一种具有生成钉扎光电二极管的载波的解调器
阅读：240发布：2020-05-15
专利汇可以提供一种具有生成钉扎光电二极管的载波的解调器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本公开涉及一种解调器，包括钉扎光电 二极管 、至少一个存储 节点 、连接在存储节点和钉扎 光电二极管 之间的至少一个传输 门 。 钉扎光电二极管 包括p掺杂 外延 半导体 层、形成在外延半导体层内并与该外延半导体层形成下部结和基本垂直于下部结的至少一个横向结的n掺杂半导体区域、形成在所述半导体区域顶部的p+钉扎层。解调器还包括生成单元，被配置为在所述横向结处生成少数载流子和多数载流子，并形成横向光电二极管。，下面是一种具有生成钉扎光电二极管的载波的解调器专利的具体信息内容。
1.一种解调器，包括：
-钉扎光电二极管，被配置为响应于入射调制信号生成多数载流子和少数载流子；
-至少一个存储节点，被配置为存储由所述钉扎光电二极管生成的所述少数载流子；
-至少一个传输门，连接在所述存储节点和所述钉扎光电二极管之间并由解调信号驱动，用于向所述存储节点转移由所述钉扎光电二极管生成的所述少数载流子；
所述钉扎光电二极管包括：
-外延半导体层，掺杂有第一导电类型的第一掺杂剂(p，n)；
-半导体区域，掺杂有与所述第一导电类型相反的第二导电类型的第二掺杂剂(n，p)，所述半导体区域形成在所述外延半导体层内并与所述外延半导体层形成下部结和基本垂直于所述下部结的至少一个横向结；以及
-钉扎层，掺杂有所述第一导电类型的第三掺杂剂(p+，n+)，所述钉扎层形成在所述半导体区域的顶部；以及
生成单元，被配置为在所述横向结处生成少数载流子和多数载流子，并形成横向光电二极管。
2.根据权利要求1所述的解调器，其中，所述生成单元包括形成在所述外延半导体层内的所述第一导电类型(p，n)的至少一个第一阱，并且其中，所述至少一个传输门和存储节点形成在所述至少一个第一阱内，所述第一阱接触所述半导体区域。
3.根据权利要求2所述的解调器，其中，所述外延半导体层的掺杂和所述阱的掺杂适于形成在所述外延半导体层内横向延伸的至少一个耗尽区。
4.根据上述权利要求中任一项所述的解调器，其中，所述半导体层包括边界，并且其中，所述解调器还包括形成在所述半导体层的顶部上的掺杂有所述第一导电类型的第四掺杂剂(p+，n+)的半导体注入物，所述半导体注入物沿着所述边界设置用于形成横向PIN光电二极管。
5.根据权利要求3或4所述的解调器，其中，所述半导体区域和所述钉扎层横向延伸以增加所述耗尽区的表面。
6.根据权利要求5所述的解调器，其中，所延伸的半导体区域和钉扎层具有触手型形状。
7.根据权利要求6所述的解调器，其中，所述半导体区域和钉扎层形成多个触手，所述触手从所述钉扎层的中心区域朝向所述边界横向延伸并向外逐渐变细。
8.根据权利要求7所述的解调器，其中，所述中央区域的表面低于所述耗尽区的表面。
9.根据上述权利要求中任一项所述的解调器，其中，所述存储节点、所述传输门和所述钉扎层的中心区域沿中心线设置，并且其中，所述耗尽区在所述中心线的两侧横向延伸。
10.根据上述权利要求中任一项所述的解调器，还包括形成在所述第一导电类型(p，n)的至少一个第二阱内的像素电路，所述第二阱形成在所述外延半导体层内。
11.根据上述权利要求中任一项所述的解调器，其中，所述钉扎层被分成由电绝缘元件间隔开的至少两个分离的区域，每个所述区域被布置成由相应的偏置信号独立地偏置，用于在所述半导体区域内产生电位梯度。
12.根据权利要求11所述的解调器，其中，所述电绝缘元件包括浅沟槽隔离。
13.根据权利要求11或12所述的解调器，其中，所述偏置信号是解调信号，并且其中，所述传输门由直流信号或所述解调信号驱动的。
