勻分布在第一摻雜區(qū)120表面上，在溫度為25?50°C條件下，使得第一摻雜區(qū)120與KOH溶液發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)時間為30?120秒。
[0043]當(dāng)采用外延生長的方式形成多個表面變化部121時，在第一摻雜區(qū)120的上表面形成了類四棱錐結(jié)構(gòu)、向外凸起的表面變化部121，其結(jié)構(gòu)如圖5 (b)所示。上述外延生長的工藝優(yōu)選包括但不限于采用氣相外延、蒸發(fā)、濺射。在本申請的一種可選實施方式中，采用低壓化學(xué)氣相沉積工藝制作表面變化部121，其優(yōu)選的工藝條件為:以H2和SiH4為反應(yīng)氣體，磷元素(磷烷或三氯化磷)或硼元素(乙硼烷或三氯化硼)為摻雜物，反應(yīng)氣壓為I X 12 ?I X KT1Pa,反應(yīng)溫度為 400 ?650°C。
[0044]完成在第一摻雜區(qū)120的表面形成表面變化部121的步驟之后，在第一摻雜區(qū)120的上表面上形成具有與表面變化部121形狀相符的結(jié)構(gòu)變化部的第二摻雜區(qū)130。在本申請的一種優(yōu)選實施方式中，上述形成第二摻雜區(qū)130的步驟包括:對第一摻雜區(qū)120的上表面進行離子注入，形成第二預(yù)備摻雜區(qū)；對第二預(yù)備摻雜區(qū)進行退火，形成第二摻雜區(qū)130。在上述步驟中，離子注入及退火工藝為現(xiàn)有技術(shù)，其具體工藝參數(shù)可以按照現(xiàn)有技術(shù)進行設(shè)置。在本申請的一種優(yōu)選實施方式中，上述離子注入的工藝條件為:注入離子為硼離子，注入離子的劑量范圍為2.0E+12?1.2E+13cnT2，注入離子的能量范圍為5?15Kev，離子的注入深度為20?50納米；上述退火的工藝條件為:退火溫度為900?1200°C，退火時間為30?60秒。
[0045]在上述步驟中，由于第一摻雜區(qū)120的上表面具有向內(nèi)凹陷或向外凸起的表面變化部121，因此經(jīng)過上述步驟制得的第二摻雜區(qū)130會形成與該表面變化部121形狀相符的結(jié)構(gòu)變化部。例如在上述向內(nèi)凹陷的表面變化部121上的內(nèi)壁上摻雜形成相應(yīng)結(jié)構(gòu)變化部，形成如圖6 (a)中所示的基體結(jié)構(gòu)。又例如在上述向外凸起的表面變化部121的外表面上摻雜形成相應(yīng)結(jié)構(gòu)變化部，形成圖6 (b)中所示的基體結(jié)構(gòu)。
[0046]本申請還提供了一種圖像傳感器。該圖像傳感器包括:設(shè)置于襯底上的光電二極管及晶體管，其中上述光電二極管為本申請所提供的光電二極管。其中，上述圖像傳感器的基本單元為像素，由I個光電二極管和3個或4個MOS晶體管構(gòu)成，簡稱為3T類型或4T類型。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)圖像傳感器實際應(yīng)用的領(lǐng)域，選擇采用3T類型或4T類型。
[0047]在本申請的一種優(yōu)選實施方式中，上述圖像傳感器的基本單元由I個光電二極管和4個MOS晶體管構(gòu)成，如圖7所示。從圖7中可以看出，該圖像傳感器包括:襯底110和依次形成在該襯底110上的光電二極管100、轉(zhuǎn)移晶體管300和勢阱200。其中光電二極管100為本申請上述所提供的光電二極管；在勢阱200上形成有復(fù)位晶體管220、源跟隨器晶體管210、選擇晶體管230和淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)240。轉(zhuǎn)移晶體管300位于光電二極管100和勢阱200之間，且轉(zhuǎn)移晶體管300的源區(qū)與光電二極管相連接，轉(zhuǎn)移晶體管300的漏區(qū)與源跟隨器晶體管210相連接。上述圖像傳感器中，MOS晶體管的組成為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。具有上述結(jié)構(gòu)的圖像傳感器的有效感光面積得到增加，填充因子也得到提高，進而使圖像傳感器的可靠性及良率降低。
[0048]從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明上述的實施例實現(xiàn)了如下技術(shù)效果:
[0049](I)通過在第一摻雜區(qū)的上表面上形成一個或多個向外凸起或向內(nèi)凹陷的表面變化部，從而在光電二極管中第二摻雜區(qū)在襯底上所占區(qū)域的橫截面積不變的情況下，增加了第二摻雜區(qū)的表面積，進而增加了光電二極管的有效感光面積及填充因子。
[0050](2)通過改變該表面變化部與襯底平面之間的角度還能降低光的反射，從而提高光電二極管的有效光電轉(zhuǎn)換效率。
