[發明專利]一種硅基環形多波段探測器及其制作方法

有效

• 申請號: 202010035419.6
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111628013B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 萬景;劉冉;葉懷宇;張國旗
• 申請（專利權）人: 深圳第三代半導體研究院
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/0336;H01L31/105;H01L31/18
• 代理公司: 北京華創智道知識產權代理事務所(普通合伙) 11888
• 代理人: 彭隨麗

1.一種硅基環形多波段探測器，其特征在于：所述硅基環形多波段探測器自下而上依次為下電極（8），P-硅襯底（1），禁帶寬度為Eg1的N+硅層（2），N+氮化物層（3），i-氮化物層（4），禁帶寬度為Eg2的P+氮化物層（5），上電極（6），其中Eg2Eg1；其中所述上電極（6）位于所述P+氮化物層（5）端部，中電極（7）位于所述N+硅層（2）上靠近端部位置且覆蓋部分所述N+氮化物層（3）端部；所述中電極（7）和上電極（6）為環狀結構；

暴露出的所述N+氮化物層（3）為環狀結構；

所述上電極（6）寬度為10nm至 10μm，厚度為 10nm 至 1μm；所述中電極（7）寬度為10nm至 10μm，厚度為 10nm 至 1μm；

暴露出的所述N+氮化物層（3）寬度為10nm 至 10μm，厚度為 10nm 至 1μm。

2.如權利要求1所述的硅基環形多波段探測器，其特征在于：所述環狀結構為圓環或方環。

3.如權利要求1所述的硅基環形多波段探測器，其特征在于：所述氮化物為III-V族氮化物，所述III-V族氮化物為AlGaN或GaN。

4.如權利要求1所述的硅基環形多波段探測器，其特征在于：所述P-硅襯底（1）弱P摻雜，摻雜濃度為10¹⁵cm^-3至10¹⁹cm^-3。

5.如權利要求1所述的硅基環形多波段探測器，其特征在于：所述N+硅層（2）重N摻雜,摻雜濃度為10¹⁸cm^-3至10²¹cm^-3，摻雜元素為磷，砷或銻。

6.如權利要求1所述的硅基環形多波段探測器，其特征在于：所述N+氮化物層（3）重N摻雜，摻雜濃度為10¹⁸cm^-3 至 10²¹cm^-3，所述P+氮化物層（5）重P摻雜，摻雜濃度為10¹⁸cm^-3 至10²¹cm^-3。

7.一種硅基環形多波段探測器的制作方法，其特征在于：包括

在P-硅襯底（1）上形成禁帶寬度為Eg1的N+硅層（2）；

在所述N+硅層（2）上生長N+氮化物層（3）；

在所述N+氮化物層（3）上生長i-氮化物層（4）；

在所述i-氮化物層（4）上生長禁帶寬度為Eg2的P+氮化物層（5），其中Eg2Eg1；

刻蝕所述P+氮化物層（5）端部和所述i-氮化物層（4）端部，使得所述P+氮化物層（5）和所述i-氮化物層（4）側面共面，形成第一臺面結構；

刻蝕所述N+氮化物層（3）端部使得所述N+氮化物層（3）上表面面積大于所述i-氮化物層（4）下表面面積，形成第二臺面結構；

在所述P+氮化物層（5）端部形成環形上電極（6）的接觸通孔，沉積環形上電極（6）；

在所述N+硅層（2）上靠近端部位置且覆蓋部分所述N+氮化物層（3）端部形成中電極（7）的接觸通孔，沉積環形中電極（7）；

在所述P-硅襯底（1）底部沉積下電極（8）；

暴露出的所述N+氮化物層（3）為環狀結構；

所述上電極（6）寬度為10nm至 10μm，厚度為 10nm 至 1μm；所述中電極（7）寬度為10nm至 10μm，厚度為 10nm 至 1μm；

暴露出的所述N+氮化物層（3）寬度為10nm 至 10μm，厚度為 10nm 至 1μm。

8.如權利要求7所述的硅基環形多波段探測器的制作方法，其特征在于：形成所述禁帶寬度為Eg1的N+硅層（2）方式為離子注入或擴散注入。

9.如權利要求7所述的硅基環形多波段探測器的制作方法，其特征在于：沉積所述環形上電極（6）和沉積所述環形中電極（7）方法為電子束蒸發、熱蒸發或物理氣相沉積。