【手続補正書】
【提出日】令和2年12月21日(2020.12.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光子を受け取るように構成された光検出領域であって、前記入射光子に応答して複数の電荷キャリアを生成するように構成された光検出領域と、
少なくとも１つの電荷キャリア貯蔵領域と、
前記複数の電荷キャリアのうちの電荷キャリアを、前記電荷キャリアが生成された時間に基づいて、前記少なくとも１つの電荷キャリア貯蔵領域内へ直接方向付けするべく、選択的に方向付けするように構成された電荷キャリア分離構造と
を備える集積回路。
【請求項２】
直接ビニングピクセルを備える集積回路であって、前記直接ビニングピクセルは、
入射光子を受け取るように構成された光検出領域であって、前記入射光子に応答して複数の電荷キャリアを生成するように構成された光検出領域と、
少なくとも１つの電荷キャリア貯蔵領域と、
前記複数の電荷キャリアのうちの電荷キャリアを、前記電荷キャリアが生成された時間に基づいて、前記少なくとも１つの電荷キャリア貯蔵領域内へ選択的に方向付けするように構成された電荷キャリア分離構造と
を備える、集積回路。
【請求項３】
複数のピクセルを備える集積回路であって、前記複数のピクセルのうちの第１のピクセルは、
入射光子を受け取るように構成された光検出領域であって、前記入射光子に応答して複数の電荷キャリアを生成するように構成された光検出領域と、
複数の電荷キャリア貯蔵領域と、
前記複数の電荷キャリアのうちの電荷キャリアを、前記電荷キャリアが生成された時間に基づいて、前記複数の電荷キャリア貯蔵領域のそれぞれの電荷キャリア貯蔵領域内へ直接方向付けするべく、選択的に方向付けするように、また複数の測定期間に生成された電荷キャリアを前記複数の電荷キャリア貯蔵領域に集約するように構成された電荷キャリア分離構造と
を備える直接ビニングピクセルである集積回路。
【請求項４】
前記電荷キャリア分離構造は、前記光検出領域と前記少なくとも１つの電荷キャリア貯蔵領域のうちの第１の電荷キャリア貯蔵領域との間の境界に少なくとも１つの電極を備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の集積回路。
【請求項５】
前記電荷キャリア分離構造は、前記光検出領域と前記第１の電荷キャリア貯蔵領域との間の前記境界に単一の電極を備える、請求項４に記載の集積回路。
【請求項６】
電荷キャリア捕獲領域が前記直接ビニングピクセルに存在しないか、電荷キャリア捕獲領域が前記光検出領域と電荷キャリア貯蔵領域との間に存在しないか、またはその両方である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の集積回路。
【請求項７】
前記光検出領域と前記少なくとも１つの電荷キャリア貯蔵領域との間において前記キャリアを捕獲することなく、電荷キャリアが前記少なくとも１つの電荷キャリア貯蔵領域に対し移送される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の集積回路。
【請求項８】
電荷キャリア除去領域が、除去期間中に前記光検出領域において生成された電荷キャリアを廃棄する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の集積回路。
【請求項９】
廃棄された前記電荷キャリアは、キャリアが前記光検出領域から電荷キャリア貯蔵領域に向かって方向付けされる方向とは異なる方向において前記光検出領域から取り除かれる、請求項８に記載の集積回路。
【請求項１０】
電荷キャリア除去領域が、前記光検出領域と前記電荷キャリア除去領域との間の境界における電極の電圧を変化させることによって、除去期間中に前記光検出領域において生成された電荷キャリアを廃棄する、請求項８に記載の集積回路。
【請求項１１】
単一光子が、前記少なくとも１つの電荷キャリア貯蔵領域に対し移送され、前記少なくとも１つの電荷キャリア貯蔵領域に集約される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の集積回路。
【請求項１２】
半導体基板の表面の下において１マイクロメートルよりも深い位置にある電荷キャリアは除去される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の集積回路。
【請求項１３】
前記半導体基板の表面の下において１マイクロメートルよりも深い位置にある電荷キャリアは、前記光検出領域のフォトダイオードの下のインプラントによって少なくとも部分的に除去される、請求項１２に記載の集積回路。
【請求項１４】
前記インプラントは深部遮蔽体または深部ドレインを提供する、請求項１３に記載の集積回路。
【請求項１５】
前記インプラントはＮ型またはＰ＋型である、請求項１４に記載の集積回路。
