【技术实现步骤摘要】
一种高速高响应度的硅基光电二极管及其制备方法
本专利技术属于半导体器件
，涉及一种高速高响应度的硅基光电二极管及其制备方法。
技术介绍
硅基光电二极管由于其材料成本低，制造工艺简单，响应度峰值波长为940nm，在3Dsensor、红外测距、光通讯等领域有着广泛的应用。由于光在硅中的入射深度跟入射光波长相关，波长越长，入射越深，因此为了提高响应度，传统光电二极管均选用高阻材料(电阻率2000～5000ohmcm)来提升耗尽区宽度，从而达到提高响应度的目的。随着光电二极管在光通讯中的广泛应用，光电二极管的响应速度要求越来越高，常规硅基光电二极管响应时间为纳秒级，已无法满足数据传输率1Gbps以上的应用场景，因此，提高硅基光电二极管响应速度变得越来越迫切。高阻材料虽然可以提高响应度，同时它也会引入三个方面的缺点：一是耗尽区宽度变宽，使得光生载流子漂移时间变长，响应速度变慢；二是耗尽区变宽，需要材料厚度相应的变厚，而对于某些应用场景，需要芯片厚度在150um左右，这种情况下，宽耗尽区并未带来响应度的明显提升；三是由于材...
【技术保护点】
1.一种高速高响应度的硅基光电二极管，其特征在于，包括背面设有背面电极(108)的衬底(107)；衬底(107)正面依次设有高反层(109)、外延层(101)、注入层、氧化硅层、氮化硅层和正面金属电极(106)；/n所述的高反层(109)上开设有用于形成电流路径的刻蚀孔，以及与正面金属电极(106)相对应的刻蚀区；/n所述的注入层包括保护环(102)以及设在其内的有源区(103)；/n所述的正面金属电极(106)还贯穿氧化硅层、氮化硅层与有源区(103)相连接。/n
【技术特征摘要】
1.一种高速高响应度的硅基光电二极管，其特征在于，包括背面设有背面电极(108)的衬底(107)；衬底(107)正面依次设有高反层(109)、外延层(101)、注入层、氧化硅层、氮化硅层和正面金属电极(106)；
所述的高反层(109)上开设有用于形成电流路径的刻蚀孔，以及与正面金属电极(106)相对应的刻蚀区；
所述的注入层包括保护环(102)以及设在其内的有源区(103)；
所述的正面金属电极(106)还贯穿氧化硅层、氮化硅层与有源区(103)相连接。
2.如权利要求1所述的高速高响应度的硅基光电二极管，其特征在于，所述的衬底(107)是电阻率为20～100为ohm·cm的硅基衬底，衬底背面直接做金属化处理形成背面电极(108)。
3.如权利要求1所述的高速高响应度的硅基光电二极管，其特征在于，所述的高反层(109)由折射率2.4～2.8的高折射薄膜与折射率1.2～1.6的低折射薄膜交替叠加组成；
高反层(109)上开设的刻蚀孔为矩阵排列的圆形孔，或者为同心环形孔。
4.如权利要求3所述的高速高响应度的硅基光电二极管，其特征在于，所述的刻蚀孔为均匀分布的圆形孔时，孔直径为10～50um，孔间距为15～50um，圆形孔的总面积为结面积的1/2；
所述的刻蚀孔为同心环形孔时，同心环中心与正面金属电极(106)的中心重合，同心环的中心为刻蚀区，相邻环间距5～20um。
5.如权利要求1所述的高速高响应度的硅基光电二极管，其特征在于，所述的外延层(101)淀积在高反层(109)上；在外延层(101)上分别以N型离子注入形成保护环(102)，以P型离子注入形成有源区(103)；
所述的氧化硅层为热氧化生成SiO2层(104)，所述的氮化硅层为淀积生长的Si3N4层(105)；
所述的正面金属电极(106)是在溅射后经刻蚀成形。
6.如权利要求1所述的高速高响应度的硅基光电二极管，其特征在于，所述外延层(101)的电阻率为500～1000ohm·cm，外延层(101)厚度Wepi根据耗尽区宽度WD确定：Wepi≈WD，而WD≥W入/2，其中W入＝f(λ)，W入为入射光入射深度，λ为入射光波长。
7.一种高速高响应度的硅基光电二极管的制备方法，其特征在于，包括以下操作：
1)在衬底(107)上溅射生成高反层(109)；
2)高反层(109)开设刻蚀孔；
3)高反层(109)上通过淀积的方法生长外延层(101)；
4)在外延层(101)上通过离子注入分别形成保护环(102)和有源区(103)；
5)在保护环(102)和有源区(103)上生成SiO2层(104)，然后在Si...
【专利技术属性】
技术研发人员：李炘，张跃，
申请(专利权)人：欧跃半导体西安有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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。