RU2185689C2

RU2185689C2 - Avalanche photodetector (versions)

Info

Publication number: RU2185689C2
Application number: RU2001104483A
Authority: RU
Inventors: В.М. Головин; Г.Б. Бондаренко
Original assignee: Головин Виктор Михайлович
Priority date: 2001-02-20
Filing date: 2001-02-20
Publication date: 2002-07-20

Abstract

FIELD: microelectronics; recording rays of various spectrum ranges and charged particles. SUBSTANCE: avalanche photodetector of alternative 1 has semiconductor substrate, region of polarity of conductivity other than that of substrate, local regions of same polarity of conductivity, highly doped regions of polarity of conductivity other than that of substrate which are disposed in-between, as well as buffer layer and metal electrode arranged above each of local regions. Highly doped regions are unidirectionally disposed between local regions along photodetector surface. Avalanche photodetector of alternative 2 has insulating substrate and thin semiconductor layer formed on the latter and provided with local regions of polarity of conductivity other than that of semiconductor layer, highly doped regions of same polarity of conductivity as semiconductor layer disposed in-between, as well as buffer layer and field-effect electrode arranged above each local region. Highly doped regions are unidirectionally disposed between local layers along photodetector surface. EFFECT: enhanced sensitivity of photodetector due to reduced dark currents. 16 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области микроэлектроники, в частности к полупроводниковым приемникам, предназначенным для регистрации излучений различных диапазонов спектра и заряженных и частиц. The invention relates to the field of microelectronics, in particular to semiconductor receivers intended for recording emissions of various spectral ranges and charged and particles.

Известны лавинные фотоприемники по патентам RU 1644708, кл. H 01 L 31/06, 1996 г. и RU 2142175, кл. Н 01 L 31/06, 1999 г., представляющие собой тип микроячеистого полупроводникового приемника, состоящего из независимых идентичных p-n переходов, каждый из которых работает с ограниченной модой гейгеровского усиления на общую нагрузку. В обоих упомянутых фотоприемниках в той или иной степени происходит процесс растекания заряда в сработавшей ячейке, что приводит к снижению квантовой эффективности и, следовательно, чувствительности к падающему излучению. Known avalanche photodetectors according to patents RU 1644708, cl. H 01 L 31/06, 1996 and RU 2142175, cl. H 01 L 31/06, 1999, representing a type of microcellular semiconductor receiver, consisting of independent identical p-n junctions, each of which operates with a limited mode of Geiger amplification for the total load. In both of these photodetectors, to a greater or lesser extent, the process of charge spreading in the triggered cell occurs, which leads to a decrease in quantum efficiency and, therefore, sensitivity to incident radiation.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является лавинный фотоприемник по патенту BY 2929, кл. H 01 L 31/00, 1999 г., содержащий полупроводниковую подложку, локальные области противоположного подложке типа проводимости, сформированные между локальными областями сильнолегированные области с таким же, как у подложки типом проводимости, расположенные на расстоянии, меньшем, чем ширина области пространственного заряда при напряжении лавинного пробоя, а также расположенные над поверхностью локальных областей буферный слой и металлический электрод. При достаточно высокой квантовой эффективности чувствительность лавинного фотоприемника ограничивается темновым током, образующимся за счет электронов, генерируемых в подложке и дрейфующих в область лавинного умножения под действием поля, возникающего в полупроводниковой подложке. The closest technical solution to the claimed is an avalanche photodetector according to patent BY 2929, class. H 01 L 31/00, 1999, containing a semiconductor substrate, local regions of the opposite conductivity type substrate, highly doped regions formed between local regions with the same conductivity type as the substrate, located at a distance less than the width of the space charge region at avalanche breakdown voltage, as well as a buffer layer and a metal electrode located above the surface of local areas. With a sufficiently high quantum efficiency, the sensitivity of the avalanche photodetector is limited by the dark current generated by electrons generated in the substrate and drifting into the region of avalanche multiplication under the action of a field arising in the semiconductor substrate.

