RU2732695C1 - Лавинный фотодетектор (варианты) и способ его изготовления (варианты) - Google Patents

Лавинный фотодетектор (варианты) и способ его изготовления (варианты) Download PDF

Info

Publication number
RU2732695C1
RU2732695C1 RU2019106925A RU2019106925A RU2732695C1 RU 2732695 C1 RU2732695 C1 RU 2732695C1 RU 2019106925 A RU2019106925 A RU 2019106925A RU 2019106925 A RU2019106925 A RU 2019106925A RU 2732695 C1 RU2732695 C1 RU 2732695C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layer
multiplication layer
multiplication
avalanche
photoconverter
Prior art date
Application number
RU2019106925A
Other languages
English (en)
Inventor
Николай Афанасьевич Колобов
Константин Юрьевич Ситарский
Виталий Эммануилович Шубин
Дмитрий Алексеевич Шушаков
Сергей Витальевич Богданов
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Детектор Фотонный Аналоговый" (Ооо "Дефан")
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 Общество С Ограниченной Ответственностью "Детектор Фотонный Аналоговый" (Ооо "Дефан") filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Детектор Фотонный Аналоговый" (Ооо "Дефан")
Priority to RU2019106925A priority Critical patent/RU2732695C1/ru
Priority to KR1020217028097A priority patent/KR20210141476A/ko
Priority to EP20769812.7A priority patent/EP3939094A4/en
Priority to IL285678A priority patent/IL285678B2/en
Priority to PCT/RU2020/050038 priority patent/WO2020185125A2/en
Priority to CN202080020508.1A priority patent/CN113574681B/zh
Priority to JP2021555093A priority patent/JP7421233B2/ja
Priority to US17/432,913 priority patent/US20220190183A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2732695C1 publication Critical patent/RU2732695C1/ru

Links

Images

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
    • H01L31/08—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
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/1443—Devices controlled by radiation with at least one potential jump or surface barrier
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022466—Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. TCO, ITO layers
    • 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
    • H01L31/0352—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
    • 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
    • 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
    • H01L31/182—Special manufacturing methods for polycrystalline Si, e.g. Si ribbon, poly Si ingots, thin films of polycrystalline Si
    • 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
    • H01L31/1884—Manufacture of transparent electrodes, e.g. TCO, ITO
    • H01L31/1888—Manufacture of transparent electrodes, e.g. TCO, ITO methods for etching transparent electrodes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

