Antonella SCIUTO
Original Assignee
St Microelectronics Srl
Consiglio Nazionale Ricerche
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 St Microelectronics Srl, Consiglio Nazionale Ricerche filed Critical St Microelectronics Srl
Priority to IT102018000004149A priority Critical patent/IT201800004149A1/it
Priority to CN201920390597.3U priority patent/CN209804690U/zh
Priority to CN201910233197.6A priority patent/CN110323302B/zh
Priority to CN202310305109.5A priority patent/CN116207180A/zh
Priority to EP19165607.3A priority patent/EP3547375B1/en
Priority to US16/370,636 priority patent/US11335823B2/en
Publication of IT201800004149A1 publication Critical patent/IT201800004149A1/it
Priority to US17/719,205 priority patent/US20220238738A1/en

Links

Classifications

    • 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
    • H01L31/035281—Shape of the body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/74—Making of localized buried regions, e.g. buried collector layers, internal connections substrate contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/0603—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions
    • H01L29/0607—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration
    • H01L29/0611—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse biased devices
    • H01L29/0615—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse biased devices by the doping profile or the shape or the arrangement of the PN junction, or with supplementary regions, e.g. junction termination extension [JTE]
    • H01L29/0619—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse biased devices by the doping profile or the shape or the arrangement of the PN junction, or with supplementary regions, e.g. junction termination extension [JTE] with a supplementary region doped oppositely to or in rectifying contact with the semiconductor containing or contacting region, e.g. guard rings with PN or Schottky junction
    • H01L29/0623—Buried supplementary region, e.g. buried guard ring
    • 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
    • H01L31/0216—Coatings
    • H01L31/02161—Coatings 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
    • H01L31/0256—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 the material
    • H01L31/0264—Inorganic materials
    • H01L31/028—Inorganic materials including, apart from doping material or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
    • 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
    • H01L31/0256—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 the material
    • H01L31/0264—Inorganic materials
    • H01L31/0312—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only AIVBIV compounds, e.g. SiC
    • 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
    • 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
    • H01L31/107—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
    • H01L27/1446—Devices controlled by radiation in a repetitive configuration
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Description

