本申請涉及半導體領域，特別是涉及一種單光子雪崩二極管陣列、光電測距模組和電子設備。

背景技術：

1、單光子雪崩二極管(single?photon?avalanche?diode，spad)是一種具有單光子探測能力的光電探測雪崩二極管，具有雪崩增益高、響應速度快、功耗低、成本低、易與cmos(complementary?metal?oxide?semiconductor，互補金屬氧化物半導體)電路集成等優(yōu)勢。

2、為了降低單光子雪崩二極管陣列中相鄰單光子雪崩二極管單元之間的串擾，可以制備金屬網(wǎng)格。由于金屬網(wǎng)格為凹凸結構，導致金屬網(wǎng)格上的鈍化層厚度不均勻，應力過大，進而容易導致鈍化層上出現(xiàn)裂紋。為了解決這一問題，目前可以在金屬網(wǎng)格所在表面沉積一層介質層，并進行研磨拋光以使表面為平整的表面，然后再沉積鈍化層。但是在拋光時，由于單光子雪崩二極管陣列所在晶圓在拋光機臺上不同位置受力不同，使得晶圓邊緣和中心區(qū)域的研磨速率不同，進而導致晶圓邊緣和中心區(qū)域介質層厚度不同，從而引起晶圓表面顏色異常。并且，由于介質層的厚度不均勻，導致光程不同，同一晶圓上不同光子雪崩二極管單元的光子探測效率一致性差。

3、因此，如何解決上述技術問題應是本領域技術人員重點關注的。

技術實現(xiàn)思路

1、本申請的目的是提供一種單光子雪崩二極管陣列、光電測距模組和電子設備，以避免晶圓表面出現(xiàn)顏色異常，且提升各個單光子雪崩二極管單元光子探測效率的一致性。

2、為解決上述技術問題，本申請?zhí)峁┮环N單光子雪崩二極管陣列，包括多個單光子雪崩二極管單元，每個所述單光子雪崩二極管單元前側的受光區(qū)域設有一個pn結，多個所述單光子雪崩二極管單元之間背側設有金屬網(wǎng)格；每個所述單光子雪崩二極管單元中包括：

3、位于背側的受光區(qū)域的上表面和所述金屬網(wǎng)格的上表面的第一介質層；

4、位于所述第一介質層上的停止層；

5、位于所述停止層受光區(qū)域上方的第二介質層；

6、所述停止層位于所述金屬網(wǎng)格的最高上表面與所述第二介質層的上表面齊平，且所述停止層與所述第一介質層、所述第二介質層為不同種類的膜層；

7、位于所述停止層和所述第二介質層上表面的鈍化層。

8、可選的，所述單光子雪崩二極管單元內的停止層呈現(xiàn)凹字形，所述單光子雪崩二極管單元內的第一介質層呈現(xiàn)凹字形，內凹部分對應受光區(qū)域。

9、可選的，所述停止層包括氮化硅層和/或氮氧化硅層，所述第一介質層、第二介質層包括氧化硅層。

10、可選的，所述鈍化層包括氮化硅層和/或氮氧化硅層。

11、可選的，所述金屬網(wǎng)格為鎢網(wǎng)格或鋁網(wǎng)格。

12、可選的，每個所述單光子雪崩二極管單元還包括位于所述單光子雪崩二極管單元四周的深溝槽隔離結構，所述深溝槽隔離結構與所述金屬網(wǎng)格對應。

13、可選的，所述鈍化層是水平的，且厚度均勻。

14、本申請還提供一種光電測距模組，其特征在于，所述光電測距模組包括上述任一種所述的單光子雪崩二極管陣列。

15、本申請還提供一種電子設備，其特征在于，所述電子設備包括上述所述光電測距模組。

16、本申請所提供的一種單光子雪崩二極管陣列，包括多個單光子雪崩二極管單元，每個所述單光子雪崩二極管單元前側的受光區(qū)域設有一個pn結，多個所述單光子雪崩二極管單元之間背側設有金屬網(wǎng)格；每個所述單光子雪崩二極管單元中包括：位于背側的受光區(qū)域的上表面和所述金屬網(wǎng)格的上表面的第一介質層；位于所述第一介質層上的停止層；位于所述停止層受光區(qū)域上方的第二介質層；所述停止層位于所述金屬網(wǎng)格的最高上表面與所述第二介質層的上表面齊平，且所述停止層與所述第一介質層、所述第二介質層為不同種類的膜層；位于所述停止層和所述第二介質層上表面的鈍化層。