Изобретения относятся к лавинным фотодетекторам (ЛФД) - быстродействующим, высокочувствительным приборам, широко используемым в лидарах, системах связи, технического зрения, робототехнике, в медицине и биологии в мониторинге окружающей среды и т.д. Предложен способ изготовления лавинного фотодетектора, включающий следующие операции: на всей поверхности полупроводниковой подложки формируют слой умножения; на поверхности слоя умножения вытравливают замкнутую канавку на глубину, равную или большую толщины слоя умножения, но меньшую суммарной толщины подложки и слоя умножения, для формирования внутри нее фотодетектора; заполняют замкнутую канавку сильнолегированным поликристаллическим кремнием с таким же типом проводимости, как у слоя умножения; на части верхней поверхности слоя умножения, ограниченной вышеупомянутой замкнутой канавкой, формируют контактный слой по меньшей мере одного лавинного усилителя, образуя за пределами этого контактного слоя область фотопреобразователя; на контактном слое формируют первый прозрачный электрод; на нижней поверхности полупроводниковой подложки формируют второй электрод. Также предложены еще два варианта способа изготовления ЛФД и ЛФД, изготовленные этими способами. Изобретения позволяют улучшить основную характеристику лавинного фотодетектора - его пороговую чувствительность. 6 н. и 9 з.п. ф-лы, 22 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к лавинным фотодетекторам (ЛФД), регистрирующим слабые световые сигналы. Такие ЛФД широко используются в лидарах, системах связи и технического зрения, мониторинга окружающей среды, в медицине и биологии, робототехнике и т.д.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Традиционный ЛФД состоит из последовательно нанесенных на полупроводниковую подложку различных слоев полупроводниковых материалов.
Одна группа таких слоев образует фотопреобразователь, в котором сигнальные фотоны, поглощаясь, создают свободные носители заряда: электроны или дырки. Эти образованные светом носители заряда попадают в другую группу слоев полупроводниковых материалов - лавинный усилитель, в котором формируется область электрического поля с напряженностью, достаточной для лавинного умножения этих носителей.
Одной из важнейших характеристик ЛФД является пороговая чувствительность, определяемая как свойствами фотопреобразователя, так и лавинного усилителя.
В значительной степени пороговую чувствительность ограничивает величина темнового тока лавинного усилителя, основная доля которого вызвана сильным полем, необходимым для процесса лавинного умножения фотоносителей.
Для уменьшения темнового тока лавинного усилителя и, следовательно, улучшения пороговой чувствительности ЛФД можно уменьшать площадь лавинного усилителя по сравнению с площадью фотопреобразователя.
Это реализуется в конструкциях ЛФД, предложенных в патентах US 9,035,410; RU 2641620, где лавинный усилитель, имеющий два слоя: контактный и слой умножения, расположен рядом с фотопреобразователем на общей подложке, при этом площадь фотопреобразователя превосходит площадь усилителя.
В конструкции по патенту RU 2641620 слой умножения обращен к подложке, выполнен из полупроводникового материала того же типа проводимости, что и фотопреобразователь сигнала, и непосредственно примыкает к этому, отдельно выполненному технологически фотопреобразователю, что позволяет снизить избыточные темновые шумы, возникающие при переносе фотоносителей из фотопреобразователя в лавинный усилитель через внешнюю электрическую цепь, реализуемом в конструкции US 9,035,410.
НЕДОСТАТКИ ПРОТОТИПА
Выполнение слоя умножения технологически независимо от фотопреобразователя приводит к ограничению попадания фотоносителей из слоя фотопреобразователя в слой умножения и, тем самым, к потерям усиленного фотосигнала. В результате ухудшается базовая характеристика фотодетектора - пороговая чувствительность.
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
Задачей настоящего изобретения является создание лавинного фотодетектора, конструкция которого позволяла бы реализовывать высокую пороговую чувствительность, не ограниченную малоэффективным переносом фотоносителей из фотопреобразователя в лавинный усилитель. Кроме того, одна из предлагаемых конструкций фотодетектора позволяет уменьшить темновой ток прибора, попадающий из соседних с ним областей. Наконец, в предлагаемом изобретении снижаются шумы взаимовлияния соседних лавинных усилителей при реализации фотодетектора с множеством таких усилителей.
Решение всех этих задач позволяет улучшить основную характеристику лавинного фотодетектора - его пороговую чувствительность.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Данное изобретение представляет ЛФД, конструкция и способ изготовления которого позволяет повысить эффективность переноса фотоносителей из фотопреобразователя в лавинный усилитель благодаря тому, что слой умножения выполняют на всей проводящей подложке. На части слоя умножения формируют контактный слой по меньшей мере одного лавинного усилителя. В результате создания вышеуказанной конструкции за пределами контактного слоя слой умножения выполняет функцию фотопреобразователя. В результате инициируемые в фотопреобразователе фотоносители беспрепятственно попадают в область умножения лавинного усилителя. Первый и второй электроды лавинного фотодетектора размещают на контактном слое и подложке соответственно.
Для реализации задачи уменьшения темнового тока прибора, попадающего из соседних с ним областей подложки, на поверхности слоя умножения вытравливают замкнутую канавку на глубину, равную или большую толщины слоя умножения, но меньшую суммарной толщины подложки и слоя умножения для формирования внутри нее фотодетектора и заполняют эту канавку сильнолегированным поликристаллическим кремнием с таким же типом проводимости, как у слоя умножения.
