专利名称：一种光检测器及其制造方法
技术领域：
本发明一般地涉及一种光检测器及其制造方法。更具体地，本发明涉及一种适合在光学拾取再现装置中使用的光检测器，其能够在高速下以高效率检测来自具有大容量的存储介质，如BD(蓝射线盘)的短波长的光(例如大约405nm的光)，以及制造这种光检测器的方法。
背景技术：
近年来，在与存储器件、硬盘和磁盘进行技术竞争的同时光学存储技术朝着高密度，高速度和小型化的方向发展。此外，由于有别于其它存储介质的特征上述技术变得愈加重要。
光学存储技术使用光学存储介质(如光盘)，其能够从盘驱动上取下，并且与其它存储介质相比具有诸如价格低和永久数据存储的优点。具体而言，大家都知道光学存储介质具有比其它存储介质高得多的温度和撞击抵抗力。
尽管因为低的传输速率和小的存储容量该光学存储技术是不利的，然而随着快速的技术进展它近来已经发展实现了可与磁盘相比的高容量和高速度。现今正在对在光学介质中将所接收的光转换为电信号的光检测器集成电路进行全面研究。
图1是显示一般的光检测器集成电路的示意图。
在图1所示的光检测器集成电路中，光检测器1吸收光3从而产生电流IP。该电流IP通过放大器2，如TIA(跨阻放大器)转换为电压，然后被放大。例如，当电流IP加到TIA上时，从TIA释放的电压VOUT由如下所示方程1计算方程1VOUT=(1+R2R1)(VC+IPRV)]]>
其中RV是I-V放大器(I-V AMP)的可变电阻，R1和R2是驱动器件(DRV)的电阻，VC是驱动电压。
在体现高容量和高速度的光学存储技术中，正在对吸收大约405nm的光从而转换为电信号的光检测器集成电路的光检测器进行广泛而大量的研究。
图2是在日本专利公开出版No.2001-320075中所公开的传统光检测器的截面图。图3是示出该传统光检测器中光学效率和频率特征随指间隔变化的曲线图，其中该频率特征是通过测量3dB的频率而获得的，在该处随频率变化的增益被二等分。
如图2所示，在日本专利公开出版No.2001-320075中所公开的光检测器包含N-型半导体层10，其含有低浓度的N-型杂质，P+型半导体层11，其被完全嵌入在N-型半导体层10中并含有高浓度的P型杂质，以及在N-型半导体层10和P+型半导体层11的整个上表面上形成的保护膜。P+型半导体层11具有La的宽度，并且P+型半导体层11之间具有Lb的间隔。在日本专利公开出版No.2001-320075中所公开的光检测器是有利的，因为它有效地检测780nm或者650nm的光。
如图3所示，在日本专利公开出版No.2001-320075中所公开的光检测器中，能够吸收光的区随指间隔(也就是，P+型半导体层11之间的间隔Lb)的增加被按比例扩大。因此，上述光检测器对于大约405nm的光能够表现出高的光学效率31。然而，较宽的指间隔导致增加由光吸收产生的电子空穴对的移动距离，并感生指(P+型半导体层11)之间的低的电场。因此，由于电子或空穴的移动时间变长，上述光检测器不能用于高频。因此，频率特征32由于较宽的指间隔而降低。
另一方面，在日本专利公开出版No.2001-320075中所公开的光检测器中，当指间隔被缩小时，在指104和105之间形成的电子或空穴的移动距离被减小并导致其间很高的电场，因此提高了频率特征32。然而，由于能够吸收光的区随指间隔的缩小而按比例减小，对于大约405nm的光的光学效率31被显著降低。
因此，在日本专利公开出版No.2001-320075中所公开的具有如上所述的随指间隔变化的光学效率31和频率特征32的光检测器，可适用于低速(如1×速度)BD光学再现设备，然而它不能被用在需要高光学效率和高频率特征的高速(如2×速度或更高)BD光学再现设备。
发明内容
因此，本发明是紧记相关技术中所出现的上述问题而进行的，本发明的目的是提供一种对于大约405nm的短波长的光能够体现出高光学效率和高频率特征的光检测器。
本发明的另一个目的是提供制造这样一种光检测器的方法。
