[发明专利]用于激光雷达系统的图像传感器

权利要求书

1.一种操作设备的方法，所述设备包括：(a)包括雪崩光电二极管(APD)(i)，i＝1，…，N，N为正整数，阵列的图像传感器，所述雪崩光电二极管(i)包括吸收区(i)和放大区(i)，其中所述吸收区(i)被配置为从被所述吸收区(i)吸收的光子产生载流子，其中所述放大区(i)包括结(i)，在所述结(i)中具有结电场(i)，其中所述结电场(i)的值足以引起进入所述放大区(i)的载流子的雪崩，但不足以使所述雪崩自我维持，并且其中所述结(i)，i＝1，…，N是离散的，(b)辐射源，以及(c)光学系统，所述方法包括：

使用所述辐射源在时间点Ta发射照明光子脉冲；

对于i＝1，…，N，测量从Ta到时间点Tb(i)的飞行时间(i)，在所述时间点Tb(i)，所述照明光子中的一个光子从对应于所述雪崩光电二极管(i)的目标物体的表面光点(i)反弹后，通过所述光学系统返回所述雪崩光电二极管(i)；并且

根据所述飞行时间(i)，i＝1，…，N确定所述目标物体的三维(3D)轮廓。

2.如权利要求1所述的方法，其中N大于1。

3.如权利要求1所述的方法，

其中所述照明光子包括红外光子，并且

其中，对于i＝1，…，N，所述雪崩光电二极管(i)包含硅。

4.如权利要求1所述的方法，其中，对于i＝1，…，N，所述吸收区(i)的厚度为10微米或以上。

5.如权利要求1所述的方法，其中，对于i＝1，…，N，在所述吸收区(i)中的吸收区电场(i)没有高到足以在所述吸收区(i)中引起雪崩效应。

6.如权利要求1所述的方法，其中，对于i＝1，…，N，所述吸收区(i)是本征半导体或掺杂水平小于10¹²掺杂剂/cm³的半导体。

7.如权利要求1所述的方法，

其中N1，并且

其中所述吸收区(i)，i＝1，…，N中的至少一些是连接在一起的。

8.如权利要求1所述的方法，其中，对于i＝1，…，N，所述雪崩光电二极管(i)进一步包括放大区(i’)，使得所述放大区(i)和所述放大区(i’)位于所述吸收区(i)的相对的两侧。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述放大区(i)，i＝1，…，N是离散的。

10.如权利要求1所述的方法，其中，对于i＝1，…，N，所述结(i)是p-n结或异质结。

11.如权利要求1所述的方法，

其中，对于i＝1，…，N，所述结(i)包括第一层(i)和第二层(i)，并且

其中，对于i＝1，…，N，所述第一层(i)是掺杂半导体，并且所述第二层(i)是重掺杂半导体。

12.如权利要求11所述的方法，

其中，对于i＝1，…，N，所述结(i)进一步包括夹在所述第一层(i)和所述第二层(i)之间的第三层(i)，并且

其中，对于i＝1，…，N，所述第三层(i)包括本征半导体。

13.如权利要求12所述的方法，

其中N1，并且

其中所述第三层(i)，i＝1，…，N中的至少一些是连接在一起的。

14.如权利要求11所述的方法，其中，对于i＝1，…，N，所述第一层(i)的掺杂水平为10¹³至10¹⁷掺杂剂/cm³。

15.如权利要求11所述的方法，

其中N1，并且

其中所述第一层(i)，i＝1，…，N中的至少一些是连接在一起的。