Наконец, для подавления шумов взаимовлияния соседних лавинных усилителей, возникающих при попадании в область умножения паразитного фотоэлектрона от фотона, порожденного горячим носителем заряда в соседнем лавинном усилителе, области умножения усилителей располагают выше, чем область генерации фотоносителей.
Для этого за пределами контактного слоя в области фотопреобразователя стравливают слой умножения, на глубину, меньшую его толщины. Затем на стравленную поверхность слоя умножения наносят слой диэлектрика толщиной равной глубине травления слоя умножения в области фотопреобразователя, а первый электрод из прозрачного материала наносят на поверхности контактного слоя лавинного усилителя и слоя диэлектрика.
Целесообразно полупроводниковую подложку выполнить из низкоомного материала.
Желательно подложку и слой умножения выполнить из одинакового полупроводникового материала.
Возможно слой умножения на поверхности подложки сформировать методом эпитаксии, а контактный слой выполнить путем легирования слоя умножения примесью, образующей слой с типом проводимости противоположным тому, который имеет слой умножения.
Также желательно замкнутую канавку выполнить шириной от 1,5 до 2,0 мкм.
Также возможно между контактным слоем лавинного усилителя и первым электродом нанести высокоомный слой.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Приведенные ниже чертежи, объясняющие конструкцию, являются частью изобретения, иллюстрируя его суть вместе с дальнейшим описанием.
Фиг. 1 является схематическим изображением поперечного разреза первого варианта заявляемого ЛФД, содержащего полупроводниковую подложку 101, слой умножения 102, нанесенный на всю поверхность полупроводниковой подложки, контактный слой 105, нанесенный на часть слоя умножения, с образованием по меньшей мере, одного лавинного усилителя 103 и фотопреобразователя 104, располагаемого за пределами лавинного усилителя, первый электрод 106, сформированный на контактном слое 105 и второй электрод 107, сформированный на полупроводниковой подложке 101.
Фиг. 1A иллюстрирует процесс нанесения слоя умножения 102 на кремниевую подложку 101;
Фиг. 1B иллюстрирует процесс формирования областей лавинного усилителя 103 путем создания контактного слоя 105;
Фиг. 1С иллюстрирует процесс формирования первого электрода 106 на контактном слое 105;
Фиг. 1D иллюстрирует процесс формирования второго электрода 107 на полупроводниковой подложке 101;
Фиг. 2 является схематическим изображением поперечного разреза второго варианта заявляемого ЛФД, содержащего полупроводниковую подложку 201, слой умножения 202, нанесенный на всю поверхность полупроводниковой подложки, контактный слой 205, нанесенный на часть слоя умножения 202, с образованием в слое умножения, по меньшей мере, области одного лавинного усилителя 203 и области фотопреобразователя 204, расположенного за пределами лавинного усилителя, замкнутую канавку 208 шириной от 1,5 до 2,0 мкм с глубиной, равной или большей толщины слоя умножения, но меньшей суммарной толщины подложки и слоя умножения и заполненную сильнолегированным поликристаллическим кремнием с таким же типом проводимости, как у слоя умножения, внутри которой размещаются лавинные усилители и фотопреобразователь, первый электрод 206, сформированный на контактном слое и второй электрод 207, сформированный на полупроводниковой подложке. Канавка 208 может, например, иметь прямоугольное сечение, как это показано на чертежах, однако форма ее сечения в значительной степени будет зависеть от способа глубокого травления кремния.
Фиг. 2A иллюстрирует процесс нанесения слоя умножения 202 на кремниевую подложку 201;
Фиг. 2B иллюстрирует процесс формирования замкнутой канавки 208, заполненной сильнолегированным поликристаллическим кремнием с таким же типом проводимости, как у слоя умножения, для формирования внутри нее фотодетектора;
Фиг. 2С иллюстрирует процесс формирования областей лавинного усилителя 203 путем создания контактного слоя 205;
Фиг. 2D иллюстрирует процесс формирования первого электрода 206 на контактном слое 205;
Фиг. 2Е иллюстрирует процесс формирования второго электрода 207 на полупроводниковой подложке 201;
Фиг. 3 является схематическим изображением поперечного разреза третьего варианта заявляемого ЛФД, содержащего полупроводниковую подложку 301, слой умножения 302, нанесенный на всю поверхность полупроводниковой подложки, контактный слой 305, нанесенный на часть слоя умножения 302, с образованием в слое умножения, по меньшей мере, области одного лавинного усилителя 303 и области фотопреобразователя 304, расположенного за пределами лавинного усилителя, замкнутую канавку 308 шириной от 1,5 до 2,0 мкм с глубиной, равной или большей толщины слоя умножения, но меньшей суммарной толщины подложки и слоя умножения и заполненную сильнолегированным поликристаллическим кремнием с таким же типом проводимости, как у слоя умножения, внутри которой размещаются лавинные усилители и фотопреобразователь, слой диэлектрика 309, заполняющий часть области фотопреобразователя 304, стравленную на глубину, меньшую толщины слоя умножения, слой высокоомного материала 310 сформированный на контактном слое 305 в области лавинного усилителя, прозрачный электрод 311, сформированный на поверхности слоя высокоомного материала 310 и слоя диэлектрика 309 и второй электрод 307, сформированный на полупроводниковой подложке. Область фотопреобразователя 304, может стравливаться, в частности, на глубину порядка 1,5-2,5 мкм.
