[发明专利]一种近红外宽光谱的CMOS单光子雪崩二极管探测器及其制作方法

摘要

本发明公开了一种近红外宽光谱的CMOS单光子雪崩二极管探测器，包括同轴设置的呈圆柱形的P型衬底、P外延区、深N阱区、中心N阱区、N+区以及圆环形的第一P阱区、侧N阱区、第二P阱区和P+区。本发明提出的SPAD探测器在深N阱与P‑外延层之间形成深的主雪崩区，可探测近红外短波光子；同时深N阱内部有两个浅的次雪崩环区，可探测短波光子，从而实现从蓝光到近红外短波的宽光谱光子探测。本发明可在标准CMOS工艺制作，具有集成度高、功耗低、抗干扰能力强等优点。

主权项

1.一种近红外宽光谱的CMOS单光子雪崩二极管探测器，其特征在于：包括同轴设置的呈圆柱形的P型衬底、P外延区、深N阱区、中心N阱区、N+区以及圆环形的第一P阱区、侧N阱区、第二P阱区和P+区；所述P‑外延层区设置在所述P型衬底的上方，在所述P型衬底与所述P‑外延层区之间的中间设置有P+埋层区；所述深N阱区设置在所述P‑外延层的中间位置位于所述P+埋层区上端，所述深N阱区与所述P+埋层区之间设有间隙；所述中心N阱区设置在所述深N阱区上部中间位置，所述第一P阱区设置在所述中心N阱区外侧，所述侧N阱区设置在所述第一P阱区外侧，所述侧N阱区的外径小于所述深N阱区的直径，所述侧N阱区、第一P阱区和中心N阱区的上下端面平齐；在所述深N阱区表面设置有N+区，所述N+区的下端面与所述侧N阱区、第一P阱区、中心N阱区均接触，所述N+区的直径大于所述深N阱区的直径；在所述P‑外延层上部位于所述深N阱区外侧设置有第二P阱区，在所述第二P阱区表面设置有P+区，所述第二P阱区的上端面与所述N阱区的上端面平齐，所述P+区的上端面与所述N+区的上端面平齐；在所述P+区内外侧上均设置有浅沟槽隔离区，所述浅沟槽隔离区的上端面与所述P+区的上端面平齐，所述浅沟槽隔离区的下端面深于所述P+区的下端面；在所述P+区上端引出阳极，在所述P阱区的上端引出阴极。