专利名称：硅光电二极管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种硅光电ニ极管，尤其是用作光电探测器，即用在遥控电路或者光纤通信中能够探测特定波长的硅光电ニ极管。
背景技术：
光电ニ极管是ー种吸收光信号-光子(Photon)，将其转换成电信号-电流的元件，英文通常称为Photo-Diode (PD)。在光电ニ极管管壳上有一个能射入光线的玻璃透镜，入射光通过透镜正好照射在管芯上.发光二极管管芯是ー个具有光敏特性的PN结，它被封装在管壳内.发光二极管管芯的光敏面是通过扩散エ艺在N型单晶硅上形成的ー层 薄膜.光敏ニ极管的管芯以及管芯上的PN结面积做得较大，而管芯上的电极面积做得较小，PN结的结深比普通半导体ニ极管做得浅，这些结构上的特点都是为了提高光电转换的能力。另外，与普通半导体ニ极管一祥，在硅片上生长了ー层Si02保护层，它把PN结的边缘保护起来，从而提高了管子的稳定性，減少了暗电流。硅光电ニ极管是ー种特殊的电荷存储ニ极管，由于功耗小速度快等优点而被广泛应用。如图I所示，PIN结ニ极管是最常用的一种硅光电ニ极管，因为它由三层，即P型Si层(P层)、高阻硅层(I层)和N型Si层(N层)所组成，因此称为PIN结的硅光电ニ极管，PIN结硅ニ极管的上面的防反射膜采用ニ氧化硅和氮化硅。PIN结ニ极管从紫外到近红外区光谱范围，有响应速度快，低暗电流和高灵敏度的特点。可用在光电探测器和光通信等领域。现有的PIN结硅光电ニ极管的制造方法包含下列步骤选择ー种高电阻率的区熔单晶片I作为初始材料，该材料表现为N型；晶片I正面开出环状区域作为保护环区2，扩散入浓磷；正面采用注入的方法注入P型杂质；淀积一定厚度的氮化硅5和氧化层4 ;溅射ALSI作为电极6并背面腐蚀减薄硅片。该技术方案采用氮化硅和氧化层作为光学膜替代了传统的特殊化合物，而氮化硅和氧化层是现有集成电路エ艺中经常使用的两种物质，这样该器件的制造能十分方便的与现有集成电路エ艺相兼容；同时，采用背面湿法的エ艺取代了正面贴膜减薄，不仅达到了减薄的目的，而且不会破坏器件的正面，保障了器件的可靠性。但是，ニ氧化硅膜的反射率较高，影响了 PIN结硅ニ极管的受光率，进而影响了光电转换效率。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种暗电流小，光电转换效率高的硅光电ニ极管。现实本实用新型的技术方案是硅光电ニ极管，在高电阻率的N型硅片的正面周边设有环状N型Si层(N+层)，在环状N型Si层内设有P型Si层(P+层)，在环状N型Si层和P型Si层之间隔着高阻硅层(I层)，在P型Si层上设有氮化硅膜，P型Si层上有小部分氮化硅膜被光刻、腐蚀掉，形成P型Si层电极区，在电极区表面贴附有金属作为阳扱，在高阻硅层及其与P型Si层和N型Si层接触区表面贴附有金属。[0007]作为本实用新型的进ー步改进，所述氮化硅膜的厚度根据所受光的波长进行选择。作为本实用新型的进ー步改进，所述氮化硅膜的表面设置为凹凸状，以利于对特定波长的光的吸收。作为本实用新型的进ー步改进，所述硅片的背面积淀金属Cr或Au膜，优化硅光电ニ极管芯片的接触性能。本实用新型中，在有源区表面设置氮化硅膜替代现有的氧化硅膜，反射率更低，加大了 P型Si层受光率。在P型Si层裸露区及环状N型Si层和P型Si层之间的接触区，即保护环表面贴附有金属，优选为金属铝，其反射率为190%，减小了暗电流的产生。
图I是本实用新型背景技术的硅光电ニ极管结构示意图3是本实用新型实施例I硅光电ニ极管侧面结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图做进ー步说明。实施例I如图2和图3所示，硅光电ニ极管，在高电阻率的N型硅片的正面设有P型Si层(P+层)1，在P型Si层I的外围间隔一定距离，设有环状N型Si层(N+层)2，P型Si层I的厚度为3400 4400 ，N型Si层2的厚度是3600 4400 。P型Si层I表面设有氮化娃膜3,环状N型Si层2的一部分表面上设有氮化娃膜3,环状N型Si层2的另一部分表面裸露，氮化娃膜3的厚度小于20 。氮化娃膜3的表面设置为凹凸状，以利于对特定波长的光的吸收。P型Si层上有小部分氮化硅膜被光刻、腐蚀掉，形成P型Si层电极区6，在P型Si层电极区6、高阻硅层(I层)10及其与P型Si层I和N型Si层接触区7表面贴附有金属4，接触区7表面的金属铝厚度为I. 9^2. I 。硅片的背面积淀金属Cr或Au膜5，Cr的厚度为450 550 ，Au的厚度为900 1100 。
权利要求1.硅光电ニ极管，其特征是，在高电阻率的N型硅片的正面周边设有环状N型Si层，在环状N型Si层内设有P型Si层，在环状N型Si层和P型Si层之间隔着高阻硅层，在P型Si层上设有氮化硅膜，P型Si层上有小部分氮化硅膜被光刻、腐蚀掉，形成P型Si层电极区，在电极区表面贴附有金属作为阳扱，在高阻硅层及其与P型Si层和N型Si层接触区表面贴附有金属。
2.根据权利要求I所述的硅光电ニ极管，其特征是，所述氮化硅膜的厚度根据所受光的波长进行选择。
3.根据权利要求I所述的硅光电ニ极管，其特征是，所述氮化硅膜的表面设置为凹凸状。
4.根据权利要求I所述的硅光电ニ极管，其特征是，所述硅片的背面积淀金属Cr或Au膜。
5.根据权利要求4所述的硅光电ニ极管，其特征是，所述P型Si层的厚度为3400^4400 ，所述N型Si层的厚度是3600 4400 ，所述P型Si层和N型Si层上氮化硅膜的厚度小于20 ，所述接触区表面的金属铝厚度为I.扩2. I ，所述Cr的厚度为450 550 ，Au的厚度为900 1100 。
专利摘要本实用新型涉及硅光电二极管，目的是提供一种暗电流小、光电转换效率高的硅光电二极管。实现本实用新型目的的技术方案是在高电阻率的N型硅片的正面周边设有环状N型Si层，在环状N型Si层内设有P型Si层，在环状N型Si层和P型Si层之间隔着高阻硅层，在P型Si层上设有氮化硅膜，P型Si层上有小部分氮化硅膜被光刻、腐蚀掉，形成P型Si层电极区，在电极区表面贴附有金属作为阳极，在高阻硅层及其与P型Si层和N型Si层接触区表面贴附有金属。
文档编号H01L31/0224GK202394984SQ201120446880
公开日2012年8月22日 申请日期2011年11月12日 优先权日2011年11月12日
发明者崔峰敏 申请人:傲迪特半导体(南京)有限公司