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申请/专利权人：天津大学
申请日：2023-01-04
公开（公告）日：2024-07-05
公开（公告）号：CN118299454A
主分类号：H01L31/107
分类号：H01L31/107;H01L31/0352
优先权：
专利状态码：在审-实质审查的生效
法律状态：2024.07.23#实质审查的生效;2024.07.05#公开
摘要：本发明公开了一种提高短波红外探测效率的单光子雪崩二极管新结构，所述单光子雪崩二极管包括：一个倒置结构的NP+结，由N型轻掺杂的NM层和P型重掺杂的XP层构成，用于检测短波红外光；一个虚拟保护环，由轻掺杂的高压DP阱制备，用于防止倒置NP+结边缘提前击穿；一个衬底隔离层，采用N型埋层实现，用来隔离衬底噪声；一个金属遮光层，保证入射光仅与单光子雪崩二极管的中心感光区作用。与传统硅基CMOS工艺的单光子雪崩二极管相比，本发明提出的单光子雪崩二极管的PN结结区更深，耗尽区更宽，因而可在较宽的光谱范围内保持较高的光子探测概率，特别是近红外短波段的光子探测概率明显提升。
主权项：1.一种提高短波红外探测效率的单光子雪崩二极管新结构，其特征在于，所述单光子雪崩二极管结构包括：一个倒置结构的NP+结，由轻掺杂的NM层和重掺杂XP层构成单光子雪崩二极管的中心PN结，所述倒置结构为P型重掺杂的XP层在下，N型轻掺杂的NM层在上，该倒置NP+结的耗尽区为雪崩倍增的主要发生区，且由P型轻掺杂的DP阱包围；所述NM层的接触区为重掺杂的N型区域N+，从该区引出单光子雪崩二极管的阴极；所述DP阱的接触区为重掺杂的P型区域P+，从该区引出单光子雪崩二极管的阳极；一个虚拟保护环，由轻掺杂的高压DP阱制备，用于防止倒置NP+结边缘提前击穿，所述DP阱被底部的N型埋层和周围的DN阱包围，将中心倍增区域与P型衬底隔离，DN阱由DP隔离阱包围，实现单光子雪崩二极管与同一衬底上的其它电子器件隔离；一个衬底隔离层，采用N型埋层和DN阱实现，用来隔离衬底噪声，防止与同一衬底上的其它器件相互耦合；一个金属遮光层，除NM层中的有源感光区域外，单光子雪崩二极管表面均由金属层M3覆盖，保证入射光仅在单光子雪崩二极管的中心感光区吸收和雪崩倍增。
全文数据：
权利要求：
百度查询： 天津大学 一种提高短波红外探测效率的单光子雪崩二极管新结构
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