[發明專利]新型異質結雪崩光電二極管

在審

• 申請號: 201810100176.2
• 申請日: 2018-02-01
• 公開（公告）號: CN108110081A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 石拓
• 申請（專利權）人: 北京一徑科技有限公司
• 主分類號: H01L31/107
• 分類號: H01L31/107;H01L31/109;H01L31/0352
• 代理公司: 北京京萬通知識產權代理有限公司 11440
• 代理人: 許天易

1.新型異質結雪崩光電二極管，其特征在于，從下至上依次包括襯底、第一外延層、第二外延層、第三外延層和第四外延層，所述第四外延層通過異質外延生長形成于所述第三外延層之上；

所述第一外延層上形成有第一摻雜區，所述第一摻雜區包含第一摻雜類型摻雜；

所述第一外延層上形成有第一電極接觸區，所述第一電極接觸區包含第一摻雜類型摻雜；

所述第二外延層上形成有第二摻雜區，所述第二摻雜區包含第一摻雜類型摻雜；

所述第三外延層頂部區域形成有制作有圖形的防電場穿透保護層，所述制作有圖形的防電場穿透保護層包含有第一摻雜劑量的第二摻雜類型摻雜；

所述第三外延層頂部區域形成有電場穿透通孔陣列區，所述電場穿透通孔陣列區包含有第二摻雜劑量的第二摻雜類型摻雜；

所述第四外延層上形成有第二電極接觸區，所述第二電極接觸區包含第二摻雜類型摻雜。

2.根據權利要求1所述的新型異質結雪崩光電二極管，其特征在于，所述制作有圖形的防電場穿透保護層通過離子注入或擴散工藝形成于所述第三外延層頂部區域；

所述電場穿透通孔陣列區通過離子注入或擴散等工藝形成于所述第三外延層頂部區域。

3.根據權利要求1所述的新型異質結雪崩光電二極管，其特征在于，所述第二外延層未摻雜、非故意摻雜或低濃度摻雜，其背景摻雜濃度低于5E15cm-3；

所述第三外延層未摻雜、非故意摻雜或低濃度摻雜，其背景摻雜濃度低于5E15cm-3。

4.根據權利要求1所述的新型異質結雪崩光電二極管，其特征在于，所述襯底為硅襯底、絕緣體上硅襯底、砷化鎵襯底、磷化銦稱帝、石英襯底、碳化硅襯底和藍寶石中的一種。

5.根據權利要求1所述的新型異質結雪崩光電二極管，其特征在于，所述第一外延層、第二外延層和第三外延層均包含第一半導體材料，所述第一半導體材料是硅、磷化銦、砷化鎵、氮化鋁和氮化鎵中的一種；

所述第四層外延層包含第二半導體材料，所述第二半導體材料是鍺、鍺硅、銦鎵砷、銦鎵砷磷、銦鎵鋁砷和銦鎵氮中的一種。

6.根據權利要求1所述的新型異質結雪崩光電二極管，其特征在于，所述電場穿透通孔陣列區的所述第二摻雜劑量低于所述制作有圖形的防電場穿透保護層的所述第一摻雜劑量。

7.根據權利要求1所述的新型異質結雪崩光電二極管，其特征在于，所述電場穿透通孔陣列區被所述制作有圖形的防電場穿透保護層所包圍。

8.根據權利要求1所述的新型異質結雪崩光電二極管，其特征在于，所述電場穿透通孔陣列區為均勻分布或非均勻分布；

所述第一摻雜類型為N型摻雜，所述第二摻雜類型為P型摻雜。

9.新型異質結雪崩光電二極管，其特征在于，包括絕緣體上硅襯底，所述絕緣體上硅襯底頂部設有硅第一外延層，通過離子注入在所述硅第一外延層中形成N+型第一摻雜區，再通過離子注入在所述N+型第一摻雜區中形成N++型摻雜區，所述N++型摻雜區用于制作N型第一電極接觸區；

通過外延生長在所述硅第一外延層上方形成本征薄膜硅第二外延層；

通過離子注入在所述本征薄膜硅第二外延層上形成N+型第二摻雜區；

通過外延生長在所述本征薄膜硅第二外延層上形成本征薄膜硅第三外延層；

通過離子注入在所述本征薄膜硅第三外延層頂部形成P型摻雜的所述制作有圖形的防電場穿透保護層，通過離子注入在所述制作有圖形的防電場穿透保護層上形成P型摻雜的所述電場穿透通孔陣列區，所述制作有圖形的防電場穿透保護層的摻雜濃度高于所述電場穿透通孔陣列區的摻雜濃度；

通過選擇性外延生長在所述本征薄膜硅第三外延層上形成鍺薄膜第四外延層；

通過離子注入在所述鍺薄膜第四外延層上部形成P++型摻雜區，所述P++型摻雜區用于制作P型第二電極接觸區。

10.根據權利要求9所述的新型異質結雪崩光電二極管，其特征在于，所述N+型第一摻雜區的摻雜濃度為5E17cm-3；

所述本征薄膜硅第二外延層為非故意摻雜區，其厚度為100-300nm，摻雜濃度低于5E14cm-3；

所述N+型第二摻雜區的摻雜濃度為5E17cm-3～5E18cm-3；

所述本征薄膜硅第三外延層的摻雜類型非故意摻雜，其厚度為400-3000nm，摻雜濃度低于5E14cm-3。