光电二极管及其制作方法、以及高速光耦技术

本发明专利技术公开一种光电二极管，包括：第一导电类型的衬底；从衬底的表面延伸进入衬底中的第二导电类型的埋层；形成在埋层上的第二导电类型的外延层；从外延层远离衬底的表面延伸进入外延层中的第一导电类型的受光区；还包括：围绕受光区的第一导电类型的第一隔离环，其中，第一隔离环从外延层远离衬底的表面延伸进入外延层，以及围绕第一隔离环的第二导电类型的第二隔离环，其中，第二隔离环从外延层远离衬底的表面延伸进入外延层，其中，第一隔离环和所述第二隔离环的延伸深度大于受光区的延伸深度。本发明专利技术的第二方面提供了一种光电二极管的制作方法。本发明专利技术的第三方面提供了一种高速光耦。

Photodiode and its manufacturing method and high speed Optocoupler

【技术实现步骤摘要】
光电二极管及其制作方法、以及高速光耦
本专利技术涉及光电
更具体地，涉及光电二极管及其制作方法、以及高速光耦。
技术介绍
常见的光耦封装两个芯片，包括红外LED与光电转换芯片，可以将输入端(比如，LED)中的电信号，通过光电二极管耦合传递至输出端(比如，三极管)，同时这两者之间又有很强的隔离，见图1和图2，其中图1为常规光耦器件的封装引脚图和输入输出真值表，图2为常规高速光耦的典型电路原理图。当采用光耦合器隔离数字信号进行控制系统设计时，光耦合器的传输特性，即传输速度，往往成为系统最大数据传输速率的决定因素。在许多总线式结构的工业测控系统中，为了防止各模块之间的相互干扰，同时不降低通讯波特率，必须采用高速光耦来实现模块之间的相互隔离。此外，控制系统中温度变化，电源电压的波动等都会在输入端引入共模信号，导致输出端误触发，从而降低抗噪能力。因此，需要一种用于高速光耦上的光电二极管、制作该光电二极管的方法、以及包括光电二极管的高速光耦，使得既可以在实现引入隔离时确保不降低通讯波特率，同时提供高的共模瞬变抑制能力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种光电二极管，包括：第一导电类型的衬底；从衬底的表面延伸进入衬底中的第二导电类型的埋层；形成在埋层上的第二导电类型的外延层；从外延层远离衬底的表面延伸进入外延层中的第一导电类型的受光区；还包括：围绕受光区的第一导电类型的第一隔离环，其中，第一隔离环从外延层远离衬底的表面延伸进入外延层，以及围绕第一隔离环的第二导电类型的第二隔离环，其中，第二隔离环从外延层远离衬底的表面延伸进入外延层，其中，第一隔离环和第二隔离环的延伸深度大于受光区的延伸深度。优选地，根据本申请的光电二极管还包括：围绕受光区的第二导电类型的第一接触环，其中，第一接触环从外延层远离衬底的表面延伸进入外延层；以及围绕第一隔离环的第二导电类型的第二接触环，其中，第二接触环从外延层远离衬底的表面延伸进入外延层，其中，在外延层的厚度方向上第二接触环覆盖第二隔离环，且在平行于外延层表面的方向上，第二接触环的宽度大于第二隔离环的宽度。优选地，根据本申请的光电二极管还包括：在外延层上依次形成的：二氧化硅层、多晶硅层、铟锡氧化物层和钝化氮化硅层。优选地，根据本申请的光电二极管还包括：在多晶硅层和铟锡氧化物层之间形成的绝缘层。优选地，第二隔离环自外延层远离衬底的表面延伸至埋层。优选的，根据本申请的光电二极管中，第一导电类型为P型，第二导电类型为N型。本申请的第二方面提供一种光电二极管的制作方法，包括：形成第一导电类型的衬底；形成从衬底的表面延伸进入衬底中的第二导电类型的埋层；在埋层上形成第二导电类型的外延层；形成围绕受光区的第一导电类型的第一隔离环和围绕第一隔离环的第二导电类型的第二隔离环，其中，第一隔离环和第二隔离环从外延层远离衬底的表面延伸进入外延层；形成从外延层远离衬底的表面延伸进入外延层中的第一导电类型的受光区；其中，第一隔离环和第二隔离环的延伸深度大于受光区的延伸深度。优选地，根据本申请的制作方法还包括：形成围绕受光区的第二导电类型的第一接触环，其中，第一接触环从外延层远离衬底的表面延伸进入外延层；以及形成围绕第一隔离环的第二导电类型的第二接触环，其中，第二接触环从外延层远离衬底的表面延伸进入外延层，其中，在外延层的厚度方向上第二接触环覆盖第二隔离环，且在平行于外延层表面的方向上，第二接触环的宽度大于第二隔离环的宽度。优选地，根据本申请的制作方法还包括：在外延层上依次形成二氧化硅层、多晶硅层、铟锡氧化物层和钝化氮化硅层。优选地，根据本申请的制作方法还包括：在多晶硅层和铟锡氧化物层之间形成绝缘层。优选的，在根据本申请的制作方法中，第一导电类型为P型，第二导电类型为N型。根据本申请的第三方面提供一种高速光耦，包括上文所述的光电二极管。本专利技术的有益效果如下：本专利技术所述技术方案提供了一种用于高速光耦上的光电二极管、制作该光电二极管的方法、以及包括光电二极管的高速光耦，使得既可以在实现引入隔离时确保不降低通讯波特率，同时提供高的共模瞬变抑制能力。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明；图1为常规光耦器件的封装引脚图和输入输出真值表；图2为常规高速光耦的典型电路原理图；图3为常规光电二极管的示意性版图；图4为沿图3中的线AA’截取的常规光电二极管的示意性剖视图；图5为根据本申请的光电二极管的示意性版图；图6为沿图5中的线BB’截取的根据本申请的光电二极管的示意性剖视图；以及图7至图15为示出根据本申请的光电二极管的示例性制作方法的各个步骤的剖面图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例和附图对本专利技术做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。本领域技术人员应理解，在本申请中，“第一”、“第二”等序数词并不旨在现在元件、部件等的顺序，也就是，当表述第一元件、部件或层、第二元件、部件或层时，也可以描述为第二元件、部件或层、第一元件、部件或层。另外，本领域技术人员应理解，在本申请中，当表述“在……上”时，表示直接或间接“在……上”，即，当表述A形成在B上时，既包括A直接形成在B上的情况也包括A与B之间形成有其他元件、部件或层的情况。首先结合图3和图4描述现有技术的常规光电二极管的结构。图3为常规光电二极管的示意性版图；图4为沿图3中的线AA’截取的常规光电二极管的示意性剖视图。如图所示现有技术的光电二极管中包括衬底100、形成于衬底上的外延层105、形成在衬底100与外延层105之间的埋层、形成在外延层中的受光区101和围绕受光区101的接触环103，通过上述结构形成了通过将受光区101接收的光转化为电信号的光电二极管结构。此外，在外延层105上形成有二氧化硅层109和钝化氮化硅层111作为介质层以用于器件介质隔离，用于防潮、防水气等。对于现有技术的常规光电二极管，接触环103仅用于相对于外延层105形成浓度更深的离子注入区域，形成器件在该区域的接触孔，通过铝线实现与外部器件相连。对于现有技术的器件本身而言并不具备其他抗干扰能力。下面结合图5至图6描述根据本申请的光电二极管的结构原理。图5为根据本申请的光电二极管的示意性版图；图6为沿图5中的线BB’截取的根据本申请的光电二极管的示意性剖视图。如图5和图6所示，根据本申请实施例的光电二极管包括：第一导电类型的衬底200、从衬底200的表面延伸进入衬底200中的第二导电类型的埋层207、形成在埋层207上的第二导电类型的外延层205、从外延层205远离衬底200的表面延伸进入外延层205中的第一导电类型的受光区201，此外，还包括：围绕受光区201的第一导电类型的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光电二极管，包括：/n第一导电类型的衬底；/n从所述衬底的表面延伸进入所述衬底中的第二导电类型的埋层；/n形成在所述埋层上的第二导电类型的外延层；/n从所述外延层远离所述衬底的表面延伸进入所述外延层中的第一导电类型的受光区；/n其特征在于，还包括：/n围绕所述受光区的第一导电类型的第一隔离环，其中，所述第一隔离环从所述外延层远离所述衬底的表面延伸进入所述外延层，以及/n围绕所述第一隔离环的第二导电类型的第二隔离环，其中，所述第二隔离环从所述外延层远离所述衬底的表面延伸进入所述外延层，/n其中，所述第一隔离环和所述第二隔离环的延伸深度大于所述受光区的延伸深度。/n

