该实用新型专利技术公开了一种无沟道的象限光电探测器，属于光电器件领域，将背景技术中采用沟道分割位于同一平面的各象限的半导体层替换为将各象限的半导体层设置于高度不同并且具有垂直落差的平面上来实现无沟道分割和绝缘隔离，从而具有提高象限光电探测器的精度、灵敏度，并可作为光束方位传感器和通信探测器使用的效果。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】该技术公开了一种无沟道的象限光电探测器，属于光电器件领域，将
技术介绍
中采用沟道分割位于同一平面的各象限的半导体层替换为将各象限的半导体层设置于高度不同并且具有垂直落差的平面上来实现无沟道分割和绝缘隔离，从而具有提高象限光电探测器的精度、灵敏度，并可作为光束方位传感器和通信探测器使用的效果。【专利说明】一种无沟道的象限光电探测器
： 本技术属于光电器件领域，特别涉及一种象限光电探测器。
技术介绍
： 象限光电探测器是把多个性能完全相同的光电二极管按照直角坐标要求排列而 成的光电探测器件，包括二元探测器、四象限探测器以及六元探测器等，常用于激光制导或 激光准直中。目前在光电探测系统中广为使用的多元非成像光电探测器多为四象限光电探 测器件。它包括各种类型各异的四象限光电二极管，如四象限PN结光电二极管，四象限PIN 结光电二极管、四象限雪崩光电二极管等。 目前的象限光电探测器都采用沟道将光电探测器分成多个独立的探测单元，各探 测单元的半导体层位于同一平面上，其中典型的四象限光电探测器结构如图1和图二所 示，根据性能的不同，目前的光电四象限产品的探测器有效感光面积直径为数百微米到几 毫米，其沟道宽度最小约为10微米。由于采用沟道将光电探测器各探测单元分开，当沟道 尺寸小于10微米时，相邻半导体层会相互干扰影响光斑检测。当光斑尺寸小于10微米并 落到沟道内时，该象限光电探测器无法检测到光斑。以PN型象限光电探测器为例，在半导 体层的制作时，采用半导体工艺分别加工N电极层、N半导体层、P半导体层、P电极层形成 完整的PN结光电探测器，沟道要贯穿整个探测器的深度。在激光通信系统中，为了获得高 通信码速率，通信探测器上聚焦的信号光斑尺寸大约在10微米左右，通常小于沟道宽度， 因此目前象限探测器仅仅能够作为光束方位探测器使用，无法作为通信探测器使用。
技术实现思路
本技术的目的是针对
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的不足改进设计一种无沟道的象限光电探测 器，将探测器各象限的半导体层设置于高度不同的平面上，使其实现无沟道相互隔离，从而 达到提高象限光电探测器的精度、灵敏度，并可同时作为光束方位传感器和通信探测器使 用的目的。 本技术的解决方案是将
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中采用沟道分割位于同一平面的半导体层 替换为将各象限的半导体层设置于高度不同的平面上来实现分割，从而实现专利技术目的。因 此本技术包括：分象限的绝缘基座及设置于基座各象限上的半导体层，其特征在于各 象限的高度各不相同。 所述半导体层的感光区域设置在各象限靠近圆心的扇形区域上； 所述绝缘基座可设置为2、4、6或8个象限； 所述半导体层包括：N电极层、N半导体层、P半导体层、P电极层，其中N电极层设 置于绝缘基座上，N半导体层设置于N电极层上，在N半导体层靠近圆心的扇形区域上形 成P半导体层，并在P半导体层上镀增透膜和形成P层电极。 本技术通过将象限光电探测器的半导体层设置于不同的平面内从而具有提 高象限光电探测器的精度、灵敏度，并获得同时作为光束方位传感器和通信探测器使用的 功能。 【专利附图】【附图说明】 图1为当前四象限探测器俯视图； 图2为当前四象限探测器中心剖视图； 图3为本技术四象限探测器加工完成的绝缘基座示意图； 图4为本技术四象限探测器中心剖视图。 图中：1.象限探测器所在的区域，2.象限探测器之间的沟道，3.象限探测的绝缘 基座，4. N电极，5. N半导体层，6. P半导体层，7.氧化绝缘层，8. P电极，9.增透膜。 【具体实施方式】 本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的 替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例 子。 将绝缘基座加工成垂直阶梯状外形，阶梯高度根据器件设计参数而定，可以在数 十至数百微米之间，阶梯的作用在于保证各个光电探测器之间保持物理隔离和电气绝缘。 基座可分为2、4、6或8个象限等，对于二象限探测器，在绝缘基板上可采用精密磨削工艺形 成垂直阶梯，也可以采用光刻-腐蚀的方式形成垂直阶梯；对于四象限探测器，可采用光刻 的方式生成垂直阶梯。也可以在一、二象限之间和二、三象限之间采用精密磨削工艺生成垂 直阶梯，然后仅仅对四象限进行光刻腐蚀形成阶梯。无论采用何种工艺，目的是形成垂直阶 梯，保证无死区探测。在阶梯状的绝缘基底上，可通过外延法生长半导体层，可为PN或PIN 结构，半导体层的厚度要同时满足两个条件：充分高的光电效率和相邻光电探测器之间的 绝缘，各个象限对应的光电探测器采用相同的工艺方法，确保各个探测器的光电性能一致。 加工成的象限探测器，相邻象限有高度差实现半导体层的绝缘隔离，高度差根据半导体工 艺和器件性能要求而定。象限探测器外部的电路和引脚可采用与当前的器件相同的方法和 布局。 实施例 以本专利技术所包含一种无沟道的四象限光电探测器为例，绝缘基座3为圆柱体，将 该圆柱体圆形截面平均分为4个象限，采用各向异性刻蚀法将这4个象限刻蚀成阶梯状，相 邻象限之间的形成垂直断面。采用外延法在阶梯状的各象限上采用半导体工艺在四个象限 内加工光电探测器，要分别用四个相同的掩膜板，在四个象限内容同步进行半导体层的加 工，以确保四个光电探测器的性能一致，首先沉积N电极层4,然后在N电极层4上沉积N半 导体层5,在N半导体层靠近圆心的扇形区域上采用离子注入方法形成P半导体层6,在P 半导体层边沿上设置P电极层8,并通过半导体加工过程中产生的氧化绝缘层7与N半导体 层隔绝，最后在P电极层上设置增透膜9。【权利要求】1. 一种无沟道的象限光电探测器包括：分象限的绝缘基座及设置于基座各象限上的 半导体层，其特征在于各象限的高度各不相同。2. 如权利要求1所述的一种无沟道的象限光电探测器，其特征在于半导体层的感光区 域设置在各象限靠近圆心的扇形区域上。3. 如权利要求1所述的一种无沟道的象限光电探测器，其特征在于绝缘基座可设置为 2、4、6或8个象限。4. 如权利要求1所述的一种无沟道的象限光电探测器，其特征在于半导体层包括：N电 极层、N半导体层、P半导体层、P电极层，其中N电极层设置于绝缘基座上，N半导体层设置 于N电极层上，在N半导体层靠近圆心的扇形区域上形成P半导体层，并在P半导体层上 镀增透膜和形成P层电极。【文档编号】H01L31/0352GK203883018SQ201420213315【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年4月29日 优先权日:2014年4月29日 【专利技术者】黄健, 邓科, 蒋大钢 申请人:电子科技大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种无沟道的象限光电探测器包括：分象限的绝缘基座及设置于基座各象限上的半导体层，其特征在于各象限的高度各不相同。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄健，邓科，蒋大钢，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：新型
国别省市：四川;51
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