高效率PIN光电探测器及其制备方法

高效率pin光电探测器及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及光电探测技术领域，尤其涉及一种高效率pin光电探测器及其制备方法。


背景技术：

2.si/sio2界面是半导体器件中最常见的界面，起到钝化、隔离、增透等作用。但是，由于si和sio2的晶格常数不同，导致si和sio2界面不可避免地存在界面态。
3.界面态影响载流子输运动力学过程非常复杂，可以降低迁移率和寿命，可以作为复合中心，也可以作为陷阱态与输运的电荷发生俘获和释放的过程等。在光电探测器中，si/sio2界面态导致的复合过程是降低电荷收集效率从而降低器件量子效率的重要因素，对于吸收长度短的波长探测，例如α粒子探测器，si/sio2界面态作用明显，严重影响了器件量子效率。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，本发明提供一种高效率pin光电探测器及其制备方法，通过对衬底和增透层形成的界面态进行掺杂，且掺杂类型与第二欧姆接触层的掺杂类型相同，可以形成界面态钝化层，这样，在探测器工作过程中，界面态钝化层与非故意掺杂的光吸收层之间形成的浅结可以有效地阻止光生载流子被界面态俘获，从而使得光生电荷能够输运到第一欧姆接触层和第二欧姆接触层中，形成光电流输出，如此，可以较大程度提高器件的量子效率，优化器件性能。
5.第一方面，本发明提供一种高效率pin光电探测器，包括：衬底，包括光吸收层、第一欧姆接触层和第二欧姆接触层，所述第一欧姆接触层的至少部分结构位于所述光吸收层内，所述第二欧姆接触层形成于所述光吸收层的第二表面，并与所述第一欧姆接触层间隔开，所述第一欧姆接触层和所述第二欧姆接触层的掺杂类型相反；增透层，形成于所述衬底的第一表面；界面态钝化层，由所述衬底和所述增透层形成的界面态沿水平方向的至少部分结构掺杂形成，所述界面态钝化层与所述第二欧姆接触层的掺杂类型相同；第一欧姆接触电极，所述第一欧姆接触电极与所述第一欧姆接触层连接，并与所述增透层同层布置；第二欧姆接触电极，所述第二欧姆接触电极与所述第二欧姆接触层连接。
6.根据本发明的高效率pin光电探测器，通过对衬底和增透层形成的界面态进行掺杂，且掺杂类型与第二欧姆接触层的掺杂类型相同，可以形成界面态钝化层，这样，在探测器工作过程中，界面态钝化层与非故意掺杂的光吸收层之间形成的浅结可以有效地阻止光生载流子被界面态俘获，从而使得光生电荷能够输运到第一欧姆接触层和第二欧姆接触层中，形成光电流输出，如此，可以较大程度提高器件的量子效率，优化器件性能。
7.在一些实施例中，所述界面态钝化层与所述第一欧姆接触层沿水平方向并排布置，或者，所述界面态钝化层在所述衬底的厚度方向上处于所述第一欧姆接触层和所述增透层之间。
8.在一些实施例中，所述界面态钝化层被构造为连续平面结构、叉指线连续结构和点状非连续结构中的至少一种。
9.在一些实施例中，所述界面态钝化层的掺杂浓度为。
10.在一些实施例中，所述衬底为si、ingaas、sic、gan和soi中的一种，和/或，所述增透层为sio2和si3n4中的至少一种。
11.在一些实施例中，所述增透层的生长方式为化学气相沉积、等离子化学气相沉积、低压化学气相沉积和原子层沉积中的一种。
12.在一些实施例中，所述界面态钝化层的制备方式为离子注入、扩散、等离子注入中的一种。
13.在一些实施例中，所述第一欧姆接触层朝向所述第二欧姆接触层的一端的表面为平面或曲面。
14.第二方面，本发明提供一种高效率pin光电探测器的制备方法，用于制备根据本发明第一方面所述的高效率pin光电探测器，所述制备方法包括以下步骤：在所述衬底的第一表面形成增透层；在形成所述增透层的所述衬底上形成第一欧姆接触层；在所述衬底和所述增透层的界面处形成界面态钝化层；在所述第一欧姆接触层上形成第一欧姆接触电极，其中，所述第一欧姆接触电极与所述增透层同层布置；在所述衬底的第二表面形成第二欧姆接触层；在所述第二欧姆接触层上形成第二欧姆接触电极。
