專利名稱:高速硅光敏三極管的制作方法
本發(fā)明屬于一種改進的半導(dǎo)體光敏器件。它具有較高的響應(yīng)速度。
現(xiàn)有的硅光敏三極管(雙極型)，雖然具有較高的靈敏度，但其響應(yīng)速度很慢，都在一個微秒以上(Optoelectronics，D.A.T.A.Book，Electronic Information Series，Vol.29，Book.20，P.97，August 1984，Edition 18)。響應(yīng)速度緩慢的原因是結(jié)區(qū)電容太大。結(jié)電容的大小取決于結(jié)區(qū)的面積?，F(xiàn)有光敏三極管的PN結(jié)具有縱向結(jié)(平行于光敏面)的結(jié)構(gòu)，集電結(jié)區(qū)的面積就等于光敏面的面積。為了保證接受足夠的光通量，不能任意減小光敏面，因而無法用減少結(jié)面積使結(jié)電容減少的方法來提高硅光敏三極管的響應(yīng)時間。
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，把接受入射光的光敏面與集電極結(jié)面分開，使它們之間的PN結(jié)具有橫向結(jié)的結(jié)構(gòu)，從而在保持光敏面積不變的情況下可以縮小結(jié)區(qū)面積，減小結(jié)電容。這樣做成的硅光敏三極管。其靈敏度基本上保持不變，而響應(yīng)時間則可以降低到0.8微秒以下，從而增加了硅光敏三極管的應(yīng)用范圍。
當把發(fā)射區(qū)設(shè)計成細線條狀結(jié)構(gòu)，集電結(jié)面設(shè)計成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)時，在短波段的上升和下降時間可以低于0.5微秒。
當襯底材料選用電阻率為0.4-20Ω·cm，層厚為6-8μm的N型硅外延片時，在整個光譜范圍內(nèi)，其上升和下降時間皆可達到0.5微秒以下。
下面結(jié)合附圖，說明本發(fā)明的高速硅光敏三極管的一個具體實施例子。
圖1是高速硅光敏三極管的版圖。其中1是用襯底材料做成的光敏區(qū)，2是集電極結(jié)區(qū)，3是由細線條組成的發(fā)射極結(jié)區(qū)，4是發(fā)射區(qū)鋁電極。
圖2是圖1中的A-A面的剖視圖，5是氧化層。
具體制造的技術(shù)方案如下1、選用電阻率為0.4-20Ω·cm，層厚為6-8μm的N型硅外延片做襯底材料(1)。
2、按常規(guī)平面工藝氧化硅外延片，氧化層厚6000
以上(5)。
3、光刻出網(wǎng)狀的集電極區(qū)(2)，使光敏區(qū)(1)與集電結(jié)區(qū)(2)分開。
4、硼擴散集電極結(jié)區(qū)(2)，擴散濃度為5×1017-5×1018cm-3。結(jié)深1.0-2.0μm。
5、光刻發(fā)射區(qū)(3)，進行磷擴散形成發(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)射鋁電極(4)。
7、其它工藝與普通光敏三極管的相同。
權(quán)利要求
1.一種具有一定靈敏度的高速硅光敏三極管，其特征在于接受入射光的光敏面(1)與集電極結(jié)面(2)分開，其PN結(jié)具有橫向結(jié)的結(jié)構(gòu)。
2.一種如權(quán)利要求
1所述的高速硅光敏三極管，其特征在于a、光敏面(1)與集電極結(jié)面間形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。b、發(fā)射極結(jié)面由兩條以上細條(3)組成。
3.一種如權(quán)利要求
2所述的高速硅光敏三極管，其特征在于襯底材料(1)選用電阻率為0.4-20Ω·cm，層厚為6-8μm的N型硅外延片。
專利摘要
本發(fā)明是一種改進的半導(dǎo)體硅光敏器件。它利用PN結(jié)對光生少數(shù)載流子的側(cè)向收集作用，把光敏三極管的集電區(qū)設(shè)計成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使接受入射光的光敏面與集電極結(jié)面分開，從而達到了保持光敏面不變而又減小了集電結(jié)電容的目的。若把發(fā)射區(qū)設(shè)計成細條結(jié)構(gòu)以及選用電阻率恰當、層厚較薄的硅外延片作襯底材料，則此硅光敏三極管的響應(yīng)時間可降低到0.5微秒以下。
文檔編號H01L31/10GK85105936SQ85105936
公開日1987年2月18日 申請日期1985年8月8日
發(fā)明者何民才, 陳炳若 申請人:武漢大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan