CN117542906A - 一种光敏元件及其制造方法、光敏探测器 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种光敏元件及其制造方法及光敏探测器，本申请的光敏元件采用本征硅衬底作为本征层，用作光吸收层。上述本征硅衬底为减薄后的衬底，减薄后的衬底厚度介于50μm～100μm。该厚度有效减少了进入本征硅衬底的光子的传输距离，能够有效提高光子的响应速度。另外，衬底的背面侧形成反射结构，该反射结构能够对自衬底正面一侧入射但并未被本征硅衬底吸收的光子进行反射，使其在此进入本征层，由本征层吸收，由此提高了本征层对光子的吸收效率，被吸收的光子转化为光电流，由此保证光敏元件的光电流。

Description

一种光敏元件及其制造方法、光敏探测器
技术领域
本发明涉及半导体器件及装置技术领域，特别涉及一种光敏元件及其制造方法、光敏探测器。
背景技术
光敏二极管，又叫光电二极管是一种能够将光根据使用方式，转换成电流或者电压信号的光探测器。管芯常使用一个具有光敏特征的PN结，对光的变化非常敏感，具有单向导电性，而且光强不同的时候会改变电学特性，因此，可以利用光照强弱来改变电路中的电流。
信号响应速度是光明二极管的重要参数之一。为提升光敏二极管信号响应速度，尤其是红外波段的响应速度，目前常用的方法是将光主要吸收区进行减薄，以缩短光生载流子输运距离，从而提升响应速度。现有技术的做法通常是在低阻硅衬底上生长高阻硅外延层，然而，红外光在硅材料内吸收率较低，即需要较厚的硅材料才能将红外光完全吸收。现有技术的高阻外延层厚度较薄，虽然提升了响应速度，但不能完全吸收注入红外光，部分红外光进入低阻硅衬底，由于其掺杂浓度高，光子进入其内产生的光生载流子寿命极低，无法被有效收集，因此，现有技术在提升响应速度的同时，也必然以降低光电流为代价。
发明内容
鉴于现有技术中光敏元件的光吸收区厚度与光子吸收率方面的矛盾，本发明提供一种光敏元件及其制造方法、光敏探测器，以解决上述一个或多个问题。
本申请的一个实施例，提供一种光敏元件，其特征在于，至少包括：
衬底，所述衬底具有相对设置的正面及背面，所述衬底的厚度介于50μm～100μm；
掺杂层，包括位于所述衬底的正面的第一掺杂层、位于所述衬底的背面的第二掺杂层，以及位于所述衬底的正面与所述第一掺杂层间隔设置的掺杂环；
反射结构，位于所述衬底的背面，并且形成在所述第二掺杂层远离所述衬底的一侧。
本申请的另一实施例提供一种光敏元件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供衬底，所述衬底具有相对设置的正面及背面；
自所述衬底的正面形成导电类型相反的第一掺杂层及掺杂环，所述第一掺杂层和所述掺杂环相互间隔；
在所述衬底的正面一侧键合支撑衬底；
在所述衬底的背面侧对所述衬底进行减薄处理，减薄后的所述衬底的厚度介于50μm～100μm；
自减薄后的所述衬底的背面侧形成与所述第一掺杂层导电类型相反的第二掺杂层；
在所述第二掺杂层上方形成反射结构。
本申请的另一实施例提供一种光敏探测器，其特征在于，包括：
电路板，设置有模数转换电路、比较电路和放大电路中的至少一个；
多个光敏元件，阵列排布在所述电路板上，并且多个所述光敏元件与所述电路基板电连接，所述光明元件包括本申请所述的光敏元件。
如上所述，本申请的光敏元件及其制造方法、光敏探测器，具有以下有益效果：
本申请采用本征硅衬底作为本征层，用作光吸收层。上述本征硅衬底为减薄后的衬底，减薄后的衬底厚度介于50μm～100μm。该厚度有效减少了进入本征硅衬底的光子的传输距离，能够有效提高光子的响应速度。另外，衬底的背面侧形成反射结构，该反射结构能够对自衬底正面一侧入射但是并未被本征硅吸收的光子进行反射，使其在此进入本征层，由本征层吸收，由此提高了本征层对光子的吸收效率，被吸收的光子转化为光电流，由此保证光敏元件的光电流。
附图说明
图1显示为现有技术中光敏二极管的结构示意图。
