公开(公告)号：CN114492278B

公开(公告)日：2024-11-15

申请号：CN202210071445.3

申请日：2022-01-21

Applicant: 季华实验室

Inventor： 何蕤 ,  兰潇健 ,  刘超晖 ,  马四光

IPC: G06F30/367 ,  G06F111/08 ,  G06F111/10

Abstract: 本申请涉及一种单光子雪崩二极管性能参数的计算方法，该方法包括：建立单光子雪崩二极管仿真模型进行仿真计算；基于所述仿真计算的结果，得出沿着所述单光子雪崩二极管长度方向上不同位置的性能参数值；所述性能参数值包括光子探测效率和/或暗计数；对所述单光子雪崩二极管不同位置的所述性能参数值进行线积分计算；确定线积分计算结果为所述单光子雪崩二极管的性能参数值。本申请提供的一种单光子雪崩二极管性能参数的计算方法，能够更好的反映SPAD横向不同长度部位的光子探测效率和/或暗计数的分布，并且能够获得符合实际的光子探测效率和/或暗计数。

公开(公告)号：CN115347072B

公开(公告)日：2022-12-20

申请号：CN202211264140.0

申请日：2022-10-17

Applicant: 季华实验室

Inventor： 兰潇健 ,  马四光 ,  马静 ,  刘超晖

IPC: H01L31/107 ,  H01L31/0352

Abstract: 本公开涉及以雪崩模式工作的势垒技术领域，尤其涉及一种双结型单光子雪崩二极管、光电探测器阵列。双结型单光子雪崩二极管，所述双结型单光子雪崩二极管包括：设置在不同深度的第一雪崩结构和第二雪崩结构，所述第一雪崩结构和第二雪崩结构分别包括单独的耗尽层；各个耗尽层周边还单独设置有保护环结构，各个所述保护环结构的掺杂浓度使得第一雪崩结构和第二雪崩结构之间的电流密度增加幅度在第一预设阈值之内。本公开提供的单光子雪崩二极管能够避免两个雪崩结构之间电流密度增加的幅度超过第一预设阈值，减少了雪崩结构因为电流密度突然增大导致边缘击穿的概率，能够使得双结型单光子雪崩二极管的使用寿命增加和损耗率降低。

公开(公告)号：CN114093962A

公开(公告)日：2022-02-25

申请号：CN202111386184.6

申请日：2021-11-22

Applicant: 季华实验室

Inventor： 兰潇健 ,  马静 ,  刘超晖 ,  马四光

IPC: H01L31/0352 ,  H01L31/107 ,  H01L27/146

Abstract: 本公开涉及单光子雪崩二极管和光电探测器阵列。该单光子雪崩二极管包括：第一类型衬底；第二类型外延层，设置于第一类型衬底的一侧；在第二类型外延层的背离第一类型衬底的一侧形成凹坑，在凹坑内、沿第一类型衬底指向第二类型外延层的方向依次设置的第一类型轻掺杂层、第一类型掺杂层和第一类型重掺杂层；第二类型重掺杂埋层，设置在凹坑底部中心位置处，且位于第一类型轻掺杂层与第二类型外延层的交界凹陷内；其中，位于第二类型重掺杂层环周的第一类型轻掺杂层形成保护环；其中，第一类型和第二类型分别为电子型和空穴型中的一种。由此，通过设置保护环围绕掺杂层的环周设置，能够降低击穿概率，提升填充因子，以提高探测效率。

公开(公告)号：CN118538739A

公开(公告)日：2024-08-23

申请号：CN202410958495.2

申请日：2024-07-17

Applicant: 季华实验室

Inventor： 兰潇健 ,  马四光 ,  刘超晖 ,  马静

IPC: H01L27/144 ,  H01L31/0232 ,  H01L31/0352 ,  H01L31/107 ,  H01L31/18

Abstract: 本公开芯片探测技术领域，特别涉及一种光电探测器以及光电探测器的制备方法。光电探测器包括：外延层、第一雪崩二极管和第二雪崩二极管、波导隔离层、第一楔形凹槽和第二楔形凹槽；第一条形波导、第二条形波导和环形波导，均形成于波导隔离层远离外延层的一侧；第一条形波导位于环形波导的输入端，第二条形波导位于环形波导的输出端；部分第一条形波导经过第一楔形凹槽，部分第二条形波导经过第二楔形凹槽。本公开的技术方案，可实现环形谐振腔探测器的小型化设置，同时有利于降低设计成本。

公开(公告)号：CN117810275B

公开(公告)日：2024-06-18

申请号：CN202410234420.X

申请日：2024-03-01

Applicant: 季华实验室

Inventor： 刘超晖 ,  兰潇健 ,  马静

IPC: H01L31/0216 ,  H01L31/0232 ,  H01L31/107 ,  G02B5/00

Abstract: 本发明提供了一种光电探测器，涉及半导体技术领域，包括硅基层、连接层、第一陷光层、第二陷光层及光栅层，硅基层上相对的两面分别为入光面和出光面；连接层设置在出光面上；第一陷光层设置在入光面朝向出光面的一侧；第二陷光层设置在出光面朝向入光面的一侧；光栅层设置在连接层与出光面之间。本发明技术方案分别在硅基层的入光面和出光面上设置了陷光层，在第二陷光层的作用下，改变了出光面的表面结构，降低了光在进入出光面时的反射率，配合光栅层与硅形成等离子体激元效应，增强硅基层的光吸收效率。在第一陷光层的作用下，提高了光的反射率，防止光从入光面射出，大大提高了硅基层的光吸收率。

