[發明專利]基于載流子雪崩的圖像傳感器

在審

• 申請號: 201780096003.1
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN111247455A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 曹培炎;劉雨潤
• 申請（專利權）人: 深圳幀觀德芯科技有限公司
• 主分類號: G01T1/36
• 分類號: G01T1/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種適合于輻射檢測的設備(300)。該設備(300)可包括輻射吸收層(311)以及輻射吸收層(311)上的第一電極(304)。輻射吸收層(311)可配置成在其中從輻射吸收層(311)所吸收的輻射粒子來生成載流子。第一電極(304)可配置成在輻射吸收層(311)中生成電場。第一電極(304)可具有一種幾何結構，其對電場進行整形，使得輻射吸收層(311)的放大區(320)中的電場具有足以引起放大區(320)中的載流子的雪崩的場強度。

【技術領域】

本公開涉及圖像傳感器，具體來說涉及基于載流子雪崩的圖像傳感器。

【背景技術】

圖像傳感器或成像傳感器是一種傳感器，其能夠檢測輻射的空間強度分布。圖像傳感器通常通過電信號來表示所檢測圖像?；诎雽w裝置的圖像傳感器可分類為若干類型，包括半導體電荷耦合裝置(CCD)、互補金屬氧化物半導體(CMOS)、N型金屬氧化物半導體(NMOS)。CMOS圖像傳感器是一種類型的有源像素傳感器，其使用CMOS半導體過程來制成。入射到CMOS圖像傳感器中的像素上的光被轉換為電壓。電壓被數字化為離散值，其表示入射到那個像素上的光的強度。有源像素傳感器(APS)是一種圖像傳感器，其包括具有光電檢測器和有源放大器的像素。CCD圖像傳感器包括像素中的電容器。當光入射到像素上時，光生成電荷，以及電荷存儲在電容器上。所存儲電荷被轉換成電壓，并且電壓被數字化為離散值，其表示入射到那個像素上的光的強度。

【發明內容】

本文所公開的是一種設備，包括：輻射吸收層，配置成在其中從輻射吸收層所吸收的輻射粒子來生成載流子；輻射吸收層上的第一電極；其中第一電極的幾何結構配置成在輻射吸收層的放大區中生成電場，電場具有足以引起放大區中的載流子的雪崩的場強度。

按照實施例，該設備還包括輻射吸收層上的第二電極，第二電極與第一電極相對。

按照實施例，第二電極配置成收集輻射吸收層中的載流子。

按照實施例，第二電極是平面的。

按照實施例，第二電極包括離散區。

按照實施例，第二電極的離散區延伸到輻射吸收層中。

按照實施例，第一電極包括具有錐形、平截頭體、棱鏡、金字塔、立方體或圓柱的形狀的尖頭。

按照實施例，第一電極配置成收集直接從輻射粒子或者通過載流子的雪崩所生成的載流子。

按照實施例，第一電極配置成集中電場。

按照實施例，第一電極延伸到輻射吸收層中。

按照實施例，該設備還包括外電極，其圍繞第一電極所布置，并且與第一電極電絕緣；其中外電極配置成對放大區中的電場進行整形。

按照實施例，外電極配置成不收集載流子。

按照實施例，外電極包括離散區。

按照實施例，放大區包括摻雜半導體。

按照實施例，摻雜半導體與第一電極電接觸。

按照實施例，摻雜半導體具有摻雜劑的非零濃度梯度。

按照實施例，輻射吸收層具有10微米或以上的厚度。

按照實施例，輻射吸收層包括硅。

按照實施例，輻射吸收層包括本征半導體區。

按照實施例，該設備還包括鈍化材料，其配置成鈍化輻射吸收層的表面。

本文所公開的是一種設備，包括：輻射吸收層，配置成在其中從輻射吸收層所吸收的輻射粒子來生成載流子；輻射吸收層上的第一電極，第一電極的幾何結構配置成引起輻射吸收層的放大區中的載流子的雪崩。