[发明专利]雪崩光电探测器、制作方法以及激光雷达系统在审

专利信息
申请号: 201811246844.9 申请日: 2018-10-24
公开(公告)号: CN109216495A 公开(公告)日: 2019-01-15
发明(设计)人: 邹颜;刘宏亮;杨彦伟;陆一锋 申请(专利权)人: 深圳市芯思杰智慧传感技术有限公司
主分类号: H01L31/107 分类号: H01L31/107;H01L31/0352;H01L31/18
代理公司: 深圳智汇远见知识产权代理有限公司 44481 代理人: 田俊峰
地址: 518000 广东省深圳市南*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 雪崩光电探测器 激光雷达系统 感光区域 探测距离 圆形区域 暗电流 响应度 制作
【权利要求书】:

1.一种用于激光雷达系统的雪崩光电探测器,其特征在于,所述雪崩光电探测器包括:

芯片衬底;

外延功能层,所述外延功能层设置在所述芯片衬底的一侧表面;所述外延功能层包括圆形感光区域,所述感光区域的直径范围为100μm~300μm;

第一电极,所述第一电极设置在所述外延功能层背离所述芯片衬底的一侧表面;

第二电极,所述第二电极设置在所述芯片衬底的另一侧表面。

2.根据权利要求1所述的雪崩光电探测器,其特征在于,所述外延功能层包括依次设置在所述芯片衬底上的缓冲层、吸收层、过渡层、场控层、顶层以及接触层;

其中,所述吸收层为InGaAs吸收层。

3.根据权利要求2所述的雪崩光电探测器,其特征在于,所述外延功能层具有Zn扩散区,所述Zn扩散区包括第一扩散区域以及包围所述第一扩散区域的第二扩散区域;

所述第一扩散区域的扩散深度为H1,所述扩散第二区域的扩散深度为H2,所述接触层的厚度为h1,所述顶层的厚度为h2,所述场控层的厚度为h3;

其中,h1<H1<h1+h2,h1+h2<H2<h1+h2+h3。

和/或,

所述吸收层的厚度小于3.5μm;

和/或,

所述芯片衬底为N型半绝缘InP衬底;所述缓冲层为InP缓冲层;过渡层为InGaAsP过渡层;所述场控层为InP场控层;所述顶层为InP顶层;所述接触层为InGaAsP接触层。

4.根据权利要求1所述的雪崩光电探测器,其特征在于,所述外延功能层背离所述芯片衬底的一侧表面设置有钝化膜,所述钝化膜包围所述感光区域,所述钝化膜与所述感光区域之间具有第一电极通孔,所述第一电极通过所述第一电极通孔与所述外延功能层电接触。

5.根据权利要求4所述的雪崩光电探测器,其特征在于,所述钝化膜包括层叠的氮化硅层与氧化硅层;

和/或,

所述感光区域表面覆盖有增透膜;

和/或,

所述感光区域的直径为200μm。

6.一种雪崩光电探测器的制作方法,其特征在于,所述制作方法包括:

提供一晶圆,所述晶圆包括多个芯片衬底,相邻所述芯片衬底之间具有切割沟道;

在所述晶圆的一侧表面形成外延功能层,每个所述芯片衬底对应的所述外延功能层均包括一圆形感光区域,所述感光区域的直径范围为100μm~300μm;

在所述外延功能层背离所述晶圆的一侧形成图案化的第一电极层,所述第一电极层包括与所述芯片衬底一一对应的第一电极;

在所述晶圆的另一侧形成第二电极层;

基于所述切割沟道分割所述晶圆,形成多个单粒的雪崩光电探测器;其中,切割后,所述第二电极层形成多个与所述芯片衬底一一对应的第二电极。

7.根据权利要求6所述的制作方法,其特征在于,所述在所述晶圆的一侧表面形成外延功能层包括:

依次在所述晶圆上生长缓冲层、吸收层、过渡层、场控层、顶层以及接触层;

其中,所述吸收层为InGaAs吸收层。

8.根据权利要求7所述的制作方法,其特征在于,所述外延功能层具有Zn扩散区,所述Zn扩散区包括第一扩散区域以及包围所述第一扩散区域的第二扩散区域,所述Zn扩散区的形成方法包括:

在所述接触层的表面形成钝化膜;

图案化所述钝化膜,形成第一环形区域,作为第一扩散窗口;每个芯片衬底对应的钝化膜均设置一所述第一环形区域;

基于所述第一扩散窗口进行第一次Zn扩散;

去除所述第一环形区域内的所述钝化膜,形成第二扩散窗口;

基于所述第一扩散窗口以及所述第二扩散窗口进行第二次Zn扩散,形成所述第一扩散区以及所述第二扩散区。

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