为了实现上述目的，本发明提供一种光检测器，其包含支撑上层的基底；在该基底上形成的外延层；至少一个以小深度部分嵌入在该外延层中的重掺杂的第一类型指；至少一个以小深度部分嵌入在该外延层中的重掺杂的第二类型指；在该外延层中形成的第一类型井(well)，其被设置在所述重掺杂的第一类型指和所述重掺杂的第二类型指的外部；以小深度部分嵌入在所述第一类型井中的重掺杂的第一类型电极单元；和在该重掺杂的第一类型电极单元上形成的电路单元，其中所述第一类型和第二类型是由相反类型的元素所掺杂的。
优选地，依据本发明的所述光检测器进一步包含在所述外延层，所述重掺杂的第一类型指和所述重掺杂的第二类型指上形成的再生长外延层。
更优选地，在依据本发明的所述光检测器中，至少一个重掺杂的第一类型指和至少一个重掺杂的第二类型指被交替地以小深度部分嵌入在所述外延层中。
更优选地，依据本发明的所述光检测器包含支撑上层的基底；在该基底上形成的外延层；N个以小深度部分嵌入在该外延层中的重掺杂的第一类型指；以小深度部分嵌入在该外延层中以与该N个重掺杂的第一类型指交替的N+1个重掺杂的第二类型指；和在所述外延层，所述N个重掺杂的第一类型指和所述N+1个重掺杂的第二类型指上形成的再生长外延层，其中N是自然数，所述第一类型和第二类型是由相反类型的元素所掺杂的。
此外，本发明提供一种制造光检测器的方法，其包含(A)在基底上形成外延层；和(B)形成以小深度部分嵌入在该外延层中的至少一个重掺杂的第一类型指和至少一个重掺杂的第二类型指，其中所述第一类型和第二类型处于相反的掺杂状态。
优选地，上述方法进一步包含(C)在该外延层、重掺杂的第一类型指和重掺杂的第二类型指上形成再生长外延层。
本发明的上述和其它目的、特征和优点将通过下面结合附图的详细描述而被更清晰地理解，其中图1是示出一般的光检测器集成电路的示意图；图2是示出传统的光检测器的截面图；图3是示出该传统光检测器的光学效率和频率特征随指间隔变化的曲线图；图4a是示出依据本发明的光检测器的顶部平面图；图4b是沿着图4a的A-A`线所取的截面图；图5是示出传统光检测器和依据本发明的光检测器的频率特征随指间隔变化的曲线图；图6是示出传统光检测器和依据本发明的光检测器的光学效率随指间隔变化的曲线图；图7是示出能级随距离依据本发明的光检测器的表面的深度变化的能量图；图8a到图8i是示出制造依据本发明的光检测器的过程的截面图。
具体实施例方式
下面将参考附图给出依据本发明的光检测器以及制造这种光检测器的方法的详细描述。
图4a是依据本发明的光检测器的顶部平面图，图4b是沿着图4a的A-A`线所取的该光检测器的截面图。
如图4a和4b所示，本发明的光检测器100包括基底101，设置在该基底101上的重掺杂的第一类型掩埋层102，设置在该第一类型掩埋层102上的外延层103，以小深度部分嵌入在该外延层103中的至少一个重掺杂的第一类型指104和至少一个重掺杂的第二类型指105，和设置在该外延层103、重掺杂的第一类型指104和重掺杂的第二类型指105上的再生长外延层106。此外，该光检测器100具有第一类型井107，其在被设置于重掺杂的第一类型指104和重掺杂的第二类型指105之外的外延层103和再生长外延层106中形成以连接到重掺杂的第一类型掩埋层102。另外，提供有以小深度部分嵌入在第一类型井107中的重掺杂的第一类型电极单元108和连接到该重掺杂的第一类型电极单元108以外部地传输电信号的电路单元109。同样地，该第一类型和第二类型处于相反的掺杂状态(例如，如果第一类型是P型，那么第二类型就是N型)。本发明的光检测器100还进一步包含设置在再生长外延层106上的防反射敷层110，从而使光不被其表面反射。
在本发明的光检测器100中，基底101起支撑上层的作用。优选地，该基底101包括硅基的基底，并且更优选地，包括与在其上形成的所述重掺杂的第一类型掩埋层102掺杂类型相同的基底。
所述重掺杂的第一类型掩埋层102是通过在所述基底101上离子注入III族或V族元素形成的。
