光接收元件和LIDAR装置的制作方法

根据本发明的实施例涉及一种光接收元件和lidar装置。

背景技术：

1、高级驾驶辅助系统（adas）是用于辅助驾驶员进行驾驶的高级驾驶辅助系统，其被配置为感测前方情况，基于感测结果进行情况判断，并基于情况判断来控制车辆的行为。例如，adas传感器装置检测前方车辆并识别车道。此后，当目标车道或目标速度及目标前方被确定时，控制车辆的电子稳定控制（esc）、发动机管理系统（ems）、马达驱动动力转向（mdps）等。代表性地，adas可以被实现为自动泊车系统、低速城市驾驶辅助系统、盲区警示系统等。

2、近年来，随着对自主驾驶汽车的兴趣增加，作为核心部件的光探测与测距（lidar）传感器的需求已增加。目前，lidar仅用于高规格高价车辆，但由于制造成本的降低，预期将被应用于普通车辆。

3、超小型及超轻型lidar技术不仅可以被用于无人移动装置的传感器中，还可以被用于观测陆地地形及环境的卫星及航空航天领域、无人车辆、以及在工厂和船厂中使用的运输车、起重机、机器人等中，并且预期通过面向陆地、航空及海洋工业领域的集成方法，以移动装置之间的组合或协作操作形式出现，并因此迫切需要开发实现超小型及超轻型lidar的超小型和超轻型光学系统。

技术实现思路

1、技术问题

2、本发明的实施例旨在通过第一扩散层改善电子的扩散性和均匀性，从而实现具有进一步改善的电特性的光接收元件和lidar装置。

3、此外，实施例可以通过第二扩散层改善对于具有低迁移率的空穴的扩散性，从而实现具有改善的响应速度和改善的功率效率的光接收元件和lidar装置。

4、此外，实施例旨在通过具有厚度大于第一扩散层的厚度的第二扩散层大幅改善空穴的移动，并使得电子-空穴对即使在边缘处也能高效率地转移至第一电极层，从而实现具有改善的光灵敏度的光接收元件和lidar装置。

5、此外，可以通过在第一扩散层或第二扩散层中增加边缘处的厚度来实现具有进一步改善的电流铺展的光接收元件和lidar装置。

6、实施例旨在实现一种光接收元件和lidar装置，其中通过第二导电类型半导体层的结构克服肖特基结（schottky junction），容易形成欧姆接触（ohmic contact），并且由于能垒（energy barrier）的降低等而降低了接触电阻，从而进一步改善电特性。

7、此外，实施例可以实现一种光接收元件和lidar装置，其中通过调整倾斜表面和厚度而容易地抑制堆叠的绝缘层或另一部件中裂纹的发生，从而改善可靠性。

8、由实施例所要解决的问题不限于此，并且从下述要解决的问题的解决方案或实施例中可以理解的目的或效果也包括在内。

9、技术方案

10、根据本发明的实施例的光接收元件包括：第一电极层；基板，该基板被设置在第一电极层上；半导体结构，该半导体结构包括形成在基板上的第一导电类型半导体层、第二导电类型半导体层以及在第一导电类型半导体层与第二导电类型半导体层之间设置的有源层，并且该半导体结构以阱结构（well structure）形成；第二电极层，该第二电极层被设置在半导体结构上；以及第一扩散层，该第一扩散层位于第一导电类型半导体层与有源层之间。