Настоящее изобретение решает задачу уменьшения темнового тока лавинного фотоприемника. Поставленная задача решается двумя путями: за счет отвода темновых носителей из области лавинного умножения путем создания дополнительного p-n перехода либо путем уменьшения объема полупроводникового материала - источника темновых носителей. The present invention solves the problem of reducing the dark current of the avalanche photodetector. The problem is solved in two ways: by removing dark carriers from the region of avalanche multiplication by creating an additional pn junction or by reducing the volume of the semiconductor material - the source of dark carriers.

Вариант 1. Option 1.

Сущность изобретения заключается в том, что в лавинном фотоприемнике, содержащем полупроводниковую подложку, локальные области, размещенные между локальными областями сильнолегированные области, буферный слой и металлический электрод, расположенные над каждой из локальных областей, на подложке сформирована дополнительная область противоположного подложке типа проводимости, локальные области выполнены в упомянутой дополнительной области одного с подложкой типа проводимости, а сильнолегированные области выполнены в упомянутой дополнительной области противоположного подложке типа проводимости, при этом сильнолегированные области расположены между локальными областями в одном направлении вдоль поверхности фотоприемника. Введенная дополнительная область может быть выполнена с концентрацией носителей, по меньшей мере в два раза большей, чем концентрация носителей в подложке, а глубина дополнительной области в месте размещения в ней локальных областей может быть выполнена по меньшей мере в два раза большей расстояния между локальной и сильнолегированной областью. Длина каждой из локальных областей больше собственной ширины. Буферный слой, расположенный над каждой из локальных областей, соединяет ее и металлический электрод электрически, причем металлические электроды, расположенные над каждой из областей, могут быть соединены между собой. Также соединены между собой могут быть и сильнолегированные области. Между локальными областями в дополнительной области в другом направлении вдоль поверхности фотоприемника выполнены выемки, которые могут быть заполнены светозащитным материалом. The essence of the invention lies in the fact that in an avalanche photodetector containing a semiconductor substrate, local areas located between the local areas are heavily doped areas, a buffer layer and a metal electrode located above each of the local areas, an additional region opposite to the conductivity type substrate is formed on the substrate, local areas are made in said additional region of one with a conductivity type substrate, and heavily doped regions are made in said additional ADDITIONAL region of the opposite conductivity type substrate, the heavily doped regions are arranged between local areas in one direction along the surface of the photodetector. The introduced additional region can be performed with a carrier concentration of at least two times greater than the concentration of carriers in the substrate, and the depth of the additional region at the location of local regions in it can be performed at least two times greater than the distance between local and heavily doped area. The length of each of the local regions is greater than its own width. A buffer layer located above each of the local areas connects it and the metal electrode electrically, and the metal electrodes located above each of the areas can be interconnected. Highly alloyed regions can also be interconnected. Between the local areas in the additional area in a different direction along the surface of the photodetector, recesses are made, which can be filled with light-shielding material.

В заявляемом лавинном фотоприемнике сформирован дополнительный p-n переход и силовые линии напряженности электрического поля в толще полупроводника расположены таким образом, что темновые носители, генерированные в нем, не попадают в область лавинного умножения, что уменьшает величину темнового тока и повышает чувствительность прибора. An additional p-n junction is formed in the inventive avalanche photodetector and the field lines of the electric field in the semiconductor are arranged so that the dark carriers generated in it do not fall into the avalanche multiplication region, which reduces the dark current and increases the sensitivity of the device.

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображен разрез фотоприемника (фиг.1) и вид фотоприемника сверху (фиг.2). The invention is illustrated by drawings, which depict a section of a photodetector (figure 1) and a top view of the photodetector (figure 2).

