[發明專利]光學傳感器設備和用于制造光學傳感器設備的方法

有效

• 申請號: 201710333692.5
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN107403814B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: H.法伊克
• 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
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 申屠偉進;杜荔南

1.光學傳感器設備（2），包括：

半導體襯底（14），其包括用以將電磁信號（13）轉換成光生電荷載流子（16）的轉換區（12）；

配置成讀出光生電荷載流子（16）的讀出節點（6，6a、6b）；

通過隔離材料（20）與半導體襯底（14）分離的控制電極（8，8a、8b）；

控制電極（8，8a、8b）與轉換區（12）之間的半導體襯底（14）中的摻雜區（10，10a、10b），其中摻雜區（10，10a、10b）包括相比于轉換區（12）的最小摻雜濃度更高的摻雜濃度，其中摻雜濃度是轉換區（12）的最小摻雜濃度的至少1000倍，其中摻雜區（10）延伸到半導體襯底（14）中；

其中控制電極（8）朝向轉換區（12）的投影與摻雜區（10）重疊或位于摻雜區中；并且

其中光學傳感器設備（2）是飛行時間傳感器。

2.權利要求1的光學傳感器設備（2），其中隔離材料（20）配置成形成控制電極（8）和摻雜區（10）之間的電容器（28a、28b）。

3.權利要求1或2中的任一項的光學傳感器設備（2），包括：

通過隔離材料（20）與半導體襯底（14）分離的另外的控制電極（8b）；

所述另外的控制電極和轉換區（12）之間的半導體襯底（14）中的另外的摻雜區（10b），其中所述另外的摻雜區（10b）包括相比于轉換區（12）的最小摻雜濃度更高的摻雜濃度，其中摻雜濃度是轉換區的最小摻雜濃度的至少1000倍，其中摻雜區延伸到半導體襯底（14）中。

4.權利要求3的光學傳感器設備（2），其中所述另外的控制電極（8b）朝向轉換區（12）的投影與所述另外的摻雜區（10b）重疊或位于所述另外的摻雜區（12b）中。

5.權利要求4的光學傳感器設備（2），其中控制電極（8，8a）和所述另外的控制電極（8，8b）在空間上分離，其中控制電極與所述另外的控制電極之間的距離大于控制電極和/或所述另外的控制電極的尺寸。

6.權利要求1至2中的任一項的光學傳感器設備（2），包括傳輸門（38，38a、38b），其配置成在光學傳感器設備的讀出模式中向讀出節點（6，6a、6b）提供光生電荷載流子（16），并且在光學傳感器設備的感測模式中將光生電荷載流子與讀出節點分離。

7.權利要求1至2中的任一項的光學傳感器設備（2），還包括轉換區（12）和讀出節點（6）之間的半導體襯底（14）中的埋設溝道（36a、36b）以獲得光學傳感器設備的增加的讀出效率。

8.權利要求1至2中的任一項的光學傳感器設備（2），其中控制電極（8）和隔離材料（20）形成在半導體襯底（14）的溝槽中。

9.權利要求8的光學傳感器設備（2），其中另外的控制電極（8）形成在半導體襯底（14）的另外的溝槽中，其中隔離材料（20）使控制電極與約束溝槽的半導體襯底分離，并且其中轉換區（12）形成在控制電極（8）和所述另外的控制電極之間。

10.權利要求9的光學傳感器設備（2），包括嵌入式隔離材料（44），其中嵌入式隔離材料（44）嵌入在半導體襯底（14），其中嵌入式隔離材料（44）從溝槽延伸到所述另外的溝槽，并且其中半導體襯底（14）的嵌入式隔離材料和主表面區（18）形成轉換區（12）的邊界。

11.權利要求1至2中的任一項的光學傳感器設備（2），還包括控制器（23），其中控制器（23）配置成控制施加到控制電極（8，8a、8b）的交流電勢，使得在轉換區（12）中生成電勢分布（34，34a、34b）以執行轉換區（12）中的光生電荷載流子的相敏解調。