本申请实施例提供光电二极管器件、光敏探测器及检测装置。该器件包括半导体衬底、第一掺杂区、第二掺杂区、第三掺杂区以及第一电极。半导体衬底包括相对的第一表面和第二表面。第一掺杂区位于半导体衬底内，第一掺杂区与半导体衬底形成第一PN结。第二掺杂区位于第一掺杂区内。第二掺杂区与第一掺杂区的导电型不同。第三掺杂区位于第二掺杂区内。第三掺杂区与第二掺杂区形成第二PN结。第一电极设置于第三掺杂区远离第二表面的一侧，且与第三掺杂区电连接，第一电极用于和半导体衬底之间形成第一电场。第一电场分布于第一电极和半导体衬底之间，因而电子和空穴受到的电场力较大，漂移速度相对较快，提高了载流子的收集效率。提高了载流子的收集效率。提高了载流子的收集效率。
【技术实现步骤摘要】
光电二极管器件、光敏探测器及检测装置
[0001]本申请涉及半导体
，具体涉及光电二极管器件、光敏探测器及检测装置。
技术介绍
[0002]光电二极管器件是一种基于光生载流子这一基本物理现象，将光信号转化成电信号的光电器件。光电二极管器件将光信号转变为电信号的能力与载流子的收集效率密切相关。其中，载流子的收集效率，是指器件内部产生的电子空穴对被正负电极收集的效率。然而目前的光电二极管器件的载流子的收集效率相对较低。
技术实现思路
[0003]本申请实施例提供光电二极管器件、光敏探测器及检测装置，用于提高光电二极管器件的载流子的收集效率。
[0004]为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：
[0005]本申请实施例的第一方面，提供一种光电二极管器件，包括半导体衬底、第一掺杂区、第二掺杂区、第三掺杂区以及第一电极。半导体衬底包括相对的第一表面和第二表面。第一掺杂区位于半导体衬底内，且一部分裸露于第一表面，第一掺杂区与半导体衬底形成第一PN结。第二掺杂区位于第一掺杂区内，且一部分裸露于第一表面。第二掺杂区与第一掺杂区的导电型不同。第三掺杂区位于第二掺杂区内，且一部分裸露于第一表面。第三掺杂区与第二掺杂区形成第二PN结。第一电极设置于第三掺杂区远离第二表面的一侧，且与第三掺杂区电连接，第一电极用于和半导体衬底之间形成第一电场，第一电场与第二PN结的内建电场方向相同。
[0006]上述光电二极管器件，第三掺杂区与第二掺杂区形成第二PN结。当光线入射到第三掺杂区时，激发大量电子空穴对。通过第一电极和半导体衬底施加电压，使得第一电极用于和半导体衬底之间形成第一电场。第一电场与第二PN结的内建电场方向相同。电子空穴对在内建电场及第一电场的作用下分离。由于，第一电场分布于第一电极和半导体衬底之间，距离第二PN结的距离较近，同时第一掺杂区又避免了半导体衬底的电压对第二PN结的影响，因而电子和空穴受到的电场力较大，漂移速度相对较快，提高了载流子的收集效率。
[0007]可选地，光电二极管器件还包括至少一个第四掺杂区。第四掺杂区位于半导体衬底内，且一部分裸露于第二表面，第四掺杂区的导电型与半导体衬底的导电型相同，且第四掺杂区的掺杂浓度大于半导体衬底的掺杂浓度。第一掺杂区、第二掺杂区以及第三掺杂区中的任意一个在第二表面的垂直投影与至少一个第四掺杂区在第二表面的垂直投影交叠。这样当半导体衬底厚度较大时，载流子也可达到第二表面，因而可提高载流子的收集效率。
[0008]可选地，光电二极管器件包括多个第四掺杂区，多个第四掺杂区间隔设置。这样，光电二极管器件留有载流子产生和收集的通路，可及时将载流子导出进行收集，避免减少载流子因快速复合造成载流子的损失，从而提高载流子的收集效率。
[0009]可选地，光电二极管器件还包括第一引线以及第二引线。第一引线的第一端与第
一电极电连接，第二端用于接收第一电压。第二引线的第一端与半导体衬底电连接，第二端用于接受第二电压。这样，光电二极管器件接入电压较为方便。
[0010]可选地，半导体衬底为P型衬底，第一掺杂区和第三掺杂区为N型掺杂区，第二掺杂区为P型掺杂区。其中，第一电压大于第二电压。这样便于载流子的收集，提高了载流子的收集效率。
[0011]可选地，半导体衬底为N型衬底，第一掺杂区和第三掺杂区为P型掺杂区，第二掺杂区为N型掺杂区。其中，第一电压小于第二电压。这样便于载流子的收集，提高了载流子的收集效率。
[0012]可选地，光电二极管器件还包括第一引线以及第二引线。第一引线的第一端与第一电极电连接，第二端用于接收第一电压。第二引线的第一端与第四掺杂区电连接，第二端用于接受第三电压。这样，光电二极管器件接入电压较为方便。
[0013]可选地，半导体衬底为P型衬底，第一掺杂区和第三掺杂区为N型掺杂区，第二掺杂区为P型掺杂区。其中，第一电压大于第三电压。这样便于载流子的收集，提高了载流子的收集效率。
[0014]可选地，半导体衬底为N型衬底，第一掺杂区和第三掺杂区为P型掺杂区，第二掺杂区为N型掺杂区。其中，第一电压小于第三电压。这样便于载流子的收集，提高了载流子的收集效率。
