CN115832067A - 半导体结构及装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种半导体结构及装置，所述半导体结构包括：基底，其内部形成有光敏层，所述光敏层的顶面与所述基底的顶面相平齐；通光层，位于所述光敏层沿所述基底的厚度方向远离所述基底的表面；遮光层，位于所述基底的顶面，且位于所述通光层沿第一方向的相对两侧；所述第一方向垂直于所述厚度方向；以及滤光层，位于所述通光层及所述遮光层的沿所述厚度方向远离所述基底的一侧。上述半导体结构阻挡了周围入射的杂散光，保证了入射光的质量，从而减少了暗电流与噪声，在减少了封装成本的同时，提高了光电探测器的性能，改善了光电二极管接收信号范围过宽从而吸收噪声的缺陷，并同时节省了封装工艺中的材料成本。

Description

半导体结构及装置

技术领域

本申请涉及光电探测技术领域，特别是涉及一种半导体结构及装置。

背景技术

雪崩光电二极管(Avalanche Photon Diode，简称APD)是一种P-N结型的光检测二极管，其中利用了载流子的雪崩倍增效应来放大光电信号以提高检测的灵敏度，对于弱光信号的探测具有优良的性能，在激光测距、激光检测、激光雷达等领域具有广泛应用。通常，雪崩光电二极管的接收光谱范围较宽，对中心波长附近较大范围以上的入射光均具有响应，由于其具有高增益的特性，很容易收到杂散光的干扰，因此，对于雪崩光电二极管的实际应用中通常需要增加窄带滤光措施。

然而，由于雪崩光电二极管的整体尺寸较大，传统的光电探测技术中增加窄带滤光措施的方式通常会导致封装成本过高或者滤光效果过差，因此，亟需提供一种新的结构，以节省雪崩光电二极管的封装成本并改善滤光效果，以提高光电探测器的质量。

发明内容

基于此，有必要针对上述背景技术中的问题，提供一种半导体结构及装置，以节省雪崩光电二极管的封装成本并改善滤光效果，减少暗电流和噪声对光电探测器的影响，提高光电探测器的性能。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请的一方面提供一种半导体结构，包括：基底、通光层、遮光层以及滤光层。其中，基底内部形成有光敏层，光敏层的顶面与基底的顶面相平齐；通光层位于光敏层沿基底的厚度方向远离基底的表面；遮光层位于基底的顶面，且位于通光层沿第一方向的相对两侧；第一方向垂直于厚度方向；以及滤光层位于通光层及遮光层的沿厚度方向远离基底的一侧。

于上述实施例中的半导体结构中，在基底中的光敏层沿基底的厚度方向远离基底的表面上继续生长一层通光层，用于接收入射光，并在通光层沿第一方向的相对两侧的基底顶面生长遮光层，即在通光层周围生长遮光层，用于阻挡侧向入射的杂散光，以减少暗电流和噪声，以及在通光层及遮光层的沿厚度方向远离基底的一侧形成滤光层，以在特定的波段允许光信号通过，而偏离这个波段以外的两侧光信号被阻止。当入射光射入滤光层时，滤光层将目标波段的光信号通入通光层中，然后光信号经过通光层入射到基底中的光敏层上，以被光敏层吸收并形成光电流，同时遮光层阻挡了周围入射的杂散光，保证了入射光的质量，从而减少了暗电流与噪声。传统技术中过滤光信号的方法，通常会将滤光片贴在封装外壳上，封装外壳较大以致封装成本较高；或者将滤光片直接贴在光敏层上，这种方式无法阻挡侧向入射的杂散光，杂散光会被光敏面吸收从而降低光电探测器的准确性。与传统技术过滤光信号相比，本申请提供的半导体结构，通过设置通光层、遮光层以及滤光层的组合，并对三者的设置位置进行设计，从而在减少了封装成本的同时，提高了光电探测器的性能，改善了光电二极管接收信号范围过宽从而吸收噪声的缺陷，并同时将封装工艺中的材料成本减小。

