一种可见光到红外光探测的宽波段光电二极管制造技术

本发明专利技术涉及的光电二极管，可以扩展光的吸收波段，完成从可见光到红外光波段(400nm～1350nm)的探测，且在0.8μm～0.9μm以及1.1μm～1.35μm两个重要波段均具有较高响应性。其结构包括：含一个开口的重掺杂N型Si衬底，N型Si衬底上依次层叠有轻掺杂N型Si外延层、重掺杂P型Si、以及由本征Ge缓冲层和在其之上的重掺杂P型Ge构成的台面结构，台面上依次层叠有二氧化硅介质层和钝化层。在N型Si衬底背面设置有金属接触阴极VR，在重掺杂P型Si上设置有第一金属接触阳极VAF，在重掺杂P型Ge上设置有第二金属接触阳极VAS，轻掺杂N型Si外延层背面设置有抗反射层。

【技术实现步骤摘要】


本专利技术涉及半导体器件领域，特别是一种光电二极管。

技术介绍

在光纤通信系统中，光电探测器是必不可少的关键器件之一。0.8μm～0.9μm波段的短距离、高密度光纤通信系统、数据传输系统，常采用Si单晶衬底或GaAs基PIN光电探测器、雪崩光电探测器与硅前置放大器混合集成的光接收器。而1.06μm～1.55μm波段光纤通信网，则通常采用Ge单晶衬底或InP基PIN光电探测器、雪崩光电探测器与硅前置放大器混合集成的光接收器。
硅光电二极管作为其中一个重要分支，因其光谱响应良好、噪声低、寿命长和与CMOS工艺兼容性高等特点被广泛的应用在可见光探测和成像领域。其中，PIN硅光电平面二极管作为最常用的光电探测器之一，具有快速、室温、廉价、坚固、灵敏度高、量子效率高、体积小、重量轻、可靠性好、使用方便等特点。但是由于能带结构的固有特性，Si单晶材料对近红外光存在吸收系数低、吸收长度长、对1.1μm以上波段没有响应等问题。
Ge材料由于其具有比Si材料高的电子和空穴迁移率，与硅工艺兼容等优点，成为研究的热点。另外，Ge的带隙宽度小于Si，室温下为0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可见光到红外光探测的宽波段光电二极管，该光电二极管包括：可见光探测区和红外光探测区，所述可见光探测区包括：重掺杂N型Si衬底、设置于重掺杂N型Si衬底下表面两侧的金属阴极、设置于重掺杂N型Si衬底下表面中间位置的抗反射层、设于重掺杂N型Si衬底上的轻掺杂N型Si外延层、设于轻掺杂N型Si外延层上的重掺杂P型Si层、设于重掺杂P型Si层两侧的第一金属阳极；其特征在于所述红外光探测区设置于可见光探测区的重掺杂P型Si层上，所述红外光探测区包括：本征Ge缓冲层、设于本征Ge缓冲层上的重掺杂P型Ge层、设于重掺杂P型Ge层上的第二金属阳极、二氧化硅层、钝化层；其中本征Ge缓冲层、重掺杂P型Ge层、...

【技术特征摘要】
1.一种可见光到红外光探测的宽波段光电二极管，该光电二极管包括：可见光探测区和
红外光探测区，所述可见光探测区包括：重掺杂N型Si衬底、设置于重掺杂N型Si衬底下表
面两侧的金属阴极、设置于重掺杂N型Si衬底下表面中间位置的抗反射层、设于重掺杂N型
Si衬底上的轻掺杂N型Si外延层、设于轻掺杂N型Si外延层上的重掺杂P型Si层、设于重
掺杂P型Si层两侧的第一金属阳极；其特征在于所述红外光探测区设置于可见光探测区的重
掺杂P型Si层上，所述红外光探测区包括：本征Ge缓冲层、设于本征Ge缓冲层上的重掺杂
P型Ge层、设于重掺杂P型Ge层上的第二金属阳极、二氧化硅层、钝化层；其中本征Ge缓
冲层、重掺杂P型Ge层、第二金属阳极构成棱台结构，所述二氧化硅层用于密封本征Ge缓冲
层和重掺杂P型Ge层，所述钝化层设置于二氧化硅层上。
2.如权利要求1所述的一种可见光到红外光探测的宽波段光电二极管，其特征在于所述
重掺杂N型Si衬底中心处设有开口，抗反射层位于开口内，直接设置于轻掺杂N型Si外延层
下表面。
3.如权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张有润，章志海，袁福润，龚宏国，刘影，张波，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51