【技术实现步骤摘要】
本公开涉及光电，尤其涉及一种雪崩光电二极管及其制作方法、光电探测器。
技术介绍
1、雪崩光电二极管是一种利用半导体结构中载流子的碰撞电离和渡越时间两种物理效应而产生负阻的固体微波器件，其可以与互补金属氧化物半导体（complementarymetal oxide semiconductor，cmos）技术集成，应用光学成像领域。
2、在相关技术中，雪崩光电二极探测器的器件表面形成有横向p-i-n结构，在入射光照射到器件表面时，器件表面的半导体材料可以吸收光子，并生成光生载流子，光生载流子在外加横向电场的作用下，通过横向pn结构向器件的两极移动，从而形成光电流。但是，这种横向pn结构的雪崩光电二极管检测器对于长波长光信号的响应度较低。
技术实现思路
1、根据本公开的一方面，提供了一种雪崩光电二极管，包括：衬底、轻掺杂半导体层、重掺杂半导体层、第一掺杂结构以及与所述第一掺杂结构的掺杂类型不同的第二掺杂结构，所述轻掺杂半导体层的掺杂类型、所述重掺杂半导体层的掺杂类型和所述第二掺杂结构的掺杂类型相同；
2、所述轻掺杂半导体层形成在所述衬底的上表面上方，所述第一掺杂结构、所述重掺杂半导体层和所述第二掺杂结构沿着所述轻掺杂半导体层的延展方向设在所述轻掺杂半导体层内，所述重掺杂半导体层位于所述第一掺杂结构的侧面和所述第二掺杂结构的侧面之间；
3、所述重掺杂半导体层的第一侧面与所述第一掺杂结构的侧面接触，所述第一掺杂结构的下表面在所述轻掺杂半导体层内的深度大于所
4、根据本公开的另一方面，提供了一种本公开示例性实施例所述雪崩光电二极管的制作方法，包括：
5、提供一衬底；
6、在所述轻掺杂半导体层形成所述第一掺杂结构、所述第二掺杂结构和重掺杂半导体层，所述第一掺杂结构的掺杂类型与所述第二掺杂结构的掺杂类型不同，所述轻掺杂半导体层的掺杂类型、所述重掺杂半导体层的掺杂类型和所述第二掺杂结构的掺杂类型相同；
7、所述第一掺杂结构、所述重掺杂半导体层和所述第二掺杂结构沿着所述轻掺杂半导体层的延展方向设在所述轻掺杂半导体层内，所述重掺杂半导体层位于所述第一掺杂结构的侧面和所述第二掺杂结构的侧面之间；
8、所述重掺杂半导体层的第一侧面与所述第一掺杂结构的侧面接触；所述第一掺杂结构的下表面在所述轻掺杂半导体层内的深度大于所述第二掺杂结构的下表面在所述轻掺杂半导体层内的深度，所述重掺杂半导体层的第一侧面与所述第一掺杂结构的侧面接触，所述重掺杂半导体层的下表面在所述轻掺杂半导体层内的深度大于所述第二掺杂结构的下表面在所述轻掺杂半导体层内的深度。
9、根据本公开的另一方面，提供了一种光电检测器，包括本公开示例性实施例所述雪崩光电二极管。
10、本公开示例性实施例中提供的一个或多个技术方案，第一掺杂结构、重掺杂半导体层和第二掺杂结构沿着轻掺杂半导体层的延展方向设在轻掺杂半导体层内，重掺杂半导体层位于第一掺杂结构的侧面和第二掺杂结构的侧面之间，且重掺杂半导体层的第一侧面与所述第一掺杂结构的侧面接触；而由于第一掺杂结构的掺杂类型与第二掺杂结构的掺杂类型不同，轻掺杂半导体层的掺杂类型、重掺杂半导体层的掺杂类型和第二掺杂结构的掺杂类型相同，因此，第一掺杂结构、重掺杂半导体层和轻掺杂半导体层可以形成类似p-i-n结构的耗尽区域，使得光生载流子可以沿着轻掺杂半导体层的延展方向（即横向方向）迁移。
11、而且，由于第一掺杂结构的下表面在轻掺杂半导体层内的深度大于第二掺杂结构的下表面在轻掺杂半导体层内的深度，重掺杂半导体层的下表面在轻掺杂半导体层内的深度大于第二掺杂结构的下表面在轻掺杂半导体层内的深度，因此，第一掺杂结构、重掺杂半导体层和轻掺杂半导体层形成的耗尽区域比较深，可以有效提高雪崩光电二极管在光生载流子在横向迁移情况下对于长波长光信号的探测效率和响应度。
12、另外，由于第一掺杂结构可以重掺杂半导体层和轻掺杂半导体层形成的耗尽区域比较深，可以降低材料缺陷引起的能级捕获概率，从而降低雪崩二极管的暗电流，达到降低噪声的目的。而且，由于重掺杂半导体层的掺杂浓度相对于轻掺杂半导体层的掺杂浓度较高，因此，相对于第一掺杂结构直接与轻掺杂半导体层形成的耗尽区域，第一掺杂结构、重掺杂半导体层和轻掺杂半导体层形成的耗尽区域比较深不仅比较深，而且还有利于降低击穿电压，从而便于雪崩光电二极管集成。
