CN205376554U - 一种硅光电二极管 - Google Patents
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Abstract
一种硅光电二极管，硅晶片尺寸为0.56mm×0.44mm，有源区面积0.32mm×0.32mm，厚度为280±20μm，光谱响应范围为430～1100nm。低掺杂的N型高阻硅衬底上设有高掺杂P型硅层，形成PN结，低掺杂的N型高阻硅衬底外环为高掺杂N型硅环，所述N型高阻硅衬底、高掺杂P型硅层和高掺杂N型硅环上有碳纳米管层，所述高掺杂P型硅层和高掺杂N型硅环间的低掺杂N型高阻硅衬底向外凸起形成低掺杂外延硅层，所述碳纳米管层上有圆角正方形状接触孔，所述接触孔内沉积金属Al作为阳极，N型高阻硅衬底的背面沉积金属Au作为阴极。本实用新型尺寸小，灵敏度高，暗电流小，可应用于智能手机、近距离传感器等领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体功率器件，特别涉及一种硅光电二极管。
背景技术
硅光电二极管是一种将光能转换为电能的半导体器件，基于PN结的光伏效应工作。硅光电二极管主要用于可见光及红外光谱区，通常在反偏置条件下工作，也可以用在零偏置状态。由于PN结耗尽层只有数微米的量级，大部分入射光被中性区吸收，因此光电转换效率低，响应速度慢。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种尺寸小，灵敏度高，暗电流小的硅光电二极管。
实现本实用新型的技术方案是：一种硅光电二极管，硅晶片尺寸为0.56mm×0.44mm，有源区面积0.32mm×0.32mm，厚度为280±20μm，光谱响应范围为430～1100nm，光谱峰值波长940nm。低掺杂的N型高阻硅衬底上设有高掺杂P型硅层，形成PN结，低掺杂的N型高阻硅衬底外环为高掺杂N型硅环，所述N型高阻硅衬底、高掺杂P型硅层和高掺杂N型硅环上有碳纳米管层，所述高掺杂P型硅层和高掺杂N型硅环间的低掺杂N型高阻硅衬底向外凸起形成低掺杂外延硅层，所述碳纳米管层上有圆角正方形状接触孔，所述接触孔内沉积金属Al作为阳极，N型高阻硅衬底的背面沉积金属Au作为阴极。
作为本实用新型的进一步改进，所述低掺杂的N型高阻硅衬底电阻率为1200~4000Ω·cm，厚度200±5μm。
作为本实用新型的进一步改进，所述高掺杂N型硅环深度为80±5μm，所述高掺杂P型硅层深度为80±5μm。
作为本实用新型的进一步改进，所述阳极金属Al的厚度为2μm，所述阴极金属Au的厚度
为0.1μm。
本实用新型的高掺杂P型硅层和高掺杂N型硅环间的低掺杂N型高阻硅衬底作为本征半导体层，PN结的内电场基本集中于本征半导体层，吸收系数小，从而灵敏度得以提高。
本实用新型尺寸小，灵敏度高，暗电流小，可应用于光通信、激光二极管功率控制、智能手机、近距离传感器等领域。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的光电二极管平面结构示意图；
图2为本实用新型实施例1的光电二极管截面示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示的硅光电二极管，包括低掺杂的N型高阻硅衬底1、阳极金属Al层2、碳纳米管层3、高掺杂的P型硅层4，高掺杂的N型硅环5和阴极金属Au层6。低掺杂的N型高阻硅衬底上1设有高掺杂P型硅层4，形成PN结，低掺杂的N型高阻硅衬底1外环为高掺杂N型硅环5，所述N型高阻硅衬底1、高掺杂P型硅层4和高掺杂N型硅环5上有碳纳米管层3，所述高掺杂P型硅层4和高掺杂N型硅环5间的低掺杂N型高阻硅衬底1向外凸起形成低掺杂外延硅层8，所述碳纳米管层上有圆角正方形状接触孔7，所述接触孔内沉积金属Al作为阳极2，N型高阻硅衬底的背面沉积金属Au作为阴极6。
硅光电二极管硅晶片尺寸为0.56mm×0.44mm，厚度为280μm，有源区面积0.32mm×0.32mm，光谱响应范围为430～1100nm，光谱峰值波长940nm。阳极金属Al膜2沉积于圆角正方形状接触孔7内，尺寸0.1mm×0.1mm，厚度为2μm，阴极金属Au膜6沉积于N型高阻硅衬底1的下方，尺寸0.56mm×0.44mm，厚度为0.1μm，N型高阻硅衬底1电阻率为1200~4000Ω·cm，厚度200μm。
本实施例的硅光电二极管反向击穿电压BVR=80V，结温TJ=150℃，暗电流ID=5nA，正向压降VF=1V。
Claims (4)
1.一种硅光电二极管，硅晶片尺寸为0.56mm×0.44mm，有源区面积0.32mm×0.32mm，厚度为280±20μm；低掺杂的N型高阻硅衬底上设有高掺杂P型硅层，形成PN结，低掺杂的N型高阻硅衬底外环为高掺杂N型硅环，其特征在于，所述N型高阻硅衬底、高掺杂P型硅层和高掺杂N型硅环上有碳纳米管层，所述高掺杂P型硅层和高掺杂N型硅环间的低掺杂N型高阻硅衬底向外凸起形成低掺杂外延硅层，所述碳纳米管层上有圆角正方形状接触孔，所述接触孔内沉积金属Al作为阳极，N型高阻硅衬底的背面沉积金属Au作为阴极。
2.根据权利要求1所述硅光电二极管，其特征在于，所述低掺杂的N型高阻硅衬底电阻率为1200~4000Ω·cm，厚度200±5μm。
3.根据权利要求1所述硅光电二极管，其特征在于，所述高掺杂N型硅环深度为80±5μm，所述高掺杂P型硅层深度为80±5μm。
4.根据权利要求1所述硅光电二极管，其特征在于，所述阳极金属Al的厚度为2μm，所述阴极金属Au的厚度为0.1μm。
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