本申请实施例公开了一种感光像素单元、感光像素模块以及光电探测器，其中，所述感光像素单元，包括：衬底；至少两个感光区，所述至少两个感光区相互独立设置在所述衬底上方；感光区，用于在选通的情况下，吸收入射光子并产生光生载流子；保护区，所述保护区设置在所述衬底上方且环绕设于每一所述感光区的外围，用于抑制所述感光区边缘电场的强度。抑制所述感光区边缘电场的强度。抑制所述感光区边缘电场的强度。
【技术实现步骤摘要】
感光像素单元、感光像素模块以及光电探测器
[0001]本申请实施例涉及光电探测器件
，尤其涉及一种感光像素单元、感光像素模块以及光电探测器。
技术介绍
[0002]在使用激光测距的过程中，通常采用衰减片或使用较小填充因子的单光子雪崩二极管(Single Photon Avalanche Diode，SPAD)像素防止信号饱和，以提高光学探测环节的精准度；其中，填充因子表征激光探测器对应的有效感光区面积与激光探测器的芯片面积的比值；相关技术中，激光测距在实际应用过程中所处的环境信息多变，尤其是光强变化时产生的信号饱和；例如，阳光充足的大晴天下光强与阴天下的光强明显不同，或者在车辆穿出隧道过程中产生的光强变化，其采用衰减片或固定的填充因子，易出现激光测距中的光学探测环节无法灵活地匹配不同的环境信息的现象，进而会降低激光测距的准确性。因此，需要一种技术方案实现SPAD像素可以在强光环境下避免信号饱和，出现对目标无法有效检测；在弱光环境下，对目标的探测效率较低的问题。
技术实现思路
[0003]有鉴于此，本申请实施例提供一种感光像素单元、感光像素模块以及光电探测器，能够实现单个感光像素单元中，多个感光区中任一感光区在选通的情况下，吸收入射光子并产生光生载流子；如此，能够实现动态调节单个感光像素单元的有效感光面积，进而使得感光像素单元能够较为灵活地适应不同环境光信息，即能够提高感光像素单元的抗环境光能力，进而能够整体提高感光像素单元探测及吸收除环境光之外的目标光子的准确度。
[0004]第一方面，本申请实施例提供一种感光像素单元，所述感光像素单元，包括：衬底；至少两个感光区，所述至少两个感光区相互独立设置在所述衬底上方；感光区，用于在选通的情况下，吸收入射光子并产生光生载流子；保护区，所述保护区设置在所述衬底上方且环绕设于每一所述感光区的外围，用于抑制所述感光区边缘电场的强度。
[0005]在一些实施例中，各感光区对应的吸收入射光子的面积不相等；或，存在i个所述感光区对应的吸收入射光子的面积相等；其中，所述i为大于1，且小于或等于所述至少两个的正整数。
[0006]在一些实施例中，所述感光区对应的吸收入射光子的表面形状为规则形状；或，所述感光区的对应的吸收入射光子的表面形状为不规则形状。
[0007]在一些实施例中，所述保护区包括设置于相邻感光区之间的第一保护子区和环绕设于所述感光区外围的第二保护子区；所述第一保护子区的掺杂浓度和所述第二保护子区的掺杂浓度不同；或，所述第一保护子区的掺杂浓度和所述第二保护子区的掺杂浓度相同。
[0008]在一些实施例中，所述所述第一保护子区的宽度和所述第二保护子区的宽度相同；或，所述第一保护子区的宽度和所述第二保护子区的宽度不同。
[0009]第二方面，本申请实施例提供一种感光像素模块，所述感光像素模块包括：选通控
制单元和上述任一实施例所述的感光像素单元；所述选通控制单元与每一所述感光区相连接；其中：所述选通控制单元，用于基于所述感光像素模块所处的环境光信息，对所述至少两个感光区进行区域选通，选通相应的感光区得到目标感光区，所述目标感光区吸收入射转换为光生载流子。
[0010]在一些实施例中，所述环境光信息包括环境光强度，所述选通控制单元，还用于基于所述环境光强度和预设光强度，控制所述感光区对应的电压差，以对所述感光区进行区域选通得到所述目标感光区。
[0011]在一些实施例中，所述选通控制单元，所述目标感光区包括第一目标区；所述选通控制单元，还用于在所述环境光强度大于所述预设光强度的情况下，在所述至少两个感光区中进行区域选取，得到第一感光区，并对所述第一感光区对应的电压差进行调整，以使所述第一感光区选通得到第一目标区；其中，所述第一感光区为所述至少两个感光区中任一感光区。
[0012]在一些实施例中，所述目标感光区包括第二目标区；所述选通控制单元，还用于在所述环境光强度小于或等于所述预设光强度的情况下，在所述至少两个感光区中进行区域选取，得到j个第二感光区，并对每一第二感光区对应的电压差进行调整，以基于所述j个第二感光区形成所述第二目标区；其中，所述j为大于1，且小于或等于所述至少两个的正整数。
[0013]在一些实施例中，所述选通控制单元，还用于在所述环境光强度小于或等于所述预设光强度，且所述j个第二感光区中存在位置关系为相邻的两个第二感光区的情况下，对每一所述第二感光区对应的电压差进行调整，以使所述相邻的两个第二感光区之间的保护区变为中间感光区，并基于所述j个第二感光区和所述中间感光区形成所述第二目标区。
