分割光电二极管的制作方法

专利名称：分割光电二极管的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有能够接收光的光敏区的分割光电二极管，所 述光敏区被二维分割为多个区域。
背景技术：
在读出储存在例如压縮磁盘(CD)、数字视频磁盘(DVD)等的 光盘中的信息的光学获取(pickup)设备中，用激光束照射磁盘并且用 光电二极管检测反射光来实现读出信息的过程。
例如，日本专利特开No. H5-145,107 (1993)公开了一种具有在p十 基阳极区下形成的n型阱区的公共阴极光电二极管，其中n型阱区从衬 底的表面延伸以便与各个阳极区相关联，这实现了对于入射光的更高 的灵敏度并改善了对于各个二极管之间串扰的防止。
曰本专利特开No. 2001-135,849公开了一种光电二极管，其中在n
型半导体层中将p+表面扩散层形成为具有含有带状区的预定图案以减 少在半导体层中产生的载流子的扩散行进时间而不显著地增加PN结的 面积，并且n+扩散层被设置于p+表面扩散层的带状区之间以减小阴极 电阻。
另一方面，近年来具有由多个分割的光电检测部分组成的光敏区 的分割光电二极管被作为在光学获取过程中检测信号的设备使用。这 样的分割光电二极管能够基于各个分割的光敏区的光电接收单元的信
号差来更好地检测离焦信号或者循迹误差信号。因此，通过使用这样 的技术可以实现多个不同的光盘的精确还原。
例如，日本专利特开No. 2000-82，226公开了一种一般的传统分割 光电二极管。在日本专利特开No. 2000-82，226中公开的分割光电二极管 如图7所示。这样的分割光电二极管具有光敏表面200、 201、 202，每 个光敏表面被分割为四个区。
该分割光电二极管由光电二极管和放大来自光电二极管的信号的 集成电路组成，这两个组成部分都是在一个硅衬底中形成的。
被磁盘反射的光除了如图7所示的各个分割的光敏区之外还进入 分割表面。而且，由于从光盘读出或者写入光盘的速度的提高使得分 割光电二极管需要快速响应。这样，光电二极管需要对于进入分割表 面的光的快速响应。
日本专利特开No. H9-153，605 ( 1997 )和日本专利特开No. H10-270，744 (1998)也公开了具有分割光敏区的光电二极管，与日本 专利特开No. 2000-82，226中描述的分割光电二极管类似。
然而，上述的传统技术需要在以下几个方面进行改进。
图8A中示出了日本专利特开No. H9-153,605中公开的分割光电二 极管的截面图。示出这样的分割光电二极管100的截面图以表现与光敏 区D1、 D2、 D3和D5相对应的区域。掩埋在p型半导体衬底l中的p型隔 离扩散层5 (分割部分)延伸穿过n型外延层4。
在光电二极管的这种结构的情况下，在分割部分周围没有产生耗 尽层，并且存在没有施加电场的区域。因此，在n型外延层4上，分割 部分的响应劣化了。
图8B示出日本专利特开No. H9-153，605中描述的分割光电二极管 中的光生载流子的性态仿真的结果。图8B中出现的小箭头指示电流的 方向，并且作为光生载流子的电子朝着与该箭头相反的方向行进。如 图8B所示，指示"耗尽层边缘"的线存在于分割部分的两侧，在分割部 分正下方和其周围没有耗尽层产生。
图8C中示出了日本专利特开No. H10-270,744中公开的分割光电二 极管的截面图。日本专利特开No. H10-270，744中公开的分割光电二极 管的结构通过在日本专利特开No. H9-153，605中描述的分割光电二极 管中采用具有更高电阻率的外延层而改善了光电二极管的串联电阻增 加的问题。然而，在这样的结构的分割部分中，在p型半导体衬底ll中 掩埋的p型隔离扩散区5 (分割部分)具有更高电阻率并延伸穿过n型外 延层4。因此，认为在分割部分和其周围没有产生耗尽层，与在日本专 利特开No. H9-153，605的结构中类似。
