[发明专利]具有可控制的光谱响应的光电探测器

权利要求书

1.一种光电探测器，包括：

具有辐射区的半导体衬底，所述辐射区被配置为：响应于所述半导体衬底的辐射，生成具有相反电荷载流子类型的电荷载流子；以及

反型区生成器，被配置为：在至少两个操作状态中操作以在衬底内生成不同反型区，其中在第一操作状态中生成的第一反型区与在第二操作状态中生成的第二反型区不同，以及其中所述第一反型区和所述第二反型区具有所述半导体衬底中的不同延伸。

2.根据权利要求1所述的光电探测器，其中所述第一反型区和所述第二反型区具有所述辐射区中或关于所述辐射区的不同延伸。

3.根据权利要求1所述的光电探测器，其中所述反型区生成器被配置为：生成用于将相反电荷载流子类型的两个联合光生的电荷载流子分离的第一耗尽区，所述第一耗尽区与所述第一反型区相邻；以及生成用于将相反电荷载流子类型的两个联合光生的电荷载流子分离的第二耗尽区，所述第二耗尽区与所述第二反型区相邻。

4.根据权利要求1所述的光电探测器，其中响应于在所述辐射区中光生电荷载流子，在所述第一操作状态中沿向着所述第一反型区和与其相邻的第一耗尽区的方向而在所述第二操作状态中沿向着所述第二反型区和与其相邻的第二耗尽区的方向，在所述辐射区中形成电荷载流子浓度梯度。

5.根据权利要求1所述的光电探测器，还包括接触区，所述接触区被配置为提供第一电荷载流子类型的光生电荷载流子，其中在所述第一操作状态中，所述第一反型区被配置为选择性地采集所述第一电荷载流子类型的光生电荷载流子的第一部分并将所采集的光生电荷载流子的第一部分导通至所述接触区，以及其中在所述第二操作状态中，所述第二反型区被配置为选择性地采集所述第一电荷载流子类型的光生电荷载流子的第二部分并将所采集的光生电荷载流子的第二部分导通至所述接触区。

6.根据权利要求1所述的光电探测器，其中所述反型区生成器包括：电极装置，被配置为在所述半导体衬底内创建电场以便生成所述反型区；以及绝缘体装置，被配置为使所述电极装置与所述半导体衬底绝缘。

7.根据权利要求6所述的光电探测器，其中所述电极装置和所述绝缘体装置布置在多个沟槽中，所述多个沟槽中的至少一个沟槽具有与所述多个沟槽中的至少另一个沟槽不同的深度；

其中所述电极装置的至少一个电极布置在所述多个沟槽中的具有第一深度的沟槽中；

其中所述电极装置的至少另一个电极布置在所述多个沟槽中的具有与所述第一深度不同的第二深度的沟槽中；以及

其中所述至少一个电极和所述至少另一个电极是能够彼此独立地控制的，使得所述电极装置被配置为根据对所述电极装置施加的控制信号而选择性地在具有所述第一深度的沟槽处或在具有所述第二深度的沟槽处形成所述第一反型区。

8.根据权利要求7所述的光电探测器，其中至少一个沟槽中的电极在所述沟槽的底部处连接至所述半导体衬底以提供接触。

9.根据权利要求6所述的光电探测器，其中所述电极装置和所述绝缘体装置沿与所述半导体衬底的主表面实质上正交的方向延伸，以及其中以下属性中的至少一个沿与所述半导体衬底的主表面实质上正交的方向变化：

    所述绝缘体装置的厚度；以及

    所述绝缘体装置的介电性。

10.根据权利要求6所述的光电探测器，其中所述绝缘体装置包括衬里氧化物。

11.根据权利要求6所述的光电探测器，其中所述电极装置包括多晶硅电极材料。

12.根据权利要求6所述的光电探测器，其中所述辐射区中的半导体衬底包括单掺杂型半导体材料。

13.根据权利要求12所述的光电探测器，其中所述电极装置和所述绝缘体装置沿与所述半导体衬底的主表面实质上正交的方向延伸，以及其中所述单掺杂型材料的掺杂浓度沿与所述半导体衬底的主表面实质上正交的方向变化。

14.根据权利要求12所述的光电探测器，其中所述单掺杂型材料从所述反型区生成器延伸所述单掺杂型材料内的第一电荷载流子类型的扩散长度的至少十分之一。