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[发明专利]一种单光子雪崩二极管及制作方法-CN202310321285.8有效
发明人：兰潇健;马四光;刘超晖;马静 -专利权人：季华实验室
申请日： 2023-03-29 - 公布日： 2023-06-09 - 主分类号： H01L31/107 文献下载
摘要：本公开涉及光电探测器件技术领域，尤其涉及一种单光子雪崩二极管及制作方法，单光子雪崩二极管包括：第一类型外延层、第二类型掺杂区以及第一类型埋层；第二类型掺杂区位于第一类型外延层内的顶部，第一类型埋层位于第二类型掺杂区的下方，第二类型掺杂区与第一类型埋层构成非平面PN结；第二类型掺杂区包括中部掺杂区和包裹中部掺杂区侧面和底面的周向掺杂区，中部掺杂区和周向掺杂区的掺杂浓度不同；其中，第一类型为P型和N型中的一种，第二类型为P型和N型中的另一种。本公开可以通过在制作过程中改变第一类型埋层的掺杂浓度实现击穿电压的可调控，进而可实现降低击穿电压，使得单光子雪崩二极管具有较高的光子探测效率。
一种光子雪崩二极管制作方法

[发明专利]一种聚苯乙烯微球膜及其制备方法和应用-CN202211421282.3在审
发明人： 刘超晖;马静;马四光;刘冰 -专利权人：季华实验室
申请日： 2022-11-14 - 公布日： 2023-04-04 - 主分类号： C04B41/83 文献下载
摘要：本公开涉及一种聚苯乙烯微球膜及其制备方法和应用，所述聚苯乙烯微球膜包括聚苯乙烯单层膜以及位于聚苯乙烯单层膜一侧的基底，所述制备方法包括如下步骤：(1)将表面带有水膜的基底与表面带有表面活性剂膜的溶剂水形成接触面，所述基底与水面呈倾斜设置；(2)在基底表面未接触溶剂水的地方滴加含有聚苯乙烯微球的溶液，然后静置；(3)取出基底并干燥，得到所述聚苯乙烯微球膜。本公开提供的聚苯乙烯微球膜的制备方法，通过调整亲水基底的倾斜角度，能够提高聚苯乙烯微球在基底上的成膜质量，制备得到大面积密集排布的聚苯乙烯微球单层膜，突破了传统打捞法的局限性，定制了一个可量化的制备聚苯乙烯微球单层膜的标准，具有可重复性。
一种聚苯乙烯微球膜及其制备方法应用

[发明专利]单光子雪崩二极管、光电探测器阵列及图像传感器-CN202211265950.8在审
发明人： 刘超晖;兰潇健;马四光;马静;肖鹏 -专利权人：季华实验室
申请日： 2022-10-17 - 公布日： 2023-01-10 - 主分类号： H01L31/107 文献下载
摘要：本公开涉及一种单光子雪崩二极管、光电探测器阵列及图像传感器。该单光子雪崩二极管包括衬底；所述衬底上依次层叠设置有反射装置、半导体器件和微透镜；在垂直于所述衬底的方向上，所述反射装置包括内凹的弧形反射结构；所述内凹的弧形反射结构的弧度范围为5度‑60度。本公开提供的技术方案，反射装置包括内凹的弧形反射结构，该弧形反射结构能够将到达反射装置的光反射回去，使得红外光再次返回至半导体器件，被半导体器件二次吸收，从而提高探测灵敏度。同时，内凹的弧形反射结构可以起到聚光的作用，以避免反射光照入相邻的单光子雪崩二极管中而引起光学串扰问题，进而可以提高单光子雪崩二极管的探测精度。
光子雪崩二极管光电探测器阵列图像传感器

