CN108666326A - 硅基光探测器阵列结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种硅基光探测器阵列结构，所述硅基光探测器阵列结构包括：多个硅基光探测器，多个所述硅基光探测器呈阵列分布，且各所述硅基光探测器之间相隔一定的间距；深槽，位于相邻所述硅基光探测器之间，以切断相邻所述硅基光探测器之间光电流的串扰路径。本发明通过在相邻所述硅基光探测器之间形成深槽，可以切断相邻所述硅基光探测器之间光电流的串扰路径，从而减小或消除相邻所述硅基光探测器之间光电流的串扰，使得位于所述硅基光探测器阵列结构边缘的所述硅基光探测器的光电流和位于所述硅基光探测器阵列结构中心的所述硅基光探测器的光电流相接近。
Description
技术领域
本发明属于光探测技术领域，特别是涉及一种硅基光探测器阵列结构。
背景技术
现有的硅基光探测器阵列结构如图1所示，所述硅基光探测器阵列包括多个呈阵列分布的硅基光探测器1，各所述硅基光探测器1之间相隔一定的间距。但由于光电流在所述硅基光探测器1之间及下方的本征半导体层内产生，相邻所述硅基光探测器1之间存在光电流串扰的问题：即当光均匀入射时，位于所述硅基光探测器阵列结构最边缘的两个所述硅基光探测器1的光电流明显小于位于中心的所述硅基光探测器1的光电流，如图2所示，图2为图1所示的硅基光探测器阵列结构的光电流响应图，图1以所述硅基光探测器阵列结构包括16个所述硅基光探测器1为例，且将16个硅基光探测器1依次进行1至16的标号，由图2可知，位于最边缘的所述硅基光探测器1的光电流响应值仅为位于中心的所述硅基光探测器1的光电流响应值75％，从而影响所述硅基光探测器阵列结构的性能。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种硅基光探测器阵列结构，用于解决现有技术中的硅基光探测器阵列结构中相邻硅基光探测器之间存在光电流串扰而导致的最边缘的硅基光探测器的光电流明显小于位于中心的硅基光探测器的光电流的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种硅基光探测器阵列结构，所述硅基光探测器阵列结构包括：
多个硅基光探测器，多个所述硅基光探测器呈阵列分布，且各所述硅基光探测器之间相隔一定的间距；
深槽，位于相邻所述硅基光探测器之间，以切断相邻所述硅基光探测器之间光电流的串扰路径。
作为本发明的硅基光探测器阵列结构的一种优选方案，所述硅基光电探测器阵列结构包括：
I型半导体层，包括第一表面及与所述第一表面相对的第二表面；
多个P型半导体区域，位于所述I型半导体层内，且呈间隔分布；所述P型半导体区域的上表面与所述I型半导体层的第一表面相平齐；
N型半导体层，位于所述I型半导体层的第二表面；
所述深槽位于所述P型半导体区域之间的所述I型半导体层内。
作为本发明的硅基光探测器阵列结构的一种优选方案，所述深槽的深度大于所述P型半导体区域的深度，且小于所述I型半导体层的厚度。
作为本发明的硅基光探测器阵列结构的一种优选方案，所述深槽的宽度小于相邻所述P型半导体区域的间距。
作为本发明的硅基光探测器阵列结构的一种优选方案，所述深槽的宽度小于或等于相邻所述P型半导体区域间距的一半。
作为本发明的硅基光探测器阵列结构的一种优选方案，所述深槽的边缘至最邻近的所述P型半导体区域的间距相等。
作为本发明的硅基光探测器阵列结构的一种优选方案，所述I型半导体层为本征半导体层，所述P型半导体区域为P型重掺杂半导体区域，所述N型半导体层为N型重掺杂半导体层。
作为本发明的硅基光探测器阵列结构的一种优选方案，所述深槽纵截面的形状为矩形、U型、倒三角形或倒梯形。
作为本发明的硅基光探测器阵列结构的一种优选方案，所述硅基光探测器阵列结构还包括：
上电极，位于所述P型半导体区域的表面；
下电极，位于所述N型半导体层的表面。
