双栅结构间接飞行时间器件、主动光电探测组件和光电系统技术方案

本发明专利技术涉及一种双栅结构间接飞行时间器件、主动光电探测组件和光电系统。双栅结构间接飞行时间器件包括一个或多个功能单元和衬底电极。每个功能单元包括衬底、光吸收层、两个探测电极、栅极氧化层、设置在栅极氧化层上的两个栅电极。光吸收层具有P型掺杂区、两个N型注入区和重掺杂P型区，探测电极覆盖部分N型注入区，栅极氧化层覆盖重掺杂P型区、另外部分N型注入区和P型掺杂区。主动光电探测组件包括前述双栅结构间接飞行时间器件及信号输出电路、读出电路和光源。光电系统包括具有前述主动光电探测组件的光收发机构、驱动电路、处理单元、计算单元和光学组件。本发明专利技术可以降低制造工艺难度和成本，提高器件制造良率。

【技术实现步骤摘要】
双栅结构间接飞行时间器件、主动光电探测组件和光电系统
本专利技术属于检测器件和设备领域，具体涉及一种双栅结构间接飞行时间器件以及基于该双栅结构间接飞行时间器件的主动光电探测组件和光电系统。
技术介绍
对物体进行三维形状、尺寸、位置等信息的测量，是无人驾驶、工业测绘、医疗、手机面部识别和物体形状测量等应用场景下重要的技术需求。现有技术通常采用一个发光单元和一个接收光单元构成的系统，分别进行待测物体的照明和回光感知，进而实现各种信息的测量。其中，基于飞行时间的测距成像方案，是目前被学术和工业界广泛关注的领域。在飞行时间测距成像中，主要技术路线包括间接飞行时间测距（I-TOF）和直接飞行时间测距（D-TOF）。其中间接飞行时间测距方案的主要优势在于测距精度较高，且易于制备大规模阵列；直接飞行时间测距方案的主要优势在于测距范围较远。长期以来，基于间接飞行时间测距的技术方案一直依靠光电二极管结合后处理电路完成。2005年，欧洲科学家专利技术了一种将光电转换相关功能整合在一个器件中的方案。该方案利用注入周期性变化的电流，实现了对光生电流的控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双栅结构间接飞行时间器件，包括一个或多个用于吸收光信号并将所述光信号转换为电信号的功能单元，每个所述功能单元包括衬底、设置于所述衬底上表面的由化合物半导体材料构成的光吸收层、设置于所述光吸收层上表面的两个用于输出光电流信号的探测电极、设置于所述光吸收层上表面的栅极氧化层、设置于所述栅极氧化层上表面的两个用于输入调制电压信号的栅电极，所述双栅结构间接飞行时间器件还包括设置于所述衬底下表面或所述光吸收层上的衬底电极，其特征在于：所述光吸收层的一部分采用P型掺杂化合物半导体而构成P型掺杂区，所述光吸收层的上表面处的局部形成两个N型注入区和一个重掺杂P型区，所述探测电极覆盖部分所述N型注入区，...

【技术特征摘要】
1.一种双栅结构间接飞行时间器件，包括一个或多个用于吸收光信号并将所述光信号转换为电信号的功能单元，每个所述功能单元包括衬底、设置于所述衬底上表面的由化合物半导体材料构成的光吸收层、设置于所述光吸收层上表面的两个用于输出光电流信号的探测电极、设置于所述光吸收层上表面的栅极氧化层、设置于所述栅极氧化层上表面的两个用于输入调制电压信号的栅电极，所述双栅结构间接飞行时间器件还包括设置于所述衬底下表面或所述光吸收层上的衬底电极，其特征在于：所述光吸收层的一部分采用P型掺杂化合物半导体而构成P型掺杂区，所述光吸收层的上表面处的局部形成两个N型注入区和一个重掺杂P型区，所述探测电极覆盖部分所述N型注入区，所述栅极氧化层覆盖所述重掺杂P型区、另外部分所述N型注入区和所述P型掺杂区。


2.根据权利要求1所述的双栅结构间接飞行时间器件，其特征在于：两个所述栅电极之间的空隙对应所述重掺杂P型区设置。


3.根据权利要求1所述的双栅结构间接飞行时间器件，其特征在于：所述栅电极的侧部开设有缺口，所述探测电极对应所述缺口设置，或者，所述栅电极中部开设有窗口，所述探测电极对应所述窗口设置。


4.根据权利要求1所述的双栅结构间接飞行时间器件，其特征在于：所述光吸收层的上表面的局部由刻蚀出的台面形成，所述衬底电极设置在所述台面上。


5.根据权利要求1所述的双栅结构间接飞行时间器件，其特征在于：所述双栅结构间接飞行时间器件的制备工艺包括以下步骤：
步骤一：制作所述衬底，在所述衬底上生长所述光吸收层；
步骤二：在所述光吸收层上制作出两个裸露的窗口区；
步骤三：利用离子注入或扩散方法在所述窗口区形成所述N型注入区；
步骤四：在所述光吸收层上制作出一个开窗区域，并通过离子注入或扩散方法在所述开窗区域形成所述重掺杂P型区；
步骤五：在所述N型注入区位置制备所述探测电极；
步骤六：在所述光吸收层表面沉积氧化金属层；
步骤七：将所述探测电极表面覆盖的所述氧化金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宇，王禄，
申请(专利权)人：苏州离娄科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32