[發(fā)明專利]帶有門柵控制的平面探測晶體管器件及其形成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710264832.8
• 申請日: 2017-04-21
• 公開（公告）號: CN107123695B
• 公開（公告）日: 2019-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 潘立陽;孫科陽;張立濤
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: H01L31/0352
• 分類號: H01L31/0352;H01L31/11;H01L31/18
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤

1.一種帶有門柵控制的平面探測晶體管器件，其特征在于，包括：

襯底；

形成在所述襯底之上的氧化層；

形成在所述氧化層之上的硅外延層，所述硅外延層在水平方向上依次設(shè)置有重摻雜的施主發(fā)射區(qū)、第一輕摻雜的受主基區(qū)、第二輕摻雜基區(qū)、施主收集區(qū)和重摻雜的施主歐姆接觸區(qū)，所述施主收集區(qū)用于當作光子或電子的探測窗口；

形成在所述第二輕摻雜基區(qū)之上的門柵結(jié)構(gòu)；

形成在所述第一輕摻雜的受主基區(qū)之上的第一側(cè)墻；

形成在所述門柵結(jié)構(gòu)一側(cè)的第二側(cè)墻；

其中，所述門柵結(jié)構(gòu)位于所述第一側(cè)墻和所述第二側(cè)墻之間；

形成在所述門柵結(jié)構(gòu)之下的虛擬收集區(qū)，其中所述虛擬收集區(qū)通過在所述第一輕摻雜的受主基區(qū)和所述施主收集區(qū)之間設(shè)置第二輕摻雜基區(qū)，并在所述門柵結(jié)構(gòu)施加正向偏壓，同時在所述施主收集區(qū)和所述施主發(fā)射區(qū)之間施加正向偏壓形成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有門柵控制的平面探測晶體管器件，其特征在于，所述門柵結(jié)構(gòu)包括：

形成在所述第二輕摻雜基區(qū)之上的柵氧層；

形成在所述柵氧層之上的金屬柵或多晶硅柵。

3.一種帶有門柵控制的平面探測晶體管器件的形成方法，其特征在于，包括以下步驟：

提供襯底；

在所述襯底之上形成氧化層；

在所述氧化層之上形成硅外延層，所述硅外延層在水平方向上依次設(shè)置有重摻雜的施主發(fā)射區(qū)、第一輕摻雜的受主基區(qū)、第二輕摻雜的基區(qū)、施主收集區(qū)和重摻雜的施主歐姆接觸區(qū)，所述施主收集區(qū)用于當作光子或電子的探測窗口；

在所述第二輕摻雜基區(qū)之上形成門柵結(jié)構(gòu)；

在所述第一輕摻雜的受主基區(qū)之上形成第一側(cè)墻；

在所述門柵結(jié)構(gòu)一側(cè)的形成第二側(cè)墻，其中，所述門柵結(jié)構(gòu)位于所述第一側(cè)墻和所述第二側(cè)墻之間；

在所述門柵結(jié)構(gòu)施加正向偏壓，同時在所述施主收集區(qū)和所述施主發(fā)射區(qū)之間施加正向偏壓，以使所述第二輕摻雜基區(qū)變?yōu)樘摂M收集區(qū)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶有門柵控制的平面探測晶體管器件的形成方法，其特征在于，還包括：

當器件復(fù)位階段時，在所述門柵結(jié)構(gòu)施加零或負向偏壓。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶有門柵控制的平面探測晶體管器件的形成方法，其特征在于，所述門柵結(jié)構(gòu)包括：

形成在所述第二輕摻雜基區(qū)之上的柵氧層；

形成在所述柵氧層之上的金屬柵或多晶硅柵。