背面照射雪崩光电二极管及其制造方法与流程

背面照射雪崩光电二极管及其制造方法
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2021年2月24日提交的韩国专利申请no.10-2021-0024755的优先权，其全部内容通过引用结合于此。
技术领域
3.本发明涉及背面照射雪崩光电二极管，更具体地，涉及背面照射雪崩光电二极管的顶部电极及其制造方法。


背景技术：

4.光电二极管是光通信系统中将光信号转换为电信号的光接收器的基本部件。有线和无线网络中不断增加的通信量(traffic)对增加光通信系统的传输容量产生了巨大的需求。近来，工作速度为25千兆波特/秒(gbd/秒)的用于光接收器的光电二极管已商业化，以满足光通信系统的传输容量的增加，并且光电二极管的工作速度预期将以4至5年的间隔依次增加50gbd/秒和100gbd/秒。原则上，pin光电二极管的光电转换效率或量子效率被限制为100％。相比之下，具有电荷载流子倍增层的雪崩光电二极管可以通过碰撞电离使光生电荷载流子的数量倍增，并因此可以实现超过100％的光电转换效率。这种雪崩光电二极管被用于长度超过10公里的长距离光通信，需要高接收器灵敏度。
5.为了提高光电二极管的工作速度和带宽，必须同时减少rc时间常数和载流子传输时间，这要求减小光电二极管在pn结的横向和竖直方向上的物理尺寸。特别地，根据竖直缩放减小光电二极管的光吸收层厚度导致光吸收效率降低，这是光电二极管的最重要特征。
6.开发了一种背面照射光电二极管，以提高传统顶部照射光电二极管的光吸收效率，传统顶部照射光电二极管具有薄吸收层厚度，其不足以完全吸收入射光。在现有技术中，布置在背面照射雪崩光电二极管的顶侧上的顶部电极既用作到最顶层半导体层的欧姆接触，又用作反射装置，用以将在入射路径中穿过薄光吸收层的光传送回光吸收层以进行二次吸收。在传统背面照射光电二极管中，顶部电极通常通过其平行外延层结构将入射光的透射光未被吸收部分反射到吸收层。另一方面，为了光电二极管的高速操作，通过横向尺寸缩小而减小顶部电极面积，导致顶部电极的接触电阻增大。接触电阻的增加导致光电二极管的串联电阻增加，并最终降低光电二极管的rc带宽。此外，在具有低于高反射率电介质镜的反射率的金属膜被用于顶部电极时，透射光的反射效率会降低。


技术实现要素：

7.根据本发明的一个方面的背面照射雪崩光电二极管提供了一种波纹状顶部电极结构，其增加了顶部电极的有效表面积并降低了顶部电极的欧姆接触电阻。根据本发明的另一方面的背面照射雪崩光电二极管提供了一种波纹状顶部电极结构，其将透射光倾斜地反射回光吸收层，因此可增加透射光的传播路径长度和二次吸收效率。
8.本发明的目的是提供一种能够提高背面照射雪崩光电二极管的吸收效率并降低
其接触电阻的顶部电极结构及其制造方法。
9.本发明不限于上述目的。从下面的描述中，对于本领域的普通技术人员来说，可以明显地得出另一目标和有利效果。
10.根据本发明的方面，提供了一种背面照射雪崩光电二极管，包括：
11.半导体衬底；
12.半导体结构，包括第一半导体层，堆叠在所述半导体衬底的前表面并包括第一导电类型底部电接触层、光吸收层和倍增层；以及第二半导体层，堆叠在所述第一半导体层上并包括顺序堆叠在所述第一半导体层上的蚀刻停止层和第二导电类型顶部电接触层；彼此平行的多个v形槽，通过蚀刻所述第二导电类型顶部电接触层而形成；以及波纹顶部电极，形成在所述第二导电类型顶部电接触层上。
13.根据本发明的方面，提供了一种制造背面照射雪崩光电二极管的方法，所述方法包括以下步骤：
14.在半导体衬底的前表面上生长半导体结构，所述半导体结构包括，