【請求項１６】
前記半導体基板の表面の下において１マイクロメートルよりも深い位置にある電荷キャリアは、前記半導体基板の前記表面の下のドリフトの場によって除去される、請求項１２または１３に記載の集積回路。
【請求項１７】
前記光検出領域は、２マイクロメートル未満の深さであるエピタキシャル領域に形成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の集積回路。
【請求項１８】
前記光検出領域は、フォトダイオードを含むエピタキシャル領域である、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の集積回路。
【請求項１９】
前記フォトダイオードにおける電荷キャリアは除去期間中に除去領域に対して移送され、次いで第１の電荷キャリア貯蔵領域に対する第１の電位障壁が低下され、次いで第２の電荷キャリア貯蔵領域に対する第２の電位障壁が低下される、請求項１３または１８に記載の集積回路。
【請求項２０】
前記第１の電位障壁は第１の電極によって制御され、前記第２の電位障壁は第２の電極によって制御される、請求項１９に記載の集積回路。
【請求項２１】
前記少なくとも１つの電荷キャリア貯蔵領域は、複数の電荷キャリア貯蔵領域を含む、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の集積回路。
【請求項２２】
（Ａ）光検出領域において入射光子を受け取る工程と、
（Ｂ）前記入射光子に応答して生成された複数の電荷キャリアのうちの電荷キャリアを、前記電荷キャリアが生成された時間に基づいて、前記光検出領域から直接少なくとも１つの電荷キャリア貯蔵領域内へ選択的に方向付けする工程と
を備える光検出方法。
【請求項２３】
電荷キャリア捕獲領域が前記直接ビニングピクセルに存在しないか、電荷キャリア捕獲領域が前記光検出領域と電荷キャリア貯蔵領域との間に存在しないか、またはその両方である、請求項２２に記載の光検出方法。
【請求項２４】
前記光検出領域と前記少なくとも１つの電荷キャリア貯蔵領域との間において前記キャリアを捕獲することなく、電荷キャリアが前記少なくとも１つの電荷キャリア貯蔵領域に対し移送される、請求項２２または２３に記載の光検出方法。
【請求項２５】
電荷キャリア除去領域が、除去期間中に前記光検出領域において生成された電荷キャリアを廃棄する、請求項２２〜２４のいずれか一項に記載の光検出方法。
【請求項２６】
廃棄された前記電荷キャリアは、キャリアが前記光検出領域から電荷キャリア貯蔵領域に向かって方向付けされる方向とは異なる方向において前記光検出領域から取り除かれる、請求項２５に記載の光検出方法。
【請求項２７】
電荷キャリア除去領域が、前記光検出領域と前記電荷キャリア除去領域との間の境界における電極の電圧を変化させることによって、除去期間中に前記光検出領域において生成された電荷キャリアを廃棄する、請求項２５に記載の光検出方法。
【請求項２８】
単一光子が、前記少なくとも１つの電荷キャリア貯蔵領域に対し移送され、前記少なくとも１つの電荷キャリア貯蔵領域に集約される、請求項２２〜２７のいずれか一項に記載の光検出方法。
【請求項２９】
半導体基板の表面の下において１マイクロメートルよりも深い位置にある電荷キャリアは除去される、請求項２２〜２８のいずれか一項に記載の光検出方法。
【請求項３０】
前記半導体基板の表面の下において１マイクロメートルよりも深い位置にある電荷キャリアは、前記光検出領域のフォトダイオードの下のインプラントによって少なくとも部分的に除去される、請求項２９に記載の光検出方法。
【請求項３１】
前記インプラントは深部遮蔽体または深部ドレインを提供する、請求項３０に記載の光検出方法。
【請求項３２】
前記インプラントはＮ型またはＰ＋型である、請求項３１に記載の光検出方法。
【請求項３３】
前記半導体基板の表面の下において１マイクロメートルよりも深い位置にある電荷キャリアは、前記半導体基板の前記表面の下のドリフトの場によって除去される、請求項２９または３０に記載の光検出方法。
【請求項３４】
前記光検出領域は、フォトダイオードを含むエピタキシャル領域である、請求項２２〜３３のいずれか一項に記載の光検出方法。
【請求項３５】
前記フォトダイオードにおける電荷キャリアは除去期間中に除去領域に対して移送され、次いで第１の電荷キャリア貯蔵領域に対する第１の電位障壁が低下され、次いで第２の電荷キャリア貯蔵領域に対する第２の電位障壁が低下される、請求項３０または３４に記載の光検出方法。
【請求項３６】
前記第１の電位障壁は第１の電極によって制御され、前記第２の電位障壁は第２の電極によって制御される、請求項３５に記載の光検出方法。
【請求項３７】
前記少なくとも１つの電荷キャリア貯蔵領域は、複数の電荷キャリア貯蔵領域を含む、請求項２２〜３６のいずれか一項に記載の光検出方法。