14.根据上述权利要求中任一项所述的解调器，用于飞行时间(TOF)的应用中。
15.根据权利要求14所述的解调器，包括两个存储节点和两个传输门，其中，所述传输门由反相解调信号驱动以执行TOF测量。
一种具有生成钉扎光电二极管的载波的解调器
技术领域
背景技术
[0002] 计算机视觉是一个新兴的研究领域，它包括获取、处理、分析和理解图像的方法。该领域的主要驱动思想是通过电子方式感知和理解场景的图像来复制人类视觉的能力。注意，计算机视觉研究的一个主题是深度感知或者，换句话说，是三维(3-D)视觉。
[0003] 飞行时间(TOF)相机系统最近出现，并且能够通过定时测量信号的发射和回波之间的间隔来捕获场景的3-D图像。这种方法基于这样的原理，即对于在给定介质中具有已知传播速度的信号，要测量的距离由信号来回传播所花费的时间与传播速度的乘积给出。这种TOF相机系统用于许多需要从定点获得深度或距离信息的应用中。
[0005] 的计算如下完成。光电检测信号 通常与电参考信号(即称为SI、 SQ、和的解调信号)相关或解调。SI、 SQ和 与原始光信号S相比，分别偏移了0°、180°、90°和270°，如图1所示。获得的相关信号定义为：
[0006]
[0007]
[0008]
[0009]
[0010] 然后，计算两个参数I和Q，使得：
[0011] 以及
[0012]
[0013] AS和α分别是光检测信号 的幅度变化和相关的效率。
[0014] 的提取取决于调制信号S的形状。例如，如果S是正弦波，则
[0015]
[0016] 一旦相位 已知，就可以通过以下公式检索物体与相机的距离
[0017]
[0018] 其中，fmod是调制频率且n是 的整数。
[0019] 在相关技术中，相关(也称为解调)可以使用几种类型的设备来执行。例如，相关可以由如图2所示的解调器100执行。
[0021] 解调器100还包括传输门103、104和存储位点101、102。存储位点101、102是分别与所有其它节点电隔离的浮动扩散节点。它们是准中性区域，其电位完全由其中存储的电荷量和它们的电容决定。该区域的电容通常非常低，以实现高的转换增益，即电位/电压比随着一个电子的添加而变化。存储位点101、102和传输门103、104分别形成在外延p层107内或外延p层107上方。
[0022] 解调器100执行如下解调。在曝光时间T期间，如上所述，用解调信号驱动传输门103、104。在钉扎光电二极管内形成电子空穴对，并且由于解调信号，所生成的少数载流子(这里是电子)经由扩散现象被转移到FD节点101、102。存储的电子的数量与解调信号和反射光信号的重叠持续时间成比例，从而执行期望的相关。
[0023] 如图3所示，将几个组件添加到解调器以形成解调像素110。在读出之前，浮动扩散节点FD0、FD1由复位晶体管RST复位。在读出期间，累积在光电二极管中的电子分别通过打开传输门TX0、TX1被转移到浮动扩散节点FD0、FD1。浮动扩散节点FD0、FD1处的电压改变，并且由于选择晶体管SEL，该改变由源极跟随器晶体管SF放大并读出。
[0024] 在相关技术中，当设计解调器时，必须考虑几个特征。一方面，需要良好的量子效率和高填充因子，这意味着钉扎光电二极管的光学面积应尽可能大。另一方面，解调速度应尽可能高，这意味着钉扎光电二极管的宽度应尽可能低，以减少少数载流子在转移步骤期间必须覆盖的距离。因此，在解调速度和填充因子之间存在折中。
[0025] 因此，仍需提出一种解决方案，以实现具有良好灵敏度、快速电荷转移和高填充因子的高效解调器。发明内容
[0027] 实际上，本领域技术人员将本实例的设备命名为解调器。然而，该设备更充当一个相关器。
