单光子雪崩光电二极管及其制造方法与流程

1.本发明涉及探测器芯片制造技术领域，特别是涉及一种单光子雪崩光电二极管及其制造方法。


背景技术：

2.基于半导体p
–
n结的单光子雪崩二极管(spad)作为一种紧凑、高效、室温的技术，在包括使用飞行时间方法的三维成像和测距(如自动驾驶的激光雷达、姿态识别、三维扫描、量子通信和医疗荧光监测)的应用中具有较强的吸引力。这类应用中spad在自由运行模式下工作，偏置电压一直保持在击穿电压之上的盖革状态，能够实现对到达时间未知的光子进行探测。一旦检测到光子信号随即触发雪崩，然而雪崩过程是一个自我持续过程，不会主动熄灭。为防止温度上升烧毁spad，需要一个淬灭电路来终止雪崩倍增过程并重置器件偏置电压。
3.采用被动猝灭是最简单的方法，通过集成一个足够大的电阻器与spad串联，实现雪崩电流快速猝灭，而现有技术一般采用较大固定电阻值的电阻器(如crsi、nicr、a-si等材料)，由于spad耗尽电容充电的rc延时，造成长复位时间，通常在1～10微秒范围。虽然可以通过减小探测器的光学传感面积来减小结电容，进而减小rc延时的时间常数，但它会降低灵敏度且效果不明显。
4.因此，目前亟需一种在保持被动淬灭简单结构的同时，缩短复位时间，提高自由运行模式下的单光子雪崩光电二极管计数速率的技术方案。


技术实现要素：

5.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种集成自适应电阻的单光子雪崩光电二极管技术方案，以解决上述技术问题。
6.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的技术方案如下。
7.一种单光子雪崩光电二极管，包括：
8.单光子雪崩光电二极管结构，其包括相对设置的背面和正面，其背面引出第一电极和入射光窗，其正面引出第二电极，其正面上还设置有第三电极；
9.自适应电阻结构，设置在所述单光子雪崩光电二极管结构的正面上，且其一端与所述第二电极连接，其另一端与所述第三电极连接；
10.其中，所述自适应电阻结构具有第一电阻状态和第二电阻状态，所述第一电阻状态的电阻大于所述第二电阻状态的电阻，在所述单光子雪崩光电二极管结构放电时所述自适应电阻结构呈现第一电阻状态，在所述单光子雪崩光电二极管结构充电时所述自适应电阻结构呈现第二电阻状态。
11.可选地，所述单光子雪崩光电二极管结构包括：
12.衬底，其包括相对设置的背面和正面；
13.缓冲层，设置在所述衬底的正面上；
14.倍增层，设置在所述缓冲层上；
15.电荷层，设置在所述倍增层上；
16.渐变层，设置在所述电荷层上；
17.吸收层，设置在所述渐变层上；
18.帽层，设置在所述吸收层上；
19.接触层，设置在所述帽层上；
20.钝化层，填充设置在凹槽中且与所述接触层齐平，所述凹槽依次穿过所述接触层、所述帽层、所述吸收层、所述渐变层、所述电荷层、所述倍增层及所述缓冲层到所述衬底；
21.介质层，设置在所述接触层及所述钝化层上；
22.所述入射光窗，设置在所述衬底的背面；
23.所述第一电极，设置在所述衬底的背面；
24.所述第二电极，穿过所述介质层与所述接触层连接；
25.所述第三电极，设置在所述介质层上。
26.可选地，所述第一电极为环形电极，所述第一电极环绕所述入射光窗设置，所述入射光窗上设有增透膜。
27.可选地，所述自适应电阻结构包括：
28.惰性金属层，设置在所述介质层上且与所述第二电极连接；
29.金属氧化物层，设置在所述惰性金属层上；
30.扩散金属层，设置在所述金属氧化物层上且与所述第三电极连接。
31.可选地，所述惰性金属层的材料至少包括钛和铂，所述金属氧化层的材料至少包括氧化铪、五氧化二钽及氧化铜，所述扩散金属层的材料至少包括钽、银及金。
32.可选地，所述惰性金属层的厚度为10～100nm，所述金属氧化物层的厚度为5～10nm，所述扩散金属层的厚度为10～100nm。
