光电二极管器件及光电二极管探测器的制作方法

本公开涉及光电探测器件，具体地，涉及具有改进性能的光电二极管器件及光电二极管探测器。

背景技术：

半导体光电二极管阵列通过入射光(例如，直接入射的光线，或者X射线在闪烁体中产生的可见光线)与半导体中原子发生电离反应，从而产生非平衡载流子来检测入射光的。衡量光电二极管阵列性能的参数包括分辨率、信噪比、读出速度、光响应以及像素间电荷串扰等。

需要提供新的结构来改进光电二极管器件或光电二极管阵列的至少一部分性能。

技术实现要素：

有鉴于此，本公开的目的至少部分地在于提供一种具有改进性能的光电二极管器件及光电二极管探测器。

根据本公开的一个方面，提供了一种光电二极管器件，包括：第一类型轻掺杂的半导体基板，包括彼此相对的第一表面和第二表面；设于半导体基板的第一表面上的第一类型重掺杂的第一电极区域；以及设于半导体基板的第二表面上的第二类型重掺杂的第二电极区域，其中，第一表面为光入射面。

根据本公开的另一方面，提供了一种光电二极管探测器，包括由多个上述光电二极管器件构成的阵列。

根据本公开的实施例，能够至少部分地实现以下改进：在探测入射光时有效提高电荷收集时间，增强光电二极管阵列的光响应，降低像素间电荷串扰。

附图说明

通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1A是示出了根据本公开实施例的光电二极管探测器的俯视图；

图1B是示出了沿图1A所示的AA′线的截面图；

图1C示出了在图1A所示的光电二极管探测器中的示意电场分布；

图2A是示出了根据本公开另一实施例的光电二极管探测器的截面图；

图2B示出了在图2A所示的光电二极管探测器中的示意电场分布；

图2C是示出了在图2A所示的光电二极管探测器中可采用的伸出结构的示意俯视图；

图3A是示出了根据本公开另一实施例的光电二极管探测器的截面图；

图3B是示出了在图3A所示的光电二极管探测器中可采用的伸出结构的示意俯视图；

图4A是示出了根据本公开另一实施例的光电二极管探测器的截面图；

图4B是示出了在图4A所示的光电二极管探测器中可采用的伸出结构的示意俯视图；

图5A是示出了根据本公开另一实施例的光电二极管探测器的截面图；

图5B是示出了在图5A所示的光电二极管探测器中可采用的伸出结构的示意俯视图；

图6A、图6B和图6C是示出了根据本公开不同实施例的具有沟槽型伸出结构的光电二极管探测器的截面图；

图7是示出了根据本公开另一实施例的具有沟槽型伸出结构的光电二极管探测器的截面图；

图8是示出了根据本公开另一实施例的具有光反射结构的光电二极管探测器的截面图；

图9是示出了根据本公开另一实施例的具有伸长隔离部的光电二极管探测器的截面图；

图10是示出了根据本公开另一实施例的在外周具有隔离部的光电二极管探测器的截面图；

图11是示意性示出了根据本公开实施例的光电二极管探测器与常规技术的光电二极管探测器在光收集效率和光响应方面进行比较的曲线图；以及

图12是示意性示出了根据本公开实施例的光电二极管探测器与常规技术的光电二极管探测器在电荷收集速度方面进行比较的曲线图。

贯穿附图，相同或相似的附图标记表示相同或相似的部件。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。

在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

在本公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。

图1A是示出了根据本公开实施例的光电二极管探测器的俯视图，且图1B是示出了沿图1A所示的AA′线的截面图。

如图1A和1B所示，根据该实施例的光电二极管探测器100可以包括在半导体基板101上形成的多个光电二极管器件P，每个光电二极管器件P可以构成光电二极管探测器100的一个像素。半导体基板101可以包括各种合适的半导体材料，例如硅(Si)晶片，并包括彼此相对的两个表面：第一表面101-1S和第二表面101-2S。这两个表面可以基本上平行。两个表面之间的距离a(即，半导体基板101的厚度)可以为约50-300μm。半导体基板101可以掺杂为合适的导电类型，例如第一类型(例如，N型)。

