一种针对长波段微弱光的CMOS单光子雪崩二极管制造技术

本发明专利技术请求保护一种针对长波段微弱光的CMOS单光子雪崩二极管，具体结构是：在P型衬底上制作深N阱，然后在深N阱内制作P型重掺杂区，由P+层与深N阱构成PN结，作为雪崩倍增区，P+区周围环绕轻掺杂P阱作为保护环，入射光射入器件后在中等电场强度的深N阱区被吸收，产生的光生载流子向强电场区的雪崩倍增区移动。由于较长波段光产生的电子空穴在器件较深处形成，该发明专利技术深N阱可对这部分光信号进行有效探测。深N阱/P衬底作为屏蔽二极管，阻止衬底光生载流子扩散至PN结，从而减少了衬底慢光生载流子扩散对光电探测器响应速度的影响。本发明专利技术提高器件在长波段的吸收效率。

【技术实现步骤摘要】
一种针对长波段微弱光的CMOS单光子雪崩二极管
本专利技术属于光电探测
，涉及到光电器件的结构，尤其涉及到一种针对长波段微弱光具有高探测效率的CMOSSPAD光电器件的设计。
技术介绍
长波长的光能减小细胞损伤并且能更加深入组织，因此对于提高探测器在红外与近红外波段灵敏度的研究，在改善生物荧光寿命成像和光学断层扫描的质量方面有重大意义。雪崩光电二极管(AvalanchePhotodiode，APD)是p-n结运行在反向偏压下的固态光电导器件，其偏压与内部增益有关，可实现对微弱光的探测并通过雪崩倍增放大光生信号。雪崩倍增原理即：入射光在反偏p-n结的耗尽区被吸收，并转化为电子空穴对，这些初级电子空穴对在强电场作用下作漂移运动，获得足够的能量后通过碰撞电离产生二级、三级新的电子空穴对，使电子空穴对数目呈指数倍增长。根据p-n结上偏压大小的不同可工作在两种不同模式下：线性模式与盖革模式。线性模式的APD偏压接近击穿电压，能通过高电场引起的电离放大光生信号，但由于定时精度的不足与相当大的非均匀性使其不能用于单光子计数；运行在盖革模式下的APD叫做单光子雪崩二极管(SinglePhoto本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种针对长波段微弱光的CMOS单光子雪崩二极管，包括P衬底层及深N阱层，所述深N阱层设置于P衬底层上，其特征在于，由P阱重掺杂区与深N阱构成PN结，作为雪崩倍增区，即作为工作二极管，P+区周围环绕轻掺杂P阱作为保护环；所述深N阱和P衬底之间的区域为屏蔽二极管区，阻止衬底光生载流子扩散至PN结，所述P衬底上还设置有电极Vcathode，Vcathode是指给这个电极加负电压，Vanode是加正电压。

【技术特征摘要】
1.一种针对长波段微弱光的CMOS单光子雪崩二极管，包括P衬底层及深N阱层，所述深N阱层设置于P衬底层上，其特征在于，由P阱重掺杂区与深N阱构成PN结，作为雪崩倍增区，即作为工作二极管，P+区周围环绕轻掺杂P阱作为保护环；所述深N阱和P衬底之间的区域为屏蔽二极管区，阻止衬底光生载流子扩散至PN结，所述P衬底上还设置有电极Vcathode，Vcathode是指给这个电极加负电压，Vanode是加正电压。2.根据权利要求1所述的针对长波段微弱光的CMOS单光子雪崩二极管，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：王巍，陈婷，李俊峰，杨皓，徐媛媛，李双巧，王广，王冠宇，袁军，杨正琳，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50