Фиг. 3A иллюстрирует процесс нанесения слоя умножения 302 на кремниевую подложку 301;
Фиг. 3B иллюстрирует процесс формирования замкнутой канавки 308, заполненной сильнолегированным поликристаллическим кремнием с таким же типом проводимости, как у слоя умножения, для формирования внутри нее фотодетектора;
Фиг. 3С иллюстрирует процесс формирования одной или нескольких областей лавинного усилителя 303 путем создания контактного слоя 305 за счет легирования слоя умножения 302 примесью противоположного к слою умножения типа проводимости, и образования при этом области фотопреобразователя 304 за пределами лавинного усилителя 303;
Фиг. 3D иллюстрирует процесс травления области фотопреобразователя 304 за пределами лавинного усилителя 303 на глубину, меньшую толщины слоя умножения 302;
Фиг. 3Е иллюстрирует процесс заполнения стравленной области фотопреобразователя 304 слоем диэлектрика 309;
Фиг. 3F иллюстрирует процесс формирования слоя высокоомного материала 310 на контактном слое 305в области лавинного усилителя 303;
Фиг. 3G иллюстрирует процесс формирования прозрачного электрода 311 на поверхности слоя высокоомного материала310и слоя диэлектрика309;
Фиг. 3H иллюстрирует процесс формирования второго электрода 307 на полупроводниковой подложке 301;
Фиг. 4A, 4B представляют собой схематический вид сверху второго варианта ЛФД с одним и четырьмя лавинными усилителями соответственно.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Используемые в тексте и на чертежах номера ссылок, кроме номера 100, обозначающего регистрируемый свет, состоят из трех цифр, первая из которых - номер фигуры, вторая и третья - номер элемента конструкции.
Например, ссылка 306,отображенная на фиг. 3 обозначает элемент конструкции 06 из приведенного ниже списка,
Номера элементов конструкций, используемые на чертежах:
01 - Подложка;
02 - Слой умножения;
03 - Лавинный усилитель;
04 - Фотопреобразователь;
05 - Контактный слой;
06 - Первый электрод;
07 - Второй электрод;
08 - Замкнутая канавка;
09 - Слой диэлектрика;
10 - Слой высокоомного материала;
11 - Прозрачный электрод.
На фиг1.схематически изображен поперечный разрез первого варианта заявляемого ЛФД, содержащего полупроводниковую подложку 101, слой умножения 102, нанесенный на всю поверхность полупроводниковой подложки, контактный слой 105, нанесенный на часть слоя умножения, с образованием в слое умножения области, по меньшей мере, одного лавинного усилителя 103 и фотопреобразователя 104, расположенного за пределами лавинного усилителя, первый электрод 106, сформированный на контактном слое и второй электрод 107, сформированный на полупроводниковой подложке 101.
Способ изготовления изображенного на фиг. 1 ЛФД проиллюстрирован фигурами 1A, 1B, 1C и 1D и заключается в последовательном выполнении следующих операций:
На кремниевую подложку 101 наносят слой умножения 102 того же типа проводимости, что и подложка (фиг.1А).
На поверхности слоя умножения формируют одну или несколько областей лавинного усилителя 103 путем создания контактного слоя 105 за счет легирования слоя умножения 102 примесью противоположного к слою умножения типа проводимости (фиг.1В).
На контактном слое формируют первый электрод 106 (фиг.1С).
На полупроводниковой подложке 101 формируют второй электрод 107 (фиг.1D).
Примером изготовления ЛФД, изображенного на фиг.1, является способ, при котором на кремниевую подложку 101 p+ - типа с концентрацией примеси более 1018 см-3, методом эпитаксии наращивают слой умножения 102толщиной 5-7 мкм, выполненный из кремния p-типа с концентрацией примеси в 1015-1017 см-3. Лавинный усилитель 103 выполняют путем нанесения контактного слоя 105, изготовленного с использованием диффузии примеси n-типа с концентрацией более 1018 см-3 на глубину 0.5-1.0 мкм, на слой умножения 102. На поверхности контактного слоя 105 формируют первый электрод 106, а на нижней поверхности подложки101второй электрод 107, выполняемые в видепленки алюминия толщиной порядка 0,5-1,0 мкм.
Работает изображенный на фиг. 1 ЛФД следующим образом.
При приложении к электроду 106 положительного напряжения относительно электрода 107 с величиной, достаточной для возникновения в слое умножения 102 лавинного усилителя 103 процесса ударной ионизации, в этом слое возникает умножение свободных носителей заряда.
Сигнальный свет 100, падающий на поверхность области фотопреобразователя 104, поглощается в этом слое и образует в нем свободные носители заряда: электроны и дырки. Свободные электроны, инициированные светом в области фотопреобразователя 104, захватываются полем, проникающим из лавинного усилителя 103, дрейфуют в направлении области лавинного умножения 102 и далее умножаются в нем, формируя выходной сигнал фотодетектора, в то время как дырки уходят в подложку 101. Фотоэлектроны, инициированные светом в не обедненной области фотопреобразователя 104, собираются в обедненную область фотопреобразователя за счет диффузии, обусловленной возникающим в фотопреобразователе градиентом концентрации свободных электронов. Процесс диффузионно-дрейфового собирания фотоносителей в лавинном усилителе происходит с высокой эффективностью благодаря тому, что область умножения усилителя и область фотопреобразования фотонов в фотоэлектроны являются частями одного и того же слоя умножения, нанесенного на подложку.
С целью улучшения быстродействия ЛФД ширина фотопреобразователя преимущественно делается меньшей 10 мкм для снижения доли диффузионно собираемых фотоносителей.
