一种SPAD传感器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种SPAD传感器，其中，SPAD传感器，包括：超透镜和SPAD杂质半导体p

【技术实现步骤摘要】
一种SPAD传感器


[0001]本技术涉及超透镜应用
，具体而言，涉及一种SPAD传感器。

技术介绍

[0002]目前，单光子雪崩二极管(Single Photon Avalanche Diode，SPAD)是一种p
‑
n结型的光电二极管，其区别于其他的二极管的是在p
‑
n结上的反向偏压加大时，会出现“雪崩”现象，就是光电流会成倍的激增，从而产生内部增益，光电二极管的灵敏度就会提高。但是现在的SPAD存在探测灵敏度偏低的缺陷。

技术实现思路

[0003]为解决上述问题，本技术实施例的目的在于提供一种SPAD传感器。
[0004]第一方面，本技术实施例提供了一种SPAD传感器，包括：超透镜和SPAD杂质半导体p
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n结；
[0005]入射到所述SPAD传感器的光线被所述超透镜汇聚后，被所述SPAD杂质半导体p
‑
n结接收。
[0006]本技术实施例上述第一方面提供的方案中，利用超透镜作为SPAD传感器的光线接收单元，利用超透镜所具有的汇聚光线的功能，将入射到所述SPAD传感器的光线被超透镜汇聚后，再入射到SPAD杂质半导体p
‑
n结中，与相关技术中的SPAD相比，通过超透镜将入射到所述SPAD传感器的光线汇聚到SPAD杂质半导体p
‑
n结上，可以大大提高SPAD传感器的探测灵敏度，且结构简单使得加工过程简单。
[0007]为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0008]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0009]图1示出了本技术实施例所提供的一种SPAD传感器中，第一种SPAD传感器的结构示意图；
[0010]图2示出了本技术实施例所提供的一种SPAD传感器中，第二种SPAD传感器的结构示意图；
[0011]图3示出了本技术实施例所提供的一种SPAD传感器中，第二种SPAD传感器的结构的加工流程图；
[0012]图4示出了本技术实施例所提供的一种SPAD传感器中，超透镜中正六边形、正方形和扇形的纳米结构单元在基底上的排布图。
具体实施方式
[0013]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0014]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0015]在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0016]目前，单光子雪崩二极管(Single Photon Avalanche Diode，SPAD)是一种p
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n结型的光电二极管，其区别于其他的二极管的是在p
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n结上的反向偏压加大时，会出现“雪崩”现象，就是光电流会成倍的激增，从而产生内部增益，光电二极管的灵敏度就会提高。但是现在的SPAD存在探测灵敏度偏低的缺陷。
[0017]基于此，本申请实施例提出一种SPAD传感器，利用超透镜作为SPAD传感器的光线接收单元，利用超透镜所具有的汇聚光线的功能，将入射到所述SPAD传感器的光线被超透镜汇聚后，再入射到SPAD杂质半导体p
‑
n结中，可以大大提高SPAD传感器的探测灵敏度。
[0018]为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请做进一步详细的说明。
[0019]实施例
[0020]参见图1所示的第一种SPAD传感器的结构示意图和参见图2所示的第二种SPAD传感器的结构示意图，本实施例提出一种SPAD传感器，包括：超透镜100和SPAD杂质半导体p
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n结。
[0021]入射到所述SPAD传感器的光线被所述超透镜汇聚后，被所述SPAD杂质半导体p
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n结接收。
[0022]所述超透镜，包括：衬底和设置在所述衬底上的纳米结构。
[0023]在一个实施方式中，所述SPAD杂质半导体p
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n结，位于所述超透镜的焦平面上。
[0024]超透镜和与超透镜位置对应的SPAD杂质半导体p
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n结组成一个接收组件，对入射的光线进行接收。为了增加接收光线的传感器数量，会将多个接收组件并列设置，形成SPAD传感器阵列，在利用SPAD传感器阵列对光线进行接收的过程中，每个接收组件中的超透镜在接收到光线并对接收到的光线进行汇聚后得到的入射光线，可能会入射到与该超透镜所在接收模组相邻的接收模组的SPAD杂质半导体p
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n结上，导致相邻接收模组之间出现信号串扰的问题。
[0025]为了避免相邻接收模组之间出现信号串扰的问题，本实施例提出的SPAD传感器，
还包括：梯形波导102。
[0026]所述梯形波导设置在所述SPAD传感器的硅区内。
[0027]所述梯形波导覆盖在所述SPAD杂质半导体p
‑
n结上，所述超透镜覆盖在所述梯形波导上。
[0028]入射到所述SPAD传感器的光线被所述超透镜汇聚后，经过梯形波导传输进入到所述SPAD杂质半导体p
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n结。
[0029]这里，所述超透镜至少满足：
[0030][0031]其中，λ为光线的波长；S为所述超透镜的反射率；n1(λ)为所述纳米结构的等效折射率；n2(λ)为所述梯形波导的折射率；所述纳米结构的等效折射率为单个纳米结构与周围的填充材料组成的填充单元的折射率。
[0032]所述纳米结构的等效折本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SPAD传感器，其特征在于，包括：超透镜和SPAD杂质半导体p
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n结；入射到所述SPAD传感器的光线被所述超透镜汇聚后，被所述SPAD杂质半导体p
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n结接收；所述超透镜，包括：衬底和设置在所述衬底上的纳米结构；当所述衬底采用硅衬底时，所述SPAD传感器还包括：第一隔离器和第二隔离器；所述硅衬底覆盖在所述SPAD杂质半导体p
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n结上；所述第一隔离器和所述第二隔离器设置在所述硅衬底内，所述第一隔离器和所述第二隔离器分别设置于所述超透镜的两侧；所述第二隔离器在预设方向上相对于所述第一隔离器对准；入射到所述SPAD传感器的光线被所述超透镜汇聚后，被所述第一隔离器和所述第二隔离器散射和/或者反射后，入射到所述SPAD杂质半导体p
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n结上。2.根据权利要求1所述的SPAD传感器，其特征在于，还包括：梯形波导；所述梯形波导覆盖在所述SPAD杂质半导体p
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n结上，所述超透镜覆盖在所述梯形波导上；入射到所述SPAD传感器的光线被所述超透镜汇聚后，经过梯形波导传输进入到所述SPAD杂质半导体p
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n结。3.根据权利要求1所述的SPAD传感器，其特征在于，所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭凤泽，郝成龙，朱健，
申请(专利权)人：深圳迈塔兰斯科技有限公司，
类型：新型
国别省市：