DESCRIZIONE
del brevetto per invenzione industriale dal titolo: “FOTORIVELATORE DI LUCE ULTRAVIOLETTA DI CARBURO DI SILICIO E SUO PROCESSO DI FABBRICAZIONE”
La presente invenzione è relativa ad un fotorivelatore di luce ultravioletta di carburo di silicio e al suo processo di fabbricazione.
Come noto, nel campo della rivelazione di fotoni, è sentita l’esigenza di avere dispositivi che consentano di rilevare luce ultravioletta con elevata sensibilità, nella regione spettrale compresa tra 100 nm e 400 nm. In particolare, la rivelazione di segnali molto deboli e ultra-veloci al di fuori dell'intervallo della luce solare è desiderato per diverse applicazioni, quali il rilevamento di fiamma, l'astronomia ultravioletta, l'esecuzione di analisi chimiche e biologiche, il rilevamento di pennacchi di motori di aerei a reazione e di missili. Queste applicazioni richiedono dispositivi molto sensibili con elevato rapporto segnale-rumore.
Per tali applicazioni, vengono normalmente usati tubi fotomoltiplicatori (PMT), ma le loro dimensioni elevate, la loro fragilità e i costi associati rendono più attrattivi rivelatori allo stato solido.
Fra questi, i fotodiodi a valanga di silicio commercialmente disponibili mostrano una efficienza quantica moderata alle lunghezze d'onda non visibili ma richiedono filtri ottici costosi per ottenere un elevato rapporto di reiezione di fotoni solari, dato che la loro risposta si estende attraverso l'intervallo di lunghezze d'onda visibili.
Fotorilevatori a diodo a base di nitruro di gallio (GaN) hanno mostrato una elevata sensibilità nella regione della luce non visibile e un buon guadagno, ma soffrono il problema di avere un'elevata corrente di buio (″dark current″) a causa della elevata densità di difetti presenti in questo tipo di semiconduttore.
I diodi a valanga a base di carburo di silicio SiC hanno una minore densità di corrente di buio, grazie alla bassa generazione termica, e rappresentano quindi una scelta vantaggiosa per la realizzazione di fotorivelatori di radiazione ultravioletta, anche in considerazione della tecnologia di processo più matura e un'eccellente opacità intrinseca alla luce visibile.
La domanda di brevetto americana US20170098730, corrispondente alla domanda di brevetto italiana 10201500058764 descrive un fotodiodo a valanga di carburo di silicio per la rilevazione di radiazione ultravioletta con struttura completamente planare. Tale fotodiodo a valanga presenta un'area attiva ed un anello di guardia (″edge ring″) ottenuti mediante impiantazione di alluminio a differenti dosi ed energie. Tale struttura consente la minimizzazione dell'area morta intorno all'area attiva, la riduzione della tensione di rottura (″breakdown voltage″) e il miglioramento dell'efficienza di rivelamento in tutto l'intervallo UV. Si ottiene quindi un guadagno considerevole (dell'ordine di 10<2>-10<5>) misurato nella condizione di moltiplicazione a valanga.
Tuttavia, tale soluzione è suscettibile di miglioramento per quanto riguarda la corrente di buio, in particolare in alcune frequenze, presumibilmente a causa dei processi di impianto superficiale e della rottura ″soft″ (ovvero non sufficientemente rapida) provocata da una iniezione consistente di corrente di perdita (″leakage current″) a partire dalla periferia del dispositivo prima della fase di rottura e l'avvio del processo di moltiplicazione a valanga desiderato. In pratica, si ritiene che ciò sia dovuto al fatto che non si ottiene sempre un elevato confinamento del campo elettrico nella zona attiva del fotorivelatore, ma il campo elettrico si estende anche lateralmente, provocando il breakdown allargato.
Tali effetti influiscono negativamente sul funzionamento del dispositivo nella condizione a singolo fotone sotto illuminazione (funzionamento SPAD - Single Photon Avalanche Diode”, nota anche come condizione di funzionamento a fotodiodo a valanga operante in modalità Geiger (“Geiger-mode avalanche photodiode”, GM-APD). Analoghe considerazioni si applicano al funzionamento come diodi APD (″avalanche photodiode”), dato che questi operano in modo simile ai diodi SPAD, a parte il fatto di avere un intervallo di funzionamento lineare al di sotto della tensione di rottura e guadagno più limitato.
Scopo della presente invenzione è mettere a disposizione un fotorivelatore di luce ultravioletta di carburo di silicio che superi gli inconvenienti della tecnica nota.
Secondo la presente invenzione vengono realizzati un fotorivelatore di luce ultravioletta di carburo di silicio e il suo procedimento di fabbricazione, come definiti nelle rivendicazioni allegate.
Per una migliore comprensione, vengono ora descritte alcune forme di realizzazione del presente fotorivelatore, a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:
- la figura 1 è una sezione trasversale di una forma di realizzazione del presente fotorivelatore;
- la figura 1A mostra il profilo di drogaggio del fotorivelatore di figura 1, preso lungo l'asse centrale A, parallelamente all'asse cartesiano Z;
- le figure 2-8 mostrano schematicamente sezioni trasversali del fotorivelatore di figura 1 durante successive fasi di fabbricazione;
- le figure 9-11 sono sezioni trasversali di altre forme di realizzazione del presente fotorivelatore;
- le figure 12-14 mostrano schematicamente sezioni trasversali del fotorivelatore di figura 11 durante successive fasi di fabbricazione;
- la figura 15 è una sezione trasversale di un'altra forma di realizzazione ancora del presente fotorivelatore;
- le figure 16 e 17 mostrano schematicamente sezioni trasversali del fotorivelatore di figura 15 durante successive fasi di fabbricazione;
- la figura 18 è una vista prospettica schematica di una schiera di fotorivelatori del tipo illustrato nelle figure 1, 9-11 e 15; e
- la figura 19 mostra uno schema a blocchi di un sistema includente una schiera di fotorivelatori, del tipo mostrato in figura 18.
La figura 1 mostra un esempio di realizzazione di un fotorivelatore 1 del tipo APD (″avalanche photodiode”) di carburo di silicio; ma il fotorivelatore 1 può operare anche in funzionamento SPAD.
Il fotorivelatore 1 di figura 1 presenta un asse centrale A. In particolare, il fotorivelatore 1 può avere simmetria circolare, per cui l'asse centrale A costituisce un asse di simmetria. In alternativa, il fotorivelatore 1 può avere una forma poligonale, ad esempio quadrata, in vista dall'alto.
Il fotorivelatore 1 può essere integrato in una piastrina (″die″) 2 insieme ad una pluralità di altri fotorivelatori 1 a formare una schiera 500, come ad esempio illustrato in figura 18.
La piastrina 2 comprende un corpo 3 di carburo di silicio, formato da un substrato 4, di tipo N++, da un primo strato epitassiale 6, di tipo N-, e da un secondo strato epitassiale 8, di tipo P+, sovrapposti uno all'altro. Il corpo 3 presenta una superficie superiore 3A, non planare, definita da porzioni del primo e del secondo strato epitassiale 6, 8, e una superficie inferiore 3B planare. In particolare, la superficie superiore 3A presenta una porzione sporgente 3A1, ad esempio di forma circolare planare; una porzione laterale inclinata 3A2, ad esempio a forma di tronco di cono; ed una porzione di bordo 3A3, qui planare, come chiarito qui in seguito. Inoltre, la seconda superficie 3B è parallela ad un piano XY di un sistema di riferimento cartesiano XYZ, in cui lo spessore del corpo 3 è misurato lungo l'asse Z (in seguito anche indicato come direzione di spessore). In figura 1, il primo e il secondo strato epitassiale 6, 8 formano un'interfaccia 7, planare e parallela al piano XY. Il substrato 4 e il primo strato epitassiale 6 sono drogati ad esempio con azoto e il secondo strato epitassiale 8 è drogato ad esempio con boro.