Лавинный фотоприемник (представлен фрагмент) содержит полупроводниковую подложку 1 и дополнительно сформированную на ее поверхности полупроводниковую область 2 противоположного подложке типа проводимости. В области 2 на поверхности ее со стороны, противоположной подложке, выполнены локальные области 3 одного с подложкой типа проводимости, а между ними, на равном расстоянии от каждой области - сильнолегированные области 4 (по одной области 4 между парой областей 3) противоположного подложке типа проводимости. Таким образом, области 3 и 4 выполнены чередующимися в одном направлении вдоль поверхности фотоприемника. Расстояние между локальной и сильнолегированной областью, как правило, выполняется меньшим ширины области пространственного заряда (ОПЗ) при напряжении лавинного пробоя в дополнительной области. ОПЗ на фиг. 1 характеризуется наличием силовых линий электрического поля. Над каждой из локальных областей выполнены последовательно буферный слой 5, как правило, резистивный (тип и параметры резистора определяются величиной сопротивления, необходимой для обеспечения работоспособности структуры) и металлический электрод 6, а над сильнолегированной областью - только металлический электрод 7. На поверхности дополнительной области в местах, свободных от областей с повышенной концентрацией носителей, выполнен слой окисла 8, обеспечивающий защиту структуры от влияния внешних неблагоприятных воздействий. The avalanche photodetector (fragment is shown) contains a semiconductor substrate 1 and an additional semiconductor region 2 opposite to the conductivity type substrate formed on its surface. In region 2, on the surface opposite to the substrate, local regions 3 are made of the same conductivity type substrate, and between them, at an equal distance from each region, are heavily doped regions 4 (one region 4 between a pair of regions 3) of the opposite conductivity type substrate . Thus, regions 3 and 4 are made alternating in the same direction along the surface of the photodetector. The distance between the local and heavily doped region, as a rule, is smaller than the width of the space charge region (SCR) at an avalanche breakdown voltage in the additional region. SCR in FIG. 1 is characterized by the presence of electric field lines. A buffer layer 5, usually a resistive layer (the type and parameters of the resistor is determined by the resistance value necessary to ensure the operability of the structure) and a metal electrode 6 are sequentially made over each of the local regions, and only a metal electrode 7 is located above the highly doped region. On the surface of the additional region, places free from areas with a high concentration of carriers, an oxide layer 8 is made, which protects the structure from the influence of external adverse effects.

В сконструированном таким образом лавинном фотоприемнике силовые линии электрического поля расположены таким образом, что темновые носители, генерированные в подложке 1, не попадают в область лавинного умножения. Дополнительно сформированная область 2, как правило, выполняется с концентрацией носителей, по меньшей мере в два раза большей, чем концентрация носителей в подложке. Это способствует тому, что напряжение пробоя между подложкой 1 и локальными областями 3 больше, чем напряжение лавинного пробоя между областями 3 и 4, что обеспечивает работоспособность основной структуры. Этот же эффект может быть достигнут и тем, что ОПЗ в месте расположения локальной области 3 выполнена по меньшей мере в два раза большей расстояния между локальной 3 и сильнолегированной 4 областями. Каждая из локальных областей 3 выполнена таким образом, что ее длина по меньшей мере в два раза больше ее ширины, что позволяет наиболее эффективно заполнить поверхность фотоприемника. Буферный слой 5 над локальными областями 3 выполнен в виде резистора и электрически соединяет область 3 с металлическим электродом 6. Металлические электроды 6, расположенные над каждой из областей 3, соединены между собой электрически, что обеспечивает наращивание структуры фотоприемника до нужных размеров. С этой же целью соединены между собой и сильнолегированные области 4 электрическим соединением расположенных над ними металлических электродов 7. Чтобы предотвратить растекание заряда между локальными областями в дополнительной области в другом направлении вдоль поверхности фотоприемника (перпендикулярном направлению размещения сильнолегированных областей 4) выполнены выемки 9 на глубину, не меньшую глубины локальных областей, причем выемки могут быть заполнены светозащитным (оптически непрозрачным) материалом для уменьшения оптической взаимосвязи между областями 3. In the avalanche photodetector thus constructed, the lines of force of the electric field are arranged so that the dark carriers generated in the substrate 1 do not fall into the avalanche multiplication region. Additionally formed region 2, as a rule, is performed with a carrier concentration of at least two times higher than the concentration of carriers in the substrate. This contributes to the fact that the breakdown voltage between the substrate 1 and the local regions 3 is greater than the avalanche breakdown voltage between regions 3 and 4, which ensures the operability of the main structure. The same effect can be achieved by the fact that the SCR at the location of the local region 3 is made at least twice as large as the distance between the local 3 and heavily doped 4 regions. Each of the local regions 3 is made in such a way that its length is at least two times its width, which allows the most efficient filling of the surface of the photodetector. The buffer layer 5 above the local regions 3 is made in the form of a resistor and electrically connects the region 3 to the metal electrode 6. The metal electrodes 6 located above each of the regions 3 are electrically connected to each other, which ensures the photodetector structure is expanded to the desired size. For the same purpose, heavily doped regions 4 are interconnected by electrical connection of metal electrodes located above them 7. In order to prevent the charge from spreading between local regions in an additional region in a different direction along the photodetector surface (perpendicular to the direction of highly doped regions 4), recesses 9 are made to a depth of not less than the depth of local areas, and the recesses can be filled with light-shielding (optically opaque) material to reduce optical tion relationship between the areas 3.