光电二极管器件P可以包括在第一表面101-1S上形成的第一电极区域103以及在第二表面101-2S上形成的第二电极区域105。在此，第二电极区域105可以被掺杂为与半导体基板101不同的导电类型，例如第二类型(例如，P型)，从而与半导体基板101构成PN结。相应地，第一电极区域103可以掺杂为与半导体基板相同的导电类型，例如第一类型(例如，N型)。于是，在第一类型为N型且第二类型为P型的情况下，第一电极区域103构成光电二极管器件P的阴极，而第二电极区域105可以构成光电二极管器件P的阳极。根据本公开的实施例，第一电极区域103和第二电极区域105可以重掺杂。但是，半导体基板101可以轻掺杂，从而避免了两个重掺杂区域直接相邻，并因此可以抑制隧穿效应。

例如，第一电极区域103的厚度可以为约0.3-3μm，第二电极区域105的厚度可以为约0.3-3μm，第一电极区域103与第二电极区域105之间的间距可以为约10-200μm。

入射光可以从第一表面101-1S处入射到光电二极管器件P上。光电二极管器件P可以工作于反偏模式。此时，在像素中的光收集有源区(入射面101-1S附近的区域)附近可以形成反偏条件下较宽的空间电荷区。备选地，光电二极管器件P也可以工作于零偏模式。此时，在像素中的光收集有源区附近可以形成零偏条件下较窄的内建空间电荷区。可以在第一电极区域103和第二电极区域105处分别引出电极，以便施加偏压和/或读出信号。

入射光可以在光收集有源区中与半导体基板101中的硅原子发生碰撞电离，从而产生电子-空穴对。电子可以在内建电场或外加偏置电场作用下，向第一电极区域103漂移或扩散，并最终被第一电极区域103收集。另外，空穴可以在内建电场或外加偏置电场作用下，向第二电极区域105漂移或扩散，并最终被第二电极区域105收集。可以从第二电极区域105读出电信号，并据此得到有关入射光的信息(例如，入射光的强度)。

在此，第一电极区域103和/或第二电极区域105可以是半导体基板101上例如通过离子注入而形成的掺杂区，通过外延生长(在外延生长时可以原位掺杂)而形成的外延区，等等。本领域技术人员知道多种手段来在半导体基板的限定区域中/上形成一定类型的掺杂区。另外，在光电二极管探测器100中，各光电二极管器件P的第一电极区域103可以彼此连接从而形成一体。各光电二极管器件P的第二电极区域105可以彼此分离，并例如按行和列排列成阵列形式。

在此，所谓“高掺杂”和“轻掺杂”是相对而言的。例如，“高掺杂”是指掺杂浓度在约1×10¹⁷cm^-3以上，而“轻掺杂”是指掺杂浓度在约1×10¹⁷cm^-3以下。另外，半导体基板101在第一类型轻掺杂之后，可以保持高阻，例如电阻率在约100-8×10³Ω·cm。为进行第一类型(例如，N型)掺杂，可以使用N型掺杂剂如磷(P)或砷(As)；为进行第二类型(例如，P型)掺杂，可以使用P型掺杂剂如硼(B)。

根据本公开的实施例，在相邻的光电二极管器件P之间，还可以设置像素间隔离部107。例如，隔离部107可以是第一类型重掺杂的，其厚度可以与第二电极区域105的厚度基本上相同。隔离部107可以形成为围绕每个光电二极管器件P的第二电极区域105，从而可以隔开各像素的有源区空间。这可以抑制像素间电荷串扰，并提高光子位置分辨率。

图1C示出了在图1A所示的光电二极管探测器中的示意电场分布。当光电二极管探测器100处于零偏或者反偏状态时，内部电场方向为从第一表面101-1S处的N+层指向空穴电荷收集P+区域。此外，电场也由像素间的N+区域指向空穴电荷收集P+区域。所以当入射光从光电二极管探测器100的第一表面101-1S处的N+层入射时，此处产生的空穴载流子需要漂移整个半导体基板厚度，才可被像素中的P+型半导体区域所收集。

为进一步改善器件性能，根据本公开的实施例，可以设置与第二电极区域相连接且从第二电极区域向第一表面伸出的伸出结构。伸出结构也可以被第二类型重掺杂，从而与第二电极一起构成例如空穴载流子的收集机构。通过这种伸出结构，可以减小空穴载流子与其收集机构之间的距离，从而可以加快空穴载流子的吸收，并可以降低半导体基板缺陷对载流子的捕获，从而提高光响应输出电流。