在其中一些实施例中，通光层在基底的顶面的正投影，覆盖光敏层在基底的顶面的正投影。

在其中一些实施例中，滤光层在基底的顶面的正投影，覆盖通光层在基底的顶面的正投影。

在其中一些实施例中，遮光层在基底的顶面的正投影，覆盖基底除光敏层外的顶面。

在其中一些实施例中，半导体结构还包括电极，电极沿厚度方向贯穿滤光层及通光层，电极的底面与光敏层沿厚度方向远离基底的表面相接触。

在其中一些实施例中，通光层的材料包括透光材料。

在其中一些实施例中，遮光层的材料包括非透光材料。

在其中一些实施例中，滤光层包括窄带滤光片。

在其中一些实施例中，基底包括雪崩光电二极管。

本申请的另一方面还提供一种半导体装置，包括装置外壳以及本申请实施例中任一项所述的半导体结构，其中，本申请实施例中任一项所述的半导体结构至少部分位于装置外壳的容置腔内。

于上述实施例中的半导体装置中，装置外壳内部设置有半导体结构，半导体结构包括基底、通光层、遮光层以及滤光层。当入射光被射进滤光层时，滤光层将目标波段的光信号通入通光层中，然后，光信号经过通光层入射到基底中的光敏层上，以被光敏层吸收并形成光电流，同时遮光层阻挡了周围入射的杂散光，保证了入射光的质量，从而减少了暗电流与噪声。本申请提供的半导体装置同时改善了传统技术中对于光电探测器封装成本过高以及滤光效果过查的问题，将遮光层设置在通光层周围，并将滤光层设置在通光层上方的技术方案，能够在减少光电探测封装工艺成本的同时，提高光电探测器的性能及其探测精度。

附图说明

为了更好地描述和说明这里公开的那些申请的实施例和/或示例，可以参考一幅或多幅附图。用于描述附图的附加细节或示例不应当被认为是对所公开的申请、目前描述的实施例和/或示例以及目前理解的这些申请的最佳模式中的任何一者的范围的限制。

图1-图3显示为本申请不同实施例中提供的半导体结构的截面示意图；

图4显示为本申请一实施例中提供的半导体装置的截面示意图。

附图标记说明：

100、光电探测器；10、光电二极管；11、光敏面；12、封装外壳；13、滤光片；200、半导体结构；20、基底；21、光敏层；22、通光层；23、遮光层；24、滤光层；25、电极；300、装置外壳；2000、半导体装置。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参考相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本申请教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。

空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本申请的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

这里参考作为本申请的理想实施例(和中间结构)的示意图的横截面图来描述申请的实施例。这样，可以预期由于例如制造技术和/或容差导致的从所示形状的变化。因此，本申请的实施例不应当局限于在此所示的区的特定形状，而是包括由于例如制造导致的形状偏差，图中显示的区实质上是示意性的，它们的形状并不意图显示器件的区的实际形状且并不意图限定本申请的范围。

请参阅图1-图4。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，虽图示中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

雪崩光电二极管(Avalanche Photon Diode，简称APD)是一种P-N结型的光检测二极管，其中利用了载流子的雪崩倍增效应来放大光电信号以提高检测的灵敏度，对于弱光信号的探测具有优良的性能。雪崩光电二极管指的是在激光通信中使用的光敏元件。在以硅或锗为材料制成的光电二极管的P-N结上加上反向偏压后，射入的光被P-N结吸收后会形成光电流，加大反向偏压会产生“雪崩”，即光电流成倍地激增的现象。雪崩光电二极管在激光测距、激光检测、激光雷达等领域具有广泛应用。通常，雪崩光电二极管的接收光谱范围较宽，对中心波长附近较大范围以上的入射光均具有响应，由于其具有高增益的特性，很容易收到杂散光的干扰，因此，对于雪崩光电二极管的实际应用中通常需要增加窄带滤光措施。

