双结深光电二极管的制作方法

本实用新型涉及半导体功率器件，特别涉及一种双结深光电二极管。

背景技术：

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。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。光电二极管在光照时产生光电流，无光照时，和普通二极管一样，其反向电流很小，称为暗电流；有光照时，反向电流迅速增大到几十微安，称为亮电流。光的强度越大，反向电流也越大。

光电二极管的结深影响其对特定波长的吸收效果，相比单结深光电二极管，双结深光电二极管具有两个光谱峰值，具有更高的灵敏度。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种双结深光电二极管。

为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种双结深光电二极管，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，低掺杂的n型高阻硅衬底、高掺杂p型硅层、高掺杂n型硅环上沉积凹凸状碳纳米层；二极管硅晶片四角设有方形接触孔，与碳纳米层凸起处连通。

作为本实用新型的进一步改进，所述凹凸状碳纳米层在低掺杂的n型高阻硅衬底覆盖处凸起。

作为本实用新型的进一步改进，所述高掺杂p型硅层和高掺杂n型硅环横向距离，即凹凸状碳纳米层在低掺杂的n型高阻硅衬底覆盖处宽度为50μm。

作为本实用新型的进一步改进，所述高掺杂n型硅环宽度为75μm；所述碳纳米层与高掺杂n型硅环重叠宽度为35μm。

作为本实用新型的进一步改进，所述二极管硅晶片一角设有圆形接触孔，与高掺杂p型硅层相通；接触孔内的高掺杂p型硅层上沉积金属al作为阳极，n型高阻硅衬底的背面沉积金属au作为阴极。

进一步的，所述碳纳米层延伸至圆形接触孔内，在圆形接触孔内的外边缘形成圆环，所述圆环宽度为10μm。

进一步的，所述圆形接触孔内径为130μm。

进一步的，所述阳极金属al的厚度为2μm，所述阴极金属au的厚度为0.15μm。

作为本实用新型的进一步改进，光电二极管硅晶片尺寸为2.03mm×2.03mm，厚度为300±10μm。

作为本实用新型的进一步改进，所述n型高阻硅衬底电阻率为1000~4000ω·cm。

本实用新型的双结深光电二极管，浅结和深结的结深分别为4μm和1.5μm，光谱峰值14000å和4650å，光谱响应灵敏度高。

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为图1的截面结构示意图。

附图中尺寸单位为μm。

具体实施方式

如图1、图2所示的一种光电二极管，低掺杂的n型高阻硅衬底1上设有高掺杂p型硅层2，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3，低掺杂的n型高阻硅衬底1、高掺杂p型硅层2、高掺杂n型硅环上3沉积凹凸状碳纳米层4；二极管硅晶片四角设有方形接触孔7，与碳纳米层凸起处41连通。

凹凸状碳纳米层4在低掺杂的n型高阻硅衬底1覆盖处凸起，整体结构呈凸起的圆环状41。高掺杂p型硅层2和高掺杂n型硅环3横向距离，即凹凸状碳纳米层4在低掺杂的n型高阻硅衬底1覆盖处宽度为50μm。高掺杂n型硅环3宽度为75μm；碳纳米层4与高掺杂n型硅环3重叠宽度为35μm。

二极管硅晶片一角设有圆形接触孔，与高掺杂p型硅层2相通；接触孔内的高掺杂p型硅层2上沉积金属al作为阳极5，n型高阻硅衬底的背面沉积金属au作为阴极6。碳纳米层4延伸至圆形接触孔内，在圆形接触孔内的外边缘形成圆环，所述圆环宽度为10μm。圆形接触孔内径为130μm。阳极金属al的厚度为2μm，所述阴极金属au的厚度为0.15μm。

本实施例中，光电二极管硅晶片尺寸为2.03mm×2.03mm，厚度为300±10μm。n型高阻硅衬底电阻率为1000~4000ω·cm。

本实施例的光电二极管反向击穿电压bvr=30v，结温tj=150℃，暗电流id=10na，短路电流isc=34μa，浅结和深结的结深分别为4μm和1.5μm，光谱峰值14000å和4650å。

技术特征：

1.一种双结深光电二极管，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，低掺杂的n型高阻硅衬底、高掺杂p型硅层、高掺杂n型硅环上沉积凹凸状碳纳米层；二极管硅晶片四角设有方形接触孔，与碳纳米层凸起处连通。

2.根据权利要求1所述的双结深光电二极管，其特征在于，所述凹凸状碳纳米层在低掺杂的n型高阻硅衬底覆盖处凸起。

3.根据权利要求1所述的双结深光电二极管，其特征在于，所述高掺杂p型硅层和高掺杂n型硅环横向距离，即凹凸状碳纳米层在低掺杂的n型高阻硅衬底覆盖处宽度为50μm。

4.根据权利要求1所述的双结深光电二极管，其特征在于，所述高掺杂n型硅环宽度为75μm；所述碳纳米层与高掺杂n型硅环重叠宽度为35μm。

5.根据权利要求1所述的双结深光电二极管，其特征在于，所述二极管硅晶片一角设有圆形接触孔，与高掺杂p型硅层相通；接触孔内的高掺杂p型硅层上沉积金属al作为阳极，n型高阻硅衬底的背面沉积金属au作为阴极。

6.根据权利要求5所述的双结深光电二极管，其特征在于，所述碳纳米层延伸至圆形接触孔内，在圆形接触孔内的外边缘形成圆环，所述圆环宽度为10μm。

7.根据权利要求5所述的双结深光电二极管，其特征在于，所述圆形接触孔内径为130μm。

8.根据权利要求5所述的双结深光电二极管，其特征在于，所述金属al的厚度为2μm，所述金属au的厚度为0.15μm。

9.根据权利要求1所述的双结深光电二极管，其特征在于，光电二极管硅晶片尺寸为2.03mm×2.03mm，厚度为300±10μm。

10.根据权利要求1所述的双结深光电二极管，其特征在于，所述n型高阻硅衬底电阻率为1000~4000ω·cm。

技术总结
本实用新型涉及双结深光电二极管，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，低掺杂的N型高阻硅衬底、高掺杂P型硅层、高掺杂N型硅环上沉积凹凸状碳纳米层；二极管硅晶片四角设有方形接触孔，与碳纳米层凸起处连通。本实用新型的双结深光电二极管，浅结和深结的结深分别为4μm和1.5μm，光谱峰值14000Å和4650Å，光谱响应灵敏度高。

技术研发人员：崔峰敏
受保护的技术使用者：傲迪特半导体(南京)有限公司
技术研发日：2019.12.31
技术公布日：2020.09.15