【技术特征摘要】
1.一种光电二极管，包括：
第一导电类型的衬底；
从所述衬底的表面延伸进入所述衬底中的第二导电类型的埋层；
形成在所述埋层上的第二导电类型的外延层；
从所述外延层远离所述衬底的表面延伸进入所述外延层中的第一导电类型的受光区；
其特征在于，还包括：
围绕所述受光区的第一导电类型的第一隔离环，其中，所述第一隔离环从所述外延层远离所述衬底的表面延伸进入所述外延层，以及
围绕所述第一隔离环的第二导电类型的第二隔离环，其中，所述第二隔离环从所述外延层远离所述衬底的表面延伸进入所述外延层，
其中，所述第一隔离环和所述第二隔离环的延伸深度大于所述受光区的延伸深度。


2.如权利要求1所述的光电二极管，其特征在于，还包括：
围绕所述受光区的第二导电类型的第一接触环，其中，所述第一接触环从所述外延层远离所述衬底的表面延伸进入所述外延层；以及
围绕所述第一隔离环的第二导电类型的第二接触环，其中，所述第二接触环从所述外延层远离所述衬底的表面延伸进入所述外延层，
其中，在所述外延层的厚度方向上所述第二接触环覆盖所述第二隔离环，且在平行于所述外延层表面的方向上，所述第二接触环的宽度大于所述第二隔离环的宽度。


3.如权利要求1所述的光电二极管，其特征在于，还包括：在所述外延层上依次形成的：二氧化硅层、多晶硅层、铟锡氧化物层和钝化氮化硅层。


4.如权利要求3所述的光电二极管，其特征在于，还包括：
在所述多晶硅层和所述铟锡氧化物层之间形成的绝缘层。


5.如权利要求1所述的光电二极管，其特征在于，所述第二隔离环自所述外延层远离所述衬底的表面延伸至所述埋层。


6.如权利要求1-5中任意一项所述的光电二极管，其特征在于，所述第一导电类型...

【专利技术属性】
技术研发人员：王进，丁东民，周盛，张武安，
申请(专利权)人：华润半导体深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44