[0014]在一些实施例中，所述选通控制单元，还用于基于所述环境光信息和时间信息，控制所述感光区对应的电压差，以对所述感光区进行区域选通得到所述目标感光区。
[0015]在一些实施例中，所述感光像素模块，还包括：淬灭单元，其中：所述淬灭单元，用于在所述目标感光区产生光生载流子触发雪崩效应，并通过碰撞电离持续产生新的次级载流子的情况下，产生电荷堆积以降低所述目标感光区的电场强度，并中断碰撞电离产生的雪崩效应。
[0016]在一些实施例中，所述控制选通单元与所述感光像素单元的第一端相连接，且所述淬灭单元与所述感光像素单元的第一端相连接；或，所述控制选通单元与所述感光像素单元的第一端相连接，且所述淬灭单元与所述感光像素单元的第二端相连接。
[0017]在一些实施例中，所述控制选通单元包括第一选通单元和第二选通单元，其中：所述第一选通单元与所述感光像素单元的第一端相连接，所述第二选通单元与所述感光像素单元的第二端相连接。
[0018]在一些实施例中，所述感光像素模块，还包括：雪崩概率控制单元，所述雪崩概率控制单元与每一所述感光区相连接；其中：所述雪崩概率控制单元，还用于基于所述环境光信息，控制每一所述感光区对应的电压差的电压范围，以调整每一所述感光区对应的区域探测概率。
[0019]第三方面，本申请实施例提供一种光电探测器，所述光电探测器件，包括阵列排布的多个如上述任一实施例所述的感光像素模块。
[0020]本申请实施例提供的感光像素单元、感光像素模块以及光电探测器；其中，该感光像素单元包括：衬底；至少两个感光区，所述至少两个感光区相互独立设置在所述衬底上方；感光区，用于在选通的情况下，吸收入射光子并产生光生载流子；保护区，所述保护区设置在所述衬底上方且环绕设于每一所述感光区的外围，用于抑制所述感光区边缘电场的强度；这样，能够实现单个感光像素单元中，多个感光区中任一感光区在选通的情况下，吸收入射光子并产生光生载流子；且至少两个感光区之间相互独立地设置在衬底上方，即使得任一感光区可独立工作；如此，能够实现动态调节单个感光像素单元的有效感光面积，进而使得感光像素单元能够较为灵活地适应不同环境光信息，即能够提高感光像素单元的抗环境光能力，进而能够整体提高感光像素单元探测并吸收除环境光之外的目标光子的准确度。
[0021]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种感光像素单元，其特征在于，所述感光像素单元，包括：衬底；至少两个感光区，所述至少两个感光区相互独立设置在所述衬底上方；感光区，用于在选通的情况下，吸收入射光子并产生光生载流子；保护区，所述保护区设置在所述衬底上方且环绕设于每一所述感光区的外围，用于抑制所述感光区边缘电场的强度。2.根据权利要求1所述的感光像素单元，其特征在于，各感光区对应的吸收入射光子的面积不相等；或，存在i个所述感光区对应的吸收入射光子的面积相等；其中，所述i为大于1，且小于或等于所述至少两个的正整数。3.根据权利要求1所述的感光像素单元，其特征在于，所述感光区对应的吸收入射光子的表面形状为规则形状；或，所述感光区对应的吸收入射光子的表面形状为不规则形状。4.根据权利要求1所述的感光像素单元，其特征在于，所述保护区包括：设置于相邻的两个感光区之间的第一保护子区和环绕设于所述感光区外围的第二保护子区；所述第一保护子区的掺杂浓度和所述第二保护子区的掺杂浓度不同；或，所述第一保护子区的掺杂浓度和所述第二保护子区的掺杂浓度相同。5.根据权利要求4所述的感光像素单元，其特征在于，所述第一保护子区的宽度和所述第二保护子区的宽度相同；或，所述第一保护子区的宽度和所述第二保护子区的宽度不同。6.一种感光像素模块，其特征在于，所述感光像素模块包括：选通控制单元和如权利要求1至5任一所述的感光像素单元；所述选通控制单元与每一所述感光区相连接；其中：所述选通控制单元，用于基于所述感光像素模块所处的环境光信息，对所述至少两个感光区进行区域选通，选通相应的感光区得到目标感光区，所述目标感光区吸收入射光转换为光生载流子。7.根据权利要求6所述的感光像素模块，其特征在于，所述环境光信息包括环境光强度；所述选通控制单元，还用于基于所述环境光强度和预设光强度，控制所述感光区对应的电压差，以对所述感光区进行区域选通得到所述目标感光区。8.根据权利要求7所述的感光像素模块，其特征在于，所述目标感光区包括第一目标区；所述选通控制单元，还用于在所述环境光强度大于所述预设光强度的情况下，在所述至少两个感光区中进行区域选取，得到第一感光区，并对所述第一感光区对应的电压差进行调整，以使所述第一感光区选通得到第一目标区；其中，所述第一感光区为所述至少两个感光区中任一感光区。9.根据权利要求7所述的感光像素模块，其特征在于，所述目标感光区...
【专利技术属性】
技术研发人员：王麟，
申请(专利权)人：武汉北极芯微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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