专利名称：一种提高半导体光电探测器短波响应度的技术的制作方法
技术领域：
本发明属于半导体光电探测器技术领域，涉及一种提高半导体光电探测器短波响应度的技术，在半导体光电探测器前表面的透明绝缘介质掩膜层表面上增加透明导电的薄膜层，并在透明导电的薄膜层上施加电压作为半导体光电探测器工作的辅助电压的方法， 以提高半导体光电探测器短波响应。特别是，该技术能有效地提高硅等半导体蓝绿光电探测器，或蓝紫光电探测器的响应度。
背景技术：
在以N型单晶硅，或N型多晶硅半导体材料为衬底，制造的p-n结(ρ在η上)， p-i-n,APD或CCD硅半导体光电探测器中，存在一个光生载流子的“死层”区域，且短波段的光生载流子多位于这个区域。由于这类型半导体光电探测器中的“死层”区域存在和半导体表面复合的影响，在这个区域和其邻近区域中的大多数光生数载流子复合掉，结果是，半导体光电探测器短波响应很差，限制了半导体光电探测器短波响应度。浅结等，“死层”薄特征的敏蓝紫Si半导体光电探测器，都以降低了“死层”区域的影响，提高Si半导体光电探测器短波响应和短波响应度。但这些技术都不能完全消除“死层”区域的存在，和半导体表面复合对短波段的光生载流子的影响。
发明内容
本技术发明的目的，提供一种提高半导体光电探测器短波响应度的技术，在半导体光电探测器前表面的透明绝缘介质掩膜层表面上增加透明导电的薄膜层，并在透明导电的薄膜层上施加电压作为半导体光电探测器工作的辅助电压，消除半导体光电探测器中的 “死层”区域，和半导体表面复合对短波段的光生载流子的影响，降低光生载流子的有效界面复合速率，提高半导体光电探测器的短波响应度。对于硅半导体蓝绿光电探测器，或蓝紫光电探测器，能有效地提高其响应度。本发明的技术方案如下在半导体(如p-n结，p-i-n，APD或C⑶等)光电探测器前表面的透明绝缘介质掩膜层表面上增加透明导电的薄膜层，在透明导电的薄膜层上，施加电压作为光电探测器工作的辅助电压。增加的透明导电薄膜层可以是单透明导电薄膜层或多透明导电薄膜层结构，与半导体光电探测器的输出电极隔离，覆盖半导体光电探测器的整个前表面。透明导电的薄膜层(TC)与探测器前表面的掩膜层(0)和掩膜层下面的半导体( 构成TCOS结构的新半导体光电探测器结构。半导体光电探测器前表面的透明绝缘介质掩模掩膜层可以是单层，或多层，与其下面的半导体材料的交界面可以是光学平面，或非光学平面。增加透明导电的薄膜层和透明绝缘介质掩模掩膜层的厚度(或他们中的各层厚度)要调节满足抗短波段光反射的干涉相消条件。对用N型半导体衬底制造的p-n结(P在η上)(或p_i-n，或APD等光电探测器) 光电探测器，在光电探测器前表面的透明绝缘介质掩膜层上增加透明导电的薄膜层，在其透明的导电薄膜层上施加负电压，增大施加的负电压到一定值，与透明绝缘介质掩膜层交界的P型半导体的表面能带向上弯曲，表面能带中的导带会远离禁带中央附近的界面缺陷能级，即表面能带中的导带远离禁带中的复合中心；P型半导体的表面空间电荷区由耗尽状态(或反型状态)转变到堆积状态；在表面电场的驱动下，光生少数载流子(电子)离开半导体表面附近，向p-n结区域移动。这都有助于光生少数载流子的有效界面复合速率迅速降低，和光生数载流子的“死层”区域消失。并对短波段光产生的光生少数载流子特别有利。大部分的这些短波段光生少数载流子会被收集成为光生电流，光电探测器短波(或蓝绿)响应度得以提高。对用P型半导体衬底制造的p-n结(η在ρ上)光电探测器，同样在光电探测器的透明绝缘介质掩膜层上面，增加透明导电的薄膜层，在透明的导电薄膜层上施加正电压作为辅助电压。该技术不仅可以用到提高Si半导体光电探测的器短波蓝紫光电探测器的响应度，还可以用到其他半导体材料的光电探测器，提高其相应的短波响应度。
图1.是提高半导体光电探测器短波响应度技术的示意图。图2.是提高半导体光电探测器短波响应度技术的实施方式示意图。