Лавинный фотоприемник по варианту 1 функционирует следующим образом. The avalanche photodetector according to option 1 operates as follows.

Напряжение, достаточное для лавинного пробоя, прикладывается между электродами 6 и 7 и напряжение того же знака - между электродом 6 и подложкой 1. Напряженность электрического поля, возникающего при этом между областями 3 и 4, имеет максимальное значение, достаточное для лавинного умножения носителей, причем наибольшее значение напряженности устанавливается вблизи областей 3 со стороны области 4. Фотоны, падающие на поверхность фотоприемника и поглощаемые в дополнительной области вблизи поверхности последней, генерируют носители, которые под действием электрического поля двигаются к области 3, попадая в область умножения, и усиливаются в ней, образуя ответный падающему излучению фототок. Резистивный слой 5 и металлический электрод 6 снижают напряженность электрического поля на выходе фотоприемника. Подача напряжения на подложку 1 обеспечивает протекание темновых носителей, генерируемых в подложке, между электродами 7 и 6, минуя область усиления. Это ведет к тому, что темновые токи, ограничивающие чувствительность лавинного фотоприемника, ниже, чем в известных приборах, так как не усиливаются в области умножения носителей. A voltage sufficient for the avalanche breakdown is applied between the electrodes 6 and 7 and a voltage of the same sign is applied between the electrode 6 and the substrate 1. The electric field arising between regions 3 and 4 has a maximum value sufficient for the avalanche multiplication of carriers the highest value of tension is set near regions 3 from the side of region 4. Photons incident on the surface of the photodetector and absorbed in an additional region near the surface of the latter generate carriers that under the influence of an electric field, they move to region 3, falling into the multiplication region, and amplify in it, forming a photocurrent corresponding to the incident radiation. The resistive layer 5 and the metal electrode 6 reduce the electric field strength at the output of the photodetector. Applying voltage to the substrate 1 allows the flow of dark carriers generated in the substrate between the electrodes 7 and 6, bypassing the amplification region. This leads to the fact that the dark currents that limit the sensitivity of the avalanche photodetector are lower than in known devices, since they are not amplified in the region of carrier multiplication.

Лавинный фотоприемник по варианту 1 может быть выполнен, например, на подложке из кремния n-типа с удельным сопротивлением порядка 100 Ом•см. Дополнительная область выполняется при этом из кремния р-типа с удельным сопротивлением 40 Ом•см глубиной около 10 мкм. Области 3 и 4 n⁺-типа и р⁺-типа соответственно выполняются методом ионного легирования с концентрацией носителей порядка 10¹⁸ см^-3, резистивный слой - из карбида кремния с величиной сопротивления 10 Мом, а металлические электроды - из алюминия.The avalanche photodetector according to option 1 can be performed, for example, on an n-type silicon substrate with a resistivity of the order of 100 Ohm cm. An additional region is made of p-type silicon with a resistivity of 40 Ohm • cm with a depth of about 10 microns. Regions 3 and 4 of the n ⁺ -type and p ⁺ -type, respectively, are performed by the ion doping method with a carrier concentration of about 10 ¹⁸ cm ^-3 , the resistive layer is made of silicon carbide with a resistance value of 10 Mom, and the metal electrodes are made of aluminum.

