[實用新型]一種硅雪崩光電二極管組件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520887291.0
• 申請日: 2015-11-09
• 公開（公告）號: CN205092256U
• 公開（公告）日: 2016-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂志勤;呂強;黃臻
• 申請（專利權(quán)）人: 中蕊（武漢）光電科技有限公司
• 主分類號: H01L31/107
• 分類號: H01L31/107;H01L31/028;H01L31/02;H01L31/0232
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 龐紅芳

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及紫外探測器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及硅探測器所用的硅雪崩光電二極管技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種硅雪崩光電二極管組件。

背景技術(shù)

在電磁輻射譜中，波長在400nm-780nm的屬于可見光，波長在10nm-400nm之間的電磁波為紫外光。其中，400nm-300nm為NUV(近)紫外線，300nm-200nm為MUV(中)紫外線,200nm-122nm為FUV(遠)紫外線。紫外探測器件在軍事與民用中有廣泛的應用，例如，它可以用于火焰探測、導彈預警制導、光電對抗、戰(zhàn)場生化試劑探測、生物醫(yī)學分析、環(huán)境污染檢測、海上油監(jiān)、臭氧監(jiān)測、航天深空探測、紫外保密通信和紫外天文學中。

當今已投入應用的比較常見的紫外探測器有光電倍增管和硅基紫外光電管。光電倍增管器件雖然探測靈敏度高，但是其量子效率低、體積龐大、工作電壓高、容易破碎損壞。氮化鎵、碳化硅等寬帶隙半導體材料雖然也可以制作紫外探測器，但是制作所用的原材料價格較貴，而且制作工藝技術(shù)目前還不是很成熟。相比而言，硅材料價格便宜，硅基探測器件制作工藝也很成熟。無論是硅光電二極管、硅PIN探測器、還是硅雪崩光電二極管的制作技術(shù)都非常成熟，相應產(chǎn)品已經(jīng)被廣泛應用在軍事與民用領(lǐng)域。特別是硅雪崩光電二極管由于具有雪崩效應提供的內(nèi)部增益，可以將光生電流放大幾十、上百、甚至成千上萬倍，因而可以探測非常微弱的光信號。但是，硅的禁帶寬度較小(常溫下為1.1電子伏特)，它適于探測的光波長主要位于可見光波段。不僅進入探測器的紫外光會產(chǎn)生光電流，而且進入硅探測器的可見光也會產(chǎn)生光電流，這對紫外光的探測形成一種嚴重的干擾，也會導致探測器的紫外/可見光識別比大幅降低，不利于器件對紫外波段光的準確探測。為了解決這個問題，通常需要在硅探測器前端加上復雜的、價格昂貴的濾光系統(tǒng)，或者采用淺結(jié)結(jié)構(gòu)和表面雜質(zhì)濃度很低的所謂硅紫外增強型探測器，但是這類器件的制作工藝要求很高。

實用新型內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型的目的在于提供一種硅雪崩光電二極管組件，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中硅探測器容易受可見光干擾的技術(shù)問題。

為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實用新型提供一種硅雪崩光電二極管組件，所述硅雪崩光電二極管組件包括：硅雪崩光電二極管和距離所述硅雪崩光電二極管的襯底至少3倍光波波長處的超材料以使入射光通過所述超材料之后再進入硅雪崩光電二極管，所述超材料的電磁共振波長位于400nm-780nm之間。

優(yōu)選地，所述超材料是由制作在玻璃基板上的金屬層與介質(zhì)層交替排列所形成的周期性多層結(jié)構(gòu)組成。

優(yōu)選地，所述超材料的周期性多層結(jié)構(gòu)的層數(shù)在3層或3層以上。

優(yōu)選地，所述金屬層為銀層。

優(yōu)選地，所述介質(zhì)層可為氮化硅層、二氧化鈦層、三氧化二鋁層或二氧化硅層。

如上所述，本實用新型的一種硅雪崩光電二極管組件，具有以下有益效果：

本實用新型無需使用昂貴的濾波器，也無需使用目前制作工藝技術(shù)還不成熟的氮化鎵以及鋁鎵氮探測器。它采用了制作工藝成熟和低成本的硅探測器件，借助超材料對可見光的強烈電磁共振吸收作用，將可見光阻擋在硅雪崩光電二極管之外，從而減小可見光對紫外探測的干擾，實現(xiàn)具有較高紫外/可見光識別比的紫外探測。

附圖說明

圖1顯示為本實用新型的一種硅雪崩光電二極管組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2顯示為本實用新型實施例中所述超材料的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3顯示為本實用新型實施例中所述超材料的透射光譜分析圖。

元件標號說明

1硅雪崩光電二極管

2超材料

21玻璃基板

22金屬層

23氮化硅層

3入射光

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本實用新型的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實用新型的其他優(yōu)點與功效。本實用新型還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本實用新型的精神下進行各種修飾或改變。

本實用新型的目的在于提供一種硅雪崩光電二極管組件，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中硅探測器容易受可見光干擾的技術(shù)問題。以下將詳細闡述本實用新型的一種硅雪崩光電二極管組件的原理及實施方式，使本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要創(chuàng)造性勞動即可理解本實用新型的一種硅雪崩光電二極管組件。

本實施例提供一種硅雪崩光電二極管組件，如圖1所示，所述硅雪崩光電二極管組件包括：