15.第一半导体层，包括第一导电类型底部电接触层、光吸收层和倍增层，以及
16.第二半导体层，堆叠在所述第一半导体层上并包括蚀刻停止层和堆叠在蚀刻停止层上的第二导电类型顶部电接触层；
17.在所述半导体结构的上表面上沉积蚀刻掩模材料；
18.通过光刻和蚀刻掩模材料去除工艺，在所述蚀刻掩模上形成彼此平行的多个v形槽蚀刻图案，其中，所述v形槽蚀刻图案的长轴对准所述半导体衬底的和晶向；
19.通过在各向异性蚀刻溶液中蚀刻所述第二导电类型顶部电接触层来形成多个v形槽；以及
20.通过在所述顶部电接触层上沉积多层金属膜，形成反射顶部电极。
21.根据本发明的实施例，在具有不足以吸收大部分入射光的薄光吸收层的背面照射雪崩光电二极管中，在第二导电类型顶部电接触层中形成多个v形槽，其中，相比于平坦的顶部电接触层，所述顶部电极和所述顶部电接触层之间的接触面积增大，因此所述顶部电接触层和所述顶部电极之间的欧姆接触电阻减小。
22.根据本发明的实施例，提供了一种波纹状顶部电极结构，其既用作对顶部电接触层的欧姆接触，又用作对透射光的光反射装置，其中，所述波纹顶部电极结构以至少大于零度的倾斜角将透射光反射回吸收层，使得相比于平坦的顶部电极结构，反射光的传播路径长度和吸收效率可以增加。
23.随着光电二极管的物理尺寸减小以满足提高光电二极管的工作速度的需求，上述有利效果变得更加有效。
24.本发明的各种有利效果不限于上述效果，并且通过对本发明的具体实施例的描述将更容易理解。
附图说明
25.图1是根据本发明第一实施例的背面照射雪崩光电二极管的横截面的示意图；
26.图2是示出根据第一实施例的背面照射雪崩光电二极管中入射光、透射光和反射光的传播路径的视图；
27.图3是示出根据本发明第一实施例的制造背面照射雪崩光电二极管的方法的流程图；
28.图4a至图4f是示出制造背面照射雪崩光电二极管的方法中的步骤的视图；
29.图5是示出形成v形槽蚀刻图案的方法的视图；
30.图6是根据本发明第一实施例的背面照射雪崩光电二极管的透视图；以及
31.图7是示出根据本发明第二实施例的背面照射雪崩光电二极管的视图。
具体实施方式
32.下面，将参考附图详细描述本发明的优选实施例。
33.然而，本发明的技术思想不限于下面描述的实施例，并且可以以各种不同的形式体现。如果一个或多个组成元素的组合或替换属于本发明的技术思想的范围，则可以在实施例中选择性地组合或替换所述一个或多个组成元素。
34.此外，除非另有明确定义，否则本发明实施例的术语(包括技术和科学术语)的含义应以本发明所属领域的普通技术人员通常可以理解的方式进行解释。与词典中定义的术语一样，常用术语的含义应根据相关技术中定义的上下文含义进行解释。
35.此外，本发明实施例的术语被用于描述本发明的实施例，并不意在对本发明施加任何限制。
36.在本说明书中，除非在短语或句子中另有明确提及，否则不定冠词“一”和“一个”显然可以是单数或复数。表达“a、b和c中的至少一个(或一个或多个)”可解释为包括a、b和c中的任一个或多个。
37.此外，术语第一、第二、a、b、(a)、(b)等可被用于描述根据本发明实施例的组成元素。
38.这些术语仅用于区分一个组成元素与另一个组成元素，并不对这些组成元素的特征、顺序或序列等施加任何限制。
39.此外，当一个组成元素形成或布置在另一个组成元素“上”时，这意味着两个组成元素相互接触。当一个组成元素形成或排列在另一个组成元素“上方(之上)”或“下方(之下)”时，这意味着一个或多个其他组成元素可形成或排列在两个组成元素之间。此外，表达“上方(之上)”或“下方(之下)”可解释为指示图纸上的向上方向或向下方向，这取决于绘制一个组成元素的参考方向。
