TW201440241A - 具有加偏壓深溝渠隔離之增強光子偵測裝置 - Google Patents

具有加偏壓深溝渠隔離之增強光子偵測裝置 Download PDF

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Abstract

一種光子偵測裝置包括具有安置在半導體材料之一第一區中的一平面接面之一光電二極體。一深溝渠隔離(DTI)結構安置在該半導體材料中。該DTI結構使該DTI結構之一側上的該半導體材料之該第一區與該DTI結構之另一側上的該半導體材料之一第二區相隔離。該DTI結構包括加襯在該DTI結構之一內側表面之一介電層及安置在該DTI結構內側之該介電層上之經摻雜半導體材料。安置在該DTI結構內側之該經摻雜半導體材料耦合至一偏壓電壓，以使該半導體材料之該第一區中之該光電二極體與該半導體材料之該第二區相隔離。

Description

具有加偏壓深溝渠隔離之增強光子偵測裝置
本發明大體上係關於光電二極體，且更具體言之，本發明係針對用於光子感測器中之光電二極體。
影像捕獲裝置包括影像感測器及成像透鏡。該成像透鏡將光聚焦至影像感測器上以形成影像，且影像感測器將光轉換成電信號。將電信號自影像捕獲裝置輸出至主機電子系統之其他組件。該電子系統可為例如行動電話、電腦、數位相機或醫療裝置。
存在減小影像感測器之大小之持續需求，其導致具有相同解析度之影像感測器之較小像素單元。可用於影像感測器中或光偵測器中之一種類型之光電偵測器為單光子突崩二極體(SPAD)。SPAD通常需要保護環或隔離來克服鄰近像素之間的過早邊緣擊穿及干擾之問題。形成保護環或隔離之已知設計增加每一像素單元之面積且犧牲填充因子。此外，因為影像感測器經小型化，因此其中所含之像素單元遭受增加之暗電流速率。
100‧‧‧光子感測系統
102‧‧‧像素陣列
104‧‧‧讀出電路
105‧‧‧計數器電路
106‧‧‧功能邏輯
107‧‧‧時間轉數位轉換器(TDC)電路
108‧‧‧控制電路
110‧‧‧像素單元
112‧‧‧讀出行
210‧‧‧光子偵測裝置
214‧‧‧光電二極體
216‧‧‧半導體材料
216A‧‧‧第一區
216B‧‧‧第二區
218‧‧‧淬熄電路
220‧‧‧光
222A‧‧‧深溝渠隔離(DTI)結構
222B‧‧‧深溝渠隔離(DTI)結構
222C‧‧‧深溝渠隔離(DTI)結構
224A‧‧‧介電層
224B‧‧‧介電層
224C‧‧‧介電層
226A‧‧‧經摻雜多晶矽
226B‧‧‧經摻雜多晶矽
226C‧‧‧經摻雜多晶矽
228‧‧‧背側
230A‧‧‧金屬
230B‧‧‧金屬
230C‧‧‧金屬
232‧‧‧偏壓電壓
234‧‧‧偏壓電壓
238‧‧‧電壓
240‧‧‧平面接面
242‧‧‧P摻雜區
244‧‧‧N摻雜區
246A‧‧‧P+加偏壓節點
246B‧‧‧P+加偏壓節點
248‧‧‧電子
302‧‧‧光子感測器
314A‧‧‧光電二極體
314B‧‧‧光電二極體
314C‧‧‧光電二極體
314D‧‧‧光電二極體
316‧‧‧半導體材料
322‧‧‧加偏壓DTI結構
342A‧‧‧P摻雜半導體材料
342B‧‧‧P摻雜半導體材料
342C‧‧‧P摻雜半導體材料
342D‧‧‧P摻雜半導體材料
344A‧‧‧N摻雜半導體材料
344B‧‧‧N摻雜半導體材料
344C‧‧‧N摻雜半導體材料
344D‧‧‧N摻雜半導體材料
346‧‧‧共用加偏壓節點
