專利名稱：用于光探測器陣列的前側(cè)電觸點(diǎn)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施方案涉及正一本征一負(fù)(PIN)或者負(fù)一本征一正 (NIP)光電二極管陣列，以及制造PIN/NIP光電二極管陣列的方法。
背景技術(shù)：
正一本征一負(fù)(PIN)光電二極管(或者"PIN二極管")在本領(lǐng) 域中是公知的。PIN光電二極管包括夾在分別用作陽極和陰極的較重的 p摻雜和n摻雜半導(dǎo)體區(qū)之間的輕摻雜本征區(qū)。PIN光電二極管的傳感 器表面通常涂覆有氧化物或氮化物鈍化層。PIN 二極管的名字源于正、 本征和負(fù)(P-I-N)材料的疊層順序。
一般來說，光電二極管是將光轉(zhuǎn)化成電流的半導(dǎo)體器件。PIN 二 極管通常在其作為入射輻射的強(qiáng)度、波長和調(diào)制率的函數(shù)的電導(dǎo)率方 面顯示出增加。
發(fā)明內(nèi)容
簡要地說，本發(fā)明的實(shí)施方案包括光電二極管，該光電二極管包
括具有前表面和后側(cè)表面的半導(dǎo)體。該半導(dǎo)體包括具有第一導(dǎo)電性的
第一有源層，具有與第一導(dǎo)電性相反的第二導(dǎo)電性的第二有源層，以
及分開第一和第二有源層的本征層。光電二極管還包括具有穿過第二 有源層和本征層延伸到第一有源層中的深度的多個隔離溝槽。該隔離
溝槽設(shè)置為將光電二極管分成多個單元，且形成與多個單元中每一個 下方的第一有源層電連通的中心溝槽區(qū)。側(cè)壁有源擴(kuò)散區(qū)沿著每一個 隔離溝槽側(cè)壁延伸隔離溝槽深度，并且通過用第一導(dǎo)電性的摻雜劑摻 雜隔離溝槽的至少部分側(cè)壁而形成。導(dǎo)電材料填充隔離溝槽。第一電 觸點(diǎn)經(jīng)由中心溝槽區(qū)與多個單元中每一個下方的第一有源層電連通。多個第二電觸點(diǎn)分別與多個單元中一個的第二有源層電連通。第一電 觸點(diǎn)和該多個第二電觸點(diǎn)形成在光電二極管的前表面上。
本發(fā)明的另一實(shí)施方案包括制造光電二極管的方法，該方法包括 提供具有前表面和后側(cè)表面的半導(dǎo)體的步驟。該半導(dǎo)體包括具有第一 導(dǎo)電性的第一有源層、具有與第一導(dǎo)電性相反的第二導(dǎo)電性的第二有 源層，以及將第一和第二有源層分開的本征層。該方法還包括形成具 有穿過第二有源層和本征層延伸到第一有源層中的深度的多個隔離溝
槽的步驟。該隔離溝槽設(shè)置為將光電二極管分成多個單元，和形成與 多個單元中每一個下方的第一有源層電連通的中心溝槽區(qū)。該方法還
包括以下步驟用第一導(dǎo)電性的慘雜劑摻雜隔離溝槽的至少部分側(cè)壁， 以形成沿著每個隔離溝槽側(cè)壁延伸隔離溝槽深度的側(cè)壁有源擴(kuò)散區(qū)， 用導(dǎo)電材料填充隔離溝槽，形成經(jīng)由中心溝槽區(qū)與多個單元中每一個 下方的第一有源層電連通的第一電觸點(diǎn)，以及形成分別與多個單元中 一個的第二有源層電連通的多個第二電觸點(diǎn)。第一電觸點(diǎn)和該多個第 二電觸點(diǎn)形成在光電二極管的前表面上。