[0028] 应当指出，关于包括用于在横向结处生成少数载流子和多数载流子并用于形成横向光电二极管的生成装置的解调器，横向光电二极管在相关技术中是已知的，但在本公开中不是已知的。仅仅用横向光电二极管代替解调器的钉扎光电二极管并不得到本公开的解调器。
[0029] 由于本公开，在解调速度和填充因子之间找到折中。钉扎光电二极管与存储节点之间的距离变小，可以实现高解调速度。同时，由于横向延伸的耗尽区，电荷载流子在大面积内产生，因此也获得高量子效率、高填充因子和高灵敏度。
[0031] 延伸的半导体区域和钉扎层可以具有触手型形状，并且形成从钉扎层的中心区域朝向边界向外横向延伸和逐渐变细的多个触手。
[0032] 这种特殊的触手形状产生了从触手尖端到中心区域的强梯度，这使得能够捕获并引导大量所生成的少数载流子朝向中心区域。因此，在转移之前载流子的复合率被大大降低。
[0033] 由于本公开，现在钉扎二极管的中心区域的表面可以非常小，以提高解调速度。
[0034] 优选地，通过偏置施加到钉扎层的分离区域的信号，在解调器内产生电位梯度。少数载流子看到的势垒降低，并且可以更快地执行电荷通过漂移从半导体区域向存储节点的转移。本公开使得能够组合扩散和漂移机制两者以确保电荷向存储节点的更快转移。
[0035] 优选地，用解调信号偏置钉扎层的分离区域，同时用相同的解调信号或直流信号偏置相关联的传输门，以提高解调速度。
[0036] 更有利地，本公开的解调器用于飞行时间测量。通过选择例如用于传输门的反相解调信号，可以执行有效和一致的相关测量。
附图说明
[0038] 图1示出了相关技术中用于确定TOF相机中的相关测量的信号的示例；
[0039] 图2示出了在相关技术中实现的解调器的示例；
[0040] 图3示出了在相关技术中实现的解调像素的示例；
[0041] 图4是根据本公开的解调器的俯视图；
[0042] 图5、图6和图7分别是本公开的解调器沿图4的线C-D、E-F和G-H的截面图；
[0043] 图8是根据本公开的实施方式的解调器的俯视图；
[0044] 图9是图8所示解调器沿图8的线I-J的截面图；以及
[0045] 图10是根据本公开的另一实施方式的解调器的截面图。
具体实施方式
[0048] 下面，将针对在p掺杂半导体层内形成的解调器来呈现本公开。应当理解，本领域技术人员可以通过交换形成解调器的不同元件的掺杂类型来容易地在n掺杂半导体层内实现本公开的解调器。
[0049] 图4示出了根据本公开的解调器400的俯视图。图5、图6和图7分别是本公开的解调器400沿图4的线C-D、E-F和G-H的截面图。
[0050] 本公开的解调器400包括：
[0051] -钉扎光电二极管，用于响应于入射调制信号生成多数载流子和少数载流子。当解调器400用于飞行时间测量时，该调制信号是从感兴趣场景反射的调制光。
[0052] -至少一个存储节点406、407，用于存储由钉扎光电二极管生成的少数载流子。图4和图5中示出了两个存储节点，但本公开不限于此；存储节点可以是例如浮动扩散节点。
[0053] -至少一个传输门404、405，其连接在存储节点406、407和钉扎光电二极管之间，并由解调信号驱动，用于向存储节点转移由钉扎光电二极管生成的少数载流子。图4和图5中示出了两个传输门，但本公开不限于此。
[0054] 解调器400的钉扎光电二极管包括：
[0055] -掺杂有第一导电类型的第一掺杂剂(例如p)的外延半导体层413。该外延层413优选为轻掺杂或本征半导体。例如该外延层413可以形成在半导体基板414上方，也掺杂有第一导电类型的掺杂剂(在本例中为p)。