33.可选地，所述第一电阻状态的电阻取值范围为500kω～5000mω，所述第二电阻状态的电阻取值范围为100ω～30kω。
34.一种单光子雪崩光电二极管的制造方法，包括：
35.形成单光子雪崩光电二极管结构，所述单光子雪崩光电二极管结构包括相对设置的背面和正面，所述单光子雪崩光电二极管结构的背面引出第一电极和入射光窗，所述单光子雪崩光电二极管结构的正面引出第二电极，所述单光子雪崩光电二极管结构的正面上还设置有第三电极；
36.在所述单光子雪崩光电二极管结构的正面上形成自适应电阻结构，所述自适应电阻结构的一端与所述第二电极连接，所述自适应电阻结构的另一端与所述第三电极连接；
37.其中，所述自适应电阻结构具有第一电阻状态和第二电阻状态，所述第一电阻状态的电阻大于所述第二电阻状态的电阻，在所述单光子雪崩光电二极管结构放电时所述自适应电阻结构呈现第一电阻状态，在所述单光子雪崩光电二极管结构充电时所述自适应电阻结构呈现第二电阻状态。
38.可选地，所述形成单光子雪崩光电二极管结构的步骤，包括：
39.提供衬底，所述衬底包括相对设置的背面和正面；
40.在所述衬底的正面上依次形成缓冲层、倍增层、电荷层、渐变层、吸收层、帽层、接
触层；
41.形成凹槽，所述凹槽依次穿过所述接触层、所述帽层、所述吸收层、所述渐变层、所述电荷层、所述倍增层及所述缓冲层到所述衬底；
42.形成钝化层，所述钝化层填充在所述凹槽中，且所述钝化层与所述接触层齐平；
43.形成介质层，所述介质层覆盖所述钝化层与所述接触层；
44.形成所述第二电极与所述第三电极，所述第二电极穿过所述介质层与所述接触层连接，所述第三电极设置在所述介质层上；
45.从背面减薄所述衬底；
46.在所述衬底背面的入射光窗位置上形成增透膜；
47.在所述衬底的背面上形成第一电极，所述第一电极环绕所述增透膜设置。
48.可选地，所述在所述单光子雪崩光电二极管结构的正面上形成自适应电阻结构的步骤，包括：
49.在所述介质层上形成惰性金属层，所述惰性金属层与所述第二电极连接；
50.在所述惰性金属层上形成金属氧化物层；
51.在所述金属氧化物层上形成扩散金属层，所述扩散金属层与所述第三电极连接。
52.如上所述，本发明提供的单光子雪崩光电二极管及其制造方法，至少具有以下有益效果：
53.与单光子雪崩光电二极管结构集成在一起的自适应电阻结构具有第一电阻状态和第二电阻状态，可通过自适应电阻结构两端的第二电极与第三电极上施加的偏置电压在第一电阻状态和第二电阻状态两者之间来回切换，在单光子雪崩光电二极管结构放电时使自适应电阻结构呈现电阻较大的第一电阻状态，有利于快速淬灭单光子雪崩光电二极管结构的雪崩电流，在单光子雪崩光电二极管结构充电时使自适应电阻结构呈现电阻较小的第二电阻状态，能大幅度缩短复位时间，有利于提高自由运行模式单光子雪崩光电二极管结构的最大计数速率。
附图说明
54.图1为本发明中集成有自适应电阻的单光子雪崩光电二极管的结构示意图。
55.图2为图1中自适应电阻结构2的结构示意图。
56.图3为集成有自适应电阻的单光子雪崩光电二极管与集成有固定阻值电阻的单光子雪崩光电二极管的后脉冲概率随死时间变化示意图。
57.图4为两种单光子雪崩光电二极管的自适应电阻与不同固定阻值的最大计数速率对比图。
58.图5为本发明中集成有自适应电阻的单光子雪崩光电二极管的制造方法的步骤示意图。
59.图6-图15为本发明中单光子雪崩光电二极管的制造方法的工艺流程图。
具体实施方式
60.如前述在背景技术中所提及的，针对单光子雪崩二极管的雪崩淬灭，发明人研究发现：目前一般是集成一个较大的固定电阻值的电阻器与单光子雪崩二极管串联，实现雪
崩电流快速猝灭，然而由于单光子雪崩二极管中耗尽电容充电的rc延时，造成较长的复位时间，通常在1～10微秒范围，复位时间的延长会降低单光子雪崩二极管的计数速率，虽然可以通过减小探测器的光学传感面积来减小结电容，进而减小该rc延时的时间常数，但它会降低单光子雪崩二极管的灵敏度且时间常数减小效果不明显，这种技术方案并不可取。