图2显示为本发明实施例一提供的光敏元件的结构示意图。
图3显示为图2所示的发光二极管的制造方法的流程示意图。
图4显示为在衬底中形成掺杂环的示意图。
图5显示为在衬底中形成第一掺杂层的示意图。
图6显示为在图5所示结构上方形成减反射膜层的示意图。
图7显示为在图6所示结构上方形成电极结构的示意图。
图8显示为键合支撑衬底并对衬底进行减薄的示意图。
图9显示为在减薄后的衬底中形成第二掺杂层和反射结构的示意图。
图10显示为本发明实施例二提供的光敏元件的结构示意图。
图11显示为本发明实施例三提供的光敏探测器的结构示意图。
图12显示为本发明实施例三的可选实施例提供的光敏探测器的结构示意图。
元件标号说明
001、低阻硅衬底；002、高阻硅外延层；003、P型层；004、N型层；005、背电极；006、N电极；
100、光敏二极管；101、衬底；1001、正面；1002、背面；102、掺杂环；103、第一掺杂层；104、第二掺杂层；105、反射结构；106、减反射膜层；107、第一电极；108、第二电极；110，支撑衬底；120、粘合层；111、第一掩膜层；112、第二掩膜层；
200、发光装置；201、电路板；202、光敏原件；203、导线。
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。
如图1所示，现有技术中，光敏二极管包括低阻硅衬底001、形成在低阻硅衬底001的正面一侧的高阻硅外延层002、形成在高阻硅外延层002远离低阻硅衬底001一侧的P型层003和N型层004，以及形成在N型层003上方的N电极006和形成在低阻硅衬底001背面的背电极005。为了提升光敏二极管信号响应速度，尤其是提升红外波段的信号响应速度。通常将上述高阻硅外延层002的厚度设置在60μm左右。然而，红外光在硅材料内吸收率较低，因此，需要较厚的硅材料才能将红外光完全吸收。然而现有技术的高阻外延002层厚度较薄，虽然提升了响应速度，但不能完全吸收注入红外光，部分红外光进入低阻硅衬底001，由于其掺杂浓度高，光子进入其内产生的光生载流子寿命极低，无法被有效收集，因此，现有技术在提升响应速度的同时，也必然以降低光电流为代价。
如上现有技术的光敏元件在光吸收区厚度与光子吸收率方面存在矛盾，因此，针对上述问题，本申请一方面提供光敏元件，其至少包括：
衬底，所述衬底具有相对设置的正面及背面，所述衬底的厚度介于50μm～100μm；
掺杂层，包括位于所述衬底的正面的第一掺杂层、位于所述衬底的背面的第二掺杂层，以及位于所述衬底的正面与所述第一掺杂层间隔设置的掺杂环；
反射结构，位于所述衬底的背面，并且形成在所述第二掺杂层远离所述衬底的一侧。
本申请的光敏元件的衬底厚度介于50μm～100μm。该厚度有效减少了进入衬底的光子的传输距离，能够有效提高光子的响应速度。另外，衬底的背面侧形成反射结构，该反射结构能够对自衬底正面一侧入射但是并未被衬底吸收的光子进行反射，使其在此进入衬底，由衬底吸收，由此提高了衬底对光子的吸收效率，被吸收的光子转化为光电流，由此保证光敏元件的光电流。
可选地，所述衬底为电阻率介于1×103Ω·cm～2.3×105Ω·cm的本征硅衬底。衬底选择本征硅衬底能够增加对光子的吸收，在上述厚度范围内能够提高吸收效率。
可选地，所述第一掺杂层与所述第二掺杂层的导电类型相反，所述掺杂环与所述第一掺杂层的导电类型相反，其中所述第一掺杂层和所述掺杂环之间由所述衬底相互间隔。上述掺杂层及掺杂环构成光敏元件的功能层，实现光敏元件的光电转换。
可选地，所述反射结构包括交替叠置的第一材料层和第二材料层，其中所述第一材料层和所述第二材料层具有不同的折射率。上述交替叠置的第一材料层和第二材料层构成DBR结构，能够对入射至此的光进行反射，使其重新入射至衬底并且被衬底吸收，由此提高衬底对光的吸收效率。
可选地，所述反射结构包括：
介质层，位于所述衬底的背面；
金属反射层，位于所述介质层远离所述衬底的一侧；
其中，所述介质层包括交替叠置的第一材料层和第二材料层，其中所述第一材料层和所述第二材料层具有不同的折射率。