本發(fā)明的再一實(shí)施方案包括在絕緣體上硅(SOI)半導(dǎo)體的至少兩 個電元件之間形成電觸點(diǎn)的方法，該方法包括下列步驟提供具有第 一導(dǎo)電性的第一區(qū)域和第二導(dǎo)電性的第二區(qū)域的絕緣體上硅半導(dǎo)體， 形成穿過第一區(qū)域延伸到第二區(qū)域中的至少一個溝槽，用第二導(dǎo)電性 的摻雜劑摻雜至少一個溝槽的側(cè)壁，以沿著每個隔離溝槽側(cè)壁形成側(cè) 壁有源擴(kuò)散區(qū)，用導(dǎo)電材料填充該至少一個溝槽，以及形成經(jīng)由該至 少一個溝槽和側(cè)壁有源擴(kuò)散區(qū)而與第一區(qū)域電連通的第一電觸點(diǎn)。
當(dāng)結(jié)合附圖時，將更好地理解本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的以下詳細(xì)描 述。為了說明本發(fā)明，圖中示出了目前優(yōu)選的實(shí)施方案。然而，應(yīng)當(dāng) 理解，本發(fā)明不限于所示出的精確排列和手段。圖中
圖1是根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施方案的光電二極管的俯視圖，所示的圖省略了氧化物層，且示出了半透明的第一電觸點(diǎn)，以說明在第 一電觸點(diǎn)下方的中心溝槽區(qū)；
圖2是沿著圖1的線2 — 2取得的圖1的光電二極管的局部側(cè)面剖 視圖，該圖省略了外圍的隔離溝槽，且示出了中心溝槽區(qū)的第一種排 列；
圖3是根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施方案的光電二極管的局部側(cè)面 剖視圖，該圖省略了第二有源層，省略了外圍的隔離溝槽，且示出了 中心溝槽區(qū)的第二實(shí)施方案排列；
圖4A-4F是一系列局部側(cè)面剖視圖，該圖省略了第二有源層，省 略了外圍的隔離溝槽，且示出了制造過程中各階段中的圖3的光電二 極管；
圖5A和5B是用于制造圖1和3的光電二極管的制造方法的步驟 的流程圖；和
圖6是在絕緣體上硅(SOI)半導(dǎo)體的至少兩個電元件之間形成電 觸點(diǎn)的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
僅為了方便起見，以下描述中使用某些術(shù)語，且這些術(shù)語不作限 制作用。詞"右"、"左"、"下部"和"上部"指所參考的圖中的 方向。詞"向里"和"向外"分別是指指向和遠(yuǎn)離所描述物體幾何中 心及其所指部件的方向。術(shù)語包括上面具體提到的詞、其派生詞以及 相似意義的詞。此外，如在權(quán)利要求書和說明書相應(yīng)部分中使用的詞 "一"和"一個"指的是"至少一個"。
如在此所使用的，導(dǎo)電性的參考應(yīng)當(dāng)反映所示出和所描述的實(shí)施 方案。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員知道p型導(dǎo)電性能與n型導(dǎo)電性相轉(zhuǎn)換 且該器件在功能方面仍正確。因此，在此使用了導(dǎo)電性的地方，技術(shù) 人員應(yīng)當(dāng)意識到，在以n型導(dǎo)電性作參考的地方，可替換為p型導(dǎo)電 性，反之亦然。圖標(biāo)記表示相似元件，圖1
