【手続補正書】
【提出日】令和2年8月28日(2020.8.28)
【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】
電磁吸収放射線検出のためのモノリシックＣＭＯＳ集積ピクセル検出器（１０，２０，３０，２６０，４７０，５７０）であって、
ａ．第１導電型を有するようドープされた層であって、ＣＭＯＳ処理された読み出し電子回路からなる層（１２７，１６７，２１７，４１７，５１７）を少なくとも１つ備えたシリコン読み出しウェハ（１１，２１，３１，１４，１２０，１３０，１６５，２１５，４１５，５１５）と、
ｂ．第１導電型を有するようドープされた集電体（１５，２５，３５，４５，１２３，２２３，４２３，５２３）用インプラントであって、読み出し電子回路と通信して５〜２０μｍ、２０〜５０μｍ、５０〜１００μｍ、および１００〜２００μｍからなるサイズのリストの中から選択された検出器ピクセルを定義するインプラントと、
ｃ．少なくとも第２導電型からなる素材と金属性バックコンタクトとを材料とした単結晶材料からなる吸収体ウェハ（１６，２６，３６，４６，２２０，４８１，５４１’）と、
ｄ．外部プリント回路基板と連通するコンタクトパッド（１２４，２５４，４６４，５６４）と、
から構成され、シリコンウェハと吸収体ウェハとが酸化物を含まない共有結合でモノリシックユニットを形成し、前記モノリシックユニットが第１導電型層と第２導電型層とによって形成されるｐ−ｎ接合からなり、集電体が接合インターフェースを横断する電荷を受けるように配置され、前記読み出し電子機器が、前記電荷をデジタル信号に変換するように配置されており、前記電荷は、前記コンタクトパッド（１２４、２５４、４６４、５６４）を介して外部プリント回路基板に通過し、コンピュータスクリーン上で画像として保存、処理、および／または表示されるようにした検出器。
【請求項２】
前記ｐ−ｎ接合が、接合界面（１７、２７、３７、２３７、４３７、４３７、５３７）またはシリコン読み出しウェハ（１１、２１、３１、１２０、１３０、１６５、２１５、４１５、５１５）内、または吸収体ウェハ（２２０、３８１、４８１、５４１'）内に配置されており、電子正孔対が吸収体ウェハ内に吸収された電磁吸収放射線によって発生する場合および逆バイアスがバックコンタクトに印加される場合に、Ｐ‐Ｎ接合の空乏領域が接合インターフェース上で拡張し、電子正孔対を反対方向に移動する電荷に分離するように配置されることを特徴とする請求項１に記載の検出器。
【請求項３】
読み出しウェハが１０〜１００μｍの厚みを有することを特徴とする請求項１または２に記載のモノリシックＣＭＯＳ集積ピクセル検出器。
【請求項４】
吸収体ウェハが、Ｓｉ、ＳｉＣ、Ｇｅ、ＳｉＧｅ合金、ＧａＡｓ、ＣｄＴｅ、ＣｄＺｎＴｅ合金、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ合金、ＩｎＧａＮ合金、およびＡｌＩｎＧａＮ合金からなる材料グループから１つ選ばれる材料から構成されることを特徴とする請求項３に記載のモノリシックＣＭＯＳ集積ピクセル検出器。
【請求項５】
吸収体ウェハがシリコン基板上のエピタキシャル吸収層からなることを特徴とする請求項４に記載のモノリシックＣＭＯＳ集積ピクセル検出器。
【請求項６】
Ｓｉ基板がトレンチによって分離された柱の態様にパターニングされ、柱の幅が１〜１００μｍおよび２〜２０μｍからなる幅のグループから１つ選ばれ、トレンチの幅が２〜６μｍおよび３〜５μｍからなる幅のグループから１つ選ばれることを特徴とする請求項５に記載のモノリシックＣＭＯＳ集積ピクセル検出器。
【請求項７】
前記エピタキシャル吸収層は、画素化されており、ＳｉＧｅ合金層、組成的に最終的なＧｅ含有量までグレーディングされたＳｉＧｅ合金層、およびＧｅ層幅が０．５〜１．５μｍ、０．４〜１．０μｍ、および０．２〜０．５μｍからなる範囲から選択される範囲内の厚さである層のリストから選択される少なくとも１つの層から構成されていることを特徴とする請求項６に記載のモノリシックＣＭＯＳ集積ピクセル検出器。
【請求項８】
電磁吸収放射線の検出のためのモノリシックＣＭＯＳ集積ピクセル検出器を形成する方法であって、
ａ．第１導電型を有するようドープされた少なくとも１つのドープＳｉ層（１１７，１２７，１６７，２１７，４１７，５１７）からなるシリコンウェハを提供するステップと、
ｂ．読み出し電子回路を少なくとも１つのドープＳｉ層（１１７，１２７，１６７，２１７，４１７，５１７）内でＣＭＯＳ処理することで、フィールド酸化物（１２５，２１６，４１６，５１６）を備えた読み出しウェハ（１２０，２１５，４１５，５１５）を形成するステップと、
ｃ．第１導電型を有するようドープされた集電体（１５，２５，３５，４５，１２３，２２３，４２３，５２３）用インプラントであって、読み出し電子回路と連通し検出器ピクセルのサイズを定義するインプラントを形成するステップと、
ｄ．読み出し電子回路を外部のプリント回路基板に接続するコンタクトパッド（１２４，２５４，４６４，５６４）を形成するステップと、
