增强蓝光效率的硅探测器阵列器件的制作方法技术

增强蓝光效率的硅探测器阵列器件的制作方法，属于光电技术领域。解决了如何提供一种具有高蓝光灵敏度、高增益和高集成度的硅探测器阵列器件的的制作方法的问题。本发明专利技术的制作方法，先在清洁处理后的衬底材料上沉积雪崩层，然后在雪崩层上表面沉积场控层，然后在场控层上表面沉积吸收层并通过离子注入制备掺杂结，然后在吸收层上表面沉积非耗尽层，然后制备隔离区，然后制备阳极及阳极电极引线，然后在非耗尽层或非耗尽层和阳极上制备透光层，然后进行衬底减薄，最后制备阴极及阴极电极引线，去除硬质基底，完成封装，得到阵列器件。该制作方法制作的阵列器件蓝光响应度高、器件的量子效率高。

【技术实现步骤摘要】
增强蓝光效率的硅探测器阵列器件的制作方法
本专利技术属于光电
，具体涉及一种增强蓝光效率的硅探测器阵列器件的制作方法。
技术介绍
雪崩光电二极管(APD)是一种光敏元件，常在光通信领域中使用。在以硅或锗为材料制成的光电二极管的P-N结上加上反向偏压后，射入的光被P-N结吸收后会形成光电流，加大反向偏压会产生“雪崩”(即光电流成倍地激增)的现象，这种二极管被称为“雪崩光电二极管”。雪崩光电二极管的工作原理是：利用光生载流子在强电场内的定向运动产生雪崩效应，以获得光电流的增益。在雪崩过程中，光生载流子在强电场的作用下高速定向运动，具有很高动能的光生电子或空穴与晶格原子碰撞，使晶格原子电离产生二次电子-空穴对；二次电子和空穴对在电场的作用下获得足够的动能，又使晶格原子电离产生新的电子-空穴对，此过程像“雪崩”似的延续下去。电离产生的载流子数远大于光激发产生的光生载流子数，这时雪崩光电二极管的输出电流迅速增加。高速运动的电子和晶格原子相碰撞，使晶格原子电离，产生新的电子-空穴对。新产生的二次电子再次和原子碰撞。如此多次碰撞，产生连锁反应，致使载流子雪崩式倍增。现有技术，因相较于Ge和I本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.增强蓝光效率的硅探测器阵列器件的制作方法，其特征在于，该阵列器件包括多个探测单元、多个隔离区(10)和多个电极引线(11)；多个探测单元按规则排布形成阵列，每个探测单元包括阳极(1)、非耗尽层(2)、吸收层(3)、场控层(5)、雪崩层(6)、衬底层(7)、阴极(8)和透光层(9)；场控层(5)、吸收层(3)和非耗尽层(2)从下至上依次设置在雪崩层(6)的上表面上，吸收层(3)的内部设有掺杂结(4)，掺杂结(4)的下表面与场控层(5)的上表面接触；透光层(9)和阳极(1)均设置在非耗尽层(2)的上表面上，阳极(1)的下表面与非耗尽层(2)的上表面接触，透光层(9)的下表面全部与非耗尽层(2)...

【技术特征摘要】
1.增强蓝光效率的硅探测器阵列器件的制作方法，其特征在于，该阵列器件包括多个探测单元、多个隔离区(10)和多个电极引线(11)；多个探测单元按规则排布形成阵列，每个探测单元包括阳极(1)、非耗尽层(2)、吸收层(3)、场控层(5)、雪崩层(6)、衬底层(7)、阴极(8)和透光层(9)；场控层(5)、吸收层(3)和非耗尽层(2)从下至上依次设置在雪崩层(6)的上表面上，吸收层(3)的内部设有掺杂结(4)，掺杂结(4)的下表面与场控层(5)的上表面接触；透光层(9)和阳极(1)均设置在非耗尽层(2)的上表面上，阳极(1)的下表面与非耗尽层(2)的上表面接触，透光层(9)的下表面全部与非耗尽层(2)接触或者一部分与非耗尽层(2)接触，剩余部分与阳极(1)的上表面接触；衬底层(7)设置在雪崩层(6)的下表面上；阴极(8)设置在衬底层(7)的下表面上，阴极(8)全覆盖或者部分覆盖衬底层(7)的下表面；隔离区(10)设置在相邻的两个探测单元之间，将相邻的两个探测单元隔离；电极引线(11)设置在隔离区(10)上表面、隔离区(10)下表面或贯穿隔离区(10)，电极引线(11)连接多个探测单元之间的电极；所述探测单元的连接方式为并联，制作步骤如下：步骤一、选取衬底材料，对衬底材料进行清洁处理；步骤二、在清洁处理后的衬底材料上沉积外延层作为雪崩层(6)；步骤三、在雪崩层(6)上表面沉积场控层(5)；步骤四、在场控层(5)上表面沉积吸收层(3)；步骤五、在吸收层(3)表面制备掩膜图形，通过离子注入制备掺杂结(4)，去除掩膜材料；步骤六、在吸收层(3)上表面沉积非耗尽层(2)；步骤七、在非耗尽层(2)表面制备掩膜图形，制备隔离区域；步骤八、去除掩膜材料，然后制备填充隔离区域的掩膜图形，填充隔离区域，去除掩膜材料，得到隔离区(10)；步骤九、制备阳极(1)及阳极电极引线的掩膜，然后制备阳极(1)及阳极电极引线，去除掩膜材料；步骤十、在非耗尽层(2)或非耗尽层(2)和阳极(1)的上表面上制备增透膜的掩膜图形，然后制备增透膜，去除掩膜材料，得到透光层(9)；步骤十一、将外延片的正面固定在硬质基底上，然后进行衬底减薄，直至露出隔离区(10)，形成衬底层(7)；步骤十二、制备阴极(8)及阴极电极引线掩膜图形，制备阴极(8)及阴极电极引线，去除掩膜材料；步骤十三、去除外延片正面固定的硬质基底，完成封装，得到蓝光增敏硅基雪崩光电二极管阵列器件；所述探测单元的连接方式为串联，将步骤八至步骤十三替换为：步骤八、在带有隔离区域的外延片表面制备掩膜图形，制作绝缘薄膜作为探测单元侧面绝缘层，去除掩膜材料；步骤九、制备阳极(1)及阳极电极引线的掩膜图形，制作阳极(1)及阳极电极引线，去除掩膜材料；步骤十、采用隔离材料填充隔离区域，形成隔离区(10)；步骤十一、在非耗尽层(2)或非耗尽层(2)和阳极(1)的上表面上制备增透膜作为透光层(9)；步骤十二、将外延片的正面固定在硬质基底上，然后进行衬底减薄，直至露出隔离区(10)下表面阴极电极引线，形成衬底层(7)；步骤十三、在外延片的背面制备阴极(8)及与阴极(8)共面的阳极电极引线的掩膜图形，制备阴极(8)及阴极电极引线，去除掩膜材料；步骤十四、去除外延片正面固定的硬质基底，完成封装，得到蓝光增敏硅基雪崩光电二极管阵列器件。2.根据权利要求1所述的增强蓝光效率的硅探测器阵列器件的制作方法，其特征在于，所述探测单元的连接方式为先并联后串联混合电极结构，步骤七之后的步骤替换为：在电极制作时，先按并联结构相应制作步骤，完成需要并联的探测单元的隔离区(10)、阳极(1)及阳极...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦余欣，王维彪，梁静秋，高丹，陶金，张军，吕金光，陈锋，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22