硅光电倍增器的温度和不均匀补偿电路制造技术

本发明专利技术题为“硅光电倍增器的温度和不均匀补偿电路”。成像设备可包括有源硅光电倍增器和相关联的温度和不均匀补偿电路，电路被配置为减轻器件上的温度和工艺变化。补偿电路可包括基准硅光电倍增器、将固定电流提供到基准硅光电倍增器中的恒定电流源、用于检测从基准硅光电倍增器输出的电压的电压传感器、用于转换从电压传感器输出的电压的数据转换器、以及用于根据从数据转换器输出的信号来生成用于偏置有源硅光电倍增器的可调电压的电压控制器。有源硅光电倍增器可包括由微透镜覆盖的多个照亮的微小区，而基准硅光电倍增器可包括分布在照亮的微小区之间的多个暗微小区，以帮助应对成像设备上的微小区性能的不均匀性。

【技术实现步骤摘要】
硅光电倍增器的温度和不均匀补偿电路
本专利技术整体涉及成像系统，并且更具体地，涉及包括用于单光子检测的单光子雪崩二极管(SPAD)的成像系统。
技术介绍
现代电子设备(诸如蜂窝电话、相机和计算机)常常使用数字图像传感器。图像传感器(有时称为成像器)可由二维图像感测像素的阵列形成。每个像素通常包括光敏元件诸如光电二极管，这些光敏元件接收入射光子(入射光)并把光子转变为电信号。每个像素还可包括将光重叠并聚焦到光敏元件上的微透镜。常规图像传感器可以多种方式受到有限功能的影响。例如，一些常规图像传感器可能无法确定从图像传感器到正在成像的物体的距离。常规图像传感器也可具有低于期望的图像质量和分辨率。为了提高对入射光的敏感度，有时可在成像系统中使用单光子雪崩二极管(SPAD)。SPAD的平行阵列(各自具有串联的淬灭电阻器)有时称为硅光电倍增器(SiPM)。硅光电倍增器通常以Geiger模式操作，这需要应用远远高于每个SPAD的击穿电压的反向偏置电压。击穿电压因此是SiPM操作中的关键参数。然而，击穿电压可取决于硅制造加工变化以及操作温度。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件，包括：/n衬底；/n有源硅光电倍增器，所述有源硅光电倍增器具有形成在所述衬底中的多个照亮的微小区，其中所述多个照亮的微小区表现出击穿电压；和/n基准硅光电倍增器，所述基准硅光电倍增器具有形成在所述衬底中的多个基准微小区，其中所述基准硅光电倍增器用于补偿所述击穿电压的工艺和温度变化。/n

【技术特征摘要】
20190620 US 16/447,0841.一种半导体器件，包括：
衬底；
有源硅光电倍增器，所述有源硅光电倍增器具有形成在所述衬底中的多个照亮的微小区，其中所述多个照亮的微小区表现出击穿电压；和
基准硅光电倍增器，所述基准硅光电倍增器具有形成在所述衬底中的多个基准微小区，其中所述基准硅光电倍增器用于补偿所述击穿电压的工艺和温度变化。


2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述多个基准微小区分布在所述多个照亮的微小区之间。


3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述多个基准微小区中的每个基准微小区物理地插置在所述多个照亮的微小区中的至少两个相邻照亮的微小区之间。


4.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括多个微透镜，每个微透镜均与所述多个照亮的微小区中的对应的一个对准。


5.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述多个基准微小区被配置为仅接收杂散光子。


6.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括：
电流源，所述电流源被配置为向所述基准硅光电倍增器提供恒定电流；和
电压传感器，所述电压传感器与所述基准硅光电倍增器...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·P·麦加维，S·J·贝里斯，
申请(专利权)人：半导体元件工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US