Вариант 2. Option 2

Сущность изобретения заключается в том, что в лавинном фотоприемнике, содержащем подложку, локальные области, размещенные между ними сильнолегированные области, буферный слой и металлический электрод, расположенные над поверхностью локальных областей, подложка выполнена диэлектрической, а на ней сформирован полупроводниковый слой. Локальные области выполнены противоположного упомянутому полупроводниковому слою типа проводимости, а сильнолегированные области - одного с полупроводниковым слоем типа проводимости. Глубина полупроводникового слоя выполнена равной глубине локальных либо сильнолегированных областей, причем сильнолегированные области расположены между локальными областями в одном направлении вдоль поверхности фотоприемника. Диэлектрическая подложка может быть выполнена оптически прозрачной, а на ее свободной поверхности может быть выполнен отражающий слой. Длина локальных областей выполнена большей собственной ширины. Буферный слой, расположенный над каждой из локальных областей, соединяет электрически ее с металлическим электродом, причем упомянутые электроды могут быть соединены между собой. Также соединены между собой могут быть и сильнолегированные области. В полупроводниковом слое в другом направлении вдоль поверхности фотоприемника выполнены выемки на глубину упомянутого слоя, которые могут быть заполнены светозащитным материалом. The essence of the invention lies in the fact that in an avalanche photodetector containing a substrate, local regions, heavily doped regions located between them, a buffer layer and a metal electrode located above the surface of the local regions, the substrate is dielectric and a semiconductor layer is formed on it. Local regions are made opposite to the aforementioned semiconductor layer of the conductivity type, and heavily doped regions are made of the same with the semiconductor layer of the conductivity type. The depth of the semiconductor layer is equal to the depth of local or heavily doped regions, with heavily doped regions located between the local regions in the same direction along the surface of the photodetector. The dielectric substrate may be optically transparent, and a reflective layer may be formed on its free surface. The length of the local regions is made greater than its own width. A buffer layer located above each of the local areas electrically connects it to a metal electrode, and said electrodes can be interconnected. Highly alloyed regions can also be interconnected. In the semiconductor layer in a different direction along the surface of the photodetector, recesses are made to the depth of the layer, which can be filled with a light-shielding material.

В этом варианте лавинного фотоприемника силовые линии электрического поля расположены только между локальной и сильнолегированной областями. Малый темновой ток определяется малым объемом полупроводника. По этой же причине фотоприемник обладает малой емкостью, что позволяет наращивать структуру и получать приборы с хорошей чувствительностью и достаточным быстродействием. In this embodiment of the avalanche photodetector, the electric field lines are located only between the local and heavily doped regions. The small dark current is determined by the small volume of the semiconductor. For the same reason, the photodetector has a low capacity, which makes it possible to increase the structure and obtain devices with good sensitivity and sufficient speed.

Изобретение поясняется приложенными к описанию чертежами, на которых изображены разрез фотоприемника (фиг.3) и вид фотоприемника сверху (фиг.4). The invention is illustrated by the drawings attached to the description, which shows a section of a photodetector (figure 3) and a top view of the photodetector (figure 4).

