[發明專利]具有可控制的光譜響應的光電探測器

有效

• 申請號: 201210339889.7
• 申請日: 2012-09-14
• 公開（公告）號: CN103000645A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: T.考奇
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H01L27/148
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王岳;盧江

1.一種光電探測器，包括：

具有輻射區的半導體襯底，所述輻射區被配置為：響應于所述半導體襯底的輻射，生成具有相反電荷載流子類型的電荷載流子；以及

反型區生成器，被配置為：在至少兩個操作狀態中操作以在襯底內生成不同反型區，其中在第一操作狀態中生成的第一反型區與在第二操作狀態中生成的第二反型區不同，以及其中所述第一反型區和所述第二反型區具有所述半導體襯底中的不同延伸。

2.根據權利要求1所述的光電探測器，其中所述第一反型區和所述第二反型區具有所述輻射區中或關于所述輻射區的不同延伸。

3.根據權利要求1所述的光電探測器，其中所述反型區生成器被配置為：生成用于將相反電荷載流子類型的兩個聯合光生的電荷載流子分離的第一耗盡區，所述第一耗盡區與所述第一反型區相鄰；以及生成用于將相反電荷載流子類型的兩個聯合光生的電荷載流子分離的第二耗盡區，所述第二耗盡區與所述第二反型區相鄰。

4.根據權利要求1所述的光電探測器，其中響應于在所述輻射區中光生電荷載流子，在所述第一操作狀態中沿向著所述第一反型區和與其相鄰的第一耗盡區的方向而在所述第二操作狀態中沿向著所述第二反型區和與其相鄰的第二耗盡區的方向，在所述輻射區中形成電荷載流子濃度梯度。

5.根據權利要求1所述的光電探測器，還包括接觸區，所述接觸區被配置為提供第一電荷載流子類型的光生電荷載流子，其中在所述第一操作狀態中，所述第一反型區被配置為選擇性地采集所述第一電荷載流子類型的光生電荷載流子的第一部分并將所采集的光生電荷載流子的第一部分導通至所述接觸區，以及其中在所述第二操作狀態中，所述第二反型區被配置為選擇性地采集所述第一電荷載流子類型的光生電荷載流子的第二部分并將所采集的光生電荷載流子的第二部分導通至所述接觸區。

6.根據權利要求1所述的光電探測器，其中所述反型區生成器包括：電極裝置，被配置為在所述半導體襯底內創建電場以便生成所述反型區；以及絕緣體裝置，被配置為使所述電極裝置與所述半導體襯底絕緣。

7.根據權利要求6所述的光電探測器，其中所述電極裝置和所述絕緣體裝置布置在多個溝槽中，所述多個溝槽中的至少一個溝槽具有與所述多個溝槽中的至少另一個溝槽不同的深度；

其中所述電極裝置的至少一個電極布置在所述多個溝槽中的具有第一深度的溝槽中；

其中所述電極裝置的至少另一個電極布置在所述多個溝槽中的具有與所述第一深度不同的第二深度的溝槽中；以及

其中所述至少一個電極和所述至少另一個電極是能夠彼此獨立地控制的，使得所述電極裝置被配置為根據對所述電極裝置施加的控制信號而選擇性地在具有所述第一深度的溝槽處或在具有所述第二深度的溝槽處形成所述第一反型區。

8.根據權利要求7所述的光電探測器，其中至少一個溝槽中的電極在所述溝槽的底部處連接至所述半導體襯底以提供接觸。

9.根據權利要求6所述的光電探測器，其中所述電極裝置和所述絕緣體裝置沿與所述半導體襯底的主表面實質上正交的方向延伸，以及其中以下屬性中的至少一個沿與所述半導體襯底的主表面實質上正交的方向變化：

????所述絕緣體裝置的厚度；以及

????所述絕緣體裝置的介電性。

10.根據權利要求6所述的光電探測器，其中所述絕緣體裝置包括襯里氧化物。

11.根據權利要求6所述的光電探測器，其中所述電極裝置包括多晶硅電極材料。

12.根據權利要求6所述的光電探測器，其中所述輻射區中的半導體襯底包括單摻雜型半導體材料。

13.根據權利要求12所述的光電探測器，其中所述電極裝置和所述絕緣體裝置沿與所述半導體襯底的主表面實質上正交的方向延伸，以及其中所述單摻雜型材料的摻雜濃度沿與所述半導體襯底的主表面實質上正交的方向變化。

14.根據權利要求12所述的光電探測器，其中所述單摻雜型材料從所述反型區生成器延伸所述單摻雜型材料內的第一電荷載流子類型的擴散長度的至少十分之一。