[發(fā)明專(zhuān)利]具有垂直側(cè)壁敏感層的紅外探測(cè)器及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710516399.2
• 申請(qǐng)日: 2017-06-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107393999B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 康曉旭
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海集成電路研發(fā)中心有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L31/101
• 分類(lèi)號(hào): H01L31/101;H01L31/112;H01L31/113
• 代理公司: 上海天辰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;陳慧弘

本發(fā)明提供了一種具有垂直側(cè)壁敏感層的紅外探測(cè)器及其制備方法，通過(guò)在半導(dǎo)體襯底上形成至少一條鰭結(jié)構(gòu)；在鰭結(jié)構(gòu)側(cè)壁可以采用離子注入形成敏感層；在鰭結(jié)構(gòu)底部形成下電極層，下電極層與敏感層底部相接觸；以及在鰭結(jié)構(gòu)上方形成上電極層，上電極層與敏感層頂部相接觸。本發(fā)明通過(guò)設(shè)置垂直側(cè)壁敏感層來(lái)降低光刻對(duì)敏感層的影響，減小對(duì)敏感層的靈敏度的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有垂直側(cè)壁敏感層的紅外探測(cè)器及其制備方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)非制冷式紅外探測(cè)器敏感層是平面結(jié)構(gòu)，上下電極之間夾設(shè)敏感層。傳統(tǒng)電阻設(shè)計(jì)時(shí)，其阻值受到光刻和刻蝕尺寸、薄膜厚度等諸多因素的影響，導(dǎo)致其均勻性變差；陣列內(nèi)像元敏感電阻均勻性變差以后，需要通過(guò)ASIC電路設(shè)計(jì)中增加補(bǔ)償電阻進(jìn)行補(bǔ)償，但該技術(shù)的補(bǔ)償能力是有限的，且會(huì)增加電路的復(fù)雜性和成本，導(dǎo)致產(chǎn)品整體性能下降、成本上升。此外由于部分敏感材料的電阻率較高，而減小偏制電壓必須降低敏感電阻的設(shè)計(jì)值，此時(shí)，對(duì)傳統(tǒng)平面結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)是非常困難的。

因此，急需研究如何降低光刻、薄膜厚度對(duì)敏感層的影響，從而提高敏感層精度和整個(gè)器件的靈敏度。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服以上問(wèn)題，本發(fā)明旨在提供一種紅外探測(cè)器及其制備方法，通過(guò)設(shè)置垂直側(cè)壁敏感層來(lái)降低光刻對(duì)敏感層的影響。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種紅外探測(cè)器，其包括：

一半導(dǎo)體襯底；

位于所述半導(dǎo)體襯底上的至少一條鰭結(jié)構(gòu)；

位于鰭結(jié)構(gòu)側(cè)壁的敏感層；

位于鰭結(jié)構(gòu)底部的下電極層，下電極層與敏感層底部相接觸；以及

位于鰭結(jié)構(gòu)上方的上電極層，上電極層與敏感層頂部相接觸。

優(yōu)選地，所述敏感層環(huán)繞多條鰭結(jié)構(gòu)的側(cè)壁呈連續(xù)態(tài)。

優(yōu)選地，鰭結(jié)構(gòu)構(gòu)成至少一個(gè)鰭結(jié)構(gòu)單元，鰭結(jié)構(gòu)單元具有以下特征：具有M條鰭結(jié)構(gòu)，其中，M-1條鰭結(jié)構(gòu)平行排列，剩余的一條鰭結(jié)構(gòu)與所述M-1條鰭結(jié)構(gòu)的每個(gè)端部呈垂直相交排列。

優(yōu)選地，所述剩余的一條鰭結(jié)構(gòu)的一側(cè)壁的一部分不設(shè)置敏感層，所述上電極層的引出端連接上電極層的一邊緣，并且貼著不設(shè)置敏感層的所述剩余的一條鰭結(jié)構(gòu)的側(cè)壁延伸至半導(dǎo)體襯底表面；并且，所述上電極層的引出端底部不與下電極層相接觸。

優(yōu)選地，所述敏感層還位于所述鰭結(jié)構(gòu)的頂部。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供了一種紅外探測(cè)器的制備方法，其包括：

步驟01：提供一半導(dǎo)體襯底；

步驟02：在半導(dǎo)體襯底表面制備下電極層；

步驟03：在下電極層上制備至少一條鰭結(jié)構(gòu)；

步驟04：在鰭結(jié)構(gòu)的側(cè)壁形成敏感層；

步驟05：在鰭結(jié)構(gòu)上方形成上電極層，上電極層與敏感層頂部相接觸。

優(yōu)選地，所述步驟03中，采用刻蝕工藝制備鰭結(jié)構(gòu)，鰭結(jié)構(gòu)構(gòu)成至少一個(gè)鰭結(jié)構(gòu)單元；至少一個(gè)鰭結(jié)構(gòu)單元具有以下特征：具有M條鰭結(jié)構(gòu)，其中，M-1條鰭結(jié)構(gòu)平行排列，其中剩余的一條鰭結(jié)構(gòu)與所述M-1條鰭結(jié)構(gòu)的每個(gè)端部呈垂直相交排列。

優(yōu)選地，所述步驟04包括：首先，在鰭結(jié)構(gòu)側(cè)壁和頂部沉積敏感層；然后，刻蝕去除位于剩余的一條鰭結(jié)構(gòu)的外側(cè)壁的部分敏感層，將剩余的一條鰭結(jié)構(gòu)的外側(cè)壁暴露出來(lái)。