На фиг. 2 схематически изображен поперечный разрез второго варианта заявляемого ЛФД, содержащего полупроводниковую подложку 201, слой умножения 202, нанесенный на всю поверхность полупроводниковой подложки, контактный слой 205, нанесенный на часть слоя умножения 202, с образованием в слое умножения, по меньшей мере, области одного лавинного усилителя 203 и области фотопреобразователя 204, расположенного за пределами лавинного усилителя, замкнутую канавку 208 шириной от 1,5 до 2,0 мкм с глубиной, равной или большей толщины слоя умножения, но меньшей суммарной толщины подложки и слоя умножения и заполненную сильнолегированным поликристаллическим кремнием с таким же типом проводимости, как у слоя умножения, внутри которой размещаются лавинные усилители и фотопреобразователь, первый электрод 206, сформированный на контактном слое и второй электрод 207, сформированный на полупроводниковой подложке. Замкнутая канавка 208 может, например, иметь прямоугольное сечение , как это показано на чертежах, однако форма ее сечения в значительной степени будет зависеть от способа глубокого травления кремния.
Способ изготовления ЛФД, изображенного на фиг. 2, проиллюстрирован фигурами 2А, 2B, 2C, 2D и 2E и заключается в последовательном выполнении следующих операций:
На кремниевую подложку 201 наносят слой умножения 202 того же типа проводимости, что и подложка (фиг.2А).
На поверхности слоя умножения 202 вытравливают замкнутую канавку 208 на глубину, равную или большую толщины слоя умножения, но меньшую суммарной толщины подложки и слоя умножения для формирования внутри нее фотодетектора и заполняют эту канавку сильнолегированным поликристаллическим кремнием с таким же типом проводимости, как у слоя умножения 202. (фиг.2В).
На поверхности слоя умножения 202 внутри замкнутой канавки 208 формируют одну или несколько областей лавинного усилителя 203 путем создания контактного слоя 205 за счет легирования слоя умножения 202 примесью противоположного к слою умножения типа проводимости, образуя при этом область фотопреобразователя 204за пределами лавинного усилителя 203 (фиг.2C).
На контактном слое формируют первый электрод 206 (фиг.2D).
На полупроводниковой подложке 201 формируют второй электрод 207 (фиг.2E).
Примером изготовления ЛФД, изображенного на фиг.2, является способ, при котором на кремниевую подложку 201 p+ - типа с концентрацией примеси более 1018 см-3, методом эпитаксии наращивают слой умножения 202, выполненный из кремния p-типа с концентрацией примеси в 1015-1017 см-3 толщиной 5-7 мкм. Далее на поверхности слоя умножения 202 вытравливают замкнутую канавку 208 шириной от 1,5 до 2,0 мкм на глубину, равную или большую толщины слоя умножения, но меньшую суммарной толщины подложки и слоя умножения для формирования внутри нее фотодетектора и заполняют эту канавку сильнолегированным поликристаллическим кремнием с таким же типом проводимости, как у слоя умножения 202. Лавинный усилитель 203 выполняют путем нанесения на слой умножения 202контактного слоя 205, изготовленного с использованием диффузии примеси n-типа с концентрацией более 1018 см-3 на глубину 0.5-1.0 мкм. На поверхности контактного слоя 205 формируют первый электрод 206, а на нижней поверхности подложки201второй электрод 207, выполняемые в видепленки алюминия толщиной 0,5-1,0 мкм.
Особенностью работы варианта фотодетектора, изображенного на фиг. 2, снабженного замкнутой канавкой по периметру границы слоя умножения, является подавление подтока паразитных носителей заряда как темновых, так и световых, попадающих в лавинный усилитель прибора из соседних с ним областей. Для эффективного подавления таких паразитных токов канавка глубиной превышающей толщину слоя умножения заполнена сильнолегированным поликристаллическим кремнием с таким же типом проводимости, как у слоя умножения. Результатом уменьшения темнового тока ЛФД является дополнительное улучшение пороговой чувствительности.
В остальном этот вариант ЛФД работает аналогично варианту, изображенному на фиг. 1.
На фиг. 3 схематически изображен поперечный разрез третьего варианта заявляемого ЛФД, содержащего полупроводниковую подложку 301, слой умножения 302, нанесенный на всю поверхность полупроводниковой подложки, контактный слой 305, нанесенный на часть слоя умножения 302, с образованием в слое умножения, по меньшей мере, области одного лавинного усилителя 303 и области фотопреобразователя 304, расположенного за пределами лавинного усилителя, замкнутую канавку 308 шириной от 1,5 до 2,0 мкм с глубиной, равной или большей толщины слоя умножения, но меньшей суммарной толщины подложки и слоя умножения и заполненную сильнолегированным поликристаллическим кремнием с таким же типом проводимости, как у слоя умножения, внутри которой размещаются лавинные усилители и фотопреобразователь, слой диэлектрика 309, заполняющий часть области фотопреобразователя 304, стравленную на глубину, меньшую толщины слоя умножения, слой высокоомного материала 310 сформированный на контактном слое 305в области лавинного усилителя, прозрачный электрод 311, сформированный на поверхности слоя высокоомного материала310и слоя диэлектрика309 и второй электрод 307, сформированный на полупроводниковой подложке. Как и в описанном выше варианте фотодетектора канавка 308 может, например, иметь прямоугольное сечение , как это показано на чертежах, однако форма ее сечения в значительной степени будет зависеть от способа глубокого травления кремния.
Способ изготовления фотодетектора, изображенного на фиг. 3, проиллюстрирован фигурами 3А, 3B, 3C, 3D, 3E, 3F, 3G, 3H, и заключается в последовательном выполнении следующих операций:
На кремниевую подложку 301 наносят слой умножения 302 того же типа проводимости, что и подложка (фиг.3А).
