CN113270508B - 一种雪崩光电二极管和光电倍增管探测器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种雪崩光电二极管和光电倍增管探测器，涉及辐射探测或弱光探测技术领域，以解决探测器探测效率低的问题。所述雪崩光电二极管包括衬底和入射光抗反射层，衬底包括多个掺杂区，掺杂区是在衬底掺入杂质离子所形成的，掺杂区包括光线入射端P型重掺杂区、N型重掺杂区、P型重掺杂区、P型掺杂区和P型低掺杂区。所述光电倍增管探测器包括多个雪崩光电二极管单元，多个雪崩光电二极管单元并联连接，每一雪崩光电二极管单元均包括淬灭电阻和上述技术方案所涉及的雪崩光电二极管，雪崩光电二极管和淬灭电阻串联连接。本发明提供的雪崩光电二极管和光电倍增管探测器用于辐射探测或弱光探测中。
Description
技术领域
本发明涉及辐射探测或弱光探测技术领域，尤其涉及一种应用于辐射探测或弱光探测中的雪崩光电二极管和光电倍增管探测器。
背景技术
弱光探测器技术在高能物理、天体物理和核医学成像等领域一直具有非常重要的应用，目前被最广泛应用的弱光探测器主要是光电倍增管(PMT)。但由于PMT体积大、工作电压高，功耗高、易损坏、同时受光阴极限制探测效率较低、对磁场变化敏感以及不适合制作大规模探测阵列等缺点的影响，限制了它在许多方面的应用。上世纪九十年代初，俄罗斯科学家首先提出了被称作为硅光电倍增管(Silicon PhotoMultiplier-SiPM)的一种探测器，它受到了弱光探测领域研究人员的高度关注，并在现在已经成为弱光探测器技术领域的一个研究热点。
SiPM是由多个工作在盖革模式下的APD(AvalanchePhotoDiode，雪崩光电二极管)构成的阵列型光电转换器件，每个雪崩光电二极管单元均包含一个大阻值淬灭电阻，所有雪崩光电二极管单元并联输出，构成一个面阵列，形成SiPM。SiPM加上反向偏压(一般是几十V)后，每个雪崩光电二极管的APD耗尽层有很高的电场。光子进入APD后发生康普顿散射，将半导体的价电子激发为自由电子，产生的自由电子在电场中加速，打出大量的次级电子，即通过雪崩放电实现电子倍增。此时，每个雪崩光电二极管单元电路中电流突然变大，进而在输出端形成电信号。单个APD输出的电荷量Q不反映入射光子数的多少，仅与APD的电容和过阈电压有关，但由于每个APD的面积很小(通常在几十μm量级)，当人射光子数远小于SiPM的APD总和时，2个或多个光子入射同一APD的概率很小，这使得SiPM具备分辨单个光子的能力。在一定光强范围内，SiPM的输出电荷量与入射光子数成正比，即SiPM具备光子计数器的功能。它主要被用于射线的测量和探测、工业上的自动控制以及光度计量等。当它被用在红外波段时，它主要被用于导弹的制导、红外热成像仪以及红外遥感等方面。此外，还可以应用在量子通信的单光子信息载体接收端，以及获得真随机数实现量子保密通信安全密钥分发。
SiPM的主要性能指标为：探测效率、暗计数率、增益等。其中探测效率最为关键，直接影响单光子探测性能。SiPM的光子探测效率(PDE)主要由三个因子构成：量子探测效率(QE)，入光口的填充因子(FF)以及光生载流子触发雪崩概率(PT)，可以表示为：
PDE＝QE×FF×PT
其中，光生载流子触发雪崩概率(PT)受器件结构影响，而入光口的填充因子(FF)主要受淬灭电阻(RQ)、顶部引出电极以及隔离结构的布局影响，很难达到100％，而且入光口的填充因子(FF)随着单位面积像素个数的增多而减少。故如何提高SiPM的探测效率成为一个亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种雪崩光电二极管和光电倍增管探测器，用于对雪崩光电二极管的结构进行改进，能够显著提高光电倍增管探测器的探测效率。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种雪崩光电二极管，包括衬底和入射光抗反射层；