[0051]以上所述僅為本申請的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本申請，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本申請的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種光電二極管，包括摻雜在襯底上表面上的第一摻雜區(qū)，以及摻雜在所述第一摻雜區(qū)上表面上的第二摻雜區(qū)，所述第一摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)的導(dǎo)電類型不同，其特征在于，所述第一摻雜區(qū)的上表面上具有一個或多個向外凸起或向內(nèi)凹陷的表面變化部，所述第二摻雜區(qū)設(shè)置在所述第一摻雜區(qū)的上表面上，具有與所述表面變化部形狀相符的結(jié)構(gòu)變化部。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電二極管，其特征在于，所述表面變化部為向外突起或向內(nèi)凹陷的類四棱錐結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光電二極管，其特征在于，所述第一摻雜區(qū)的上表面上具有多個所述類四棱錐結(jié)構(gòu)，且各類四棱錐結(jié)構(gòu)在所述第一摻雜區(qū)的上表面連續(xù)排布。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的光電二極管，所述類四棱錐結(jié)構(gòu)的高度為第一摻雜區(qū)厚度的1/8?1/4，所述第二摻雜區(qū)的厚度為類四棱錐結(jié)構(gòu)的高度的1/10?1/5。5.一種光電二極管的制作方法，包括在襯底的上表面上形成第一摻雜區(qū)，在所述第一摻雜區(qū)的上表面上形成導(dǎo)電類型不同于所述第一摻雜區(qū)的第二摻雜區(qū)，其特征在于， 在形成所述第二摻雜區(qū)的步驟之前，在所述第一摻雜區(qū)的表面形成具有一個或多個向外凸起或向內(nèi)凹陷的表面變化部； 在形成所述第二摻雜區(qū)的步驟中，在所述第一摻雜區(qū)的上表面上形成與所述表面變化部形狀相符的結(jié)構(gòu)變化部。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制作方法，其特征在于，形成所述表面變化部的步驟包括:通過外延生長的方式在所述第一摻雜區(qū)的表面上形成向外凸起的表面變化部；或者通過濕法刻蝕的方式在所述第一摻雜區(qū)的表面上形成向內(nèi)凹陷的表面變化部，優(yōu)選地，所述表面變化部為向外突起的類四棱錐結(jié)構(gòu)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制作方法，其特征在于，形成多個所述表面變化部時，形成所述表面變化部的步驟包括:在所述第一摻雜區(qū)的表面上形成圖案化的掩膜層；通過濕法刻蝕或外延生長的方式在所述第一摻雜區(qū)的裸露表面上形成多個所述表面變化部。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制作方法，其特征在于，在所述襯底上表面形成所述第一摻雜區(qū)的步驟包括: 對所述襯底的上表面進行離子注入，形成第一預(yù)備摻雜區(qū)；以及 對所述第一預(yù)備摻雜區(qū)進行退火，形成所述第一摻雜區(qū)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制作方法，其特征在于，形成所述第二摻雜區(qū)的步驟包括: 對所述第一摻雜區(qū)具有所述表面變化部的上表面進行離子注入，形成第二預(yù)備摻雜區(qū)；以及 對所述第二預(yù)備摻雜區(qū)進行退火，形成具有與所述表面變化部形狀相符的結(jié)構(gòu)變化部的所述第二摻雜區(qū)。10.一種圖像傳感器，包括設(shè)置于襯底上的光電二極管，其特征在于，所述光電二極管為權(quán)利要求1至4中任一項所述的光電二極管。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光電二極管、其制作方法及包括其的圖像傳感器。其中，光電二極管，包括摻雜在襯底上表面上的第一摻雜區(qū)，以及摻雜在第一摻雜區(qū)上表面上的第二摻雜區(qū)，第一摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)的導(dǎo)電類型不同，第一摻雜區(qū)的上表面上具有一個或多個向外凸起或向內(nèi)凹陷的表面變化部，第二摻雜區(qū)設(shè)置在第一摻雜區(qū)的上表面上，具有與表面變化部形狀相符的結(jié)構(gòu)變化部。該光電二極管在光電二極管中第二摻雜區(qū)在襯底上所占區(qū)域的橫截面積不變的情況下，增加了第二摻雜區(qū)的表面積，進而增加了光電二極管的有效感光面積及填充因子。
【IPC分類】H01L31/0352, H01L31/103, H01L27/146, H01L31/18
【公開號】CN104952966
【申請?zhí)枴緾N201410126908
【發(fā)明人】宋化龍
【申請人】中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2014年3月31日