光电转换器件、感测装置及其制造方法与流程

本申请涉及半导体，具体涉及一种光电转换器件、感测装置及其制造方法。

背景技术：

1、近年来，随着3d建模、人脸识别、自动驾驶、即时定位和地图构建(simultaneouslocalization and mapping，slam)等领域的快速发展，感测装置在这些领域的应用越来越广泛，常见的感测装置包括接近传感器、飞行时间(time of flight，tof)装置等。以tof装置为例，tof装置可以通过测量光脉冲在空间中的飞行时间来计算物体的距离，由于具有感测距离长、测量范围大等优点，tof装置被广泛应用于消费电子、无人驾驶、增强现实(augmented reality，ar)、虚拟现实(virtual reality，vr)等领域。

2、然而，现有的感测装置的感测精度较低，无法满足更高精度场景的需求。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请实施例致力于提供一种光电转换器件、装置及其制造方法，以解决现有技术中的问题。

2、第一方面，提供了一种光电转换器件，包括：

3、半导体基材，具有p型掺杂区和n型掺杂区，所述p型掺杂区和所述n型掺杂区接触形成的pn结在外部电场或外部偏置电压作用下能够发生雪崩倍增效应；

4、阻挡结构，用于阻挡所述光电转换器件中因雪崩倍增效应产生的光子从所述光电转换器件的半导体表面向外逃逸至周边的其他光电转换器件。

5、第二方面，提供了一种感测装置，包括如第一方面任一实现方式所述的光电转换器件，所述光电感测装置通过感测所述光电转换器件接收光信号对应产生的电信号来获取相关信息。

6、第三方面，提供了一种电子设备，包括如第二方面所述的光电感测装置，所述电子设备用于根据所述光电感测装置感测到电信号获取的相关信息来执行相应的功能。

7、第四方面，提供了一种光电转换器件的制造方法，包括：提供一半导体基材；在所述半导体基材上形成p型掺杂区和n型掺杂区，所述p型掺杂区和所述n型掺杂区接触形成的pn结在外部电场或外部偏置电压作用下能够发生雪崩倍增效应；设置阻挡结构，所述阻挡结构用于阻挡所述光电转换器件中因雪崩倍增效应产生的光子从所述光电转换器件的半导体表面向外逃逸至周边的其他光电转换器件。

8、本申请实施例可以在光电转换器件中设置阻挡结构，以阻挡光电转换器件中因雪崩倍增效应产生的光子从半导体表面向外逃逸至周边的其他光电转换器件，从而能够减少对周边器件造成的光学串扰，提高感测装置的感测精度。

技术特征：

1.一种光电转换器件，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的光电转换器件，其特征在于，所述阻挡结构包括至少一个挡光柱，所述挡光柱设置于所述半导体表面与所述p型掺杂区和所述n型掺杂区对应的第一区域和/或与所述半导体基材对应的第二区域。

3.根据权利要求2所述的光电转换器件，其特征在于，所述挡光柱为多个，多个所述挡光柱围绕所述第一区域的中心设置。

4.根据权利要求3所述的光电转换器件，其特征在于，多个所述挡光柱围绕所述第一区域的中心依次排布，形成环绕所述第一区域中心的挡光柱圈。

5.根据权利要求4所述的光电转换器件，其特征在于，多个所述挡光柱形成从内至外分布的第一挡光柱圈和第二挡光柱圈，第一挡光柱圈距离第一区域的中心较近，第二挡光柱圈环绕在第一挡光柱圈的外侧距离第一区域的中心较远，第一挡光柱圈的挡光柱与第二挡光柱圈的挡光柱相互错开地设置。

6.根据权利要求4所述的光电转换器件，其特征在于，依次排布的多个所述挡光柱可以彼此之间相向延展以相互连接成长条形挡光墙。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的光电转换器件，其特征在于，所述pn结中形成在所述半导体表面上的所述n型掺杂区或所述p型掺杂区内形成具有对应相同半导体类型的第一重掺杂区，所述挡光柱形成在所述第一重掺杂区上。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的光电转换器件，其特征在于，所述光电转换器件还包括阱区，所述阱区形成在半导体基材的半导体表面上并向内部延伸预设的深度，所述阱区的掺杂浓度高于与其接触的半导体基材的掺杂浓度，所述挡光柱形成在所述阱区内。

9.根据权利要求8所述的光电转换器件，其特征在于，所述光电转换器件还包括形成在阱区内的第二重掺杂区，所述第二重掺杂区具有与阱区相同的半导体类型，比阱区更高的掺杂浓度，所述挡光柱形成在所述第二重掺杂区上。

10.根据权利要求1所述的光电转换器件，其特征在于，还包括设置在所述光电转换器件侧面的隔离槽，所述阻挡结构包括内部填充有金属和绝缘氧化物的所述隔离槽。

11.根据权利要求10所述的光电转换器件，其特征在于，所述阻挡结构还包括挡光板，所述挡光板通过沉积金属材料或高反射材料形成在隔离槽的顶部或底部。

12.根据权利要求1所述的光电转换器件，其特征在于，所述阻挡结构还包括滤光膜，所述滤光膜被配置为仅允许预设波段的光通过，所述滤光膜设置于所述半导体表面上。

13.根据权利要求12所述的光电转换器件，其特征在于，所述预设波段为近红外波段。

14.根据权利要求1所述的光电转换器件，其特征在于，所述光电转换器件为单光子雪崩光电二极管。

15.根据权利要求1所述的光电转换器件，其特征在于，所述半导体基材包括衬底及其生长出来的外延层。

16.一种感测装置，其特征在于，包括如权利要求1至15中任一项所述的光电转换器件，所述感测装置通过感测所述光电转换器件接收光信号对应产生的电信号来获取相关信息。

17.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求16所述的光电感测装置，所述电子设备用于根据所述光电感测装置感测电信号获取的相关信息来执行相应的功能。

18.一种光电转换器件的制造方法，其特征在于，包括：

技术总结
本申请提供了一种光电转换器件、感测装置及其制造方法。该光电转换器件包括：衬底，具有P型掺杂区和N型掺杂区，所述P型掺杂区和所述N型掺杂区接触形成的PN结在外部电场或外部偏置电压作用下能够发生雪崩倍增效应；阻挡结构，用于阻挡所述光电转换器件中因雪崩倍增效应产生的光子从所述光电转换器件的半导体表面向外逃逸至周边的其他光电转换器件。本申请提供的光电转换器件能够减少对周边其他器件造成的光学串扰，提高感测装置的感测精度。

技术研发人员：刘德胜,吕晨晋,李佳鹏,莫良华
受保护的技术使用者：深圳阜时科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15