[0056] -掺杂有与第一导电类型相反的第二导电类型的第二掺杂剂(例如n)的半导体区域415，形成在外延半导体层413内，并与该外延半导体层形成下部结和基本垂直于该下部结的至少一个横向结。该半导体区域415优选为在外延半导体区域413内深注入的n阱或p阱。应当理解，半导体区域415包括底壁和横向侧壁。通过横向，应当理解，所述横向侧壁不平行于底壁，并且基本垂直于底壁。底结形成在底壁和外延半导体层413之间的界面处，而横向结形成在所述侧壁和外延半导体层413之间的界面处。
[0057] -在所述半导体区域(415)的顶部上形成的掺杂有第一导电类型的第三掺杂剂(例如，p+)的钉扎层401；优选地，该钉扎层401是高度掺杂的并且形成欧姆接触。第三掺杂剂与第一掺杂剂的区别仅在于其浓度。
[0058] 本公开的解调器400还包括生成单元，用于在所述横向结处生成少数载流子和多数载流子，并用于形成横向光电二极管。
[0059] 生成单元可以包括例如在外延半导体层413内形成的第一导电类型(例如p)的至少一个阱402、403。至少一个传输门404、405和存储节点406、407形成在所述阱402、403内。至少一个传输门404、405和存储节点406、407由所述阱402、403封装。阱402、403接触半导体区域415。外延半导体层413是本征半导体。
[0060] 外延半导体层413的掺杂和阱402、403的掺杂优选地适于形成在外延半导体层413内横向延伸的至少一个耗尽区411、412。当外延本征半导体层413的掺杂量远低于阱402、403的掺杂量时，例如外延层413可以掺杂1E11/cm3至1E14/cm3，通常基本为1E12/cm3，而光电二极管阱402、403通常可以掺杂在1E15和1E17/cm3之间，通常基本为1E16/cm3，允许该耗尽区横向形成。
[0061] 实际上，在标准p-n结的界面处形成的耗尽区在n区域和p区域之间不对称地分裂，它将朝向轻掺杂侧延伸。在本公开中，因为外延半导体层413是本征的，所以横向地形成大的耗尽区411、412，对应于横向结n掺杂半导体区域415/本征p半导体层413。由于第一p阱402、403，耗尽区401、402不能在存储节点406、407，传输门404、405和半导体区域415之间延伸。这意味着在钉扎光电二极管内收集的少数载流子中的大多数源自横向耗尽区411、412。
[0062] 半导体层413可以包括边界440，并且还可以包括掺杂有在所述半导体层413顶部上形成的第一导电类型的第四掺杂剂(例如，p+)的半导体注入物410，半导体注入物410沿着所述边界440设置，用于形成横向P-I-N光电二极管。这种注入能够实现更好的像素间隔离，并获得更好的灵敏度。应当指出，在图4中，边界440是方形的，但是可以实现任何几何形状。
[0063] 耗尽区411、412的截面图在图6和图7中示出。这些图显示耗尽区411、412较大，但不覆盖半导体层413表面的一些区。例如，耗尽区411、412不在边界440附近延伸，或者不在半导体注入物410附近延伸。
[0064] 本公开的解调器400的实施方式在图8和图9中示出。图8是根据该实施方式的解调器400的俯视图，并且图9是解调器400沿着图8的线I-J的截面图。
[0065] 如所说明的，对于上述横向光电二极管，耗尽区不在边界440附近或半导体注入物410附近延伸。这意味着光电二极管的效率没有优化。为了克服这个问题，在本公开的一个实施方式中，半导体区域415和钉扎层501横向延伸以增加耗尽区511、512的表面。当将耗尽区511、512的表面与图4的耗尽区411、412的表面进行比较时，可以在图8上注意到该表面增加。
[0066] 延伸的半导体区域415和钉扎层501具有触手型形状，并且形成多个触手513，触手513从钉扎层501的中心区域514向所述边界440横向延伸并向外逐渐变细。
