集成电路制造技术

本公开的实施例涉及一种集成电路。集成电路在半导体衬底中形成。单光子雪崩二极管的阵列在半导体衬底的前侧形成。该阵列包括第一二极管和第二二极管，第一二极管和第二二极管彼此相邻。布拉格反射镜被定位在第一二极管与第二二极管之间。布拉格反射镜被配置成防止光在第一二极管与第二二极管之间的传播。第一二极管与第二二极管之间的传播。第一二极管与第二二极管之间的传播。

【技术实现步骤摘要】
集成电路


[0001]实施例涉及集成电路，特别地，涉及单光子雪崩二极管的阵列。

技术介绍

[0002]单光子雪崩二极管通常被本领域技术人员称为SPAD。SPAD能够检测低强度的信号(诸如，单个光子)，并且能够以高时间分辨率发出该光子到达时间的信号。
[0003]特别地，SPAD利用p
‑
n结的雪崩电流，该电流由入射光线触发。更特别地，SPAD被反向偏置成超过其击穿电压。
[0004]高反向偏置电压生成足够高的电场，以使被引入到SPAD的耗尽区域的单个电荷载流子能够引起雪崩，该雪崩经由每次撞击一次电离而自我维持。
[0005]然后，雪崩被主动或被动地压制，从而允许SPAD被复位以检测其他光子。
[0006]初始电荷载流子可以通过单个入射光子撞击高场区域而光电地生成。这种用于检测单光子的操作模式通常被称为盖革(Geiger)模式。
[0007]在SPAD中的雪崩期间，高数目个热载流子被生成。这些热载流子通过在所有方向上发射处于红色或处于近红外的寄生光来弛豫。
[0008]在常规的SPAD阵列中，由阵列的SPAD中生成的热载流子所发射的光可以传播通过分离SPAD的硅的较大厚度，并且被相邻的SPAD吸收。
[0009]然后，相邻SPAD对寄生光的该吸收在该SPAD中生成不期望的雪崩。这种效应被称为电
‑
光学串扰。
[0010]由该串扰引起的相邻SPAD中的雪崩可以引起电压降到击穿电压以下。因此，该相邻的SPAD不再能够检测光子。然后，需要对该相邻的SPAD进行再充电，以便将偏置电压增加到击穿电压的上方，从而使该SPAD能够再次检测光子。
[0011]这种再充电需要相当长的时间(几纳秒)，在此期间，SPAD不能检测光子。
[0012]由相邻SPAD生成的热载流子发出的不期望的光的传输所导致的这种再充电因此降低了SPAD阵列的性能。
[0013]为了使该串扰衰减，通常会降低SPAD的过量偏置电压。具体地，减小过量的偏置电压允许减少在雪崩期间所生成的热载流子的数目。但是，该解决方案导致SPAD阵列的SPAD的性能下降。