如上所述，本发明提供一种硅基光探测器阵列结构，所述硅基光探测器阵列结构包括：多个硅基光探测器，多个所述硅基光探测器呈阵列分布，且各所述硅基光探测器之间相隔一定的间距；深槽，位于相邻所述硅基光探测器之间，以切断相邻所述硅基光探测器之间光电流的串扰路径。本发明通过在相邻所述硅基光探测器之间形成深槽，可以切断相邻所述硅基光探测器之间光电流的串扰路径，从而减小或消除相邻所述硅基光探测器之间光电流的串扰，使得位于所述硅基光探测器阵列结构边缘的所述硅基光探测器的光电流和位于所述硅基光探测器阵列结构中心的所述硅基光探测器的光电流相接近。
附图说明
图1显示为现有技术中的硅基光探测器阵列的俯视结构示意图。
图2显示为现有技术中的硅基光探测器阵列结构的光电流响应图。
图3显示为本发明的硅基光探测器阵列结构的俯视结构示意图。
图4显示为本发明的硅基光探测器阵列结构的部分截面结构示意图。
图5显示为本发明的硅基光探测器阵列结构的光电流响应图。
元件标号说明
1 硅基光探测器
2 硅基光探测器
21 I型半导体层
22 P型半导体区域
23 N型半导体层
24 上电极
25 下电极
3 深槽
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图3～图5。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
请参阅图3，本发明提供一种硅基光探测器阵列结构，所述硅基光探测器阵列结构包括：多个硅基光探测器2，多个所述硅基光探测器2呈阵列分布，且各所述硅基光探测器2之间相隔一定的间距；深槽3，所述深槽3位于相邻所述硅基光探测器2之间，以切断相邻所述硅基光探测器2之间光电流的串扰路径。
作为示例，所述硅基光探测器阵列结构中的所述硅基光探测器2的数量可以根据实际需要进行设定，本示例中以所述硅基光探测器2的数量为16个作为示例，但在实际示例中，并不以此为限。
通过在相邻所述硅基光探测器2之间形成所述深槽3，所述深槽3可以切断相邻所述硅基光探测器2之间光电流的串扰路径，从而减小或消除相邻所述硅基光探测器2之间光电流的串扰，使得位于所述硅基光探测器阵列结构边缘的所述硅基光探测器2的光电流可以达到位于所述硅基光探测器阵列结构中心的所述硅基光探测器2的光电流的96％左右，如图5所示。需要说明的是，图3得到的所述硅基光探测器阵列结构的光电流响应图是以将所述硅基光探测器2以此标号后得到的各个所述硅基光探测器2的光电流响应图，由图5可知，位于所述硅基光探测器阵列结构边缘的所述硅基光探测器2的光电流和位于所述硅基光探测器阵列结构中心的所述硅基光探测器2的光电流相近，位于所述硅基光探测器阵列结构边缘的所述硅基光探测器2的光电流可以达到位于所述硅基光探测器阵列结构中心的所述硅基光探测器2的光电流的96％左右。
作为示例，如图4所示，所述硅基光电探测器阵列结构包括：I型半导体层21，所述I型半导体层21包括第一表面及与所述第一表面相对的第二表面；多个P型半导体区域22，所述P型半导体区域22位于所述I型半导体层21内，且呈间隔分布，即相邻所述P型半导体区域22由所述I型半导体层21所隔开；所述P型半导体区域22的上表面与所述I型半导体层21的第一表面相平齐；N型半导体层23，所述N型半导体层23位于所述I型半导体层21的第二表面；所述深槽3位于所述P型半导体区域22之间的所述I型半导体层21内。所述P型半导体区域22与位于其下方的所述I型半导体层21及所述N型半导体层23形成的PIN结均为所述硅基光探测器2。
作为示例，由于所述硅基光探测器阵列结构中光的吸收发生在所述P型半导体区域22下方的所述I型半导体层21及位于相邻所述P型半导体区域22之间的所述I型半导体层21内，为了切断相邻所述硅基光探测器2之间的光电流串扰，所述深槽3需要达到一定的深度。优选地，本实施例中，所述深槽3的深度大于所述P型半导体区域22的深度，且小于所述I型半导体层21的厚度。
作为示例，所述深槽3的宽度可以根据实际需要进行设定，优选地，所述深槽3的宽度小于相邻所述P型半导体区域22之间的间距，更为优选地，本实施例中，所述深槽3的宽度小于或等于相邻所述P型半导体区域22之间间距的一半。
