[發(fā)明專利]光電傳感器及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710848379.5
• 申請(qǐng)日: 2017-09-19
• 公開（公告）號(hào): CN107634079B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王凱;周賢達(dá);郭海成;王文;張猛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中山晟欣信息科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L27/146
• 分類號(hào): H01L27/146
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 戴志攀

本發(fā)明涉及一種光電傳感器及其制造方法。該光電傳感器傳感器包括襯底，設(shè)在襯底上方的第一柵極，覆蓋于第一柵極表面的第一柵介質(zhì)層，設(shè)在第一柵介質(zhì)層上表面的溝道區(qū)、源區(qū)及漏區(qū)，覆蓋于溝道區(qū)、源區(qū)及漏區(qū)表面的第二柵介質(zhì)層，與源區(qū)相接觸的源極，與漏區(qū)相接觸的漏極，設(shè)在第二柵介質(zhì)層上表面且位于溝道區(qū)上方的第二柵極，覆蓋于第二柵極表面并與其形成歐姆接觸的導(dǎo)電層，位于導(dǎo)電層上表面并與其形成歐姆接觸的半導(dǎo)體感光層，位于半導(dǎo)體感光層上表面并與其形成載流子勢(shì)壘的勢(shì)壘層、位于勢(shì)壘層之上的第三柵極。該光電傳感器能夠用于大面積成像，并具有高空間分辨率，高靈敏度，且響應(yīng)速度快。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件領(lǐng)域，特別是涉及一種光電傳感器及其制造方法。

背景技術(shù)

光電傳感器是數(shù)字成像技術(shù)的基礎(chǔ)，廣泛應(yīng)用于數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)和醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域。傳統(tǒng)技術(shù)中用于數(shù)字成像技術(shù)的光電傳感器主要包括基于單晶硅的CMOS傳感器、CCD傳感器以及基于氫化非晶硅的光電傳感器。其中，基于單晶硅的CMOS傳感器和CCD傳感器具有良好的空間分辨率、靈敏度及響應(yīng)速度，但是其成像面積較小，難以用于大面積成像，例如醫(yī)療領(lǐng)域的X光成像。而基于氫化非晶硅的光電傳感器可以用于大面積成像，但是其空間分辨率低，靈敏度差，且響應(yīng)速度慢。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要提供一種能夠用于大面積成像，并具有高空間分辨率，高靈敏度，且響應(yīng)速度快的光電傳感器及其制造方法。

一種光電傳感器，包括：

襯底；

第一柵極，所述第一柵極設(shè)于所述襯底之上；

第一柵介質(zhì)層，所述第一柵介質(zhì)層覆蓋于所述第一柵極的外表面；

半導(dǎo)體有源區(qū)，所述半導(dǎo)體有源區(qū)設(shè)于所述第一柵介質(zhì)層之上，所述半導(dǎo)體有源區(qū)包括溝道區(qū)及分別位于所述溝道區(qū)兩側(cè)的源區(qū)和漏區(qū)；

第二柵介質(zhì)層，所述第二柵介質(zhì)層覆蓋于所述半導(dǎo)體有源區(qū)外表面；

第二柵極，所述第二柵極設(shè)于所述第二柵介質(zhì)層之上，且所述第二柵極位于所述溝道區(qū)的上方；

導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層設(shè)于所述第二柵介質(zhì)層之上，且所述導(dǎo)電層覆蓋于所述第二柵極的外表面，所述導(dǎo)電層與所述第二柵極形成歐姆接觸；

半導(dǎo)體感光層，所述半導(dǎo)體感光層設(shè)于所述導(dǎo)電層之上，所述半導(dǎo)體感光層與所述導(dǎo)電層形成歐姆接觸；

勢(shì)壘層，所述勢(shì)壘層位于所述半導(dǎo)體感光層之上，所述勢(shì)壘層與所述半導(dǎo)體感光層接觸并形成載流子勢(shì)壘；

第三柵極，所述第三柵極設(shè)于所述勢(shì)壘層之上；

可選地，所述第三柵極與所述勢(shì)壘層形成歐姆接觸；

鈍化層，所述鈍化層設(shè)于所述第二柵介質(zhì)層之上，所述鈍化層覆蓋于所述導(dǎo)電層的邊緣部、所述半導(dǎo)體感光層的邊緣部以及所述勢(shì)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(guò)所述鈍化層及所述第二柵介質(zhì)層，以與所述源區(qū)相接觸；以及

漏極，所述漏極依次貫穿通過(guò)所述鈍化層及所述第二柵介質(zhì)層，以與所述漏區(qū)相接觸。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述勢(shì)壘層的材料與所述第三柵極的材料相同，所述勢(shì)壘層與所述半導(dǎo)體感光層形成肖特基勢(shì)壘。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述勢(shì)壘層的材料為第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體，所述勢(shì)壘層與所述半導(dǎo)體感光層形成PN結(jié)勢(shì)壘。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述勢(shì)壘層的材料為絕緣材料，所述第三柵極、所述勢(shì)壘層以及所述半導(dǎo)體感光層形成MIS勢(shì)壘。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述源區(qū)與所述漏區(qū)的導(dǎo)電類型相同。