请参阅图1，传统技术中，光电探测器100包括光电二极管10、设置在光电二极管10表面的光敏面11、设置在光电二极管10外部的封装外壳12以及设置在封装外壳12靠近光敏面11的表面上的滤光片13。对于光电探测器100的封装工艺，通常为在封装外壳12的表面设置滤光片13，这样，当入射光在射进光电二极管10的光敏面11之前，由滤光片13来过滤光信号，使得在目标波段的光信号进入光电二极管10中，而其他波段的光信号被拦截在外，以实现窄接收光谱。由于雪崩光电二极管的整体尺寸较大，传统的光电探测技术中增加窄带滤光措施的方式通常会导致封装成本过高，滤光片尺寸较大，增加了不必要的材料成本。若将滤光片直接贴在光敏面上，又无法过滤从侧面入射的杂散光或噪声，导致雪崩光电二极管的探测效果较差，降低其准确度。采用在陶瓷封装管壳上贴装窄带滤光片的方式或者在光敏面镀窄带滤光膜的形式封装成本较高，不利于需要集成化应用的场景，且无法滤除侧面入射的杂散光，从而导致暗电流和噪声增大，对器件性能造成不利影响，因此，亟需提供一种新的半导体结构以解决上述技术问题。

基于上述传统技术中产生的问题，本申请提供一种半导体结构及装置，以节省雪崩光电二极管的封装成本并改善滤光效果，减少暗电流和噪声对光电探测器的影响，提高光电探测器的性能。

作为示例，本申请实施例中所述的第一方向为垂直于厚度的方向，第一方向可以为ox方向，第二方向为厚度方向，第二方向可以为oy方向。

作为示例，请参阅图2，本申请的一方面提供一种半导体结构200，包括：基底20、通光层22、遮光层23以及滤光层24。其中，基底20内部形成有光敏层21，光敏层21的顶面与基底20的顶面相平齐；通光层22位于光敏层21沿基底20的厚度方向(例如oy方向)远离基底20的表面；遮光层23位于基底20的顶面，且位于通光层22沿第一方向(例如ox方向)的相对两侧；第一方向(例如ox方向)垂直于厚度方向；以及滤光层24位于通光层22及遮光层23的沿厚度方向(例如oy方向)远离基底20的一侧。

作为示例，基底20包括雪崩光电二极管，具体地，基底20可以包括一个或多个雪崩光电二极管。

作为示例，雪崩光电二极管结构中可以包括由下至上的包括第一类型重掺杂区、第二类型轻掺杂区、第一类型轻掺杂区以及第三类型重掺杂区。

作为示例，在上述实施例中，第一类型可以为P型，第二类型可以为I型，第三类型可以为N型。P型杂质离子可以包括但不限于硼(B)离子、镓(Ga)离子、氟化硼(BF₂)离子及铟(In)离子等等中的任意一种或几种。N型杂质离子可以包括但不限于磷(P)离子、砷(As)离子及锑(Sb)离子一种或几种。I型(intrinsic)为本征半导体，I型掺杂区可以为单层结构，也可以为多层结构，例如，I型掺杂区可以包括诸如硅(Si)、硅锗(SiGe)、硅锗碳(SiGeC)、碳化硅(SiC)、砷化镓(GaAs)、砷化铟(InAs)、磷化铟(InP)或其它的III/V半导体或II/VI半导体；或者，还例如，I型掺杂区可以是包括诸如Si/SiGe、Si/SiC、绝缘体上硅(SOI)或绝缘体上硅锗的层状掺杂区。I型掺杂区的类型不应限制本申请的保护范围。

作为示例，请继续参阅图2，通光层22位于光敏层21的正上方，且通光层22周围包裹着遮光层23，遮光层23能够阻挡侧面入射的杂散光，使得通光层22中仅通过主要入射光，最大程度地减少了暗电流及噪声。由于很多探测信号十分微弱，比如紫外光，光电探测器需要工作在高压环境中以提供内部增益，由于增益效应的存在，暗电流会在电压抬升的过程中得到急剧放大，对信号电流有严重的干扰作用。本申请提供的遮光层23包裹在通光层22周围，能够减少暗电流噪声对光电探测的不利影响。

作为示例，通光层22的材料包括透光材料。透光材料的透光率不小于90％，例如，透光材料的透光率可以为90％、92％、94％、96％或98％等等。透光材料能够保证从滤光层24中出射的光信号最大程度地进入光敏层21中，从而保证目标波段的光信号在进入光敏层21后，在以硅或锗为材料制成的雪崩光电二极管的P-N结上加上反向偏压后，射入的光信号被P-N结吸收后会形成光电流，当加大反向偏压时会产生光电流成倍地激增的现象，从而将光信号转变为电信号，以提高光电探测的精确性。

