专利名称：光电二极管的制作方法
技术领域：
本发明涉及到一种光电二极管，尤其涉及到用于改善光电二极管在短波长区域内的光敏感性的一种结构。
传统上，光电二极管被用作光学检测元件，例如，用作光学头的信号检测元件。近年来，由于光盘容量的增加，有人建议使用可发射蓝光或紫光的短波长半导体激光器作光盘读出设备。因此，光电二极管在短波长区域内的光敏感性便变得十分重要。
图2是传统的光电二极管的横截面图。
在图2中，光电二极管的结构包括一个第一种导电类型半导体区域1，比如，N型硅半导体衬底，和一个形成于第一种导电类型半导体区域1表面上的第二种导电类型半导体层2，比如，P型扩散层。在光电二极管之上形成有抗反射膜5，比如一层氧化物膜。在第一种导电类型半导体区域1和第二种导电类型半导体层2之间加上反向偏压，则在光照射到由于施加了偏压而形成的耗尽层3上时，在耗尽层3中便会产生光学信号。
根据需要探测的波长，可对如图2所示的光电二极管的第二种导电类型半导体层2的深度进行优化，例如，当需要探测波长约为800nm的红光时，第二种导电类型半导体层2的深度大约为3μm。当需要探测波长约为400nm的蓝光或紫光时，由于波长约为400nm的光容易被硅吸收，因此在约1μm的深度处，光已几乎被完全吸收。因此，传统的光电二极管为了探测波长约为400nm的短波长光，第二种导电类型半导体层2的深度必须为1μm或更小。不过，在传统的光电二极管中，由于难于控制第二种导电类型半导体层2的深度使之为1μm或更小，因而存在一个问题在短波长区域内的光敏感性比较差。
如果像如图3所示的光电二极管那样形成有多个第二种导电类型半导体层2，便会在位于第二种导电类型半导体层2a和2b之间的第一种导电类型半导体区域表面上形成耗尽层3，从而改善在短波长区域内的光敏感性。不过，在位于第二种导电类型半导体层2a和2b之间的第一种导电类型半导体区域的表面上也会形成界面能级4，在位于第二种导电类型半导体层2a和2b之间的耗尽层3中产生的光信号会被界面能级4困住，因此存在一个问题光敏感性下降，而漏电流增加。
本发明针对以上情况，其目的为提供一种与传统光电二极管相比，既可改善短波长区域中的光敏感性，又不增加漏电流的光电二极管。
为了解决上述问题，本发明提出一种光电二极管，包括一个第一种导电类型半导体区域和多个形成于第一种导电类型半导体区域表面之上的第二种导电类型半导体层，第一种导电类型半导体区域和多个第二种导电类型半导体层构成了用于探测光信号并输出其光电转换信号的光探测部分，其中位于第二种导电类型半导体层之间的第一种导电类型半导体区域的表面被去除。与此类似，由于去除了位于第二种导电类型半导体层之间的第一种导电类型半导体区域的表面，因此位于第二种导电类型半导体层之间的第一种导电类型半导体区域表面的界面能级也被去除。
另外，第一种导电类型半导体区域的表面是用湿法腐蚀方法去除的，因此在去除该区域时不会因腐蚀破坏而产生界面能级。
在本发明的光电二极管中，在第一种导电类型半导体区域表面上形成有多个第一种导电类型半导体层。
当在由第一种导电类型半导体区域和第二种导电类型半导体层构成的光电二极管上施加了反向偏压时，耗尽层会随着偏压电压延伸。由于耗尽层的延伸不仅发生在垂直方向上，而且也发生在水平方向上，因此在第一种导电类型半导体区域的表面上也会形成耗尽层，从而改善了在短波长区域内的光敏感性。在此情况下，由于每个第二种导电类型半导体层都具有相同的位势，因此，当第二种导电类型半导体层之间的距离大约二倍于耗尽层的宽度时，由于相邻的由第一种导电类型半导电区域和第二种导电类型半导体层构成的光电二极管的耗尽层恰好相互接触，此时效率最佳。
更进一步，在位于第二种导电类型半导体层之间的第一种导电类型半导体区域中，在第一种导电类型半导体区域表面上会形成界面能级，去除界面能级，便可以控制漏电流，而且不会对光电二极管的光敏感性产生大的影响。