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1.一种雪崩光电二极管，其特征在于，包括：衬底、轻掺杂半导体层、重掺杂半导体层、第一掺杂结构以及与所述第一掺杂结构的掺杂类型不同的第二掺杂结构，所述轻掺杂半导体层的掺杂类型、所述重掺杂半导体层的掺杂类型和所述第二掺杂结构的掺杂类型相同；
2.根据权利要求1所述的雪崩光电二极管，其特征在于，所述重掺杂半导体层的掺杂浓度沿着所述轻掺杂半导体层的深度增加方向逐渐增加。
3.根据权利要求2所述的雪崩光电二极管，其特征在于，所述重掺杂半导体层的最小掺杂浓度大于或等于所述轻掺杂半导体的掺杂浓度。
4.根据权利要求2所述的雪崩光电二极管，其特征在于，所述重掺杂半导体层的上表面与所述轻掺杂半导体层的上表面之间的距离大于或等于0。
5.根据权利要求1所述的雪崩光电二极管，其特征在于，所述重掺杂半导体层的上表面与所述轻掺杂半导体层的上表面之间的距离大于预设距离，所述预设距离大于0，所述重掺杂半导体层的掺杂浓度沿着所述轻掺杂半导体层的深度增加方向保持恒定。
6.根据权利要求1所述的雪崩光电二极管，其特征在于，所述雪崩光电二极管还包括与所述第一
7.根据权利要求1所述的雪崩光电二极管，其特征在于，所述雪崩光电二极管还包括与所述第二掺杂结构的掺杂类型相同的第二载流子注入结构，所述第二载流子注入结构形成在所述第二掺杂结构的上表面，所述第二载流子注入结构的掺杂浓度大于所述第二掺杂结构的掺杂浓度；
8.根据权利要求1所述的雪崩光电二极管，其特征在于，所述重掺杂半导体层在所述衬底的上表面的正投影与所述第二掺杂结构在所述衬底的上表面的正投影之间的距离大于或等于0；或，
9.根据权利要求1~8任一项所述的雪崩光电二极管，其特征在于，所述衬底的掺杂类型与所述轻掺杂半导体层的掺杂类型相同，所述雪崩光电二极管还包括形成在所述衬底的上表面与所述轻掺杂半导体层的下表面之间的掺杂半导体隔离层；
10.根据权利要求9所述的雪崩光电二极管，其特征在于，所述重掺杂半导体层的第二侧面与所述第二掺杂结构的侧面之间的距离等于d1，所述第二掺杂结构的下表面与所述掺杂半导体隔离层的上表面之间的距离等于d2，所述d1小于所述d2，所述第二侧面与所述第一侧面相对。
11.一种权利要求1~10任一项所述雪崩光电二极管的制作方法，其特征在于，包括：
12.根据权利要求11所述的雪崩光电二极管的制作方法，其特征在于，当所述衬底的掺杂类型与所述轻掺杂半导体层的掺杂类型相同，所述提供一衬底后，所述在所述衬底的上表面上方形成轻掺杂半导体层前，所述雪崩光电二极管的制作方法还包括：
13.一种光电检测器，其特征在于，包括权利要求1~10任一项所述雪崩光电二极管。
...【技术特征摘要】
1.一种雪崩光电二极管，其特征在于，包括：衬底、轻掺杂半导体层、重掺杂半导体层、第一掺杂结构以及与所述第一掺杂结构的掺杂类型不同的第二掺杂结构，所述轻掺杂半导体层的掺杂类型、所述重掺杂半导体层的掺杂类型和所述第二掺杂结构的掺杂类型相同；
2.根据权利要求1所述的雪崩光电二极管，其特征在于，所述重掺杂半导体层的掺杂浓度沿着所述轻掺杂半导体层的深度增加方向逐渐增加。
3.根据权利要求2所述的雪崩光电二极管，其特征在于，所述重掺杂半导体层的最小掺杂浓度大于或等于所述轻掺杂半导体的掺杂浓度。
4.根据权利要求2所述的雪崩光电二极管，其特征在于，所述重掺杂半导体层的上表面与所述轻掺杂半导体层的上表面之间的距离大于或等于0。
5.根据权利要求1所述的雪崩光电二极管，其特征在于，所述重掺杂半导体层的上表面与所述轻掺杂半导体层的上表面之间的距离大于预设距离，所述预设距离大于0，所述重掺杂半导体层的掺杂浓度沿着所述轻掺杂半导体层的深度增加方向保持恒定。
6.根据权利要求1所述的雪崩光电二极管，其特征在于，所述雪崩光电二极管还包括与所述第一掺杂结构的掺杂类型相同的第一载流子注入结构，所述第一载流子注入结构形成在所述第一掺杂结构的上表面，所述第一载流子注入结构的掺杂浓度大于所述第一掺杂结构的掺杂浓度；
7.根据权利要求1所述的雪崩光电二极管，其特征在于，所述雪崩光电二极管还包括与所述第二掺杂结...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹凌峰，李榜添，王辰阳，孔庆凯，
申请(专利权)人：北京中科海芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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