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1. WO2020201189 - AVALANCHE-PHOTODIODEN-ARRAY

Veröffentlichungsnummer WO/2020/201189
Veröffentlichungsdatum 08.10.2020
Internationales Aktenzeichen PCT/EP2020/058904
Internationales Anmeldedatum 30.03.2020
IPC
H01L 27/146 2006.01
HElektrotechnik
01Grundlegende elektrische Bauteile
LHalbleiterbauelemente; elektrische Festkörperbauelemente, soweit nicht anderweitig vorgesehen
27Bauelemente, die aus einer Mehrzahl von in oder auf einem gemeinsamen Substrat ausgebildeten Halbleiter- oder anderen Festkörperschaltungselementen bestehen
14mit Halbleiterschaltungselementen, die auf Infrarot-Strahlung, Licht, elektromagnetische Strahlung kürzerer Wellenlänge als Licht oder Korpuskularstrahlung ansprechen und besonders ausgebildet sind, entweder für die Umwandlung der Energie einer derartigen Strahlung in elektrische Energie oder für die Steuerung elektrischer Energie durch eine derartige Strahlung
144Strahlungsgesteuerte Bauelemente
146Strukturen für Bildaufnahmeeinheiten
H01L 31/107 2006.01
HElektrotechnik
01Grundlegende elektrische Bauteile
LHalbleiterbauelemente; elektrische Festkörperbauelemente, soweit nicht anderweitig vorgesehen
31Halbleiterbauelemente, die auf Infrarot-Strahlung, Licht, elektromagnetische Strahlung kürzerer Wellenlänge als Licht oder Korpuskularstrahlung ansprechen und besonders ausgebildet sind, entweder für die Umwandlung der Energie einer derartigen Strahlung in elektrische Energie oder für die Steuerung elektrischer Energie durch eine derartige Strahlung eingerichtet sind; Verfahren oder Vorrichtungen, besonders ausgebildet für die Herstellung oder Behandlung dieser Halbleiterbauelemente oder Teilen davon; Einzelheiten dieser Bauelemente
08in denen die Strahlung den Stromfluss durch das Bauelement steuert, z.B. Fotowiderstände
10gekennzeichnet durch wenigstens eine Potenzialsprung-Sperrschicht oder Oberflächensperrschicht, z.B. Fototransistoren
101Bauelemente die auf infrarote, sichtbare oder ultraviolette Strahlung ansprechen
102gekennzeichnet durch genau eine Potenzialsprung-Sperrschicht oder Oberflächensperrschicht
107wobei die Sperrschicht mit Lawinenverstärkung arbeitet, z.B. Lawinen-Fotodiode
CPC
H01L 27/14643
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
27Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
14including semiconductor components sensitive to infra-red 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
144Devices controlled by radiation
146Imager structures
14643Photodiode arrays; MOS imagers
H01L 31/107
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
31Semiconductor devices sensitive to infra-red radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and 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 peculiar to the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
08in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
10characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. phototransistors
101Devices sensitive to infra-red, visible or ultra-violet radiation
102characterised by only one potential barrier or surface barrier
107the potential barrier working in avalanche mode, e.g. avalanche photodiode
Anmelder
  • MAX-PLANCK-GESELLSCHAFT ZUR FÖRDERUNG DER WISSENSCHAFTEN E.V.
Erfinder
  • RICHTER, Rainer
  • SCHOPPER, Florian
  • NINKOVIC, Jelena
  • BÄHR, Alexander
Vertreter
  • PRÜFER & PARTNER MBB PATENTANWÄLTE RECHTSANWÄLTE
Prioritätsdaten
10 2019 204 701.702.04.2019DE
Veröffentlichungssprache Deutsch (DE)
Anmeldesprache Deutsch (DE)
Designierte Staaten
Titel
(DE) AVALANCHE-PHOTODIODEN-ARRAY
(EN) AVALANCHE PHOTODIODE ARRAY
(FR) RÉSEAU DE PHOTODIODES À AVALANCHE
Zusammenfassung
(DE)
Ein Avalanche-Photodioden-Array zur Detektion von elektromagnetischer Strahlung, weist auf: ein Halbleitersubstrat (100), welches eine erste Hauptoberfläche (101) und eine zweite Hauptoberfläche (102) aufweist, die einander gegenüber liegen, eine Mehrzahl von an der ersten Hauptoberfläche (101) ausgebildeten und durch Pixelisolationsbereiche (7) voneinander getrennten n-dotierten Anodenbereichen (1), einen an der zweiten Hauptoberfläche (102) den Anodenbereichen gegenüber angeordneten p-dotierten Kathodenbereich (3), einen Driftbereich (4) zwischen der Mehrzahl von Anodenbereichen (1) und dem Kathodenbereich (3) und eine unterhalb der Mehrzahl von Anodenbereichen (1) und unterhalb der Pixelisolationsbereiche (7) angeordnete p-dotierten Multiplikationsschicht (2), und ist gekennzeichnet durch eine unterhalb der Mehrzahl von Anodenbereichen (1) und der Pixelisolationsbereiche (7) und oberhalb der Multiplikationsschicht (2) angeordnete n-dotierte Feldabbauschicht (9).
(EN)
An avalanche photodiode array for detecting electromagnetic radiation comprises: a semiconductor substrate (100) having a first main surface (101) and a second main surface (102), which are opposite one another, a plurality of n-doped anode regions (1) formed at the first main surface (101) and separated from one another by pixel isolation regions (7), a p-doped cathode region (3) arranged at the second main surface (102) opposite the anode regions, a drift region (4) between the plurality of anode regions (1) and the cathode region (3), and a p-doped multiplication layer (2) arranged below the plurality of anode regions (1) and below the pixel isolation regions (7), and is characterized by an n-doped field reduction layer (9) arranged below the plurality of anode regions (1) and the pixel isolation regions (7) and above the multiplication layer (2).
(FR)
La présente invention concerne un réseau de photodiodes à avalanche servant à la détection d’un rayonnement électromagnétique. Ledit réseau comprend : un substrat semi-conducteur (100) qui présente une première surface principale (101) et une seconde surface principale (102), qui sont opposées l’une à l’autre ; une pluralité de zones d’anode (1) dopées n, disposées sur la première surface principale (101) et séparées les unes des autres par des zones d’isolation de pixel (7) ; une zone de cathode (3) dopée p et disposée sur la seconde surface principale (102) en face des zones d’anode ; une zone de dérive (4) entre la pluralité des zones d’anode (1) et la zone de cathode (3) ; et une couche de multiplication (2) dopée p, disposée en dessous de la pluralité des zones d’anode (1) et en dessous des zones d’isolation de pixel (7). Le réseau de photodiodes à avalanche est caractérisé par une couche de suppression de champ (9) dopée n et disposée en dessous de la pluralité des zones d’anode (1) et des zones d’isolation de pixel (7) et au-dessus de la couche de multiplication (2).
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