[發明專利]一種具有多指漏極的光電探測器件及其制作方法

在審

• 申請號: 201910577217.1
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110289273A
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 金湘亮;曹勝果
• 申請（專利權）人: 湖南師范大學
• 主分類號: H01L27/144
• 分類號: H01L27/144;H01L31/0352;H01L31/18
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙) 43108
• 代理人: 陳偉

本發明公開了一種具有多指漏極的光電探測器件，包括P型襯底，P型襯底上嵌有高壓深N阱，高壓深N阱上嵌有P阱，P型襯底與高壓深N阱、高壓深N阱與P阱形成兩個二極管結構；P阱上設有多個同心的環形N+漏極，P阱上設有環形P+源極，P+源極與位于最外側的N+漏極之間設有環形柵極，多個N+漏極與P阱形成PN結的感光結構。本發明采用多指的N+注入區作為漏極并與P阱形成具有紫外/藍紫光響應的光電二極管的結構進行感光，同時利用P阱與高壓深N阱以及高壓深N阱與P型襯底所形成的兩個二極管結構，通過電極引出端形成短路結構，有效降低了器件對可見/近紅外光的響應程度，提高了器件的紫外/藍紫光的波長選擇性。

技術領域

本發明涉及一種光電探測器件，特別涉及一種具有多指漏極的光電探測器件及其制作方法。

背景技術

隨著當前的微納米電子技術和集成電路的飛速發展，紫外光電二極管在響應度、量子效率等方面有了較大的提升。目前的紫外光電探測器件基本都是基于二極管結構的，主要有光電發射型紫外光電二極管等。采用硅材料制作的紫外光電探測器一般其量子效率較低，響應度較差。基于新型材料制作的光電探測器體積大，價格昂貴等，而且加工工藝復雜，不能與當前主流的制作工藝兼容，制約其發展。

硅材料對紫外/藍紫光具有較淺的吸收深度，主要是因為紫外/藍紫光的吸收系數很大，幾乎所有波長小于380nm的光波都在局里硅表面100nm以內的深度被吸收。傳統的標準CMOS工藝制作的紫外光電二極管對紫外表現出較差的響應，而且噪聲較大。硅基PN結行紫外光電二極管體積小，制作工藝簡單，且能與硅工藝兼容，但是由于擊穿電壓較高，帶來了較大的靜態功耗。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種結構簡單、靈敏度高、的具有多指漏極的光電探測器件，并提供其制作方法。

本發明解決上述問題的技術方案是：一種具有多指漏極的光電探測器件，包括P型襯底，P型襯底上表面中間內嵌有圓柱形高壓深N阱，高壓深N阱上表面中間內嵌有圓柱形P阱，P型襯底與高壓深N阱形成二極管結構Ⅰ，高壓深N阱與P阱形成二極管結構Ⅱ；

所述P阱上表面中間設有多個同心的環形N+漏極，P阱上表面位于N+漏極外側設有1個環形P+源極，P+源極與位于最外側的N+漏極之間設有環形柵極，多個N+漏極與P阱形成PN結的感光結構；

所述P型襯底上表面位于高壓深N阱外側區域設有環形P+注入區作為P型襯底連接電極；所述高壓深N阱上表面位于P阱外側區域設有環形N+注入區作為高壓深N阱的連接電極。

上述具有多指漏極的光電探測器件，多個N+漏極與P+源極位于同一平面。

上述具有多指漏極的光電探測器件，所述P型襯底采用P型材料制成，P型材料為在硅中摻入元素周期表中第四族元素。

上述具有多指漏極的光電探測器件，所述高壓深N阱采用N型材料制成， N型材料為在硅中摻入元素周期表中第五族元素。

一種具有多指漏極的光電探測器件的制作方法，包括以下步驟：

步驟一：在P型襯底上生長二氧化硅層，在二氧化硅層上通過低壓化學氣象淀積方法淀積一層氮化硅層；

步驟二：通過第一次光刻，并進行磷離子Ⅰ注入，在P型襯底上形成一個高壓深N阱，并通過高溫退火，激活磷離子Ⅰ；

步驟三：通過第二次光刻，并進行輕摻雜的硼離子Ⅰ的注入，在高壓深N阱內形成P阱，并通過高溫退火 , 激活硼離子Ⅰ；

步驟四：通過第三次光刻，在P阱上形成柵極；

步驟五：通過第四次光刻，并進行重摻雜的磷離子Ⅱ的注入，在P阱內形成多個N+注入區作為多指漏極，并通過高溫退火，激活磷離子Ⅱ；