【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体电子器件，特别涉及一种横向pin型光敏元件其制备方法、光敏探测器。
技术介绍
1、光耦（或称光耦合器、光电耦合器、光电隔离器）系列产品中，光敏二极管（也称光电二极管，photodiode）主要用于接收发光信号，能够将光根据使用方式转换成电流或者电压信号的光探测器。光敏二极管具有一定的光谱响应范围。近年来，随着光耦系列产品应用领域的拓展，对光敏二极管的响应性能的要求逐步提升。
2、目前，如图1所示，在现有的水平（也称“横向”）pin型光敏二极管中，一般会在i层（本征层）的背面（下方）设有n型背场（背面电极），当光照射p型层时，可以形成一个从正面到背面的电场竖向回路，进而有利于增大长波光敏二极管的光电流。与此同时，水平pin型光敏二极管中背面电极的设置会使得水平结构载流子的传输路径变长，加长了载流子的渡越时间，从而增加了水平pin型光敏二极管的响应时间。
3、因此，在水平pin型光敏元件中，如何缩短水平结构载流子的传输路径、减少或降低水平结构的响应时间，以提升响应速度，进而提高水平pin型光敏元件的光电性能，已成为本领域的技术人员亟待解决的技术难题之一。
技术实现思路
1、为解决前述横向pin型光敏元件中响应速度现有技术的不足，本专利技术提供了一种横向pin型光敏元件及其制备方法、光敏探测器，可以缩短水平结构载流子的传输路径，减少响应时间，提升响应速度。
2、为达所述优点至少其中之一或其他优点，本专利技术提供一种横向pin型光敏元
3、在一些实施例中，i型层的厚度范围介于150至350微米。
4、在一些实施例中，钝化层的材料包括选自硅氧化物（siox）、铝氧化物（alox）、sinx中所构成的群组中的至少一种；钝化层的厚度范围介于1至500纳米。
5、在一些实施例中，钝化层为单层或叠层设置。钝化层未进行掺杂。可以理解为，钝化层中未掺杂硼离子或磷离子。
6、在一些实施例中，p型层掺杂的p型离子为硼离子。硼离子的掺杂浓度范围为1×1018cm-3～1×1019cm-3、掺杂深度为0.5至1.5微米。
7、在一些实施例中，n型层掺杂的n型离子为磷离子。磷离子的掺杂浓度范围为1×1020cm-3～1×1021cm-3、掺杂深度为2至4微米。
8、在一些实施例中，横向pin型光敏元件还可包括：截止环，位于i型层的第一表面的边缘，p型层与截止环之间存在i型层，截止环的上表面与第一表面位于同一平面；n型层位于截止环区域；氧化环，位于p型层和截止环之间的i型层的第一表面的上方；介质层，位于i型层的第一表面的上方且覆盖氧化环；减反射层，覆盖介质层；其中，介质层的材料包括选自硅氧化物（siox）、铝氧化物（alox）、镍氧化物（niox）、钛氧化物（tiox）、sinx所构成的群组中的至少一种，介质层为单层或叠层设置，介质层的光学厚度为期望吸收波长的n/4,n为正奇数。
9、在一些实施例中，横向pin型光敏元件还可包括第一电极和第二电极，第一电极和第二电极位于减反射层的上方且相互间隔设置，第一电极和第二电极分别与p型层和n型层电连接。
10、在一些实施例中，横向pin型光敏元件的激发波长为300nm至1100nm。
11、为达所述优点至少其中之一或其他优点，本专利技术还提供一种横向pin型光敏元件的制备方法，包括以下步骤：提供一衬底，衬底具有相对设置的第一表面和第二表面；高温氧化所述衬底，以在衬底的第一表面形成初始氧化层；刻蚀所述初始氧化层，以在衬底的第一表面上方形成光敏区，在光敏区对所述衬底进行p型离子扩散以形成p型层、同时在初始氧化层上和光敏区形成第一氧化层，p型层的上表面与衬底的第一表面位于同一平面；在衬底的第一表面的边缘区域形成截止环，在截止环的区域进行n型离子扩散以形成n型层、同时在第一氧化层和截止环区域形成第二氧化层，n型层的上表面与衬底的第一表面位于同一平面，p型层与n型层之间具有所述衬底；刻蚀所述衬底的所述第一表面，以在所述第一表面暴露p型层和n型层的上表面，并在光敏区与截止环区域之间形成氧化环，氧化环包括初始氧化层、第一氧化层和第二氧化层；在所述衬底的第一表面的上方生长介质层，且覆盖氧化环；刻蚀所述衬底的第二表面的下方，而后在第二表面的下方生长钝化层。
12、在一些实施例中，在形成钝化层的步骤之后还包括以下步骤：在介质层上方生长减反射层，减反射层覆盖介质层；对介质层和减反射层进行光刻腐蚀，形成第一电极通孔和第二电极通孔，以分别露出p型层和n型层；在减反射层上形成第一电极和第二电极，第一电极和第二电极分别通过第一电极通孔和第二电极通孔与p型层和n型层电连接。
