[发明专利]光传感半导体单元和光传感半导体阵列

说明书

一种光传感半导体单元，包括：衬底；位于所述衬底之上的第一导电类型的第一掺杂区；位于所述第一掺杂区之上的第二导电类型的第二掺杂区；位于所述第二掺杂区之上的第一导电类型的第三掺杂区；及用于隔离所述第一掺杂区和所述第三掺杂区的隔离结构。形成两个耗尽区，打入到这两个耗尽区的光生载流子才能被内建电场扫出，形成光导电流效应。两个耗尽区的设计比传统二极管一个耗尽区设计在吸收光生载流子的效率上大幅度提高；其次在两个耗尽区之外实施特定偏置电压，能够把两个耗尽扩展区特定的最大化扩展，但不形成穿通效应，这样可以形成不同电压和光生载流子吸收效率数据信息，这能够提高光分辨灵敏度。

技术领域

本发明属于光传感半导体技术领域，尤其涉及一种光传感半导体单元和光传感半导体阵列。

背景技术

目前在光敏传感器应用上，光探测主要被用在物联网的传感和智慧控制。因为制造在硅工艺上的光敏二极管或者三极管制造成本低，而且容易集成进CMOS工艺中配合放大读出电路形成集成芯片，所以目前的光探测器件从分立器件不断的进化成带有智能校准电路的系统级芯片。典型的技术方案中使用传统二极管来作为光敏器件单元，而传统二极管存在吸收光生载流子不能最大化，从而使得在转化光生电流效率和灵敏度较低上。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种光传感半导体单元和光传感半导体阵列，旨在解决使用传统二极管吸收光生载流子存在不能最大化，使得在转化光生电流效率和灵敏度较低上的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种光传感半导体单元，包括：

衬底；

位于所述衬底之上的第一导电类型的第一掺杂区；

位于所述第一掺杂区之上的第二导电类型的第二掺杂区；

位于所述第二掺杂区之上的第一导电类型的第三掺杂区；及

用于隔离所述第一掺杂区和所述第三掺杂区的隔离结构。

在一些实施例中，还包括阳极电极和阴极电极，所述第一掺杂区电连接到所述阳极电极，所述第三掺杂区电连接到所述阴极电极。

在一些实施例中，所述第一掺杂区包括位于表面的第一导电类型的高浓度电接触掺杂区，所述高浓度电接触掺杂区电连接到所述阳极电极，所述高浓度电接触掺杂区与所述第三掺杂区之间以所述隔离结构相互隔离。

在一些实施例中，所述第一导电类型为n型，所述第二导电类型为p型，所述衬底具有所述第二导电类型。

在一些实施例中，所述第三掺杂区在所述衬底方向的第一垂直投影落入所述第二掺杂区在所述衬底方向上的第二垂直投影内，所述第一垂直投影的面积小于或者等于所述第二垂直投影的面积。

在一些实施例中，所述隔离结构为浅沟槽隔离结构。

在一些实施例中，所述隔离结构为二氧化硅隔离结构或者场氧化隔离结构。

在一些实施例中，所述隔离结构形成于所述第一掺杂区和所述第三掺杂区之间，以及所述光传感半导体单元外侧。

在一些实施例中，还包括覆盖于所述第一掺杂区之上，使所述第三掺杂区至少部分能受光的遮光层。

本发明实施例的第二方面提供了一种光传感半导体阵列，包括阵列排布的多个上述的光传感半导体单元，所述隔离结构还用于隔离各个所述光传感半导体单元之间的所述第一掺杂区和/或所述第三掺杂区。