61.基于此，本发明提出一种集成有自适应电阻的单光子雪崩二极管的技术方案：在单光子雪崩光电二极管结构上串联集成一个自适应电阻结构，该自适应电阻结构具有第一电阻状态和第二电阻状态，通过自适应电阻结构两端施加的偏置电压在第一电阻状态和第二电阻状态之间来回切换，在单光子雪崩光电二极管结构放电时使自适应电阻结构呈现电阻较大的第一电阻状态，以快速淬灭单光子雪崩光电二极管结构的雪崩电流，在单光子雪崩光电二极管结构充电时使自适应电阻结构呈现电阻较小的第二电阻状态，以缩短复位时间、提高单光子雪崩光电二极管结构的计数速率。
62.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。
63.请参阅图1至图15。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
64.首先，如图1所示，本发明提供一种单光子雪崩光电二极管，其包括：
65.单光子雪崩光电二极管结构1，其包括相对设置的背面和正面，其背面引出入射光窗100和第一电极101，其正面引出第二电极102，其正面上还设置有第三电极103；
66.自适应电阻结构2，设置在单光子雪崩光电二极管结构1的正面上，且其一端与第二电极102连接，其另一端与第三电极103连接；
67.其中，自适应电阻结构2具有第一电阻状态和第二电阻状态，第一电阻状态的电阻大于第二电阻状态的电阻，在单光子雪崩光电二极管结构1放电时自适应电阻结构2呈现第一电阻状态，在单光子雪崩光电二极管结构1充电时自适应电阻结构2呈现第二电阻状态。
68.在本发明的一可选实施例中，如图1所示，单光子雪崩光电二极管结构1包括：
69.衬底104，其包括相对设置的背面和正面；
70.缓冲层105，设置在衬底104的正面上；
71.倍增层106，设置在缓冲层105上；
72.电荷层107，设置在倍增层106上；
73.渐变层108，设置在电荷层107上；
74.吸收层109，设置在渐变层108上；
75.帽层110，设置在吸收层109上；
76.接触层111，设置在帽层110上；
77.钝化层112，填充设置在凹槽中且与接触层111齐平，凹槽依次穿过接触层111、帽层110、吸收层109、渐变层108、电荷层107、倍增层106及缓冲层105到衬底104；
78.介质层113，设置在接触层111及钝化层112上；
79.入射光窗100，设置在衬底104的背面；
80.第一电极101，设置在衬底104的背面；
81.第二电极102，穿过介质层113与接触层111连接；
82.第三电极103，设置在介质层113上。
83.详细地，如图1所示，第一电极101为环形电极，第一电极101环绕入射光窗100设置，入射光窗100上设有增透膜114。
84.需要说明的是，如图1所示的单光子雪崩光电二极管结构1为台面型结构，但单光子雪崩光电二极管结构1的具体结构不仅限于此，还可以包括平面型结构等其他可选结构，在此不做限定。
85.在本发明的一可选实施例中，如图1-图2所示，自适应电阻结构2包括：
86.惰性金属层201，设置在介质层113上且与第二电极102连接；
87.金属氧化物层202，设置在惰性金属层201上；
88.扩散金属层203，设置在金属氧化物层202上且与第三电极103连接。
89.其中，惰性金属层201的材料至少包括钛(ti)和铂(pt)等惰性金属，金属氧化层202的材料至少包括氧化铪(hfo
x
)、五氧化二钽(ta2o5)及氧化铜(cuo)等介电金属氧化物，扩散金属层203的材料至少包括钽(ta)、银(ag)及金(au)等易在金属氧化物中扩散的金属；因此，自适应电阻结构2中三层结构层的材料可以具体为：pt/hfo
x
/au，pt/ta2o5/ta，tipt/cuo/auag等，在此不作限定。
90.在本发明的一可选实施例中，惰性金属层201的厚度为10～100nm，金属氧化物层202的厚度为5～10nm，扩散金属层203的厚度为10～100nm，自适应电阻结构2的总厚度为25～210nm。