Una regione sepolta 10, di tipo N+ e drogata ad esempio con fosforo, si estende all'interno del primo strato epitassiale 6, qui in posizione adiacente e contigua al secondo strato epitassiale, per una parte dell'interfaccia 7. La regione sepolta 10 ha drogaggio variabile nella direzione di spessore (parallelamente all'asse Z) con una concentrazione di specie droganti crescente a partire dall'interfaccia 7 fino ad un valore di picco e poi nuovamente decrescente fino a livello di drogaggio del primo strato epitassiale 4, come mostrato in figura 1A. Ad esempio, nel punto di picco, la regione sepolta 10 ha livello di drogaggio di 5*10<18 >cm<-3>.
Una regione di bordo 11, di materiale isolante, si estende sopra parte della superficie superiore 3A e delimita lateralmente, nel secondo strato epitassiale 8, una regione di anodo 12. La regione di bordo 11, ad esempio di TEOS (TetraEtilOrtoSilicato), comprende una porzione anulare interna 11A estendentesi al di sopra della zona periferica della regione di anodo 12 (la cui zona centrale è quindi esposta all'ambiente esterno; una porzione anulare inclinata 11B, in prosecuzione della porzione anulare interna 11A, circondante lateralmente e contigua alla regione di anodo 12; ed una porzione esterna 11C, in prosecuzione della porzione anulare inclinata 11B, sovrapposta e contigua ad una zona di bordo del primo strato epitassiale 6.
La porzione anulare interna 11A della regione di bordo 11 può mancare. La porzione anulare inclinata 11B della regione di bordo 11 presenta spessore crescente a partire dalla porzione anulare interna 11A fino alla porzione esterna 11C, circonda a distanza la regione sepolta 10 e forma una superficie periferica inclinata 11' della regione di bordo 11 (corrispondente alla porzione laterale inclinata 3A2 della superficie superiore 3A del corpo 3). In particolare, la distanza fra il bordo laterale della regione sepolta 10 e la superficie periferica inclinata 11' è di almeno 0,5-1 µm. La regione esterna 11C della regione di bordo 11 ha spessore uniforme (compresa fra 1 e 3 µm, ad esempio 2 µm) ed ha una superficie inferiore 11″ (corrispondente alla porzione di bordo 3A3 della superficie superiore 3A del corpo 3) che è contigua al primo strato epitassiale 6 ed estendentesi ad un livello inferiore rispetto all'interfaccia 7 (nella direzione di spessore Z).
La porzione laterale inclinata 3A2 della superficie superiore 3A del corpo 3 e quindi la superficie periferica 11' della regione di bordo 11 sono inclinate di un angolo di almeno 45°, fino ad un massimo di 90° rispetto al piano dell'interfaccia 7 per i motivi indicati sotto.
La regione di bordo 11 delimita, nel corpo 3, una area attiva 14, nella cui zona centrale si desidera avvenga il fenomeno di rottura durante il rilevamento, come indicato.
Una regione conduttiva superiore 15, ad esempio di siliciuro di nichel (Ni2Si), è disposta al di sopra ed è in contatto diretto con la regione di anodo 12, per formare un contatto ohmico frontale. Su una porzione della regione conduttiva superiore 15 è presente una regione di contatto frontale 35 per il collegamento esterno, come rappresentato da un elettrodo 16. La regione conduttiva superiore 15 ha ad esempio forma anulare e sovrasta una porzione periferica della regione di anodo 12.
Uno strato di passivazione 18, ad esempio di nitruro di silicio (Si3N4), si estende sulla regione di bordo 11 e circonda superiormente e lateralmente la regione conduttiva superiore 15, tranne in corrispondenza della regione di contatto frontale 35.
Una regione conduttiva inferiore 20, ad esempio di siliciuro di nichel, si estende al di sotto della superficie inferiore 3B del corpo 3, a contatto con il substrato 4 e forma un contatto ohmico posteriore. Una metallizzazione inferiore 21 è disposta al di sotto della regione conduttiva inferiore 20, a contatto con quest’ultima. La metallizzazione inferiore 21 può essere formata da una struttura multistrato includente tre strati impilati di titanio, nichel e oro.
In pratica, il primo strato epitassiale 6 ha un comportamento elettrico equiparabile a quello di uno strato intrinseco; la regione di anodo 12, la regione sepolta 10 e il primo strato epitassiale 6 formano quindi una giunzione PN<+>NI; il primo strato epitassiale 6 opera quindi come regione di catodo. Il fotorivelatore 1 può lavorare quindi come fotodiodo a valanga APD o SPAD, in cui la giunzione PN<+>NI è destinata a ricevere fotoni e a generare la corrente di valanga, analogamente a quanto descritto nella domanda di brevetto americana US20170098730 (domanda di brevetto italiana 10201500058764).
Il fotorivelatore 1 di figura 1 può essere realizzato come mostrato nelle figure 2-9 e descritto in dettaglio qui di seguito.
Inizialmente, figura 2, sul substrato 4, ad esempio di carburo di silicio di politipo 4H (4H-SiC) di tipo N con uno spessore ad esempio pari a 350 μm, con un livello di drogaggio ad esempio pari a 1*10<19>cm<-3>, viene cresciuto epitassialmente il primo strato epitassiale 6. Il primo strato epitassiale 4 ha spessore compreso fra 8 e 12 μm, ad esempio di circa 9,5 μm, ed un livello di drogaggio compreso fra 8*10<13>cm<-3 >e 2*10<14>cm<-3>, ad esempio pari a 1*10<14>cm<-3>, quindi è quasi intrinseco.
Quindi, in modo non mostrato, viene effettuata una fase di pulizia e vengono formati segni di allineamento. A questo scopo, viene cresciuto termicamente uno strato di ossido sacrificale, vengono attaccate selettivamente porzioni dello strato sacrificale e del primo strato epitassiale 6 per formare tacche di ″zero layer″, e viene rimosso lo strato di ossido sacrificale, in modo di per sé noto.
Successivamente, figura 3, viene realizzata una maschera hard 30, ad esempio di ossido TEOS con spessore pari a 0,8 μm. La maschera hard 30, ottenuta in modo noto tramite deposizione di uno strato di TEOS e sua sagomatura tramite una maschera di resist non mostrata, presenta una finestra 31 nella zona in cui si desidera realizzare la regione sepolta 10. Quindi viene impiantata la regione sepolta 10; in particolare, viene eseguito un doppio impianto, ad esempio con ioni fosforo, dapprima ad un'energia di 300 keV e ad una dose di 1*10<13>cm<-2>, quindi ad un'energia di 350 keV e ad una dose di 1*10<14>cm<-2>, come rappresentato schematicamente in figura 3 da frecce 32. Entrambi gli impianti vengono eseguiti ad una temperatura di 500°C. Al di sotto della finestra 31 si forma così un sottile strato 10'. In alternativa, il doppio impianto può essere effettuato attraverso un sottile strato di ossido sacrificale (non mostrato), con spessore di ad esempio 30 nm, e in questo caso il primo impianto può essere eseguito ad un'energia di 450 keV e il secondo impianto può essere eseguito ad un'energia 500 keV. In questo caso, dopo il doppio impianto, il sottile strato di ossido sacrificale viene rimosso.
