[發(fā)明專(zhuān)利]臺(tái)面光電二極管及其制造方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010220526.2
• 申請(qǐng)日: 2010-06-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101989630A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 厚井大明;渡邊功;松本卓
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 瑞薩電子株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): H01L31/10
• 分類(lèi)號(hào): H01L31/10;H01L31/0352;H01L31/18;H01L31/107
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 孫志湧;穆德駿

1.一種臺(tái)面光電二極管，包括：

提供在半導(dǎo)體襯底上的堆疊結(jié)構(gòu)，通過(guò)按此順序堆疊并生長(zhǎng)由第一導(dǎo)電型的半導(dǎo)體制成的緩沖層，由第一導(dǎo)電型、第二導(dǎo)電型或者未摻雜型的半導(dǎo)體制成的蝕刻停止層，由第一導(dǎo)電型、第二導(dǎo)電型或者未摻雜型的半導(dǎo)體制成的光吸收層，以及第二導(dǎo)電型的半導(dǎo)體層形成所述堆疊結(jié)構(gòu)，

所述第二導(dǎo)電型的半導(dǎo)體層和所述光吸收層形成臺(tái)面，

所述臺(tái)面的側(cè)壁和所述臺(tái)面的上表面中的至少所述臺(tái)面的肩部部分被生長(zhǎng)在所述臺(tái)面的側(cè)壁和上表面上的第一導(dǎo)電型、第二導(dǎo)電型、半絕緣型或者未摻雜型的半導(dǎo)體層連續(xù)覆蓋，

通過(guò)所述半導(dǎo)體層由電介質(zhì)鈍化膜覆蓋所述臺(tái)面，以及

覆蓋所述臺(tái)面的側(cè)壁的所述半導(dǎo)體層的部分的層厚度D1等于或者大于850nm。

2.一種臺(tái)面光電二極管，包括：

提供在半導(dǎo)體襯底上的堆疊結(jié)構(gòu)，通過(guò)按此順序堆疊并生長(zhǎng)由第一導(dǎo)電型的半導(dǎo)體制成的緩沖層，由第一導(dǎo)電型、第二導(dǎo)電型或者未摻雜型的半導(dǎo)體制成的蝕刻停止層，由第一導(dǎo)電型、第二導(dǎo)電型或者未摻雜型的半導(dǎo)體制成的光吸收層，以及第二導(dǎo)電型的半導(dǎo)體層形成所述堆疊結(jié)構(gòu)，

所述第二導(dǎo)電型的半導(dǎo)體層和所述光吸收層形成臺(tái)面，

所述臺(tái)面的側(cè)壁和所述臺(tái)面的上表面中的至少所述臺(tái)面的肩部部分被生長(zhǎng)在所述臺(tái)面的側(cè)壁和上表面上的第一導(dǎo)電型、第二導(dǎo)電型、半絕緣型或者未摻雜型的半導(dǎo)體層連續(xù)覆蓋，

通過(guò)所述半導(dǎo)體層用電介質(zhì)鈍化膜覆蓋所述臺(tái)面，以及

覆蓋所述臺(tái)面的側(cè)壁的所述半導(dǎo)體層的部分的層厚度D1用下面的公式(1)表示：

D1≥1/2×(-2κε₀/q×(1/Nd+1/Na)×V)^1/2…………(1)

其中κ表示半導(dǎo)體的相對(duì)介電常數(shù)，ε₀表示真空的介電常數(shù)，q表示元電荷，Nd表示pn結(jié)的n型區(qū)域中的施主濃度，Na表示pn結(jié)的p型區(qū)域中的受主濃度，并且V表示反向偏壓。

3.根據(jù)權(quán)利要求1的臺(tái)面光電二極管，其中，

所述層厚度D1用下面的公式(1)表示：

D1≥1/2×(-2κε₀/q?×(1/Nd+1/Na)×V)^1/2…………(1)

其中κ表示半導(dǎo)體的相對(duì)介電常數(shù)，ε₀表示真空的介電常數(shù)，q表示元電荷，Nd表示pn結(jié)的n型區(qū)域中的施主濃度，Na表示pn結(jié)的p型區(qū)域中的受主濃度，并且V表示反向偏壓。

4.根據(jù)權(quán)利要求1的臺(tái)面光電二極管，其中，

覆蓋所述臺(tái)面的上表面的所述半導(dǎo)體層的部分的層厚度D2小于所述層厚度D1。

5.根據(jù)權(quán)利要求1的臺(tái)面光電二極管，其中所述層厚度D2等于或者大于500nm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1的臺(tái)面光電二極管，其中所述蝕刻停止層是第一導(dǎo)電型或者未摻雜型。

7.根據(jù)權(quán)利要求1的臺(tái)面光電二極管，其中

所述堆疊結(jié)構(gòu)還包括：由第一導(dǎo)電型或者未摻雜型的半導(dǎo)體制成的倍增層，所述倍增層堆疊并生長(zhǎng)在所述緩沖層上；以及由第二導(dǎo)電型的半導(dǎo)體層制成的場(chǎng)緩沖層，所述場(chǎng)緩沖層堆疊并生長(zhǎng)在所述倍增層上，

所述場(chǎng)緩沖層上的所述蝕刻停止層和所述光吸收層是第二導(dǎo)電型，以及

所述臺(tái)面光電二極管是臺(tái)面雪崩光電二極管。

8.一種用于制造臺(tái)面光電二極管的方法，包括：

通過(guò)按此順序堆疊并生長(zhǎng)由第一導(dǎo)電型的半導(dǎo)體制成的緩沖層，由第一導(dǎo)電型、第二導(dǎo)電型或者未摻雜型的半導(dǎo)體制成的蝕刻停止層，由第一導(dǎo)電型、第二導(dǎo)電型或者未摻雜型的半導(dǎo)體制成的光吸收層，以及第二導(dǎo)電型的半導(dǎo)體層，在半導(dǎo)體襯底上形成堆疊結(jié)構(gòu)；

將所述第二導(dǎo)電型的半導(dǎo)體層和所述光吸收層處理成臺(tái)面；

用生長(zhǎng)在所述臺(tái)面的側(cè)壁和上表面上的第一導(dǎo)電型、第二導(dǎo)電型、半絕緣型或者未摻雜型的半導(dǎo)體層連續(xù)覆蓋所述臺(tái)面的側(cè)壁和所述臺(tái)面上表面中的至少所述臺(tái)面的肩部部分；以及

通過(guò)所述半導(dǎo)體層用電介質(zhì)鈍化膜覆蓋所述臺(tái)面，

按此順序進(jìn)行所述形成堆疊結(jié)構(gòu)、所述處理、所述連續(xù)覆蓋側(cè)壁和肩部部分，以及所述覆蓋臺(tái)面，

所述連續(xù)覆蓋側(cè)壁和肩部部分包括以下述方式生長(zhǎng)所述半導(dǎo)體層，即使得覆蓋所述臺(tái)面的側(cè)壁的所述半導(dǎo)體層的部分的層厚度D1等于或大于850nm。