具体实施例方式下面结合附图2，Si半导体材料的p-n结(ρ在η上)光电探测器示意图，具体说明本发明的实施方式。实施例仅用于示例本发明，而不应该解释为限制本发明的范围和实质。如图2:实施方案11和15是Si半导体材料的p-n结光电探测的输出电极，12是致密和无针孔的SiA透明绝缘介质掩膜层，13和14是Si半导体的P-n结。S^2透明绝缘介质掩模掩膜层与其下面的半导体材料的交界面是光学平面。在S^2透明绝缘介质掩模掩膜层 12上，沉积氧化铟锡(ITO)透明导电的薄膜层21，和透明导电的薄膜层的接触电极22。该透明导电的薄膜层21与半导体光电探测器的输出电极11和15隔离。该透明导电的薄膜层21 (TC)与SW2透明绝缘介质掩膜层(0)和SW2层下面的半导体材料(S)构成TCOS结构，该透明导电的薄膜层21和S^2透明绝缘介质掩膜层12的厚度要调节，满足抗短波段光的干涉相消的条件。在透明的导电薄膜层的接触电极22上接入负电压，将接入的负电压增大到，半导体光电探测器输出的短路光生电流最大，即这时在接触电极22上接入的负电压值为半导体光电探测器工作的辅助电压值。能有效地提高硅半导体蓝绿光电探测器，或蓝紫光电探测器的响应度。
权利要求
1.一种提高半导体光电探测器短波响应度的技术，其特征是，在半导体光电探测器前表面的透明绝缘介质层表面上增加透明的导电薄膜层，并在透明的导电薄膜层上施加半导体光电探测器工作的辅助电压。
2.一种提高半导体光电探测器短波响应度的技术，其特征是，在半导体光电探测器前表面的透明绝缘介质层表面上，增加透明的导电薄膜层可以是单层的增加透明的导电薄膜层，也可以是多透明的导电薄膜层结构的透明的导电薄膜层。
3.根据权利要求1所述的一种提高半导体光电探测器短波响应度的技术，其特征是， 半导体光电探测器是用半导体材料制造的光电探测器，光电探测器前表面的透明绝缘介质掩膜层是单层，或者多层结构的钝化掩膜层。
4.根据权利要求3所述的一种提高半导体光电探测器短波响应度的技术，其特征是， 半导体光电探测器前表面的透明绝缘介质掩膜层与其下面半导体的交界面是光学平面，或者非光平面。
5.根据权利要求1所述的一种提高半导体光电探测器短波响应度的技术，其特征是， 增加的透明导电薄膜层和其接触电极与半导体光电探测器的电极隔离。
6.根据权利要求1所述的一种提高半导体光电探测器短波响应度的技术，其特征是， 透明的导电薄膜层与半导体光电探测器前表面的透明绝缘介质掩膜层的交界面是光学平面，或者非光平面。
7.根据权利要求1和3所述的一种提高半导体光电探测器短波响应度的技术，半导体光电探测器前表面的透明绝缘介质掩膜层上增加的透明导电薄膜层的厚度和半导体光电探测器前表面的透明绝缘介质掩膜层的厚度要调节，满足抗短波段光反射的干涉相消条件。
8.根据权利要求1和3所述的一种提高半导体光电探测器短波响应度的技术，其特征是，半导体光电探测器前表面的透明绝缘介质掩膜层下层的半导体是P型半导体时，在增加的透明导电薄膜层上施加负的辅助电压。
9.根据权利要求1和3所述的一种提高半导体光电探测器短波响应度的技术，其特征是，半导体光电探测器前表面的透明绝缘介质层下层的半导体是η型半导体时，在增加的透明导电薄膜层上施加正的辅助电压。
全文摘要
本发明属于半导体光电探测器技术领域，涉及一种提高半导体光电探测器短波响应度的技术，在半导体光电探测器前表面的透明绝缘介质掩膜层表面上增加透明导电的薄膜层，透明导电的薄膜层(TC)与探测器前表面的掩膜层(O)和掩膜层下面的半导体(S)构成TCOS结构的新光电探测器结构；并在透明导电的薄膜层上施加电压作为半导体光电探测器工作的辅助电压，以改变半导体表面电势，表面能带和表面空间电荷区，降低半导体表面附近光生少数载流子的有效表面复合速率，和消除“死层”区域，使大多数的短波光生少数载流子被收集成光生电流，提高了半导体光电探测器短波响应。特别是，该技术能有效地提高硅半导体蓝绿光电探测器，或蓝紫光电探测器的短波响应度。
文档编号H01L31/18GK102376816SQ20101024979
公开日2012年3月14日 申请日期2010年8月5日 优先权日2010年8月5日
发明者石郧熙 申请人:石郧熙