因为如上所述，在传统分割光电二极管中，在p型分割区的正下方 及其周围没有产生耗尽层，并且存在没有施加电场的区域，由进入分
割部分的光在p型半导体层中产生的载流子经由扩散在分割部分的正 下方行进。因此，漂移速度被降低了，从而导致响应速度的降低。
本发明人已经发现通过延伸分割区正下方及其周围的耗尽层而提 高了分割光电二极管的响应速度。

发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种具有能够接收光的光敏区的 分割光电二极管，该光敏区被二维分割为多个区域，包括第一导电 类型衬底；在衬底上形成的第一导电类型第一半导体层；在第一半导 体层上形成的第二导电类型第二半导体层；以及在与第一半导体层间 隔开的第二半导体层中提供的第一导电类型分割部分，所述第一导电
类型分割部分提供所述光敏区的分割，其中通过施加反向偏置电压在 所述分割部分和所述第一半导体层之间形成第一耗尽层，并且其中所 述第一耗尽层被构造成到达在所述第二半导体层和所述第一半导体层 之间的结表面中形成的第二耗尽层使得所述光敏区电隔离。
根据本发明的上述方面，在与所述第一导电类型第一半导体层间 隔开的所述第二导电类型第二半导体层中提供第一导电类型分割部 分。这允许在操作该器件时在分割部分和第一半导体层之间形成第一 耗尽层，并且到达在结表面中形成的第二耗尽层以使光敏区电隔离， 所述结表面是由第一半导体层和第二半导体层的PN结生成的。而且， 因为分割部分没有到达第一半导体层，所以第二耗尽层在PN结的整个 区域上延伸而没有在分割部分正下方分隔，从而提供更大的光敏区。 因此可以在保持作为分割光电二极管的功能的同时实现对分割光电二 极管响应速度的提高。
这里，例如，"第一导电类型"可以是p型，而"第二导电类型"可以
是n型，反之亦然，即是说，"第一导电类型"可以是n型，而"第二导电 类型"可以是p型。
在本发明中，分割部分可以被构造成由含有扩散在其中的第一导 电类型杂质的扩散层组成。扩散层意指通过在预定区域中扩散杂质而 生成的区域。
而且，在本发明中，光敏区意指在第一半导体层和第二半导体层 的界面中形成的PN结。
而且，在本发明中，光敏区可以由多个小区域构成，所述小区域 是被分割部分电隔离的，在光敏区的整个区域上形成第二耗尽层，这 允许载流子以更高的速率行进，从而获得快速的响应。
根据本发明，提出了一个具有提高了的响应速度的分割光电二极管。


从下面的结合附图对某些优选实施例的说明中，本发明的上面以 及其它的目的、优点和特征将变得更明显。
图1A和图1B是示意性图示根据实施例的分割光电二极管的视图， 并且图1A是示意性图示了根据该实施例的分割光电二极管的平面图，
图1B是沿着图1A中的线A-A提取的截面图2A至图2C是图示用于制造根据实施例的分割光电二极管的过 程的示例性实施方式的截面图-,
图3A和图3B是示意性图示比较实例的分割光电二极管的截面图4A至图4C是图示用于制造比较实例的分割光电二极管的过程 的示例性实施方式的截面图5A是图示光的照射表面的视图，图5B是示出频率响应的结果的
图表；
图6A至6C包括了用于描述实施例的分割光电二极管的有利效果 的视图，并且图6A是实施例的电势分布的视图，图6B是比较实例的电 势分布的视图，图6C是示出了电势与离光敏表面的距离的关系；
图7是图示传统分割光电二极管的示意图；和
图8A至8C是图示传统分割光电二极管的示意图，并且图8A是示意 性图示传统分割光电二极管的截面图，图8B是用于说明传统分割光电 二极管的视图，图8C是示意性图示传统分割光电二极管的截面图。
具体实施例方式
现在，本发明将在此参考说明性实施例进行说明。本领域的技术 人员会认识到，使用本发明的教导可以实现许多可选实施例，并且本 发明并不限于用于解释目的而图示的实施例。