Quindi, figura 4, viene rimossa la maschera hard 30 e viene cresciuto termicamente il secondo strato epitassiale 8. Ad esempio, viene eseguita una crescita in due fasi, tramite CVD (Chemical Vapour Deposition) in un reattore epitassiale, di carburo di silicio di politipo 4H (4H-SiC). In particolare, la prima fase viene eseguita ad una temperatura tale attivare gli ioni fosforo nel sottile strato 10', ad esempio a 1650°C per 30 minuti in ambiente di argon, formando la regione sepolta 10. In questo modo, dopo la seconda fase di crescita epitassiale (descritta qui di seguito), la regione sepolta 10 ha profilo variabile, come sopra indicato, con punto di picco di concentrazione di droganti posto ad distanza compresa fra 0,2 e 0,7 µm, ad esempio di 0,4 µm, dall'interfaccia 7 (ancora da realizzare). La seconda fase, di crescita epitassiale vera e propria, viene eseguita a temperatura maggiore di 1500°C, ad esempio a 1650°C, per 5 minuti usando idrogeno come veicolo (″carrier″), HCl3Si e C2H4 come precursori di silicio e carbonio. Si ha quindi la crescita del secondo strato epitassiale 8 di tipo P+, per uno spessore compreso fra 0,3 e 0,7 µm, ad esempio di 0,5 μm, e con una dose di drogaggio compresa fra 1*10<19 >cm<-3 >e 1*10<20 >cm<-3>, ad esempio pari a 5*10<19>cm<-3>, ottenendo il corpo 3.
In seguito, figura 5, viene depositato uno strato di dielettrico (non mostrato), ad esempio di PECVD TEOS (plasma Enhanced CVD) e lo strato di dielettrico non mostrato viene selettivamente attaccato, in modo da formare una maschera hard per la successiva fase di attacco del corpo 3. Quindi vengono attaccate e rimosse selettivamente porzioni del secondo strato epitassiale 8, per tutto il suo spessore, in modo da definire la regione di anodo 12, e porzioni superficiali del primo strato epitassiale 6. Ad esempio, viene eseguito un attacco a secco, ottenendo la struttura di figura 5. In questa fase, viene definita la forma della superficie superiore 3A del corpo 3, con le porzioni 3A1-3A3.
Quindi, figura 6, la superficie superiore 3A del corpo 3 viene protetta tramite uno strato protettivo non mostrato e viene realizzata la regione conduttiva inferiore 20, ad esempio tramite sputtering di nichel dal retro e con uno spessore di 200 nm. Dopo la rimozione dello strato protettivo non mostrato, viene eseguito un trattamento termico rapido (″Rapid Thermal Annealing″ RTA), ad esempio a 1000°C, per 60 sec, in ambiente di azoto.
Successivamente, figura 7, viene depositato uno strato di ossido di campo, destinato a formare la regione di bordo 11. Ad esempio, viene depositato TEOS per CVD, con uno spessore compreso fra 1 e 3 µm, ad esempio di 2 μm, e lo strato di ossido di campo viene attaccato in umido, in modo da rimuoverlo al di sopra della regione di anodo 12 e formare la regione di bordo 11.
In seguito, figura 8, la regione conduttiva inferiore 20 viene protetta, ad esempio tramite uno strato di resist non mostrato, e viene depositato uno strato di materiale conduttivo destinato a formare la regione conduttiva superiore 15. Ad esempio, tramite sputtering, viene depositato uno strato di nichel per uno spessore di 100 nm. Lo strato di materiale conduttivo viene quindi sagomato, ad esempio tramite attacco in umido mascherato, e, dopo rimozione della maschera, viene eseguito un trattamento termico rapido RTA, ad esempio a 750°C, per 60 sec, in ambiente di azoto, formando in tal modo la regione conduttiva superiore 15.
Infine, vengono realizzati gli elettrodi frontale e posteriore, per realizzare la struttura di figura 1. Ad esempio, sulla superficie frontale viene depositato, mediante sputtering, un multistrato metallico, comprendente titanio (con uno spessore di 80 nm) e una lega di alluminio, silicio e rame (AlSiCu, con uno spessore di 3 μm). Quindi il multistrato viene sagomato tramite attacco a umido, formando il contatto frontale 35, estendentesi al di sopra e in contatto diretto con la regione conduttiva superiore 15. Successivamente, sul lato frontale, viene deposto lo strato di passivazione 18, ad esempio di nitruro di silicio con spessore di 200 nm, e questo viene rimosso selettivamente, ad esempio tramite attacco a secco, in modo da liberare la zona centrale della regione di anodo 12 e il contatto frontale 35.
Prima o dopo la realizzazione del contatto frontale 35, viene realizzata la metallizzazione inferiore 21. A tale scopo, di sopra della regione conduttiva inferiore 20, viene depositato un multistrato metallico, ad esempio uno strato di titanio con spessore di 0,1 μm, uno strato di nichel, con spessore di 0,4 μm e uno strato di oro, con uno spessore di 0,05 μm, mediante sputtering.
Nel fotorivelatore 1, la regione sepolta 10 rappresenta una regione arricchita all'interno del primo strato epitassiale 6, che, come indicato, è praticamente intrinseco, e quindi fornisce un migliore confinamento del campo elettrico nell'area attiva 14 del fotorivelatore 1 stesso.
La presenza della regione di bordo 11 consente di confinare ulteriormente il campo elettrico e aumentare la tensione di rottura della zona di bordo 11 stessa, senza influenzare il valore di rottura della zona centrale del fotorivelatore 1 (area attiva 14). Infatti, quando, a causa della polarizzazione del fotorivelatore 1 ad una tensione superiore a quella di rottura e alla generazione di un portatore di carica primario fotogenerato, viene attivata una corrente a valanga, si desidera che questa sia confinata nella zona centrale del fotorivelatore 1, ovvero che la rottura non interessi la zona di periferia. La presenza della regione di bordo 11 dunque consente di impostare la tensione di rottura del fotorivelatore 1 ad un valore opportuno (ad esempio di 80-90 V), ottimizzato rispetto al comportamento di rivelazione desiderato, evitando la rottura nella zona periferica. In particolare, un'inclinazione della superficie periferica 11' della regione di bordo 11 maggiore di 45° consente di ottenere un confinamento particolarmente efficace.
Con il processo descritto, e in particolare grazie alla realizzazione del secondo strato epitassiale 8 mediante crescita termica, con fasi di trattamento di annealing e attivazione dei droganti nella regione sepolta 10, è possibile ottenere una riduzione della difettosità nell'area attiva 14 del fotorivelatore 1, e quindi una efficace riduzione della corrente al buio.
In questo modo, il fotorivelatore presenta corrente di buio molto bassa, elevato fattore di riempimento (″fill factor″) e tensione di rottura nella zona centrale attiva molto bassa. Il fotorivelatore 1 può essere quindi utilizzato convenientemente in schiere di fotorivelatori ad elevata densità.
Sebbene, come indicato, la struttura di figura 1 operi in modo affidabile per mantenere l'effetto di moltiplicazione a valanga nella zona attiva del fotorivelatore 1 ad una tensione di approssimativamente 80 V, nel caso che il fotorivelatore debba lavorare a tensioni di rottura comprese fra 80 V e 120 V, è possibile integrare anelli di guardia concentrici che circondano l'area attiva 14.