17、可見，本申請中單光子雪崩二極管陣列包括多個單光子雪崩二極管單元，每個單光子雪崩二極管單元中包括金屬網(wǎng)格、第一介質層和第二介質層，且在第一介質層和第二介質層之間設置有停止層。所以在制備過程中研磨第二介質層時，研磨至停止層即可停止研磨，不會對第一介質層造成影響，保證晶圓上不同區(qū)域的第一介質層的厚度相等、第二介質層的厚度相等，避免晶圓表面出現(xiàn)顏色異常。同時，由于不同區(qū)域的第一介質層、第二介質層厚度相等，光程相同，同一晶圓上的各個單光子雪崩二極管單元的光子探測效率一致性提高。

18、此外，本申請還提供一種具有上述優(yōu)點的光電測距模組和電子設備。

技術特征：

1.一種單光子雪崩二極管陣列，其特征在于，所述單光子雪崩二極管陣列包括多個單光子雪崩二極管單元，每個所述單光子雪崩二極管單元前側的受光區(qū)域設有一個pn結，多個所述單光子雪崩二極管單元之間背側設有金屬網(wǎng)格；每個所述單光子雪崩二極管單元中包括：

2.如權利要求1所述的單光子雪崩二極管陣列，其特征在于，所述單光子雪崩二極管單元內的停止層呈現(xiàn)凹字形，所述單光子雪崩二極管單元內的第一介質層呈現(xiàn)凹字形，內凹部分對應受光區(qū)域。

3.如權利要求1所述的單光子雪崩二極管陣列，其特征在于，所述停止層包括氮化硅層和/或氮氧化硅層，所述第一介質層、第二介質層包括氧化硅層。

4.如權利要求1所述的單光子雪崩二極管陣列，其特征在于，所述鈍化層包括氮化硅層和/或氮氧化硅層。

5.如權利要求1所述的單光子雪崩二極管陣列，其特征在于，所述金屬網(wǎng)格為鎢網(wǎng)格或鋁網(wǎng)格。

6.如權利要求1所述的單光子雪崩二極管陣列，其特征在于，每個所述單光子雪崩二極管單元還包括位于所述單光子雪崩二極管單元四周的深溝槽隔離結構，所述深溝槽隔離結構與所述金屬網(wǎng)格對應。

7.如權利要求1所述的單光子雪崩二極管陣列，其特征在于，所述鈍化層是水平的，且厚度均勻。

8.一種光電測距模組，其特征在于，所述光電測距模組包括如權利要求1-7任一項所述的單光子雪崩二極管陣列。

9.一種電子設備，其特征在于，所述電子設備包括如權利要求8所述光電測距模組。

技術總結
本申請涉及半導體領域，公開了一種單光子雪崩二極管陣列、光電測距模組和電子設備，包括多個單光子雪崩二極管單元，每個單光子雪崩二極管單元前側的受光區(qū)域設有一個PN結，多個單光子雪崩二極管單元之間背側設有金屬網(wǎng)格；每個單光子雪崩二極管單元中包括：位于背側的受光區(qū)域的上表面和金屬網(wǎng)格的上表面的第一介質層；位于第一介質層上的停止層；位于停止層受光區(qū)域上方的第二介質層；停止層位于金屬網(wǎng)格的最高上表面與第二介質層的上表面齊平，且停止層與第一介質層、第二介質層為不同種類的膜層；位于停止層和第二介質層上表面的鈍化層。本申請中設有停止層，可以保證晶圓上不同區(qū)域的第一介質層、第二介質層的厚度相等，避免出現(xiàn)顏色異常。

技術研發(fā)人員：徐濤,李爽
受保護的技術使用者：深圳市靈明光子科技有限公司
技術研發(fā)日：20240407
技術公布日：2025/4/10