[0067] 这种特定的触手(或星型)形状在触手513的尖端到中心区域514内产生电位梯度，这使得能够更快地捕获并向调制发生的中心区域514转移收集的少数载流子。因此，载流子的复合率大大降低。
[0068] 由于本公开，现在中心区域514的表面可以非常小，优选地低于耗尽区511、512的表面。钉扎层501的中心区域514由钉扎层501与连接传输门404、405的虚拟区域的虚拟交叉点的表面限定。
[0069] 优选地，存储节点406、407，传输门404、405和钉扎层的中心区域514沿中心线450设置，并且耗尽区511、512在所述中心线450的两侧横向延伸。
[0070] 解调器400还可以包括在第一导电类型的阱402、403(例如这里为p)内形成的像素电路408、409，所述第二阱在外延半导体层413内形成。该阱可以与生成单元中的一个阱相同，或者可以与另一个阱相同。
[0071] 在图10所示的另一个实施方式中，钉扎层401被分成至少两个由电绝缘元件601间隔开的单独区域401a、401b，每个区域401a、401b被布置成由相应的偏置信号独立地偏置，用于在半导体区域415内产生电位梯度。
[0072] 本公开的解调器400的钉扎层401被分成至少两个由电绝缘元件601间隔开的单独区域401a、401b。每个区域401a、401b被布置成由相应的偏置信号独立地偏置，用于在半导体区域415内产生电位梯度。
[0073] 实际上，钉扎光电二极管的工作基于阱可以完全耗尽的原理。光电二极管中得到的电位是引脚电压vpin。在相关技术中，该电位是指“接地”，这意味着通常偏置到接地的钉扎层401的电位和通常也偏置到接地的外延层413的电位相等。如果有人移动整个电位系统，移动钉扎层401上的参考电压和外延层413的电压，则钉扎电位vpin也将移动。这意味着，如果将钉扎层401偏置到与接地电位不同的电位，则半导体区域415(通常为阱)内的钉扎电压也将改变。
[0074] 本公开利用这种行为在阱415内产生电位梯度，通过将阱415的一个部分引用到具有第一偏置信号Va的第一钉扎层401a，并通过将阱415的第二部分引用到具有第二偏置信号Vb的第二钉扎层401b。例如，可以通过STI区域(浅沟槽隔离)来分隔钉扎层401a和401b，或者可以通过结隔离来隔离区域401a和401b。区域401a和4001b也可以短路，同时仍然施加不同的偏置信号，在钉扎层中产生耗散功率，同时在钉扎层中施加不同电压的接触区域之间在整个钉扎层中产生平滑的电压梯度。这种实施方式是可以的，并且具有在钉扎层中平滑梯度的优点，但是以功耗为代价。
[0075] 通过调制电压Va和Vb，例如处于反相，如稍后将说明的，可以在钉扎光电二极管中产生调制的电位梯度。因此，聚集在阱415中的少数载流子现在将通过漂移移动到传输门404、405，其中在转移期间电位梯度指向公开，阻挡的传输门(405)电压被设置为，例如，基本为0V，而有源传输门电压(404)被设置为基本为3.0V。可以施加其它电压以降低或提高作为功耗的函数的效率。
[0076] 分隔的区域401a、401b可以由解调信号Va和Vb驱动，优选地由反相解调信号驱动，同时传输门通过并且用作为直流信号的传输信号驱动。n阱415中的电位梯度由偏置Va和Vb的差产生，并定义少数载流子被传输到哪个传输门404、405和相应的存储节点407、406。通常，电位梯度和载流子的相关联运动从例如阱415中的基本为1.1V的电压操作到阱406、407中的基本为2.2V至2.5V的电压。
[0077] 优选地，钉扎层401的每个分隔的区域401a、401b与相应的传输门404、405相关联。然后用相同的解调信号一起驱动分隔的区域及其相关联的传输门以增强调制。如果解调器包括两个分隔的区域401a、401b和两个传输门404、405，则第一解调信号可以驱动第一关联