作为示例，所述深槽3的边缘至最邻近的所述P型半导体区域22的间距相等，即所述深槽3位于相邻所述P型半导体区域22之间的中部。所述深槽3的边缘至最邻近的所述P型半导体区域22的间距相等，可以确保所述深槽3两侧的所述硅基光探测器2的结构完全相同，使得所述深槽3的引入并不影响各所述硅基光探测器2的性能。
作为示例，所述I型半导体层21为本征半导体层，所述P型半导体区域22为P型重掺杂半导体区域，所述N型半导体层23为N型重掺杂半导体层。当然，在其他示例中，所述I型半导体层21还可以为近似于本征半导体层的轻掺杂半导体层。
作为示例，所述深槽3纵截面的形状可以根据实际需要设定，所述深槽3纵截面的形状可以为矩形、U型、倒三角形或倒梯形，图4以所述深槽3纵截面的形状为矩形作为示例。需要说明的是，所述深槽3的纵截面为沿所述深槽3的长度方向的截面。
作为示例，所述硅基光探测器阵列结构还包括：上电极24，所述上电极24位于所述P型半导体区域22的表面；下电极25，所述下电极25位于所述N型半导体层23的表面。
如上所述，本发明提供一种硅基光探测器阵列结构，所述硅基光探测器阵列结构包括：多个硅基光探测器，多个所述硅基光探测器呈阵列分布，且各所述硅基光探测器之间相隔一定的间距；深槽，位于相邻所述硅基光探测器之间，以切断相邻所述硅基光探测器之间光电流的串扰路径。本发明通过在相邻所述硅基光探测器之间形成深槽，可以切断相邻所述硅基光探测器之间光电流的串扰路径，从而减小或消除相邻所述硅基光探测器之间光电流的串扰，使得位于所述硅基光探测器阵列结构边缘的所述硅基光探测器的光电流和位于所述硅基光探测器阵列结构中心的所述硅基光探测器的光电流相接近。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (9)
1.一种硅基光探测器阵列结构，其特征在于，包括：所述硅基光探测器阵列结构包括：
多个硅基光探测器，多个所述硅基光探测器呈阵列分布，且各所述硅基光探测器之间相隔一定的间距；
深槽，位于相邻所述硅基光探测器之间，以切断相邻所述硅基光探测器之间光电流的串扰路径。
2.根据权利要求1所述的硅基光探测器阵列结构，其特征在于：所述硅基光电探测器阵列结构包括：
I型半导体层，包括第一表面及与所述第一表面相对的第二表面；
多个P型半导体区域，位于所述I型半导体层内，且呈间隔分布；所述P型半导体区域的上表面与所述I型半导体层的第一表面相平齐；
N型半导体层，位于所述I型半导体层的第二表面；
所述深槽位于所述P型半导体区域之间的所述I型半导体层内。
3.根据权利要求2所述的硅基光探测器阵列结构，其特征在于：所述深槽的深度大于所述P型半导体区域的深度，且小于所述I型半导体层的厚度。
4.根据权利要求2所述的硅基光探测器阵列结构，其特征在于：所述深槽的宽度小于相邻所述P型半导体区域的间距。
5.根据权利要求4所述的硅基光探测器阵列结构，其特征在于：所述深槽的宽度小于或等于相邻所述P型半导体区域间距的一半。
6.根据权利要求2所述的硅基光探测器阵列结构，其特征在于：所述深槽的边缘至最邻近的所述P型半导体区域的间距相等。
7.根据权利要求2所述的硅基光探测器阵列结构，其特征在于：所述I型半导体层为本征半导体层，所述P型半导体区域为P型重掺杂半导体区域，所述N型半导体层为N型重掺杂半导体层。
8.根据权利要求1所述的硅基光探测器阵列结构，其特征在于：所述深槽纵截面的形状为矩形、U型、倒三角形或倒梯形。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的硅基光探测器阵列结构，其特征在于：所述硅基光探测器阵列结构还包括：
上电极，位于所述P型半导体区域的表面；
下电极，位于所述N型半导体层的表面。
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