[0015]可选地，光电二极管器件还包括第二电极。第二电极设置于第二掺杂区远离第二表面的一侧，且与第二掺杂区电连接。这样载流子的收集方式和收集效率可根据需要进行调节，更为灵活。
[0016]本申请实施例的第二方面，提供一种光敏探测器，包括光电二极管阵列，光电二极管阵列包括光电二极管器件。由于采用了上述的光电二极管器件，因而该光敏探测器灵敏高。
[0017]本申请实施例的第三方面，提供一种检测装置，包括发射器以及光敏探测器。发射器用于向待测物体发射检测光线。光敏探测器用于接收检测光线经过待测物体反射后的反射光线。由于采用了上述的光敏探测器，因而该检测装置可靠性高。
附图说明
[0018]图1为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图；
[0019]图2为图1的光电二极管阵列的结构示意图；
[0020]图3a为本申请实施例提供的光电二极管器件的结构示意图；
[0021]图3b为PN结的内建电场的示意图；
[0022]图4a为在半导体衬底形成第一掺杂区的示意图；
[0023]图4b为在第一掺杂区形成第二掺杂区的示意图；
[0024]图4c为在第二掺杂区形成第三掺杂区的示意图；
[0025]图4d为第一电场与内建电场的夹角示意图；
[0026]图5为本申请另一实施例提供的光电二极管器件的结构示意图；
[0027]图6a为本申请另一实施例提供的光电二极管器件的结构示意图；
[0028]图6b为图6a的M
‑
M向的剖面结构示意图；
[0029]图6c为本申请另一实施例提供的光电二极管器件的结构示意图；
[0030]图6d为图6c的光电二极管器件的电场分布图；
[0031]图7为本申请另一实施例提供的光电二极管器件的结构示意图；
[0032]图8为本申请另一实施例提供的光电二极管器件的结构示意图；
[0033]图9为本申请另一实施例提供的光电二极管器件的结构示意图；
[0034]图10为本申请另一实施例提供的光电二极管器件的结构示意图。
[0035]附图标记：
[0036]01、电子设备；02、发射器；03、光敏探测器；31、光电二极管阵列；100、光电二极管器件；04、待测物体；110、半导体衬底；111、第一表面；112、第二表面；120、第一掺杂区；130、第二掺杂区；140、第三掺杂区；150、第一电极；160、第四掺杂区；170、第一引线；180、第二引线；190、第二电极；210、第一PN结；220、第二PN结；
[0037]E1、第一电场；E0、内建电场；S1、检测光线；S2、反射光线；
[0038]1a、本征半导体；a2、PN结；1d、第本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种光电二极管器件，其特征在于，包括：半导体衬底，包括相对的第一表面和第二表面；第一掺杂区，位于所述半导体衬底内，且一部分裸露于所述第一表面，所述第一掺杂区与所述半导体衬底形成第一PN结；第二掺杂区，位于第一掺杂区内，且一部分裸露于所述第一表面；所述第二掺杂区与所述第一掺杂区的导电型不同；第三掺杂区，位于第二掺杂区内，且一部分裸露于所述第一表面；所述第三掺杂区与所述第二掺杂区形成第二PN结；以及，第一电极，设置于所述第三掺杂区远离所述第二表面的一侧，且与所述第三掺杂区电连接，所述第一电极用于和所述半导体衬底之间形成第一电场，所述第一电场与所述第二PN结的内建电场方向相同。2.根据权利要求1所述的光电二极管器件，其特征在于，所述光电二极管器件还包括：至少一个第四掺杂区，位于所述半导体衬底内，且一部分裸露于所述第二表面，所述第四掺杂区的导电型与所述半导体衬底的导电型相同，且所述第四掺杂区的掺杂浓度大于所述半导体衬底的掺杂浓度；所述第一掺杂区、所述第二掺杂区以及所述第三掺杂区中的任意一个在所述第二表面的垂直投影与所述至少一个第四掺杂区在所述第二表面的垂直投影交叠。3.根据权利要求2所述的光电二极管器件，其特征在于，所述光电二极管器件包括多个所述第四掺杂区，所述多个第四掺杂区间隔设置。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的光电二极管器件，其特征在于，所述光电二极管器件还包括：第一引线，所述第一引线的第一端与所述第一电极电连接，第二端用于接收第一电压；以及，第二引线，所述第二引线的第一端与所述半导体衬底电连接，第二端用于接受第二电压。5.根据权利要求4所述的光电二...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯宏庆，陈恒，
申请(专利权)人：杭州海康威视数字技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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