[实用新型]硅光电检测器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光电检测器件，具体涉及一种用于提高响应度的硅光电检测器。

背景技术

光电检测器件用于将光信号转变成电信号，这类器件应用非常广泛。光电检测器由于体积小、噪声低、响应速度快、光谱响应性能好等特点，近年来得到了迅速的发展，广泛用于DVD、CD-ROM等的光学读取，以及光电检测系统、光纤通信领域，同时在军事上也得到广泛的应用。

早期的光电检测器以PN光电检测器为代表，但由于PN光电检测器的耗尽区窄，对光的吸收效率低，因此存在响应速度慢，暗电流大，光电转换效率低的缺点。为克服PN光电检测器不足之处，目前在PN光电检测器的PN结的P型和N型半导体之间加入非掺杂本征层I，构成一种PIN光电检测器。当有光照时，并且PIN光电二极管反向偏压加大到某一定值时，整个非掺杂本征层I成为耗尽区。PIN光电检测器的耗尽区得到拓宽，不仅利于光辐射的吸收，提高了量子效率，也明显地减小了结电容，使电路的时间常数减小，从而减小了器件的响应时间。但对于目前国内多数厂家生产的光电检测器的，在650nm处的响应度都较低，一般的响应度在0.3A/W左右，这些检测器对于目前响应度要求较高的DVD及塑料光纤通信领域不能适用。

对于上述PIN结构的光电检测器，其响应度较低的原因是：由于其P⁺层和N⁺层都为高浓度掺杂层，高浓度的掺杂工艺使得P⁺层内的晶格受到破坏，因此，为高浓度掺杂的P⁺层内存在死层。当入射光照在高浓度掺杂的P⁺层时，由于死层中存在着大量的填隙原子、位错和缺陷，因此死层会使电子-空穴对扩散长度被大大缩短，高浓度掺杂的P⁺层所产生的电子-空穴对因扩散长度短而很快被复合，只有很少的光生电子-空穴对能够进入耗尽区，导致最终形成的光生电流很小，从而造成PIN光电检测器对短波光的响应度低。

发明内容

本实用新型为解决上述技术问题，提供了一种硅光电检测器，它减薄了高浓度掺杂层的P⁺型半导体中的死层，并使单位时间内耗尽区内的光生电子-空穴对数目得以增加，使得检测器的响应度得以提高。

本实用新型的目的是这样来实现的：一种硅光电检测器，包括下部的N⁺层、中部的非掺杂本征层、上部含有P⁺型浓硼扩散层的硼扩散区，N⁺层的下表面设置有N型欧姆接触层，非掺杂本征层上端设有绝缘层，绝缘层上设置有与所述P⁺型浓硼扩散层接触的P型欧姆接触层，绝缘层上具有一个通过光刻形成的入射光窗口，硼扩散区位于该入射窗口的下方，非掺杂本征层位于N⁺层与硼扩散区之间，所述硼扩散区还包含有一P型淡硼扩散层，该P型淡硼扩散层位于非掺杂本征层与P⁺型浓硼扩散层之间，P⁺型浓硼扩散层的厚度小于P型淡硼扩散层的厚度。

采用了上述方案，由于硼扩散区含有P⁺型浓硼扩散层以及P型淡硼扩散层，硼扩散区在总体厚度不变的情况下，由含有P⁺型浓硼扩散层以及P型淡硼扩散层共同组成。当光束照射在P⁺PIN结上，除了P⁺型浓硼扩散层和非掺杂本征层会有电子-空穴对产生外，P型淡硼扩散层中的也会有光生电子-空穴对产生；又由于硼扩散区的面积小于非掺杂本征层的面积，P⁺型浓硼扩散层的厚度小于P型淡硼扩散层的厚度，硼扩散区中的P⁺型浓硼扩散层相应被减薄，P⁺型浓硼扩散层中所含的死层随P⁺型浓硼扩散层减薄而减薄，因此，光生电子-空穴对复合的机率大大降低，使得单位时间内光生电子-空穴对的数目得以增加。当对P⁺PIN结加上反向偏置电压后，在电场的作用下，硼扩散区的少数载流子在耗尽区中的扩散长度增加，因此，单位时间内在电场作用下在耗尽区内漂移的电子-空穴对数目大大增加。