15.根据本发明的高效率pin光电探测器的制备方法，通过对衬底和增透层形成的界面态进行掺杂，且掺杂类型与第二欧姆接触层的掺杂类型相同，可以形成界面态钝化层，这样，在利用本发明的制备方法所制得的高效率pin光电探测器进行光电探测时，由于界面态钝化层与非故意掺杂的光吸收层之间形成的浅结可以有效地阻止光生载流子被界面态俘获，从而使得光生电荷能够输运到第一欧姆接触层和第二欧姆接触层中，形成光电流输出，如此，可以较大程度提高器件的量子效率，优化器件性能。
16.在一些实施例中，所述在所述衬底和所述增透层的界面处形成界面态钝化层，包括以下步骤：对所述衬底和所述增透层界面处形成的界面态采用离子注入、扩散以及等离子注入中的一种进行掺杂，以形成所述界面态钝化层。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为现有技术中光生电荷被界面态捕获的示意图；图2为本发明的高效率pin光电探测器的一个实施例的结构示意图；图3为本发明的高效率pin光电探测器的另一个实施例的结构示意图；图4为本发明实施例的高效率pin光电探测器的制备方法中形成增透层的步骤所
对应的示意图；图5为本发明实施例的高效率pin光电探测器的制备方法中形成第一欧姆接触层的步骤所对应的示意图；图6为本发明实施例的高效率pin光电探测器的制备方法中形成界面态钝化层的步骤所对应的示意图；图7为本发明实施例的高效率pin光电探测器的制备方法中形成第一欧姆接触电极的步骤所对应的示意图；图8为本发明实施例的高效率pin光电探测器的制备方法中形成第二欧姆接触层的步骤所对应的示意图；图9为本发明实施例的高效率pin光电探测器的制备方法中形成第二欧姆接触电极的步骤所对应的示意图；图10为本发明实施例的界面态钝化层为连续平面结构时的示意图；图11为本发明实施例的界面态钝化层为叉指线连续结构时的示意图；图12为本发明实施例的界面态钝化层为点状非连续结构时的示意图；图13为本发明实施例的高效率pin光电探测器的制备方法的制备流程图。
19.附图标记说明：100-高效率pin光电探测器；1-衬底；11-光吸收层；12-第一欧姆接触层；13-第二欧姆接触层；2-增透层；3-界面态；4-界面态钝化层；41-子钝化层；5-第一欧姆接触电极；6-第二欧姆接触电极。
具体实施方式
20.为了使本技术实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本技术保护的范围。
21.si/sio2界面是半导体器件中最常见的界面，起到钝化、隔离、增透等作用。但是，由于si和sio2的晶格常数不同，导致si和sio2界面不可避免地存在界面态。
22.界面态影响载流子输运动力学过程非常复杂，可以降低迁移率和寿命，可以作为复合中心，也可以作为陷阱态与输运的电荷发生俘获和释放的过程等。在光电探测器中，si/sio2界面态导致的复合过程是降低电荷收集效率从而降低器件量子效率的重要因素，对于吸收长度短的波长探测，例如α粒子探测器，si/sio2界面态作用明显，严重影响了器件
量子效率。
23.有鉴于此，本发明提供一种高效率pin光电探测器及其制备方法，通过对衬底和增透层形成的界面态进行掺杂，且掺杂类型与第二欧姆接触层的掺杂类型相同，可以形成界面态钝化层，这样，在探测器工作过程中，界面态钝化层与非故意掺杂的光吸收层之间形成的浅结可以有效地阻止光生载流子被界面态俘获，从而使得光生电荷能够输运到第一欧姆接触层和第二欧姆接触层中，形成光电流输出，如此，可以较大程度提高器件的量子效率，优化器件性能。
24.下面参考图1-图13描述根据本发明第一方面实施例的高效率pin光电探测器100。