这种伸出结构可以不同地设置，以下将描述一些示例。

图2A是示出了根据本公开另一实施例的光电二极管探测器的截面图。

如图2A所示，根据该实施例的光电二极管探测器可以包括在半导体基板201上形成的多个光电二极管器件，每个光电二极管器件可以包括在半导体基板201的第一表面201-1S上形成的第一电极区域203以及在在半导体基板201的第二表面201-2S上形成的第二电极区域205。另外，在相邻光电二极管器件的第二电极区域205之间，可以设置有像素间隔离部207。关于这些部件，可以参见以上结合图1A和1B的描述。

另外，各光电二极管器件还可以包括与第二电极区域205相连的伸出结构209。伸出结构209可以基本上垂直于第二电极区域205。在此，伸出结构209可以是半导体基板201中的第二类型重掺杂区。这种掺杂区例如可以通过离子注入而在半导体基板201中形成，或者可以在半导体基板201中形成沟槽，并在沟槽中填充第二类型重掺杂的半导体材料来形成。以下，将进一步详细描述沟槽型的伸出结构。

在该示例中，伸出结构209可以沿第二电极区域205的周边形成，并至少部分地围绕第二电极区域205的周边。例如，如图2C中的(a)部分所示，伸出结构209可以完全环绕第二电极区域205的周边，形成环状围栏结构，从而与第二电极区域205一起形成围绕相应像素有源区的半包围构造。当然，伸出结构209不一定完全环绕第二电极区域205的周边，而是可以沿第二电极区域205的周边的一部分来形成。例如，如图2C中的(b)部分所示，伸出结构209可以包括沿第二电极区域205的周边对向设置的一对伸出结构(特别是在第二电极区域205为矩形形状时，可以设置在矩形的一对相对边上)。当然，本公开不限于此。例如，可以在第二电极区域205的更多周边部分或更少周边部分上形成伸出结构209。

在一个示例中，伸出结构209的端部距离第一表面101-1S的距离c 为约5-100μm，伸出结构209的宽度d为约0.5-10μm，像素间伸出结构的间距e为约5-50μm。由于X射线经过闪烁体发出的可见光波长范围在400nm-600nm，在硅器件内吸收深度不超过1微米，所以这种伸出结构不会降低光生载流子的吸收。另一方面，由于P+收集区的端部更加接近光入射面，空穴载流子在半导体基板中距离P+收集区的间距减小，所以加快了空穴载流子的吸收，并且降低了半导体基板缺陷对载流子的捕获，提高了光响应输出电流。

图2B示出了在图2A所示的光电二极管探测器中的示意电场分布。

如图2B所示，内部电场方向仍由N+半导体区域指向P+半导体区域，但由于位于像素有源区边缘处的P+伸出结构，所以电场线到像素内P+伸出结构所围绕的空间后开始发散，并指向P+伸出结构的侧壁。可见大部分电场线的长度得到了减小，也意味着空穴漂移到P+收集区的路径缩短，即降低了P+收集区空穴电荷的收集时间。此外，扩散到P+伸出结构所围绕空间内部的空穴，不易被邻近像素的P+收集区所收集，从而可以在提高目标像素电荷收集效率的同时，降低像素间电荷串扰效应。

根据本公开的实施例，除了沿第二电极区域的周边形成的伸出结构之外，还可以包括在第二电极区域的周边内侧形成的一个或多个另外的伸出结构。这些另外的伸出结构同样地可以与第二电极区域相连，并可以是第二类型重掺杂的。类似地，这些另外的伸出结构可以形成为至少部分地围绕第二电极区域的一部分，或者可以与沿周边形成的伸出结构一起形成格栅状。

图3A是示出了根据本公开另一实施例的光电二极管探测器的截面图。

如图3A所示，根据该实施例的光电二极管探测器可以包括在半导体基板301上形成的多个光电二极管器件，每个光电二极管器件可以包括在半导体基板301的第一表面301-1S上形成的第一电极区域303以及在在半导体基板301的第二表面301-2S上形成的第二电极区域305。另外，在相邻光电二极管器件的第二电极区域305之间，可以设置有像素间隔离部307。关于这些部件，可以参见以上结合图1A和1B的描述。

