[发明专利]一种具有多指漏极的光电探测器件及其制作方法

说明书

本发明公开了一种具有多指漏极的光电探测器件，包括P型衬底，P型衬底上嵌有高压深N阱，高压深N阱上嵌有P阱，P型衬底与高压深N阱、高压深N阱与P阱形成两个二极管结构；P阱上设有多个同心的环形N+漏极，P阱上设有环形P+源极，P+源极与位于最外侧的N+漏极之间设有环形栅极，多个N+漏极与P阱形成PN结的感光结构。本发明采用多指的N+注入区作为漏极并与P阱形成具有紫外/蓝紫光响应的光电二极管的结构进行感光，同时利用P阱与高压深N阱以及高压深N阱与P型衬底所形成的两个二极管结构，通过电极引出端形成短路结构，有效降低了器件对可见/近红外光的响应程度，提高了器件的紫外/蓝紫光的波长选择性。

技术领域

本发明涉及一种光电探测器件，特别涉及一种具有多指漏极的光电探测器件及其制作方法。

背景技术

随着当前的微纳米电子技术和集成电路的飞速发展，紫外光电二极管在响应度、量子效率等方面有了较大的提升。目前的紫外光电探测器件基本都是基于二极管结构的，主要有光电发射型紫外光电二极管等。采用硅材料制作的紫外光电探测器一般其量子效率较低，响应度较差。基于新型材料制作的光电探测器体积大，价格昂贵等，而且加工工艺复杂，不能与当前主流的制作工艺兼容，制约其发展。

硅材料对紫外/蓝紫光具有较浅的吸收深度，主要是因为紫外/蓝紫光的吸收系数很大，几乎所有波长小于380nm的光波都在局里硅表面100nm以内的深度被吸收。传统的标准CMOS工艺制作的紫外光电二极管对紫外表现出较差的响应，而且噪声较大。硅基PN结行紫外光电二极管体积小，制作工艺简单，且能与硅工艺兼容，但是由于击穿电压较高，带来了较大的静态功耗。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、灵敏度高、的具有多指漏极的光电探测器件，并提供其制作方法。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种具有多指漏极的光电探测器件，包括P型衬底，P型衬底上表面中间内嵌有圆柱形高压深N阱，高压深N阱上表面中间内嵌有圆柱形P阱，P型衬底与高压深N阱形成二极管结构Ⅰ，高压深N阱与P阱形成二极管结构Ⅱ；

所述P阱上表面中间设有多个同心的环形N+漏极，P阱上表面位于N+漏极外侧设有1个环形P+源极，P+源极与位于最外侧的N+漏极之间设有环形栅极，多个N+漏极与P阱形成PN结的感光结构；

所述P型衬底上表面位于高压深N阱外侧区域设有环形P+注入区作为P型衬底连接电极；所述高压深N阱上表面位于P阱外侧区域设有环形N+注入区作为高压深N阱的连接电极。

上述具有多指漏极的光电探测器件，多个N+漏极与P+源极位于同一平面。

上述具有多指漏极的光电探测器件，所述P型衬底采用P型材料制成，P型材料为在硅中掺入元素周期表中第四族元素。

上述具有多指漏极的光电探测器件，所述高压深N阱采用N型材料制成， N型材料为在硅中掺入元素周期表中第五族元素。

一种具有多指漏极的光电探测器件的制作方法，包括以下步骤：

步骤一：在P型衬底上生长二氧化硅层，在二氧化硅层上通过低压化学气象淀积方法淀积一层氮化硅层；

步骤二：通过第一次光刻，并进行磷离子Ⅰ注入，在P型衬底上形成一个高压深N阱，并通过高温退火，激活磷离子Ⅰ；

步骤三：通过第二次光刻，并进行轻掺杂的硼离子Ⅰ的注入，在高压深N阱内形成P阱，并通过高温退火 , 激活硼离子Ⅰ；

步骤四：通过第三次光刻，在P阱上形成栅极；

步骤五：通过第四次光刻，并进行重掺杂的磷离子Ⅱ的注入，在P阱内形成多个N+注入区作为多指漏极，并通过高温退火，激活磷离子Ⅱ；