25.参考图2和图3，本实施例的高效率pin光电探测器100，包括：衬底1、增透层2、第一欧姆接触电极5和第二欧姆接触电极6。
26.具体地，衬底1是由半导体单晶材料制造而成的晶圆片，衬底1可以在探测器100的制备过程中为增透层2、第一欧姆接触电极5和第二欧姆接触电极6提供支撑和长晶的附着点。
27.衬底1可以包括光吸收层11、第一欧姆接触层12和第二欧姆接触层13，其中，光吸收层11为非故意掺杂层，光吸收层11可以吸收光子能量，产生电子空穴对。第一欧姆接触层12的至少部分结构位于光吸收层11内，例如，第一欧姆接触层12可以整体上均处于光吸收层11内，或者，第一欧姆接触层12的一部分位于光吸收层11内，一部分位于光吸收层11的第一表面，第一欧姆接触层12的宽度可以小于光吸收层11的宽度，也可以与光吸收层11的宽度相等。光吸收层11为非故意掺杂层，即光吸收层11为低掺杂的本征层。
28.第二欧姆接触层13形成于光吸收层11的第二表面，并与第一欧姆接触层12间隔开，即第一欧姆接触层12和第二欧姆接触层13之间通过光吸收层11间隔开，第一欧姆接触层12和第二欧姆接触层13的掺杂类型相反，例如，当第一欧姆接触层12为p型掺杂时，第二欧姆接触层13为n型掺杂；或者，当第一欧姆接触层12为n型掺杂时，第一欧姆接触层12为p型掺杂。如此，第一欧姆接触层12、光吸收层11和第二欧姆接触层13共同构成pin二极管结构，光吸收层11吸收光子产生的光生电子和空穴分别扩散到（也可以在外加偏压下漂移到）第一欧姆接触电极5和第二欧姆接触电极6形成光电流，完成光电转换。
29.增透层2形成于衬底1的第一表面，增透层2能够增加光透过率，以便于光吸收层11更好地吸收光子能量，并产生电子空穴对，有利于提升量子效率。
30.界面态钝化层4由衬底1和增透层2形成的界面态3沿水平方向的至少部分结构掺杂形成，界面态钝化层4与第二欧姆接触层13的掺杂类型相同。
31.以衬底1为硅衬底1，增透层2为二氧化硅增透层为例说明，当在硅衬底1上形成二氧化硅增透层2时，在硅和二氧化硅的界面处，会形成能值位于硅禁带中的一些分立的或连续的电子能态，即界面态3，界面态3可以降低载流子迁移率和寿命，可以作为复合中心，也可以作为陷阱态与输运的电荷发生俘获和释放的过程等（如图1所示），从而影响载流子输运，导致器件量子效率严重降低。而本实施例中的界面态钝化层4，是对界面态3的至少部分结构进行掺杂形成，例如，可以仅对界面态3在水平方向的一部分结构进行掺杂，或者，也可以对界面态3整体均进行掺杂。并且，当第二欧姆接触层13的掺杂类型为n型时，界面态钝化层4的掺杂类型也为n型，当第二欧姆接触层13的掺杂类型为p型时，界面态钝化层4的掺杂类型也为p型。并且，界面态钝化层4的掺杂类型和第二欧姆接触层13的掺杂类型相同。
32.第一欧姆接触电极5可以采用钛、铝、金、银或镍中的至少一种金属材料制成。第一欧姆接触电极5与第一欧姆接触层12连接，并与增透层2同层布置。第二欧姆接触电极6可以采用钛、铝、金、银或镍中的至少一种金属材料制成，第二欧姆接触电极6与第二欧姆接触层13连接。第一欧姆接触电极5和第二欧姆接触电极6用于与外部偏置电路连接，例如，当本实施例的高效率pin光电探测器100工作时，第一欧姆接触电极5与第二欧姆接触电极6与反向偏置电路连接。
33.下面以第一欧姆接触层12为p型，第二欧姆接触层13和界面态钝化层4为n型为例对本实施例的高效率pin光电探测器100的工作原理进行说明：在高效率pin光电探测器100工作时，第一欧姆接触电极5和第二欧姆接触电极6与反向偏置电路连接，光吸收层11吸收光子能量，产生电子空穴对。在电场的作用下，光生空穴朝向第一欧姆接触层12一侧运输，光生电子朝向第二欧姆接触层13一侧运输。如图1所示，在现有技术中的未对界面态3进行掺杂的情况下，部分向第一欧姆接触层12一侧运输的光生空穴可能被界面态3俘获，在界面态3中复合，从而降低器件的量子效率。而本实施例提供的高效率pin光电探测器100，对界面态3进行掺杂后形成界面态钝化层4，界面态钝化层4与非故意掺杂的光吸收层11之间形成的浅结可以有效地阻止光生空穴被界面态3俘获，同时，由于界面态钝化层4的掺杂类型与第二欧姆接触层13的掺杂类型相同，即n型的界面态钝化层4与p型的第一欧姆接触层12之间可以形成由界面态钝化层4指向第一欧姆接触层12的电场，使得光生空穴将远离界面态钝化层4而输运到第一欧姆接触层12中，形成光电流输出。