另外，各光电二极管器件还可以包括与第二电极区域305相连的伸出结构，包括沿第二电极区域305的周边形成的伸出结构309-1以及在二电极区域305的周边内侧形成的伸出结构309-2。关于伸出结构309-1，例如可以参见以上结合图2A、2B和2C的描述。另外，如图3B中的俯视图所示，伸出结构309-2可以将相应像素的有源区(例如，被伸出结构309-1所围绕)分割为多个区域(通过形成环形，如图3B中的(a)部分所示，或者形成格栅，如图3B中的(b)和(c)部分所示)。在一个示例中，伸出结构的宽度d为约0.5-10μm，像素内伸出结构的间距f为约10-500μm。在该示例中，各伸出结构309-1、309-2可以具有基本上相同的延伸长度即深度(从第二表面向第一表面的方向延伸的尺度)。

当光生载流子在半导体基板中漂移时，会到达像素有源区内各个分割区域，这样进一步降低了空穴载流子到达最近P+收集区的距离。于是，可以将有源区内的空穴载流子吸收大致平均地分配，以降低载流子的收集时间，减小空穴载流子被半导体基板陷阱捕获的概率，增强光响应强度。

图4A是示出了根据本公开另一实施例的光电二极管探测器的截面图，图4B是示出了在图4A所示的光电二极管探测器中可采用的伸出结构的示意俯视图。

如图4A和4B所示，根据该实施例的光电二极管探测器可以包括在半导体基板401上形成的多个光电二极管器件，每个光电二极管器件可以包括在半导体基板401的第一表面401-1S上形成的第一电极区域403以及在在半导体基板401的第二表面401-2S上形成的第二电极区域405。另外，在相邻光电二极管器件的第二电极区域405之间，可以设置有像素间隔离部407。关于这些部件，可以参见以上结合图1A和1B的描述。

另外，各光电二极管器件还可以包括与第二电极区域405相连的伸出结构，包括沿第二电极区域405的周边形成的伸出结构409-1以及在二电极区域405的周边内侧形成的伸出结构409-2。关于伸出结构，可以参见以上结合图3A和3B的描述。

在该实施例中，在第二电极区域405的周边内侧形成的伸出结构409-2的深度可以小于沿第二电极区域405的周边形成的伸出结构409-1的深度。各伸出结构409-2的深度可以彼此基本上相等。

在以上实施例中，伸出结构形成为围栏构造，但是本公开不限于此。根据本公开的其他实施例，伸出结构可以形成为柱状结构(在俯视图中类似于点状结构)。这种柱状结构可以形成于第二电极区域的范围内任意位置处。

图5A是示出了根据本公开另一实施例的光电二极管探测器的截面图。

如图5A所示，根据该实施例的光电二极管探测器可以包括在半导体基板501上形成的多个光电二极管器件，每个光电二极管器件可以包括在半导体基板501的第一表面501-1S上形成的第一电极区域503以及在在半导体基板501的第二表面501-2S上形成的第二电极区域505。另外，在相邻光电二极管器件的第二电极区域505之间，可以设置有像素间隔离部507。关于这些部件，可以参见以上结合图1A和1B的描述。

另外，各光电二极管器件还可以包括与第二电极区域505相连的柱状伸出结构509。例如，伸出结构509的端部距第一表面501-1S的距离c可以为约5-100μm。

因为伸出结构509的端部更加接近光入射面，空穴载流子在半导体基板中距离P+收集区的间距减小，所以加快了空穴载流子的吸收，降低了半导体基板缺陷对载流子的捕获，提高了光响应输出电流。

例如，这种伸出结构509可以沿着第二电极区域505的周边断续地设置，如图3B中的(a)部分所示；可以设置在第二电极区域505的周边内侧，例如设置的第二电极区域505的大致中心位置处，如图3B中的(b)部分所示。当然，在第二电极区域505的周边内侧，不限于设置单个柱状伸出结构，也可以设置多个柱状伸出结构，例如可以按行和列设置柱状伸出结构的阵列。

