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1. EP1739756 - Photodiode

Office
Office européen des brevets (OEB)
Numéro de la demande 06021766
Date de la demande 22.05.2003
Numéro de publication 1739756
Date de publication 03.01.2007
Type de publication A3
CIB
H01L 31/04
HÉLECTRICITÉ
01ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
LDISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS; DISPOSITIFS ÉLECTRIQUES À L'ÉTAT SOLIDE NON PRÉVUS AILLEURS
31Dispositifs à semi-conducteurs sensibles aux rayons infrarouges, à la lumière, au rayonnement électromagnétique d'ondes plus courtes, ou au rayonnement corpusculaire, et spécialement adaptés, soit comme convertisseurs de l'énergie dudit rayonnement en énergie électrique, soit comme dispositifs de commande de l'énergie électrique par ledit rayonnement; Procédés ou appareils spécialement adaptés à la fabrication ou au traitement de ces dispositifs ou de leurs parties constitutives; Leurs détails
04adaptés comme dispositifs de conversion photovoltaïque
H01L 27/144
HÉLECTRICITÉ
01ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
LDISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS; DISPOSITIFS ÉLECTRIQUES À L'ÉTAT SOLIDE NON PRÉVUS AILLEURS
27Dispositifs consistant en une pluralité de composants semi-conducteurs ou d'autres composants à l'état solide formés dans ou sur un substrat commun
14comprenant des composants semi-conducteurs sensibles aux rayons infrarouges, à la lumière, au rayonnement électromagnétique d'ondes plus courtes ou au rayonnement corpusculaire, et spécialement adaptés, soit comme convertisseurs de l'énergie dudit rayonnement en énergie électrique, soit comme dispositifs de commande de l'énergie électrique par ledit rayonnement
144Dispositifs commandés par rayonnement
H01L 31/101
HÉLECTRICITÉ
01ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
LDISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS; DISPOSITIFS ÉLECTRIQUES À L'ÉTAT SOLIDE NON PRÉVUS AILLEURS
31Dispositifs à semi-conducteurs sensibles aux rayons infrarouges, à la lumière, au rayonnement électromagnétique d'ondes plus courtes, ou au rayonnement corpusculaire, et spécialement adaptés, soit comme convertisseurs de l'énergie dudit rayonnement en énergie électrique, soit comme dispositifs de commande de l'énergie électrique par ledit rayonnement; Procédés ou appareils spécialement adaptés à la fabrication ou au traitement de ces dispositifs ou de leurs parties constitutives; Leurs détails
08dans lesquels le rayonnement commande le flux de courant à travers le dispositif, p.ex. photo-résistances
10caractérisés par au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface, p.ex. photo-transistors
101Dispositifs sensibles au rayonnement infrarouge, visible ou ultraviolet
H01L 27/146
HÉLECTRICITÉ
01ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
LDISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS; DISPOSITIFS ÉLECTRIQUES À L'ÉTAT SOLIDE NON PRÉVUS AILLEURS
27Dispositifs consistant en une pluralité de composants semi-conducteurs ou d'autres composants à l'état solide formés dans ou sur un substrat commun
14comprenant des composants semi-conducteurs sensibles aux rayons infrarouges, à la lumière, au rayonnement électromagnétique d'ondes plus courtes ou au rayonnement corpusculaire, et spécialement adaptés, soit comme convertisseurs de l'énergie dudit rayonnement en énergie électrique, soit comme dispositifs de commande de l'énergie électrique par ledit rayonnement
144Dispositifs commandés par rayonnement
146Structures de capteurs d'images
H01L 27/15
HÉLECTRICITÉ
01ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
LDISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS; DISPOSITIFS ÉLECTRIQUES À L'ÉTAT SOLIDE NON PRÉVUS AILLEURS
27Dispositifs consistant en une pluralité de composants semi-conducteurs ou d'autres composants à l'état solide formés dans ou sur un substrat commun
15comprenant des composants semi-conducteurs avec au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface, spécialement adaptés pour l'émission de lumière
H01L 31/0352
HÉLECTRICITÉ
01ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
LDISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS; DISPOSITIFS ÉLECTRIQUES À L'ÉTAT SOLIDE NON PRÉVUS AILLEURS
31Dispositifs à semi-conducteurs sensibles aux rayons infrarouges, à la lumière, au rayonnement électromagnétique d'ondes plus courtes, ou au rayonnement corpusculaire, et spécialement adaptés, soit comme convertisseurs de l'énergie dudit rayonnement en énergie électrique, soit comme dispositifs de commande de l'énergie électrique par ledit rayonnement; Procédés ou appareils spécialement adaptés à la fabrication ou au traitement de ces dispositifs ou de leurs parties constitutives; Leurs détails