參考下圖來描述本發明之非限制且非詳盡實施例，其中除非另有指定，否則相同參考標號在各個視圖中始終指代相同部分。
圖1為說明根據本發明教示之具有實例光子感測器之光子感測系 統之一項實例的圖，該實例光子感測器包括具有加偏壓深溝渠隔離之增強光子偵測裝置。
圖2為說明根據本發明教示之具有加偏壓深溝渠隔離之增強光子偵測裝置之一項實例的橫截面圖。
圖3說明根據本發明教示之包括具有加偏壓深溝渠隔離之增強光子偵測裝置之光子感測器302之一項實例之一部分的自上而下視圖。
對應參考字符在圖式之若干視圖中始終指示對應組件。熟習此項技術者將瞭解，圖中之元件係出於簡單性及清楚性而說明，且不一定按比例繪製。舉例而言，圖中之元件中之一些之尺寸可相對於其他元件而放大，以幫助改良對本發明之各種實施例之理解。並且，通常不描繪商業上可行實施例中有用或必要之常見但眾所周知之元件，以便促進本發明之此等各種實施例之較清楚檢視。
在以下描述中，陳述大量具體細節以便提供對本發明之全面理解。然而，熟習此項技術者將明白，無需使用特定細節來實踐本發明。在其他例子中，未詳細描述眾所周知之材料或方法，以免混淆本發明。
本說明書中對「一項實施例」、「一實施例」、「一項實例」或「一實例」之參考意味著結合該實施例或實例而描述之特定特徵、結構或特性包括於本發明之至少一項實施例中。因此，短語「在一項實施例中」、「在一實施例中」、「一項實例」或「一實例」在本說明書中各個地方之出現不一定全部指代同一實施例或實例。此外，特定特徵、結構或特性可在一或多項實施例或實例中以任何合適組合及/或子組合來組合。特定特徵、結構或特性可包括在提供所描述功能性之積體電路、電子電路、組合式邏輯電路或其他合適組件中。另外，將瞭解，隨之提供之圖係出於向熟習此項技術者進行闡釋之目的，且圖 式不一定按比例繪製。
根據本發明教示之實例描述根據本發明教示之包括具有加偏壓深溝渠隔離之增強光子偵測裝置之光子感測器。在一項實例中，加偏壓深溝渠隔離結構為電容型隔離結構。如將展示，在各種實例中，根據本發明教示之光子偵測裝置利用P增強單光子突崩二極體(SPAD)結構而無所需之保護環。另外，在各種實例中，根據本發明之教示，包括加偏壓深溝渠隔離(DTI)結構，以在與已知隔離技術比較時使用小得多的面積來提供隔離，此允許在光子感測器中將像素更加靠近地置放在一起。在一項實例中，根據本發明之教示，用多晶矽形成DTI，且可對DTI加偏壓以減少SPAD之光收集區域中之暗電流。此外，根據本發明教示對加偏壓DTI之利用允許SPAD與其淬熄電路分離，且允許SPAD及淬熄電路之井在不同電壓下加偏壓。
為了說明，圖1為大體上展示根據本發明教示之包括具有像素單元110之實例像素陣列102之光子感測系統100之一項實例的圖，該像素單元110包括具有加偏壓深溝渠隔離之增強光子偵測裝置。在一項實例中，像素單元110中之光子偵測裝置為背側照明的。在另一實例中，像素單元110中之光子偵測裝置為前側照明的。如所描繪之實例中所示，像素陣列102為光子偵測器或像素單元110之二維(2D)陣列(例如，像素P1、P2、...、Pn)。如所說明，每一像素110佈置成列(例如，列R1至Ry)及行(例如，行C1至Cx)以獲取光子資料。在另一實例中，將瞭解，根據本發明之教示，像素陣列102可為包括一列光子偵測器或像素單元110之一維(1D)陣列。