一2中示出了根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施方案的正一本征一負(fù)(PIN)光 電二極管10。 PIN光電二極管IO優(yōu)選分成多個單獨(dú)的單元12。于圖1 中示出四個單元12，但是單元12的數(shù)量可以更多或更少。光電二極管 10是具有光敏性前表面14和后側(cè)表面16的半導(dǎo)體。光電二極管10包 括形成第一有源層22的半導(dǎo)體基板20。第一有源層22具有后側(cè)表面 24和頂表面26。使用具有第一導(dǎo)電性的摻雜劑重?fù)诫s第一有源層22。 第一導(dǎo)電性優(yōu)選是n型，且第一有源層22優(yōu)選形成陰極。作為替換， 第一導(dǎo)電性可以是p型，且第一有源層22可形成陽極。優(yōu)選地，基板 20由硅(Si)形成，但是作為替換，可由其他材料例如砷化鎵(GaAs)、 鍺(Ge)以及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域非常公知的其他適合材料形成。
具有與第一有源層頂表面26相鄰的后側(cè)表面32和頂表面34的第 二半導(dǎo)體層30形成本征層36。優(yōu)選地，使用n型摻雜劑輕摻雜本征層 36。作為替換，本征層36可由基本不含有雜質(zhì)的半導(dǎo)體材料形成。因 此，不應(yīng)認(rèn)為術(shù)語"本征"是限制性的，且本發(fā)明的本征層36可包括 由半導(dǎo)體制造領(lǐng)域中公知的各種常規(guī)材料形成的純的和摻雜的半導(dǎo)體 基板。
光電二極管10進(jìn)一步包括形成具有與第一有源層30的第一導(dǎo)電 性相反的第二導(dǎo)電性的第二有源層42的第三半導(dǎo)體層40。第二有源層 42具有與本征層頂表面34相鄰的后側(cè)表面44。第二有源層42具有頂 表面46。第二導(dǎo)電性優(yōu)選是p型，且第二有源層42優(yōu)選形成陽極。作 為替換，第二導(dǎo)電性可以是n型，且第二有源層可形成陰極。本征層 36將第一和第二有源層22、 42分開。
優(yōu)選地，氧化物層50形成在第二有源層頂表面46上。氧化物層 50具有與第二有源層頂表面46相鄰的后側(cè)表面52和頂表面54。氧化 物層50 (如果存在的話)形成改善了光電二極管10的光吸收效率的介 電千涉反射鏡。形成多個隔離溝槽70，且溝槽70至少部分地用于將光電二極管 IO分成多個(示出為4個)單元12。如半導(dǎo)體制造領(lǐng)域中公知的，溝 槽70降低了單元12之間的電串?dāng)_。溝槽70優(yōu)選深度為D。，穿過氧化 物層50 (如果存在的話)、第二有源層42、本征層36并至少部分地 延伸到第一有源層22中。優(yōu)選提供外圍溝槽72和內(nèi)部溝槽74。外圍 溝槽72至少在光電二極管10的至少一部分外部周界附近延伸。內(nèi)部 隔離溝槽74通常設(shè)置在內(nèi)部以將光電二極管10分成單元12，將每個 單元12相互電隔離。內(nèi)部隔離溝槽74還設(shè)置為形成與多個單元12中 每一個的第一有源層22電連通的中心溝槽區(qū)76。更具體地，在所示出 的實(shí)施方案中，中心溝槽區(qū)76通過分別從光電二極管10的一側(cè)向相 反側(cè)延伸的兩個中間內(nèi)部溝槽74的交叉而形成。中心溝槽區(qū)76還包 括兩個同心的基本為方形的(當(dāng)從圖1的俯視圖看時)中間溝槽圖案， 其每一個中心都在兩個中間內(nèi)部溝槽74的交叉點(diǎn)附近。每個溝槽70 都包括優(yōu)選設(shè)置在距離光電二極管頂表面14深度為D。處的溝槽底部 78和溝槽側(cè)壁80。如以下將進(jìn)一步討論的，用第一導(dǎo)電性的摻雜劑摻 雜溝槽側(cè)壁80，以形成沿著每一個隔離溝槽側(cè)壁80延伸隔離溝槽深度 的側(cè)壁有源擴(kuò)散區(qū)82。隔離溝槽70優(yōu)選填充有導(dǎo)電材料84，諸如摻 雜的或未摻雜的多晶硅。
