[发明专利]一种背面照射的单光子雪崩二极管及其制作方法

权利要求书

1.一种背面照射的单光子雪崩二极管，其特征在于：包括P型外延层(1)，在所述的P型外延层(1)的内部设置P+重掺杂区(2)，在所述的P+重掺杂区(2)的外围同轴设置P-低掺杂区(3)，在所述的P-低掺杂区(3)的下方同轴设置P型雪崩掺杂区(4)，在所述的P+重掺杂区(2)的两侧设置N+重掺杂区(5)，在所述的N+重掺杂区(5)的下方同轴设置N阱区(6)，在所述的P型雪崩掺杂区(4)下方间隔设置N型雪崩掺杂区(7)，在所述的N型雪崩掺杂区(7)的下方设置N-低掺杂区(8)。

2.根据权利要求书1所述的一种背面照射的单光子雪崩二极管，其特征在于：所述的P+重掺杂区(2)被包含在P-低掺杂区(3)的内部。

3.根据权利要求书1所述的一种背面照射的单光子雪崩二极管，其特征在于：所述的P型雪崩掺杂区(4)与P-低掺杂区(3)、N型雪崩掺杂区(7)与N-低掺杂区(8)均有部分重叠。

4.根据权利要求书1所述的一种背面照射的单光子雪崩二极管，其特征在于：所述的P型外延层中心区(101)为P型外延层(1)的一部分。

5.根据权利要求书1所述的一种背面照射的单光子雪崩二极管，其特征在于：所述的P型雪崩掺杂区(4)与N型雪崩掺杂区(7)中间被外延层中心区(101)间隔开。

6.根据权利要求书1所述的一种背面照射的单光子雪崩二极管，其特征在于：在所述的N+重掺杂区(5)上端引出阴极(9)；在所述的P+重掺杂区(2)上端引出阳极(10)。

如权利要求1-6所述的一种背面照射的单光子雪崩二极管的制作方法，包括以下步骤：

1)用外延工艺生长出P型外延层(1)；

2)在P型外延层(1)上端面热生长二氧化硅层；

3)在二氧化硅层上旋涂光刻胶，通过掩模版选择性曝光和显影，暴露出P+重掺杂区(2)所在区域的二氧化硅层；

4)通过刻蚀工艺，将所述的P+重掺杂区(2)所在区域的二氧化硅清除，暴露出所述的P型外延硅；

5)离子注入P型杂质后，去除所述的光刻胶；形成所述的P+重掺杂区(2)；

6)在所述步骤5)形成的结构上端面旋涂光刻胶，通过曝光显影工艺，暴露出所述的P-低掺杂区(3)所在区域，通过离子注入P型杂质，形成所述的P-低掺杂区(3)；去除所述光刻胶；

7)在步骤6)形成的结构上端面旋涂光刻胶，通过曝光显影工艺，暴露出所述的P型雪崩掺杂区(4)所在区域；通过离子注入P型杂质，形成所述的P型雪崩掺杂区(4)；去除所述光刻胶；

8)在所述步骤7)形成的结构上端面旋涂光刻胶，通过曝光显影工艺，暴露出所述的N+重掺杂区(5)所在区域；通过离子注入N型杂质，形成所述的N+重掺杂区(5)；去除所述光刻胶；

9)在所述步骤8)形成的结构上端面旋涂光刻胶，通过曝光显影工艺，暴露出所述的N阱区(6)所在区域；通过离子注入N型杂质，形成所述的N阱区(6)，去除所述光刻胶；

10)在所述步骤9)形成的结构上端面旋涂光刻胶，通过曝光显影工艺，暴露出所述的N型雪崩掺杂区(7)所在区域；通过离子注入N型杂质，形成所述的N型雪崩掺杂区(7)；去除所述光刻胶；

11)在所述步骤10)形成的结构上端面旋涂光刻胶，通过曝光显影工艺，暴露出所述的N-低掺杂区(8)所在区域；通过离子注入N型杂质，形成所述的N-低掺杂区(8)；去除所述光刻胶；

12)进行退火工艺；

13)在所述步骤12)形成的结构上端面淀积一定厚度的二氧化硅保护层；

14)在所述步骤13)形成的结构上端面旋涂光刻胶，通过曝光显影工艺，暴露出所述的阴极(9)和阳极(10)所在区域；通过刻蚀工艺，清除所述的阴极(9)和阳极(10)所在区域淀积的二氧化硅；去除所述光刻胶；

15)在所述步骤14)形成的结构上端面，利用磁控溅射的工艺，淀积金属铝；

16)在所述步骤15)形成的结构上端面旋涂光刻胶，通过曝光显影工艺，暴露所述的阴极(9)和阳极(10)所在区域之外的区域；通过刻蚀工艺，清除所述的阴极(9)和阳极(10)所在区域之外的区域的金属铝；去除所述光刻胶；

17)通过热处理工艺，完成所述步骤16)形成的结构中阴极(9)和阳极(10)的合金化。