40.一种背面照射雪崩光电二极管，包括：
41.半导体衬底；
42.半导体结构，生长在所述半导体衬底上，包括：第一半导体层，堆叠在所述半导体衬底的前表面上并且包括第一导电类型底部电接触层、光吸收层和倍增层，以及第二半导体层，堆叠在所述第一半导体层的顶部并且包括蚀刻停止层和堆叠在所述蚀刻停止层顶部上的第二导电类型顶部电接触层；相互平行的多个v形槽，通过蚀刻所述第二导电类型顶部电接触层形成；以及形成在所述第二导电类型顶部电接触层的表面上的波纹状顶部电极。与平坦顶部电极结构相比，所提出的用于背面照射雪崩光电二极管的波纹状顶部电极结构可提高透射光的吸收效率并可降低欧姆接触电阻。
43.图1是示出根据本发明第一实施例的背面照射雪崩光电二极管的结构的透视截面
图。
44.参考图1，根据本发明第一实施例的背面照射雪崩光电二极管包括但不限于半导体衬底100、半导体结构200、底部电极310和顶部电极320。
45.半导体衬底100可由单晶半导体材料制成，其中，所述半导体材料可选自由si、ge、inp、gaas、inas、gap、insb、gan、cds、gasb和hgcdte构成的组。
46.半导体衬底100可以是具有至少低于5
×
10
15
/cm3的杂质浓度的半绝缘衬底。半导体衬底100可以具有大于入射光的光子能量的带隙能量。可在半导体衬底100的背面上形成可减少入射光的反射的防反射层110。防反射层110可由至少一个电介质层组成。具体而言，防反射层110可以是氧化硅或氮化硅。
47.半导体结构200，其中发生光吸收和光电流产生，可包括顺序堆叠在半导体衬底100上的第一半导体层200a和第二半导体层200b。第一半导体层200a包括第一导电类型底部电接触层210、光吸收层220和倍增层230。第二半导体层200b包括蚀刻停止层240和第二导电类型顶部电接触层250。
48.本发明中示例的半导体结构200被配置为仅包括用于描述本发明实施例所需的半导体层的最少组件。还可以包括用于雪崩光电二极管的多个半导体层。除此之外，半导体结构200还可包括金属膜和表面保护层。多个半导体层可包括诸如缓冲层、场控制层和带隙分级层等。多个半导体层可以在原子组成、掺杂剂类型和带隙能量方面彼此不同。
49.此外，通过对半导体结构200添加或移除半导体层，可将半导体结构200替换为各种类型的光电二极管之一，例如pin-pd、单程载流子(utc)pd和经修改的utc-pd。
50.第一导电类型底部电接触层210可以是n型半导体，第二导电类型顶部电接触层250可以是p型半导体。或者，第一导电类型底部电接触层210可以是p型半导体，第二导电类型顶部电接触层250可以是n型半导体。
51.光吸收层220吸收入射光并产生电子和空穴对。光吸收层220可由未掺杂或掺杂半导体组成，例如ingaas、ge、sige或inas，其具有等于或小于入射光的光子能量的带隙能量。或者，光吸收层220可以由未掺杂半导体和p型半导体的组合组成。
52.为了吸收大部分入射光，光吸收层220的厚度应大于由光吸收材料的吸收系数确定的阈值厚度。然而，为了满足提高光电二极管的工作速度所需的物理尺寸减小，光吸收层的厚度持续减小至小于阈值厚度，从而高速光电二极管的光吸收效率持续降低。
53.在雪崩光电二极管中，倍增层230通过由该倍增层中的强电场诱导的碰撞电离而将光吸收层220中产生的电子和空穴的数量倍增。倍增层230可以由半导体材料组成，例如inp、inalas和si，其具有大于入射光的光子能量的带隙能量。
54.倍增层230被描述为布置在光吸收层220的顶部，但与此相反，倍增层230可位于光吸收层220的下方。此外，在光吸收层220和倍增层230之间还可以包括构成常规雪崩光电二极管所必需的各种半导体层，例如场控制层和带隙分级层。
