The utility model discloses a semiconductor photoelectric device, comprising a plurality of arrays of parallel distributed detection unit, the detecting unit is operating in Geiger mode avalanche photodiode, quenching resistor and capacitor of the transparent transparent form; capacitor consists of two transparent electrode plate and is positioned between the transparent conductive plate the transparent medium composition; the transparent capacitance in avalanche photodiode is above the photosensitive surface. The utility model can reduce the detection unit and the overall capacitance of the device by setting the transparent capacitance, thereby improving the time characteristics of semiconductor photoelectric multiplier, which can not only improve the photoelectric signal multiplier semiconductor photoelectric conversion speed, but also can improve the application system of semiconductor photoelectric multiplier with time resolution based on. The transparent capacitance ensures high light transmittance, the transparent capacitance detection unit in the photosensitive surface directly above the semiconductor photoelectric detector does not make additional loss of detection area, which ensure the high detection efficiency of semiconductor photoelectric multiplier.
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及光电子和微电子领域,特别是涉及一种用于光子探测的半导体光电倍增器件。
技术介绍
半导体光电倍增器是一种利用半导体雪崩倍增机制对光子进行探测的新型半导体器件。它是由多个探测单元并联排列而成的阵列式探测结构,所有的探测单元共用一个电极用作信号的输出,其探测单元由工作在盖革模式下的雪崩光电二极管串联淬灭电阻组成。当光子入射到二极管中被吸收后,便会在雪崩光电二极管的光敏区内产生电子-空穴对。由于雪崩光电二极管的光敏区内存在较高的电场,漂移的电子会通过雪崩倍增的方式在这个高电场中产生大量电子-空穴对,最终导致击穿形成大电流。与雪崩光电二极管串联的淬灭电阻位于二极管附近,它会抑制雪崩光电二极管的雪崩倍增过程并使它逐渐减弱停止。这样,探测单元便对入射光子发生响应,并最终产生出模拟脉冲信号。各探测单元产生的模拟脉冲响应信号叠加后经半导体光电倍增器的信号端输出。相比于传统的真空电子管探测技术,半导体光电倍增器具有诸多优异特性如高内部增益、单光子响应能力和高速时间响应特性,低工作电压以及绝佳的磁场兼容性和良好的机械性能,使其广泛应用于核医学、分析检测、工业监测、国土安全等国民经济的诸多领域,是未来光电探测器的发展方向,具有巨大的应用前景。在半导体光电倍增器件的应用选型中,器件的探测效率和时间特性是两个需要特别考虑的重要性能参数。探测效率是指光子入射到光电探测器上,经光电探测器的吸收、转化和放大,并最终输出有用的电学信号的概率,通常以探测器探测得到的光子数目与入射的总光子数目之间的比值来表示,它反映了探测器对入射光子的敏感程度。对于半导体光电倍增器而言,探测效率主要 ...
【技术保护点】
一种半导体光电倍增器件的探测单元,其特征在于,包括:半导体衬底;位于所述半导体衬底之上的第一导电类型的半导体外延层,所述外延层靠近表面处设置有有源区,所述有源区中包含有第二导电类型的半导体区和第一导电类型的半导体欧姆接触区;所述第二导电类型的半导体区与所述第一导电类型的半导体欧姆接触区相互间隔,所述第二导电类型的半导体区与所述第一导电类型的半导体外延层构成PN结结构;所述PN结结构在器件工作时处于盖革模式;位于所述第一导电类型的半导体外延层之上的第一透明介质层,所述第一透明介质层中设置有电阻层;所述电阻层与所述第二导电类型的半导体区通过金属通孔连接,用于淬灭所述PN结结构的雪崩倍增过程;位于所述第一透明介质层之上的第二透明介质层,所述第二透明介质层中设置有第一金属层和第一透明导电极板;所述第一透明导电极板位于所述PN结结构的正上方;所述第一透明导电极板与所述第二导电类型的半导体区通过金属通孔连接;位于所述第二透明介质层之上的第三透明介质层,所述第三透明介质层中设置有第二金属层和第二透明导电极板;所述第二透明导电极板位于所述PN结结构的正上方;所述第一透明导电极板与第二透明导电极板以及二 ...
【技术特征摘要】
1.一种半导体光电倍增器件的探测单元,其特征在于,包括:半导体衬底;位于所述半导体衬底之上的第一导电类型的半导体外延层,所述外延层靠近表面处设置有有源区,所述有源区中包含有第二导电类型的半导体区和第一导电类型的半导体欧姆接触区;所述第二导电类型的半导体区与所述第一导电类型的半导体欧姆接触区相互间隔,所述第二导电类型的半导体区与所述第一导电类型的半导体外延层构成PN结结构;所述PN结结构在器件工作时处于盖革模式;位于所述第一导电类型的半导体外延层之上的第一透明介质层,所述第一透明介质层中设置有电阻层;所述电阻层与所述第二导电类型的半导体区通过金属通孔连接,用于淬灭所述PN结结构的雪崩倍增过程;位于所述第一透明介质层之上的第二透明介质层,所述第二透明介质层中设置有第一金属层和第一透明导电极板;所述第一透明导电极板位于所述PN结结构的正上方;所述第一透明导电极板与所述第二导电类型的半导体区通过金属通孔连接;位于所述第二透明介质层之上的第三透明介质层,所述第三透明介质层中设置有第二金属层和第二透明导电极板;所述第二透明导电极板位于所述PN结结构的正上方;所述第一透明导电极板与第二透明导电极板以及二者之间的透明介质层构成透明电容;位于所述第三透明介质层之上的抗反射涂层,用于减少入射光的反射。2.根据权利要求1所述的一种半导体光电倍增器件的探测单元,其特征在于,所述有源区中设置有第二导电类型的半导体保护环结构,所述第二导电类型的半导体保护环结构位于所述第二导电类型的半导体区的外围,并与所述第二导电类型的半导体区相接触;所述第二导电类型的半导体保护环结构的结深大于所述第二导电类型的半导体区的结深;所述第二导电类型的半导体保护环结构的掺杂浓度低于所述第二导电类型的半导体区的掺杂浓度;所述第二导电类型的半导体保护环结构与所述第一导电类型的半导体欧姆接触区相互间隔。3.根据权利要求1所述的一种半导体光电倍增器件的探测单元,其特征在于,所述电阻层为方块电...
【专利技术属性】
技术研发人员:徐青,杨健,王麟,李开富,
申请(专利权)人:武汉京邦科技有限公司,
类型:新型
国别省市:湖北;42
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。