На поверхности слоя умножения 302 вытравливают замкнутую канавку 308 на глубину, равную или большую толщины слоя умножения, но меньшую суммарной толщины подложки и слоя умножения для формирования внутри нее фотодетектора и заполняют эту канавку сильнолегированным поликристаллическим кремнием с таким же типом проводимости, как у слоя умножения 202 (фиг.2B).
На поверхности слоя умножения формируют одну или несколько областей лавинного усилителя 303 путем создания контактного слоя 305 за счет легирования слоя умножения 302 примесью противоположного к слою умножения типа проводимости, и образования при этом области фотопреобразователя 304за пределами области лавинного усилителя 303 (фиг.3C).
Область фотопреобразователя 304 за пределами области лавинного усилителя 303 травят на глубину от 0,5 до 2,5 мкм, но меньшую толщины слоя умножения 302 (фиг.3D).
На стравленную часть области фотопреобразователя 304 осаждают слой диэлектрика 309 таким образом, чтобы он заполнил всю стравленную область фотопреобразователя 304 (фиг.3E).
На контактном слое 305в области лавинного усилителя 303формируют слой высокоомного материала 310(фиг.3F).
На поверхности слоя высокоомного материала310и слоя диэлектрика309формируют прозрачный электрод 311 (фиг.3G).
На поверхности полупроводниковой подложки 301формируют второй электрод 307 (фиг.3H).
Примером изготовления ЛФД, изображенного на фиг.3 является способ, при котором на кремниевую подложку 301 p+ - типа с концентрацией примеси более 1018 см-3, методом эпитаксии наращивают слой умножения 302, выполненный из кремния p-типа с концентрацией примеси в 1015-1017 см-3 толщиной 5 - 7 мкм. Далее на поверхности слоя умножения 302 вытравливают замкнутую канавку 308 шириной от 1,5 до 2,0 мкм на глубину, равную или большую толщины слоя умножения, но меньшую суммарной толщины подложки и слоя умножения для формирования внутри нее фотодетектора и заполняют эту канавку сильнолегированным поликристаллическим кремнием с таким же типом проводимости, как у слоя умножения 302. Лавинный усилитель 303 выполняют путем нанесения на слой умножения 302 контактного слоя 305, изготовленного с использованием диффузии примеси n-типа с концентрацией более 1018 см-3 на глубину 0.5-1.0 мкм. Стравливают слой фотопреобразователя 304 за пределами лавинного усилителя 303 на глубину, меньшую толщины слоя умножения 302и проводят процесс заполнения стравленной части слоя фотопреобразователя слоем диэлектрика 309, так, чтобы внешняя граница слоя диэлектрика совпадала с внешней границей контактного слоя 305. Область фотопреобразователя 304, может стравливаться, в частности, на глубину порядка 1,5-2,5 мкм. На поверхности контактного слоя 305 формируют слой высокоомного материала 310 в видепленки высокоомного поликристаллического кремния толщиной порядка 100 нм и далее на всю внешнюю поверхность высокоомного слоя и слоя диэлектрика осаждают прозрачный электрод311в виде пленки ITO или AZO толщиной 100-200 нм. В заключение на нижней поверхности подложки 301осаждаютвторой электрод 307, выполненный в видепленки алюминия толщиной 0,5-1,0 мкм.
Положительное напряжение, прикладываемое к прозрачному электроду 311 относительно электрода 307, варианта ЛФД, представленного на фиг.3, создает в области умножения 302 лавинного усилителя электрическое поле с напряженностью, достаточной для развития в этой области процесса ударной ионизации, приводящей к умножению свободных носителей. В тоже время фотоэлектроны, возникающие в области фотопреобразователя 304, двигаются в сторону области умножения 302 под действием суперпозиции полей, одно из которых проникает из лавинного усилителя, а другое формируется под прозрачным электродом 311, нанесенным на слой диэлектрика 309. Тем самым реализуется эффективный перенос сигнальных фотоносителей в лавинный усилитель и соответственно достигается высокая пороговая чувствительность прибора.
При этом в данной конструкции за счет расположения областей умножения 302 и генерации фотоносителей 304 на разных уровнях уменьшается вероятность паразитной оптической связи, когда фотон, излучаемый горячим носителем заряда при лавинном умножении в одном усилителе, инициирует процесс лавинного умножения в соседнем усилителе. Вызванный этим эффектом избыточный шум, ухудшающий пороговую чувствительность ЛФД со значительным количеством лавинных усилителей , дополнительно снижается за счет отражения паразитных фотонов от границ с диэлектриком 309, расположенным между лавинными усилителями.
Слой высокоомного материала 310, расположенный на поверхности контактного слоя 305 лавинного усилителя обеспечивает отрицательную обратную связи при формировании лавины и позволяет реализовывать высокие коэффициенты умножения, в частности при работе в т.н. Гейгеровском режиме.
Результатом всех конструктивных и технологических мер, предпринятых в варианте ЛФД, представленного на фиг.3, по улучшению его пороговой чувствительности, явилось, в частности, создание прибора с многоканальным усилением, имеющего уникальный набор рабочих параметров, из которых важнейшим является в несколько раз более высокая пороговая чувствительность, чем у ЛФД известных из уровня техники в условиях фоновых засветок, характерных для работы автомобильных лидаров. Детальное описание преимуществ заявленного технического решения изложено в статье авторов изобретения: D.A. Shushakov, S.V. Bogdanov, N.A. Kolobov, E.V. Levin, Y.I. Pozdnyakov, T.V. Shpakovskiy, V.E. Shubin, K.Y. Sitarsky, R.A. Torgovnikov, "Thenew-typesiliconphotomultiplierforToFLIDARandotherpulsedetectingapplications," Proc. SPIE 10817, Optoelectronic Imaging and Multimedia Technology V, 108170J (8 November 2018); doi: 10.1117/12.2505120 (https://www.researchgate.net/publication/328836757_The_new-type_silicon_photomultiplier_for_ToF_LIDAR_and_other_pulse_detecting_applications).