在中心溝槽區(qū)76中的隔離溝槽70設(shè)置為在相鄰溝槽70的側(cè)壁80 之間具有橫向間距L (見圖l和2)。在圖l和2中所示出的實(shí)施方案 中，橫向間距L不大于側(cè)壁有源擴(kuò)散區(qū)82橫向深度Ld (見圖3)的兩 倍。因此，側(cè)壁有源擴(kuò)散區(qū)82在中心溝槽區(qū)76中相鄰溝槽70之間至 少基本連續(xù)橫向延伸。
在光電二極管前表面14上，第一電觸點(diǎn)90形成在中心溝槽區(qū)76 的頂部上，且該第一電觸點(diǎn)90與多個單元12中每一個下方的第一有 源層22電連通。由于第一電觸點(diǎn)90與優(yōu)選陰極第一有源層22電接觸， 因此第一電觸點(diǎn)90優(yōu)選是陰極。多個第二電觸點(diǎn)(未示出)也形成在光電二極管前表面14上。多個第二電觸點(diǎn)中每一個都與一個單元12 的第二有源層42電連通。由于第二電觸點(diǎn)(未示出)與優(yōu)選陽極的第 二有源層42接觸，因此第二電觸點(diǎn)優(yōu)選是陽極。
現(xiàn)在參考圖3，在第二實(shí)施方案的光電二極管IO，中，中間溝槽區(qū) 76'中相鄰溝槽70之間的橫向間距L'由第一實(shí)施方案光電二極管10的 橫向間距L增加。第二實(shí)施方案的橫向間距L，大于每一相鄰側(cè)壁有源 擴(kuò)散區(qū)82的橫向深度Lo的兩倍。由此，在第二實(shí)施方案中心溝槽區(qū) 76'中，相鄰側(cè)壁有源擴(kuò)散區(qū)82在相鄰溝槽70之間僅部分延伸。通過 第二實(shí)施方案中心溝槽區(qū)76'的較大占地面積或者俯視圖截面面積，第 二實(shí)施方案第一電觸點(diǎn)90'的長度和寬度等量增加。另外，第二實(shí)施方 案光電二極管10'的操作和結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方案光電二極管10的結(jié)構(gòu) 和操作基本相同或相似。
繼續(xù)參考圖3，通過增加第二實(shí)施方案橫向間距L',以使得側(cè)壁 有源擴(kuò)散區(qū)82在相鄰隔離溝槽70之間僅部分延伸，至少部分本征層 頂部表面34可以用第一導(dǎo)電性的摻雜劑摻雜，以形成至少一個且優(yōu)選 為(如所示出的)多個本征層上表面有源擴(kuò)散區(qū)86。本征層上表面有 源擴(kuò)散區(qū)86由此在本征層上表面34上形成了連至溝槽側(cè)壁有源擴(kuò)散 區(qū)82的電觸點(diǎn)。
現(xiàn)在參考圖4A — 4F和5A—5B，使用制造方法100制造第一和第 二實(shí)施方案光電二極管10和10'。僅為了方便起見，方法100的步驟 由"第一"、"第二"等表示，且這種命名法不必表示所進(jìn)行步驟的 順序。方法IOO包括第一步驟110，提供摻雜以形成具有第一導(dǎo)電性的 第一有源層22的半導(dǎo)體基板20。在第二步驟120中，形成本征層36 的第二層30形成在第一有源層22上。在第三步驟130中，形成具有 與第一導(dǎo)電性相反的第二導(dǎo)電性的第二有源層42的第三層40形成在 本征層36上。在第四步驟140中，氧化物層50形成在第二有源層42 上。在第五步驟150中，光致抗蝕劑掩模形成在氧化物層50上。第一至第五步驟110至150是常規(guī)的且不需要進(jìn)一步詳細(xì)地描述。
