【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体光电探测芯片，具体涉及g-apd单元增益一致性高的硅光电倍增管。本专利技术还涉及g-apd单元增益一致性高的硅光电倍增管的制造方法。
技术介绍
1、硅光电倍增管(silicon photomultiplier，sipm)是一种具有优秀光子数分辨能力的新型微弱光探测器。sipm是将大量的工作在盖革模式的雪崩光电二极管(geiger-modeavalanche photo-diode，g-apd)单元阵列化集成在同一个单晶硅片上构成的固态光电探测器件。光子数分辨能力是sipm的一个重要特性，是用于衡量sipm微弱光探测能力的重要参数之一。光子数分辨谱的峰谷比(即光电子峰的峰值计数和低谷计数的比值)则是衡量一个sipm单元增益一致性的重要标准。g-apd单元之间增益一致性越好，峰谷比就越好，适当增加光强，能够分辨的光电子峰的数目就越多，这有利于准确地进行光子计数。目前对于提高光子数分辨能力大部分都是通过调节电路来实现。eraerds等人(eraerds p,m,rochas a,et al.sipm for fast photon-counting and multiphoton detection,(2007))采用了高通滤波器滤除sipm雪崩脉冲信号的低频部分实现其高速的光子数可分辨探测，但是该方法无法保证雪崩信号的完整性，致使探测效率仅有16％，远远低于未滤波情况下的探测效率。日本akiba等人(akibam,inagaki k,tsujino k.photon numberresolving sipm de
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供g-apd单元增益一致性高的硅光电倍增管，解决了现有g-apd单元增益一致性低的问题。
2、本专利技术的另一目的在于提供g-apd单元增益一致性高的硅光电倍增管的制造方法，适用于工业化批量生产。
3、本专利技术所采用的第一种技术方案是：g-apd单元增益一致性高的硅光电倍增管，包括若干g-apd单元阵列而成的硅光电倍增管本体，硅光电倍增管本体顶部位于g-apd单元光敏区的间隔区域沉积有金属网格。
4、本专利技术第一种技术方案的特点还在于，
5、g-apd单元包括自下而上依次设置的n+区域、衬底、n-外延层、n enrich区以及p++掺杂层，各g-apd单元的p++掺杂层相互连通且与各g-apd单元的n enrich区构成pn结。
6、n-外延层的顶部沉积有sio2层，sio2层正对p++掺杂层的位置开设有接触孔。
7、sio2层上位于接触孔以外的位置沉积有金属层。
8、n+区域的底部沉积有金属层。
9、n enrich区为圆形。
10、本专利技术所采用的第二种技术方案是：g-apd单元增益一致性高的硅光电倍增管的制造方法，包括以下步骤：
11、步骤1、在硅光电倍增管本体的p++掺杂层正面沉积sio2做绝缘膜；
12、步骤2、通过光刻、刻蚀sio2绝缘膜，开接触孔；
13、步骤3、正面沉积金属膜；
14、步骤4、通过光刻反刻出金属电极与金属网格图形，金属网格图形窗口对准g-apd单元光敏区；
15、步骤5、腐蚀裸露的金属膜，得到金属网格与上电极；
16、步骤6、背面沉积金属膜，形成下电极。
17、本专利技术第二种技术方案的特点还在于，步骤1中硅光电倍增管本体的制造方法包括以下步骤：
18、步骤1.1、准备清洁的硅外延片，包括衬底和n-外延层；
19、步骤1.2、在n-外延层的顶部沉积表面sio2绝缘介质层；
20、步骤1.3、光刻、刻蚀sio2绝缘介质层开阵列窗口；
21、步骤1.4、通过阵列窗口在n-外延层表面注入磷元素形成n enrich区；
22、步骤1.5、光刻、刻蚀sio2绝缘介质层开离子注入窗口；
23、步骤1.6、通过离子注入窗口在n-外延层表面注入硼元素形成p++掺杂层；
24、步骤1.7、在衬底背面注入磷元素形成n+区域。
25、本专利技术的有益效果是：本专利技术的g-apd单元增益一致性高的硅光电倍增管，通过在硅光电倍增管高浓度离子掺杂层表面，g-apd单元的间隔区域布满金属网格，使得位于中央区域的g-apd单元与边缘区域的单元两端有一致的偏压，提高了单元间的增益一致性，进一步可提高硅光电倍增管的光子数分辩能力；本专利技术的制造方法工艺简单，适用于工业化批量生产。
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1.G-APD单元增益一致性高的硅光电倍增管，其特征在于，包括若干G-APD单元阵列而成的硅光电倍增管本体，硅光电倍增管本体顶部位于G-APD单元光敏区的间隔区域沉积有金属网格(1)。
2.如权利要求1所述的G-APD单元增益一致性高的硅光电倍增管，其特征在于，所述G-APD单元包括自下而上依次设置的N+区域、衬底、N-外延层、N enrich区(2)以及P++掺杂层，各G-APD单元的P++掺杂层相互连通且与各G-APD单元的N enrich区(2)构成PN结。
3.如权利要求2所述的G-APD单元增益一致性高的硅光电倍增管，其特征在于，所述N-外延层的顶部沉积有SiO2层(3)，SiO2层(3)正对P++掺杂层的位置开设有接触孔。
4.如权利要求3所述的G-APD单元增益一致性高的硅光电倍增管，其特征在于，所述SiO2层(3)上位于接触孔以外的位置沉积有金属层(4)。
5.如权利要求2所述的G-APD单元增益一致性高的硅光电倍增管，其特征在于，所述N+区域的底部沉积有金属层(4)。
6.如权利要求2所述的G-APD单
7.如权利要求1-6任一项所述的G-APD单元增益一致性高的硅光电倍增管的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.如权利要求7所述的G-APD单元增益一致性高的硅光电倍增管的制造方法，其特征在于，所述步骤1中硅光电倍增管本体的制造方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.g-apd单元增益一致性高的硅光电倍增管，其特征在于，包括若干g-apd单元阵列而成的硅光电倍增管本体，硅光电倍增管本体顶部位于g-apd单元光敏区的间隔区域沉积有金属网格(1)。
2.如权利要求1所述的g-apd单元增益一致性高的硅光电倍增管，其特征在于，所述g-apd单元包括自下而上依次设置的n+区域、衬底、n-外延层、n enrich区(2)以及p++掺杂层，各g-apd单元的p++掺杂层相互连通且与各g-apd单元的n enrich区(2)构成pn结。
3.如权利要求2所述的g-apd单元增益一致性高的硅光电倍增管，其特征在于，所述n-外延层的顶部沉积有sio2层(3)，sio2层(3)正对p++掺杂层的位置开设有接触孔。
...【专利技术属性】
技术研发人员：张国青，王磊，张武，张向通，李子健，王悦，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：发明
国别省市：
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