在一項實例中，每一像素110將光子事件轉換為數位信號脈衝。在各種實例中，如圖所示，可經由讀出行112，藉由讀出電路104讀出來自每一像素110之光子資料。在各種實例中，讀出電路104包括計數器電路105，其經耦合以接收用以對光子事件進行計數之光子資料， 其在自每一像素110接收之數位信號脈衝中指示。在各種實例中，讀出電路104亦可包括時間轉數位轉換器(TDC)電路107，其耦合至計數器電路105，以記錄與自每一像素110接收到之光子資料中之光子事件相關聯的光子時序資訊。在一項實例中，接著將在一項實例中包括計數及時序資訊之光子資料傳送至功能邏輯106。功能邏輯106可簡單地儲存光子資料，或可甚至藉由執行後處理及/或分析來操縱光子資料。在一項實例中，讀出電路104可在一時間沿讀出行線(所說明)讀出一列光子資料，或可使用多種其他技術(未說明)(例如，串列讀出或所有像素同時之全並列讀出)來讀出光子資料。
在一項實例中，控制電路108耦合至像素陣列102，以控制像素陣列102之操作特性。舉例而言，控制電路108可產生用於控制光子資料獲取之快門信號。在一項實例中，快門信號為用於同時啟用像素陣列102內之所有像素以在單個獲取窗期間同時捕獲其相應光子資料之全域快門信號。
圖2為說明根據本發明教示之具有加偏壓深溝渠隔離結構之增強光子偵測裝置210之一項實例的橫截面圖。在一項實例中，圖2之光子偵測裝置210可用於圖1之像素陣列102之像素單元110中。如圖2之實例中所示，光子偵測裝置210包括光電二極體214，其具有安置在半導體材料216之第一區216A中之平面接面240。在所描繪之實例中，光電二極體214為單光子突崩二極體(SPAD)，其具有界定於P型半導體材料216中之光電二極體214之P摻雜區242與N摻雜區244之間的平面接面240處之擊穿接面，如圖所示。在一項實例中，根據本發明之教示，P摻雜區242可被視為P增強摻雜區。
如所說明之實例中所示，光子偵測裝置210亦包括一或多個深溝渠隔離(DTI)結構222A、222B及222C，其安置在半導體材料216中。如圖2中所示，每一DTI結構222A、222B及222C加襯有薄介電層。在 一項實例中，薄介電層包括二氧化矽(SiO2)，或另一合適絕緣材料。明確言之，實例圖2展示DTI結構222A包括加襯在DTI結構222A之內側表面之薄介電層224A，DTI結構222B包括加襯在DTI結構222B之內側表面之薄介電層224B，且DTI結構222C包括加襯在DTI結構222C之內側表面之薄介電層224C。
另外，每一DTI結構222A、222B及222C填充有輕摻雜半導體材料。舉例而言，實例圖2展示DTI結構222A在介電層224A上填充有經摻雜多晶矽226A，DTI結構222B在介電層224B上填充有經摻雜多晶矽226B，且DTI結構222C在介電層224C上填充有經摻雜多晶矽226C。
圖2中所描繪之實例亦展示每一DTI結構226A、226B及226C以偏壓232加偏壓。明確言之，實例圖2展示DTI結構222A藉由金屬230A耦合至偏壓電壓232，DTI結構222B藉由金屬230B耦合至偏壓電壓232，且DTI結構222C藉由金屬230C耦合至偏壓電壓232。注意，在如所描述每一DTI結構222A、222B及222C均填充有藉由薄介電層與半導體材料分開之經摻雜半導體材料之情況下，提供電容型隔離結構。