所述重掺杂的第一类型掩埋层102包括浓度大约为1015-1021cm-3的杂质，而优选地大约为1016-1017cm-3。如果所述重掺杂的第一类型掩埋层102中的杂质具有低于1015cm-3的浓度，那么所述重掺杂的第一类型掩埋层102的电阻就增加，这样，就降低了所述光检测器100的频率特征。另一方面，如果所述重掺杂的第一类型掩埋层102中的杂质具有超过1021cm-3的浓度，那么能级可能变形为杂质带结构，这样其结构变得不合需要。
作为选择，在该基底101以与所述重掺杂的第一类型掩埋层102相同的类型被掺杂并且包括有足够高的浓度的杂质(大约1015-1021cm-3)的情形中，该基底101充当所述重掺杂的第一类型掩埋层102，因此不需要形成所述重掺杂的第一类型掩埋层102。
外延层103是通过使用CVD(化学气相沉积)过程在所述重掺杂的第一类型掩埋层102上外延生长而产生的。
在该情形中，为了达到所述重掺杂的第一类型掩埋层102和所述外延层103之间的晶格匹配，所述外延层是由具有与硅晶体相似的晶格常数的硅，碳化硅(SiC)或者金刚石形成。
所述外延层103与所述重掺杂的第一类型掩埋层102和所述重掺杂第二类型指105一起或者与所述重掺杂的第一类型掩埋层102和所述重掺杂第一类型指104一起起作用以形成指化的光二极管，从而吸收将被转换为电信号的大约405nm的光。一般地，大约405nm的光在距离硅层表面约0.1μm或更低的深度范围内被大部分吸收。因此，为了充分吸收大约405nm的光，所述外延层103具有0.2-5μm的厚度，优选地，约1-3μm。如果所述外延层103的厚度超过5μm，那么难以制造外部地传输电信号的BJT(双极结晶体管)。同时，如果所述外延层103的厚度低于0.2μm，那么光吸收区减小，从而降低了光学效率。
只要具有足够的电阻，外延层103就可以通过在外延生长过程中对其添加少量杂质来生长。此时，外延层103中的杂质具有大约5×1015cm-3或更低的浓度，优选地，大约1012-1015cm-3。如果所述外延层103中的杂质具有超过5×1015cm-3的浓度，那么所述光检测器100的光学效率被降低。
所述重掺杂的第一类型指104是通过在所述外延层103中离子注入III族或V族元素从而以小深度部分嵌入在其中而形成的。
还有，所述重掺杂的第一类型指104具有范围在大约0.09-5μm的宽度W1，优选地，大约0.09-0.6μm。即使所述重掺杂的第一类型指104被制造为具有低于0.09μm的宽度W1，它也不会负面影响光检测器100的特性。然而，由于这样的指小于半导体制造过程中所要求的最小尺寸，它是难以实际制造的。同时如果所述重掺杂的第一类型指104的宽度W1超过5μm，那么该指的尺寸要比该光检测器100的尺寸大得多，并且光吸收区减小，从而导致指化光二极管的特性损失。
另外，所述重掺杂的第一类型指104中的杂质具有大约1018-1021cm-3的浓度，优选地，大约1020-1021cm-3。当所述重掺杂的第一类型指104中的杂质具有低于大约1018cm-3的浓度时，所述重掺杂的第一类型指104的电阻增加，因此恶化了光检测器100的性能。相反地，如果所述重掺杂的第一类型指104中的杂质具有超过1021cm-3的浓度，那么能级可能变形为杂质带结构，这样其结构变得不合需要。
所述重掺杂的第二类型指105是通过在所述外延层103中离子注入与所述重掺杂的第一类型指104中所注入的相反类型的元素从而以小深度部分嵌入在其中而获得的。
另外，所述重掺杂的第二类型指105具有范围在大约0.09-5μm的宽度W2，优选地，大约0.09-0.6μm，如同所述重掺杂的第一类型指104。即使所述重掺杂的第二类型指105被制造为具有低于0.09μm的宽度W2，它也不会负面影响光检测器100的特性。然而，由于这样的指小于半导体制造过程中所要求的最小尺寸，它是难以实际制造的。同时如果所述重掺杂的第二类型指105的宽度W2大于5μm，那么该指具有比该光检测器100大得多的尺寸，并且光吸收区因此减小，指化光二极管的特性损失。