作为示例，通光层22的材料可以包括但不限于氧化硅(SiO、SiO2)、氧化铝(Al2O3)、氮氧化硅(SiON)、氮氧化铝(AlON)中一种或多种。

作为示例，遮光层23的材料包括非透光材料。

作为示例，遮光层23可以包括但不限于金属层以及硅化物层中一种或多种。硅化物层可以位于金属层的靠近基底20顶面的一侧。遮光层23和基底20之间还可以设置整层覆盖基底20顶面的防反射层，以增强光敏层21对入射光的吸收效率。

作为示例，请继续参阅图2，滤光层24可以包括全介质滤光片，全介质滤光片为间隔层与反射层都是由镀制介质薄膜形成的滤光片。

作为示例，滤光层24包括窄带滤光片。具体地，滤光层24可以包括一个或多个窄带滤光片，多个窄带滤光片可以包括沿第二方向(例如oy方向)叠置的位置关系以及沿第一方向(例如ox方向)排列的位置关系。窄带滤光片在目标波段允许光信号通过，而偏离这个波段以外的两侧光信号被阻止，窄带滤光片的通带相对来说较窄，一般为中心波长值的5％以下。

作为示例，窄带滤光片可以包括但不限于365nm窄带滤光片、405nm窄带滤光片、520nm窄带滤光片、600nm窄带滤光片、810nm窄带滤光片以及1000nm窄带滤光片中一种或多种。

于上述实施例中的半导体结构200中，在基底20中的光敏层21沿基底20的厚度方向远离基底20的表面上继续生长一层通光层22，用于接收入射光，并在通光层22沿第一方向(例如ox方向)的相对两侧的基底20顶面生长遮光层23，即在通光层22周围生长遮光层23，用于阻挡侧向入射的杂散光，以减少暗电流和噪声，以及在通光层22及遮光层23的沿厚度方向(例如oy方向)远离基底20的一侧形成滤光层24，以在特定的波段允许光信号通过，而偏离这个波段以外的两侧光信号被阻止。当入射光射入滤光层24时，滤光层24将目标波段的光信号通入通光层22中，然后光信号经过通光层22入射到基底20中的光敏层21上，以被光敏层21吸收并形成光电流，同时遮光层23阻挡了周围入射的杂散光，保证了入射光的质量，从而减少了暗电流与噪声。传统技术中过滤光信号通常会将滤光片13贴在封装外壳12上，封装外壳12较大以致封装成本较高；或者将滤光片13直接贴在光敏面11上，这种方式无法阻挡侧向入射的杂散光，杂散光会被光敏面11吸收从而降低光电探测器100的准确性。与传统技术过滤光信号相比，本申请提供的半导体结构200，通过设置通光层22、遮光层23以及滤光层24的组合，并对三者的设置位置进行设计，从而在减少了封装成本的同时，提高了光电探测器的性能，改善了光电二极管接收信号范围过宽从而吸收噪声的缺陷，并同时将封装工艺中的材料成本减小。

作为示例，通光层22在基底20的顶面的正投影，覆盖光敏层21在基底20的顶面的正投影，以使得目标波段的入射光经过通光层22通入雪崩光电二极管中。

作为示例，滤光层24在基底20的顶面的正投影，覆盖通光层22在基底20的顶面的正投影，以过滤入射光的光信号，使得目标波段的光信号进入通光层22，而除目标波段之外的光信号不能进入通光层22及光敏层21。

作为示例，遮光层23在基底20的顶面的正投影，覆盖基底20除光敏层21外的顶面，以在目标波段的入射光经过通光层22通入雪崩光电二极管的同时，更好地阻挡侧面入射的杂散光，改善信噪比。

作为示例，请参阅图3，半导体结构200还包括电极25，电极25沿厚度方向(例如oy方向)贯穿滤光层24及通光层22，电极25的底面与光敏层21沿厚度方向远离基底20的表面相接触。相应地，电极25所在位置的通光层22及滤光层24处均可以设置有开口，以设置电极25，电极25的顶面高于滤光层24的顶面，且电极25沿第二方向，即厚度方向(例如oy方向)延伸，用做光电二极管的导电端子。