La figura 9 mostra quindi un fotorivelatore 100 identico al fotorivelatore 1 di figura 1 tranne per la forma della regione di bordo, qui indicata con 111, per cui elementi uguali sono stati indicati con numeri uguali.
In dettaglio, la regione di bordo 111 forma una serie di anelli di guardia 140 sporgenti verso l'interno del corpo 3. Gli anelli di guardia 140, coassiali fra loro, alla regione di anodo 12 e alla regione sepolta 10, si estendono per tutto lo spessore del secondo strato epitassiale, qui indicato con 108, fino nella porzione superficiale del primo strato epitassiale 6.
Gli anelli di guardia 140, nell'esempio mostrato due, vengono realizzati sagomando opportunamente la maschera hard usata nell'attacco del secondo strato epitassiale 108 (durante l'attacco discusso sopra con riferimento alla figura 5 per il fotorivelatore 1 di figura 1). In pratica, in tale fase, nel corpo 103 vengono realizzati scavi o avvallamenti anulari, controsagomati agli anelli di guardia 140, rimuovendo porzioni selettive del secondo strato epitassiale 108 e porzioni superficiali sottostanti del primo strato epitassiale 6.
Gli anelli di guardia 140 hanno forma quadrangolare, qui trapezoidale, con base minore rivolta verso il basso. In questo caso, gli anelli di guardia presentano pareti laterali 140C inclinate di almeno 45° rispetto all'asse centrale A (e al piano XY); preferibilmente, l'inclinazione è maggiore di 45°, fino a quasi 90° (compatibilmente con la tecnologia), e in questo caso essi hanno forma quasi rettangolare. Gli anelli di guardia 140 possono inoltre avere larghezza di base minore, sul loro lato inferiore 140A (lato parallelo all'asse X in figura 9, a contatto con il primo strato epitassiale 6), di almeno 0,2 µm ed essere distanziati (tratto di periferia 140B parallelo all'asse X in figura 9 e a contatto con il secondo strato epitassiale 108) di almeno 0,2 µm. Preferibilmente la larghezza di base minore 140A è pari a 0,8 µm e il tratto di periferia 140B è pari a 2 µm. Tuttavia, gli anelli di guardia 140 possono essere disposti a spaziatura costante o variabile; in quest'ultimo caso, il tratto di periferia 140B fra anelli di guardia 140 adiacenti è differente.
Gli anelli di guardia 140 hanno la funzione di aumentare la tensione di rottura della zona di bordo, dipendente in modo critico dalla geometria e dalla carica elettrica superficiale nello strato di dielettrico formante la regione di bordo 111, garantendo che la rottura del fotorivelatore per il funzionamento a valanga avvenga nell'area attiva 14 del fotorivelatore 100, dove è presente la regione sepolta 10.
La regione di bordo 111 comprende almeno due anelli di guardia; tuttavia simulazioni della richiedente hanno mostrato che il numero di anelli, la loro larghezza e la loro spaziatura non sono critici. In particolare, è stato dimostrato che la struttura mostrata, con due anelli di guardia 140, rappresenta un compromesso ottimale fra le caratteristiche elettriche e le performance del fotorivelatore 100 e le sue dimensioni.
La figura 10 mostra una diversa forma di realizzazione, in cui il fotorivelatore 200 presenta una struttura di distribuzione di campo, cosiddetto ″field plate″. In dettaglio, in figura 10, dove le parti uguali alla figura 1 sono state dotate degli stessi numeri di riferimento, presenta una regione di bordo 211 sagomata in modo da avere una porzione anulare interna 211A, estendentesi al di sopra della periferia della regione di anodo 12; una porzione anulare inclinata 211B, disposta esternamente e in continuazione della porzione anulare interna 211A, adiacente alla superficie periferica 12A della regione di anodo 12; una porzione anulare a spessore variabile 211D, disposta esternamente e in continuazione della porzione anulare inclinata 211B e di spessore crescente a partire da quest'ultima; ed una porzione esterna 211C, di spessore costante, pari a quello della porzione esterna 11C della regione di bordo 11 del fotorivelatore 1 di figura 1 (ad esempio, 2 μm).
Ad esempio, la porzione anulare inclinata 211B può essere disposta con un angolo di circa 30° rispetto ad un piano orizzontale parallelo alla superficie posteriore 3B del corpo 3 (piano XY del sistema di riferimento cartesiano XYZ), e la superficie superiore della porzione anulare a spessore variabile 211D può essere disposta con un angolo di circa 7° rispetto allo stesso piano orizzontale parallelo alla superficie posteriore 3B del corpo 3.
In questo modo, la porzione anulare inclinata 211B e la porzione anulare a spessore variabile 211D delimitano un'area ribassata 241, di forma anulare. La regione conduttiva superiore 215 presenta qui una porzione di contatto ohmico 215A estendentisi sopra la superficie periferica della regione di anodo 12 e analoga alla regione conduttiva 15 di figura 1, ed una porzione di field plate 215B disposta in prosecuzione e perifericamente rispetto alla porzione di contatto ohmico 215A ed estendentesi in corrispondenza dell'area ribassata 241.
La regione di bordo 211 può essere ottenuta tramite un processo fotolitografico opportuno, includente fasi di reflow del resist di mascheratura.
La porzione di field plate 215B, di materiale metallico quale siliciuro di nichel, forma quindi uno strato di ridistribuzione del campo elettrico che rende la struttura del fotorivelatore 200 ancora più robusta nei confronti della rottura di bordo. In particolare, come evidente al tecnico del ramo, l'inclinazione della porzione anulare inclinata 211B e della porzione anulare a spessore variabile 211D nonché la lunghezza della porzione di field plate 215B possono essere calibrati sulla base della variabilità delle fasi del processo di fabbricazione utilizzare per definire il fotorivelatore 200.
La figura 11 mostra una diversa forma di realizzazione del presente fotorivelatore, in cui la regione sepolta non è più affacciata all'interfaccia 7 fra il primo e il secondo strato epitassiale 6, 8, ma è disposta a distanza da tale interfaccia.
In dettaglio, la figura 11 mostra un fotorivelatore 300 comprendente, oltre al primo e al secondo strato epitassiale 6, 8, uno strato epitassiale di buffer 345 estendentesi fra il primo e il secondo strato epitassiale 6, 8 e sovrastante la regione sepolta 310. Lo strato epitassiale di buffer 345 forma quindi un'interfaccia 7' con il secondo strato epitassiale 8, è di tipo N e ha un livello di drogaggio intermedio fra quello del primo strato epitassiale 6 e quello della regione sepolta 310. Lo strato epitassiale di buffer 345 ha inoltre uno spessore compreso fra 0,2 e 0,4 μm. Inoltre, in questo caso, la profondità della regione sepolta 310 in cui è presente un picco di concentrazione è compresa fra 0,3 e 0,7 μm, ad esempio di circa 0,4 μm rispetto all'interfaccia 7'.
Il fotorivelatore 300 di figura 11 presenta una regione di bordo 311 dotata di un anello di guardia 140; tuttavia esso può non avere anelli di guardia 140 ed essere conformato come in figura 1, o avere più anelli di guardia 140, come in figura 9.
Il fotorivelatore 300 di figura 11 può essere realizzato come mostrato nelle figure 12-14.
In dettaglio, figura 12 e analogamente alla figura 2, sul substrato 4, ad esempio di carburo di silicio di politipo 4H (4H-SiC) di tipo N con uno spessore ad esempio pari a 350 μm e un livello di drogaggio ad esempio pari a 1*10<19>cm<-3>, viene cresciuto epitassialmente il primo strato epitassiale 4. Il primo strato epitassiale 4 è drogato con ioni di azoto, ha ad esempio spessore di circa 9,5 μm e livello di drogaggio di ad esempio 1*10<14>cm<-3>.