34.可以理解地，在上述的光生载流子的输运过程中，由于大大减少甚至消除了光生电荷被界面态3俘获复合的过程，使得器件的量子效率提高。
35.根据本发明实施例的高效率pin光电探测器100，通过对衬底1和增透层2形成的界面态3进行掺杂，且掺杂类型与第二欧姆接触层13的掺杂类型相同，可以形成界面态钝化层4，这样，在探测器100工作过程中，界面态钝化层4与非故意掺杂的光吸收层11之间形成的浅结可以有效地阻止光生载流子被界面态3俘获，从而使得光生电荷能够输运到第一欧姆接触层12和第二欧姆接触层13中，形成光电流输出，如此，可以较大程度提高器件的量子效率，优化器件性能。
36.在一些实施例中，界面态钝化层4与第一欧姆接触层12沿水平方向并排布置，也就是说，界面态钝化层4与第一欧姆接触层12为同层布置，例如，由于界面态3本身的厚度较小，掺杂所形成的界面态钝化层4的厚度也较小，即界面态钝化层4的厚度小于第一欧姆接触层12的厚度，在界面态钝化层4与第一欧姆接触层12沿水平方向并排布置的情况下，可以使第一欧姆接触层12的第一表面（例如图1所示的第一欧姆接触层12的上表面）与界面态钝化层4的第一表面（例如图1所示的界面态钝化层4的上表面）相互平齐，而第一欧姆接触层12的第二表面（例如图1所示的第一欧姆接触层12的下表面）则低于界面态钝化层4的第二表面（例如图1所示的界面态钝化层4的下表面）。
37.在另一些实施例中，界面态钝化层4在衬底1的厚度方向上处于第一欧姆接触层12和增透层2之间，换言之，界面态钝化层4位于第一欧姆接触层12的背向第二欧姆接触层13的一侧。当然，由于界面态钝化层4所处的位置处于由增透层2和衬底1的界面处，因此，第一欧姆接触层12相较于界面态钝化层4的位置可以根据实际需要进行选择。
38.参考图10-图12，在一些实施例中，界面态钝化层4被构造为连续平面结构、叉指线连续结构和点状非连续结构中的至少一种。
39.例如图10所示，当界面态钝化层4为连续平面结构时，界面态钝化层4形成为一体式平面，界面态钝化层4的各部分相互连续。
40.例如图11所示，当界面态钝化层4形成为叉指线连续结构时，界面态钝化层4包括多个子钝化层41，每个子钝化层41均形成为长条状例如长方形，多个子钝化层41在同一平面内相互平行且间隔布置。
41.例如图12所示，当界面态钝化层4形成为点状非连续结构时，界面态钝化层4包括多个子钝化层41，多个子钝化层41在同一平面内呈阵列布置，每个子钝化层41可以形成为方形、圆形或其他形状。
42.可以理解地，界面态钝化层4可以为连续平面结构、叉指线连续结构和点状非连续结构中的任意一种，也可以为任意两种或者全部的组合，如此，使得界面态钝化层4结构形式多样，能够满足更多的使用需求。
43.此外，在界面态钝化层4为叉指线连续结构和点状非连续结构时，非连续部分构建的空间电荷区可以合并，也可以不合并。
44.在一些实施例中，界面态钝化层4的掺杂浓度为，例如，界面态钝化层4的掺杂浓度可以为、或，当然本发明不限于此，界面态钝化层4的掺杂浓度可以在上述范围内合理选择。如此，使得界面态钝化层4的掺杂浓度较高，并且由于其厚度薄、贴近表面，能够与非故意掺杂的光吸收层11形成浅结陡峭电场，能够更好得阻止光生电荷被界面态3捕获，从而进一步提高器件的量子效率。