作为示例，请参阅图4，本申请的另一方面还提供一种半导体装置2000，包括装置外壳300以及本申请实施例中任一项所述的半导体结构200，其中，本申请实施例中任一项所述的半导体结构200至少部分位于装置外壳300的容置腔内。半导体结构200包括：基底20、通光层22、遮光层23以及滤光层24。其中，基底20内部形成有光敏层21；通光层22位于光敏层21沿基底20的厚度方向(例如oy方向)远离基底20的表面；遮光层23位于基底20的顶面，且位于通光层22沿第一方向(例如ox方向)的相对两侧；以及滤光层24位于通光层22及遮光层23的沿厚度方向(例如oy方向)远离基底20的一侧。

作为示例，请继续参阅图4，通光层22位于光敏层21的正上方，且通光层22周围包裹着遮光层23，遮光层23能够阻挡侧面入射的杂散光，使得通光层22中仅通过主要入射光，最大程度地减少了暗电流及噪声。由于很多探测信号十分微弱，比如紫外光，光电探测器需要工作在高压环境中以提供内部增益，由于增益效应的存在，暗电流会在电压抬升的过程中得到急剧放大，对信号电流有严重的干扰作用。本申请提供的遮光层23包裹在通光层22周围，能够减少暗电流噪声对光电探测的不利影响。

作为示例，装置外壳300可以包括塑料、陶瓷、玻璃或金属等材料。

作为示例，通光层22的材料包括透光材料。透光材料的透光率不小于90％，例如，透光材料的透光率可以为90％、92％、94％、96％或98％等等。透光材料能够保证从滤光层24中出射的光信号最大程度地进入光敏层21中，从而保证目标波段的光信号在进入光敏层21后，在以硅或锗为材料制成的雪崩光电二极管的P-N结上加上反向偏压后，射入的光信号被P-N结吸收后会形成光电流，当加大反向偏压时会产生光电流成倍地激增的现象，从而将光信号转变为电信号，以提高光电探测的精确性。

作为示例，通光层22的材料可以包括但不限于氧化硅(SiO、SiO2)、氧化铝(Al2O3)、氮氧化硅(SiON)、氮氧化铝(AlON)中一种或多种。

作为示例，遮光层23的材料包括非透光材料。非透光材料的遮光率不小于90％，例如，非透光材料的遮光率可以为90％、92％、94％、96％或98％等等。非透光材料能够保证从滤光层24中出射的光信号最大程度地进入光敏层21中，从而保证目标波段的光信号在进入光敏层21的同时，减少周围杂散光的入射，提高光电探测器的探测精准度。

作为示例，遮光层23可以包括但不限于金属层以及硅化物层中一种或多种。硅化物层可以位于金属层的靠近基底20顶面的一侧。遮光层23和基底20之间还可以设置整层覆盖基底20顶面的防反射层，以增强光敏层21对入射光的吸收效率。

作为示例，滤光层24可以包括全介质滤光片，全介质滤光片为间隔层与反射层都是由镀制介质薄膜形成的滤光片。

作为示例，滤光层24包括窄带滤光片。具体地，滤光层24可以包括一个或多个窄带滤光片，多个窄带滤光片可以包括沿第二方向(例如oy方向)叠置的位置关系以及沿第一方向(例如ox方向)排列的位置关系。窄带滤光片在目标波段允许光信号通过，而偏离这个波段以外的两侧光信号被阻止，窄带滤光片的通带相对来说较窄，一般为中心波长值的5％以下。

作为示例，窄带滤光片可以包括但不限于365nm窄带滤光片、405nm窄带滤光片、520nm窄带滤光片、600nm窄带滤光片、810nm窄带滤光片以及1000nm窄带滤光片中一种或多种。

作为示例，通光层22在基底20的顶面的正投影，覆盖光敏层21在基底20的顶面的正投影，以使得目标波段的入射光经过通光层22通入雪崩光电二极管中。

作为示例，滤光层24在基底20的顶面的正投影，覆盖通光层22在基底20的顶面的正投影，以过滤入射光的光信号，使得目标波段的光信号进入通光层22，而除目标波段之外的光信号不能进入通光层22及光敏层21。

