[其他]高速硅光敏三極管

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85105936
• 申請日: 1985-08-08
• 公開（公告）號: CN85105936B
• 公開（公告）日: 1987-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何民才
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號: H01L31/10
• 分類號: H01L31/10
• 代理公司: 武漢大學(xué)專利事務(wù)所
• 代理人: 陳暢生,龔茂銘

本發(fā)明屬于一種改進(jìn)的硅光敏器件，它具有較高的響應(yīng)速度。

現(xiàn)有的硅光敏三極管（雙極型）雖然具有較好的靈敏度，但其響應(yīng)時間很長，都在一個微秒以上（Optoelectronics，D.A.T.A.Book，ElectronicInformationSeries，Vol.29，Book.20，P.97，August1984，Edition18），因而限制了它的應(yīng)用范圍。響應(yīng)速度緩慢的原因是集電結(jié)電容太大。結(jié)電容的大小取決于它的面積。現(xiàn)有硅光敏三極管集電結(jié)面積等于其受光面積。為了保證接收足夠的光通量，不能任意減小受光面。因此按常規(guī)結(jié)構(gòu)無法通過減少集電結(jié)的面積來提高硅光敏三極管的響應(yīng)速度。

本發(fā)明的任務(wù)在于提高硅光敏三極管的響應(yīng)速度，縮短其響應(yīng)時間，以便擴(kuò)大它的應(yīng)用范圍。

本發(fā)明利用PN結(jié)能夠側(cè)向收集光生少數(shù)載流子的作用，將光敏管集電結(jié)設(shè)計成網(wǎng)狀，即網(wǎng)格為基區(qū)，網(wǎng)眼及基區(qū)下部為集電區(qū)。使受光面包括基區(qū)表面和網(wǎng)眼集電區(qū)表面兩部分。在入射光照下，不僅網(wǎng)格狀基區(qū)及其下面的集電區(qū)中的光生少數(shù)載流子被收集，重要的是網(wǎng)眼集電區(qū)中的光生少數(shù)載流子亦被收集。從而達(dá)到既減小集電結(jié)面積而又不縮小受光面的目的。在靈敏度保持不變的情況下，以該結(jié)構(gòu)做成的硅光敏三極管的響應(yīng)時間可降低到0.8微秒以下。

集電結(jié)采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的同時，又把發(fā)射區(qū)設(shè)計成細(xì)條，則在光譜響應(yīng)的蘭紫波段，其響應(yīng)時間可低于0.5微秒。

再把襯底材料選為電阻率是0.4-20Ω-cm，層厚為6-8μm的N型外延片，則在光譜響應(yīng)的全部波段范圍內(nèi)，其響應(yīng)時間皆可降到0.5微秒以下。

結(jié)合附圖，說明本發(fā)明的具體實施步驟。

圖1是高速硅光敏三極管管芯的俯視圖，圖2是圖1中A-A線的剖面圖。其中1是集電區(qū)的網(wǎng)眼部分，2是基區(qū)，3是細(xì)線條發(fā)射區(qū)，4是發(fā)射區(qū)鋁電極，5是氧化層，6是集電結(jié)。

具體制造技術(shù)方案如下：

1.選用電阻率為0.4-20Ω-Cm，層厚為6-8μm的N型外延片做襯底材料。

2.按常規(guī)平面工藝氧化硅外延片，氧化層（5）厚6000以上。

3.光刻出網(wǎng)狀基區(qū)（2），使受光面包括基區(qū)（2）表面和網(wǎng)眼集電區(qū)（1）表面兩部分。

4.硼擴(kuò)散形成網(wǎng)狀集電結(jié)（6）。摻雜濃度為5×10¹⁷-5×10¹⁸Cm^-3，結(jié)深1.0-2.0μm。

5.光刻發(fā)射區(qū)（3），進(jìn)行磷擴(kuò)散形成發(fā)射結(jié)，使三極管的放大系數(shù)大于100。

6.泡去發(fā)射區(qū)的氧化層，蒸鋁，反刻出發(fā)射區(qū)鋁電極（4）。

7.以下工藝與普通光敏三極管相同。