所述衬底的顶面为光入射面；所述入射光抗反射层设置于所述衬底的顶面上；
所述衬底包括多个掺杂区；所述掺杂区是向所述衬底掺入杂质离子而形成的；所述掺杂区包括光线入射端P型重掺杂区、N型重掺杂区、P型重掺杂区、P型掺杂区和P型低掺杂区；所述光线入射端P型重掺杂区位于所述衬底的顶部；所述N型重掺杂区和所述P型重掺杂区均位于所述衬底的底部，所述P型重掺杂区位于所述N型重掺杂区的两侧，且每一所述P型重掺杂区与所述N型重掺杂区之间均存在间隙；所述P型掺杂区位于所述N型重掺杂区的上方，且所述P型掺杂区的底面与所述N型重掺杂区的顶面相贴合；除所述光线入射端P型重掺杂区、所述N型重掺杂区、所述P型重掺杂区和所述P型掺杂区所处区域外，所述衬底的其他区域均为所述P型低掺杂区；
所述P型重掺杂区与阳极引出端电连接，所述N型重掺杂区与阴极引出端电连接。
与现有技术相比，本发明提供的一种雪崩光电二极管，对掺杂到衬底的离子浓度和离子类型进行设计，以在衬底上形成多种类型的掺杂区，并且合理设计各个掺杂区之间的位置关系，能够使光生载流子的激发雪崩倍增效应分布在整个衬底上，大大提高了光生载流子触发雪崩概率的范围，从而显著提高使用该雪崩光电二极管的光电倍增管探测器的探测效率。
本发明还提供一种光电倍增管探测器，包括多个雪崩光电二极管单元；多个所述雪崩光电二极管单元并联连接；
每一所述雪崩光电二极管单元均包括上述雪崩光电二极管和淬灭电阻，所述雪崩光电二极管和所述淬灭电阻串联连接。
与现有技术相比，本发明提供的光电倍增管探测器包括雪崩光电二极管，故其有益效果与上述技术方案所述雪崩光电二极管的有益效果相同，此处不做赘述。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例中所提供的第一种实施方式下的雪崩光电二极管的结构示意图。
图2为本发明实施例中所提供的衬底上光生载流子触发雪崩概率和电场的分布示意图。
图3为本发明实施例中所提供的现有技术中雪崩光电二极管的结构示意图。
图4为本发明实施例中所提供的第二种实施方式下雪崩光电二极管的结构示意图。
图5为本发明实施例中所提供的第二种实施方式下雪崩光电二极管的另一种结构示意图。
图6为本发明实施例中所提供的第三种实施方式下雪崩光电二极管的结构示意图。
图7为本发明实施例中所提供的第三种实施方式下雪崩光电二极管的另一种结构示意图。
图8为本发明实施例中所提供的第四种实施方式下雪崩光电二极管的结构示意图。
图9为本发明实施例中所提供的第五种实施方式下雪崩光电二极管的结构示意图。
图10为本发明实施例中所提供的光电倍增管探测器的拓扑结构示意图。
附图标记：
101-晶圆衬底N+区；102-外延层N-区；103-光线入射端P+区；104-保护环P-区；105-入射光抗反射层；106-阳极引出端；107-淬灭电阻部分；108-阴极引出端。
1-衬底；11-光线入射端P型重掺杂区；12-N型重掺杂区；13-P型重掺杂区；14-P型掺杂区；15-P型低掺杂区；2-入射光抗反射层；3-基板；4-阳极引出端；5-阴极引出端；6-隔离结构。
201-雪崩光电二极管；202-淬灭电阻。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1，其给出了雪崩光电二极管201的纵截面示意图。本实施例用于提供一种雪崩光电二极管201，包括衬底1和入射光抗反射层2。衬底1的顶面为光入射面，入射光抗反射层2设置于衬底1的顶面上。入射光抗反射层2根据探测光子对应的波长而针对性设计，其所用的材料为二氧化硅、氮化硅或氧化铟锡等抗反射膜材料。
