[發明專利]光電傳感器及其制造方法

有效

• 申請號: 201710848379.5
• 申請日: 2017-09-19
• 公開（公告）號: CN107634079B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 王凱;周賢達;郭海成;王文;張猛
• 申請（專利權）人: 中山晟欣信息科技有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 戴志攀

1.一種光電傳感器，其特征在于，包括：

襯底；

第一柵極，所述第一柵極設于所述襯底之上；

第一柵介質層，所述第一柵介質層覆蓋于所述第一柵極的外表面；

半導體有源區，所述半導體有源區設于所述第一柵介質層之上，所述半導體有源區包括溝道區及分別位于所述溝道區兩側的源區和漏區；

第二柵介質層，所述第二柵介質層覆蓋于所述半導體有源區外表面；

第二柵極，所述第二柵極設于所述第二柵介質層之上，且所述第二柵極位于所述溝道區的上方；

導電層，所述導電層設于所述第二柵介質層之上，且所述導電層覆蓋于所述第二柵極的外表面，所述導電層與所述第二柵極形成歐姆接觸；

半導體感光層，所述半導體感光層設于所述導電層之上，所述半導體感光層與所述導電層形成歐姆接觸；

勢壘層，所述勢壘層位于所述半導體感光層之上，所述勢壘層與所述半導體感光層接觸并形成載流子勢壘；

第三柵極，所述第三柵極設于所述勢壘層之上；

鈍化層，所述鈍化層設于所述第二柵介質層之上，所述鈍化層覆蓋于所述導電層的邊緣部、所述半導體感光層的邊緣部以及所述勢壘層的邊緣部，且所述第三柵極位于所述鈍化層的上表面；

源極，所述源極依次貫穿通過所述鈍化層及所述第二柵介質層，以與所述源區相接觸；以及

漏極，所述漏極依次貫穿通過所述鈍化層及所述第二柵介質層，以與所述漏區相接觸。

2.根據權利要求1所述的光電傳感器，其特征在于，所述勢壘層的材料與所述第三柵極的材料相同，所述勢壘層與所述半導體感光層形成肖特基勢壘。

3.根據權利要求1所述的光電傳感器，其特征在于，所述勢壘層的材料為第一導電類型半導體，所述勢壘層與所述半導體感光層形成PN結勢壘。

4.根據權利要求1所述的光電傳感器，其特征在于，所述勢壘層的材料為絕緣材料，所述第三柵極、所述勢壘層以及所述半導體感光層形成MIS勢壘。

5.根據權利要求1-4任一項所述的光電傳感器，其特征在于，所述源區與所述漏區的導電類型相同。

6.根據權利要求1-4任一項所述的光電傳感器，其特征在于，所述源區、所述漏區和/或所述溝道區的材料為多晶硅、非晶硅、非晶銦鎵鋅氧化物或有機半導體。

7.根據權利要求1-4任一項所述的光電傳感器，其特征在于，所述導電層的材料為金屬或第二導電類型半導體。

8.根據權利要求1-4任一項所述的光電傳感器，其特征在于，所述半導體感光層的導電類型為本征類型或輕摻雜類型，所述半導體感光層的材料為氫化非晶硅或有機物半導體。

9.根據權利要求1-4任一項所述的光電傳感器，其特征在于，所述第三柵極的材料為氧化銦錫。

10.一種光電傳感器的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：

在襯底的上表面形成第一柵極；

在所述第一柵極的外表面形成第一柵介質層；

在所述第一柵介質層的上表面形成半導體材料層；

在所述半導體材料層的外表面形成第二柵介質層；

在所述第二柵介質層的上表面形成第二柵極；

以所述第二柵極為掩膜，將所述半導體材料層進行離子注入摻雜處理，分別形成源區、漏區及溝道區，即得半導體有源區；

在所述第二柵極的外表面形成導電層，所述導電層與所述第二柵極形成歐姆接觸；

在所述導電層的上表面形成半導體感光層，所述半導體感光層與所述導電層形成歐姆接觸；

在所述第二柵介質層的上表面、所述導電層的兩端部、所述半導體感光層外表面分別形成鈍化層；

將所述鈍化層進行刻蝕處理，并在所述半導體感光層的上表面形成勢壘層和第三柵極，所述勢壘層與所述半導體感光層接觸并形成載流子勢壘；

將所述鈍化層及所述導電層分別進行刻蝕處理，源極依次貫穿通過所述鈍化層及所述第二柵介質層，以接觸所述源區的表面；漏極依次貫穿通過所述鈍化層及所述第二柵介質層，以接觸所述漏區的表面，即得所述光電傳感器。