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光電二極管、光電二極管陣列、以及固體攝像元件的制作方法

文檔序號:12142769閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種光電二極管,將通過光電轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生的電荷在雪崩區(qū)域進行倍增,

該光電二極管具有:

半導(dǎo)體層,具有第一面、以及與所述第一面相對的第二面;

第一半導(dǎo)體區(qū)域,被配置在所述半導(dǎo)體層的內(nèi)部,與所述第一面相接;

第二半導(dǎo)體區(qū)域,被配置在所述半導(dǎo)體層的內(nèi)部,與所述第一半導(dǎo)體區(qū)域連接;以及

第三半導(dǎo)體區(qū)域,被配置在所述第二半導(dǎo)體區(qū)域與所述第二面之間,

所述半導(dǎo)體層以及所述第三半導(dǎo)體區(qū)域是第一導(dǎo)電型,

所述第一半導(dǎo)體區(qū)域以及所述第二半導(dǎo)體區(qū)域是與所述第一導(dǎo)電型相反的第二導(dǎo)電型,

所述第一半導(dǎo)體區(qū)域、所述第二半導(dǎo)體區(qū)域、以及所述第三半導(dǎo)體區(qū)域的雜質(zhì)濃度分別比所述半導(dǎo)體層的雜質(zhì)濃度高,

所述雪崩區(qū)域是在所述半導(dǎo)體層的內(nèi)部,由所述第二半導(dǎo)體區(qū)域與所述第三半導(dǎo)體區(qū)域夾著的區(qū)域,

在平面視的情況下,所述第一半導(dǎo)體區(qū)域比所述第二半導(dǎo)體區(qū)域的面積小。

2.如權(quán)利要求1所述的光電二極管,

所述光電二極管進一步具有第四半導(dǎo)體區(qū)域,

該第四半導(dǎo)體區(qū)域為所述第二導(dǎo)電型,被配置在所述半導(dǎo)體層的內(nèi)部,與所述第一面相接,并且在平面視的情況下,圍在所述第一半導(dǎo)體區(qū)域的周圍。

3.如權(quán)利要求2所述的光電二極管,

所述光電二極管進一步具有第五半導(dǎo)體區(qū)域,

該第五半導(dǎo)體區(qū)域為所述第一導(dǎo)電型,被配置在所述第四半導(dǎo)體區(qū)域與所述第一半導(dǎo)體區(qū)域之間,

所述第五半導(dǎo)體區(qū)域的雜質(zhì)濃度比所述半導(dǎo)體層的所述雜質(zhì)濃度高。

4.如權(quán)利要求3所述的光電二極管,

所述第五半導(dǎo)體區(qū)域與所述第一半導(dǎo)體區(qū)域之間的區(qū)域的雜質(zhì)濃度比所述第五半導(dǎo)體區(qū)域的所述雜質(zhì)濃度低。

5.如權(quán)利要求2至4的任一項所述的光電二極管,

所述光電二極管進一步具有第六半導(dǎo)體區(qū)域,

該第六半導(dǎo)體區(qū)域為所述第一導(dǎo)電型,被配置在所述第四半導(dǎo)體區(qū)域與所述第二半導(dǎo)體區(qū)域之間,

所述第六半導(dǎo)體區(qū)域的雜質(zhì)濃度比所述半導(dǎo)體層的所述雜質(zhì)濃度高。

6.如權(quán)利要求5所述的光電二極管,

所述第六半導(dǎo)體區(qū)域比所述第二半導(dǎo)體區(qū)域,被配置在離所述第四半導(dǎo)體區(qū)域更近的位置。

7.如權(quán)利要求2至6的任一項所述的光電二極管,

在所述第四半導(dǎo)體區(qū)域與所述半導(dǎo)體層之間,被施加反向偏壓的第一電壓。

8.如權(quán)利要求7所述的光電二極管,

在所述第一半導(dǎo)體區(qū)域與所述半導(dǎo)體層之間被施加反向偏壓的第二電壓,

所述第一電壓比所述第二電壓高。

9.如權(quán)利要求1至8的任一項所述的光電二極管,

所述第三半導(dǎo)體區(qū)域被配置在所述半導(dǎo)體層的內(nèi)部,在平面視的情況下具有比所述第二半導(dǎo)體區(qū)域大的面積。

10.如權(quán)利要求1至9的任一項所述的光電二極管,

所述第三半導(dǎo)體區(qū)域通過生長結(jié)晶法,而被形成為連續(xù)于所述半導(dǎo)體層。

11.如權(quán)利要求1至10的任一項所述的光電二極管,

所述第二半導(dǎo)體區(qū)域通過生長結(jié)晶法,而被形成為連續(xù)于所述半導(dǎo)體層。

12.如權(quán)利要求1至11的任一項所述的光電二極管,

光從所述第一面以及所述第二面之中的所述第二面一側(cè)照射。

13.如權(quán)利要求1至12的任一項所述的光電二極管,

所述第三半導(dǎo)體區(qū)域被配置在所述半導(dǎo)體層的內(nèi)部,且不在所述第二面露出,

所述光電二極管進一步具備第七半導(dǎo)體區(qū)域,該第七半導(dǎo)體區(qū)域為所述第一導(dǎo)電型,被配置在所述第二面上,

所述第七半導(dǎo)體區(qū)域的雜質(zhì)濃度比所述半導(dǎo)體層的所述雜質(zhì)濃度高。

14.如權(quán)利要求1至13的任一項所述的光電二極管,

所述光電二極管進一步具有:

與所述第一半導(dǎo)體區(qū)域電連接的電阻;以及

信號線,經(jīng)由所述電阻與所述第一半導(dǎo)體區(qū)域連接。

15.一種光電二極管陣列,具備多個像素,該多個像素的每一個具有權(quán)利要求1至14的任一項所述的光電二極管。

16.如權(quán)利要求15所述的光電二極管陣列,

所述第三半導(dǎo)體區(qū)域被配置成由多個所述像素共享。

17.一種光電二極管陣列,具備多個像素,該多個像素的每一個具有權(quán)利要求2至8的任一項所述的光電二極管,

所述第四半導(dǎo)體區(qū)域被配置成由多個所述像素共享。

18.如權(quán)利要求15至17的任一項所述的光電二極管陣列,

通過進行所述第一導(dǎo)電型的雜質(zhì)的離子注入,從而所述第二半導(dǎo)體區(qū)域按每個所述像素而分離。

19.一種固體攝像元件,具備:

權(quán)利要求1至14的任一項所述的光電二極管、或者權(quán)利要求15至18的任一項所述的光電二極管陣列;

電荷蓄積部,與所述第一半導(dǎo)體區(qū)域電連接,對在所述雪崩區(qū)域被倍增的所述電荷進行蓄積;以及

檢測電路,對被蓄積在所述電荷蓄積部的所述電荷進行檢測。

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