Лавинный фотоприемник (представлен фрагмент) содержит диэлектрическую подложку 1, дополнительно введенный полупроводниковый слой 2, расположенный на подложке, локальные области 3 противоположного полупроводниковому слою типа проводимости и размещенные между ними в одном направлении вдоль поверхности фотоприемника сильнолегированные области 4 одного с полупроводниковым слоем типа проводимости. Таким образом, области 3 и 4 выполнены чередующимися в одном направлении вдоль поверхности фотоприемника. Глубина полупроводникового слоя выполнена равной глубине локальных и (или) сильнолегированных областей, а длина локальных областей 3 выполнена большей собственной ширины не менее чем в два раза. Над каждой из локальных областей 3 размещен буферный слой 5 в виде резистора, вид которого определяется необходимым значением сопротивления, электрически соединяющий область 3 с металлическим электродом 6. Над каждой из сильнолегированных областей 4 также расположен металлический электрод 7, причем однотипные электроды соединены между собой электрически с образованием структуры требуемого размера. На поверхности полупроводникового слоя в местах, свободных от областей с повышенной концентрацией носителей, выполнен оптически прозрачный слой окисла 8, защищающий фотоприемник от неблагоприятного воздействия внешней среды. Для предотвращения растекания заряда между локальными областями 3 в полупроводниковом слое 2 в другом направлении (перпендикулярном направлению размещения областей 4) вдоль поверхности фотоприемника выполнены выемки 9 на глубину полупроводникового слоя 2, заполненные для уменьшения оптической взаимосвязи между областями 3 светозащитным материалом (оптически непрозрачным). Диэлектрическая подложка 1 может быть выполнена оптически прозрачной, что позволяет направлять измеряемое излучение со стороны подложки. В этом случае упрощается конструкция корпуса фотоприемника. Кроме того, на свободную поверхность подложки может быть нанесен отражающий (например, металлический) слой 10, что позволяет повысить эффективность сбора оптического излучения. The avalanche photodetector (fragment shown) contains a dielectric substrate 1, an additionally introduced semiconductor layer 2 located on the substrate, local regions 3 of the opposite type of conductivity type semiconductor layer and heavily doped regions 4 of the same type with the conductivity type semiconductor layer between them in the same direction along the photodetector surface. Thus, regions 3 and 4 are made alternating in the same direction along the surface of the photodetector. The depth of the semiconductor layer is equal to the depth of the local and (or) heavily doped regions, and the length of the local regions 3 is made greater than its own width by at least two times. Above each of the local regions 3, a buffer layer 5 is placed in the form of a resistor, the shape of which is determined by the required resistance value, electrically connecting the region 3 with the metal electrode 6. Above each of the heavily doped regions 4 there is also a metal electrode 7, the electrodes of the same type being connected electrically to each other the formation of the structure of the required size. An optically transparent oxide layer 8 is made on the surface of the semiconductor layer in places free of areas with a high concentration of carriers, which protects the photodetector from the adverse effects of the external environment. To prevent the charge from spreading between local regions 3 in the semiconductor layer 2 in a different direction (perpendicular to the direction of regions 4), recesses 9 are made along the surface of the photodetector to the depth of the semiconductor layer 2, filled to reduce the optical interconnection between regions 3 by light-protective material (optically opaque). The dielectric substrate 1 can be made optically transparent, which allows directing the measured radiation from the side of the substrate. In this case, the design of the photodetector housing is simplified. In addition, a reflective (e.g., metal) layer 10 can be applied to the free surface of the substrate, which improves the collection efficiency of optical radiation.

Лавинный фотоприемник по варианту 2 функционирует следующим образом. The avalanche photodetector according to option 2 operates as follows.

Напряжение, необходимое для лавинного умножения носителей, прикладывается к электродам 6 и 7. Напряженность электрического поля, возникающего под действием приложенного напряжения в полупроводниковом слое 2, имеет при этом максимальное значение, достаточное для лавинного умножения носителей, генерируемых в упомянутом слое под действием падающего излучения. Наибольшее значение напряженности поля устанавливается вблизи областей 3 со стороны областей 4. Под действием поля генерируемые носители перемещаются к областям 3, попадая в область лавинного умножения и создавая усиленный фототок. Темновые носители в полупроводниковом слое 2 практически отсутствуют, поскольку упомянутый слой выполняется предельно тонким. Резистивный слой 5 и металлический электрод 6 снижают напряженность электрического поля на выходе фотоприемника. The voltage required for the avalanche multiplication of carriers is applied to the electrodes 6 and 7. The electric field generated by the applied voltage in the semiconductor layer 2 has a maximum value sufficient for an avalanche multiplication of carriers generated in the said layer under the influence of incident radiation. The greatest value of the field strength is set near regions 3 from the side of regions 4. Under the action of the field, the generated carriers move to regions 3, falling into the region of avalanche multiplication and creating an amplified photocurrent. Dark carriers in the semiconductor layer 2 are practically absent, since the layer is extremely thin. The resistive layer 5 and the metal electrode 6 reduce the electric field strength at the output of the photodetector.