Claims (52)

1. Способ изготовления лавинного фотодетектора, включающий следующие операции:
- на всей поверхности полупроводниковой подложки формируют слой умножения;
- на части верхней поверхности слоя умножения формируют контактный слой по меньшей мере одного лавинного усилителя, образуя за пределами этого контактного слоя область фотопреобразователя;
- на контактном слое формируют первый прозрачный электрод;
- на нижней поверхности полупроводниковой подложки формируют второй электрод.
2. Способ изготовления лавинного фотодетектора, включающий следующие операции:
- на всей поверхности полупроводниковой подложки формируют слой умножения;
- на поверхности слоя умножения вытравливают замкнутую канавку на глубину, равную или большую толщины слоя умножения, но меньшую суммарной толщины подложки и слоя умножения для формирования внутри нее фотодетектора;
- заполняют замкнутую канавку сильнолегированным поликристаллическим кремнием с таким же типом проводимости, как у слоя умножения;
- на части верхней поверхности слоя умножения, ограниченной вышеупомянутой замкнутой канавкой, формируют контактный слой по меньшей мере одного лавинного усилителя, образуя за пределами этого контактного слоя область фотопреобразователя;
- на контактном слое формируют первый прозрачный электрод;
- на нижней поверхности полупроводниковой подложки формируют второй электрод.
3. Способ изготовления лавинного фотодетектора, включающий следующие операции:
- на всей поверхности полупроводниковой подложки формируют слой умножения;
- на поверхности слоя умножения вытравливают замкнутую канавку на глубину, равную или большую толщины слоя умножения, но меньшую суммарной толщины подложки и слоя умножения для формирования внутри нее фотодетектора;
- заполняют замкнутую канавку сильнолегированным поликристаллическим кремнием с таким же типом проводимости, как у слоя умножения;
- на части верхней поверхности слоя умножения, ограниченной вышеупомянутой замкнутой канавкой, формируют контактный слой по меньшей мере одного лавинного усилителя, образуя за пределами этого контактного слоя область фотопреобразователя;
- за пределами контактного слоя в области фотопреобразователя стравливают слой умножения на глубину, меньшую его толщины;
- на стравленную поверхность слоя умножения наносят слой диэлектрика толщиной, равной глубине травления слоя умножения в области фотопреобразователя;
- на поверхности контактного слоя и слоя диэлектрика наносят первый электрод из прозрачного материала;
- на нижней поверхности полупроводниковой подложки формируют второй электрод.
4. Способ по пп. 1-3, отличающийся тем, что полупроводниковую подложку выполняют из низкоомного материала.
5. Способ по пп. 1-4, отличающийся тем, что подложку и слой умножения выполняют из одинакового полупроводникового материала.
6. Способ по пп. 1-5, отличающийся тем, что слой умножения на поверхности подложки формируют методом эпитаксии.
7. Способ по пп. 1-6, отличающийся тем, что контактный слой выполняют путем легирования слоя умножения примесью, образующей слой с типом проводимости, противоположным тому, который имеет слой умножения.
8. Способ по пп. 2-7, отличающийся тем, что замкнутую канавку выполняют шириной от 1,5 до 2,0 мкм.
9. Способ по пп. 3-8, отличающийся тем, что до нанесения первого электрода на контактный слой лавинного усилителя наносят высокоомный слой.
10. Лавинный фотодетектор, изготовленный по способу согласно п. 1, содержащий:
- полупроводниковую подложку;
- слой умножения, нанесенный на всю поверхность полупроводниковой подложки;
- контактный слой, нанесенный на часть слоя умножения с образованием в слое умножения области по меньшей мере одного лавинного усилителя и области фотопреобразователя за пределами контактного слоя;
- первый прозрачный электрод, сформированный на контактном слое;
- второй электрод, сформированный на нижней поверхности полупроводниковой подложки.
11. Лавинный фотодетектор, изготовленный по способу согласно п. 2, содержащий:
- полупроводниковую подложку;
- слой умножения, нанесенный на всю поверхность полупроводниковой подложки;
- контактный слой, нанесенный на часть слоя умножения с образованием в слое умножения, по меньшей мере, области одного лавинного усилителя и области фотопреобразователя;
- замкнутую канавку с глубиной, равной или большей толщины слоя умножения, но меньшей суммарной толщины подложки и слоя умножения, заполненную сильнолегированным поликристаллическим кремнием с таким же типом проводимости, как у слоя умножения, внутри которой размещаются лавинные усилители и фотопреобразователь;
- первый прозрачный электрод, сформированный на контактном слое;
- второй электрод, сформированный на нижней поверхности полупроводниковой подложки.
12. Лавинный фотодетектор по п. 11, отличающийся тем, что замкнутая канавка выполнена шириной от 1,5 до 2,0 мкм.
13. Лавинный фотодетектор, изготовленный по способу согласно пп. 3, 9 содержащий:
- полупроводниковую подложку;
- слой умножения, нанесенный на всю поверхность полупроводниковой подложки;
- замкнутую канавку с глубиной, равной или большей толщины слоя умножения, но меньшую суммарной толщины подложки и слоя умножения, заполненную сильнолегированным поликристаллическим кремнием с таким же типом проводимости, как у слоя умножения, внутри которой размещаются лавинные усилители и фотопреобразователь;
- контактный слой, нанесенный на часть слоя умножения с образованием в слое умножения, по меньшей мере, области одного лавинного усилителя и области фотопреобразователя за пределами контактного слоя;
- слой диэлектрика, которым заполнена вся область фотопреобразователя слоя умножения, стравленная за пределами контактного слоя на глубину, меньшую толщины области фотопреобразователя;
- высокоомный слой на поверхности контактного слоя лавинного усилителя;
- первый электрод, выполненный из прозрачного материала и нанесенный на поверхность высокоомного слоя и слоя диэлектрика;
- второй электрод, сформированный на нижней поверхности полупроводниковой подложки.
14. Лавинный фотодетектор по п. 13, отличающийся тем, что замкнутая канавка выполнена шириной от 1,5 до 2,0 мкм.
15. Лавинный фотодетектор по пп. 13, 14, отличающийся тем, что толщина слоя диэлектрика, которым заполнена вся область фотопреобразователя, составляет 0,5-2,5 мкм.
RU2019106925A 2019-03-12 2019-03-12 Лавинный фотодетектор (варианты) и способ его изготовления (варианты) RU2732695C1 (ru)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019106925A RU2732695C1 (ru) 2019-03-12 2019-03-12 Лавинный фотодетектор (варианты) и способ его изготовления (варианты)
KR1020217028097A KR20210141476A (ko) 2019-03-12 2020-03-04 눈사태형 광검출기(변형물) 및 그 제조 방법(변형)
EP20769812.7A EP3939094A4 (en) 2019-03-12 2020-03-04 AVALANCHE PHOTODETECTOR (VARIANTS) AND PROCESS FOR ITS MANUFACTURE (VARIANTS)
IL285678A IL285678B2 (en) 2019-03-12 2020-03-04 Photoglay of the avalanche type (variants) and a method for producing it (variants)
PCT/RU2020/050038 WO2020185125A2 (en) 2019-03-12 2020-03-04 Avalanche photodetector (variants) and method for manufacturing the same (variants)
CN202080020508.1A CN113574681B (zh) 2019-03-12 2020-03-04 雪崩光电探测器(变型)及其制造方法(变型)
JP2021555093A JP7421233B2 (ja) 2019-03-12 2020-03-04 アバランシェ光検出器（変形形態）およびこれを製造するための方法（変形形態）
US17/432,913 US20220190183A1 (en) 2019-03-12 2020-03-04 Avalanche photodetector (variants) and method for manufacturing the same (variants)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019106925A RU2732695C1 (ru) 2019-03-12 2019-03-12 Лавинный фотодетектор (варианты) и способ его изготовления (варианты)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2732695C1 true RU2732695C1 (ru) 2020-09-21