Dopo una fase di pulizia e di formazione di segni di allineamento, come sopra descritto, viene eseguito un impianto superficiale selettivo, a bassa energia, di ioni droganti di tipo N, d esempio di fosforo, usando la maschera hard 30, figura 13. Ad esempio, l'impianto può essere eseguito ad una energia di 80 keV e una dose di 1*10<14>cm<-2>, formando il sottile strato 310', avente picco di concentrazione a circa 0,1 μm dalla superficie del primo strato epitassiale 6.
Dopo la rimozione della maschera hard 30, figura 14, viene eseguito un trattamento termico ed una crescita epitassiale in tre fasi tramite un processo CVD in reattore epitassiale. In dettaglio, dapprima viene eseguita una fase di attivazione degli ioni fosforo del sottile strato 310', ad una temperatura di ad esempio 1650°C per 30 sec in ambiente Ar; quindi viene cresciuto lo strato epitassiale di buffer 345 ad una temperatura di 1650°C per 30 minuti usando idrogeno come veicolo gassoso, HCl3Si e C2H4 come precursori di silicio e carbonio, con azoto N per il drogaggio. Si ottiene così lo strato epitassiale di buffer 345 di tipo 4H-SiC con livello di drogaggio di 1*10<16>cm<-3 >e spessore 0,2-0,4 μm, come sopra indicato. Quindi viene eseguita una ulteriore fase di crescita epitassiale a 1650°C per 3 minuti usando idrogeno come veicolo, HCl3Si e C2H4 come precursori di silicio e carbonio, con alluminio Al per il drogaggio. Si ottiene così il secondo strato epitassiale 8 di tipo P+ per uno spessore di ad esempio 0,2 μm e con una dose di drogaggio compresa fra 1*10<19 >cm<-3 >e 1*10<20 >cm<-3>, ad esempio pari a 5*10<19>cm<-3>.
Il processo prosegue con le fasi già descritte con riferimento alle 5-8, fino ad ottenere la struttura finale di figura 11.
In questa forma di realizzazione, il processo di impianto dello strato sepolto 310 a bassa energia, seguito dalla doppia ricrescita epitassiale (prima di tipo N e poi di tipo P) diminuisce il danno nell'area attiva 14; inoltre il campo elettrico è quasi completamente confinato nello strato di buffer 345 e all'interno dell'area attiva 14, riducendo il rischio di rottura nella zona periferica.
Secondo un differente processo di realizzazione, la regione sepolta può essere disposta a distanza dal secondo strato epitassiale 8 e annegata all'interno del primo strato epitassiale 6, usando un impianto sepolto ad elevata energia, come descritto con riferimento alle figure 15-17.
In dettaglio, la figura 15 mostra un fotorivelatore 400 in cui il primo e il secondo strato epitassiale 6, 8 sono fra loro adiacenti e contigui e formano l'interfaccia 7, come in figura 1. La regione sepolta, qui indicata con 410, si estende a piccola distanza dall'interfaccia 7, in modo che la zona con concentrazione massima è sia posta, anche in questo caso, approssimativamente ad una distanza compresa fra 0,2 e 0,7 µm dall'interfaccia 7. In pratica, esiste una sottilissima porzione di buffer (indicata con 450) del primo strato epitassiale 6 disposta fra la regione sepolta 410 e l'interfaccia 7 e operante in modo analogo alla regione di buffer 345 di figura 11.
Il fotorivelatore 400 può essere realizzato come mostrato nelle figure 16 e 17.
In dettaglio, figura 16, inizialmente il primo strato epitassiale 6 viene cresciuto al di sopra del substrato 4 come descritto con riferimento alla figura 2. Lo spessore, materiale, livello di drogaggio del substrato 4 e del primo strato epitassiale 6 possono essere uguali a quelli indicati con riferimento alla figura 2. Quindi, sul primo strato epitassiale 6, viene eseguita una crescita epitassiale di tipo P+ per uno spessore minore di 0,2 µm ad esempio di 0,1 μm, e con una dose di drogaggio ad esempio di 5*10<19>cm<-3>. Come specie ionica drogante può essere usato boro. Si ottiene in tal modo la struttura di figura 16.
In seguito, in modo non mostrato, viene effettuata una fase di pulizia e vengono formati i segni di allineamento, come sopra descritto per la forma di realizzazione delle figure 2-8.
Successivamente, figura 17, viene realizzata una maschera hard 430, ad esempio di ossido TEOS con spessore pari a 0,8 μm. La maschera hard 430, ottenuta in modo noto tramite deposito di uno strato di TEOS, ad esempio tramite PECVD, e sua sagomatura tramite una maschera di resist non mostrata, presenta una finestra 431 nella zona in cui si desidera realizzare la regione sepolta 410. Utilizzando la maschera 430 viene eseguito l'impianto della regione sepolta 410, ad esempio con ioni fosforo, con energia tale da confinare gli atomi droganti in modo profondo, a distanza dalla superficie superiore del primo strato epitassiale 6. Ad esempio viene eseguito un doppio impianto, dapprima ad un'energia di 420 keV ad una dose di 1*10<13>cm<-2>, quindi ad un'energia di 490 keV e una dose di 1*10<14>cm<-2>, entrambi ad una temperatura di 500°C, come rappresentato schematicamente in figura 17 da frecce 432. Al di sotto della finestra 431 si forma così la regione sepolta 410.
Seguono poi le fasi già descritte con riferimento alle 5-8, fino ad ottenere la struttura finale di figura 15.
Eventualmente, come chiaro al tecnico del ramo, è possibile eseguire trattamenti termici aggiuntivi per ridurre la difettosità provocata dall'impianto ad elevata energia della regione sepolta 410 nell'area attiva 14.
Con la soluzione delle figure 15-17, fra la regione sepolta 410 e la regione di anodo 12 è presente un sottile strato di buffer 450, di tipo N quasi intrinseco, che contribuisce a confinare il campo elettrico, pur mantenendo la tensione di rottura al di sotto di 100 V in inversa.
Secondo un'altra alternativa, l'impianto profondo della regione sepolta 410 viene eseguito prima di effettuare la seconda crescita epitassiale di tipo P+ per formare il secondo strato epitassiale.
La figura 18 mostra una schiera 500 di fotorivelatori 1, 100, 200, 300, 400, integrati in una singola piastrina 2. La schiera 500 può comprendere un qualsiasi numero di fotorivelatori 1, 100, 200, 300, 400, fra loro uguali. In uso, i fotorivelatori 1, 100, 200, 300, 400 della schiera 500 sono disposti affacciati ad una sorgente luminosa esterna 560 atta ad emettere radiazione ultravioletta.
La schiera 500 di fotorivelatori 1, 100, 200, 300, 400 può essere utilizzata, come mostrato in figura 19, in un generico sistema 600, nel quale la schiera 500 è accoppiata ad un microcontrollore 561, a sua volta accoppiato a un elaboratore 562 che comanda uno schermo 563. Il microcontrollore 561 elabora il segnale di uscita della schiera 500 e fornisce un segnale elaborato all’elaboratore 562; questo può quindi analizzare tale segnale elaborato e visualizzare le informazioni associate sullo schermo 563.
Risulta infine chiaro che al fotorivelatore e al suo procedimento di fabbricazione, qui descritti ed illustrati, possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall’ambito protettivo della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate. Ad esempio, le diverse forme di realizzazione descritte possono essere combinate in modo da fornire ulteriori soluzioni.