将在下面参考附图对根据本发明的示例性实施例进行详细说明。
在所有的图中，给图中出现的同样的元件分配相同的标号，并且将不 重复对其的详细说明。
图1A和图1B是示意性图示本实施例的分割光电二极管的视图。图 1A是示意性图示本实施例的分割光电二极管的平面图。图1B是沿着图
1A中的线A-A提取的截面图。
本实施例的分割光电二极管是包含了用于接收光的光敏区的分割 光电二极管，所述光敏区被二维地分割为四个分割区域。如图1B所示， 每个分割区域分别被连接到放大器110。该分割光电二极管包含p型 衬底109;在p型衬底109上形成的p型外延层101;在p型外延层101上形
成的n型外延层103;以及在与p型外延层101分隔的n型外延层103上提 供的、分割所述光敏区的p型分割区107。
而且，本实施例的分割光电二极管被构造成通过施加反向偏置电 压而使n型区106耗尽，所述n型区106在位于p型分割区107和p型外延层 IOI之间的分割部分的正下方，并且在分割部分正下方的n型区106中生 成的耗尽层(第一耗尽层)被构造成到达在位于n型外延层103和p型外 延层101之间的结表面中形成的耗尽层(第二耗尽层)，以使得分割区 彼此电隔离。反向偏置电压是由分别连接到每个分割区的放大器110施 加的。每个分割区都作为彼此电隔离的光电二极管来工作。
而且，本实施例的分割光电二极管进一步包含p型隔离区108，该p 型隔离区108围绕着被二维地分割的光敏区。在p型外延层101和n型外 延层103的表面上提供p型隔离区108。 p型隔离区108被连续地提供而没 有将p型外延层101的表面和n型外延层103的表面分隔。
而且，本实施例的分割光电二极管被构造成p型隔离区108和p型衬 底109形成公共阳极。
p型分割区107由含有扩散在其中的p型杂质的p型扩散层104组成。 通过在预定区域中扩散p型杂质而生成p型扩散层104。 一般的p型杂质包括硼。
而且，在p型外延层101中提供p型隔离区108，该p型隔离区108包含含有扩散在其中的p型杂质的p型扩散层104以及掩埋在n型外延层103和p型外延层101内的p型掩埋层102。在p型隔离区108中，p型扩散 层104与p型掩埋层102耦合。
P型隔离区108获取光电二极管的衬底电势。P型掩埋层102的存在 允许在不在p型^离区108下形成耗尽层的情况下获取分割光电二极管 的衬底电势。因此，在不会由于生成耗尽层而导致光电二极管串联电 阻增大的情况下，可以获得光电二极管的改善的频率特性。
而且，在本实施例的分割光电二极管中，在n型外延层103的表面中提供含有扩散在其中的n型杂质的n型扩散层105。通过在预定区域内 扩散n型杂质而生成n型扩散层105。 一般的n型杂质包括磷和砷。
光敏区被构造成由p型分割区107电隔离的四个小区域。在光敏区的整个区域上形成耗尽层。
P型分割区107在二维视图上是十字形的，并且将光敏区二维地隔 离成四个部分。这允许提供光敏区的四个分割区，使得可以通过像散 过程而获得对焦误差信号。适当地设计p型分割区107的布置，使得可 以根据目的而获得对光敏区的适当的分割。
而且，本实施例的分割光电二极管可以包含多个光敏结构单元，每个单元都由光敏区和围绕该光敏区的p型隔离区108组成。
对于光敏结构单元的数量没有特别限制。例如，用十字形的p型分
割区107把本实施例的分割光电二极管的光敏区分割成四个部分。因 此，使用三个光敏结构单元提供分割成12个部分的光敏区。三个光敏 结构单元的使用允许通过三光束技术(三光斑技术)而包含循迹误差 信号。例如，三个光敏结构单元可以沿着一直线布置。