Family

ID=72425925

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019106925A RU2732695C1 (ru) 2019-03-12 2019-03-12 Лавинный фотодетектор (варианты) и способ его изготовления (варианты)

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20220190183A1 (ru)
EP (1) EP3939094A4 (ru)
JP (1) JP7421233B2 (ru)
KR (1) KR20210141476A (ru)
CN (1) CN113574681B (ru)
IL (1) IL285678B2 (ru)
RU (1) RU2732695C1 (ru)
WO (1) WO2020185125A2 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1823725A1 (ru) * 1991-03-26 1997-02-27 Институт электроники АН БССР Лавинный фотодетектор
US7829915B2 (en) * 2008-06-19 2010-11-09 National Central University Avalanche photodiode
US9035410B2 (en) * 2006-11-27 2015-05-19 The Boeing Company Avalanche photodiode detector
RU2641620C1 (ru) * 2016-09-20 2018-01-18 Общество с ограниченной ответственностью "ДЕтектор Фотонный Аналоговый" Лавинный фотодетектор

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6233482A (ja) * 1985-08-07 1987-02-13 Mitsubishi Electric Corp アバランシエホトダイオ−ド
US6384462B1 (en) * 2000-12-06 2002-05-07 Nova Crystals, Inc. Planar hetero-interface photodetector
US6583482B2 (en) * 2000-12-06 2003-06-24 Alexandre Pauchard Hetero-interface avalance photodetector
US7899339B2 (en) * 2002-07-30 2011-03-01 Amplification Technologies Inc. High-sensitivity, high-resolution detector devices and arrays
WO2006135683A2 (en) * 2005-06-10 2006-12-21 Amplification Technologies, Inc. High sensitivity, high resolution detector devices and arrays
US7863647B1 (en) * 2007-03-19 2011-01-04 Northrop Grumman Systems Corporation SiC avalanche photodiode with improved edge termination
US7652257B2 (en) * 2007-06-15 2010-01-26 General Electric Company Structure of a solid state photomultiplier
US8368159B2 (en) * 2011-07-08 2013-02-05 Excelitas Canada, Inc. Photon counting UV-APD
CN103077996A (zh) * 2013-02-08 2013-05-01 中国科学院半导体研究所 一种雪崩光电探测器和提高雪崩光电探测器高频特性的方法
US9397243B2 (en) * 2013-07-23 2016-07-19 Sifotonics Technologies Co., Ltd. Ge—Si avalanche photodiode with silicon carrier-energy-relaxation layer and edge electric field buffer region
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
CN105576072B (zh) * 2016-01-25 2018-02-23 武汉光电工业技术研究院有限公司 低噪声雪崩光电探测器及其制备方法
CN106299015B (zh) * 2016-09-23 2017-11-21 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种采用低维量子点倍增层的半导体雪崩光电探测器
CN206574724U (zh) * 2017-03-06 2017-10-20 北京世纪金光半导体有限公司 一种紫外雪崩光电二极管探测器
CN106784054A (zh) * 2017-03-06 2017-05-31 北京世纪金光半导体有限公司 一种紫外雪崩光电二极管探测器及其探测方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1823725A1 (ru) * 1991-03-26 1997-02-27 Институт электроники АН БССР Лавинный фотодетектор
US9035410B2 (en) * 2006-11-27 2015-05-19 The Boeing Company Avalanche photodiode detector
US9570647B2 (en) * 2006-11-27 2017-02-14 The Boeing Company Avalanche photodiode detector
US7829915B2 (en) * 2008-06-19 2010-11-09 National Central University Avalanche photodiode
RU2641620C1 (ru) * 2016-09-20 2018-01-18 Общество с ограниченной ответственностью "ДЕтектор Фотонный Аналоговый" Лавинный фотодетектор

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210141476A (ko) 2021-11-23
WO2020185125A3 (en) 2020-10-22
US20220190183A1 (en) 2022-06-16
WO2020185125A2 (en) 2020-09-17
CN113574681A (zh) 2021-10-29
IL285678B2 (en) 2024-03-01
EP3939094A4 (en) 2022-12-28
JP7421233B2 (ja) 2024-01-24
IL285678A (en) 2021-10-31
EP3939094A2 (en) 2022-01-19
IL285678B1 (en) 2023-11-01
JP2022524556A (ja) 2022-05-06
CN113574681B (zh) 2024-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9773930B2 (en) Integrated circuit with reflective material in trenches and related methods
US10411051B2 (en) Coplanar electrode photodiode array and manufacturing method thereof
CN110416335A (zh) 硅基近红外单光子雪崩二极管探测器及其制作方法
RU2641620C1 (ru) Лавинный фотодетектор
CN108231946B (zh) 一种单光子雪崩二极管探测器结构及其制造方法
JP7319743B2 (ja) 単一光子アバランシェダイオード装置
CN110326116A (zh) 半导体结构及其制造
RU2731665C1 (ru) Лавинный фотодетектор (варианты) и способ его изготовления (варианты)
RU2732695C1 (ru) Лавинный фотодетектор (варианты) и способ его изготовления (варианты)
RU2732694C1 (ru) Лавинный фотодетектор (варианты) и способ его изготовления (варианты)
CN216488097U (zh) 一种雪崩光电探测器
KR20220062014A (ko) 검출 매개변수를 개선한 후면 조명 광학 센서의 제조 방법
CN116230800A (zh) 一种近红外单光子阵列探测器及其制备方法