Лавинный фотоприемник по варианту 2 может быть выполнен, например, на основе структуры "кремний на сапфире", причем толщина слоя кремния составляет около 1 мкм. Области 3 и 4 р⁺-типа и n⁺-типа соответственно выполняются методом ионного легирования с концентрацией носителей порядка 10¹⁸ см^-3. Резистивный слой 5 выполняется из карбида кремния с величиной сопротивления порядка 10 Мом, а металлические электроды 6 и 7 - из алюминия.The avalanche photodetector according to option 2 can be performed, for example, on the basis of the structure "silicon on sapphire", and the thickness of the silicon layer is about 1 μm. Regions 3 and 4 of the p ⁺ type and n ⁺ type, respectively, are performed by the ion doping method with a carrier concentration of about 10 ¹⁸ cm ^-3 . The resistive layer 5 is made of silicon carbide with a resistance value of about 10 MΩ, and the metal electrodes 6 and 7 are made of aluminum.

Лавинный фотоприемник по настоящему изобретению используется для регистрации излучений, в том числе в режиме счета фотонов, а также для регистрации заряженных частиц. The avalanche photodetector of the present invention is used to detect radiation, including in the photon counting mode, as well as to register charged particles.

Claims

1. An avalanche photodetector containing a semiconductor substrate, local regions, heavily doped regions located between the local regions, a buffer layer and a metal electrode located above each of the local regions, characterized in that an additional region opposite to the conductivity type is formed on the substrate, and local regions are made in said additional region of one with a conductivity type substrate, and heavily doped regions are made in said additional region domain of the opposite conductivity type substrate, the heavily doped regions are arranged between local areas in one direction along the surface of the photodetector.

2. An avalanche photodetector according to claim 1, characterized in that the additional region is made with a carrier concentration of at least two times greater than the concentration of carriers in the substrate.

3. An avalanche photodetector according to claim 1, characterized in that the depth of the additional region at the location of each of the local regions therein is at least two times the distance between the local and heavily doped region.

4. An avalanche photodetector according to claim 1, characterized in that the length of each of the local regions is greater than its own width.

5. An avalanche photodetector according to claim 1, characterized in that the heavily doped regions are interconnected.

6. An avalanche photodetector according to claim 1, characterized in that the metal electrodes located above each of the local areas are interconnected.

7. An avalanche photodetector according to claim 1, characterized in that recesses are made between local areas in an additional area in a different direction along the surface of the photodetector.

8. An avalanche photodetector according to claim 8, characterized in that said recesses are filled with light-shielding material.

9. An avalanche photodetector containing a substrate, local areas, heavily doped areas placed between them, a buffer layer and a metal electrode located above the surface of local areas, characterized in that the substrate is dielectric and an additional semiconductor layer is formed on it, while local areas are made opposite to the aforementioned semiconductor layer of the conductivity type, and heavily doped regions are made of one with the semiconductor layer of the conductivity type, and the bin of the semiconductor layer is equal to the depth of local or heavily doped regions, and heavily doped regions are located between local regions in the same direction along the surface of the photodetector.

10. The avalanche photodetector according to claim 9, characterized in that the dielectric substrate is optically transparent.

11. An avalanche photodetector according to claim 10, characterized in that an additional reflecting layer is introduced into it, which contacts the dielectric substrate along the free surface of the latter.

12. The avalanche photodetector according to claim 9, characterized in that the length of the local regions is greater than its own width.

13. The avalanche photodetector according to claim 9, characterized in that the metal electrodes located above each of the local areas are interconnected.

14. The avalanche photodetector according to claim 9, characterized in that the heavily doped regions are interconnected.

15. The avalanche photodetector according to claim 9, characterized in that between the local areas in the semiconductor layer in the other direction along the surface of the photodetector, recesses are made with a depth equal to the depth of the said layer.

16. An avalanche photodetector according to claim 15, characterized in that said recesses are filled with light-shielding material.