衬底1包括多个掺杂区，掺杂区是在衬底1掺入杂质离子所形成的，掺入杂质离子时所用的方法可为离子注入方法或者扩散方法。掺杂区包括光线入射端P型重掺杂区11、N型重掺杂区12、P型重掺杂区13、P型掺杂区14和P型低掺杂区15。P型重掺杂区13为向衬底1上掺入离子浓度大于第一预设浓度的受主杂质所形成的，受主杂质是指位于元素周期表第III族中的一种元素，例如硼或者铟，它们的价电子带都只有三个电子，第一预设浓度一般为1E18/cm3。P型掺杂区14为向衬底1上掺入离子浓度小于等于第一预设浓度但大于等于第二预设浓度的受主杂质所形成的，第二预设浓度一般为1E14/cm3。P型低掺杂区15为向衬底1上掺入离子浓度小于第二预设浓度的受主杂质所形成的。N型重掺杂区12为向衬底1上掺入离子浓度大于第一预设浓度的施主杂质而形成的，施主杂质可为五价元素砷、磷、锑等。进而通过在衬底1上掺入不同类型不同浓度的杂质离子，以在衬底1上形成多个不同类型的掺杂区。
光线入射端P型重掺杂区11位于衬底1的顶部。N型重掺杂区12和P型重掺杂区13均位于衬底1的底部，P型重掺杂区13位于N型重掺杂区12的两侧，且每一P型重掺杂区13与N型重掺杂区12之间均存在间隙。P型掺杂区14位于N型重掺杂区12的上方，且P型掺杂区14的底面与N型重掺杂区12的顶面相贴合。除光线入射端P型重掺杂区11、N型重掺杂区12、P型重掺杂区13和P型掺杂区14所处区域外，衬底1的其他区域均为P型低掺杂区15，进而合理布置各个掺杂区的掺杂位置。P型重掺杂区13与阳极引出端4电连接，N型重掺杂区12与阴极引出端5电连接。
具体实施时：阳极引出端4连接电源的负极，阴极引出端5连接电源的正极，以对雪崩光电二极管201施加反向偏压，使雪崩光电二极管201工作于击穿状态。光子通过衬底1的顶部进入衬底1中，将半导体的价电子激发为自由电子，产生的自由电子在衬底1上加速，打出大量的次级电子，通过雪崩放电实现电子载流子和空穴载流子的倍增，通过P型重掺杂区13对空穴载流子进行收集，通过N型重掺杂区12对电子载流子进行收集，以提高光电转换的灵敏度。
通过上述雪崩光电二极管201的结构和具体实施过程可知，本实施例通过对衬底1上的掺杂区类型和各个掺杂区之间的位置关系进行设计后，衬底1中的光生载流子触发雪崩概率如图2(a)所示，图2(a)中，P为触发雪崩概率，虚线Pe为电子载流子触发雪崩概率，虚线Ph为空穴载流子触发雪崩概率，实线为电子载流子和空穴载流子的触发雪崩概率之和，其与衬底上各个掺杂区之间的关系如图2(a)和图2(c)的对应关系所示。图2(b)中，E为电场，衬底上的电场分布与衬底上各个掺杂区之间的关系如图2(b)和图2(c)的对应关系所示。参阅图2可知，光生载流子的激发雪崩倍增效应分布在整个衬底上，进而利用本实施例所提供的雪崩光电二极管的结构能够显著提高光生载流子的雪崩触发范围，从而显著提高应用该雪崩光电二极管的光电倍增管探测器的探测效率。
作为一种可能的实现方式，P型低掺杂区15的电阻率在0.1-100Ω.cm之间，厚度在0.5-10um之间，N型重掺杂区12的结深在0.3-1um之间，P型掺杂区14的浓度在1E14/cm3-1E17/cm3。在对衬底1进行离子掺杂以得到N型重掺杂区12和P型掺杂区14时，要使N型重掺杂区12在同一高度横截面上的离子浓度相同，P型掺杂区14在同一高度横截面上的离子浓度相同，从而在N型重掺杂区12和P型掺杂区14的接触面上产生均匀电场，有利于提高雪崩光电二极管201的工作效率。