[发明专利]一种单光子雪崩二极管及其制备方法-CN202211481931.9在审
发明人：马静;刘超晖;兰潇健;马四光 -专利权人：季华实验室
申请日： 2022-11-24 - 公布日： 2022-12-27 - 主分类号： H01L31/107 文献下载
摘要：本公开涉及一种单光子雪崩二极管及其制备方法，该单光子雪崩二极管包括：衬底层、器件层以及非周期性光栅；器件层内嵌于衬底层内，非周期性光栅设置于器件层未被衬底层包覆的表面；非周期性光栅用于使入射的光线发生衍射和共振耦合；器件层用于将入射光信号进行光电响应生成电信号。由此，通过设置衬底层、器件层以及非周期性光栅，形成具有非周期性光栅的单光子雪崩二极管，基于非周期性光栅对入射的光线的衍射和共振耦合作用，将光耦合到器件层提升了光子吸收效率，增强了光吸收效果，利于单光子雪崩二极管实现高灵敏度的光电探测。
一种光子雪崩二极管及其制备方法

[发明专利]双结型单光子雪崩二极管、光电探测器阵列-CN202211264140.0有效
发明人：兰潇健;马四光;马静;刘超晖 -专利权人：季华实验室
申请日： 2022-10-17 - 公布日： 2022-12-20 - 主分类号： H01L31/107 文献下载
摘要：本公开涉及以雪崩模式工作的势垒技术领域，尤其涉及一种双结型单光子雪崩二极管、光电探测器阵列。双结型单光子雪崩二极管，所述双结型单光子雪崩二极管包括：设置在不同深度的第一雪崩结构和第二雪崩结构，所述第一雪崩结构和第二雪崩结构分别包括单独的耗尽层；各个耗尽层周边还单独设置有保护环结构，各个所述保护环结构的掺杂浓度使得第一雪崩结构和第二雪崩结构之间的电流密度增加幅度在第一预设阈值之内。本公开提供的单光子雪崩二极管能够避免两个雪崩结构之间电流密度增加的幅度超过第一预设阈值，减少了雪崩结构因为电流密度突然增大导致边缘击穿的概率，能够使得双结型单光子雪崩二极管的使用寿命增加和损耗率降低。
双结型单光子雪崩二极管光电探测器阵列

[发明专利]一种陷光结构的制备方法及陷光结构-CN202211315164.4在审
发明人： 刘超晖;马静;马四光;刘冰;肖鹏 -专利权人：季华实验室
申请日： 2022-10-26 - 公布日： 2022-11-22 - 主分类号： H01L31/18 文献下载
摘要：本公开涉及一种陷光结构的制备方法及陷光结构，涉及半导体技术领域。陷光结构的制备方法包括：在基底上形成陷光结构窗口限定层；在所述陷光结构窗口限定层上形成聚合物微球层掩膜；通过所述聚合物微球层掩膜刻蚀所述陷光结构窗口限定层形成陷光结构窗口掩膜；去除所述聚合物微球层掩膜后，在未覆盖有所述陷光结构窗口掩膜的区域形成氧化层掩膜；去除所述陷光结构窗口掩膜后，通过所述氧化层掩膜刻蚀所述基底形成陷光结构；去除所述氧化层掩膜。本公开在制作陷光结构的过程中不需要使用光刻技术，制作成本低，可以满足多种精度要求，可实现陷光结构大规模可重复性制备。
一种结构制备方法

[发明专利]一种脉冲调控电路-CN202210241206.8在审
发明人：唐嘉铭;颜林;马四光;袁峰;肖鹏;刘超晖 -专利权人：季华实验室
申请日： 2022-03-11 - 公布日： 2022-06-10 - 主分类号： H03K5/04 文献下载
摘要：本申请涉及一种脉冲调控电路，包括第一级电路、第二级电路、第三级电路和脉宽监控电路；所述第一级电路、所述第二级电路和所述第三级电路依次串联连接；所述第一级电路用于将具有预设斜率的上升沿信号转化为第一脉冲信号输送至所述第二级电路；所述第二级电路用于通过调节所述第一脉冲信号的脉宽对所述第三级电路输出端的第二脉冲信号进行变窄处理；所述第二脉冲信号的脉宽小于所述第一脉冲信号的脉宽；所述脉宽监控电路用于监控所述第一脉冲信号的脉宽。本申请实施例提供的脉冲调控电路，使用三级电路，同时实现窄脉宽输出和脉宽监控。
一种脉冲调控电路