作为示例，遮光层23在基底20的顶面的正投影，覆盖基底20除光敏层21外的顶面，以在目标波段的入射光经过通光层22通入雪崩光电二极管的同时，更好地阻挡侧面入射的杂散光，改善信噪比。

作为示例，请继续参阅图4，半导体结构200还包括电极25，电极25沿厚度方向(例如oy方向)贯穿滤光层24及通光层22，电极25的底面与光敏层21沿厚度方向远离基底20的表面相接触。相应地，电极25所在位置的通光层22及滤光层24处均可以设置有开口，以设置电极25，电极25的顶面高于滤光层24的顶面，且电极25沿第二方向，即厚度方向(例如oy方向)延伸，用做光电二极管的导电端子。

作为示例，请参阅图1及图4，图1示出了在传统技术中，滤光片13设置在封装外壳12上，由于雪崩光电二极管的整体尺寸较大，传统的光电探测技术中增加窄带滤光措施的方式通常会导致封装成本过高，滤光片13尺寸较大，增加了不必要的材料成本。而图4的滤光层24设置在通光层22及遮光层23沿厚度方向(例如oy方向)远离基底20表面的一侧。与图1相比，图4中滤光层24的尺寸减小，节省了由于雪崩光电二极管尺寸较大而多出的封装成本，减少了不必要的材料成本，并且能够过滤从侧面入射的杂散光或噪声，提高雪崩光电二极管的探测效果，增加其探测的准确度，更利于需要集成化应用的场景，且更好地滤除侧面入射的杂散光，从而减小暗电流和噪声，并提高了滤光效果，降低了暗电流及噪声对光电探测带来的不良影响。

于上述实施例中的半导体装置2000中，装置外壳300内部设置有半导体结构200，半导体结构200包括基底20、通光层22、遮光层23以及滤光层24。当入射光被射进滤光层24时，滤光层24将目标波段的光信号通入通光层22中，然后光信号经过通光层22入射到基底20中的光敏层21上，以被光敏层21吸收并形成光电流，同时遮光层23阻挡了周围入射的杂散光，保证了入射光的质量，从而减少了暗电流与噪声。本申请提供的半导体装置2000同时改善了传统技术中对于光电探测器100封装成本过高以及滤光效果过查的问题，将遮光层23设置在通光层22周围，并将滤光层24设置在通光层22上方的技术方案，能够在减少光电探测封装工艺成本的同时，提高光电探测器100的性能及其探测精度。

请注意，上述实施例仅出于说明性目的而不意味对本申请的限制。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种半导体结构，其特征在于，包括：

基底，其内部形成有光敏层，所述光敏层的顶面与所述基底的顶面相平齐；

通光层，位于所述光敏层沿所述基底的厚度方向远离所述基底的表面；

遮光层，位于所述基底的顶面，且位于所述通光层沿第一方向的相对两侧；所述第一方向垂直于所述厚度方向；以及

滤光层，位于所述通光层及所述遮光层的沿所述厚度方向远离所述基底的一侧。

2.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述通光层在所述基底的顶面的正投影，覆盖所述光敏层在所述基底的顶面的正投影。

3.根据权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，所述滤光层在所述基底的顶面的正投影，覆盖所述通光层在所述基底的顶面的正投影。

4.根据权利要求3所述的半导体结构，其特征在于，所述遮光层在所述基底的顶面的正投影，覆盖所述基底除所述光敏层外的顶面。

5.根据权利要求4所述的半导体结构，其特征在于，还包括：

电极，沿所述厚度方向贯穿所述滤光层及所述通光层，所述电极的底面与所述光敏层沿所述厚度方向远离所述基底的表面相接触。

6.根据权利要求1-5任一项所述的半导体结构，其特征在于，所述通光层的材料包括透光材料。

7.根据权利要求1-5任一项所述的半导体结构，其特征在于，所述遮光层的材料包括非透光材料。

8.根据权利要求1-5任一项所述的半导体结构，其特征在于，所述滤光层包括窄带滤光片。

9.根据权利要求1-5任一项所述的半导体结构，其特征在于，所述基底包括雪崩光电二极管。

10.一种半导体装置，其特征在于，包括：

装置外壳；以及

权利要求1-9任一项所述的半导体结构，至少部分位于所述装置外壳的容置腔内。

Images