[发明专利]单光子雪崩二极管及单光子雪崩二极管阵列

权利要求书

1.一种单光子雪崩二极管，其特征在于，包括：

N型半导体埋层；

主动区，包括：

第一P型半导体井层，配置于所述N型半导体埋层上；

第一N型半导体井层，配置于所述第一P型半导体井层上；

第二P型半导体井层，配置于所述第一N型半导体井层上；

二个阳极，配置于所述第二P型半导体井层上；以及

P型外延层，连接所述第一P型半导体井层及所述第二P型半导体井层；以及

N型堆栈层，配置于所述主动区旁，且配置于所述N型半导体埋层上。

2.根据权利要求1所述的单光子雪崩二极管，其特征在于，所述第一P型半导体井层与所述N型半导体埋层之间形成第一PN接面，所述第一P型半导体井层与所述第一N型半导体井层之间形成第二PN接面，所述第一N型半导体井层与所述第二P型半导体井层之间形成第三PN接面，且所述第一、第二、第三PN接面形成三个雪崩区。

3.根据权利要求2所述的单光子雪崩二极管，其特征在于，所述单光子雪崩二极管在所述二个阳极之间的收光区域为曝光区，所述曝光区涵盖所述三个雪崩区。

4.根据权利要求3所述的单光子雪崩二极管，其特征在于，在平行于所述第二P型半导体井层的方向上，所述曝光区的范围小于所述主动区的范围。

5.根据权利要求1所述的单光子雪崩二极管，其特征在于，所述P型外延层沿着所述第一N型半导体井层的侧边从所述第一P型半导体井层延伸至所述第二P型半导体井层。

6.根据权利要求5所述的单光子雪崩二极管，其特征在于，所述P型外延层沿着所述第一N型半导体井层的相对两侧边从所述第一P型半导体井层延伸至所述第二P型半导体井层。

7.根据权利要求1所述的单光子雪崩二极管，其特征在于，所述N型堆栈层环绕所述主动区。

8.根据权利要求1所述的单光子雪崩二极管，其特征在于，所述主动区还包括二个P型重掺杂层，分别连接所述二个阳极与所述第二P型半导体井层。

9.根据权利要求1所述的单光子雪崩二极管，其特征在于，所述N型堆栈层包括：

第二N型半导体井层，配置于所述N型半导体埋层上；以及

阴极，配置于所述第二N型半导体井层上。

10.根据权利要求9所述的单光子雪崩二极管，其特征在于，所述N型堆栈层还包括：

高电压N型半导体井层，配置于所述N型半导体埋层与所述第二N型半导体井层之间；以及

N型重掺杂层，配置于所述第二N型半导体井层与所述阴极之间。

11.根据权利要求1所述的单光子雪崩二极管，其特征在于，所述第一P型半导体井层的P型掺杂浓度是落在10¹⁷cm^-3至5×10¹⁸cm^-3的范围内，所述第一N型半导体井层的N型掺杂浓度是落在10¹⁷cm^-3至5×10¹⁸cm^-3的范围内，且所述第二P型半导体井层的P型掺杂浓度是落在10¹⁷cm^-3至5×10¹⁸cm^-3的范围内。

12.根据权利要求1所述的单光子雪崩二极管，其特征在于，所述第一P型半导体井层与所述第二P型半导体井层之间的间距是落在1微米至2微米的范围内。

13.根据权利要求1所述的单光子雪崩二极管，其特征在于，所述二个阳极分别配置于所述第二P型半导体井层上的相对两侧。