上述反射结构形成为全反射结构ODR，因此能够对入射至此的光进行全反射，使其重新入射至衬底并且被衬底吸收，由此提高衬底对光的吸收效率。
可选地，所述光敏元件还包括电极结构，所述电极结构包括第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极形成在所述衬底的正面一侧，并且所述第一电极与所述第一掺杂层电连接，所述第二电极与所述第二掺杂层电连接。
上述电极结构分别连接光敏元件的正极和负极，便于后续将光敏元件的正、负极连接至外接电路，实现光敏元件中光电流的传导。
可选地，所述光敏元件还包括减反射膜层，位于所述衬底的正面一侧，并且至少覆盖所述第一掺杂层及所述掺杂环。
上述减反射膜层位于衬底的正面一侧并且覆盖第一掺杂层及掺杂环，由于衬底正面一侧为光的入射面，因此，该减反射膜层能够减少入射光的反射，使得入射光尽可能多地入射至衬底，增加衬底的光吸收率。
可选地，所述反射结构为金属反射镜，并且所述金属反射镜形成为所述第二电极。。上述金属反射镜一方面可以对自衬底出射的光进行反射使其返回至衬底直至被衬底吸收；同时还可以作为第二电极引出第二掺杂层。由此增加了光敏元件的设计灵活性。
可选地，所述掺杂环的厚度大于或者等于所述第一掺杂层的厚度。
本发明的另一实施例提供光敏元件的制造方法，其包括以下步骤：
提供衬底，所述衬底具有相对设置的正面及背面；
自所述衬底的正面形成导电类型相反的第一掺杂层及掺杂环，所述第一掺杂层和所述掺杂环相互间隔；
在所述衬底的正面一侧键合支撑衬底；
在所述衬底的背面侧对所述衬底进行减薄处理，减薄后的所述衬底的厚度介于50μm～100μm；
自减薄后的所述衬底的背面侧形成与所述第一掺杂层导电类型相反的第二掺杂层；
在所述第二掺杂层上方形成反射结构。
上述方法中将衬底厚度减薄至50μm～100μm。该厚度有效减少了进入衬底的光子的传输距离，能够有效提高光子的响应速度。另外，在衬底的背面侧形成反射结构，该反射结构能够对自衬底正面一侧入射但是并未被衬底吸收的光子进行反射，使其在此进入衬底，由衬底吸收，由此提高了衬底对光子的吸收效率，被吸收的光子转化为光电流，由此保证光敏元件的光电流。
可选地，在所述衬底的正面一侧键合支撑衬底之前还包括：
在所述衬底的正面一侧形成减反射膜层，所述减反射膜层至少覆盖所述第一掺杂层和所述掺杂环；
形成电极结构，形成与所述第一掺杂层电连接的第一电极以及与所述掺杂环电连接的第二电极。
由于衬底正面一侧为光的入射面，因此，在衬底的正面一侧形成减反射膜层，能够减少入射光的反射，使得入射光尽可能多地入射至衬底，增加衬底的光吸收率。
可选地，在所述第二掺杂层上方形成反射结构包括：在所述第二掺杂层上方交替沉积第一材料层和第二材料层，其中所述第一材料层和所述第二材料层具有不同的反射率。
上述交替叠置的第一材料层和第二材料层构成DBR结构，能够对入射至此的光进行反射，使其重新入射至衬底并且被衬底吸收，由此提高衬底对光的吸收效率。
可选地，在所述第二掺杂层上方形成反射结构包括：
在所述第二掺杂层上方沉积介质层，交替沉积第一材料层和第二材料层以形成所述介质层，其中所述第一材料层和所述第二材料层具有不同的折射率；
在所述介质层上方形成金属反射层。
上述介质层及金属反射层形成为全反射结构ODR，因此能够对入射至此的光进行全反射，使其重新入射至衬底并且被衬底吸收，由此提高衬底对光的吸收效率。
可选地，所述光敏元件的制造方法还包括：
去除所述支撑衬底；
切割所述衬底，获得独立的光敏元件。
本申请的另一方面提供一种光敏探测器，其包括：
电路板，设置有模数转换电路、比较电路和放大电路中的至少一个；
多个光敏元件，阵列排布在所述电路板上，并且多个所述光敏元件与所述电路基板电连接，所述光明元件包括本申请提供的所述光敏元件。
上述光敏探测器具有本申请上述光敏元件，因此其具有良好的光电转换率及较高的响应速度。
实施例一