作为一种可能的实现方式，首先对长度、宽度和高度的方向进行详细定义。定义N型重掺杂区12和P型重掺杂区13的排列方向为宽度方向，即以图1为例，图1中所示的横向方向即为所定义的宽度方向，由于定义了衬底1的顶部和底部，则图1中所示的竖向方向即为高度方向，那么图1中未示出的垂直于纸面的方向则为长度方向。光线入射端P型重掺杂区11的横截面积与衬底1的横截面积相等，N型重掺杂区12、P型重掺杂区13和P型掺杂区14的长度均与衬底1的长度相等，进而能够使产生的光生载流子的雪崩触发范围处于整个衬底1立体结构的内部，进一步的提高应用该雪崩光电二极管201的光电倍增管探测器的探测效率。
请参见图3，现有用于辐射探测或弱光探测的SiPM中，其单个雪崩光电二极管的基本结构如图3所示，包括晶圆衬底N+区(101)，外延层N-区(102)，光线入射端P+区(103)，保护环P-区(104)，入射光抗反射层(105)，阳极引出端(106)，淬灭电阻部分(107)和阴极引出端(108)。但淬灭电阻部分(107)和阳极引出端(106)会对雪崩光电二极管的光入射面产生遮挡，鉴于这一遮挡问题会降低入光口的填充因子。基于此，本实施例所提供的雪崩光电二极管201还包括基板3，该基板3为玻璃支撑基板或柔性基板，基板3的厚度可以根据加工条件及应用需求进行调节，可在20-500um之间。基板3位于衬底1的下方，基板3的顶面与衬底1的底面相贴合，即令基板3从非探测光子一侧引出。基板3上开设有多个沿高度方向的凹槽，凹槽用于放置阳极引出端4和阴极引出端5，阳极引出端4和阴极引出端5均从衬底1的底部引出，即从非探测光子的一侧引出，从而避免对光子探测面的遮挡问题，能够提高入光口的填充因子，显著提高应用该雪崩光电二极管201的光电倍增管探测器的探测效率。
由于光电倍增管探测器中所包含的雪崩光电二极管201都是紧密串联排列的，考虑到各个雪崩光电二极管201之间的电荷串扰，本实施例可使P型重掺杂区13的高度高于P型掺杂区14的顶面所处水平线的高度，如图4和图5所示，P型重掺杂区13的纵截面形状可为梯形或者柱形，通过令P型重掺杂区13的高度高于P型掺杂区14的顶面所处水平线的高度，能够有效屏蔽雪崩光电二极管201之间的电荷串扰，还可以提高入光口的填充因子，进而提高应用该雪崩光电二极管201的光电倍增管探测器的探测效率。
为了有效屏蔽雪崩光电二极管单元之间的电荷串扰，本实施例还提供了另外一种具体的实施方式。如图6和图7所示，雪崩光电二极管201还包括隔离结构6，该隔离结构6可为隔离沟槽结构，其纵截面的形状可为梯形或者柱形。所述隔离结构6设置于P型重掺杂区13上，隔离结构6可以设置于P型重掺杂区13的顶面、内部或远离N型重掺杂区12的一侧。图6和图7所示的是将隔离结构6设置于P型重掺杂区13的内部的示意图。隔离结构6的顶面所处水平线的高度高于P型掺杂区14的顶面所处水平线的高度，进而有效避免雪崩光电二极管201之间的电荷串扰，还可以提高入光口的填充因子，进而提高应用该雪崩光电二极管201的光电倍增管探测器的探测效率。
作为一种可选的实施方式，衬底1的顶面为凹凸面，进而能够增加雪崩光电二极管201的光接收面积，进一步提高应用该雪崩光电二极管201的光电倍增管探测器的探测效率。N型重掺杂区12、P型重掺杂区13和P型掺杂区14的纵截面形状可为任意形状。另外，从衬底1的顶面向衬底1掺杂预设厚度的杂质离子，形成光线入射端P型重掺杂区11，使光线入射端P型重掺杂区11与衬底1顶面的形状相同，并设置N型重掺杂区12、P型重掺杂区13和P型掺杂区14的长度均与衬底1的长度相等，能够使产生的光生载流子的雪崩触发范围处于整个衬底1立体结构的内部，进一步的提高应用该雪崩光电二极管201的光电倍增管探测器的探测效率。