所述重掺杂的第二类型指105中的杂质浓度在大约1018-1021cm-3的范围内，优选地，大约1020-1021cm-3。当所述重掺杂的第二类型指105具有低于1018cm-3的杂质浓度时，所述重掺杂的第二类型指105的电阻增加，因此恶化了光检测器100的性能。然而，如果所述重掺杂的第二类型指105具有高于1021cm-3的杂质浓度，那么能级可能变形为杂质带结构，这样其结构变得不合需要。
在优选的实施例中，所述重掺杂的第一类型指104和所述重掺杂的第二类型指105之间的间隔S范围在大约1到20μm，优选地，在大约1.4到9.4μm。即使所述指104和105被制造为彼此之间具有低于1μm的间隔S，它们也不会负面影响本发明的光检测器100的特性，然而，它们是难以实际制造的。另一方面，如果所述指104和105之间的间隔S超过20μm，会感生所述重掺杂的第一类型指104和所述重掺杂的第二类型指105之间的低电场，并因此降低了所述光检测器100的频率特征。
在更优选的实施例中，所述重掺杂的第一类型指104和所述重掺杂的第二类型指105被交替地以小深度部分嵌入在所述外延层103中。这是因为所述光检测器100的频率特征是与所述指104和105之间的间隔S以及其间所感生的电场相关的，如下面的方程2所示方程2 在所述重掺杂的第一类型指104和所述重掺杂的第二类型指105被交替形成的情形中，设置在所述重掺杂的第一类型指104和所述重掺杂的第二类型指105之间的所述外延层103和所述再生长外延层106中感生高电场，因此提高了所述光检测器100的频率特征。
在更优选的实施例中，在重掺杂的第一类型指104的数目为N(其中，N是自然数)的情形中，N+1个重掺杂的第二类型指105以小深度部分嵌入在所述外延层103中以与所述N个重掺杂的第一类型指104交替。因此设置在最外部的第二类型指105和第一类型井107之间的所述外延层103和所述再生长外延层106中感生高电场，因此所述光检测器100的频率特征能被进一步增加。
所述再生长外延层106是通过使用CVD在所述外延层103，所述重掺杂的第一类型指104和所述重掺杂的第二类型指105上外延生长而产生的。在该情形中，为了达到所述外延层103，所述重掺杂的第一类型指104和所述重掺杂的第二类型指105与所述再生长外延层106的晶格匹配，所述外延层103是由具有与硅晶体相似的晶格常数的硅，碳化硅(SiC)或者金刚石形成。
另外，所述再生长外延层106与所述重掺杂的第一类型指104和所述重掺杂的第二类型指105一起起作用以形成指化的光二极管，以吸收将被转化为电信号的大约405nm的光。一般地，大约405nm的光在距离硅层表面大约0.1μm或更小的深度范围内被大部分吸收。因此，所述再生长外延层106具有大约0.01-0.5μm的厚度，优选地，大约0.05-0.2μm。即使所述再生长外延层106被制造为薄于0.01μm，它也不会负面影响本发明的光检测器100的特性，然而它是难以实际制造的。同时，如果所述再生长外延层106具有超过0.5μm的厚度，那么所述再生长外延层106就处于由所述重掺杂的第一类型指104和所述重掺杂的第二类型指105在所述再生长外延层106中所形成的耗尽区的范围之外。因此，在所述再生长外延层106中所产生的电子-空穴对可能由表面复合而消除(例如，载流子通过悬挂键的结合)。
还有，只要具有足够的电阻，所述再生长外延层106就可以通过在外延生长期间添加少量的杂质而生长。同样，所述再生长外延层106中的杂质具有大约5×1015cm-3或更低的浓度，优选地，大约1012-1015cm-3。如果所述再生长外延层106具有高于1015cm-3的杂质浓度，那么所述光检测器100的光学效率被减小。