本实施例提供一种光敏元件，如图2所示，本实施例的光敏元件为光敏二极管100，该光敏二极管100包括衬底101，形成在衬底101的正面1001的第一掺杂层103和掺杂环102，以及位于衬底101的背面1002的第二掺杂层104，以及形成在衬底101的背面1002的反射结构105。
如图2所示，本实施例中，上述衬底101为高阻硅衬底，更具体地，为本征硅衬底，该衬底101的电阻率介于1×103Ω·cm～2.3×105Ω·cm。该高阻硅衬底作为光吸收层，能够有效吸收入射至其中的光线。为了进一步缩短光生载流子的传输距离，从而提升响应速度，本实施例中上述衬底101的厚度设置为50μm～100μm，例如可以是50μm、60μm、75μm、90μm、100μm等。
同样参照图2，衬底101具有相对设置的正面1001及背面1002，在衬底101的正面1001一侧形成有导电类型相反的第一掺杂层103和掺杂环102，第一掺杂层103和掺杂环102相互间隔设置。在衬底101背面1002一侧形成有第二掺杂层104，该第二掺杂层104与第一掺杂层103的导电类型相反。通常经离子注入形成上述第一掺杂层103、第二掺杂层104和掺杂环102。可选地，上述第一掺杂层103和第二掺杂层104及掺杂环102均通过高能离子注入的方式形成，第一掺杂层103可以是自衬底101的正面1001掺杂五价的磷元素形成的N型掺杂层，掺杂环102为自衬底101的正面1001掺杂三价的硼元素形成的P型掺杂层；第二掺杂层104为自衬底101的背面1002掺杂三价的硼元素形成的P型掺杂层。相反地，也可以是：第一掺杂层103可以是自衬底101的正面1001掺杂三价的硼元素形成的N型掺杂层，掺杂环102为自衬底101的正面1001掺杂五价的磷元素形成的P型掺杂层；第二掺杂层104为自衬底101的背面1002掺杂五价的磷元素形成的P型掺杂层。并且第一掺杂层103和掺杂环102的上表面与衬底101的正面1001共平面，第二掺杂层104的表面与衬底101的背面1002共平面。可选地，掺杂环102的厚度可以与第一掺杂层103的厚度相同，也可以大于第一掺杂层103的厚度；第一掺杂层103的厚度、第二掺杂层104的厚度即掺杂环102的厚度均可根据实际需要进行设定。上述第一掺杂层103和掺杂环102一侧作为光接收侧，第一掺杂层103和掺杂环102及第二掺杂层104构成光敏元件的光敏部，该光敏部能够实现光电二极管的光电转换功能。
由于硅基材料对红光的吸收率较低，衬底101的上述厚度可能会导致红外光波段的光吸收不完全，对此，本申请在衬底101的背面1002一侧形成反射结构105，该反射结构105对入射至衬底101但是未被衬底101吸收而是自衬底101出射的光进行反射，使其再次入射至衬底101被衬底101吸收。由此可以提高衬底101对光的吸收效率。可选实施例中，上述反射结构105可以是DBR结构，例如由第一材料层和第二材料层交替叠置形成的DBR结构。上述第一材料层和第二材料层具有不同的折射率，上述第一材料层和第二材料层可以是SiO2、SiN、SiON、TiO2中的任意几种的组合。例如，第一材料层可以是SiO2层，第二材料层可以是TiO2层。上述DBR结构可以包括多对第一材料层和第二材料层，具体的材料层的对数可以根据实际需要进行设定。
另一可选实施例中，上述反射结构105可以是DBR结构，例如包括上述DBR结构以及形成在DBR结构远离衬底101一侧的金属反射层，该金属反射层可以是Al、Ag、Au、Pt等中的一种或者任意几种的组合。
再次参照图2，本实施例的光敏二极管100还包括电极结构，该电极结构包括第一电极107和第二电极108，第一电极107与第一掺杂层103电连接，第二电极108与掺杂环102电连接。上述电极结构实现后续发光二极管与外界电路的连接，以实现光敏二极管100的光电流向外界的传输。
另外，为了进一步增加入射至衬底101的光，在光的入射面，即衬底101的正面1001一侧还形成有减反射膜层106，该减反射膜层106至少覆盖衬底101正面1001一侧的第一掺杂层103和掺杂环102，进一步地，覆盖第一掺杂层103、掺杂环102以及二者之间的间隔区域。减反射膜层106能够减少入射至此的光的反射，使得更多的光能够入射至衬底101被衬底101吸收，增加光电转换效率。