55.在顶部电接触层250的中心部分上形成多个v形槽。更具体地，v形槽是以彼此平行的方式形成的，并且基本上覆盖顶部电接触层250的大部分表面。
56.底部电极310布置在底部电接触层210的外围部分上，处于距离光吸收层220的预定距离处。顶部电极320形成为覆盖顶部电接触层250的大部分表面。
57.底部电接触层210和顶部电接触层250具有相反的导电类型，两者均重掺杂有至少
高于5
×
10
17
/cm3的杂质浓度。更具体地，底部电接触层210和顶部电接触层250具有大于入射光的光子能量的带隙能量，从而防止对入射光的吸收。
58.顶部电极320与顶部电接触层250进行欧姆接触，同时将透射光，即穿过吸收层的部分入射光，反射回光吸收层220以进行二次吸收。
59.此外，半导体结构200的侧面可涂覆有保护材料，例如用于降低漏电流的电介质膜或聚合物。
60.图2示出了根据第一实施例的背面照射雪崩光电二极管中的入射光、透射光和反射光的传播路径。
61.参考图2，l0表示从半导体衬底100的背面传播到半导体结构200的入射光。l1表示入射光l0的在光吸收层220中完全吸收的部分。l2表示透射光，即入射光l0的在其入射路径中透射过光吸收层220而未被吸收的部分。l3表示反射光，即l2的在反射界面260处被反射的部分，反射界面260相对于衬底的表面具有倾斜角α270、并位于顶部电接触层250和顶部电极320之间，反射光以斜入射角反射回光吸收层220。其中，反射光l3相对于基本上平行于衬底表面的底层法线的入射角至少大于零度，因为反射界面260根据反射定律具有大于零度的倾斜角。因此，通过光吸收层220的反射光l3的传播路径长度增加而大于吸收层的厚度，从而反射光的光吸收效率增加而大于法线入射(normal incidence)的光吸收效率。在某些情况下，由于底层的多个界面(例，如顶部电接触层250、蚀刻停止层240、倍增层230和光吸收层220)处的折射效应，l3的传播方向可在底层中变化，但在此忽略。
62.图3是示出根据本发明的制造背面照射雪崩光电二极管的步骤的流程图。
63.图4a至图4f是示出制造背面照射雪崩光电二极管的方法的横截面图。下文详细描述仅与制造顶部电极320相关的处理步骤。跳过与雪崩光电二极管的其它元件相关的工艺的描述，例如底部电极形成、表面钝化膜沉积、背面透镜形成和抗反射膜形成，其为在形成部顶部电极320之前或之后制造传统雪崩光电二极管所必需的。
64.参考图3以及图4a至图4f，根据本发明，提供了一种半导体衬底100。接下来，通过分子束外延(mbe)或金属有机化学气相沉积(mocvd)技术在半导体衬底100上顺序生长包括第一半导体层200a和第二半导体层200b的半导体结构(s301)。其中，第一半导体层200a可包括第一导电类型底部电接触层210、堆叠在第一导电类型底部电接触层210的顶部上的光吸收层220以及堆叠在光吸收层220的顶部上的倍增层230。其中，第二半导体层200b可包括顺序堆叠在第一半导体层200a上的蚀刻停止层240和第二导电类型顶部电接触层250。
65.接下来，参考图4b和s302，在顶部电接触层250上沉积蚀刻掩模400。在此，氧化硅、氮化硅或其组合可被用于蚀刻掩模400。蚀刻掩模400可通过使用各种薄膜沉积方法(例如，pecvd和lpcvd)来沉积。
66.接下来，参考图4c和s303，通过光刻和蚀刻掩模的干或湿蚀刻选择性地去除蚀刻掩模400，从而形成具有基本上彼此平行的长窄通道的蚀刻窗口420。