45.在一些实施例中，衬底1为si、ingaas、sic、gan和soi中的一种，增透层2为sio2和si3n4中的至少一种，衬底1和增透层2的材料可以分别在上述示例中合理选择，本发明对此不作限制。如此，可以对衬底1和增透层2界面处的界面态3进行掺杂形成界面态钝化层4，从而提高器件的量子效率。
46.在一些实施例中，增透层2的生长方式为化学气相沉积（cvd）、等离子化学气相沉积（pecvd）、低压化学气相沉积（lpcvd）和原子层沉积（ald）中的一种，换言之，可以在衬底1的第一表面以化学气相沉积、等离子化学气相沉积、低压化学气相沉积和原子层沉积等方法中的其中一种形成增透层2。
47.在一些实施例中，界面态钝化层4的制备方式可以为离子注入、扩散、等离子注入中的其中一种，换言之，在对界面态3进行掺杂时，可以离子注入、扩散、等离子注入中的其中一种方式进行掺杂，以形成界面态钝化层4。
48.在一些实施例中，第一欧姆接触层12朝向第二欧姆接触层13的一端的表面为平面，例如第一欧姆接触层12可以为平板状；或者，第一欧姆接触层12朝向第二欧姆接触层13的一端的表面为曲面，例如图2和图3所示，第一欧姆接触层12朝向第二欧姆接触层13的一端的表面为弧形。第一欧姆接触层12的宽度与光吸收层11的宽度可以相等，也可以不相等。
49.根据本发明的一些实施例，本实施例的高效率pin光电探测器100可以独立工作，也可以作为基础元件与其他单元器件集成工作，如此，能够扩大本实施例的高效率pin光电
探测器100的使用范围，满足更多应用需求。
50.下面结合图1-图13描述根据本发明第二方面实施例的高效率pin光电探测器100的制备方法。
51.本实施例的高效率pin光电探测器100的制备方法，用于制备上述实施例中的高效率pin光电探测器100。为了便于说明，以下均以衬底1为n型硅衬底1，增透层2为sio2增透层2，第一欧姆接触层12为p型，第二欧姆接触层13为n型为例进行说明。具体地，制备方法可以包括以下步骤：s101，在衬底1的第一表面形成增透层2；首先对n型衬底1进行清洗等预处理，再通过干法、湿法或者磁控溅射等方式在n型衬底1上沉积二氧化硅等材料，形成增透层2，增透层2和n型衬底1界面处天然地形成界面态3，如图4所示。
52.s102，在形成增透层2的衬底1上形成第一欧姆接触层12；在衬底1上光刻形成第一欧姆接触层12的图形，并腐蚀sio2增透层2，完成硼离子注入、扩散等掺杂工艺，去除光刻胶，清洗，退火，形成p型的第一欧姆接触层12，其中，硼离子的掺杂浓度可以为，如图5所示。
53.s103，在衬底1和增透层2的界面处形成界面态钝化层4；在衬底1上光刻形成界面态钝化层4的图形，用光刻胶作为掩膜进行磷离子注入，去除光刻胶，清洗，快速退火，形成界面态钝化层4，磷离子的掺杂浓度可以为，其中，界面态钝化层4可以仅由界面态3的部分结构掺杂形成，也可以对界面态3整体上均进行掺杂形成，如图6所示。
54.s104，在第一欧姆接触层12上形成第一欧姆接触电极5，其中，第一欧姆接触电极5与增透层2同层布置；采用磁控溅射或者电子束蒸发生成第一欧姆接触电极5层，在第一欧姆接触电极5层上光刻形成第一欧姆接触电极5的图形，腐蚀第一欧姆接触电极5后，去除光刻胶，清洗，450℃，氮气氛围下合金，从而得到第一欧姆接触电极5。其中，第一欧姆接触电极5可以包括金、银、钛或铝中的一种或者多种金属，本实施例对此不加以限定，如图7所示。
55.s105，在衬底1的第二表面形成第二欧姆接触层13；将衬底1研磨减薄后，形成光吸收层11，此时衬底1厚度在200~300微米之间，在衬底1背面通过磷离子注入、扩散等掺杂工艺形成n型的第二欧姆接触层13。其中，磷离子的掺杂浓度可以为，如图8所示。
56.s106，在第二欧姆接触层13上形成第二欧姆接触电极6。
57.通过磁控溅射或者电子束蒸发在衬底1背面淀积金属，退火后形成第二欧姆接触电极6，其中，第二欧姆接触电极6可以包括金、银、钛或铝中的一种或者多种金属，本实施例对此不加以限定，如图9所示。