401a、404，且第二解调可以驱动第二关联401b、405，第二解调信号相对于第一解调信号反相。如上所述，这使得能够执行相关测量。
401a、404，且第二解调可以驱动第二关联401b、405，第二解调信号相对于第一解调信号反相。如上所述，这使得能够执行相关测量。
[0078] 在一个实施方式中，传输门未被实现，并且存储节点405、406默认地连接到光电二极管。钉扎层401a、401b上的解调信号产生电位梯度，该电位梯度限定阱415中聚集的少数载流子将漂移到哪个存储节点，允许载流子的调制或解调。
[0079] 应当指出，解调器400的上述任何实施方式都可以用于飞行时间(TOF)应用中。通过选择，例如用于传输门的反相解调信号，可以基于TOF测量来执行一致的相关测量，如在说明书的序言部分中所说明的。
[0080] 图11示出了根据本公开的测距系统的实施方式。测距系统包括光源49，用于将光51发射到场景55上，优选地聚焦到光被反射的感兴趣区上。测距系统还包括用于接收反射光的至少一个像素31。为了使光源49发射调制光，提供了信号生成器43。信号生成器43在节点48上生成第一时钟信号或调制信号，该第一时钟信号或调制信号优选地以预定频率例如以约10MHz永久振荡。该信号生成器43还生成第二至第五时钟信号，这些信号分别被传送到节点44、45、46、47上，与节点48上的第一时钟信号具有0°、180°、90°和270°的相位关系。本领域技术人员还可以考虑在操作方案中使用其他或更多时钟相位，更多时钟相位导致更好的测量精度，以换取更长的测量时间。可选地，代替利用时钟信号的相位进行调制，本领域技术人员还可以考虑发送伪随机比特流并与一组延迟和/或反转的相同伪随机比特流混合。本领域技术人员在文献中已知伪随机比特流(有时称为伪噪声)的使用。在这种情况下，建议代替第一和第二时钟信号而使用伪随机模式，代替第三时钟信号而使用相同的伪随机模式但按位反相，并且代替第四时钟信号而使用相同的伪随机模式但延迟一位周期，并且代替第五时钟信号而使用相同的伪随机模式但反相并延迟一位周期。
[0081] 信号生成器43还生成控制信号41，该控制信号41决定调制信号改变装置改变调制信号，例如控制信号41，该控制信号41决定选择器58在第二至第五时钟信号之间，即在时钟信号的不同相位之间进行选择。选择器58顺序地在这四个相位之间切换，这四个相位将检测器和混合器级200的混合器29的输入节点42顺序连接到节点44、45、46和47上的第二到第五时钟信号。在这些位置中的每一处，选择器58可以保持连接一段松弛期，例如大约1毫秒。
[0082] 缓冲器50驱动光源49，光源49将其光51发射到场景55上，优选地聚焦在感兴趣区上。该光的一部分将被反射，从而产生反射光52。然后该反射光52到达光学聚焦系统，例如透镜56，通过该光学聚焦系统，反射光52被成像或聚焦在像素31内的检测器28上，其中入射部分被称为反射调制光(ML)27。
[0083] 间接光53和直接光54都来自不打算用于TOF测量的二次光源30，它们也将出现在场景中，入射到光学聚焦系统56上，并因此聚焦到检测器28上。该光进入检测器28的部分将称为背景光(BL)26。生成BL的光源30包括白炽灯、TL灯、阳光、日光或场景存在的且不从光源49发出用于TOF测量的任何其它光。本发明的目的是即使在存在来自BL 26的信号的情况下也获得有效的TOF测量。
[0084] ML 27和BL 26入射到光电检测器28上，并分别生成ML电流和BL电流，ML电流和BL电流是对入射的BL 26和ML 27的光诱导电流响应。检测器28将这些电流输出到随后的混合装置，例如混合器29，用于将对入射BL 26和ML 27的电流响应与输入节点42上的相移时钟信号混合。如前所述，该BL 26可以感生比接收用于TOF测量的ML 27感生的ML电流高6个数量级的BL电流。
[0085] 形成检测器和混合器级200的检测器28和混合器29也可以被实现为一个单独的设备，例如如EP1513202A1中所述，其中混合光生电荷，同时立即生成混合结果电流。
[0086] 检测器和混合器级200将利用相移时钟信号生成对入射BL 26和ML27的电流响应的混合结果，且这些信号借助例如利用电容器25实现的积分器在节点38上积分，该电容器25优选地被保持较小，例如周围晶体管的寄生电容。在积分期间，执行积分器节点38上的混合器输出信号的自动复位。
[0088] 在图中未示出的替代实施方式中，可以以几种其他方式实现积分器节点38上混合器输出信号的自动重置。其中一种是触发电荷泵而不是重置开关32，以向电容器25添加固定量的电荷，从而以更高复杂度的代价产生更好的噪声性能。
[0089] 形成混合器输出信号的混合结果可以在积分器节点38处以与调制信号改变装置(在所示示例中为选择器58)同步的序列形式可用。输出驱动器24，例如缓冲器，提供基本为1的电压增益和电流放大，以便在输出节点23处提供更强的输出信号。
[0090] 在曲线图59中，示出了节点23处的输出信号的示例。曲线62对应于输出节点23处的输出信号的电压演变与时间的关系。平均BL分量26和平均ML 27被认为在获取期间是恒定的。
[0091] 在第一松弛期34期间，选择器58连接到节点44。来自检测器28的输入信号(对BL 26和ML 27的响应)的混合利用节点44处的第二时钟信号来完成，该第二时钟信号是驱动光源49的第一时钟信号的0°偏移版本。因此，节点38处的混合器输出信号将由BL分量和0°混合ML输出决定。下一松弛期35从通过选择器58将输入节点42连接到节点45开始。从那时起，以180°相位差驱动混合器29。因此，其输出将由相同的BL分量和180°混合输出来确定。随后在后续的松弛期36和37中分别对相位90°和270°进行类似的处理。
[0092] 飞行时间数据重构块39使用输出节点23处的输出信号来测量(例如，通过采样)每个松弛期34、35、36、37的结束值，也称为相位间隔。该数据被分组为TOF对，例如(0°，180°)和(90°，270°)。TOF数据重构块39用于将裸像素信号转换为有用的飞行时间输出40。
[0093] 图12示意性地更详细地描述了可以在实施方式的上下文中使用的电子设备1200的实施方式。电子设备1200包括CPU 1201作为处理器。电子设备1200还包括连接到处理器1201的麦克风1210、扬声器1211和触摸屏1212。这些单元1210、1211、1212用作人机界面，并能够在用户与电子设备之间进行对话。电子设备1200还包括用于电信的接口(例如UMTS/LTE接口)1204和用于无线LAN的接口(例如WiFi接口)1205。这些单元1204、1205用作与外部设备(例如伴随设备、服务器或云平台)进行数据通信的I/O接口。电子设备1200还包括图像传感器1220，其被布置成获得压缩感测图像数据。图像传感器1220尤其可以涉及飞行时间相机技术。电子设备1200还包括驱动电路1221以驱动光源1222，例如用于以至少一个预定脉冲频率进行距离测距。电子设备1200还包括数据存储器1202(例如，硬盘驱动器、固态驱动器或SD卡)和数据存储系统1203(例如，RAM)。数据存储系统1203被布置成临时存储或缓存数据或计算机指令以供处理器1201处理。数据存储器1202被布置为长期存储器，例如用于记录从图像传感器1220获得的图像传感器数据。
[0094] 应当注意，上面的描述仅仅是示例配置。可以用附加的或其它的传感器、存储设备、接口等来实现替代配置。例如，在替代实施方式中，UMTS/LTE接口1304、WiFi接口1205、麦克风1210、触摸屏1212和/或扬声器1211可以被省略或被其他单元替换。类似地，触摸屏1212可以例如由不是触敏的显示设备代替。
[0095] 注意，本技术也可以如下所述进行配置。
[0096] (1)一种解调器，包括：
[0097] -钉扎光电二极管，被配置为响应于入射调制信号生成多数载流子和少数载流子；
[0098] -至少一个存储节点，被配置为存储由钉扎光电二极管生成的少数载流子；
[0099] -至少一个传输门，连接在存储节点和钉扎光电二极管之间，并由解调信号驱动，用于向存储节点转移由钉扎光电二极管生成的少数载流子；
[0100] 钉扎光电二极管包括：
[0101] -外延半导体层，掺杂有第一导电类型的第一掺杂剂(p，n)；
[0102] -半导体区域，形成在外延半导体层内，掺杂有与第一导电类型相反的第二导电类型的第二掺杂剂(n，p)，并与该外延半导体层形成下部结和基本垂直于下部结的至少一个横向结；以及
[0103] -钉扎层，形成在半导体区域的顶部，掺杂有第一导电类型的第三掺杂剂(p+，n+)；以及
[0104] 生成单元，被配置为在横向结处生成少数载流子和多数载流子，并形成横向光电二极管。
[0105] (2)根据(1)的解调器，其中，生成单元包括形成在外延半导体层内的第一导电类型(p，n)的至少一个第一阱，并且其中，至少一个传输门和存储节点形成在至少一个第一阱内，第一阱接触半导体区域。
[0106] (3)根据(2)的解调器，其中，外延半导体层的掺杂和阱的掺杂适于形成在外延半导体层内横向延伸的至少一个耗尽区。
[0107] (4)根据(1)至(3)中任一项的解调器，其中，半导体层包括边界，并且其中，解调器还包括形成在半导体层的顶部上的掺杂有第一导电类型的第四掺杂剂(p+，n+)的半导体注入物，半导体注入物沿着边界设置，用于形成横向PIN光电二极管。
[0108] (5)根据(3)或(4)的解调器，其中，半导体区域和钉扎层横向延伸以增加耗尽区的表面。
[0109] (6)根据(5)的解调器，其中，所延伸的半导体区域和钉扎层具有触手型形状。
[0110] (7)根据(6)的解调器，其中，半导体区域和钉扎层形成多个触手，触手从钉扎层的中心区域朝向边界横向延伸并向外逐渐变细。
[0111] (8)根据(7)的解调器，，其中，中央区域的表面低于耗尽区的表面。
[0112] (9)根据(1)至(8)中任一项的解调器，其中，存储节点、传输门和钉扎层的中心区域沿中心线设置，并且其中，耗尽区在中心线的两侧横向延伸。
[0113] (10)根据(1)至(9)中任一项的解调器，还包括形成在第一导电类型(p，n)的至少一个第二阱内的像素电路，第二阱形成在外延半导体层内。
[0114] (11)根据(1)至(10)中任一项的解调器，其中，钉扎层被分成由电绝缘元件间隔开的至少两个分离的区域，每个区域被布置成由相应的偏置信号独立地偏置，用于在半导体区域内产生电位梯度。
[0115] (12)根据(11)的解调器，其中，电绝缘元件包括浅沟槽隔离。
[0116] (13)根据(11)或(12)的解调器，其中，偏置信号是解调信号，并且其中，传输门由直流信号或解调信号驱动。
[0117] (14)根据(1)至(13)中任一项的解调器，用于飞行时间(TOF)应用中。
[0118] (15)根据(14)的解调器，包括两个存储节点和两个传输门，其中传输门由反相解调信号驱动以执行TOF测量。
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