0248caractérisés par leurs corps semi-conducteurs
0352caractérisés par leur forme ou par les formes, les dimensions relatives ou la disposition des régions semi-conductrices
CPC
H01L 27/1463
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
14601Structural or functional details thereof
1463Pixel isolation structures
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 31/035281
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 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
0248characterised by their semiconductor bodies
0352characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
035272characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
035281Shape of the body
H01L 31/103
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 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; Processes or apparatus specially adapted for 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
103the potential barrier being of the PN homojunction type
Y10S 257/927
YSECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
257Active solid-state devices, e.g. transistors, solid-state diodes
927Different doping levels in different parts of PN junction to produce shaped depletion layer
Y02E 10/50
YSECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
10Energy generation through renewable energy sources
50Photovoltaic [PV] energy
Déposants THOMSON LICENSING SAS
Inventeurs HEHEMANN INGO
KEMNA ARMIN
États désignés
Données relatives à la priorité 10223202 24.05.2002 DE
0305378 22.05.2003 EP
03730096 22.05.2003 EP
Titre
(DE) Photodiode
(EN) Photodiode
(FR) Photodiode
Abrégé
(DE) Eine Photodiode umfasst neben einem Halbleitersubstrat und einem photoempfindlichen Bereich in dem Halbleitersubstrat, der einen Raumladungszonenbereich zum Erzeugen eines Diffusionsstromanteils und einen Diffusionsbereich zum Erzeugen eines Diffusionsstromanteils aufweist, eine Isolationseinrichtung in dem Halbleitersubstrat zum zumindest teilweisen Eingrenzen des Diffusionsbereichs gegenüber einem angrenzenden Umgebungsbereich des Halbleitersubstrats. Die Verringerung der Bandbreite von Photodioden durch das Verschmieren der Antwort der Photodiode durch den Diffusionsstrom wird dadurch gemindert, dass eine Isolationseinrichtung in dem Halbleitersubstrat vorgesehen wird, welche den Diffusionsbereich gegenüber dem umgebenden Halbleitersubstrat eingrenzt und hierdurch einerseits die Anzahl von zum Diffusionsanteil beitragenden Ladungsträgern dadurch verringert, dass der Diffusionsbereich, in welchem die diffundierenden Ladungsträger erzeugt werden, verringert wird, und andererseits dadurch, dass in dem verkleinerten Diffusionsbereich erzeugte diffundierende Ladungsträger durch die Isolationseinrichtung "abgesaugt" werden, weshalb dieselben nicht zum Photostrom beitragen. Der photoempfindliche Bereich weist eine kammartige Struktur auf.
(EN) The device has a semiconducting substrate (12), a photosensitive region (18,24) in the substrate with a spatial charging zone region (18) for producing a drift current component and a diffusion region (24) for producing a diffusion current component and an isolation device (20) in the substrate for at least partly delimiting the diffusion region from a bounding surrounding region (28) of the substrate.
(FR) L'invention concerne une photodiode qui comprend, en plus d'un substrat semi-conducteur (12) et d'une région photosensible (18, 24) de ce substrat semi-conducteur, laquelle présente une région de zone de charge d'espace (18) pour produire une composante de courant de diffusion et une région de diffusion (24) pour produire une composante de courant de diffusion, un dispositif d'isolation (20) situé dans le substrat semi-conducteur pour délimiter au moins partiellement la région de diffusion par rapport à une région environnante adjacente du substrat semi-conducteur. La diminution de la largeur de bande de photodiode par blocage de la réponse de la photodiode par le courant de diffusion est réduite par le fait qu'un dispositif d'isolation placé dans le substrat semi-conducteur délimite la zone de diffusion par rapport au substrat semi-conducteur environnant et ainsi réduit le nombre des porteurs de charge contribuant à la composante de diffusion d'une part par le fait que la région de diffusion, dans laquelle les porteurs de charge diffusant sont produits, est réduite, et d'autre part par le fait que des porteurs de charge diffusant produits dans la région de diffusion réduite sont « absorbés » par le dispositif d'isolation, raison pour laquelle ces porteurs de charge ne contribuent pas au courant photoélectrique.