在操作中，將瞭解，加偏壓DTI結構222A、222B及222C提供相應加偏壓DTI結構之相對側上之半導體材料216之區之間的隔離。為了說明，根據本發明之教示，加偏壓DTI結構222B將位於圖2中之加偏壓DTI結構222B之左手側上的半導體材料216之第一區216A與位於圖2中之加偏壓DTI結構222B之右手側上的半導體材料216之第二區216B隔離。將瞭解，加偏壓之DTI結構222A、222B及222C與其他已知摻雜井隔離解決方案相比需要小得多之面積。因此，根據本發明之教示，在具有加偏壓DTI結構222A、222B及222C之半導體材料216中，可將複數個光電二極體214置放成彼此更靠近。在一項實例中，根據本發明之教示，對加偏壓DTI結構222A、222B及222C加偏壓， 以控制或減少光電二極體214之光收集區域中之暗電流。在一項實例中，注意，根據本發明之教示，可進一步摻雜恰好與加偏壓DTI結構相對之半導體材料，以進一步減少暗電流。
如所描繪之實例中所示，適於用被引導穿過半導體材料216背側228之光220來照明光電二極體214。在另一實例(未圖示)中，將瞭解，可適於用被引導穿過半導體材料216前側之光220來照明光電二極體214。在圖2中所描繪之實例中，提供P增強SPAD光電二極體214，其具有相對較大之P摻雜區域，光220自背側228被引導穿過該區域。P增強SPAD光電二極體214之擊穿接面被界定於P摻雜區242與N摻雜區244之間的平面PN接面240處。在一項實例中，N摻雜矽區244中之摻雜密度朝N摻雜矽區244之邊緣逐漸減小，此有助於減少在平面PN接面240之邊緣處發生擊穿。在操作中，平面PN接面240被反向偏壓。在所說明之實例中，半導體材料216之第一區216A經耦合以經由P+加偏壓節點246A在偏壓電壓-Vopt 234下加偏壓，且N摻雜區244經耦合以在電壓Vdd 238下加偏壓。因此，在所說明之實例中，SPAD上之反向偏壓為Vdd+Vopt。因此，根據本發明之教示，用穿過半導體材料216之背側228進入之光220產生之電子248可漂移經過如圖所示之第一區216A之相對較大之P摻雜區域到達反向加偏壓之平面PN接面240，以觸發P增強SPAD光電二極體214中之擊穿。
在圖2中所描繪之實例中，淬熄電路218安置在半導體材料216之第二區216B中，第二區216B藉由加偏壓DTI結構226B與半導體材料216之第一區216A隔離，如所論述。淬熄電路218耦合至P增強SPAD光電二極體214以限制P增強SPAD光電二極體214中之突崩電流。然而，根據本發明之教示，藉由以加偏壓DTI結構226B提供之隔離，使P增強SPAD光電二極體214之高場區與淬熄電路218隔離。
將瞭解，圖2中所示之增強光子偵測裝置210之另一特徵係利用 加偏壓DTI結構226B來將P增強SPAD光電二極體214與淬熄電路218隔離，半導體材料216之P摻雜區216A及216B可在不同電壓下加偏壓。為了說明，如圖2中所描繪之實例中所示，半導體材料216之其中安置P增強SPAD光電二極體214之第一區216A藉由P+加偏壓節點246A耦合至負電壓-Vopt 234。半導體材料216之其中安置淬熄電路218之第二區216B藉由P+加偏壓節點246B耦合至接地GND，且P增強SPAD光電二極體214之N摻雜區244經耦合以在電壓Vdd 238下加偏壓，如圖所示。因此，根據本發明之教示，P增強SPAD光電二極體214上之反向偏壓為Vdd+Vopt，且P增強SPAD光電二極體214之輸出信號與淬熄電路218之操作電壓相容。