可以设计分割部分正下方的n型区106的厚度，使得通过施加反向 偏置电压而使分割部分正下方的n型区106耗尽以到达在n型外延层103 和p型外延层101的结表面上形成的第二耗尽层。例如，在n型外延层103 的杂质浓度被选择为5xlO"cn^并且p型外延层101的杂质浓度被选择 为lxlO"cm—s的条件下，当施加了2.1V的反向偏置电压时，在分割部分 正下方的n型区106中形成的耗尽层(第一耗尽层)到达n型外延层103 表面以下2.0/mi的位置，并且在n型外延层103和p型外延层101的结表面 中生成的耗尽层(第二耗尽层)到达所述结表面以上l.OMm的位置。在 这种情况下，优选的是将n型外延层103的厚度选择为3.0/mi或者更薄， 并且考虑实际使用更优选地选择为2.5/m!。这允许连接第一耗尽层和第 二耗尽层，从而提供光敏区的分割。
接下来，说明本实施例的分割光电二极管的工作。在这样的光电 二极管中，p型外延层101和p型隔离区108用作为阳极使用，n型扩散层 105和n型外延层103作为阴极使用。
当使用本实施例的分割光电二极管时，作为阳极使用的p型隔离区 108的p型扩散层104是接地的，在作为阴极使用的n型外延层103上施加 2.1V的反向偏置电压。这样的偏置电压允许p型外延层101和n型外延层 103的PN结生成耗尽层并且因而处于施加有电场的状态中。
在这样的情况下，p型分割区107被掩埋在n型外延层103中，使得p 型分割区107的底部表面与n型外延层103接触，而没有延伸穿过n型外 延层103。因此，这导致耗尽层形成在位于p型隔离区108的内侧的PN结 的整个区域上而没有被p型分割区107分开。
而且，因为在p型外延层101表面上提供了p型分割区107，所以在p 型分割区107的p型扩散层104的正下方的分割部分的正下方的n型区 106中也生成耗尽层。这允许在阳极和阴极之间施加的电压产生的电场 延伸到其正下方的位置。因此，由p型外延层101和n型外延层103的界 面构成的光敏区在工作时被二维地分割。
因此，光敏区被电分割成四个区域。而且，p型隔离区108和p型衬 底109作为公共阳极使用。该"公共阳极"是指分割光电二极管的各个阴 极被电隔离而阳极彼此电耦合。在本实施例中，各个光电二极管的阳 极固定接地(GND)。
接下来，参照图2A至2C说明制造本实施例的分割光电二极管的过 程。在由硅衬底构成的p型衬底109上生长p型外延层101，然后在用于 生成p型隔离区108的位置中形成p型掩埋层102。在这样情况下，在用 于生成p型分割区107的位置中没有形成p型掩埋层(图2A)。接下来， 生长n型外延层103。在该情况中，经由热扩散而使p型隔离区108的p型 掩埋层102延伸到n型外延层103的区域(图2B)。接下来，使用例如自 表面的离子注入等来形成p型扩散层104，从而生成p型分割区107和p型 隔离区108 (图2C)。
在这样的制造过程之前和/或之后或者过程中，也可以额外地包含 用于制造包含双极晶体管、电阻器等的集成电路的过程的部分或者全 部。
而且，当形成p型扩散层104时，经常发生n型外延层103的厚度太 薄而使得p型扩散层104到达p型外延层101。在这种情况下，通过适当 地控制离子注入过程中的加速能量，可以使p型分割区107的p型扩散层 104形成为比p型隔离区108的p型扩散层104更浅。这个过程允许制造本 实施例的分割光电二极管。
接下来，将说明通过采用本实施例的构造而可获得有利效果。根
据本实施例的分割光电二极管，将p型分割区的底部表面提供成与n型 外延层103相接触。这允许在操作器件时在p型分割区107和p型外延层 ioi之间形成第一耗尽层，并且也允许第一耗尽层到达第二耗尽层以电 隔离光敏区，所述第二耗尽层形成在由p型外延层101和n型外延层103 的PN结生成的结表面中。
而且，p型分割区107的任何部分都没有延伸穿过n型外延层103到 达p型外延层101。这允许由p型外延层101和n型外延层103之间的PN结 生成的耗尽层延伸到达p型分割区107正下方的位置并到达p型分割区 107正下方位置的周围，从而增大光敏区的尺寸。
