宽势阱半导体光电器件制造技术

技术编号:3223636 阅读:298 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
宽势阱半导体光电器件具有弱光效率高、光谱宽、动态范围广、输出大等特点。这种器件由n型半导体材料构成的衬底(1)、隔离沟道(2)、p型扩散层(3)、n+[+]层(4)、氧化层(5)、n型扩散层(6)及分别与各层相连接的电极(7、8、9、)和滤色器(10)组成。为了获得更高的信噪比,n型衬底(1)可由带隔离结构的衬底替代。隔离结由在p型材料上生长n型外延层构成。(*该技术在2009年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到半导体光电器件。已有的半导体光电二极管,一般是二层结构,光灵敏度不够高,一般需加偏压工作,普通的光电池弱光转换效率低,限制其应用。本专利技术的宽势阱半导体光电器件由多层结构组成,具有弱光效率高,动态范围广,输出大,正常工作不需加偏压,其功能可替代带放大器的可见光光电电路和提高弱光电池效率。本专利技术与通常的光电二极管的区别在于(1)、以一个具有表面导电良好的多层结构代替了一般的二层结构,即在通常的光电二极管芯面上多加了一n型薄层;(2)具有以框状形式出现在通常光电二极管光敏面周界处的薄层结构;(3)输出极性与普通光电二极管相反;(4)正常工作时不需加偏压,且相当于带放大器的光电二极管,可应用于照相机等领域;(5)以本专利技术的结构为单元,采用红、绿、兰滤色器构成的色敏传感器,其体积比通常的光电二极管套上滤色器后构成的色敏传感器大大减小。本专利技术的宽势阱半导体光电器件,既可由n型衬底、p型扩散层、n型扩散层多层结构组成,也可由p型衬底、n型扩散层、p型扩散层多层结构组成。结合附图进一步说明附图说明图1,宽势阱半导体光电器件实施例1示意2,宽势阱半导体光电器件实施例2示意3,普通结构的半导体光电二极管示意4,普通结构的半导体光电池示意5,光谱响应曲线示意1,由n型半导体材料构成的衬底(1)、隔离沟道(2)、p型扩散层(3)、n+层(4)、氧化层(5)、n型扩散层(6)及分别与各层相连的电极(7、8、9)和滤色器(10)组成。图2,为了获得更高的信噪比,n型衬底(1)可由带隔离结构的衬底替代。隔离结构由在p型材料上生长n型外延层构成。图3,示出了普通结构的半导体光电二极管它由衬底(1)、沟道(2)、p型扩散层(3)、n+层(4)、氧化层(5)及电极(7、8)组成。图4,示出了普通结构的光电池。它由n型衬底(1)、p型扩散层(3)、电极(7、8)和氧化层(5)组成。图5,带绿色滤色器的光谱特性曲线。光从垂直于p型扩散层(3)表面的方向注入,p型扩散层(3)与n型扩散层(6)组成一个宽势阱表面,该势阱具有二维电子气导电的特性,而p型扩散层(3)与n型衬底(1)又构成一个光电二极管。n扩散层(6)与衬底(1)、p型扩散层(3)的组合则形成具有一定增益的自放大结构。由此便获得具有高灵敏度的光电转换特性。该器件取出信号的方法有两种一种是从电极(7、8)取出至信号处理系统;另一种是从电极(8、9)取出信号处理系统。滤色器(10)由交替蒸镀介质率不同的二氧化钛及二氧化硅膜结构,是干涉型滤色器。它与管芯光谱响应曲线的综合决定该器件的频谱响应曲线。若应用于照相机,它则必须符合国际照相委员会1931年给出的人眼视觉功能的频谱曲线。p型扩散层(3)的扩散表面就是这种器件的光敏输入面。其面积的大小直接影响输入光吸收量的多少,它与n型扩散层(6)的共同作用决定了光电流或光电压的输出幅度。p型扩散层(3)的扩散结深与管芯的频率响应特性相关,它和滤色器滤色特性和综合确定了该器件的波长应用范围。隔离沟道(2)是一层高浓度的p型扩散层。它若与图2中的p型衬底(1)连通,本专利技术的宽势阱半导体光电器件就成为管芯与周围空间呈箱式隔离状的器件,箱式隔离结构使光敏面与周围环境保持全方位的状态,降低了器件的暗电流。采用本专利技术提出的结构并依此顺序用诸如砷化镓半导体材料,多晶或非晶材料构成的器件也属本专利技术范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
半导体光电器件是由衬底(1)、隔离沟道(2)、P型扩散层(3)、n↑[+]层(4)、氧化层(5)、电极(7、8),其特征在于:其一它是由滤色器(10)、n型扩散层(6)、或由滤色器、P型半导体材料制成的衬底、n型扩散层、P型扩散层以框状形式出现在光敏周界处的结构,在衬底、n型扩散层、氧化层分别引出电极(7、8、9)及在衬底(1)扩散出隔离沟道(2);其二呈箱式隔离状态。

【技术特征摘要】
1.半导体光电器件是由衬底(1)、隔离沟道(2)、P型扩散层(3)、n+层(4)、氧化层(5)、电极(7、8),其特征在于其一它是由滤色器(10)、n型扩散层(6)、或由滤色器、P型半导体材料制成的衬底、n型扩散层、P型扩散层以框状形式出现在光敏周界处的结构,在衬底、n型扩散层、氧化层分别引出电极(7、8、9)及在衬底(1)扩散出隔离沟道(2);其二呈箱式隔离状态。2.按照权利要求1,p型扩散层的面积决定器件的输出幅度。光从滤色器(10)注入,滤色器与p型...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈钟谋林金庭蒋宝富李慧蕊徐昌文马云辛洪起陆鼎贤
申请(专利权)人:机械电子工业部南京第五十五研究所
类型:发明
国别省市:32[中国|江苏]

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