技术实现思路

[0014]专利技术人发现SPAD阵列中的相邻SPAD可能发生串扰。
[0015]本公开的实施例克服了上述缺点中的至少一些缺点。
[0016]在一方面中，提供了一种集成电路，包括：半导体衬底；单光子雪崩二极管的阵列，被形成在该半导体衬底的前侧，该阵列包括第一二极管和第二二极管，该第一二极管和该第二二极管彼此相邻；以及布拉格反射镜，被定位在该第一二极管与该第二二极管之间，该布拉格反射镜被配置成防止光在该第一二极管与该第二二极管之间的传播。
[0017]在一些实施例中，每个布拉格反射镜被配置成：防止具有如下波长的光的该传播：能够由热载流子的能量弛豫而生成的波长之中的波长，该热载流子由在该第一二极管或该第二二极管中被触发的雪崩效应生成。
[0018]在一些实施例中，每个布拉格反射镜包括多个层，并且被配置成反射具有如下入射角的光：在该布拉格反射镜上，相对于与该布拉格反射镜的材料的每个层正交的轴线，具有在0
°
和90
°
之间的入射角。
[0019]在一些实施例中，每个布拉格反射镜包括不同折射率的至少两种材料的至少三个交替的层，该层中的至少两个层在深度上如下延伸到该衬底中：从该前侧向下到底部绝缘区域，该底部绝缘区域限定每个二极管的底部，该底部绝缘区域将每个二极管与该衬底的其余部分电绝缘。
[0020]在一些实施例中，该层中的至少一个层在深度上从该前侧向下延伸到远端，该远端位于该前侧与该底部绝缘区域之间。
[0021]在一些实施例中，不同折射率的该至少两种材料的该至少三个交替的层包括硅的层、以及二氧化硅的层。
[0022]在一些实施例中，该集成电路还包括横向深沟槽隔离区域，其中该二氧化硅的层和该横向深沟槽隔离区域具有相同的深度和相同的结构。
[0023]本公开的实施例可以提供一种允许降低或甚至消除串扰的集成电路。
附图说明
[0024]通过审查对实施方式和实施例以及附图的完全非限制性的详细描述，本技术的其他优点和特征将变得明显，其中：
[0025]图1是根据本技术的一个实施例的集成电路的俯视图的示意表示；
[0026]图2是根据本技术的第一实施例的集成电路的局部截面的示意表示；
[0027]图3是根据本技术的第二实施例的集成电路的局部截面的示意表示；
[0028]图4是根据本技术的一个实施例的电子设备的示意表示；
[0029]图5图示了根据本技术的第一实施方式的用于制造集成电路的过程的各步骤的结果；以及
[0030]图6图示了根据本技术的第二实施方式的用于制造集成电路的过程的各步骤的结果。
具体实施方式
[0031]实施例可以提供一种包括高性能SPAD阵列的集成电路，该集成电路允许降低或甚至消除串扰。
[0032]根据一个方面，提供了一种集成电路。该集成电路包括半导体衬底，半导体衬底包含单光子雪崩二极管的阵列，单光子雪崩二极管包括至少两个二极管，该至少两个二极管彼此相邻。相应地，至少一个布拉格反射镜被定位在至少两个相邻的二极管之间。布拉格反射镜适于防止光在这两个二极管之间的传播。
[0033]以下，SPAD阵列也被称为光检测器阵列。因此，光检测器阵列包括多个SPAD。
[0034]根据该方面的集成电路可以包括一个或多个布拉格反射镜。每个布拉格反射镜因
此具有第一横向侧和第二横向侧，第一横向侧与光检测器阵列的第一SPAD接触，第二横向侧与第一横向面相对，第二横向侧与光检测器阵列的第二SPAD接触，该第二SPAD与第一SPAD相邻。
[0035]因此，在根据该方面的集成电路中，布拉格反射镜被定位在其间的两个相邻SPAD之间的串扰能够被消除。具体地，当被放置在布拉格反射镜的一侧上的SPAD接收光子时，该布拉格反射镜允许由热载流子所发射的入射寄生光被反射和/或被吸收，热载流子在该接收器SPAD中的雪崩期间生成。
[0036]因此，寄生光不会被透射到被放置在布拉格反射镜的另一侧的相邻SPAD。因此，这两个SPAD可以同时操作，并且不会冒如下风险：被由这些SPAD中的一个SPAD所生成的寄生光去激活。
[0037]此外，将布拉格反射镜定位在SPAD之间使得可以继续采用高的过量偏置电压。具体地，在雪崩期间所生成的热载流子的数目不再具有对相邻的SPAD的任何影响。因此，可以设计和制造高性能的光检测器阵列。
[0038]根据一个实施例，每个布拉格反射镜被配置成：防止具有如下波长的光的传播：能够由热载流子的能量弛豫所生成的波长之中的波长，热载流子由在两个相应的二极管中的一个二极管中所触发的雪崩效应生成。
[0039]以指示的方式，例如，这种波长可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成电路，其特征在于，包括：半导体衬底；单光子雪崩二极管的阵列，被形成在所述半导体衬底的前侧，所述阵列包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管和所述第二二极管彼此相邻；以及布拉格反射镜，被定位在所述第一二极管与所述第二二极管之间，所述布拉格反射镜被配置成防止光在所述第一二极管与所述第二二极管之间的传播。2.根据权利要求1所述的集成电路，其特征在于，每个布拉格反射镜被配置成：防止具有如下波长的光的所述传播：能够由热载流子的能量弛豫而生成的波长之中的波长，所述热载流子由在所述第一二极管或所述第二二极管中被触发的雪崩效应生成。3.根据权利要求1所述的集成电路，其特征在于，每个布拉格反射镜包括多个层，并且被配置成反射具有如下入射角的光：在所述布拉格反射镜上，相对于与所述布拉格反射镜的材料的每个层正交的轴线，具有在0
°
和...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：意法半导体克洛尔二公司，
类型：新型
国别省市：