Claims (21)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Fotorivelatore di luce ultravioletta a semiconduttori, comprendente: un corpo (3) di carburo di silicio comprendente almeno un primo (6) ed un secondo strato epitassiale (8; 108) di un primo e, rispettivamente, di un secondo tipo di conducibilità, sovrapposti reciprocamente; il corpo avendo una superficie di corpo (3A; 103A), non planare, includente una porzione sporgente (3A1), una porzione laterale inclinata (3A2) ed una porzione di bordo (3A3); una regione di bordo (11; 111; 211; 311) di materiale dielettrico, estendentesi al di sopra della porzione laterale inclinata (3A2) e della porzione di bordo (3A3) della superficie di corpo (3A); una regione di anodo (12), del secondo tipo di conducibilità, formata dal secondo strato epitassiale (8; 108), la regione di anodo (12) essendo delimitata dalla porzione sporgente (3A1) e dalla porzione laterale inclinata (3A2) della superficie di corpo (3A; 103A) ed essendo configurata per ricevere luce ultravioletta; una regione di catodo (6), del primo tipo di conducibilità ed un primo livello di drogaggio, formata dal primo strato epitassiale (6) al di sotto della regione di anodo (12); e una regione sepolta (10; 310; 410), del primo tipo di conducibilità e secondo livello di drogaggio, maggiore del primo livello di drogaggio, estendentesi fra la regione di anodo (12) e la regione di catodo (6), la regione sepolta essendo disposta al di sotto della porzione sporgente (3A1) della superficie di corpo (3A) e distanziata dalla porzione laterale inclinata (3A2) della superficie di corpo (3A; 103A) nonché dalla regione di bordo (11; 111; 211; 311).
  2. 2. Fotorivelatore secondo la rivendicazione 1, in cui la regione sepolta (10; 310; 410) è una regione impiantata presentante un profilo di drogaggio variabile in una direzione di spessore perpendicolare alla superficie di corpo (3A; 103A), il profilo di drogaggio avendo un valore massimo ad una profondità intermedia della regione sepolta (10; 310; 410).
  3. 3. Fotorivelatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la regione sepolta (10; 310; 410) presenta una superficie superiore planare rivolta verso la regione di anodo (12) e la regione di bordo (11; 111; 211; 311) ha una porzione esterna (11C; 211C) sovrastante la porzione di bordo (3A3) della superficie di corpo (3A; 103A) ed estendentesi almeno in parte ad un livello inferiore rispetto alla superficie superiore planare della regione sepolta.
  4. 4. Fotorivelatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il primo e il secondo strato epitassiale (6, 8; 108) sono fra loro contigui e definiscono una interfaccia (7) e la regione sepolta (10) si estende nel primo strato epitassiale (6) a partire dall'interfaccia (7).
  5. 5. Fotorivelatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-3, in cui il primo e il secondo strato epitassiale (6, 8; 108) sono fra loro contigui e definiscono una interfaccia (7), la regione sepolta (410) si estende nel primo strato epitassiale (6) a distanza dall'interfaccia (7) e il primo strato epitassiale (6) forma una regione di buffer (450) estendentesi fra la regione sepolta (410) e il secondo strato epitassiale (8; 108).
  6. 6. Fotorivelatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-3, in cui in cui il primo e il secondo strato epitassiale (6, 8; 108) sono distanziati reciprocamente da uno strato epitassiale di buffer (345) avente il primo tipo di conducibilità e un terzo livello di drogaggio, maggiore del primo livello di drogaggio e minore del secondo livello di drogaggio, e la regione sepolta 310 si estende al di sotto dello strato epitassiale di buffer (345).
  7. 7. Fotorivelatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la regione sepolta (10; 310; 410) presenta una superficie superiore planare rivolta verso la regione di anodo (12) e la porzione laterale inclinata (3A2) della superficie di corpo (3A) forma un angolo di almeno 45° rispetto alla superficie superiore planare della regione sepolta.
  8. 8. Fotorivelatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la porzione di bordo (3A3) della superficie di corpo (3A) forma una pluralità di avvallamenti alloggianti una corrispondente pluralità di anelli di guardia (140) formati dalla regione di bordo (111; 311) e sporgenti verso il primo strato epitassiale (6), gli anelli di guardia (140) essendo concentrici alla regione di anodo (12) e distanziati reciprocamente da porzioni del primo e del secondo strato epitassiale (6, 108).
  9. 9. Fotorivelatore secondo la rivendicazione 8, in cui gli anelli di guardia (140) hanno forma, in sezione trasversale, quadrangolare, in particolare trapezoidale, con base minore (140B) a contatto con il primo strato epitassiale (6); gli anelli di guardia avendo larghezza della base minore di almeno 0,2 µm, essendo distanziati reciprocamente di almeno 0,2 µm ed avendo pareti oblique di almeno 45° rispetto alla superficie superiore planare della regione sepolta.
  10. 10. Fotorivelatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la regione di bordo (211) presenta una superficie superiore formante un'area ribassata (241) e una regione conduttiva di field plate (215) si estende al di sopra e a contatto con la superficie superiore della regione di bordo (211), in corrispondenza dell'area ribassata (241).
  11. 11. Fotorivelatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il primo strato epitassiale (6) è di tipo N ed un livello di drogaggio compreso fra 8*10<13 >cm<-3 >e 2*10<14 >cm<-3>, il secondo strato epitassiale (8; 108) è di tipo P e presenta un livello di drogaggio compreso fra 1*10<19 >cm<-3 >e 1*10<20 >cm<-3 >e la regione sepolta (10; 310; 410) è di tipo N.
  12. 12. Fotorivelatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il primo strato epitassiale (6) ha uno spessore compreso fra 8 e 12 μm, ad esempio di circa 9,5 μm, il secondo strato epitassiale (8; 108) ha uno spessore compreso fra 0,3 e 0,7 µm, ad esempio di 0,5 μm, la regione sepolta presenta una porzione a massima concentrazione posta ad una distanza compresa fra 0,2 e 0,7 µm, ad esempio di 0,4-0,5 µm, da una zona di confine fra il primo (6) ed il secondo strato epitassiale (8; 108), e la regione di bordo (11; 111; 211; 311) ha spessore compreso fra 1 e 3 µm, ad esempio 2 μm, al di sopra della porzione di bordo (3A3) della superficie di corpo (3A).
  13. 13. Sistema di rivelazione di radiazione ultravioletta, comprendente: - un’unità di elaborazione (520); e - una schiera di fotorivelatori (500) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, accoppiata alla unità di elaborazione (562).
  14. 14. Procedimento di fabbricazione di un fotorivelatore di luce ultravioletta a semiconduttori, comprendente: crescere epitassialmente un primo strato epitassiale (6) di carburo di silicio di un primo tipo di conducibilità ed un primo livello di drogaggio; impiantare una regione sepolta, del primo tipo di conducibilità e secondo livello di drogaggio, maggiore del primo livello di drogaggio, all'interno del primo strato epitassiale (6), la porzione del primo strato epitassiale al di sotto della regione sepolta formando una regione di catodo; crescere epitassialmente un secondo strato epitassiale (8; 108) di carburo di silicio di un secondo tipo di conducibilità, al di sopra del primo strato epitassiale (6), il secondo strato epitassiale (8; 108) avendo uno spessore, il primo e il secondo strato epitassiale definendo un corpo (3) di carburo di silicio; rimuovere selettivamente porzioni del secondo strato epitassiale e porzioni superficiali sottostanti del primo stato epitassiale, definendo in tal modo una regione di anodo nel secondo strato sepolto e formando una superficie di corpo includente una porzione sporgente sovrapposta alla regione di anodo, una porzione laterale inclinata, delimitante lateralmente la regione di anodo e distanziata dalla regione sepolta, e una porzione di bordo al di sopra di una porzione periferica del primo strato epitassiale; formare una regione di bordo (11; 111; 211; 311) di materiale dielettrico, a contatto con la porzione laterale inclinata e la porzione di bordo della superficie di corpo.
  15. 15. Procedimento secondo la rivendicazione 14, in cui crescere epitassialmente il secondo strato epitassiale comprende effettuare un trattamento termico di riduzione difettosità ad almeno 1500°C.
  16. 16. Procedimento secondo la rivendicazione 14 o 15, in cui rimuovere selettivamente porzioni del secondo strato epitassiale e porzioni superficiali sottostanti del primo stato epitassiale comprende formare una pluralità di avvallamenti concentrici ed esterni alla regione di anodo nella porzione di bordo della superficie di corpo, e formare una regione di bordo comprende riempire gli avvallamenti per formare una pluralità di anelli di guardia sporgenti verso il primo strato epitassiale, gli anelli di guardia essendo concentrici alla regione di anodo e distanziati reciprocamente da porzioni del primo e del secondo strato epitassiale.
  17. 17. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 14-16, in cui formare una regione di bordo comprende formare una superficie superiore avente un'area ribassata 241, il procedimento comprendendo inoltre formare una regione conduttiva di field plate al di sopra della superficie superiore della regione di bordo, in corrispondenza dell'area ribassata.
  18. 18. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 14-17, comprendente formare uno strato di buffer fra la regione sepolta e la regione di anodo, lo strato di buffer avendo il primo tipo di conducibilità.
  19. 19. Procedimento secondo la rivendicazione 18, in cui formare uno strato di buffer comprende, dopo la fase di impiantare una regione sepolta e prima di crescere epitassialmente un secondo strato epitassiale, crescere epitassialmente lo strato di buffer, lo strato di buffer avendo terzo livello di drogaggio, maggiore del primo livello di drogaggio e minore del secondo livello di drogaggio.
  20. 20. Procedimento secondo la rivendicazione 18, in cui impiantare una regione sepolta comprende impiantare ioni droganti del primo tipo con energia tale formare la regione sepolta in posizione distanziata dalla superficie superiore del primo strato epitassiale, formando lo strato di buffer fra la regione sepolta e la superficie superiore del primo strato epitassiale.
  21. 21. Procedimento secondo la rivendicazione 20, in cui impiantare una regione sepolta viene eseguita dopo la fase di crescere epitassialmente un secondo strato epitassiale (8; 108) e prima della fase di rimuovere selettivamente porzioni del secondo strato epitassiale e porzioni superficiali del primo stato epitassiale.
IT102018000004149A 2018-03-30 2018-03-30 Fotorivelatore di luce ultravioletta di carburo di silicio e suo processo di fabbricazione IT201800004149A1 (it)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102018000004149A IT201800004149A1 (it) 2018-03-30 2018-03-30 Fotorivelatore di luce ultravioletta di carburo di silicio e suo processo di fabbricazione
CN201920390597.3U CN209804690U (zh) 2018-03-30 2019-03-26 半导体紫外光光电检测器和紫外辐射检测系统
CN201910233197.6A CN110323302B (zh) 2018-03-30 2019-03-26 碳化硅紫外光光电检测器及其制造方法
CN202310305109.5A CN116207180A (zh) 2018-03-30 2019-03-26 碳化硅紫外光光电检测器及其制造方法
EP19165607.3A EP3547375B1 (en) 2018-03-30 2019-03-27 Silicon carbide ultraviolet light photodetector and manufacturing process thereof
US16/370,636 US11335823B2 (en) 2018-03-30 2019-03-29 Silicon carbide ultraviolet light photodetector
US17/719,205 US20220238738A1 (en) 2018-03-30 2022-04-12 Silicon carbide ultraviolet light photodetector and manufacturing process thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102018000004149A IT201800004149A1 (it) 2018-03-30 2018-03-30 Fotorivelatore di luce ultravioletta di carburo di silicio e suo processo di fabbricazione