而且，在本实施例中，光敏区由四个被p型分割区107电隔离的小 区域构成。另一方面，在光敏区的整个区域上形成耗尽层。更大尺寸 面积的耗尽层允许由光入射而生成的载流子以更高的速度行进。
因此，根据本实施例的分割光电二极管的构造，可以在保持作为 分割光电二极管的功能的同时，实现对分割光电二极管的响应速度的 提高。
图3A和图3B是为了与本实施例比较而示意性图示分割光电二极 管的比较实例的截面图。图3A和图3B示出了传统分割光电二极管的光 敏表面的截面(沿着图7中的线B-B) 。 p型外延层101和p型隔离区108 作为阳极使用，n型扩散层105和n型外延层103作为阴极使用，从而组 成光电二极管。而且，由n型扩散层105和n型外延层103构成的阴极被p 型分割区107分割以形成具有分割区的光电二极管。
如图3A所示，这样的p型分割区107可以由p型扩散层104和p型掩埋 层102构成，或者可以如图3B所示，仅由p型扩散层104构成。
在图4A至图4C中图示制造图3A中所示的比较实例中的分割光电 二极管的过程。在半导体衬底上(未示出)生长p型外延层101，并且 在用于形成p型隔离区108的位置中形成p型掩埋层102。接下来，生长n 型外延层103。在这种情况下，经由热扩散而使p型掩埋层102延伸到n 型外延层103的区域。接下来，在p型隔离区108和p型分割区107中使用 例如自表面的离子注入等过程来形成p型扩散层104，从而生成p型分割 区107和p型隔离区108。
在p型隔离区108中形成比p型掩埋层102的上末端更深的P型扩散 层104。而且，p型掩埋层102与p型扩散层104连成一体。构造P型隔离 区108使得n型外延层103被p型扩散层104和p型掩埋层102隔离。
在这样的光电二极管的工作中，阳极接地并且在阴极上施加大约 2.1V的反向偏置电压。这样的偏置电压允许p型外延层和n型外延层生 成耗尽层并且如此处于施加有电场的状态中，所以产生的载流子可以 以更高的速度迁移。
如图3A和3B所示，在比较实例的光电二极管中，p型分割区107从 其表面延伸穿过p型外延层101。这样，在p型分割区107本身中不存在 任何PN结，并且因此没有产生由于偏置电压而生成的耗尽层，从而没 有生成任何电场。当用光照射p型分割区107时，响应特性劣化的原因 在于，在p型分割区107下的p型外延层101中生成的载流子围绕着p型分 割区107迂回并且然后到达PN结的耗尽层的末端。PN结由n型外延层 103和p型外延层101的界面形成。因此在p型分割区107下生成的光生载 流子需要通过扩散迁移直到到达耗尽层的末端。经由扩散的漂移速度 更慢，从而导致响应特性的劣化。
图5A和5B图示通过使用比较实例的分割光电二极管而获得的响 应频率的结果。图5A是图示光的照射表面的视图。标记'T'代表n型扩散
层105的表面。标记"II"代表p型分割区107的表面。图5B是示出频率响 应的结果的图表。图表的纵坐标代表增益(2dB/dv),横坐标代表频率。
频率响应的测量是在下述条件下进行的反向偏置电压为2.1V;负荷
电阻为50Q;以及光波长为780nm。
将截止频率确定为其中与更低频率的增益相比增益减小了3dB的 频率。如可以从图5B中看到的，当用光照射区域'T'时，截止频率是大 约200MHz，而另一方面，当用光照射由"II"表示的p型分割区107时， 截止频率为大约50MHz。因此，认为在p型分割区107中的响应特性是 劣化的。
在使用波长为780nm的光的压缩磁盘(CD)的系统中所使用的信 号的频率的最大频率是0.72MHz，在双倍读取速度时是1.44MHz，在四 倍读取速度时是2.88MHz。这样用于50倍读取速度的CD系统中使用的 光电二极管所需要的是从低频到36MHz的恒定增益。然而，比较实例 的光电二极管的增益减小了大约2dB。这样当比较实例的光电二极管用 于50倍读取速度的CD系统中，由于增益的这种劣化，不太可能获得正 常的还原信号。