圖3說明展示根據本發明教示之包括具有加偏壓深溝渠隔離之增強光子偵測裝置之實例光子感測器302之一項實例之背側部分的自下而上視圖。如所描繪之實例中所示，光子感測器302包括安置在半導體材料316中之複數個光電二極體314A、314B、314C及314D。在一項實例中，圖3中所說明之該複數個光電二極體314A、314B、314C及314D中之每一者大體上類似於上文在圖2中描述之P增強SPAD光電二極體214。因此，光電二極體314A包括界定於P摻雜半導體材料342A與N摻雜半導體材料344A之間的平面接面，光電二極體314B包括界定於P摻雜半導體材料342B與N摻雜半導體材料344B之間的平面接面，光電二極體314C包括界定於P摻雜半導體材料342C與N摻雜半導體材料344C之間的平面接面，且光電二極體314D包括界定於P摻雜半導體材料342D與N摻雜半導體材料344D之間的平面接面。
如所描繪之實例中所示，光子感測器302亦包括加偏壓DTI結構322，其大體上類似於圖2之加偏壓DTI結構222A、222B及222C。在圖3中所描繪之實例中，根據本發明之教示，如圖所示，加偏壓DTI結構322佈置在半導體材料316中且在半導體材料316中加偏壓，以隔 離每一P增強SPAD光電二極體314A、314B、314C及314D之高場區。明確言之，根據本發明之教示，加偏壓DTI結構322佈置在半導體材料316中，使得P增強SPAD光電二極體314A、314B、314C及314D中之每一者與P增強SPAD光電二極體314A、314B、314C及314D中之相鄰一者及具有加偏壓DTI結構322之對應支持電路元件分離。
如圖3中所描繪之實例中所說明，根據本發明之教示，包括於光子感測器302中之另一特徵為安置在半導體材料316中之加偏壓節點346在P增強SPAD光電二極體314A、314B、314C及314D中之每一者之間共用。因此，在圖3中所描繪之實例中，根據本發明之教示，P增強SPAD光電二極體314A、314B、314C及314D中之每一者安置在耦合至共用加偏壓節點346之具有相同偏壓電壓之半導體316中。
因此，將瞭解，圖3之實例P增強SPAD光電二極體314A、314B、314C及314D(及圖2之實例P增強SPAD光電二極體214)不利用保護環或摻雜井來進行隔離。因此，可大大減小光子感測器302中之像素單元大小。光子感測器302之每一像素單元所需之減小的面積改良了解析度且降低了成本。亦將瞭解，根據本發明之教示，歸因於淺溝渠隔離(STI)與DTI之間的處理差異，本文所揭示之實例P增強SPAD光電二極體之暗電流不會因隨之描述之加偏壓DTI結構而增加。根據本發明之教示，減少之暗電流減少雜訊，且提供對光子之較高敏感性。
本發明之所說明實例之以上描述，包括發明摘要中所描述之內容，不意欲為詳盡的或限於所揭示之精確形式。雖然本文出於說明目的描述了本發明之特定實施例及實例，但在不脫離本發明之較廣精神及範疇之情況下，各種等效修改係可能的。
可根據以上詳細描述對本發明之實例進行此等修改。所附申請專利範圍中所使用之術語不應被解釋為將本發明限於說明書及申請專利範圍中所揭示之特定實施例。相反，範疇將完全由所附申請專利範 圍來確定，將根據所建立之申請專利範圍詮釋教義來解釋所附申請專利範圍。因此，本說明書及圖將被視為說明性的而非限制性的。
210‧‧‧光子偵測裝置
214‧‧‧光電二極體
216‧‧‧半導體材料
216A‧‧‧第一區
216B‧‧‧第二區
218‧‧‧淬熄電路
220‧‧‧光
222A‧‧‧深溝渠隔離(DTI)結構
222B‧‧‧深溝渠隔離(DTI)結構
222C‧‧‧深溝渠隔離(DTI)結構
224A‧‧‧介電層
224B‧‧‧介電層
224C‧‧‧介電層
226A‧‧‧經摻雜多晶矽
226B‧‧‧經摻雜多晶矽
226C‧‧‧經摻雜多晶矽
228‧‧‧背側
230A‧‧‧金屬
