[实用新型]一种全耗尽型PIN光电二极管

说明书

本实用新型公开了一种全耗尽型PIN光电二极管，具体涉及半导体器件技术领域，其技术方案是：包括衬底材料和P型埋层，所述衬底材料上端离子注入所述P型埋层，所述P型埋层上端淀积外延层，所述外延层上端离子注入N型保护环和有源区，所述外延层上端淀积氮化硅层，所述氮化硅层内壁设有正面电极，所述衬底材料下端设有背面电极，所述衬底材料设置为低电阻率的N型硅材料，所述P型埋层与所述衬底材料之间形成PN结，本实用新型有益效果是：通过P型埋层与衬底材料之间形成PN结，减小扩散区面积，具有增加硅基光电二极管响应速度的作用。

技术领域

本实用新型涉及半导体器件领域，具体涉及一种全耗尽型PIN光电二极管。

背景技术

硅基光电二极管由于其材料成本低，制造工艺简单，响应度峰值波长为940nm，在3Dsensor、红外测距、光通讯等领域有着广泛的应用，由于光在硅中的入射深度跟入射光波长相关，波长越长，入射深度越深，因此，为了提高长波响应度，传统光电二极管均选用高阻材料来提升耗尽区宽度，从而达到提高响应度的目的，另外，响应时间由光生载流子在耗尽区的漂移时间、耗尽区外的光生载流子的扩散时间以及RC延迟时间三部分组成，对于300um厚度的PIN光电二极管，漂移时间和RC延迟为纳秒级，扩散时间为微秒级，可见光电二极管的响应时间主要由耗尽区外光生载流子的扩散时间决定。

现有技术存在以下不足：由于材料为高阻材料，扩散区电阻率太高，导致扩散时间变长，从而导致光电二极管响应速度变慢。

因此，发明一种全耗尽型PIN光电二极管很有必要。

实用新型内容

为此，本实用新型提供一种全耗尽型PIN光电二极管，通过P型埋层与衬底材料之间形成PN结，减小扩散区面积，以解决扩散区电阻率太高，导致扩散时间变长，从而导致光电二极管响应速度变慢的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种全耗尽型PIN光电二极管，包括衬底材料和P型埋层，所述衬底材料上端离子注入所述P型埋层，所述P型埋层上端淀积外延层，所述外延层上端离子注入N型保护环和有源区，所述外延层上端淀积氮化硅层，所述氮化硅层内壁设有正面电极，所述衬底材料下端设有背面电极。

优选的，所述衬底材料设置为低电阻率的N型硅材料。

优选的，所述P型埋层厚度采用5um。

优选的，所述P型埋层与所述衬底材料之间形成PN结。

优选的，所述P型埋层上端开设通孔。

优选的，所述正面电极下端插接在所述有源区内壁。

本实用新型的有益效果是：