[发明专利]红外增强型硅基光电探测器

说明书

本申请提供了一种红外增强型硅基光电探测器，涉及硅基光电探测器技术领域，所述红外增强型硅基光电探测器包括：正面减反射膜、pn结、正面金属电极、背面全反射结构、背面反射层和背面金属电极。解决了红外光不易吸收引起的硅基光电探测器响应低的难题，达到了可以增强红外波长的光学吸收的效果。

技术领域

本发明涉及红外增强型硅基光电探测器，属于硅基光电探测器技术领域。

背景技术

光电探测器是一种将光信号转化为电信号的探测器件，被广泛的应用于光纤通讯系统、成像系统等领域。目前硅基光电探测器的探测波长范围为400 nm~1000 nm，主要是因为硅材料的带隙在1.12 eV，波长大于1000 nm的很难被硅所吸收，从而导致硅基光电探测器很难在大于1000nm处实现较好的光电转换。InGaAs常被用于红外的光电探测器，但是InGaAs具有材料价值昂贵、热机械性能差、晶体质量差且不易与现有微电子工艺兼容等缺点，因此对于红外硅基光电探测器的研究一直是光电探测器的研究热点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种红外增强型硅基光电探测器，用于解决现有技术中存在的问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

根据第一方面，本发明实施例提供了一种红外增强型硅基光电探测器，所述红外增强型硅基光电探测器包括：正面减反射膜、pn结、正面金属电极、背面全反射结构、背面反射层和背面金属电极。

可选的，所述的背面全反射结构包含有第一倾斜面和第二倾斜面，所述第一倾斜面和所述第二倾斜面为平面、上凸和/或下凹的表面。

可选的，所述第一倾斜面与水平面的夹角为9°~40°，所述第二倾斜面与水平面的夹角为45°~90°。

可选的，所述第一倾斜面与水平面的夹角为15°~35°，所述第二倾斜面与水平面的夹角为65°~85°。

可选的，所述第一倾斜面与水平面的夹角为9°~15°，所述第二倾斜面与水平面的夹角为45°~90°。

可选的，所述背面反射层和背面金属电极为同一层。

可选的，所述背面反射层为氧化硅、氮化硅、氧化钛、氧化铝和氧化铪中的一种或多种的叠层结构。

可选的，所述背面反射层为两种不同介质层进行堆叠组成的布拉格光栅结构。

可选的，所述布拉格光栅中两种介质材料叠层的层数大于等于5层。

可选的，所述背面反射层和背面全反射结构结合被用于包括雪崩光电二极管、光电二极管、光电三极管或者太阳能电池的光电器件中。

红外增强型硅基光电探测器通过在硅片背面采用反射层和全反射结构，从而改变光线的传播行径，使得背面的反射光线传播到正面时发生全反射，同时全反射的光线到达背面后仍能够发生全反射，最终实现光线完全困在硅片内部，直到光的能量被硅所吸收。解决了红外光不易吸收引起的硅基光电探测器响应低的难题，达到了可以增强红外波长的光学吸收的效果。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本发明的红外增强型硅基光电探测器示意图；

图2为实施例1的红外增强型硅基光电探测器的吸收率结果；

图3为光线传播示意图；

图4为对比例1的硅基光电探测器示意图；

图5为对比例1~3的硅基光电探测器的吸收率结果；

图6为实施例2~3的硅基光电探测器的吸收率结果；

图7为实施例4的硅基光电探测器的吸收率结果；