在第六步驟160中，形成多個隔離溝槽70，每個溝槽70都具有深 度D。且其穿過第二有源層42和本征層36延伸且至少部分延伸到第一 有源層22中。隔離溝槽70設(shè)置為將光電二極管10或10'分成多個單 元12。隔離溝槽70進(jìn)一步設(shè)置為形成與多個單元12中的每一個下方 的第一有源層22電連通的中心溝槽區(qū)76。
優(yōu)選地，通過常規(guī)半導(dǎo)體制造工藝，諸如等離子體蝕刻、反應(yīng)離 子蝕刻(RIE)或化學(xué)蝕刻，形成溝槽70。如果需要的話，可使用常規(guī) 工藝，諸如等離子體蝕刻或濕法蝕刻，平坦化溝槽側(cè)壁80。圖4A表 示完成第一至第六步驟110至160之后加工中的光電二極管10或者 10，，然而注意第三步驟130的第二有源層42已經(jīng)從圖4A中省略了 。
在優(yōu)選的第七步驟170中，蝕刻與溝槽70上邊緣相鄰的氧化物層 50以形成底切區(qū)56。常規(guī)光致抗蝕劑掩模60可用于保護(hù)未被蝕刻的 那部分氧化物層50。底切區(qū)56優(yōu)選使用濕法蝕刻工藝形成。如下所討 論的，提供底切區(qū)56有利于形成本征層上表面有源擴(kuò)散區(qū)86。圖4B 表示一旦完成第一至第七步驟110至170之后加工中的光電二極管10 或10，。
在第八步驟180中，使用半導(dǎo)體制造領(lǐng)域中非常公知的常規(guī)技術(shù) 去除光致抗蝕劑掩模60，留下氧化物層50以形成在溝槽70或者相鄰 的溝槽頂部邊緣中都不存在的氧化物掩模。在第九和第十步驟190和 200中，分別形成溝槽側(cè)壁80和本征層上表面有源擴(kuò)散區(qū)82、 86。在 第九步驟190中，毯式擴(kuò)散工藝對溝槽側(cè)壁80和與溝槽側(cè)壁相鄰的本 征層上表面施加第一導(dǎo)電性的摻雜劑。在第十步驟200中，推進(jìn)自步 驟190的沉積，以產(chǎn)生有源擴(kuò)散區(qū)82和86。圖4C表示完成第一至第 九步驟110—190之后加工中的光電二極管10或10'。圖4D表示完成 第一至第十步驟110 — 200之后加工中的光電二極管10或10'。使用常規(guī)技術(shù)，諸如離子注入、固體擴(kuò)散、液體擴(kuò)散、旋涂沉積、
等離子體摻雜、氣相摻雜、激光摻雜等，進(jìn)行步驟190、 200的摻雜工 藝。摻雜硼B(yǎng)導(dǎo)致較重的p型區(qū)，摻雜磷導(dǎo)致較重n型區(qū)，而摻雜砷 Ar導(dǎo)致較重的n型區(qū)。根據(jù)本征層36的材料和所需的摻雜強(qiáng)度，可以 利用其它摻雜劑，諸如銻Sb、鉍Bi、鋁A1、銦In、鎵Ga等。
在第十一步驟210中，用導(dǎo)電材料諸如多晶硅填充隔離溝槽70。 多晶硅84可以是摻雜的或是未摻雜的。優(yōu)選使用常規(guī)化學(xué)機(jī)械拋光 (CMP)工藝去除任何過量的多晶硅。圖4E表示完成第一至第十一步 驟110 — 210之后加工中的光電二極管10或10'。