58.下面以第一欧姆接触层12为p型，第二欧姆接触层13和界面态钝化层4为n型为例对本实施例的制备方法所制备的高效率pin光电探测器100的工作原理进行说明：在高效率pin光电探测器100工作时，第一欧姆接触电极5和第二欧姆接触电极6与反向偏置电路连接，光吸收层11吸收光子能量，产生电子空穴对。在电场的作用下，光生空穴朝向第一欧姆接触层12一侧运输，光生电子朝向第二欧姆接触层13一侧运输。如图1所
示，在现有技术中的未对界面态3进行掺杂的情况下，部分向第一欧姆接触层12一侧运输的光生空穴可能被界面态3俘获，在界面态3中复合，从而降低器件的量子效率。而本实施例提供的高效率pin光电探测器100，对界面态3进行掺杂后形成界面态钝化层4，界面态钝化层4与非故意掺杂的光吸收层11之间形成的浅结可以有效地阻止光生空穴被界面态3俘获，同时，由于界面态钝化层4的掺杂类型与第二欧姆接触层13的掺杂类型相同，即n型的界面态钝化层4与p型的第一欧姆接触层12之间可以形成由界面态钝化层4指向第一欧姆接触层12的电场，使得光生空穴将远离界面态钝化层4而输运到第一欧姆接触层12中，形成光电流输出。
59.可以理解地，在上述的光生载流子的输运过程中，由于大大减少甚至消除了光生电荷被界面态3俘获复合的过程，使得器件的量子效率提高。
60.根据本发明实施例的高效率pin光电探测器100的制备方法，通过对衬底1和增透层2形成的界面态3进行掺杂，且掺杂类型与第二欧姆接触层13的掺杂类型相同，可以形成界面态钝化层4，这样，在利用本发明的制备方法所制得的高效率pin光电探测器100进行光电探测时，由于界面态钝化层4与非故意掺杂的光吸收层11之间形成的浅结可以有效地阻止光生载流子被界面态3俘获，从而使得光生电荷能够输运到第一欧姆接触层12和第二欧姆接触层13中，形成光电流输出，如此，可以较大程度提高器件的量子效率，优化器件性能。
61.在一些实施例中，在衬底1和增透层2的界面处形成界面态钝化层4，即步骤s103，可以包括以下步骤：s1031，对衬底1和增透层2界面处形成的界面态3采用离子注入、扩散以及等离子注入中的一种进行掺杂，以形成界面态钝化层4。
62.应当指出，在说明书中提到的“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”、“一些实施例”等表示的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但未必每个实施例都包括该特定特征、结构或特性。此外，这样的短语未必是指同一实施例。此外，在结合实施例描述特定特征、结构或特性时，结合明确或未明确描述的其他实施例实现这样的特征、结构或特性处于本领域技术人员的知识范围之内。
63.一般而言，应当至少部分地由语境下的使用来理解术语。例如，至少部分地根据语境，文中使用的术语“一个或多个”可以用于描述单数的意义的任何特征、结构或特性，或者可以用于描述复数的意义的特征、结构或特性的组合。类似地，至少部分地根据语境，还可以将诸如“一”或“所述”的术语理解为传达单数用法或者传达复数用法。
64.应当容易地理解，应当按照最宽的方式解释本公开中的“在
……
上”、“在
……
以上”和“在
……
之上”，以使得“在
……
上”不仅意味着“直接处于某物上”，还包括“在某物上”且其间具有中间特征或层的含义，并且“在
……
以上”或者“在
……
之上”不仅包括“在某物以上”或“之上”的含义，还可以包括“在某物以上”或“之上”且其间没有中间特征或层(即，直接处于某物上)的含义。
65.此外，文中为了便于说明可以使用空间相对术语，例如，“下面”、“以下”、“下方”、“以上”、“上方”等，以描述一个元件或特征相对于其他元件或特征的如图所示的关系。空间相对术语意在包含除了附图所示的取向之外的处于使用或操作中的器件的不同取向。装置可以具有其他取向(旋转90度或者处于其他取向上)，并且文中使用的空间相对描述词可以同样被相应地解释。