为了简化衬底1的加工工艺，衬底1的顶面可以仅具有一个第一凸起部，该第一凸起部的纵截面形状可为任意形状，可为梯形、半圆形或多边形等。请参阅图8，其给出了第一凸起部的纵截面形状为梯形的实施方式，设置一个第一凸起部同样能够增加雪崩光电二极管201的光接收面积，进一步提高应用该雪崩光电二极管201的光电倍增管探测器的探测效率，同时设置一个第一凸起部使衬底1顶面形成台面结构，能够在一定程度上抑制雪崩光电二极管201之间的电荷串扰。本实施例可具体设计形成的台面结构的高部分作为光子主探测区，在低部分对应位置处设置P型重掺杂区13。
当衬底1的顶面具有一个第一凸起部时，可以设计N型重掺杂区12和P型掺杂区14的顶面均与第一凸起部的形状相同。具体的，参阅图8，当衬底1的第一凸起部的纵截面形状为梯形时，设置N型重掺杂区12的纵截面形状为梯形，且P型掺杂区14与N型重掺杂区12组成的区域的截面形状同样为梯形，但梯形的大小可以不同，采用外延后再刻蚀的方式生长特定形状的N型重掺杂区12。通过N型重掺杂区12和P型掺杂区14的顶面均与第一凸起部的形状相同这一设计，可以使衬底1上电场分布更加均匀，提高雪崩光电二极管201工作状态的稳定性，同时提高产生的光生载流子的收集速度，在一定程度上起到抑制雪崩光电二极管201之间的电荷串扰的效果。
为了在实现提高雪崩光电二极管201工作状态的稳定性和抑制雪崩光电二极管201之间电荷串扰的同时，还能简化雪崩光电二极管201的制作工艺，本实施例还提供了另外一种实现方式，如图9所示，基板3的顶面具有与第一凸起部形状相同的第二凸起部，在基板3所形成的台面结构的高部分上再生长任意形状的N型重掺杂区12和P型掺杂区14，在低部分生长P型高掺杂区13和隔离结构6，进而可以降低N型重掺杂区12和P型掺杂区14的制作复杂度，避免将N型重掺杂区12和P型掺杂区14的顶面制作成与衬底1的顶面相同的形状所带来的工艺难度，同时还能达到提高雪崩光电二极管201工作状态的稳定性和抑制雪崩光电二极管201之间电荷串扰的效果。
实施例2：
本发明实施例还提供一种光电倍增管探测器，如图10所示，所述探测器包括多个雪崩光电二极管单元，多个雪崩光电二极管单元并联连接。
每一雪崩光电二极管单元均包括如实施例1所述的雪崩光电二极管201和淬灭电阻202，雪崩光电二极管201和淬灭电阻202串联连接。
所有雪崩光电二极管201的阳极引出端4并联连接，所有雪崩光电二极管201的阴极引出端5并联连接。
相邻两个雪崩光电二极管201分别记为第一雪崩光电二极管和第二雪崩光电二极管，雪崩光电二极管201的P型重掺杂区13分别记为第一P型重掺杂区和第二P型重掺杂区，第一雪崩光电二极管的第一P型重掺杂区和第二雪崩光电二极管的第二P型重掺杂区为同一个P型重掺杂区，进而相邻两个雪崩光电二极管201可以共用P型重掺杂区13，能够降低生产该雪崩光电二极管201的制作工艺复杂度。
需要说明的是，当两个雪崩光电二极管201共用P型重掺杂区13时，则隔离结构6不能设置于P型重掺杂区13的一侧，可以位于P型重掺杂区13的顶面或者P型重掺杂区13的内部。
与现有技术相比，本发明实施例提供的光电倍增管探测器，由于采用实施例1所述的雪崩光电二极管201，通过对雪崩光电二极管201的结构进行改进，能够提高入光口的填充因子，避免雪崩光电二级管201之间的电荷串扰，提高光电倍增管探测器的探测效率。
在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