作为选择，在所述指104和105之间的间隔S是足够大的情形中，能够吸收所述重掺杂的第一类型指104和所述重掺杂的第二类型指105之间的光的所述耗尽区被形成为具有相对大的面积，因此对于大约405nm的光显示出高的光学效率。因此所述再生长外延层106不需要被形成在所述光检测器100中。
所述第一类型井107是通过在设置于所述重掺杂的第一类型指104和所述重掺杂的第二类型指105之外的所述外延层103和所述再生长外延层106(或者在不存在所述再生长外延层106的情况下，所述外延层103)中离子注入III族或者V族元素而形成的。优选地，所述第一类型井被连接到所述重掺杂的第一类型掩埋层102(或者当掺杂在所述基底101中的第一类型杂质具有足够高的浓度时以第一类型掺杂的所述基底101)。
所述重掺杂的第一类型电极单元108是通过在所述第一类型井107中离子注入III族或者V族元素从而以小深度部分嵌入在其中而获得的。
所述电路单元109是在所述重掺杂的第一类型电极单元108上形成的，并与所述第一类型井107和所述重掺杂的第一类型电极单元108一起起作用以外部地传输由所述外延层103或者所述再生长外延层106的光吸收所产生的电子-空穴对(即电信号)。
所述防反射敷层110是使用氮化硅以适当厚度形成在所述再生长外延层106上(或者在不存在所述再生长外延层106的情况下，所述外延层103，所述重掺杂的第一类型指104和所述重掺杂的第二类型指105上)，因此大约405nm的光不从所述光检测器100的表面被反射。
优选地，所述光检测器100的所述第一类型是P型而第二类型是N型。理由是当所述第一类型是P型而第二类型是N型时，作为多数载流子的电子比当所述第一类型是N型而第二类型是P型时，作为多数载流子的空穴具有更高的载流子迁移率。因此，所述频率特征变得优良。
图5是示出本发明的光检测器和传统的光检测器的频率特征随指间隔变化的曲线图，其中在图2中所示的日本专利公开出版No.2001-320075中所公开的光检测器被用作该传统光检测器，所述频率特征是通过测量3dB的频率来确定的，在该处随频率变化的增益被减半。
如图5所示，在所有指间隔S处对于大约405nm的光，本发明的光检测器100所显示出的频率特征200都优于在日本专利公开出版No.2001-320075中所公开的传统光检测器的频率特征32。
具体而言，在由于电子和空穴的大的可移动距离而引起差的频率特征的宽指间隔S处，本发明的光检测器100的频率特征200要比在日本专利公开出版No.2001-320075中所公开的传统光检测器的频率特征32好。
如在方程2中所看到的，由于所述重掺杂的第一类型指104和所述重掺杂的第二类型指105被掺杂有相反类型的元素，所以在被设置在所述重掺杂的第一类型指104(或者所述第一类型井107)和所述重掺杂的第二类型指105之间的外延层103和再生长外延层106中感生出电场。
图6是示出本发明的光检测器和所述传统光检测器的光学效率随所述指间隔变化的曲线图。图7是示出能级随距离本发明的光检测器的表面的深度变化的能量图。同样，图2中所示的在日本专利公开出版No.2001-320075中所公开的光检测器被用作该传统的光检测器。
从图6可以明显看到，和在日本专利公开出版No.2001-320075中所公开的光检测器的光学效率31相比，在所有指间隔S处对于大约405nm的光，本发明的光检测器100具有较高的光学效率300。
具体而言，可看出在由于小的光吸收区而引起差的光学效率的窄指间隔S处，本发明的光检测器100的光学效率300要比在日本专利公开出版No.2001-320075中所公开的光检测器的光学效率31好。
这是因为所述再生长外延层106是形成在所述外延层103、所述重掺杂的第一类型指104和所述重掺杂的第二类型指105的上面，因此能吸收大约405nm的光的区能够被扩大。
