CN1508875A - 消除象限光电探测器光电串扰的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种消除半导体象限光电探测器光电串扰的方法，用于无串扰象限光电探测器的制作，其特征在于：在半导体象限光电探测器象限光敏元之间设计、制作一独立的与光敏元同结构、同极性、同工艺条件、同时制作的隔离二极管，该隔离二极管与象元探测器有一公共电极，另有一独立电极。二极管的管芯形状可以是环形形状，也可以是十字形状，还可以是梳状形状，网状形状以及它们的各种组合形状。应用时，该二极管经接偏置电路后构成短路连接，使产生的串扰光电流及该二极管因直接受光照射产生的光电流一同短路，而不进邻近的光敏元，从而消除光电串扰。应用该方法制作的象限光电探测器与现有象限光电探测器相比，其象限光敏元之间的光电串扰完全被消除，探测灵敏度、制导、跟踪测距等的精度以及可靠性等性能大为提高。

Description

消除象限光电探测器光电串扰的方法
技术领域    本发明涉及一种消除半导体象限光电探测器光电串扰的方法，用于半导体无串扰象限光电探测器的制造。
背景技术    半导体象限光电探测器，包括四象限、六象限、八象限(双四象限)、线列、阵列等各种光电探测器，由于存在着象限间，象元间的光电串扰，因而降低了象限光电探测器的探测灵敏度，制导、跟踪精度和可靠性等性能。象限光电探测器的光电串扰，就是象限光电探测器在受光照射时，光生载流子，即光激发而产生的电子一空穴对，在电场作用下，于其产生区和渡越区的一定范围内作无序运动，进入邻近光敏元所产生的不良效应。为降低象限光电探测器光电串扰的不良影响，研究工作者们采取了以下一些办法：(1)增大象限光电探测器光敏元之间的间隔，即增大盲区；(2)制作光隔离层；(3)减薄光生载流子产生区和渡越区的厚度。但是以上所提及的办法对降低光电串扰的作用是有限的，有的甚至是非常不利的。这是因为：首先对小光斑的情况，增大盲区是不可行的；其次，由于光生载流于是在芯片内部的耗尽层中产生光电串扰，而在芯片表面层和可达到的深度内，制作隔离层是毫无作用的；再者，如减薄光生载流子产生区和渡越区的厚度，将会降低光电探测器光灵敏度和频率响应特性。
发明内容    本发明的目的是：针对现有的降低象限光电探测器光电串扰方法的不足之处，提供一种新方法，用此方法制作象限光电探测器，可消除象限光电探测器的光电串扰，即实现无串扰象限光电探测器的制作。具体技术方案如下：在半导体象限光电探测器的象限光敏元之间，设计、制作一与光敏元同结构、同极性、同工艺条件、同时制作的隔离二极管。二极管管芯片的形状根据象限探测器管芯芯片的形状而确定，它可以是环形形状、十字形形状、梳状形状、网状形状以及他们的各种组合。该隔离二极管与象元探测器有一公共电极，另有一独立电极。应用时，通过管脚与偏置电路的地相连接，实现电路的短路回路，使串扰进入隔离二极管的光电流短路，而不进入邻近的光敏元，达到消除光电串扰的目的。例如，在制作四象限光电探测器时，于四象限光电探测器每个象元间加设一个十字形连接一个环形的隔离二极管，其条宽可根据光敏元光斑尺寸而定，最小条宽可作到数十微米。应用中，该隔离二极管经接偏置电路后，实行短路连接，使产生的光电流一并短路，而不加入邻近光敏元的光电流之中，从而消除了光电串扰。
附图说明    附图1是本发明制作的无串扰四象限光电探测器管芯芯片示意图。
            图中A为侧视图；B为正视图。
            附图2是本发明制作无串扰四象限光电探测器的工艺示意图。
图中[n]、[2]是本征硅(n-si)衬底；[P+]是p+-siP；[n+]是n+-si；[1]、[4]是SiO2层；[3]是B扩散(p+-si)层；[5]是磷扩散(n+-si)层；[6]、[7]是金属电极。
具体实施方式    下面结合附图2介绍本发明的一个实施例，该实施例是用本发明制造无串扰四象限光电探测器的工艺过程。
1、在n型硅(n-si)衬底[2]上生产SiO2层[1]，并光刻出B(硼)扩散窗口，如图中(a)所示；
2、通过硼扩散窗口进行B扩散形成p+-si层[3]，并在其表面生产SiO2层[4]，如图中(b)所示；
3、对n-si衬底[2]背面减薄抛光，并进行磷扩散，形成n+-si层[5]，如图中(c)所示；
4、在SiO2层[4]上光刻电极窗口，并蒸发电极金属Al，形成电极接触层[6]、[7]，如图中(d)所示。制作完毕。以上方法也可用于八象限(双四象限)和其他多象限光电探测器的制作。

Claims (6)

1、本发明涉及一种消除半导体象限光电探测器光电串扰的方法，用于无串扰象限光电探测器的制作，其特征在于：在半导体象限光电探测器象限光敏元之间，设计、制作一独立的与光敏元同结构、同极性、同工艺条件、同时制作的隔离二极管，该隔离二极管与象元探测器有一公共电极，另有一独立电极。
2、根据权利要求1所述的隔离二极管，其特征在于：隔离二极管的管芯形状是环形形状。
3、根据权利要求1所述的隔离二极管，其特征在于：隔离二极管的管芯形状是十字形状。
4、根据权利要求1所述的隔离二极管，其特征在于：隔离二极管的管芯形状是梳状形状。
5、根据权利要求1所述的隔离二极管，其特征在于：隔离二极管的管芯形状是网状形状。
6、根据权利要求1所述的隔离二极管，其特征在于：隔离二极管的管芯形状是环形形状、十字形状、梳状形状和网状形状的各种组合形状。
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