公开(公告)号：CN116031324B

公开(公告)日：2023-06-09

申请号：CN202310321285.8

申请日：2023-03-29

Applicant: 季华实验室

Inventor： 兰潇健 ,  马四光 ,  刘超晖 ,  马静

IPC: H01L31/107 ,  H01L31/0352 ,  H01L31/0232 ,  H01L31/0236 ,  H01L31/18

Abstract: 本公开涉及光电探测器件技术领域，尤其涉及一种单光子雪崩二极管及制作方法，单光子雪崩二极管包括：第一类型外延层、第二类型掺杂区以及第一类型埋层；第二类型掺杂区位于第一类型外延层内的顶部，第一类型埋层位于第二类型掺杂区的下方，第二类型掺杂区与第一类型埋层构成非平面PN结；第二类型掺杂区包括中部掺杂区和包裹中部掺杂区侧面和底面的周向掺杂区，中部掺杂区和周向掺杂区的掺杂浓度不同；其中，第一类型为P型和N型中的一种，第二类型为P型和N型中的另一种。本公开可以通过在制作过程中改变第一类型埋层的掺杂浓度实现击穿电压的可调控，进而可实现降低击穿电压，使得单光子雪崩二极管具有较高的光子探测效率。

公开(公告)号：CN114203852A

公开(公告)日：2022-03-18

申请号：CN202111509995.0

申请日：2021-12-10

Applicant: 季华实验室

Inventor： 马静 ,  兰潇健 ,  刘超晖 ,  马四光

IPC: H01L31/107 ,  H01L31/0288

Abstract: 本公开涉及单光子雪崩二极管和光电探测器阵列，该单光子雪崩二极管包括：非平面PN结；所述非平面PN结由第一类型外延层和第二类型掺杂区衔接而成；所述第一类型外延层和所述第二类型掺杂区的衔接面为非平面；其中，所述第一类型和所述第二类型分别为P型和N型中的一种。由此，通过设置单光子雪崩二极管包括非平面PN结的结构，可利用该非平面PN结增大单光子雪崩二极管的光敏区的面积，使光致电子空穴对发生雪崩击穿概率增大，光子探测效率提高；同时，利用非平面结构能够实现对多个不同角度的入射光子的吸收，也能够增大单光子雪崩二极管的光子探测效率。

公开(公告)号：CN115528128B

公开(公告)日：2024-04-12

申请号：CN202211481931.9

申请日：2022-11-24

Applicant: 季华实验室

Inventor： 马静 ,  刘超晖 ,  兰潇健 ,  马四光

IPC: H01L31/107 ,  H01L31/0232 ,  H01L31/18

Abstract: 本公开涉及一种单光子雪崩二极管及其制备方法，该单光子雪崩二极管包括：衬底层、器件层以及非周期性光栅；器件层内嵌于衬底层内，非周期性光栅设置于器件层未被衬底层包覆的表面；非周期性光栅用于使入射的光线发生衍射和共振耦合；器件层用于将入射光信号进行光电响应生成电信号。由此，通过设置衬底层、器件层以及非周期性光栅，形成具有非周期性光栅的单光子雪崩二极管，基于非周期性光栅对入射的光线的衍射和共振耦合作用，将光耦合到器件层提升了光子吸收效率，增强了光吸收效果，利于单光子雪崩二极管实现高灵敏度的光电探测。

公开(公告)号：CN117316961A

公开(公告)日：2023-12-29

申请号：CN202311579791.3

申请日：2023-11-24

Applicant: 季华实验室

Inventor： 刘超晖 ,  马静 ,  兰潇健

IPC: H01L27/144 ,  H01L27/146 ,  H01L31/0224 ,  H01L31/107

Abstract: 本发明提供了一种雪崩二极管装置，涉及半导体技术领域，雪崩二极管装置包括电极连接层、晶圆层及相对设置的第一检测层与第二检测层；电极连接层设置在第一检测层与第二检测层之间，第一检测层与电极连接层电连接；晶圆层设置在第二检测层背离第一检测层的一侧，第二检测层与晶圆层电连接；第二检测层的侧壁上设有穿孔结构，其中，电极连接层通过穿孔结构与晶圆层电连接。本发明技术方案通过第一检测层与第二检测层增加近红外光的吸收区域，从而提高近红外光在雪崩二极管装置中的光程，提高近红外光被探测到的概率。

公开(公告)号：CN114497239A

公开(公告)日：2022-05-13

申请号：CN202210063992.7

申请日：2022-01-20

Applicant: 季华实验室

Inventor： 刘超晖 ,  马静 ,  兰潇健 ,  马四光

IPC: H01L31/0216 ,  H01L31/0232 ,  H01L31/107 ,  H01L31/18

Abstract: 本公开涉及一种硅光电倍增管及其制备方法，硅光电倍增管包括微单元，其中微单元包括：雪崩光电二极管，包括光敏区；垫高层，设置于所述雪崩光电二极管用于接收入射光线的一侧；微透镜，设置于所述垫高层背离所述雪崩光电二极管的一侧；其中，所述垫高层用于调整所述微透镜与所述雪崩光电二极管之间的间距，所述微透镜用于将入射光线聚焦至所述光敏区。本公开使用垫高层垫高微透镜，从而使经过微透镜发生折射的入射光线的光程增加，使原本不能射入光敏区的入射光线也能射入光敏区，提高了聚焦至光敏区的入射光强度。