[实用新型]硅基APD/PIN低串扰自校正复合光电探测器

说明书

技术领域

本实用新型属于光电探测器设计领域，涉及硅基APD/PIN低串扰自校正复合光电探测器。

背景技术

目前，光学跟踪中普遍采用位置传感器多采用象限探测器（Quadrant detector,QD）、横向探测器（Lateral Effect Detectors）和多元探测器（如CCD），而四象限探测器作为一种常见的光电传感器，在光电信号检测、光电定向、光电准直、光电跟踪定位、激光制导、激光对准等方面得到广泛应用。其中激光制导主要部件为导引头和激光照射器，而导引头中的核心部件是四象限探测器。而在通用的光电探测器和普通四象限探测中因结构缺陷的原因，内部串扰较为严重，从而使跟踪效果大大降低。而低串扰自校正硅基四象限复合光电探测器正好弥补了其不足之处。

发明内容

本实用新型的目的在于提供了硅基APD/PIN低串扰自校正复合光电探测器的新型结构，可以解决目前四象限光电探测器自身串扰大，定位不准确等问题。使探测器具有更高的灵敏度和快速定位等特点。本实用新型技术方案如下：

硅基APD/PIN低串扰自校正复合光电探测器，包括：如图1所示, 圆形雪崩光电二极管APD制作1 、弧形象限元组PIN制作3 、和P+型环形二极管2、以及弧形象限元组PIN间防串扰trench多晶隔离槽6的制造。如图2所示PIN 采用P+扩散作为象限区8，圆形雪崩光电二极管APD纵向结构依次是P+型重掺杂阳极区7，P-型耗尽层形成的雪崩倍增区6，N+重掺杂层组成的电场控制区5和P+型隔离区3，掺杂外延层形成的吸收区2，阴极区为APD与PIN共用，并设有金属电极12。

附图说明

图1为本实用新型采用硅基APD/PIN低串扰自校正复合光电探测器的具体结构示意图；

图2为本实硅基APD/PIN低串扰自校正复合光电探测器的结构剖面图；

具体实施方式

以下将结合附图，对本实用新型的具体实施方式和实施例加以详细说明。

本实用新型的核心思想在于提供硅基APD/PIN低串扰自校正复合光电探测器的新型结构，其结构示意图如图1所示，其中1为圆形雪崩光电二极管APD，用于完成对微弱高频信号的探测，实现激光测距的功能；3为弧形象限组成的光敏面，其用于实现激光准直，跟踪等功能；2为扩散二极管，其用于PIN与APD间隔离作用，降低象限间串扰。

首先，如图2，在硅基衬底的外延层2上采用光刻、氧化、钝化、平坦化处理制作trench 多晶硅隔离槽（如结构 10），其宽度1um，深度采用14um结构，并采用氧化、多晶钝化等工艺进行trench槽的填充。

其次，如图2，在通过氧化、光刻、离子注入、扩散等工艺形成保护环二极管P+ （如结构3）。

再次，如图2，在同一硅基衬底的外延层2上采用光刻、离职注入形成象限弧形组PIN 的P+区（如结构 8）。

再次，如图2，在同一硅基衬底的外延层2上采用光刻、离子注入、扩散工艺形成圆形雪崩光电二极管APD的阳极P+区（如结构 7 ）。

再其次，如图2，在通过氧化、光刻、离子注入、扩散等工艺形成电场控制N+区（如结构 5）。

进一步，通过钝化、光刻、金属化等工艺形成低串扰自校正硅基四象限复合光电探测器钝化层和器件电极（如结构4、9、11、12）。

最后，所述四个象限组元和圆形光电二极管为两种不同类型的光电二极管。

硅基APD/PIN复合光电探测器接收光信号时，各象限单元根据光斑的偏移量转换为光电流，经后续自动增益控制放大电路和自校正处理电路输出相应坐标（X，Y）。根据输出坐标参数调整四象限探测器对准角度，使光斑照射在象限中心位置。