本发明涉及光电探测器，特别涉及一种雪崩二极管、光电二极管器件和探测器。
背景技术：
1、单光子雪崩二极管(spad,single photon avalanche diode)是一种具有单光子探测灵敏度的半导体光电探测器，它利用pn结工作在反向击穿电压之上会发生雪崩效应的特点，可以将吸收光产生的载流子进行倍增，产生一个大电流被外部电路检测到，从而实现光电探测的过程。
2、现有的光电二极管结构中，一般为中部区域雪崩击穿，为了减少边缘区域发生击穿，通常会在主结的边缘设置保护环，而保护环因工艺限制需具有特定最小尺寸，故而对于尺寸小的二极管器件，会压缩雪崩击穿区域的面积，从而影响探测效率。
技术实现思路
1、本发明的主要目的是提供一种雪崩二极管，旨在减小尺寸小的二极管器件的边缘击穿并提高其探测效率。
2、为实现上述目的，本发明提出的雪崩二极管包括：
3、衬底，具有第一掺杂类型，所述衬底形成有相对的第一表面和第二表面；
4、第一半导体区，具有第二掺杂类型，所述第一半导体区由所述第一表面向所述第二表面延伸设置；
5、第二半导体区，具有所述第二掺杂类型，所述第二半导体区由所述第一表面向所述第二表面延伸设置，并包裹于所述第一半导体区的周缘，所述第二半导体区的掺杂浓度小于所述第一半导体区的掺杂浓度；
6、第三半导体区，具有所述第一掺杂类型，所述第三半导体区由所述第二半导体区背离所述第一表面的一侧向所述第二表面延伸设置，所述第三半导体区与所述第一半导体区在所述第一表面至第二表面的方向上至少部分重叠；以及
7、第四半导体区，具有所述第一掺杂类型，所述第四半导体区的掺杂浓度大于所述第三半导体区的掺杂浓度，所述第四半导体区与所述第二半导体区之间在平行于所述第一表面的方向上具有间隔，所述第四半导体区设于所述第一表面或第二表面，并以所述第一半导体区的中垂线为轴对称设置。
8、在本申请可能的一实施例中，在平行于所述第一表面的方向上，所述第二半导体区的边缘与所述第一半导体区的边缘之间的间距为x，其中，x≥0.2μm。
9、在本申请可能的一实施例中，在平行于所述第一表面的方向上，所述第三半导体区的横截面面积与所述第一半导体区的横截面面积相等。
10、在本申请可能的一实施例中，所述雪崩二极管还包括隔离区和第五半导体区，所述第五半导体区具有第一掺杂类型，并由所述第一表面向所述第二表面延伸设置，所述第五半导体区环设于所述第二半导体区的边缘，并与所述第二半导体区间隔设置，所述隔离区环设于所述第五半导体区的外周缘，并与所述第五半导体区相邻设置。
11、在本申请可能的一实施例中，所述第四半导体区由所述第一表面朝向所述第二表面延伸设置，所述第四半导体区呈环状，所述第五半导体区包裹于所述第四半导体区的周缘，所述第四半导体区的掺杂浓度大于所述第五半导体区的掺杂浓度；
12、在平行于所述第一表面的方向上，所述第二半导体区与所述第五半导体区之间的间距为z1，其中，z1≥0.5μm。
13、在本申请可能的一实施例中，所述衬底的掺杂浓度在所述第二表面至所述第一表面的方向上呈梯度递减趋势，所述第四半导体区由所述第二表面朝向所述第一表面延伸设置，所述第四半导体区呈环状，并位于所述隔离区的内周侧；
14、在平行于所述第一表面的方向上，所述第二半导体区与所述第五半导体区之间的间距为z2，其中，z2≥0.3μm。
15、在本申请可能的一实施例中，所述隔离区由所述第一表面贯穿延伸至所述第二表面，并以所述第一半导体区的纵向中垂线为轴对称设置，所述第五半导体区背离所述第一表面的表面的深度大于所述第三半导体区背离第一表面的表面的深度。
16、在本申请可能的一实施例中，所述第二半导体区以所述第一半导体区的纵向中垂线为轴对称设置；
17、且/或，所述第五半导体区以所述第一半导体区的纵向中垂线为轴对称设置。
18、在本申请可能的一实施例中，所述第二表面为入光面；
19、且/或，所述第一掺杂类型为p型，所述第二掺杂类型为n型。
20、本发明还公开一种光电二极管器件，包括如上任一所述的雪崩二极管和电路基板，所述电路基板包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件与所述第一半导体区对接电连接，所述第二连接件与所述第四半导体区对接电连接