也可以在第二电极区域505的周边和周边内侧同时设置伸出结构，这种伸出结构可以是围栏结构和/或柱状结构。例如，如图3B中的(d)部分所示，可以在第二电极区域505的大致中心处设置柱状伸出结构509-1，且沿第二电极区域505的周边设置多个柱状伸出结构509-2。伸出结构509-2中的至少一部分可以沿着第二电极区域505的周边延伸一定的范围，从而这些伸出结构509-2整体上看起来像是不连续的围栏结构。根据另一示例，伸出结构509-2可以延伸为彼此相接，从而构成绕第二电极区域505的周边的围栏结构，如图3B中的(c)部分所示。

当然，本公开不限于此。可以合适地设置围栏状或柱状的伸出结构。例如，可以在外侧设置柱状伸出结构，并在内侧设置围栏状伸出结构；或者，可以在围栏状伸出结构所分割的区域中，设置柱状伸出结构；等等。

如上所述，伸出结构可以通过在半导体基板中形成沟槽，并在其中填充第二类型重掺杂的半导体材料来形成。

图6A、图6B和图6C是示出了根据本公开不同实施例的具有沟槽型伸出结构的光电二极管探测器的截面图。

如图6A、图6B和图6C所示，根据该实施例的光电二极管探测器可以包括在半导体基板601上形成的多个光电二极管器件，每个光电二极管器件可以包括在半导体基板601的第一表面601-1S上形成的第一电极区域603以及在在半导体基板601的第二表面601-2S上形成的第二电极区域605。各光电二极管器件还可以包括与第二电极区域605相连的伸出结构609。另外，在相邻光电二极管器件的第二电极区域605之间，可以设置有像素间隔离部607。关于这些部件，可以参见以上描述。图6A、图6B和图6C示出了伸出结构609的不同布局。需要指出的是，以上描述的各种伸出结构布局均可使用。

在此，伸出结构609可以通过在半导体基板601的第二表面601-2S处刻蚀从第二表面601-2S向第一表面601-1S延伸(例如，垂直于表面延伸)的沟槽F并在沟槽F中填充(例如，通过淀积)半导体材料如多晶硅(在该示例中，P+掺杂)来形成。用P+多晶硅填充，不仅可以实现电极引出，还可以增强器件的整体机械强度。

另外，在刻蚀沟槽F之后，会在沟槽F的底部及侧壁形成较多的缺陷和不平整。根据本公开的实施例，经过初步的牺牲氧去除后，可以进行沟槽侧壁的重离子注入，形成P+层区域。这样，可以降低电荷在沟槽侧壁或底部复合的概率，而直接被电极收集。

另外，根据本公开的实施例，沟槽可以延伸至第一电极区域处。这种情况下，嵌入于该沟槽中的半导体材料可以只占据该沟槽的一部分深度，而在沟槽的端部可以填充有光反射材料。

图7是示出了根据本公开另一实施例的具有沟槽型伸出结构的光电二极管探测器的截面图。

如图7所示，根据该实施例的光电二极管探测器可以包括在半导体基板701上形成的多个光电二极管器件，每个光电二极管器件可以包括在半导体基板701的第一表面701-1S上形成的第一电极区域703以及在在半导体基板701的第二表面701-2S上形成的第二电极区域705。各光电二极管器件还可以包括与第二电极区域705相连的伸出结构709。另外，在相邻光电二极管器件的第二电极区域705之间，可以设置有像素间隔离部707。关于这些部件，可以参见以上描述。需要指出的是，以上描述的各种伸出结构布局均可使用。

在该示例中，在沟槽靠近第一表面701-1S一侧的端部E中，形成了反射结构713。反射结构713可以包括能够反射入射光的绝缘材料或者第二类型重掺杂的半导体材料。例如，用于反射结构713的半导体材料可以包括Ge、SiGe、SiC等与硅工艺相兼容的材料。这样，可以控制扩散到有源区内部的载流子限制在沟槽结构内，最终被P+收集区所收集。

图8是示出了根据本公开另一实施例的具有光反射结构的光电二极管探测器的截面图。

如图8所示，根据该实施例的光电二极管探测器可以包括在半导体基板801上形成的多个光电二极管器件，每个光电二极管器件可以包括在半导体基板801的第一表面801-1S上形成的第一电极区域803以及在在半导体基板801的第二表面801-2S上形成的第二电极区域805。各光电二极管器件还可以包括与第二电极区域805相连的伸出结构(图中未示出)。另外，在相邻光电二极管器件的第二电极区域805之间，可以设置有像素间隔离部807。关于这些部件，可以参见以上描述。

