[发明专利]光电探测装置

说明书

本发明提供了一种光电探测装置，包括衬底、包括光吸收结构的像元结构以及聚光结构。所述衬底的背面设置有所述聚光结构，所述聚光结构能够会聚所接收到的特定波长范围的光，使所接收到的特定波长范围的光经所述聚光结构作用后形成会聚光路，且所述衬底和设置于所述衬底正面的所述光吸收结构设置于所述会聚光路，使得无需占用所述衬底正面的像元结构面积就能够通过所述聚光结构进一步增加所述光吸收结构所接收到的能量，有利于提高检测灵敏度。

技术领域

本发明涉及半导体器件制造技术领域，尤其涉及光电探测装置。

背景技术

现有技术的光电探测器，例如红外探测器通常在衬底正面通过制作微桥结构来吸收入射的红外信号，并构成像素单元。由于微桥结构表面包括有效红外吸收区域，该区域面积小于一个像素单元的面积，这样大量入射信号无法被像素单元吸收而损失，导致产品性能下降。

因此，有必要开发一种新型的光电探测装置以解决现有技术存在的上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光电探测装置，以利于提高灵敏度。

为实现上述目的，本发明的所述光电探测装置包括：

衬底，允许特定波长范围的光透过；

像元结构，设置于所述衬底的正面，所述像元结构和所述衬底围成第一空腔结构，所述像元结构包括光吸收结构，以吸收所接收到的特定波长范围的光；

聚光结构，设置于所述衬底的背面，所述聚光结构会聚所接收到的特定波长范围的光，使所接收到的特定波长范围的光经所述聚光结构作用后形成会聚光路；

所述衬底和所述光吸收结构设置于所述会聚光路。

本发明的所述光电探测装置的有益效果在于：所述衬底的背面设置有所述聚光结构，所述聚光结构能够会聚所接收到的特定波长范围的光，使所接收到的特定波长范围的光经所述聚光结构作用后形成会聚光路，且所述衬底和设置于所述衬底正面的所述光吸收结构设置于所述会聚光路，使得无需占用所述衬底正面的像元结构面积就能够通过所述聚光结构进一步增加所述光吸收结构所接收到的能量，有利于提高检测灵敏度。

优选的，所述聚光结构包括背部受光面，以会聚所接收到的特定波长范围的光，所述背部受光面自所述衬底的背面露出，并朝向远离所述衬底背面的方向凸起。其有益效果在于：增加所述光吸收结构所接收到的能量，提高检测灵敏度。

进一步优选的，所述背部受光面的面积与所述像元结构的顶面面积相当。

进一步优选的，所述衬底的背面设有凹槽结构，所述聚光结构中除所述背部受光面外的其他表面为非受光面，所述非受光面与所述凹槽结构的内壁相接。

进一步优选的，所述凹槽结构的内侧壁倾斜于所述衬底，并沿远离所述衬底背面的方向扩张。

进一步优选的，还包括内反射结构，所述内反射结构设置于所述凹槽结构侧壁和所述聚光结构之间，以朝向所述光吸收结构的方向反射所接收到的特定波长范围的光。

进一步优选的，所述内反射结构、所述衬底和所述聚光结构具有不同的光学特性参数。

进一步优选的，所述背部受光面包括弧形凸面。

进一步优选的，所述背部受光面还包括若干环形凸面，所述若干环形凸面围绕所述弧形凸面顺次相接，所述若干环形凸面和所述弧形凹面将所接收到的特定波长范围的光朝向同一区域会聚。

进一步优选的，不同所述环形凸面的凸面顶端距离所述聚光结构顶面的垂直距离不同，每个所述环形凸面朝向所述弧形凸面中部收敛。

优选的，所述像元结构的数目和所述聚光结构的数目均至少为2，所述衬底与至少2个所述像元结构围成至少2个所述第一空腔结构。