91.详细地，如图2所示，自适应电阻结构2具有第一电阻状态(高阻状态)和第二电阻状态(低阻状态)这两种状态，第一电阻状态的电阻大于第二电阻状态的电阻，通过自适应电阻结构2两端施加的偏置电压(电压差)在第一电阻状态和第二电阻状态之间来回切换：当第三电极上的电压大于第二电极上的电压时，该电压差会迫使扩散金属层203发生扩散，使得金属扩散层203的一部分扩散进入金属氧化物层202中形成导电通道，自适应电阻结构2的电阻降低，自适应电阻结构2由第一电阻状态切换转化到第二电阻状态；当第三电极上的电压小于等于第二电极上的电压时，扩散金属层203的扩散现象几乎可以忽略不计，导电通道消失，自适应电阻结构2的电阻升高，自适应电阻结构2恢复为第一电阻状态。
92.详细地，如图1所示，基于自适应电阻结构2，整个单光子雪崩光电二极管在不同工作状态下电阻值可自适应切换：在单光子雪崩光电二极管结构1放电时，使自适应电阻结构2呈现电阻较大的第一电阻状态，能快速淬灭单光子雪崩光电二极管结构1的雪崩电流；在单光子雪崩光电二极管结构1充电时，使自适应电阻结,2呈现电阻较小的第二电阻状态，能缩短复位时间、提高单光子雪崩光电二极管结构1的计数速率。
93.在本发明的一可选实施例中，第一电阻状态的电阻取值范围为500kω～5000mω，
第二电阻状态的电阻取值范围为100ω～30kω。
94.需要强调的是，在自适应电阻结构2中，中间位置的金属氧化物层202与底部位置的惰性金属层201(或者顶部位置的扩散金属层203)的接触面积越小则寄生电容越小，后续整个单光子雪崩光电二极管的充电恢复时间越短，但是该接触面积还会影响自适应电阻结构2最终呈现的电阻取值，因此，该接触面积的大小需要结合自适应电阻结构2的电阻取值设计要求与整个单光子雪崩光电二极管的充电恢复时间进行折衷考虑。在本发明的一可选实施例中，该接触面积可为0.01μm2～10000μm2。
95.在本发明的一可选实施例中，为验证本发明中集成有自适应电阻的单光子雪崩光电二极管的技术效果，拿本发明中集成有自适应电阻的单光子雪崩光电二极管与现有技术中集成有固定阻值电阻的单光子雪崩光电二极管作对比实验，实验对比结果如图3和图4所示。
96.详细地，如图3所示，随死时间的后脉冲概率进行对比，集成有自适应电阻的单光子雪崩光电二极管在死时间100ns左右，后脉冲概率已经接近正常值，而集成有固定阻值电阻的单光子雪崩光电二极管死时间为1μs左右。可见，集成有自适应电阻的单光子雪崩光电二极管的恢复时间远小于集成有固定阻值电阻的单光子雪崩光电二极管的恢复时间，大幅度缩短了单光子雪崩光电二极管的复位时间。
97.详细地，如图4所示，基于最大计数速率进行对比，集成有自适应电阻的单光子雪崩光电二极管的最大计数速率相对于集成固定电阻大幅度提升，而集成固定电阻的单光子雪崩光电二极管的最大计数速率随着电阻值增大而逐渐减小，可见，集成有自适应电阻的单光子雪崩光电二极管的最大开关计数速率明显得到提高。
98.需要说明的是，如图1-图2所示的自适应电阻结构2为三层结构，但自适应电阻结构2的结构不仅限于三层结构，还可以是基于该三层结构的四层结构、五层结构等，如可以多加一层缓冲层、过渡层等优化设计情况，在此不作限定。
99.其次，如图5所示，本发明还提供一种单光子雪崩光电二极管的制造方法，其包括步骤：
100.s1、形成单光子雪崩光电二极管结构1，单光子雪崩光电二极管结构1包括相对设置的背面和正面，单光子雪崩光电二极管结构1的背面引出第一电极101和入射光窗100，单光子雪崩光电二极管结构1的正面引出第二电极102，单光子雪崩光电二极管结构1的正面上还设置有第三电极103；
101.s2、在单光子雪崩光电二极管结构1的正面上形成自适应电阻结构2，自适应电阻结构2的一端与第二电极102连接，自适应电阻结构2的另一端与第三电极103连接；
102.其中，自适应电阻结构2具有第一电阻状态和第二电阻状态，第一电阻状态的电阻大于第二电阻状态的电阻，在单光子雪崩光电二极管结构1放电时自适应电阻结构2呈现第一电阻状态，在单光子雪崩光电二极管结构1充电时自适应电阻结构2呈现第二电阻状态。