230B‧‧‧金屬
230C‧‧‧金屬
232‧‧‧偏壓電壓
234‧‧‧偏壓電壓
238‧‧‧電壓
240‧‧‧平面接面
242‧‧‧P摻雜區
244‧‧‧N摻雜區
246A‧‧‧P+加偏壓節點
246B‧‧‧P+加偏壓節點
248‧‧‧電子

Claims (27)

  1. 一種光子偵測裝置，其包含：一光電二極體，其具有安置在半導體材料之一第一區中之一平面接面；及一深溝渠隔離(DTI)結構，其安置在該半導體材料中，其中該DTI結構將該DTI結構之一側上的該半導體材料之該第一區與該DTI結構之另一側上的該半導體材料之一第二區相隔離，其中該DTI結構包括：一介電層，其加襯在該DTI結構之一內側表面；及經摻雜半導體材料，其安置在該DTI結構內側之該介電層上，其中安置在該DTI結構內側之該經摻雜半導體材料耦合至一偏壓電壓，以使該半導體材料之該第一區中之該光電二極體與該半導體材料之該第二區相隔離。
  2. 如請求項1之光子偵測裝置，其中該半導體材料包括P摻雜矽，且該平面接面包括安置為接近於該半導體材料中之一P摻雜矽區之一N摻雜矽區。
  3. 如請求項2之光子偵測裝置，其中該平面接面經耦合以被反向偏壓，使得電子自該半導體材料中之該P摻雜矽漂移至該平面接面中。
  4. 如請求項2之光子偵測裝置，其中該N摻雜矽區中之一摻雜密度朝該N摻雜矽區之一邊緣逐漸減小。
  5. 如請求項1之光子偵測裝置，其中具有安置在該半導體材料之該第一區中之該平面接面之該光電二極體包括一單光子突崩二極體(SPAD)，其中安置在該DTI結構中之該經摻雜半導體材料經加偏壓以減少該SPAD之一光收集區域中之暗電流。
  6. 如請求項5之光子偵測裝置，其進一步包含一淬熄電路，其安置在該半導體材料之該第二區中且耦合至該SPAD以限制該SPAD中之一突崩電流，其中安置在該DTI結構中之該經摻雜半導體材料經加偏壓以使該SPAD之高場區與該淬熄電路隔離。
  7. 如請求項6之光子偵測裝置，其中該半導體材料之該第一區耦合至一第一電壓以在該第一電壓下對該半導體材料之該第一區加偏壓，其中該半導體材料之該第二區耦合至一第二電壓以在該第二電壓下對該半導體材料之該第二區加偏壓。
  8. 如請求項7之光子偵測裝置，其中該光電二極體之該平面接面耦合至一第三電壓，其中該光電二極體之該平面接面中之一反向偏壓回應耦合至該第一區之該第一電壓及耦合至該光電二極體之該平面接面之該第三電壓。
  9. 如請求項5之光子偵測裝置，其進一步包含一第二光電二極體，其包括安置在該半導體材料之該第二區中之一第二SPAD，其中安置在該DTI結構中之該經摻雜半導體材料經加偏壓以使該SPAD之高場區與該第二SPAD之高場區相隔離。
  10. 如請求項9之光子偵測裝置，其中該半導體材料之該第一區及該第二區耦合至一第一電壓，以在該第一電壓下對該半導體材料之該第一區及該第二區加偏壓。
  11. 如請求項10之光子偵測裝置，其中該半導體材料包括耦合至該半導體材料之該第一區及該第二區之一共用加偏壓節點，其中該共用加偏壓節點耦合至該第一電壓，以在該第一電壓下對該半導體材料之該第一區及該第二區加偏壓。
  12. 如請求項5之光子偵測裝置，其中適於自該半導體材料之一背側照明該SPAD。
  13. 如請求項1之光子偵測裝置，其中加襯在該DTI結構之該內側表 面之該介電層包括二氧化矽。
  14. 如請求項1之光子偵測裝置，其中安置在該DTI結構內側之該介電層上之該經摻雜半導體材料包括經輕摻雜多晶矽。