另外，在使用湿法腐蚀方法去除了第一种导电类型半导体区域表面的界面能级时，可以只去除界面能级，而不会因腐蚀破坏产生界面能级。
附图有
图1是本发明的光电二极管的横截面示意图；图2是传统的光电二极管的第一个横截面示意图；和图3是传统的光电二极管的第二个横截面示意图。
下面结合附图描述本发明的一个具体实施例。图1是本发明光电二极管的一个具体实施例的横截面示意图。
在图1中，多个第二种导电类型半导体层2a和2b，比如P型杂质扩散层形成于第一种导电类型半导体区域1，比如N型硅半导体衬底的表面上。在第一种导电类型半导体区域1与第二种导电类型半导体层2a和2b之间加上反向偏压，从而形成耗尽层3。多个第二种导电类型半导体层彼此之间电连接，而且第二种导电类型半导体层2a和2b具有相同的位势。
使用湿法腐蚀方法，比如使用KOH硅腐蚀液，EPW(乙二铵邻苯二酚和水)，TMAH(氢氧化四甲铵)，HF+HNO3，以及其它类似的湿法腐蚀方法，去除位于第二种导电类型半导体层2a和2b之间的第一种导电类型半导体区域1表面的界面能级。显然，至少仅对第一种半导体导电类型区域1表面位于第二种导电类型半导体层2a和2b之间的部分实施了界面能级去除。
显然可以掉换两种导电类型。例如，在第二种导电类型半导体区域上形成多个第一种导电类型半导体层，并用湿法腐蚀方法去除位于第一种导电类型半导体层之间的第二种导电类型半导体区域表面的界面能级。
更进一步，第二种导电类型半导体层之间的部分显然并不仅仅局限于只有一个部分，也可形成多个部分。
如上所述，本发明的光电二极管具有以下功效在第一种导电类型的半导体区域的表面上形成有多个第二种导电类型半导体层，并且在第一种导电类型半导体区域和第二种导电类型半导体层之间加上反向偏压，从而在位于第二种导电类型半导体层之间的第一种导电类型半导体区域的表面形成耗尽层，由此改善了在短波长区域内的光敏感性。
更进一步，当第二种导电类型半导体层之间的距离是因反向电压而形成的耗尽层在水平方向上的宽度的0.5到2倍时，由于相邻的由第一种导电类型半导体区域和第二种导电类型半导体层形成的光电二极管的耗尽层互相接触，因此有可能在最佳面积效率下探测光信号。
另外，由于去除了位于第二种导电类型半导体层之间的第一种导电类型半导体区域表面的界面能级，因此可以抑制漏电流，而且不会对光敏感性产生大的影响。
另外，由于使用湿法腐蚀方法去除位于第二种导电类型半导体层之间的第一种导电类型半导体区域表面的界面能级，因而在去除界面能级的同时，不会因腐蚀破坏产生界面能级。
权利要求
1．一种光电二极管，包括一个第一种导电类型半导体区域和形成于第一种导电类型半导体区域上的多个第二种导电类型半导体层，第一种导电类型半导体区域和多个第二种导电类型半导体层构成用于探测光信号并输出其光电转换信号的光探测部分，其中位于第二种导电类型半导体层之间的第一种导电类型半导体区域的表面被去除。
2．权利要求1所述的光电二极管，其中在第一种导电类型半导体区域表面上形成的第二种导电类型半导体层之间的距离是因施加了反向电压而形成的耗尽层在水平方向上的宽度的0.5到2倍。
3．权利要求1所述的光电二极管，其中位于第二种导电类型半导体层之间的第一种导电类型半导体区域的表面被用湿法腐蚀方法去除。
全文摘要
提供了一种在短波长区域内的光敏感性得到改善并且漏电流没有增加的光电二极管。在第一种导电类型半导体区域表面上形成了多个第二种导电类型半导体层,而且位于第二种导电类型半导体层之间的第一种导电类型半导体区域的表面被去除。
文档编号H01L31/06GK1293456SQ00131438
公开日2001年5月2日 申请日期2000年10月18日 优先权日1999年10月18日
发明者小岩进雄 申请人:精工电子有限公司