13、在一些实施例中，所述衬底为高阻硅衬底且该衬底即为i型层，p型离子为硼离子，n型离子为磷离子。
14、为达所述优点至少其中之一或其他优点，本专利技术还提供一种光敏探测器，至少包括：电路板和阵列排布在所述电路板上的若干个光敏元件，若干个光敏元件与电路板电连接，光敏元件为如前任一所述的横向pin型光敏元件。
15、本专利技术提供的一种横向pin型光敏元件及其制备方法、光敏探测器，与现有具有背面电极的横向pin型光敏元件相比，至少具有以下优点：
16、1、钝化层不具有n型电极的功能，光照射p型层后，光生载流子在i型层的第一表面形成横向电流回路，使得载流子的响应路径变短，进而缩短或减少响应时间。
17、2、在i型层的第二表面下方设置钝化层，可以降低或者减少第二表面下方的背面复合以及减少第二表面的缺陷，增强长波横向pin型光敏元件的光电流。
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1.一种横向PIN型光敏元件，其特征在于，至少包括：
2.根据权利要求1所述的横向PIN型光敏元件，其特征在于，所述I型层的厚度范围介于150至350微米。
3.根据权利要求1所述的横向PIN型光敏元件，其特征在于，所述钝化层的材料包括选自硅氧化物（SiOx）、铝氧化物（AlOx）、SiNx中所构成的群组中的至少一种；所述钝化层的厚度范围介于1至500纳米。
4.根据权利要求1所述的横向PIN型光敏元件，其特征在于，所述钝化层为单层或叠层设置；所述钝化层未进行掺杂。
5.根据权利要求1所述的横向PIN型光敏元件，其特征在于，所述P型层掺杂的P型离子为硼离子，所述硼离子的掺杂浓度范围为1×1018cm-3～1×1019cm-3、掺杂深度为0.5至1.5微米。
6.根据权利要求1所述的横向PIN型光敏元件，其特征在于，所述N型层掺杂的N型离子为磷离子，所述磷离子的掺杂浓度范围为1×1020cm-3～1×1021cm-3、掺杂深度为2至4微米。
7.根据权利要求1所述的横向PIN型光敏元件，其特征在于，所述横向PI
8.根据权利要求7所述的横向PIN型光敏元件，其特征在于，所述横向PIN型光敏元件还包括第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极位于所述减反射层的上方且相互间隔设置，所述第一电极和所述第二电极分别与所述P型层和所述N型层电连接。
9.根据权利要求1所述的横向PIN型光敏元件，其特征在于，所述横向PIN型光敏元件的激发波长为300nm至1100nm。
10.一种横向PIN型光敏元件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
11.根据权利要求10所述的横向PIN型光敏元件的制备方法，其特征在于，在形成所述钝化层的步骤之后还包括以下步骤：
12.根据权利要求11所述的横向PIN型光敏元件的制备方法，其特征在于，所述衬底为高阻硅衬底且所述衬底即为I型层，所述P型离子为硼离子，所述N型离子为磷离子。
13.一种光敏探测器，其特征在于，至少包括：电路板和阵列排布在所述电路板上的若干个光敏元件，若干个所述光敏元件与所述电路板电连接，所述光敏元件为如权利要求1～9任意一项所述的横向PIN型光敏元件。
...【技术特征摘要】
1.一种横向pin型光敏元件，其特征在于，至少包括：
2.根据权利要求1所述的横向pin型光敏元件，其特征在于，所述i型层的厚度范围介于150至350微米。
3.根据权利要求1所述的横向pin型光敏元件，其特征在于，所述钝化层的材料包括选自硅氧化物（siox）、铝氧化物（alox）、sinx中所构成的群组中的至少一种；所述钝化层的厚度范围介于1至500纳米。
4.根据权利要求1所述的横向pin型光敏元件，其特征在于，所述钝化层为单层或叠层设置；所述钝化层未进行掺杂。
5.根据权利要求1所述的横向pin型光敏元件，其特征在于，所述p型层掺杂的p型离子为硼离子，所述硼离子的掺杂浓度范围为1×1018cm-3～1×1019cm-3、掺杂深度为0.5至1.5微米。
6.根据权利要求1所述的横向pin型光敏元件，其特征在于，所述n型层掺杂的n型离子为磷离子，所述磷离子的掺杂浓度范围为1×1020cm-3～1×1021cm-3、掺杂深度为2至4微米。
7.根据权利要求1所述的横向pin型光敏元件，其特征在于，所述横向pi...
【专利技术属性】
技术研发人员：辛秀峰，熊伟平，吴博，赵宏伟，孙学民，孟京京，陈文浚，
申请(专利权)人：天津三安光电有限公司，
类型：发明
国别省市：
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