103.在本发明的一可选实施例中，单光子雪崩光电二极管结构1为台面型结构，如图6-图12所示，形成单光子雪崩光电二极管结构1的步骤s1，进一步包括：
104.s11、如图6所示，提供衬底104，衬底包括相对设置的背面和正面；
105.s12、如图6所示，在衬底104的正面上依次形成缓冲层105、倍增层106、电荷层107、渐变层108、吸收层109、帽层110、接触层111；
106.s13、如图7所示，形成凹槽t1和凹槽t2，凹槽t1和凹槽t2依次穿过接触层111、帽层110、吸收层109、渐变层108、电荷层107、倍增层106及缓冲层105到衬底104；
107.s14、如图8所示，形成钝化层112，钝化层112填充在凹槽t1和凹槽t2中，且钝化层112与接触层111齐平；
108.s15、如图9所示，形成介质层113，介质层113覆盖钝化层112与接触层111；
109.s16、如图10所示，形成第二电极102与第三电极103，第二电极102穿过介质层113与接触层111连接，第三电极103设置在介质层113上；
110.s17、如图11所示，从背面减薄衬底104；
111.s18、如图11所示，在衬底104背面的入射光窗100位置上形成增透膜114；
112.s19、如图12所示，在衬底104的背面上形成第一电极101，第一电极101环绕增透膜114设置。
113.详细地，在步骤s11中，衬底104为inp材料，材料浓度为2
×
10
17
cm-3
，衬底104的厚度为2μm～3μm。
114.详细地，在步骤s12中，采用金属有机化合物化学气相沉积工艺(mocvd)或者分子束外延工艺(mbe)，在衬底104上依次沉积缓冲层105、倍增层106、电荷层107、渐变层108、吸收层109、帽层110及接触层111。
115.其中，缓冲层105为inp材料，材料浓度为5
×
10
17
cm-3
，缓冲层105的厚度为0.1μm～1μm；倍增层106为inp材料，材料浓度小于1
×
10
15
cm-3
，倍增层106的厚度为0.8μm～1.6μm；电荷层107为inp材料，材料浓度为4
×
10
17
cm-3
，电荷层107的厚度为0.1μm～0.3μm；渐变层108为ingaasp材料，渐变层108的厚度为0.05μm～0.1μm；吸收层109为ingaas(p)材料，材料浓度小于1
×
10
15
cm-3
，吸收层109的厚度为1μm～3μm；帽层110为inp材料，材料浓度大于1
×
10
18
cm-3
，帽层110的厚度为1μm～3μm；接触层111为ingaas材料，材料浓度大于5
×
10
18
cm-3
，接触层111的厚度为0.5μm～2μm。
116.详细地，在步骤s13中，首先，在刻蚀形成凹槽t1和凹槽t2之前，采用离子体增强化学气相沉积工艺在接触层111上形成一层介质层(图中未示出，如的sinx介质膜)，经光刻工艺制作成50μm直径圆形图案，定位出凹槽t1和凹槽t2的刻蚀位置；其次，采用非选择性腐蚀溶液饱和溴水，沿着刻蚀位置进行湿法刻蚀，将台面腐蚀至衬底104，形成凹槽t1和凹槽t2，凹槽t1(或者凹槽t2)的侧壁为光滑连续的台面；最后，对凹槽t1和凹槽t2的内壁进行清洗(如经丙酮，乙醇清洗冲水)烘干。
117.详细地，在步骤s14中，在形成钝化层112之前，先在凹槽t1和凹槽t2的内壁表面旋涂一层六甲基二硅胺，形成介电层(图中未示出)，再往凹槽t1和凹槽t2中涂覆填充苯并环丁烯(bcb)，对台面进行钝化处理与平坦化处理，并在氮气保护中逐步升温至260℃固化；最后，去除接触层111上残留的介质层。
118.详细地，在步骤s15中，采用离子体增强化学气相沉积工艺形成介质层113(如的sinx介质膜)，介质层113覆盖钝化层112与接触层111。