11、第一扩散层可以在堆叠方向上与第一导电类型半导体层、有源层以及第二导电类型半导体层重叠。

12、有源层可以包括上表面被暴露的开口区域。

13、开口区域可以在堆叠方向上与第二电极层偏移。

14、第二电极层可以包括彼此间隔开的第一子电极层和第二子电极层。

15、第一扩散层可以在堆叠方向上与第一子电极层和第二子电极层重叠。

16、第一扩散层可以包括在堆叠方向上与开口区域重叠的第一区域以及与第二电极层重叠的第二区域。

17、第一区域的厚度可以小于第二区域的厚度。

18、光接收元件还可以包括设置在基板与第一电极层之间的第二扩散层。

19、第二扩散层可以包括在堆叠方向上与半导体结构重叠的第三区域以及除了第三区域之外的第四区域。

20、第三区域的厚度可以小于第四区域的厚度。

21、第三区域可以与第一区域和第二区域重叠。

22、第一导电类型半导体层可以被掺杂有第一掺杂剂，并且第二导电类型半导体层和有源层可以被掺杂有第二掺杂剂。

23、第二导电类型半导体层的掺杂浓度可以大于有源层的掺杂浓度。

24、根据实施例的lidar装置包括：光发射元件，其被配置为发射光；光接收元件，其被配置为接收从物体反射的光；以及控制器，其被配置为控制光发射元件和光接收元件，其中光接收元件包括：第一电极层；基板，其被设置在第一电极层上；形成在基板上的第一导电类型半导体层、第二导电类型半导体层以及在第一导电类型半导体层与第二导电类型半导体层之间设置的有源层，并且以阱结构形成；第二电极层，其被设置在半导体结构上；以及第一扩散层，其位于第一导电类型半导体层与有源层之间。

25、根据实施例的光接收元件包括：第一电极层；设置在第一电极层上的基板；形成在基板上的第一导电类型半导体层、第二导电类型半导体层以及在第一导电类型半导体层与第二导电类型半导体层之间设置的有源层，并且以阱结构形成；以及设置在半导体结构上的第二电极层，其中第二电极层包括与第二导电类型半导体层接触的接触区域以及与第二导电类型半导体层不接触的非接触区域，并且接触区域的下表面位于非接触区域的下表面下方。

26、第二导电类型半导体层的上表面可以包括沿其边缘设置的第一倾斜表面以及设置在第一倾斜表面内侧上的底表面。

27、第一倾斜表面可以位于比底表面更高。

28、有源层可以包括上表面被暴露的开口区域。

29、开口区域中的被暴露表面可以位于比底表面更高。

30、开口区域可以在堆叠方向上与第二电极层偏移。

31、第二电极层可以包括与开口区域相对应的第一开口区域。

32、第二电极层可以包括彼此间隔开的第一子电极层和第二子电极层。

33、第二电极层可以包括在第一子电极层与第二子电极层之间敞开的第二开口区域。

34、第二开口区域在平面图中可以围绕第一子电极层和开口区域。

35、第二开口区域在平面图中可以是闭合环路。

36、第二导电类型半导体层可以包括第一子层以及设置在第一子层上的第二子层。

37、第二子层的掺杂浓度可以大于第一子层的掺杂浓度。

38、第一导电类型半导体层可以被掺杂有第一掺杂剂，第二导电类型半导体层和有源层可以被掺杂有第二掺杂剂，并且第二导电类型半导体层的掺杂浓度可以大于有源层的掺杂浓度。

39、根据实施例的lidar装置包括：光发射元件，其被配置为发射光；光接收元件，其被配置为接收从物体反射的光；以及控制器，其被配置为控制光发射元件和光接收元件，其中光接收元件包括：第一电极层；设置在第一电极层上的基板；形成在基板上的第一导电类型半导体层、第二导电类型半导体层以及在第一导电类型半导体层与第二导电类型半导体层之间设置的有源层，并且以阱结构形成；以及设置在半导体结构上的第二电极层，第二电极层包括与第二导电类型半导体层接触的接触区域以及与第二导电类型半导体层不接触的非接触区域，并且接触区域位于非接触区域下方。

40、有益效果

41、本发明的实施例提供一种通过第一扩散层改善电子的扩散性和均匀性来具有进一步改善的电特性的光接收元件和lidar装置。

42、此外，实施例能够提供一种通过第二扩散层改善对于具有低迁移率的空穴的扩散性来具有改善的响应速度和改善的功率效率的光接收元件和lidar装置。

43、此外，实施例能够提供一种通过具有厚度大于第一扩散层的厚度的第二扩散层大幅改善空穴的移动并使得电子-空穴对即使在边缘处也能高效率地转移至第一电极层来具有改善的光灵敏度的光接收元件和lidar装置。

44、此外，通过在第一扩散层或第二扩散层中增加边缘处的厚度，能够提供具有进一步改善的电流铺展的光接收元件和lidar装置。

45、实施例能够提供一种光接收元件和lidar装置，其中通过第二导电类型半导体层的结构克服肖特基结，容易形成欧姆接触，并且由于能垒的降低等而降低接触电阻，从而进一步改善电特性。

46、此外，实施例能够提供一种光接收元件和lidar装置，其中通过调整倾斜表面和厚度而容易地抑制堆叠的绝缘层或另一部件中裂纹的发生，从而改善可靠性。

47、本发明的各种有益的优点和效果不限于上述描述，并且可以在描述本发明的具体实施例的过程中更容易地理解。