光电探测装置制造方法及图纸

本发明专利技术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。度。度。

【技术实现步骤摘要】
光电探测装置


[0001]本专利技术涉及半导体器件制造
，尤其涉及光电探测装置。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种光电探测装置，以利于提高灵敏度。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的所述光电探测装置包括：
[0006]衬底，允许特定波长范围的光透过；
[0007]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；
[0008]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；
[0009]所述衬底和所述光吸收结构设置于所述会聚光路。
[0010]本专利技术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。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]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。
[0017]进一步优选的，所述背部受光面包括弧形凸面。
[0018]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。
[0019]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。
[0020]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。
[0021]优选的，还包括设置于所述衬底正面的外反射结构，以增强所述光吸收结构对所接收到的特定波长范围的光的吸收作用，所述外反射结构与所述衬底围成第二空腔结构，所述第二空腔结构收容所述第一空腔结构。
[0022]进一步优选的，所述外反射结构包括交替排布的若干外反射单元和若干间隔单元，相邻所述像元结构之间具有间隔区域，所述外反射单元朝向所述像元结构，所述间隔单元朝向所述间隔区域。
[0023]进一步优选的，所述光吸收结构包括红外吸收结构，所述聚光结构的组成材料包括红外吸收材料。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例的第一种光电探测装置的结构示意图；
[0025]图2为图1所示的光电探测装置沿AA方向的剖视图；
[0026]图3为图1所示的光电探测装置的工作状态示意图；
[0027]图4为本专利技术实施例的第二种光电探测装置的结构示意图；
[0028]图5本专利技术实施例的第三种光电探测装置的结构示意图；
[0029]图6为本专利技术实施例的第四种光电探测装置的结构示意图；
[0030]图7为本专利技术实施例的第五种光电探测装置的结构示意图；
[0031]图8为本专利技术实施例的第六种光电探测装置的结构示意图。
具体实施方式
[0032]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
[0033]本专利技术实施例提供了一种光电探测装置，以利于提高灵敏度。所述光电探测装置包括衬底、像元结构和聚光结构。
[0034]图1为本专利技术实施例的第一种光电探测装置的结构示意图。图2为图1所示的光电探测装置沿AA方向的剖视图。
[0035]一些实施例中，所述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。参照图1和图2，像元结构11设置于衬底12的正面，所述像元结构11为微桥结构，包括光吸收结构111、连接所述光吸收结构111两侧的梁结构112，以及若干支撑连接结构113。若干所述支撑连接结构113一端连接所述衬底12，另一端连接若干所述梁结构112，使所述光吸收结构111和所述梁结构112悬空，以实现与所述衬底12围成第一空腔结构22。
[0036]一些实施例中，所述衬底12允许特定波长范围的光透过。
[0037]一些实施例中，所述衬底12允许所述特定波长范围的光透过，并能够过滤非特定波长范围的光。
[0038]一些具体的实施例中，所述衬底12的组成材料为非晶硅。
[0039]一些实施例中，所述特定波长范围的光是波长为0.750微米
‑
1000微米的红外光。所述光吸收结构111由至少一种红外吸收材料组成的多层光学薄膜系统，构成了有效的红外吸收区域。当光辐射至所述光吸收结构111，经过所述光吸收结构111进行反射、透射和吸收，使得红外光能够经所述光吸收结构111辐射至所述衬底12顶面。
[0040]一些具体的实施例中，所述光吸收结构111由SiNx介质层和VOx介质层组成。
[0041]一些实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光电探测装置，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的光电探测装置，其特征在于，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。3.根据权利要求2所述的光电探测装置，其特征在于，所述背部受光面的面积与所述像元结构的顶面面积相当。4.根据权利要求2所述的光电探测装置，其特征在于，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。5.根据权利要求4所述的光电探测装置，其特征在于，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。6.根据权利要求4所述的光电探测装置，其特征在于，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。7.根据权利要求6所述的光电探测装置，其特征在于，所述内反射结构、所述衬...

【专利技术属性】
技术研发人员：康晓旭，张南平，
申请(专利权)人：上海集成电路装备材料产业创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：