另外，沿着第二电极区域805的周边，可以形成至少部分地围绕第二电极区域805的周边(优选地，完全围绕第二电极区域805的周边)的光反射结构815。反射结构815可以包括能够反射入射光的绝缘材料或者第二类型重掺杂的半导体材料。例如，用于反射结构815的半导体材料可以包括Ge、SiGe、SiC等与硅工艺相兼容的材料。

光反射结构815可以从第二表面801-2S向着第一表面看801-1S伸出，其深度可以大于第二电极区域805的深度(在形成伸出结构的情况下，可以大于等于伸出结构的深度)。这种光反射结构815特别适用于沿着第二电极区域805的周边未形成或者未全部形成伸出结构的情况(例如，在沿着第二电极区域805的周边形成断续的伸出结构的情况下，光反射结构815可以填充伸出结构之间的间隙形成)。

与以上实施例中类似，通过这种光反射结构，可以控制扩散到有源区内部的载流子限制在沟槽结构内，最终被P+收集区所收集。

在以上实施例中，像素间隔离部107、207、307、407、507、607、707、807形成为并未相对于第二电极区域伸出(与第二电极区域具有大致相同的深度)。根据本公开的实施例，这种像素间隔离部可以相对于第二电极区域伸出。

图9是示出了根据本公开另一实施例的具有伸长隔离部的光电二极管探测器的截面图。

如图9所示，根据该实施例的光电二极管探测器可以包括在半导体基板901上形成的多个光电二极管器件，每个光电二极管器件可以包括在半导体基板901的第一表面901-1S上形成的第一电极区域903以及在在半导体基板901的第二表面901-2S上形成的第二电极区域905。各光电二极管器件还可以包括与第二电极区域905相连的伸出结构909。另外，在相邻光电二极管器件的第二电极区域905之间，可以设置有像素间隔离部907。关于这些部件，可以参见以上描述。需要指出的是，以上描述的各种伸出结构布局均可使用。

在该示例中，像素间隔离部907相对于第二电极区域905伸出，例如具有与伸出结构909大致相等的深度。这样，像素间隔离部907可以包围每个像素内有源区中的P+收集区，充分隔离开各个像素的有源区空间，从而可以降低像素间电荷串扰，提高光子位置分辨率。

另外，根据本公开的其他实施例，可以只在阵列的外周设置隔离部，而不在阵列内的像素之间设置隔离部，特别是在绕像素周边形成伸出结构的情况下。

图10是示出了根据本公开另一实施例的在外周具有隔离部的光电二极管探测器的截面图。

如图10所示，根据该实施例的光电二极管探测器可以包括在半导体基板1001上形成的多个光电二极管器件，每个光电二极管器件可以包括在半导体基板1001的第一表面1001-1S上形成的第一电极区域1003以及在在半导体基板1001的第二表面1001-2S上形成的第二电极区域1005。各光电二极管器件还可以包括与第二电极区域1005相连的伸出结构1009。关于这些部件，可以参见以上描述。需要指出的是，以上描述的各种伸出结构布局均可使用。

在该示例中，在阵列的外周设置隔离部1007，而在阵列内各像素可以彼此直接相邻。隔离部1007可以相对于第二电极区域1005不伸出，或者可以伸出。这样，可以扩大像素有源区的范围和/或缩小像素间间距。

图11和12示出了根据本公开实施例的光电二极管探测器与常规技术的光电二极管探测器在光收集效率、光响应和电荷收集速度方面进行比较的曲线图。其中，进行比较的探测器的结构参数相同，但是一个具有根据本公开的伸出结构，另一个则无这种伸出结构，并假设光信号在0.1ns时刻停止。

如图11和12所示，在400nm-600nm波长范围内带围栅结构电极的光响应和量子效率要高于无围栅结构电极的结构。此外，带有围栅电极结构的电荷收集时间明显快于无围栅电极结构的光电二极管阵列。因此，根据本公开的结构可以有效提高电荷收集能力，降低电荷收集时间。

在以上的描述中，分别说明了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。

以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。本公开的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。