[发明专利]光电二极管及其制造工艺

说明书

本发明提供了光电二极管，包括耗尽层、阳极金属，及顺序设置的阴极金属、N型掺杂阴极区、P型掺杂阳极区和绝缘层；阴极金属、N型掺杂阴极区和P型掺杂阳极区电性导通，耗尽层封闭于N型掺杂阴极区与P型掺杂阳极区之间，阳极金属的一端穿过绝缘层并与P型掺杂阳极区电性导通。还提供了光电二极管的制造工艺：在N型掺杂阴极区上外延生长出感光区；在感光区的上外延生长出P型掺杂阳极区；在P型掺杂阳极区上生长出绝缘层；在绝缘层上的接触窗口处沉积阳极金属，在N型掺杂阴极区背离P型掺杂阳极区的一侧沉积阴极金属；耗尽感光区形成耗尽层。P型掺杂阳极区和N型掺杂阴极区封闭耗尽层，避免耗尽层外露，有效消除表面漏电，明显增加信噪比。

技术领域

本发明属于半导体器件技术领域，更具体地说，是涉及一种光电二极管及其制造工艺。

背景技术

众所周知的，光电二极管是将光信号转换成电信号的一种传感器，由掺杂类型相反的半导体组成PN结，通过P型掺杂半导体加反向电压或者靠自身的内建电势形成耗尽层，当光入射到耗尽层内，半导体吸收光子能量发生能量跃迁，形成电子空穴对，通过内在电场产生电流，被外部电路获取。

现有的光电二极管为轻掺杂的N型半导体衬底作为I层，衬底一面进行N型杂质高掺杂形成N型区域，另一面进行部分P型掺杂扩散形成P型区域，N型区域表面连接金属作为阴极，P型区域覆盖抗反射层，并部分连接金属作为阳极，P型区域外围由接触窗口覆盖，对于波长比较长(800nm)的光信号，为了得到更好的量子效率，器件工作时需要加反向偏压，形成较宽的耗尽层。

然而，现有的光电二极管，PN结附近形成的耗尽层，部分会暴露在感光面P型掺杂外围的表面，而且反向电压越大，耗尽层宽度越宽，暴露面积越大，由于界面态缺陷、外部辐射等问题，会形成较大的表面漏电，降低光电二极管的信噪比。

发明内容

本发明的一种目的之一在于提供一种光电二极管，以解决现有技术中的光电二极管中耗尽层部分暴露在感光面P型掺杂外围的表面，而造成的漏电及降低光电二极管的信噪比的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：光电二极管，包括阴极金属、N型掺杂阴极区、P型掺杂阳极区、绝缘层和阳极金属，所述阴极金属、所述N型掺杂阴极区、所述P型掺杂阳极区和所述绝缘层顺序设置，所述阴极金属、所述N型掺杂阴极区和所述P型掺杂阳极区电性导通，还包括耗尽层，所述耗尽层封闭包裹于所述N型掺杂阴极区与所述P型掺杂阳极区之间，所述绝缘层上设有接触窗口，且所述阳极金属的一端穿过所述接触窗口并与所述P型掺杂阳极区电性导通。

进一步地，所述P型掺杂阳极靠近所述阳极金属的一侧设有P型高掺杂区，所述P型高掺杂区与所述阳极金属接触。

进一步地，还包括抗反射层，所述绝缘层上设有感光窗口，所述抗反射层位于所述感光窗口内并封闭所述感光窗口。

进一步地，还包括缓冲层，所述缓冲层位于所述感光窗口内，所述缓冲层位于所述P型掺杂阳极区与所述抗反射层之间，所述缓冲层封闭所述感光窗口。

本发明提供的光电二极管的有益效果在于，与现有技术相比，本发明提供的光电二极管，通过P型掺杂阳极区和N型掺杂阴极区封闭耗尽层，避免耗尽层暴露于器件表面，有效消除表面漏电，对外部辐射进行有效隔离，明显增加信噪比；通过在接触窗口中设置阳极金属，使得阳极金属与P型掺杂阳极区紧密结合，电子在阳极金属与P型掺杂阳极区之间移动更加充分，提高了量子效率。

本发明的目的之二在于提供一种光电二极管的制造工艺，以解决现有技术中的光电二极管中耗尽层部分暴露在感光面P型掺杂外围的表面，而造成的漏电及降低光电二极管的信噪比的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：光电二极管的制造工艺，包括以下步骤：

准备N型掺杂阴极区；

在所述N型掺杂阴极区上外延生长出感光区；