图6A至6C包含用于说明本实施例的分割光电二极管和比较实例 的光电二极管的有利效果的视图。
图6A是本实施例的电势分布的视图。图6B是比较实例的电势分布 的视图。图6 C是示出了电势与离光敏表面的距离的关系的图表。图 表的纵坐标代表电势(V)，横坐标代表离光敏表面的距离(pm)。 分别示出了沿着本实施例的非分割部分的线I提取的截面、沿着本实 施例的分割部分的线H提取的截面、以及沿着比较实施例的分割部分
的线m提取的截面。
如图6B所示，在比较实例的光电二极管的情况中，在P型分割 区107正下方的位置和p型分割区107周围的位置中都没有电势分布。 耗尽层的末端只存在于P型分割区107的两侧而避开p型分割区107。 在P型分割区107的正下方及其周围没有产生耗尽层。在p型外延层 101和n型外延层103之间形成的PN结中产生的耗尽层被p型分割区107 隔离。因此，与n型扩散层105相比，在p型分割区107及其周围中对光 的响应功能劣化了。
在图6c的图表中示出了沿着线m的截面中的电势分布。在m的截
面中，在电势中不存在梯度，并且基本上没有施加电场。在这样没有 施加电场的区域中，载流子可只通过扩散迁移。结果，与在带有耗尽 层的n型外延层103的正下方位置相比，在没有耗尽层的p型分割区107 的正下方位置而产生了光谱降低的问题。
另一方面，可以从图6A中看出，根据本实施例的分割光电二极管 的电势分布的结果，在p型分割区107正下方的位置和其底部表面周 围的位置也施加了电势，使得耗尽层加宽。在p型外延层101和n型 外延层103之间形成的PN结中产生的耗尽层未被p型分割区107隔离， 并且在分割光电二极管内沿着表面方向在其整个区域上延伸。另一方 面，当在比较实例中耗尽层的末端只出现在p型分割区107的两侧时， 本实施例的分割光电二极管呈现为耗尽层的末端延伸至p型分割区107 的正下方的位置。而且，作为光敏区的PN边界是电隔离的，但是不受 p型分割区107干扰的影响，因而与比较实例相比，本实施例中的PN 边界进一步地延伸。
图6c的图表示出了在沿着线n的截面中的电势分布。在沿着线n 的截面中生成了电势梯度，并且因此施加了某个电平或更高的电压以
允许在p型分割区107正下方的位置是带电场施加的。因此，在p型 分割区107正下方的p型外延层101中通过电场产生的载流子(空穴) 能够以更高的速度迁移，并且这导致对于在对p型分割区107的光照 射时分割光电二极曾的光谱减少的防止。
而且，如图6A中所示，n型外延层103被p型分割区107分割。 因为p型分割区107的底部表面与n型外延层103接触，对p型外延 层101和n型外延层103施加反向偏置电压以在分割区正下方的n型 区106中生成耗尽层，该耗尽层然后与由p型外延层101和n型外延 层103之间形成的PN结产生的另一耗尽层耦合。这使得，即使在p型 分割区107中并未提供p型掩埋层102，在使用时，也能够具有分割光 电二极管的功能。因此，可以适当地检测离焦信号和/或循迹误差信号。
如上所述，由p型外延层101和n型外延层103之间的PN结生 成的耗尽层在被p型隔离区108围绕的PN结表面的整个表面上连续地 扩展，而没有在p型分割区107的周围中被隔离。因此，在p型外延 层101中产生的载流子能够在延伸的耗尽层中甚至在p型分割区107 的正下方位置中以漂移的方式行进。而且，与比较实例的光电二极管 的情况相比，用于载流子以扩散的方式迁移以围绕着p型分割区107 迂回的空间被縮小了。这导致更大的光敏区，提供了改进的响应特性， 从而允许分割光电二极管的更高的响应速度。
当参考附图在上面全面地说明本发明的实施例时，提出这些实施 例的目的是仅仅为了说明本发明，并且除了上述说明以外的各种修改 例也是可用的。例如，本实施例的分割光电二极管可以组成光电检测 器。这样的光电探测器能够通过多个隔离的光敏区接收由半导体激光 源发射的分裂光束(split light beam)以及由光盘比如CD、数字视频磁 盘(DVD) 、 CD只读存储器(CD-ROM) 、 DVD-ROM等反射的分裂 光束来检测存储在光盘中的数据。