  15. 一種光子感測系統，其包含：一像素陣列，其具有複數個像素單元，其中該複數個像素單元中之每一者包括：一光電二極體，其具有安置在半導體材料之一第一區中之一平面接面；及一深溝渠隔離(DTI)結構，其安置在該半導體材料中，其中該DTI結構使該DTI結構之一側上的該半導體材料之該第一區與該DTI結構之另一側上的該半導體材料之一第二區相隔離，其中該DTI結構包括加襯在該DTI結構之一內側表面之一介電層及安置在該DTI結構內側之該介電層上之經摻雜半導體材料，其中安置在該DTI結構內側之該經摻雜半導體材料耦合至一偏壓電壓，以使該半導體材料之該第一區中之該光電二極體與該半導體材料之該第二區相隔離；控制電路，其耦合至該像素陣列以控制該像素陣列之操作；及讀出電路，其耦合至該像素陣列，以自該複數個像素單元讀出光子資料。
  16. 如請求項15之光子感測系統，其進一步包含功能邏輯，其耦合至該讀出電路以儲存自該複數個像素單元讀出之該光子資料。
  17. 如請求項15之光子感測系統，其中該讀出電路包括：計數器電路，其經耦合以接收該光子資料以對自該複數個像素單元中之每一者接收到之該光子資料中之光子事件進行計數；及 時間轉數位轉換器電路，其耦合至該計數器電路以記錄與該光子資料中之該等光子事件相關聯之光子時序資訊。
  18. 如請求項15之光子感測系統，其中具有安置在該半導體材料之該第一區中之該平面接面之該光電二極體包括一單光子突崩二極體(SPAD)，其中安置在該DTI結構中之該經摻雜半導體材料經加偏壓以減少該SPAD之一光收集區域中之暗電流。
  19. 如請求項18之光子感測系統，其進一步包含一淬熄電路，其安置在該半導體材料之該第二區中且耦合至該SPAD以限制該SPAD中之一突崩電流，其中安置在該DTI結構中之該經摻雜半導體材料經加偏壓以使該SPAD之高場區與該淬熄電路隔離。
  20. 如請求項19之光子感測系統，其中該半導體材料之該第一區耦合至一第一電壓以在該第一電壓下對該半導體材料之該第一區加偏壓，其中該半導體材料之該第二區耦合至一第二電壓以在該第二電壓下對該半導體材料之該第二區加偏壓。
  21. 如請求項20之光子感測系統，其中該光電二極體之該平面接面耦合至一第三電壓，其中該光電二極體之該平面接面中之一反向偏壓回應耦合至該第一區之該第一電壓及耦合至該光電二極體之該平面接面之該第三電壓。
  22. 如請求項18之光子感測系統，其進一步包含一第二光電二極體，其包括安置在該半導體材料之該第二區中之一第二SPAD，其中安置在該DTI結構中之該經摻雜半導體材料經加偏壓以使該SPAD之高場區與該第二SPAD之高場區相隔離。
  23. 如請求項22之光子感測系統，其中該半導體材料之該第一區及該第二區耦合至一第一電壓，以在該第一電壓下對該半導體材料之該第一區及該第二區加偏壓。
  24. 如請求項23之光子感測系統，其中該半導體材料包括耦合至該 半導體材料之該第一區及該第二區之一共用加偏壓節點，其中該共用加偏壓節點耦合至該第一電壓，以在該第一電壓下對該半導體材料之該第一區及該第二區加偏壓。
  25. 如請求項18之光子感測系統，其中適於自該半導體材料之一背側照明該SPAD。
  26. 如請求項16之光子感測系統，其中加襯在該DTI結構之該內側表面之該介電層包括二氧化矽。
  27. 如請求項16之光子感測系統，其中安置在該DTI結構內側之該介電層上之該經摻雜半導體材料包括經輕摻雜多晶矽。
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