本实施还提供了上述光电二极管的制造方法，如图3所示，该方法包括以下步骤：
S100：提供衬底，所述衬底具有相对设置的正面1001及背面1002；
参照图4，本实施例中，上述衬底101为高阻硅衬底，进一步地，为电阻率介于1×103Ω·cm～2.3×105Ω·cm的本征硅衬底。该衬底101的初始厚度通常在100μm～500μm。该衬底101具有相对设置的正面1001及背面1002
S200：自所述衬底的正面1001形成导电类型相反的第一掺杂层103及掺杂环102，所述第一掺杂层103和所述掺杂环102相互间隔；
同样参照图4，在衬底101的正面1001上方形成第一掩膜层111，在该第一掩膜层111的遮蔽下进行离子注入，本实施例中，注入三价硼元素，形成掺杂环102，即P型掺杂层。掺杂环102的注入深度介于10μm～50μm，进一步地，介于10μm～30μm。
然后如图5所示，在衬底101的正面1001上方形成第二掩膜层112，该第二掩膜层112覆盖上述掺杂环102并且覆盖面积大于掺杂环102的表面积。在第二掩膜层112的遮蔽下进行离子注入，注入五价的磷元素，在衬底101的正面1001一侧形成第一掺杂层103，即N型层。第一掺杂层103的厚度介于10μm～50μm，进一步地介于10μm～30μm。第一掺杂层103和掺杂环102间隔设置，二者的间隔区域为本征硅衬底。可选实施例中形成的上述第一掺杂层103和掺杂环102的上表面与衬底101的正面1001共平面。
S300：在所述衬底的正面1001一侧键合支撑衬底110；
首先参照图6，在键合支撑衬底110之前，首先在形成了上述第一掺杂层103和掺杂环102的衬底101的正面1001上方形成减反射膜层106，该减反射膜层106可选地为绝缘材料层，用于减少入射至此的光的反射，使得更多地光能够入射至衬底101。
然后如图7所示，在减反射膜层106上方形成电极结构。例如分别在第一掺杂层103对应区域和掺杂环102对应区域刻蚀减反射膜层106形成电极通孔，以暴露第一掺杂层103和掺杂环102。然后在电极通孔中及减反射膜层106上方沉积金属材料，形成分别与第一掺杂层103电连接的第一电极107，于掺杂环102电连接的第二电极108。
之后，如图8所示，在衬底101的正面1001一侧键合支撑衬底110，可以在减反射膜层106上方形成粘合层120，通过该粘合层120将支撑衬底110粘合至衬底101的正面1001一侧。该粘合层120可选地为便于去除并且不会损伤电极结构及减反射膜层106的粘合剂，例如树脂、增稠剂、流平剂等。
支撑衬底110可以是任意能够起到支撑作用的衬底，例如玻璃、蓝宝石衬底、陶瓷衬底等。
S400：在所述衬底的背面1002侧对所述衬底进行减薄处理，减薄后的所述衬底的厚度介于50μm～100μm；
参照图8及图9，键合支撑衬底110之后，将结构倒置，即将衬底101的背面1002一侧向上放置，然后自衬底101的背面1002一次对衬底101进行减薄，例如通过化学机械研磨方法对衬底101进行减薄。减薄过程中支撑衬底110能够起到良好的支撑作用。减薄后的衬底101厚度介于50μm～100μm，可选地在60μm左右，例如60μm、65μm、70μm、80μm等。衬底101减薄也即缩短了光线的传输路径，因此可以提高光敏二极管100的响应速度。
S500：自减薄后的所述衬底的背面1002侧形成与所述第一掺杂层103导电类型相反的第二掺杂层104；
同样如图9所示，在减薄后的衬底101的背面1002一侧进行离子注入，注入三价硼元素，形成第二掺杂层104，即P型层。P型层的厚度，即硼元素的掺杂深度介于减薄后的衬底101的厚度的1/5～2/5，并且第二掺杂层104的表面与衬底101的背面1002共平面。
S600：在所述第二掺杂层104上方形成反射结构105。