21、在本申请可能的一实施例中，所述第一连接件为铜柱或硅通孔；
22、且/或，所述第二连接件为铜柱或硅通孔。
23、本发明还公开一种探测器，所述探测器包括多个如上述的光电二极管器件，多个所述光电二极管器件呈阵列排布。
24、本发明技术方案的雪崩二极管包括衬底、第一半导体区、第二半导体区、第三半导体区以及第四半导体区，所述衬底形成有相对的第一表面和第二表面；第二半导体区和第一半导体区的掺杂类型相同，第三半导体区和第四半导体区的掺杂类型相同，第一半导体区、第二半导体区与第三半导体区共同配合形成主结，第一半导体区和第四半导体区用于起到欧姆接触的作用。通过在第一半导体区的周缘围设有第二半导体区，因第二半导体区的掺杂浓度小于第一半导体区的，能够在第一半导体区的周侧形成保护作用，避免发生边缘击穿。该结构的设置相比于相关技术中的单独设置的保护环，对边缘击穿的抑制效果更好，并同时提升了有效雪崩面积占比，从而可提升雪崩二极管的探测效率，并有利于器件的小型化。
25、同时，将第四半导体区设置在与第二半导体区具有一定间隔处的位置，并以第一半导体区的纵向中垂线对称设置，该结构的设置可以减少第四半导体区对第二半导体区和第三半导体区的电场分布的影响，通过调整第二半导体区和第三半导体区的掺杂浓度和尺寸，可以使得主结的电场分布和雪崩击穿概率分布更加均匀，从而进一步提升雪崩二极管的探测效率。
1.一种雪崩二极管，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的雪崩二极管，其特征在于，在平行于所述第一表面的方向上，所述第二半导体区的边缘与所述第一半导体区的边缘之间的间距为x，其中，x≥0.2μm。
3.如权利要求2所述的雪崩二极管，其特征在于，在平行于所述第一表面的方向上，所述第三半导体区的横截面面积与所述第一半导体区的横截面面积相等。
4.如权利要求1至3中任一项所述的雪崩二极管，其特征在于，所述雪崩二极管还包括隔离区和第五半导体区，所述第五半导体区具有第一掺杂类型，并由所述第一表面向所述第二表面延伸设置，所述第五半导体区环设于所述第二半导体区的边缘，并与所述第二半导体区间隔设置，所述隔离区环设于所述第五半导体区的外周缘，并与所述第五半导体区相邻设置。
5.如权利要求4所述的雪崩二极管，其特征在于，所述第四半导体区由所述第一表面朝向所述第二表面延伸设置，所述第四半导体区呈环状，所述第五半导体区包裹于所述第四半导体区的周缘，所述第四半导体区的掺杂浓度大于所述第五半导体区的掺杂浓度；
6.如权利要求4所述的雪崩二极管，其特征在于，所述衬底的掺杂浓度在所述第二表面至所述第一表面的方向上呈梯度递减趋势，所述第四半导体区由所述第二表面朝向所述第一表面延伸设置，所述第四半导体区呈环状，并位于所述隔离区的内周侧；
7.如权利要求4所述的雪崩二极管，其特征在于，所述隔离区由所述第一表面贯穿延伸至所述第二表面，并以所述第一半导体区的纵向中垂线为轴对称设置，所述第五半导体区背离所述第一表面的表面的深度大于所述第三半导体区背离第一表面的表面的深度。
8.如权利要求4所述的雪崩二极管，其特征在于，所述第二半导体区以所述第一半导体区的纵向中垂线为轴对称设置；
9.如权利要求1至3中任一项所述的雪崩二极管，其特征在于，所述第二表面为入光面；
10.一种光电二极管器件，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的雪崩二极管和电路基板，所述电路基板包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件与所述第一半导体区对接电连接，所述第二连接件与所述第四半导体区对接电连接。
11.如权利要求10所述的光电二极管器件，其特征在于，所述第一连接件为铜柱或硅通孔；
12.一种探测器，其特征在于，包括多个如权利要求10或11所述的光电二极管器件，多个所述光电二极管器件呈阵列排布。