ｅ．少なくとも１つの第２導電型層からなる単結晶の吸収体ウェハ（１６，２６，３６，４６，２２０，３８１，４８１，５４１’）を形成するステップと、
ｆ．読み出しウェハと吸収体ウェハとの間の酸化物を含まない低温共有結合（１７，２７，３７，４７，２３７，４３７，５３７）を形成するステップと、
ｇ．吸収体ウェハ（２２０，４８１，５４１’）の表面（２２１，４４２，５４３）上に金属性バックコンタクト（２６２，４７２，５７２）を形成するステップと、
から構成される方法であり、
第１導電型層と第２導電型層とがｐ−ｎ接合を形成するように配置され、逆バイアスが金属性バックコンタクトに印加される場合に空乏領域が接合界面（１７，２７，３７，４７，２３７，４３７，５３７）を横断して延び、それによって吸収体ウェハに吸収された電磁吸収放射線によって発生する場合に電子正孔対を反対方向に移動する電荷に分離し、集電体が接合界面を横断する電荷を受けるように配置され、読み出し電子回路が前記電荷をデジタル信号に変換し、デジタル信号はコンタクトパッド（１２４，２５４，４６４，５６４）を通って外部のプリント回路基板に伝達され、さらに蓄積、処理、コンピュータ画面上に画像として表示される方法。
【請求項９】
読み出しウェハと吸収体ウェハとの間の前記酸化物を含まない低温共有結合（１７，２７，３７，４７，２３７，４３７，５３７）の形成が、
ａ．読み出しウェハ（１３０、１６５、２１５、４１５、５１５）をキャリアウェハに提供する以下のように構成されたステップと、
ｉ．低温酸化物間融着接合のために、その酸化物表面を研磨することで読み出しウェハ１６５，２１５，４１５，５１５）を研磨し、それを性質上粒子を含まないものに変化させて活性化させ、
ｉｉ．低温酸化物間融着接合のために、酸化Ｓｉキャリアウェハ（１４０，２１３，４１３，５１３）を提供し、その表面を性質上粒子を含まないものに変化させてプラズマ活性化させ、
ｉｉｉ．低温酸化物間ウェハ接合によって読み出しウェハの活性化された酸化物表面（１３２）をキャリアウェハの活性化された表面（１４３）に接合することで接合ウェハスタック（１５０，４１０，５１０）を形成し、
ｉｖ．読み出しウェハをポリマーボンドによってキャリアウェハに接着する
ｂ．キャリアウェハに接合された読み出しウェハ（１６５，２１５，４１５，５１５）を薄葉化するステップと、
ｅ．読み出しウェハの表面（２１１，４１１）と吸収体ウェハの表面（２２２，３８６，４２２）とをＨＦ浸漬とプラズマ活性化からなるステップ群から１つ選ばれるステップによって性質上酸化物および損傷を含まないものに変化させることで、それらを活性化するステップと、
ｆ．前記酸化物を含まない低温共有結合（１７，２７，３７，４７，２３７，４３７，５３７）の形成後に読み出しウェハ（２４５，４１５，５１５）から少なくとも部分的にキャリアウェハ（１４０，２１３，４１３，５１３）を除去するステップと、
ｇ．コンタクトホール（２５２，４６２，５６２）を開口して、プリント回路基板に電気接続を提供する電気コンタクトパッド（１２４，２５４，４６４，５６４）を露出させるステップと、
から構成されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
吸収体ウェハの提供が、
ａ．少なくとも、シリコンウェハと、Ｓｉ基板（３１３）からなるシリコンオンインシュレーター（ＳＯＩ）と、酸化膜（３１４）、および厚み１０〜３０μｍのＳｉ層（３１７，５２７）とからなるウェハ群から基板ウェハ（３１０）を提供するステップと、
ｂ．トレンチ（３２９）によって分離された柱（３２８）の態様にＳｉ層をパターニングするステップと、
ｃ．第２導電型の少なくとも１つの層からなる分離結晶（３３１，５４１）の態様にエピタキシャル成長層を成長させるステップと、
ｄ．Ｓｉ柱とエピタキシャル結晶との間のトレンチに充填材（３４９）を充填するステップと、
ｅ．エピタキシャル結晶の表面（５２２）を研磨するステップと、
から構成されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
ピクセル検出器が１〜１．６μｍの波長範囲の短波長赤外線の検出に適応されたことを特徴とする請求項１に記載の検出器からなるシステム。
【請求項１２】
読み出しウェハの少なくとも１つのシリコン層（１２７，２１７，４１７，５１７）がアバランシェ領域から構成されることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記検出器は、非破壊検査用途に適応されたことを特徴とする請求項１に記載の検出器からなるシステム。
【請求項１４】
女性の胸部における微小石灰化の信用できる識別を可能とするために、ピクセル検出器が４０ｋｅＶ未満のＸ線管電圧で作動する高空間スペクトル分解能に適応されたことを特徴とする請求項１に記載の検出器からなるマンモグラフィーシステム。
【請求項１５】
検出器作動時と逆のバイアス下において吸収体ウェハが高解像度ＬＥＤピクセルアレイとして作用することを特徴とする請求項１に記載の検出器からなる高解像度ディスプレイシステム。