67.接下来，参考图4d和s304，通过蚀刻窗口420在水性蚀刻溶液中化学蚀刻顶部电接触层250。在此步骤中，优选各向异性湿化学蚀刻，因为其可提供具有由半导体晶面限定的平面镜状侧壁的v形槽。例如，图4d示出了在顶部电接触层上形成的v形槽，其侧壁由610和(211)a 620晶面组成。更具体地，通过适当地设计v形槽之间的间隙，可以移除第二电接触层的顶侧上的平顶区域，于是顶部电接触层250的两个相邻侧壁具有带有顶
点的三棱柱形状。
68.图4e示出了相对于衬底表面具有倾斜角α270和棱镜的顶角θ280的v形槽。下文将详细描述在(100)inp晶片中形成具有由(211)a 610和610晶面组成的两个侧壁的v形槽的方法。
69.在v形槽蚀刻工艺(s304)中，当v形槽的底部到达顶部电接触层250的底部时，蚀刻停止层240防止底层的倍增层230受到蚀刻溶液攻击。为此，蚀刻停止层240可以由在蚀刻溶液中具有非常慢的蚀刻速率的半导体材料形成。例如，hcl+h3po4+h2o溶液蚀刻inp非常快，但可不蚀刻ingaas。因此，当顶部电接触层250由inp形成时，蚀刻停止层240可以优选为ingaas。在干蚀刻被用于v形槽形成的情况下，当顶部电接触层250的一部分被保留时，可以停止蚀刻。随后，其剩余部分可通过湿化学蚀刻选择性地去除。
70.接下来，移除保留在顶部电接触层250上的蚀刻掩模400(s305)。
71.接下来，参考图4f和s306，通过在顶部电接触层250上沉积多层金属膜来形成顶部电极320。顶部电极320可由与顶部电接触层250进行欧姆接触的金属膜组成。例如，顶部电极320可以是从ti/pt/au、cr/pt/au、auge/ni/au、ag/ge/au等中选择的一种多层金属膜。在步骤s306中，多层金属膜也可以沉积在蚀刻停止层240上，但是必须限制在光吸收层220的区域内。蚀刻停止层240可以由能够与顶部电极320进行欧姆接触的半导体材料形成。例如，蚀刻停止层240可以是重掺杂有至少高于5
×
10
17
/cm3的p型或n型掺杂剂的半导体材料。为了防止吸收入射光，优选具有大于入射光的光子能量的带隙能量的半导体材料用于蚀刻停止层240。在较低带隙材料被用于蚀刻停止层240的情况下，蚀刻停止层240的厚度可以小于几十纳米，使得最小化入射光的吸收。可在形成顶部电极320之前或之后执行制造台面型光电二极管所需的其他处理步骤。例如，如图2所示的底部电极310可以在顶部电极320形成之前或之后形成。此外，可以在蚀刻顶部电接触层250之后同时形成顶部电极320和底部电极310。底部电极310可以以开口条(open strip)形式布置在底部电接触层210的外围区域上。例如，底部电极310形成在底部电接触层210的边缘部分上。更具体地，底部电极310可具有基本上围绕光吸收层220的开口条形式，其布置在与光吸收层220的预定距离处。
72.在半导体衬底的正面上的工艺完成后，可在半导体衬底的背面上形成抗反射层110。根据本发明，可以在衬底的背面上形成背面透镜。
73.在根据第一实施例的背面照射雪崩光电二极管中，布置在光吸收层220上的顶部电极320与顶部电接触层进行欧姆接触，并且还为透射光提供反射装置。
74.随着光电二极管的顶部电极的面积减小以满足更高的工作速度要求，顶部电极的欧姆接触电阻(串联电阻中最重要的组成部分)增加，这限制了光电二极管的rc带宽。此外，与高反射率电介质镜相比，用于欧姆接触的大多数金属膜具有较低的反射率，因此顶部电极的反射效率较低。
75.在根据本发明实施例的背面照射雪崩光电二极管中，通过提供具有波纹状半导体-金属界面的顶部电极结构，增加了顶部电极的有效表面积，使得半导体和顶部电极之间的欧姆接触电阻可以减小，并且反射光相对于进入光吸收层220的底层半导体层的法线的入射角增加，使得通过光吸收层220的反射光的传播路径长度和透射光的再利用效率可以增加。
