[实用新型]光电二极管结构有效

专利信息
申请号: 201520549787.7 申请日: 2015-07-27
公开(公告)号: CN204809232U 公开(公告)日: 2015-11-25
发明(设计)人: 林钦茂;张钧杰;吴声桢 申请(专利权)人: 友达光电股份有限公司
主分类号: H01L31/0352 分类号: H01L31/0352;H01L31/105
代理公司: 隆天知识产权代理有限公司 72003 代理人: 李昕巍;赵根喜
地址: 中国台*** 国省代码: 中国台湾;71
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摘要:
搜索关键词: 光电二极管 结构
【说明书】:

技术领域

实用新型涉及一种光电二极管结构

背景技术

光电二极管(Photodiode)是一种能够将光根据使用方式,转换成电流或者电压信号的光探测器。常见的传统太阳能电池就是通过大面积的光电二极管来产生电能。光电二极管与常规的半导体二极管基本相似,只是光电二极管可以直接暴露在光源附近或通过透明小窗、光导纤维封装,来允许光到达这种器件的光敏感区域来检测光信号。许多用来设计光电二极管的使用PIN结构(即n型半导体层、本征半导体层以及p型半导体层的堆迭结构),而不是一般的PN接面,来增加器件对信号的响应速度。光电二极管常常被设计为工作在逆向偏压状态。

当光电二极管在工作状态时,若有一个具有充足能量的光子冲击到光电二极管上,它将激发一个电子,从而产生自由电子(同时有一个带正电的电洞)。这样的机制也被称作是内光电效应。如果光子的吸收发生在PIN结构的空乏层,则该区域的内电场将会消除其间的屏障,使得电洞能够向着阳极的方向运动,电子向着阴极的方向运动,于是光电流就产生了。由于实际测量到的光电流是漏电流(即光电二极管在工作状态且未受光照时所产生的电流)和光照产生电流的总合,因此漏电流必须被最小化来提高器件对光的灵敏度。

实用新型内容

本实用新型提供一种光电二极管结构,用以降低光电二极管结构在操作时会产生的漏电流。

根据本实用新型一实施方式,一种光电二极管结构,包含第一半导体层、第二半导体层以及第三半导体层。第二半导体层设置于第一半导体层上,其中第二半导体层具有侧壁,侧壁具有上部、下部以及连接上部与下部的中央部,中央部的侧壁轮廓实质上形成一平面。第三半导体层设置于第二半导体层上,其中中央部向上延伸的延伸平面会将第三半导体层区分为第一本体与第一突出部,第一突出部自延伸平面向相对于第一本体的外侧延伸。

于本实用新型的一个或多个实施方式中,第一半导体层为n型半导体层。

于本实用新型的一个或多个实施方式中,第二半导体层为本征半导体层。

于本实用新型的一个或多个实施方式中,第三半导体层为p型半导体层。

于本实用新型的一个或多个实施方式中,第一半导体层的厚度为约200~500埃

于本实用新型的一个或多个实施方式中,第二半导体层的厚度为约10000~15000埃

于本实用新型的一个或多个实施方式中,第三半导体层的厚度为约200~800埃

于本实用新型的一个或多个实施方式中,第一本体具有第一顶面,第一突出部具有第二顶面,第一顶面与第二顶面邻接。

于本实用新型的一个或多个实施方式中,第二顶面自延伸平面向相对于第一顶面的外侧延伸约100~500埃

于本实用新型的一个或多个实施方式中,第一突出部自延伸平面向相对于第一本体的外侧延伸的距离,实质上随其高度增加而递增。

于本实用新型的一个或多个实施方式中,中央部向上延伸的延伸平面会将第二半导体层区分为第二本体与第二突出部,第二突出部自延伸平面向相对于第二本体的外侧延伸,且第一突出部沿着延伸平面连接第二突出部。

于本实用新型的一个或多个实施方式中,第二突出部自延伸平面向相对于第二本体的外侧延伸的距离,较第一突出部自延伸平面向相对于第一本体的外侧延伸的距离小。

于本实用新型的一或多个实施方式中,第二突出部自延伸平面向相对于第二本体的外侧延伸的距离,实质上随其高度增加而递增。

本实用新型上述实施方式通过让第一突出部微幅凸出于第一本体,并形成一个鸟嘴结构,因此在形成光电二极管结构的反应式离子蚀刻工艺中,第一突出部将可以阻挡可能会直接撞击到光电二极管结构的侧壁的电浆离子。于是,光电二极管结构的侧壁结构将不会被破坏,进而大幅度降低光电二极管结构在操作时会产生的漏电流。

附图说明

图1绘示本实用新型一实施方式的光电二极管结构的剖面示意图。

图2绘示本实用新型一实施例的光电二极管结构与传统的光电二极管结构的漏电流强度-时间图。

图3绘示本实用新型不同实施例的光电二极管结构与传统的光电二极管结构的漏电流强度图。

其中,附图标记说明如下:

100:光电二极管结构

120:第一半导体层

130:第二半导体层

131:上部

132:中央部

133:下部

134:第二本体

135:第二突出部

140:第三半导体层

141:第一本体

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