而且，这样的光电检测器可以用作光学还原单元的元件，例如CD 播放器、DVD播放器等。
在p型半导体衬底的表面中除了分割光电二极管的区域之外的部
分中可以提供例如npn晶体管等的电路元件。这样的电路元件可以经 由p型隔离区108与分割光电二极管隔离。显然，本发明并不限于上述实施例，并且可以在不偏离本发明的 范围和精神的情况下对本发明进行修改和改变。
权利要求
1. 一种分割光电二极管，具有能够接收光的光敏区，所述光敏区被二维分割成多个区域，该分割光电二极管包括第一导电类型的衬底；第一导电类型的第一半导体层，其形成在所述衬底上；第二导电类型的第二半导体层，其形成在所述第一半导体层上；和第一导电类型的分割部分，其设置在所述第二半导体层中，与所述第一半导体层相隔开，以提供所述光敏区的分割，其中，通过施加反向偏置电压使得在所述分割部分和所述第一半导体层之间形成第一耗尽层，以及其中，所述第一耗尽层被构造成到达在所述第二半导体层和所述第一半导体层之间的结表面中形成的第二耗尽层，以使得所述光敏区被电隔离。
2. 如权利要求l所述的分割光电二极管，其中，所述分割部分由 第一扩散层组成，该第一扩散层包含扩散在其中的第一导电类型的杂 质。
3. 如权利要求2所述的分割光电二极管，进一步包括第一导电类 型的分隔单元，其围绕所述的被二维分割的光敏区，其中，所述分隔单元被设置在所述第一半导体层的表面和所述第 二半导体层的表面之上。
4. 如权利要求3所述的分割光电二极管，其中，所述分隔单元和 所述衬底组成公共阳极。
5. 如权利要求3所述的分割光电二极管，进一步包括设置于其中 的多个结构单元，所述结构单元由所述光敏区和围绕所述光敏区的所 述分隔单元组成。
6. 如权利要求4所述的分割光电二极管，进一步包括设置于其中的多个结构单元，所述结构单元由所述光敏区和围绕所述光敏区的所 述分隔单元组成。
7. 如权利要求3至6中的任一项所述的分割光电二极管，其中，所述分隔单元包括第一导电类型的第一扩散层和第一导 电类型的掩埋层，所述第一扩散层被设置在所述第二半导体层中并且 含有扩散在其中的第一导电类型的杂质，所述掩埋层被掩埋在所述第 二半导体层和所述第一半导体层中，以及其中，在所述分隔单元中，所述第一导电类型的第一扩散层耦 合于所述第一导电类型的掩埋层。
8. 如权利要求1至6中的任一项所述的分割光电二极管，其中，在 所述第二半导体层的表面中提供第二导电类型的第二扩散层，该第二 扩散层含有扩散在其中的第二导电类型的杂质。
9. 如权利要求1至6中的任一项所述的分割光电二极管，其中，所述光敏区由多个通过所述分割部分所电隔离的小区域 构成，以及其中，在所述光敏区的整个区域之上形成所述第二耗尽层。
10. 如权利要求1至6中的任一项所述的分割光电二极管，其中 所述分割部分在二维视图中是十字形的，并且所述分割部分提供将所 述光敏区分割成四个部分的二维分割。
全文摘要
在本发明的一个实施例中，所述分割光电二极管包括p型衬底、在p型衬底上形成的p型外延层、在p型外延层上形成的n型外延层，并且在与所述p型外延层分隔的所述n型外延层中提供p型分割区，该p型分割区分割光敏区，并且被构造成通过施加反向偏置电压使位于p型分割区和p型外延层之间的分割部分正下方的n型区中生成的耗尽层(第一耗尽层)被构造成到达n型外延层和p型外延层之间的结表面中所形成的耗尽层(第二耗尽层)使得所述光敏区被电隔离。
文档编号H01L27/144GK101383358SQ20081021275
公开日2009年3月11日 申请日期2008年9月4日 优先权日2007年9月4日
发明者松田克己 申请人:恩益禧电子股份有限公司