如图7所示，由于本发明的光检测器100使用所述重掺杂的第一类型指104和所述重掺杂的第二类型指105，接近本发明的光检测器100的表面的导带410和价带420的能级要比在日本专利公开出版No.2001-320075中所公开的光检测器的导带41和价带42的能级高。因此，在所述外延层103或者所述再生长外延层106中感生出高电场。因此，在所述外延层103或者所述再生长外延层106中的耗尽区被扩大，从而所述光吸收区变大，导致对于大约405nm的光的光学效率增加。
现在转到图8a到8i，它们说明制造本发明的光检测器的过程。
在图8a中，硅基的基底101被准备。
在图8b中，III族或者V族元素在该基底101上被离子注入以形成重掺杂的第一类型掩埋层102。
同样，优选的，III族或者V族元素被注入从而使所述重掺杂的第一类型掩埋层102具有大约1015-1021cm-3的杂质浓度。
作为选择，在该基底101的掺杂类型与所述重掺杂的第一类型掩埋层102相同并且包括足够高浓度(例如，1015-1021cm-3)的杂质的情形中，该基底101能够作为所述重掺杂的第一类型掩埋层102，因此不需要形成所述重掺杂的第一类型掩埋层102。
在图8c中，使用CVD在所述重掺杂的第一类型掩埋层102(或者以具有高杂质浓度的第一类型掺杂的基底101)的上表面进行外延生长以形成外延层103。
在该情形中，优选地，该外延层103被形成为包括大约5×1015cm-3或更低的杂质以显示出足够的电阻。此外，该外延层103为大约0.2-5μm的厚度。
在图8d中，III族或者V族元素被离子注入到该外延层103中从而以小深度部分嵌入在其中，从而形成至少一个重掺杂的第一类型指104。
所述重掺杂的第一类型指104优选地以大约1018-1021cm-3的浓度注入III族或V族元素来形成。另外，该第一类型指104具有大约0.09-5μm的宽度W1。
在图8e中，与所述重掺杂的第一类型指104中的元素类型相反的元素被注入到所述外延层103中从而以小深度部分嵌入在其中，从而获得至少一个重掺杂的第二类型指105。
如同所述重掺杂的第一类型指104，所述重掺杂的第二类型指105优选地以大约1018-1021cm-3的浓度注入III族或V族元素来形成。另外，该第二类型指105具有大约0.09-5μm的宽度W2。
在优选的实施例中，所述重掺杂的第一类型指104和所述重掺杂的第二类型指105之间被形成为具有大约1-20μm的间隔S。
在更优选的实施例中，所述重掺杂的第一类型指104和所述重掺杂的第二类型指105被交替地以小深度部分嵌入在所述外延层103中。
在更优选的实施例中，在重掺杂的第一类型指104的数目为N(其中，N是自然数)的情形中，N+1个重掺杂的第二类型指105以小深度部分嵌入在所述外延层103中以与所述N个重掺杂的第一类型指104交替。
在图8f中，使用CVD在所述外延层103、所述重掺杂的第一类型指104和所述重掺杂的第二类型指105的上表面进行外延生长，以获得再生长外延层106。
优选地，该再生长外延层106被形成为具有大约5×1015cm-3或更低的杂质以显示出足够的电阻。此外，该再生长外延层106具有大约0.01-0.5μm的厚度。
作为选择，在所述指104和105之间的间隔S足够大的情形中，能吸收所述重掺杂的第一类型指104和所述重掺杂的第二类型指105之间的光的耗尽区被形成为具有相对大的面积，因此不需要形成所述再生长外延层106。
在图8g中，III族或者V族元素被离子注入到设置在所述重掺杂的第一类型指104和所述重掺杂的第二类型指105之外的所述外延层103和所述再生长外延层106(或者在不存在所述再生长外延层106的情况下，所述外延层103)中，从而形成第一类型井107。
优选地，所述第一类型井107被连接到所述重掺杂的第一类型掩埋层102(或者以具有高杂质浓度的第一类型掺杂的基底101)。
在图8h中，III族或者V族元素被离子注入到所述第一类型井107中从而以小深度部分嵌入在其中，以形成重掺杂的第一类型电极单元108。
