[發(fā)明專利]光電二極管器件、光電二極管探測器及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611121395.6
• 申請日: 2016-12-07
• 公開（公告）號: CN106784071B
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張嵐;胡海帆;曹雪朋;李軍
• 申請（專利權(quán)）人: 同方威視技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: H01L31/0352
• 分類號: H01L31/0352;H01L31/18
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 倪斌

公開了光電二極管器件、光電二極管探測器及其制造方法。根據(jù)實施例，一種光電二極管器件可以包括：在襯底的第一表面上生長外延層，其中，該外延層被第一類型輕摻雜，且在襯底中形成與該第一類型輕摻雜的外延層相接觸的第一類型重?fù)诫s區(qū)；從襯底的與第一表面相對的第二表面一側(cè)，減薄襯底，并露出第一類型重?fù)诫s區(qū)；從襯底的第二表面一側(cè)，對第一類型重?fù)诫s區(qū)進行構(gòu)圖，以在其中形成溝槽，該溝槽穿透第一類型重?fù)诫s區(qū)而進入外延層中，其中，構(gòu)圖后的第一類型重?fù)诫s區(qū)充當(dāng)光電二極管器件的第一電極區(qū)域；以及在溝槽底部形成第二類型重?fù)诫s的區(qū)域，該區(qū)域充當(dāng)光電二極管器件的第二電極區(qū)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及光電探測器件，具體地，涉及具有改進性能的光電二極管器件及光電二極管探測器及其制造方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體光電二極管陣列通過入射光(例如，直接入射的光線，或者X射線在閃爍體中產(chǎn)生的可見光線)與半導(dǎo)體中原子發(fā)生電離反應(yīng)，從而產(chǎn)生非平衡載流子來檢測入射光的。衡量光電二極管陣列性能的參數(shù)包括分辨率、信噪比、讀出速度、光響應(yīng)以及像素間電荷串?dāng)_等。

例如，X射線經(jīng)過閃爍體產(chǎn)生的短波長可見光，在硅光器件一側(cè)較淺的深度內(nèi)產(chǎn)生電子和空穴載流子。這些光生載流子在器件中漂移或擴散而被另一側(cè)的電極所收集，從而產(chǎn)生電信號。由于晶圓中存在缺陷，為避免大部分的光生載流子被缺陷所收集，在制作背入式光電二極管陣列探測器時，常采用較薄的晶圓片，一般為100～150微米。但是，過薄的晶圓片會降低其整體的機械強度，容易發(fā)生翹曲和碎片等現(xiàn)象。晶圓片出廠再打磨(以使其減薄)也容易引入顆粒污染，降低入射光收集的量子效率。

需要提供新的結(jié)構(gòu)來改進光電二極管器件或光電二極管陣列的至少一部分性能。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本公開的目的至少部分地在于提供一種具有改進性能的光電二極管器件及光電二極管探測器及其制造方法。

根據(jù)本公開的一個方面，提供了一種制造光電二極管器件的方法，包括：在襯底的第一表面上生長外延層，其中，該外延層被第一類型輕摻雜，且在襯底中形成與該第一類型輕摻雜的外延層相接觸的第一類型重?fù)诫s區(qū)；從襯底的與第一表面相對的第二表面一側(cè)，減薄襯底，并露出第一類型重?fù)诫s區(qū)；從襯底的第二表面一側(cè)，對第一類型重?fù)诫s區(qū)進行構(gòu)圖，以在其中形成溝槽，該溝槽穿透第一類型重?fù)诫s區(qū)而進入外延層中，其中，構(gòu)圖后的第一類型重?fù)诫s區(qū)充當(dāng)光電二極管器件的第一電極區(qū)域；以及在溝槽底部形成第二類型重?fù)诫s的區(qū)域，該區(qū)域充當(dāng)光電二極管器件的第二電極區(qū)域。

根據(jù)本公開的另一方面，提供了一種光電二極管器件，包括：第一類型重?fù)诫s的襯底，包括彼此相對的第一表面和第二表面，該第一類型重?fù)诫s的襯底充當(dāng)光電二極管器件的第一電極區(qū)域；在襯底的第一表面上生長的外延層，其中，該外延層被第一類型輕摻雜，且襯底中包括溝槽以露出外延層；以及在溝槽內(nèi)形成的第二類型重?fù)诫s的第二電極區(qū)域，其中，該第二電極區(qū)域與第一電極區(qū)域電隔離。

根據(jù)本公開的另一方面，提供了一種光電二極管探測器，包括由多個上述光電二極管器件構(gòu)成的陣列。

根據(jù)本公開的實施例，一方面，器件的總體厚度可以相對較厚，以保持一定的機械強度；另一方面，第二電極區(qū)域可以相對凹入，從而可以改進電荷收集效率。

附圖說明

通過以下參照附圖對本公開實施例的描述，本公開的上述以及其他目的、特征和優(yōu)點將更為清楚，在附圖中：

圖1A是示出了根據(jù)本公開實施例的光電二極管探測器的俯視圖；

圖1B是示出了沿圖1A所示的AA′線的截面圖；

圖2A-2J是示出了根據(jù)本公開實施例的制造圖1A和1B所示的光電二極管探測器的流程中部分階段的截面圖；

圖3是示出了根據(jù)本公開另一實施例的光電二極管探測器的截面圖；