一种垂直型锗硅雪崩光电探测器及其制备方法技术

本发明专利技术涉及光电探测器领域，具体涉及一种垂直型锗硅雪崩光电探测器及其制备方法；从下至上依次包括绝缘体上硅衬底、本征硅层、本征锗层和P型锗层；本征硅层包括本征倍增层；本征倍增层上表面顶部设置有P型硅电荷层；P型硅电荷层沿周向设置有P型硅屏蔽环层；还包括三氧化二铝层，三氧化二铝层对绝缘体上硅衬底上表面、本征硅层、本征锗层和P型锗层进行包覆；所述三氧化二铝层外表面设置有旋涂电介质层；绝缘体上硅衬底上表面两端分别设置有第一金属电极；本发明专利技术实现了暗电流降低到纳安量级，降低了掺杂元素的扩散效果，降低生产成本，有利于器件的大规模阵列化布局。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光电探测器领域，具体涉及一种垂直型锗硅雪崩光电探测器及其制备方法。

技术介绍

1、自动驾驶等无人技术的快速发展，对短波红外探测器的性能提出了新的要求。雪崩光电探测器因具有较高的增益和信噪比等优势，在弱光探测、激光雷达等方面具有广泛应用。目前，商业用来进行短波红外探测的雪崩光电探测器一般采用磷化铟（inp）和砷化镓铟（ingaas）材料。

2、受磷化铟（inp）和砷化镓铟（ingaas）材料k值的影响，器件过剩噪声和增益带宽积有限，难以进一步提升；此外，由于其与硅基互补金属氧化物半导体(cmos)工艺不兼容，因此需要开发新的工艺线，且产品良率较低，又由于材料本身价格昂贵，因此其成本较高。

3、锗（ge）雪崩光电探测器由于材料自身特性，虽解决了与si工艺兼容及价格问题，但由于材料自身特性，较低倍增和信噪比导致其难以进行弱光探测，因此单一锗（ge）雪崩光电探测器不是主流方案。

4、现在主流锗（ge）雪崩光电探测器的方案为雪崩倍增分离（scam）结构，即采用锗作为短波红外的吸收区，硅作为电子倍增区。利用硅作为倍增层本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种垂直型锗硅雪崩光电探测器，其特征在于，从下至上依次包括绝缘体上硅衬底、本征硅层（4）、本征锗层（5）和P型锗层（6）；所述本征硅层（4）包括本征倍增层（41）；所述本征倍增层（41）上表面顶部设置有P型硅电荷层（42）；所述P型硅电荷层（42）沿周向设置有P型硅屏蔽环层（43）；

2.根据权利要求1所述的一种垂直型锗硅雪崩光电探测器，其特征在于，所述绝缘体上硅衬底从下至上依次包括底硅层（1）、二氧化硅层（2）和N型硅层（3）。

3.根据权利要求1所述的一种垂直型锗硅雪崩光电探测器，其特征在于，所述P型硅电荷层（42）内部注入有硼元素。</p>

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【技术特征摘要】

1.一种垂直型锗硅雪崩光电探测器，其特征在于，从下至上依次包括绝缘体上硅衬底、本征硅层（4）、本征锗层（5）和p型锗层（6）；所述本征硅层（4）包括本征倍增层（41）；所述本征倍增层（41）上表面顶部设置有p型硅电荷层（42）；所述p型硅电荷层（42）沿周向设置有p型硅屏蔽环层（43）；

2.根据权利要求1所述的一种垂直型锗硅雪崩光电探测器，其特征在于，所述绝缘体上硅衬底从下至上依次包括底硅层（1）、二氧化硅层（2）和n型硅层（3）。

3.根据权利要求1所述的一种垂直型锗硅雪崩光电探测器，其特征在于，所述p型硅电荷层（42）内部注入有硼元素。

4.根据权利要求1所述的一种垂直型锗硅雪崩光电探测器，其特征在于，所述p型硅屏蔽环层（43）内部注入有硼元素。

5.根据权利要求1所述的一种垂直型锗硅雪崩光电探测器，其特征在于，所述第一金属电极（9）和第二金属电极（10）的上表面与旋涂电介质层（8）的上表面平齐。...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩钊，王利明，王文亮，
申请(专利权)人：西安知芯半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：