形成上述第二掺杂层104之后，同样如图9所示，在衬底101的背面1002上方形成反射结构105。如上所述，衬底101减薄后的厚度在60μm左右，该厚度增加了光明二极管的响应速度。但是同时，该厚度的衬底101对光的吸收会有所减少，尤其对红外波段的光吸收减少较为明显，对此，在衬底101的背面1002一侧形成反射结构105，该反射结构105对自衬底101出射的光进行反射，使其重新回到衬底101被衬底101吸收，以增加衬底101的光吸收效率，增强光电转换效率。
可选实施例中，在衬底101的背面1002上方交替沉积具有不同折射率的第一材料层和第二材料层形成DBR结构。上述第一材料层和第二材料层可以是SiO2、SiN、SiON、TiO2中的任意几种的组合。例如，第一材料层可以是SiO2层，第二材料层可以是TiO2层。上述DBR结构可以包括多对第一材料层和第二材料层，具体的材料层的对数可以根据实际需要进行设定。
另一可选实施例中，在衬底101的背面1002上方交替沉积具有不同折射率的第一材料层和第二材料层形成DBR结构之后，还可以在上述DBR结构远离衬底101的一侧沉积金属反射层以形成全反射结构105，该金属反射层可以是Al、Ag、Au、Pt等中的一种或者任意几种的组合。
附图仅示出了单个光敏二极管100的结构示意图，可以理解的是，整个衬底101上形成有若干个上述光敏二极管100。为了获得独立的或者由两个及更多光敏二极管100组成的光敏元件模组，在形成上述反射结构105之后，首先去除支撑衬底110，然后对衬底101进行切割。以此获得图2所示的光敏二极管100，或者获得两个及更多图2所示的光敏二极管100组成的光敏元件模组。
实施例二
本实施例同样提供一种光敏元件，如图10所示，本实施例的光敏元件同样为光敏二极管100，该光敏二极管100同样包括衬底101，形成在衬底101的正面1001的第一掺杂层103和掺杂环102，以及位于衬底101的背面1002的第二掺杂层104，以及形成在衬底101的背面1002的反射结构105。与实施例一所提供的光敏二极管的相同之处不再赘述，不同之处在于：
如图10所示，本实施例的光敏二级管100形成为垂直结构，其中第一电极107形成在衬底101的正面1001一侧的第一掺杂层103上方，并且与第一掺杂层103电连接。反射结构105形成在衬底101的背面1002上方，并且反射结构105形成为金属反射镜，例如，可以是Al、Ag、Au、Ti等中的一种或者几种的组合形成的金属反射镜。反射结构105与衬底101的背面1002一侧的第二掺杂层104电连接，因此该反射结构105可同时作为引出第二掺杂层104的第二电极。由于反射结构105同时形成金属反射镜及第二电极，因此能够节约器件的制程，在将由衬底101出射的光再次反射回衬底101由衬底101吸收的基础上，还能够节约制程成本。
实施例三
本实施例提供一种光敏探测器，如图11所示，该敏探测器200包括电路板201及多个光敏元件202。该电路板201中设置有模数转换电路、比较电路以及放大电路中的一个或多个。多个光敏元件固定至电路板，并且经电极结构电连接至电路基板的响应电路。本实施例中，上述光敏元件包括本申请上述实施例一提供的光敏二极管。如图11所示，该光敏二极管通过导线203以打线的方式电连接至电路板。因为该光敏探测器包括实施例一提供的光敏二极管，因此其具有良好的光电转换效率，同时具有更好的光子响应速度。
在本实施例的可选实施例中，如图12所示，其中光敏元件202一侧直接固接至电路基板201，另一侧经导线203以打线方式连接至电路板。该光敏元件可以是实施例二提供的光敏二极管。因此其同样具有良好的光电转换效率，同时具有更好的光子响应速度。
可以理解的是，虽然未图示，但是在同一电路板201上可以同时包括实施例一和实施例二提供的光敏二极管。二者的数量以及排列方式可以根据实际需要进行设定。
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 (15)

