[发明专利]一种P阱/逆掺杂深N阱的CMOS SPAD光电器件在审
| 申请号： | 201811184496.7 | 申请日： | 2018-10-11 |
| 公开（公告）号： | CN109411550A | 公开（公告）日： | 2019-03-01 |
| 发明（设计）人： | 刘淑芸;王巍;张瑜 | 申请（专利权）人： | 重庆亚川电器有限公司 |
| 主分类号： | H01L31/0224 | 分类号： | H01L31/0224;H01L31/0352;H01L31/107 |
| 代理公司： | 重庆市恒信知识产权代理有限公司 50102 | 代理人： | 刘小红;陈栋梁 |
| 地址： | 400033 重庆*** | 国省代码： | 重庆;50 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 深N阱 掺杂 光子探测 光子吸收 阳极 光电器件 计数率 光子 单光子雪崩二极管 虚拟保护环 改变器件 工作区域 平面结构 常规的 传统的 光电流 接触处 衬底 入射 探测 | ||
1.一种P阱/逆掺杂深N阱的CMOS SPAD光电器件，包括：P型衬底、P阱层、P+、N阱、雪崩区、深N阱，所述P型衬底设置在底面上，所述P型衬底从上至上设置有深N阱、雪崩区、P阱及P+，所述N阱左右对称的设置在深N阱上，其特征在于，所述P阱层作为阳极，N阱作为阴极，所述深N阱是逆掺杂深N阱，所述P阱层与逆掺杂深N阱构成器件的PN结即雪崩结，光生载流子雪崩结区域内受到强电场的作用而发生碰撞电离，载流子成倍地增加，从而在器件输出端口形成一个可见电流脉冲信号。逆掺杂深N阱在PN结边缘提供一个虚拟保护环。
2.根据权利要求1所述的一种P阱/逆掺杂深N阱的CMOS SPAD光电器件，其特征在于，所述逆掺杂深N阱两侧都是轻掺杂，即离器件表面越近深N阱的掺杂浓度越低，离器件表面越远深N阱的掺杂浓度越高，即在PN结边缘形成一个虚拟保护环。
3.根据权利要求1所述的一种P阱/逆掺杂深N阱的CMOS SPAD光电器件，其特征在于，所述逆掺杂深N阱还设置了一个厚度范围为2.5um-4um的光子吸收区，使得大多数光子能够被P阱/逆掺杂深N阱结所利用形成光电流，只有一少部分光子会穿透深N阱被P衬底所吸收。
4.根据权利要求1-3之一所述的一种P阱/逆掺杂深N阱的CMOS SPAD光电器件，其特征在于，所述P+层的浓度、厚度、P阱的浓度、厚度以及逆掺杂深N阱的厚度是可调的，通过工艺调节P阱的浓度、厚度、逆掺杂深N阱的厚度得到最优的暗计数特性曲线和光子探测效率特性曲线。
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