119.详细地，在步骤s16中，首先，对介质层113进行光刻，形成第二电极102的电极孔(如20微米直径的圆形孔)；其次，制备光刻剥离胶膜，定义出第二电极102与第三电极103；再次，采用磁控溅射工艺，制备厚度为550nm的tiptau金属层；最后，去掉剥离胶膜，则tiptau金属层的余留部分形成了第二电极102和第三电极103。
120.详细地，在步骤s17中，采用化学机械抛光的方式，从衬底104的背面将衬底104减薄至100μm～200μm。
121.详细地，在步骤s18中，在减薄后的衬底104背面的入射光窗100位置上生长形成1064nm/1550nm波长的增透膜114。
122.详细地，在步骤s19中，首先，光刻并定义出第一电极101的电极孔；再次，采用热蒸发工艺，制备augeni/au金属层，得到环绕增透膜114设置的且与衬底104连接的第一电极101。
123.在本发明的一可选实施例中，如图13-图15所示，在单光子雪崩光电二极管结构1的正面上形成自适应电阻结构2的步骤s2，进一步包括：
124.s21、如图13所示，在介质层113上形成惰性金属层201，惰性金属层201与第二电极102连接；
125.s22、如图14所示，在惰性金属层201上形成金属氧化物层202；
126.s23、如图15所示，在金属氧化物层202上形成扩散金属层203，扩散金属层203与第三电极103连接。
127.详细地，在步骤s21中，先制备惰性金属层201的剥离胶膜图形，再采用电子束蒸发工艺，形成厚度为50nm的tipt合金层，最后，剥离掉不需要的部分，在介质层113上形成与第二电极102连接的惰性金属层201。
128.详细地，在步骤s22中，在惰性金属层201上生长铜膜(cuo)并对铜膜进行氧化处理，得到cuo材料的金属氧化物层202。
129.详细地，在步骤s23中，首先，在金属氧化物层202上刻蚀定义出一个1μm
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1μm大小的接触区域，其次，制备扩散金属层203的剥离胶膜图形，再次，采用电子束蒸发工艺，形成厚度为100nm的auag合金层，最后，剥离掉不需要的部分，在金属氧化物层202上形成与第三电极103连接的金属氧化物层202。
130.需要说明的是，如图6-图12所示的为台面型结构的单光子雪崩光电二极管结构1的制造工艺过程，而单光子雪崩光电二极管结构1的具体结构不仅限于此，还可以包括平面型结构等其他可选结构，对应的制造工艺过程随之变化，在此不再赘述；此外，本发明中单光子雪崩光电二极管结构1与自适应电阻结构2的工艺先后顺序不仅限于此，除了先形成单光子雪崩光电二极管结构1后形成自适应电阻结构2这种情况外，还可以是在在形成单光子雪崩光电二极管结构1的过程中就形成自适应电阻结构2，如在制备出单光子雪崩光电二极管结构1的第二电极102和第三电极103之后继续在单光子雪崩光电二极管结构1的正面上制备自适应电阻结构2，最后在单光子雪崩光电二极管结构1的背面制备增透膜114和第一电极101。本发明对单光子雪崩光电二极管结构1与自适应电阻结构2的部分工艺先后顺序不做限定。
131.综上所述，本发明提供的单光子雪崩光电二极管及其制造方法，在单光子雪崩光电二极管结构上集成一个具有第一电阻状态和第二电阻状态的自适应电阻结构，可通过自适应电阻结构两端施加的偏置电压在第一电阻状态和第二电阻状态两者之间来回切换，在单光子雪崩光电二极管结构放电时使自适应电阻结构呈现电阻较大的第一电阻状态，有利于快速淬灭单光子雪崩光电二极管结构的雪崩电流，在单光子雪崩光电二极管结构充电时使自适应电阻结构呈现电阻较小的第二电阻状态，能大幅度缩短复位时间，有利于提高自
由运行模式单光子雪崩光电二极管结构的最大计数速率。
132.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，但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。