在以上的描述中，对于各层的构图、刻蚀等技术细节并没有做出详细的说明。但是本领域技术人员应当理解，可以通过各种技术手段，来形成所需形状的层、区域等。另外，为了形成同一结构，本领域技术人员还可以设计出与以上描述的方法并不完全相同的方法。另外，尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。
以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。本公开的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种雪崩光电二极管，其特征在于，包括衬底和入射光抗反射层；
所述衬底的顶面为光入射面；所述入射光抗反射层设置于所述衬底的顶面上；
所述衬底包括多个掺杂区；所述掺杂区是向所述衬底掺入杂质离子而形成的；所述掺杂区包括光线入射端P型重掺杂区、N型重掺杂区、P型重掺杂区、P型掺杂区和P型低掺杂区；所述光线入射端P型重掺杂区位于所述衬底的顶部；所述N型重掺杂区和所述P型重掺杂区均位于所述衬底的底部，所述P型重掺杂区位于所述N型重掺杂区的两侧，且每一所述P型重掺杂区与所述N型重掺杂区之间均存在间隙；所述P型掺杂区位于所述N型重掺杂区的上方，且所述P型掺杂区的底面与所述N型重掺杂区的顶面相贴合；除所述光线入射端P型重掺杂区、所述N型重掺杂区、所述P型重掺杂区和所述P型掺杂区所处区域外，所述衬底的其他区域均为所述P型低掺杂区；
所述P型重掺杂区与阳极引出端电连接，所述N型重掺杂区与阴极引出端电连接；
所述P型重掺杂区的高度高于所述P型掺杂区的顶面所处水平线的高度；或者，所述雪崩光电二极管还包括隔离结构；所述隔离结构设置于所述P型重掺杂区上；所述隔离结构的顶面所处水平线的高度高于所述P型掺杂区的顶面所处水平线的高度；
所述衬底顶面具有一个第一凸起部；所述N型重掺杂区和所述P型掺杂区的顶面与所述第一凸起部的形状相同。
2.根据权利要求1所述的一种雪崩光电二极管，其特征在于，所述光线入射端P型重掺杂区的横截面积与所述衬底的横截面积相等。
3.根据权利要求1所述的一种雪崩光电二极管，其特征在于，定义所述N型重掺杂区和所述P型重掺杂区的排列方向为宽度方向；所述N型重掺杂区、所述P型重掺杂区和P型掺杂区的长度均与所述衬底的长度相等。
4.根据权利要求1所述的一种雪崩光电二极管，其特征在于，所述雪崩光电二极管还包括基板；所述基板位于所述衬底的下方，所述基板的顶面与所述衬底的底面相贴合；所述基板上开设有多个沿高度方向的凹槽，所述凹槽用于放置所述阳极引出端和所述阴极引出端。
5.根据权利要求4所述的一种雪崩光电二极管，其特征在于，所述阳极引出端和所述阴极引出端均从所述衬底的底部引出。
6.根据权利要求1所述的一种雪崩光电二极管，其特征在于，所述隔离结构设置于所述P型重掺杂区的顶面、内部或远离所述N型重掺杂区的一侧。
7.一种光电倍增管探测器，其特征在于，包括多个雪崩光电二极管单元；多个所述雪崩光电二极管单元并联连接；
每一所述雪崩光电二极管单元均包括如权利要求1-6任一项所述的雪崩光电二极管和淬灭电阻，所述雪崩光电二极管和所述淬灭电阻串联连接。
8.根据权利要求7所述的一种光电倍增管探测器，其特征在于，相邻两个所述雪崩光电二极管分别记为第一雪崩光电二极管和第二雪崩光电二极管；所述雪崩光电二极管的P型重掺杂区分别记为第一P型重掺杂区和第二P型重掺杂区；所述第一雪崩光电二极管的第一P型重掺杂区和所述第二雪崩光电二极管的第二P型重掺杂区为同一个P型重掺杂区。
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