[发明专利]光电二极管及其制备方法、光电探测器和探测设备

说明书

公开一种光电二极管及其制备方法、光电探测器和探测设备，涉及半导体技术领域，用于改善光电二极管的感光性能。该光电二极管包括半导体衬底、第一电极和第二电极。其中，半导体衬底包括：主体部，和间隔设置、且导电类型不同的第一掺杂部和第二掺杂部，第一掺杂部与主体部形成PN结；第一电极，覆盖至少部分所述第一掺杂部；第二电极，覆盖至少部分所述第二掺杂部，且至少第一电极为透明电极。本公开提供的光电二极管，至少第一电极为透明电极，无需在光敏区上方进行接触区开孔，改善了因刻蚀工艺而造成光电二极管的电阻大、暗电流大、膜层搭接不良等问题。

技术领域

本公开涉及半导体技术领域，尤其涉及一种光电二极管及其制备方法、光电探测器和探测设备。

背景技术

光电二极管是响应高能粒子和光子的半导体器件，其吸收光子或高能粒子，并在外部电路中产生与入射功率成比例的电流。光电二极管应用广泛，涉及安检、工业探测、光谱学、摄影、分析仪器、光学位置传感器、光束对准、表面表征、激光测距仪、光学通信和医学成像仪器等众多应用和研究领域。

现有技术中，光电二极管的阳极、阴极一般在晶圆的同一侧，为了实现阳极、阴极与N+区域/P+区域的连接，需要在中间介质层上进行开孔，以实现二者的连接。但是，采用这种接触方式，接触区域刻蚀面貌(例如表面粗糙度)对产品的特性一定影响，同时会使得被金属覆盖的P+区域无法感光，导致光敏区的有效面积减少。

发明内容

本公开的目的在于提供一种光电二极管及其制备方法、光电探测器和探测设备，用于改善因刻蚀工艺而造成光电二极管的电阻大、暗电流大、膜层搭接不良等问题。

为了实现上述目的，本公开提供如下技术方案：

一方面，本公开的一些实施例提供了一种光电二极管，包括：半导体衬底、第一电极和第二电极。其中，所述半导体衬底包括主体部和位于所述主体部同一侧的第一掺杂部和第二掺杂部；所述第一掺杂部与所述第二掺杂部间隔设置、且导电类型不同；所述第一掺杂部与所述主体部形成PN结；第一电极，覆盖至少部分所述第一掺杂部，以与所述第一掺杂部接触；以及，第二电极，覆盖至少部分所述第二掺杂部，以与所述第二掺杂部接触；所述第一电极和所述第二电极中，至少所述第一电极为透明电极。

在一些实施例中，所述第一电极覆盖全部所述第一掺杂部。

在一些实施例中，所述第二电极为透明电极，所述第二电极覆盖全部所述第二掺杂部。

在一些实施例中，所述透明电极的材料包括氧化铟锡和/或氧化铟锌。

在一些实施例中，所述光电二极管还包括：抗反射层，位于所述第一电极和所述第二电极远离所述半导体衬底的一侧；其中，所述第一电极、所述第二电极、所述第一掺杂部、所述第二掺杂部四者在参考平面上的正投影位于所述抗反射层在所述参考平面上的正投影之内；所述参考平面平行于所述半导体衬底。

在一些实施例中，所述抗反射层的材料包括氮化硅或二氧化硅中的至少一者。

在一些实施例中，所述光电二极管还包括：第一引出结构，与第一电极同层设置且电连接；第二引出结构，与第二电极同层设置且电连接；其中，在所述半导体衬底的厚度方向上，所述第一引出结构、所述第二引出结构、所述第一掺杂部、所述第二掺杂部四者错开设置；所述抗反射层上设置有：暴露出所述第一引出结构的第一开口，以及暴露出所述第二引出结构的第二开口。

在一些实施例中，所述第一引出结构的数量为两个，两个所述第一引出结构分布于所述第一电极的相对两侧；和/或，所述第二引出结构的数量为两个，两个所述第二引出结构分布于所述第二电极的相对两侧。

在一些实施例中，所述第一掺杂部在参考平面上的正投影的面积，大于所述第二掺杂部在所述参考平面上的正投影的面积；其中，所述参考平面平行于所述半导体衬底；所述第二掺杂部沿所述第一掺杂部的至少部分边缘延伸，以围绕所述第一掺杂部。