Publications (1)

Publication Number Publication Date
IT201800004149A1 true IT201800004149A1 (it) 2019-09-30

Family

ID=62530512

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
IT102018000004149A IT201800004149A1 (it) 2018-03-30 2018-03-30 Fotorivelatore di luce ultravioletta di carburo di silicio e suo processo di fabbricazione

Country Status (4)

Country Link
US (2) US11335823B2 (it)
EP (1) EP3547375B1 (it)
CN (3) CN209804690U (it)
IT (1) IT201800004149A1 (it)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT201800004149A1 (it) * 2018-03-30 2019-09-30 St Microelectronics Srl Fotorivelatore di luce ultravioletta di carburo di silicio e suo processo di fabbricazione
CN111933740B (zh) * 2020-07-22 2022-11-29 中国电子科技集团公司第十三研究所 紫外光电二极管及其制备方法
CN113252205B (zh) * 2021-04-07 2022-05-20 中山德华芯片技术有限公司 一种适用于晶格失配外延材料的rt探测器及其应用
WO2023244975A2 (en) * 2022-06-13 2023-12-21 Regents Of The University Of Minnesota Photodetectors for measuring real-time optical irradiance

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4586067A (en) * 1984-04-10 1986-04-29 Rca Inc. Photodetector with isolated avalanche region
DE3921028A1 (de) * 1989-06-27 1991-01-10 Siemens Ag Avalanche-photodiode und herstellungsverfahren
US20110024768A1 (en) * 2007-03-19 2011-02-03 Northrop Grumman Systems Corporation SiC AVALANCHE PHOTODIODE WITH IMPROVED EDGE TERMINATION

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3607385B2 (ja) * 1995-11-24 2005-01-05 浜松ホトニクス株式会社 シリコンアバランシェフォトダイオード
US6693308B2 (en) * 2002-02-22 2004-02-17 Semisouth Laboratories, Llc Power SiC devices having raised guard rings
DE10252878A1 (de) * 2002-11-12 2004-06-03 X-Fab Semiconductor Foundries Ag In BiCMOS-Technologie monolithisch integrierte verbesserte vertikale pin-Fotodiode
US6838741B2 (en) * 2002-12-10 2005-01-04 General Electtric Company Avalanche photodiode for use in harsh environments
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
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
US8779543B2 (en) * 2011-09-19 2014-07-15 Technion Research And Development Foundation Ltd. Device having an avalanche photo diode and a method for sensing photons
CN104882509B (zh) * 2015-04-05 2017-04-19 北京工业大学 一种波导对接耦合型吸收倍增分离雪崩二极管
CN104882510B (zh) * 2015-06-04 2017-01-11 镇江镓芯光电科技有限公司 一种新型小倾角半台面结构的碳化硅雪崩光电二极管
ITUB20154111A1 (it) 2015-10-06 2017-04-06 St Microelectronics Srl Fotodiodo a valanga in carburo di silicio per la rilevazione di radiazione ultravioletta e relativo procedimento di fabbricazione
JP6485382B2 (ja) * 2016-02-23 2019-03-20 株式会社デンソー 化合物半導体装置の製造方法および化合物半導体装置
FR3052297A1 (fr) * 2016-06-06 2017-12-08 St Microelectronics Crolles 2 Sas Capteur d'image de type a obturation globale
ITUA20164571A1 (it) * 2016-06-21 2017-12-21 St Microelectronics Srl Dispositivo optoelettronico multibanda per applicazioni colorimetriche e relativo metodo di fabbricazione
IT201800004149A1 (it) * 2018-03-30 2019-09-30 St Microelectronics Srl Fotorivelatore di luce ultravioletta di carburo di silicio e suo processo di fabbricazione
IT201800004622A1 (it) * 2018-04-17 2019-10-17 Fotorilevatore includente un fotodiodo a valanga operante in modalita' geiger e un resistore integrato e relativo metodo di fabbricazione
IT201800004621A1 (it) * 2018-04-17 2019-10-17 Dispositivo optoelettronico ad elevata sensibilita' per la rilevazione di specie chimiche e relativo metodo di fabbricazione

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4586067A (en) * 1984-04-10 1986-04-29 Rca Inc. Photodetector with isolated avalanche region
DE3921028A1 (de) * 1989-06-27 1991-01-10 Siemens Ag Avalanche-photodiode und herstellungsverfahren
US20110024768A1 (en) * 2007-03-19 2011-02-03 Northrop Grumman Systems Corporation SiC AVALANCHE PHOTODIODE WITH IMPROVED EDGE TERMINATION

Also Published As

Publication number Publication date
EP3547375A1 (en) 2019-10-02
EP3547375B1 (en) 2020-12-02
US11335823B2 (en) 2022-05-17
US20190305159A1 (en) 2019-10-03
CN116207180A (zh) 2023-06-02
US20220238738A1 (en) 2022-07-28
CN110323302B (zh) 2023-04-11
CN209804690U (zh) 2019-12-17
CN110323302A (zh) 2019-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
IT201800004149A1 (it) Fotorivelatore di luce ultravioletta di carburo di silicio e suo processo di fabbricazione
US8471293B2 (en) Array of mutually insulated Geiger-mode avalanche photodiodes, and corresponding manufacturing process
US20090184384A1 (en) Array of mutually isolated, geiger-mode, avalanche photodiodes and manufacturing method thereof
ITTO20090322A1 (it) Fotodiodo operante in modalita&#39; geiger con resistore di soppressione integrato e controllabile ad effetto jfet, schiera di fotodiodi e relativo procedimento di fabbricazione
US11239382B2 (en) Semiconductor photomultiplier
US9978802B2 (en) Multiband optoelectronic device for colorimetric applications and related manufacturing process
ITTO20080945A1 (it) Fotodiodo operante in modalita&#39; geiger con resistore di soppressione integrato e controllabile, schiera di fotodiodi e relativo procedimento di fabbricazione
EP2355155B1 (en) Vertical silicon photomultipler with superior quantum efficiency at optical wavelengths
US11961933B2 (en) Low noise Geiger-mode avalanche photodiode and manufacturing process
ITUB20154111A1 (it) Fotodiodo a valanga in carburo di silicio per la rilevazione di radiazione ultravioletta e relativo procedimento di fabbricazione
US20210320219A1 (en) Heterostructure optoelectronic device for emitting and detecting electromagnetic radiation, and manufacturing process thereof
JP2006237610A (ja) アバランシェフォトダイオードの製造方法
ITVA20090033A1 (it) Fotodiodo con contatto schottky sulle pareti di trincee parallele e relativo metodo di fabbricazione
KR20110089497A (ko) 기판에의 불순물 도핑 방법, 이를 이용한 태양 전지의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 태양 전지
US10686093B2 (en) Semiconductor light receiving element including si avalanche multiplication part and compound semiconductor light receiving layer
IT202000015100A1 (it) Metodo di fabbricazione di un dispositivo rivelatore di una radiazione uv basato su sic e dispositivo rivelatore di una radiazione uv basato su sic
CN115548157B (zh) 一种具有宽漂移区的双结单光子雪崩二极管及其制备方法
JP2012174783A (ja) フォトダイオードおよびフォトダイオードアレイ
KR101412502B1 (ko) 광 검출기 및 광 검출기의 제조 방법
JP2008193037A (ja) フォトディテクタおよびその作製方法
CN110098270A (zh) 雪崩光电二极管扩散结构的制备方法及二极管扩散结构
US11888078B2 (en) Light detection with semiconductor photodiodes
KR20160036362A (ko) 쇼트키 접합 자외선 검출기
KR20240093319A (ko) 가시광의 단파장 영역의 감도를 향상시킬 수 있는 포토 다이오드 및 그 제조 방법
CN114975672A (zh) 背入射近红外增强硅雪崩光电探测器的结构及制备方法