76.为了使欧姆接触的表面积最大化，图2和图4e中的反射界面260的角α270需要接近
90度。然而，反射界面260需要具有至少小于45度的倾斜角，以便将反射光直接返回到底层吸收层220和衬底100。因此，满足上述两个条件并且为了最大化吸收增强效果，反射界面260需要相对于衬底100的表面具有接近45度的倾斜角α270。
77.具有立方晶体结构的单晶半导体，例如硅或磷化铟，具有晶体取向相关的蚀刻特性，其中，蚀刻速率取决于晶面或晶向显著变化。例如，当在取向相关的蚀刻溶液中持续足够长的时间蚀刻具有任意形状的蚀刻图案(窗口)时，形成由具有最低蚀刻速率的侧壁包围的矩形图案。在si的情况下，{111}晶面群具有最低蚀刻速率。在inp的情况下，取决于蚀刻溶液，{111}或{211}晶面组具有最低蚀刻速率。具有立方晶体结构的(100)半导体晶片的{111}晶面相对于(100)表面倾斜54.7度，并且其{211}晶面相对于(100)表面倾斜35度。因此，由具有立方晶体结构的(100)半导体晶片的{211}晶面群限定的v形槽是作为本发明目的的反射面的良好候选。更具体地，在(100)取向inp晶片中，(211)a和a晶面可被用作可将透射光反射回衬底的反射面。其中，(211)a和a晶面具有110度的内角。上述角度α和θ是由晶体确定的角度，但在实际情况下，所述角度可在
±
5度的范围内变化，因此倾斜角α可在30～40度的范围内，内角θ可在100-120度的范围内。具有35度倾斜角的v形槽表面结构可具有比平面表面大22％的表面积。当(100)inp晶片被用于衬底时，可通过使用各向异性或取向相关湿法蚀刻技术形成由(211)a和a晶面限定的v形槽组成的波纹状表面结构。例如，由(211)a和a晶面组成的侧壁限定的v形槽可以通过使用含hcl的蚀刻溶液形成。
78.图5是示出根据本发明第一实施例的在顶部电接触层250上形成彼此平行的v形槽的方法的视图。
79.参考图5，通常，(100)inp晶片有彼此正交的主平面510和次平面520，其中，次平面520相对于主平面100顺时针旋转90度。更具体地，以垂直于和[011]晶向且平行于和晶向的方式切割主平面510。v形槽蚀刻图案530以其长轴对准以与晶片的主平面510平行的方式在顶部电接触层250上图案化。因此，反射面以与和晶向平行的方式对准。在这种情况下，v形槽蚀刻图案530的激发轴与晶向平行。
[0080]
图4e是示出以与上述相同的方式在蚀刻停止层240上形成的顶部电接触层250的透视图。顶部电接触层250的底部可与蚀刻停止层240进行接触，并且顶部电接触层250的表面可具有三棱柱形状，其具有约100～120度的顶角θ280，由晶面610和(211)晶面620组成。在这种情况下，两个反射面610和620相对于平行于衬底表面的延长线形成的角度270约为30～40度。
[0081]
在这种情况下，当暴露了顶部电接触层250的下表面时，蚀刻停止层240用于防止位于顶部电接触层250下方的第一半导体层200a被连续蚀刻。为了实现该目的，蚀刻停止层240可由在顶部电接触层250的蚀刻溶液中具有极低蚀刻速率的半导体材料形成。例如，当顶部电接触层250由inp制成且蚀刻停止层240由ingaas制成时，可在hcl+h3po4+h2o溶液中蚀刻顶部电接触层250，而蚀刻停止层240可不被蚀刻。
[0082]
图6是示出根据本发明第一实施例的背面照射雪崩光电二极管的透视图的视图，其中，省略对其制造方法的详细描述。
[0083]