[发明专利]一种单光子雪崩二极管性能参数的计算方法-CN202210071445.3在审
发明人：何蕤;兰潇健;刘超晖;马四光 -专利权人：季华实验室
申请日： 2022-01-21 - 公布日： 2022-05-13 - 主分类号： G06F30/367 文献下载
摘要：本申请涉及一种单光子雪崩二极管性能参数的计算方法，该方法包括：建立单光子雪崩二极管仿真模型进行仿真计算；基于所述仿真计算的结果，得出沿着所述单光子雪崩二极管长度方向上不同位置的性能参数值；所述性能参数值包括光子探测效率和/或暗计数；对所述单光子雪崩二极管不同位置的所述性能参数值进行线积分计算；确定线积分计算结果为所述单光子雪崩二极管的性能参数值。本申请提供的一种单光子雪崩二极管性能参数的计算方法，能够更好的反映SPAD横向不同长度部位的光子探测效率和/或暗计数的分布，并且能够获得符合实际的光子探测效率和/或暗计数。
一种光子雪崩二极管性能参数计算方法

[发明专利]一种硅光电倍增管及其制备方法-CN202210063992.7在审
发明人： 刘超晖;马静;兰潇健;马四光 -专利权人：季华实验室
申请日： 2022-01-20 - 公布日： 2022-05-13 - 主分类号： H01L31/0216 文献下载
摘要：本公开涉及一种硅光电倍增管及其制备方法，硅光电倍增管包括微单元，其中微单元包括：雪崩光电二极管，包括光敏区；垫高层，设置于所述雪崩光电二极管用于接收入射光线的一侧；微透镜，设置于所述垫高层背离所述雪崩光电二极管的一侧；其中，所述垫高层用于调整所述微透镜与所述雪崩光电二极管之间的间距，所述微透镜用于将入射光线聚焦至所述光敏区。本公开使用垫高层垫高微透镜，从而使经过微透镜发生折射的入射光线的光程增加，使原本不能射入光敏区的入射光线也能射入光敏区，提高了聚焦至光敏区的入射光强度。
一种光电倍增管及其制备方法

[发明专利]单光子雪崩二极管和光电探测器阵列-CN202111509995.0在审
发明人：马静;兰潇健;刘超晖;马四光 -专利权人：季华实验室
申请日： 2021-12-10 - 公布日： 2022-03-18 - 主分类号： H01L31/107 文献下载
摘要：本公开涉及单光子雪崩二极管和光电探测器阵列，该单光子雪崩二极管包括：非平面PN结；所述非平面PN结由第一类型外延层和第二类型掺杂区衔接而成；所述第一类型外延层和所述第二类型掺杂区的衔接面为非平面；其中，所述第一类型和所述第二类型分别为P型和N型中的一种。由此，通过设置单光子雪崩二极管包括非平面PN结的结构，可利用该非平面PN结增大单光子雪崩二极管的光敏区的面积，使光致电子空穴对发生雪崩击穿概率增大，光子探测效率提高；同时，利用非平面结构能够实现对多个不同角度的入射光子的吸收，也能够增大单光子雪崩二极管的光子探测效率。
光子雪崩二极管光电探测器阵列

[发明专利]单光子雪崩二极管和光电探测器阵列-CN202111386184.6在审
发明人：兰潇健;马静;刘超晖;马四光 -专利权人：季华实验室
申请日： 2021-11-22 - 公布日： 2022-02-25 - 主分类号： H01L31/0352 文献下载
摘要：本公开涉及单光子雪崩二极管和光电探测器阵列。该单光子雪崩二极管包括：第一类型衬底；第二类型外延层，设置于第一类型衬底的一侧；在第二类型外延层的背离第一类型衬底的一侧形成凹坑，在凹坑内、沿第一类型衬底指向第二类型外延层的方向依次设置的第一类型轻掺杂层、第一类型掺杂层和第一类型重掺杂层；第二类型重掺杂埋层，设置在凹坑底部中心位置处，且位于第一类型轻掺杂层与第二类型外延层的交界凹陷内；其中，位于第二类型重掺杂层环周的第一类型轻掺杂层形成保护环；其中，第一类型和第二类型分别为电子型和空穴型中的一种。由此，通过设置保护环围绕掺杂层的环周设置，能够降低击穿概率，提升填充因子，以提高探测效率。
光子雪崩二极管光电探测器阵列

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