在图8i中，电路单元109被形成在所述重掺杂的第一类型电极单元108上以外部地传输电信号，另外，还在所述再生长外延层106(或者在不存在所述再生长外延层106的情况下，所述外延层103、所述重掺杂的第一类型指104和所述重掺杂的第二类型指105)上使用氮化硅形成防反射敷层110，从而使大约405nm的光不从该光检测器100的表面反射。
作为选择，可以不形成所述第一类型井107、所述重掺杂的第一类型电极单元108和所述电路单元109。例如，电路可以被形成为通过所述重掺杂的第一类型掩埋层102(或者当所述基底101中的第一类型杂质具有足够高的浓度时以第一类型掺杂的该基底101)的下表面或者侧表面来传输电信号。在此时，大约405nm的光被吸收到所述外延层103或者所述再生长外延层106以产生电信号，然后所述电信号经由所述重掺杂的第一类型掩埋层102或者所述基底101被外部地传输。
如上所述，本发明提供了一种光检测器以及这种光检测器的制造方法，其中通过所述两种类型的指在所述外延层或者再生长外延层中感生出高电场，因此即使在宽的指间隔处和窄的指间隔处频率特征都能被进一步提高。
依据本发明的光检测器及其制造方法，由于用于吸收大约405nm的短波长光的所述再生长外延层形成在所述两种类型指的上面，所以即使在宽的指间隔处和窄的指间隔处光学效率都能被进一步增加。
另外，依据本发明的光检测器及其制造方法，高的电场能够通过所述两种类型的指感生，因此在所述外延层或者再生长外延层中的耗尽区被扩大，从而无论指间隔如何都可以增加光学效率。
另外，依据本发明的光检测器及其制造方法，该光学效率和频率特征适合于大约405nm的光和所有的指间隔，这满足了在高速BD光学再现设备中的使用需要。
尽管为了说明的目的公开了本发明的所述优选实施例，本领域的技术人员将理解所附权利要求中所公开的范围和精神内的各种修改、添加和替代是可能的。
权利要求
1.一种光检测器，包含基底，用于支撑上层；外延层，其在所述基底上形成；至少一个重掺杂的第一类型指，其以小的深度部分嵌入在所述外延层中；至少一个重掺杂的第二类型指，其以小的深度部分嵌入在所述外延层中；第一类型井，其在所述外延层中形成，被设置在所述重掺杂的第一类型指和所述重掺杂的第二类型指之外；重掺杂的第一类型电极单元，其以小的深度部分嵌入在所述第一类型井中；和电路单元，其在所述重掺杂的第一类型电极单元上形成，其中所述第一类型和第二类型是处于相反的掺杂状态。
2.如权利要求1所述的光检测器，其特征在于所述至少一个重掺杂的第一类型指和所述至少一个重掺杂的第二类型指被交替地以小的深度部分嵌入在所述外延层中。
3.如权利要求1所述的光检测器，其特征在于所述外延层具有大约0.2到大约5μm的厚度，所述重掺杂的第一类型指具有大约0.09到大约5μm的宽度，所述重掺杂的第二类型指具有大约0.09到大约5μm的宽度，并且所述重掺杂的第一类型指和所述重掺杂的第二类型指之间具有大约1到大约20μm的间隔。
4.如权利要求1所述的光检测器，其特征在于所述基底具有大约1015到1021cm-3的杂质浓度，所述外延层具有大约5×1015cm-3或更低的杂质浓度，所述重掺杂的第一类型指具有大约1018到1021cm-3的杂质浓度，并且所述重掺杂的第二类型指具有大约1018到1021cm-3的杂质浓度。
5.如权利要求1所述的光检测器，进一步包含再生长外延层，其在所述外延层、所述重掺杂的第一类型指和所述重掺杂的第二类型指上形成。
6.如权利要求5所述的光检测器，其特征在于所述再生长外延层具有大约0.01到0.5μm的厚度。
7.如权利要求5所述的光检测器，其特征在于所述再生长外延层具有大约5×1015cm-3或更低的杂质浓度。
8.如权利要求1所述的光检测器，进一步包含重掺杂的第一类型掩埋层，其被设置在所述基底和所述外延层之间。
9.如权利要求8所述的光检测器，其特征在于所述重掺杂的第一类型掩埋层具有大约1015到1021cm-3的杂质浓度。
