[发明专利]叉指状紫外增强型选择性硅光电二极管及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光电二极管，特别涉及一种叉指状紫外增强型选择性硅光电二极管及其制作方法。

背景技术

经过十来年的研究，紫外光电二极管在响应度、量子效率、集成度等方面的性能取得了明显的改善。其中最主要的三种是光电发射紫外光电二极管、宽能带间隙半导体紫外光电二极管和p-n结型紫外光电二极管。

光电发射紫外光电二极管价格昂贵，体积大而且容易碎，它们易疲劳和老化，使得它们的灵敏度降低，它们要避免高密度的辐射，储存时需放在阴暗处，而且需要外加很高的反偏电压，这些缺点使它们的应用受到了限制。

宽能带间隙半导体，如SiC，GaN，GaP，AlN，ZnS和钻石等，这些材料很难用于工艺过程，晶体质量也不如Si，价格昂贵，不稳定，并且不能与微电子工艺兼容。这些缺陷限制了它们的发展。

p-n结型紫外光电二极管目前主要包括条纹状光电二极管和紫外增强型光电二极管，由于这种光电二极管体积小，工艺过程简单，并且能与微电子工艺兼容，成为了目前光电二极管发展的主流。但由于p-n结型紫外光电二极管起步不久，目前提出的条纹状光电二极管和紫外增强型光电二极管在响应度和量子效率方面的性能还不够，影响了紫外探测器的性能。

发明内容

为了解决现有光电二极管存在的上述技术问题，本发明提供了一种高响应度、高选择性的叉指状紫外增强型选择性硅光电二极管及其制作方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：包括P型衬底，P型衬底上设有n阱，其特征在于：n阱上的感光窗口为叉指状结构，叉指状结构的掺杂类型为n型和p型相间。

上述的高速增强型紫外硅选择性雪崩光电二极管中，所述感光窗口为多个叉指状结构的阵列排布。

一种高速增强型紫外硅选择性雪崩光电二极管的制作方法，包括以下步骤：

1) 在P型硅衬底上注入一层n阱；

2) P型硅衬底上注入两个P⁺掺杂区；

3) 在n阱边缘注入两个N⁺掺杂区；

4) 在n阱上用叉指状掩膜版作为光刻掩膜版，光刻出叉指状窗口，进行硼离子注入，退火，激活硼离子，形成叉指状P⁺阳极；

5) 在叉指状P⁺阳极周围注入硼离子，形成p阱；

6) 在器件的上表面生长一层氧化层；

7）用叉指状掩膜版作为光刻掩膜版，光刻掉P⁺阳极上的氧化层；

8) 通过蒸发镀铝膜的方法在器件表面生成一层铝层；

9）用叉指状掩膜版作为光刻掩膜版，光刻掉P⁺阳极上的铝层，得到铝电极。

上述高速增强型紫外硅选择性雪崩光电二极管的制作方法中，所述步骤4)中用叉指状掩膜版制作多个叉指状结构的阵列排布，并形成形成叉指状P⁺阳极的阵列排布。

本发明的技术效果在于：1）本发明采用叉指结构的阵列排布，光电二极管的耗尽层面积增加，紫外光的吸收系数得到提高，响应度和量子效率得到改善。2）本发明中的叉指结构相邻P⁺掺杂区之间的距离较小，减小了载流子的扩散时间，提高了响应速度。

下面结合图对本发明作进一步的说明。

附图说明

附图1为本发明中叉指状结构的外观形状。

附图2为本发明中单个叉指状结构的剖视图。

附图3为本发明中叉指状结构的阵列排布。

附图4为本发明中制备n阱的结构图。

附图5为本发明中p衬底上制备P⁺阳极的结构图。

附图6为本发明中n阱上制备N⁺阴极的结构图。

附图7为本发明中n阱上制备P⁺阳极的结构图。

具体实施方式

参见图1，图1为本发明感光区中单个叉指状结构P⁺阳极结构图，图1中的感光区由相互交叉排列的P⁺掺杂区101，102，103，104，105和n阱106构成，本图中叉指状结构P⁺阳极所包含的叉指数可以包括更多或更少的叉指数。