1.一种光敏元件，其特征在于，至少包括：
衬底，所述衬底具有相对设置的正面及背面，所述衬底的厚度介于50μm～100μm；
掺杂层，包括位于所述衬底的正面的第一掺杂层、位于所述衬底的背面的第二掺杂层，以及位于所述衬底的正面与所述第一掺杂层间隔设置的掺杂环；
反射结构，位于所述衬底的背面，并且形成在所述第二掺杂层远离所述衬底的一侧。
2.根据权利要求1所述的光敏元件，其特征在于，所述衬底为电阻率介于1×103Ω·cm～2.3
×105Ω·cm的本征硅衬底。
3.根据权利要求1所述的光敏元件，其特征在于，所述第一掺杂层与所述第二掺杂层的导电类型相反，所述掺杂环与所述第一掺杂层的导电类型相反，其中所述第一掺杂层和所述掺杂环之间由所述衬底相互间隔。
4.根据权利要求1所述的光敏元件，其特征在于，所述反射结构包括交替叠置的第一材料层和第二材料层，其中所述第一材料层和所述第二材料层具有不同的折射率。
5.根据权利要求1所述的光敏元件，其特征在于，所述反射结构包括：
介质层，位于所述衬底的背面；
金属反射层，位于所述介质层远离所述衬底的一侧；
其中，所述介质层包括交替叠置的第一材料层和第二材料层，其中所述第一材料层和所述第二材料层具有不同的折射率。
6.根据权利要求1所述的光敏元件，其特征在于，还包括电极结构，所述电极结构包括第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极形成在所述衬底的正面一侧，并且所述第一电极与所述第一掺杂层电连接，所述第二电极与所述第二掺杂层电连接。
7.根据权利要求1所述的光敏元件，其特征在于，还包括减反射膜层，位于所述衬底的正面一侧，并且至少覆盖所述第一掺杂层及所述掺杂环。
8.根据权利要求6所述的光敏元件，其特征在于，所述反射结构为金属反射镜，并且所述金属反射镜形成为所述第二电极。
9.根据权利要求8所述的光敏元件，其特征在于，所述掺杂环的厚度大于或者等于所述第一掺杂层的厚度。
10.一种光敏元件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供衬底，所述衬底具有相对设置的正面及背面；
自所述衬底的正面形成导电类型相反的第一掺杂层及掺杂环，所述第一掺杂层和所述掺杂环相互间隔；
在所述衬底的正面一侧键合支撑衬底；
在所述衬底的背面侧对所述衬底进行减薄处理，减薄后的所述衬底的厚度介于50μm～100μm；
自减薄后的所述衬底的背面侧形成与所述第一掺杂层导电类型相反的第二掺杂层；
在所述第二掺杂层上方形成反射结构。
11.根据权利要求10所述的光敏元件的制造方法，其特征在于，在所述衬底的正面一侧键合支撑衬底之前还包括：
在所述衬底的正面一侧形成减反射膜层，所述减反射膜层至少覆盖所述第一掺杂层和所述掺杂环；
形成电极结构，形成与所述第一掺杂层电连接的第一电极以及与所述掺杂环电连接的第二电极。
12.根据权利要求10所述的光敏元件的制造方法，其特征在于，在所述第二掺杂层上方形成反射结构包括：在所述第二掺杂层上方交替沉积第一材料层和第二材料层，其中所述第一材料层和所述第二材料层具有不同的反射率。
13.根据权利要求10所述的光敏元件的制造方法，其特征在于，在所述第二掺杂层上方形成反射结构包括：
在所述第二掺杂层上方沉积介质层，交替沉积第一材料层和第二材料层以形成所述介质层，其中所述第一材料层和所述第二材料层具有不同的折射率；
在所述介质层上方形成金属反射层。
14.根据权利要求10所述的光敏元件的制造方法，其特征在于，还包括：
去除所述支撑衬底；
切割所述衬底，获得独立的光敏元件。
15.一种光敏探测器，其特征在于，包括：
电路板，设置有模数转换电路、比较电路和放大电路中的至少一个；
多个光敏元件，阵列排布在所述电路板上，并且多个所述光敏元件与所述电路基板电连接，所述光敏元件包括权利要求1～14中任意一项所述的光敏元件。
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