在第十二步驟220中，去除至少在中心溝槽區(qū)76中的部分氧化物 層50，以暴露出本征層36的部分上表面。然后，在第十三步驟230中， 優(yōu)選對中心溝槽區(qū)76的上表面實(shí)施摻雜劑擴(kuò)散工藝，以提供第一電觸 點(diǎn)90和多晶硅84之間良好的歐姆接觸。在第十四步驟240中，第一 電觸點(diǎn)90形成在中心溝槽區(qū)76的上表面上。第一電觸點(diǎn)卯由此分別 與側(cè)壁和本征層上表面有源擴(kuò)散區(qū)82和86電連通。圖4F表示完成第 一至第十四步驟110 — 240之后加工中的光電二極管IO或10'。在第十 五步驟250中，形成多個第二電觸點(diǎn)(未示出)，其分別與每個單元 12的第二有源層42電連通。
使用半導(dǎo)體制造領(lǐng)域中公知的常規(guī)技術(shù)，諸如濺射、蒸發(fā)和/或 電鍍，形成第一電觸點(diǎn)90和多個第二電觸點(diǎn)(未示出)。電觸點(diǎn)可由 用于形成電觸點(diǎn)的常規(guī)材料形成，所述材料諸如鋁、鋁硅合金、銅、 金、銀、鈦、鎢、鎳、或者摻雜或未摻雜的多晶硅。
方法IOO可改進(jìn)以用作在絕緣體上硅(SOI)半導(dǎo)體的至少兩個電 元件之間形成電觸點(diǎn)的方法。參考圖6， SOI方法300包括第一步驟 310，提供具有第一導(dǎo)電性的第一區(qū)和第二導(dǎo)電性的第二區(qū)的絕緣體上硅半導(dǎo)體(和前面一樣，方法300步驟的順序標(biāo)志符不必反映所實(shí)施
步驟的順序)。在第二步驟320中，形成穿過第一區(qū)延伸到第二區(qū)中 的至少一個溝槽。在第三步驟330中，至少一個溝槽的側(cè)壁摻雜有第 二導(dǎo)電性的摻雜劑，以沿著每一個隔離溝槽側(cè)壁形成側(cè)壁有源擴(kuò)散區(qū)。 在第四步驟340中，用導(dǎo)電材料諸如摻雜或未摻雜的多晶硅填充至少 一個溝槽。在第五步驟350中，形成與第一區(qū)經(jīng)由至少一個溝槽和側(cè) 壁有源擴(kuò)散區(qū)電連通的第一電觸點(diǎn)。
由前述內(nèi)容，可看出本發(fā)明的實(shí)施方案涉及具有第一電觸點(diǎn)和形 成在光敏感前表面上的多個第二電觸點(diǎn)的光電二極管。本發(fā)明的實(shí)施 方案進(jìn)一步涉及制造這種光電二極管的方法。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理 解，可對上述實(shí)施方案作出改變，而不超出其寬泛的發(fā)明原理。因此 應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于所公開的具體實(shí)施方案，而是旨在覆蓋本申 請的構(gòu)思和范圍內(nèi)的改進(jìn)。
權(quán)利要求
1. 一種光電二極管，該光電二極管包括半導(dǎo)體，該半導(dǎo)體具有前表面和后側(cè)表面并且包括具有第一導(dǎo)電性的第一有源層，具有與第一導(dǎo)電性相反的第二導(dǎo)電性的第二有源層，和將第一和第二有源層分開的本征層；多個隔離溝槽，具有穿過第二有源層和本征層延伸到第一有源層中的深度，該隔離溝槽設(shè)置為將光電二極管分成多個單元，且該隔離溝槽設(shè)置為形成與所述多個單元中每一個下方的第一有源層電連通的中心溝槽區(qū)；側(cè)壁有源擴(kuò)散區(qū)，沿著每個隔離溝槽側(cè)壁延伸隔離溝槽深度，并通過用第一導(dǎo)電性的摻雜劑摻雜隔離溝槽的至少部分側(cè)壁而形成；填充隔離溝槽的導(dǎo)電材料；經(jīng)由中心溝槽區(qū)與所述多個單元中每一個下方的第一有源層電連通的第一電觸點(diǎn)；和分別與所述多個單元之一的第二有源層電連通的多個第二電觸點(diǎn)，第一電觸點(diǎn)和所述多個第二電觸點(diǎn)形成在光電二極管的前表面上。