10.一种光检测器，包括基底，用于支撑上层；外延层，其在所述基底上形成；N个重掺杂的第一类型指，其以小的深度部分嵌入在所述外延层中；和N+1个重掺杂的第二类型指，其以小的深度部分嵌入在所述外延层中以与所述N个重掺杂的第一类型指交替，其中N是自然数，并且所述第一类型和所述第二类型是用相反类型的元素掺杂。
11.如权利要求10所述的光检测器，其特征在于所述外延层具有大约0.2到大约5μm的厚度，所述重掺杂的第一类型指具有大约0.09到大约5μm的宽度，所述重掺杂的第二类型指具有大约0.09到大约5μm的宽度，并且所述重掺杂的第一类型指和所述重掺杂的第二类型指之间具有大约1到大约20μm的间隔。
12.如权利要求10所述的光检测器，其特征在于所述基底具有大约1015到1021cm-3的杂质浓度，所述外延层具有大约5×1015cm-3或更低的杂质浓度，所述重掺杂的第一类型指具有大约1018到1021cm-3的杂质浓度，并且所述重掺杂的第二类型指具有大约1018到1021cm-3的杂质浓度。
13.如权利要求10所述的光检测器，进一步包含第一类型井，其在所述外延层中形成，被设置在所述N个重掺杂的第一类型指和所述N+1个重掺杂的第二类型指之外；重掺杂的第一类型电极单元，其以小的深度被部分嵌入在所述第一类型井中；和电路单元，其在所述重掺杂的第一类型电极单元上形成。
14.如权利要求10所述的光检测器，进一步包含再生长外延层，其在所述外延层、所述N个重掺杂的第一类型指和所述N+1个重掺杂的第二类型指上形成。
15.如权利要求14所述的光检测器，其特征在于所述再生长外延层具有大约0.01到0.5μm的厚度。
16.如权利要求14所述的光检测器，其特征在于所述再生长外延层具有大约5×1015cm-3或更低的杂质浓度。
17.一种制造光检测器的方法，包含(A)在基底上形成外延层；和(B)形成至少一个重掺杂的第一类型指和至少一个重掺杂的第二类型指，其以小的深度部分嵌入在所述外延层中，其中所述第一类型和第二类型是处于相反的掺杂状态。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于所述步骤(B)是通过形成交替地以小的深度部分嵌入在所述外延层中的所述至少一个重掺杂的第一类型指和所述至少一个重掺杂的第二类型指来进行的。
19.如权利要求17所述的方法，进一步包含(C)在所述外延层、所述重掺杂的第一类型指和所述重掺杂的第二类型指上形成再生长外延层。
20.如权利要求17所述的方法，进一步包含(C)在所述外延层中形成第一类型井，其被设置在所述重掺杂的第一类型指和所述重掺杂的第二类型指之外；(D)形成重掺杂的第一类型电极单元，其以小的深度部分嵌入在所述第一类型井中；和(E)在所述重掺杂的第一类型电极单元上形成电路单元。
21.如权利要求17所述的方法，其特征在于在步骤(A)中所形成的所述外延层具有大约0.2到大约5μm的厚度，在所述步骤(B)中形成的所述至少一个重掺杂的第一类型指和所述至少一个重掺杂的第二类型指具有大约0.09到大约5μm的宽度，并且在所述步骤(B)中形成的所述至少一个重掺杂的第一类型指和所述至少一个重掺杂的第二类型指之间具有大约1μm到大约20μm的间隔。
22.如权利要求17所述的方法，其特征在于所述基底具有大约1015到1021cm-3的杂质浓度，所述外延层具有大约5×1015cm-3或更低的杂质浓度，所述重掺杂的第一类型指具有大约1018到1021cm-3的杂质浓度，并且所述重掺杂的第二类型指具有大约1018到1021cm-3的杂质浓度。
全文摘要
这里所公开的是一种适合在光学拾取再现装置中使用的光检测器，其能够在高速度下以高效率检测来自具有大容量的存储介质，如BD的短波长的光(如大约405nm的光)，以及这种光检测器的制造方法。
文档编号G01J1/02GK1787220SQ20051000848
公开日2006年6月14日 申请日期2005年2月21日 优先权日2004年12月8日
发明者姜信在, 权敬洙, 高主烈 申请人:三星电机株式会社