66.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种高效率pin光电探测器，其特征在于，包括：衬底，包括光吸收层、第一欧姆接触层和第二欧姆接触层，所述第一欧姆接触层的至少部分结构位于所述光吸收层内，所述第二欧姆接触层形成于所述光吸收层的第二表面，并与所述第一欧姆接触层间隔开，所述第一欧姆接触层和所述第二欧姆接触层的掺杂类型相反；增透层，形成于所述衬底的第一表面；界面态钝化层，由所述衬底和所述增透层形成的界面态沿水平方向的至少部分结构掺杂形成，所述界面态钝化层与所述第二欧姆接触层的掺杂类型相同；第一欧姆接触电极，所述第一欧姆接触电极与所述第一欧姆接触层连接，并与所述增透层同层布置；第二欧姆接触电极，所述第二欧姆接触电极与所述第二欧姆接触层连接。2.根据权利要求1所述的高效率pin光电探测器，其特征在于，所述界面态钝化层与所述第一欧姆接触层沿水平方向并排布置，或者，所述界面态钝化层在所述衬底的厚度方向上处于所述第一欧姆接触层和所述增透层之间。3.根据权利要求1所述的高效率pin光电探测器，其特征在于，所述界面态钝化层被构造为连续平面结构、叉指线连续结构和点状非连续结构中的至少一种。4.根据权利要求1所述的高效率pin光电探测器，其特征在于，所述界面态钝化层的掺杂浓度为。5.根据权利要求1所述的高效率pin光电探测器，其特征在于，所述衬底为si、ingaas、sic、gan和soi中的一种，和/或，所述增透层为sio2和si3n4中的至少一种。6.根据权利要求1所述的高效率pin光电探测器，其特征在于，所述增透层的生长方式为化学气相沉积、等离子化学气相沉积、低压化学气相沉积和原子层沉积中的一种。7.根据权利要求1所述的高效率pin光电探测器，其特征在于，所述界面态钝化层的制备方式为离子注入、扩散、等离子注入中的一种。8.根据权利要求1所述的高效率pin光电探测器，其特征在于，所述第一欧姆接触层朝向所述第二欧姆接触层的一端的表面为平面或曲面。9.一种高效率pin光电探测器的制备方法，用于制备根据权利要求1-8中任一项所述的高效率pin光电探测器，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：在所述衬底的第一表面形成增透层；在形成所述增透层的所述衬底上形成第一欧姆接触层；在所述衬底和所述增透层的界面处形成界面态钝化层；在所述第一欧姆接触层上形成第一欧姆接触电极，其中，所述第一欧姆接触电极与所述增透层同层布置；在所述衬底的第二表面形成第二欧姆接触层；在所述第二欧姆接触层上形成第二欧姆接触电极。10.根据权利要求9所述的高效率pin光电探测器的制备方法，其特征在于，所述在所述衬底和所述增透层的界面处形成界面态钝化层，包括以下步骤：
对所述衬底和所述增透层界面处形成的界面态采用离子注入、扩散以及等离子注入中的一种进行掺杂，以形成所述界面态钝化层。

技术总结
本发明提供一种高效率PIN光电探测器及其制备方法，高效率PIN光电探测器包括：衬底，包括光吸收层、第一欧姆接触层和第二欧姆接触层，第一欧姆接触层的至少部分结构位于光吸收层内，第二欧姆接触层形成于光吸收层的第二表面，并与第一欧姆接触层间隔开，第一欧姆接触层和第二欧姆接触层的掺杂类型相反；增透层，形成于衬底的第一表面；界面态钝化层，由衬底和增透层形成的界面态沿水平方向的至少部分结构掺杂形成，界面态钝化层与第二欧姆接触层的掺杂类型相同；第一欧姆接触电极，与第一欧姆接触层连接，并与增透层同层布置；第二欧姆接触电极，与第二欧姆接触层连接。根据本发明的高效率PIN光电探测器，可以提高器件的量子效率。效率。效率。


技术研发人员：郭霞 张世凤 任艳玲 李少斌 刘巧莉 胡安琪
受保护的技术使用者：北京邮电大学
技术研发日：2023.09.05
技术公布日：2023/10/15