参考图6，展示了根据第一实施例的具有台面型有源区700的背面照射雪崩光电二极管。更详细地，在有源区700的外围区域中形成的底部电接触层210和底部电极310构成第二台面720，并且第一台面710布置在第二台面720的中心部分上。有源区700可配置为包括光吸收层220、倍增层230、蚀刻停止层240和顶部电接触层250。根据本发明，有源区700不限于台面型，而是可以应用平面型半导体结构。
[0084]
此外，第一台面710的元件不限于光吸收层220、倍增层230、蚀刻停止层240和顶部电接触层250。根据一些实施例，诸如场控制层和带隙分级层等多个半导体层可在必要时进一步包括在第一台面710中。根据一些其他实施例，可以从第一台面710省去倍增层230。根据一些其它实施例，光吸收层220和倍增层230可按相反顺序堆叠。根据一些其他实施例，可在光吸收层220下或倍增层230上形成多个不同的半导体层。可包括在有源区700中的多个半导体层可在原子组成、掺杂剂类型、掺杂浓度和带隙能量中的至少一个方面彼此不同。
[0085]
第二台面720不限于上述第一导电类型底部电接触层210和底部电极310，根据一些其他实施例，诸如缓冲层、电场控制层和带隙分级层等多个半导体层可在必要时形成在底部电接触层210的顶部和底部，所述多个半导体层在原子组成、掺杂剂类型、掺杂浓度和带隙能量中的至少一个方面彼此不同。
[0086]
图7是示出根据本发明第二实施例的背面照射雪崩光电二极管的视图。
[0087]
参考图7，除了半导体衬底100、半导体结构200、底部电极310和顶部电极320，根据第二实施例的背面照射雪崩光电二极管可被配置为还包括通过蚀刻半导体衬底100的背面形成的背面透镜120和涂覆在透镜120表面上的用于防止入射光反射的抗反射层110。
[0088]
根据第二实施例的背面照射雪崩光电二极管除了根据第一实施例的背面照射雪崩光电二极管的组成元件之外，还包括透镜120，因此，省略除了透镜120之外的组成元件的描述。
[0089]
透镜120聚焦入射到光吸收层220中的发散或准直光。透镜120可以通过湿蚀刻或干蚀刻方法形成。
[0090]
根据第二实施例，透镜120形成在半导体衬底100的背面上。因此，当雪崩光电二极管被动地对准光纤或光波导时，透镜120可以在平行于衬底表面的方向上提高光接收效率和失配容差。
[0091]
本发明的优选实施例如上所述，但对于本领域的普通技术人员来说，显而易见的是，在随附权利要求中限定的本发明的思想和范围内，可以对实施例进行各种修改或改变。
[0092]
[附图标记的说明]
[0093]
100：半导体衬底
[0094]
110：抗反射层
[0095]
120：透镜
[0096]
200：半导体结构
[0097]
210：第一导电类型底部电接触层
[0098]
220：光吸收层
[0099]
230：倍增层
[0100]
240：蚀刻停止层
[0101]
250：第二导电类型顶部电接触层
[0102]
260：反射界面
[0103]
270：反射界面相对于衬底表面的倾斜角
[0104]
280：棱镜的顶角
[0105]
310：底部电极
[0106]
320：顶部电极
[0107]
400：半导体结构
[0108]
410：蚀刻掩模
[0109]
420：v形槽蚀刻窗口
[0110]
500：(100)inp晶片
[0111]
510：主平面
[0112]
520：次平面
[0113]
530：v形槽蚀刻图案
[0114]
610：inp的a晶面
[0115]
620：inp的(211)a晶面
[0116]
700：有源区
[0117]
710：第一台面
[0118]
720：第二台面