一种多结的近红外单光子雪崩二极管及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种多结的近红外单光子雪崩二极管及制备方法，该二极管包括第一P+区、第一N阱、高压P阱、P型外延层、N+区、第二N阱、高压N阱、第一N埋层、第二N埋层、第一沟槽隔离区、第二沟槽隔离区、第二P+区、P型衬底、阳极、阴极和接地电极。该二极管包含三个PN结：第一P+区和第一N阱之间形成PN结以用作雪崩区，第一N埋层和高压P阱之间形成PN结以用作雪崩区和漂移区，P型外延层和第二N埋层之间形成PN结以用作漂移区；两个雪崩区用于倍增光生载流子，两个漂移区用于输运其内的光生载流子至雪崩区；雪崩区和漂移区的互动作用，使二极管在可见光和近红外波段的探测效率都有明显提升。近红外波段的探测效率都有明显提升。近红外波段的探测效率都有明显提升。

【技术实现步骤摘要】
一种多结的近红外单光子雪崩二极管及制备方法


[0001]本专利技术属于半导体光电探测
，具体涉及一种多结的近红外单光子雪崩二极管及制备方法。

技术介绍

[0002]雪崩光电二极管(Avalanche Photo Diode，APD)是一种具有广泛用途的光电子器件，具有高增益、高响应度和高灵敏度的特点。单光子雪崩二极管(Single Photon Avalanche Diode，SPAD)是工作在击穿电压以上的雪崩光电二极管，该工作模式也被称作盖革模式。单光子雪崩二极管具有单光子探测能力，因其高增益、高信噪比、高灵敏度和响应速度快的特点，且具有体积小、工作电压低等优点而成为近年来极弱光信号探测最优解决方案的研究热点。单光子雪崩二极管被应用在很多领域，特别是近红外(Near Infrared，NIR)微弱信号探测领域，如人眼安全的激光雷达、生物荧光成像和光纤通信等。
[0003]单光子雪崩二极管是微弱信号探测系统的核心器件，而硅基单光子雪崩二极管凭借工艺成熟、制造成本低以及与CMOS电路兼容具有较高的集成度等特点，成为理想极弱光信号探本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多结的近红外单光子雪崩二极管，其特征在于，包括：第一P+区(1)、第一N阱(3)、高压P阱(4)、P型外延层(5)、N+区(6)、第二N阱(7)、高压N阱(8)、第一N埋层(9)、第二N埋层(10)、第一沟槽隔离区(11a)、第二沟槽隔离区(11b)、第二P+区(12)、P型衬底(13)、阳极(16)、阴极(17)和接地电极(18)，其中，所述P型外延层(5)位于所述P型衬底(13)的上方；所述第二N埋层(10)、所述第一N埋层(9)、所述高压P阱(4)、所述高压N阱(8)、所述第二P+区(12)均位于所述P型外延层(5)中；所述第一N埋层(9)位于所述第二N埋层(10)的上方；所述高压P阱(4)位于所述第一N埋层(9)上，且与所述第一N埋层(9)接触；所述第一N阱(3)位于所述高压P阱(4)的表层中；所述第一P+区(1)位于所述第一N阱(3)的表层中；所述高压N阱(8)位于所述高压P阱(4)的两侧且与所述第一N埋层(9)接触；所述第二N阱(7)位于所述高压N阱(8)的表层中；所述N+区(6)位于所述第二N阱(7)的表层中；所述第一沟槽隔离区(11a)和第二沟槽隔离区(11b)均嵌入所述P型外延层(5)中、所述第二N阱(7)中和所述高压N阱(8)中，且所述第一沟槽隔离区(11a)位于所述N+区(6)的一侧，所述第二沟槽隔离区(11b)位于所述N+区(6)的另一侧；所述第二P+区(12)位于所述高压N阱(8)的外侧；所述阳极(16)位于所述第一P+区(1)上，所述阴极(17)位于所述N+区(6)上，所述接地电极(18)位于所述第二P+区(12)上。2.根据权利要求1所述的多结的近红外单光子雪崩二极管，其特征在于，所述第一P+区(1)、所述第一N阱(3)、所述高压P阱(4)的宽度相同。3.根据权利要求1所述的多结的近红外单光子雪崩二极管，其特征在于，所述第一沟槽隔离区(11a)和所述第二沟槽隔离区(11b)的深度均小于所述第二N阱(7)的深度。4.根据权利要求1所述的多结的近红外单光子雪崩二极管，其特征在于，所述P型衬底(13)、所述第二N埋层(10)、所述第一N埋层(9)、所述高压P阱(4)、所述第一N阱(3)、所述第一P+区(1)、所述P型外延层(5)、所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张军琴，徐林可，梁琪光，杨银堂，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：