2. 如權(quán)利要求1的光電二極管，其中隔離溝槽設(shè)置在中心溝槽區(qū) 中，以在相鄰溝槽之間具有不大于每個側(cè)壁有源擴(kuò)散區(qū)橫向深度兩倍 的橫向間距，以使側(cè)壁有源擴(kuò)散區(qū)在中心溝槽區(qū)中的相鄰溝槽之間基 本連續(xù)地橫向延伸。
3. 如權(quán)利要求2的光電二極管，其中隔離溝槽設(shè)置在中心溝槽區(qū) 中，以在相鄰溝槽之間具有基本上等于每個側(cè)壁有源擴(kuò)散區(qū)橫向深度 兩倍的橫向間距。
4. 如權(quán)利要求1的光電二極管，其中所述溝槽設(shè)置在中心溝槽區(qū) 中，以在相鄰溝槽之間具有大于每個側(cè)壁有源擴(kuò)散區(qū)橫向深度兩倍的橫向間距，以使側(cè)壁有源擴(kuò)散區(qū)在中心溝槽區(qū)中的相鄰溝槽之間僅部 分橫向延伸。
5.如權(quán)利要求1的光電二極管，其中第一導(dǎo)電性是p型和n型中 的一種，并且第二導(dǎo)電性是p型和n型中的另一種。
6. 如權(quán)利要求1的光電二極管，
7. 如權(quán)利要求6的光電二極管， 性的摻雜劑。
8. 如權(quán)利要求6的光電二極管， 雜有第一導(dǎo)電性的摻雜劑。其中所述導(dǎo)電材料是多晶硅。 其中所述多晶硅摻雜有第一導(dǎo)電其中本征層的至少部分上表面摻
9. 如權(quán)利要求1的光電二極管，其中第一有源層是陰極和陽極中 的一種，并且第二有源層是陰極和陽極中的另一種。
10. 如權(quán)利要求1的光電二極管，其中每個隔離溝槽沿著溝槽深 度的形狀基本上呈線性且具有縱軸。
11. 如權(quán)利要求10的光電二極管，其中隔離溝槽縱軸基本上垂直 于所述前表面。
12. —種制造光電二極管的方法，該方法包括 提供半導(dǎo)體，該半導(dǎo)體具有前表面和后側(cè)表面并且包括 具有第一導(dǎo)電性的第一有源層，具有與第一導(dǎo)電性相反的第二導(dǎo)電性的第二有源層，和 將第一和第二有源層分開的本征層；形成具有穿過第二有源層和本征層延伸到第一有源層中的深度的 多個隔離溝槽，該隔離溝槽設(shè)置為將光電二極管分成多個單元，且該隔離溝槽設(shè)置為形成與所述多個單元中每一個下方的第一有源層電連 通的中心溝槽區(qū)；用第一導(dǎo)電性的摻雜劑摻雜隔離溝槽的至少部分側(cè)壁，以形成沿著每個隔離溝槽側(cè)壁延伸隔離溝槽深度的側(cè)壁有源擴(kuò)散區(qū)；用導(dǎo)電材料填充隔離溝槽；形成經(jīng)由中心溝槽區(qū)與所述多個單元中每一個下方的第一有源層 電連通的第一電觸點(diǎn)；和形成分別與所述多個單元之一的第二有源層電連通的多個第二電 觸點(diǎn)，第一電觸點(diǎn)和所述多個第二電觸點(diǎn)形成在光電二極管的前表面 上。
13. 如權(quán)利要求12的制造光電二極管的方法，其中本征層的至少 部分上表面摻雜有第一導(dǎo)電性的摻雜劑，以形成至少一個本征層上表 面有源擴(kuò)散區(qū)。
14. 如權(quán)利要求13的制造光電二極管的方法，其中本征層上表面 的摻雜包括第一步驟毯式摻雜；和之后的第二步驟推進(jìn)工藝。
15. 如權(quán)利要求12的制造光電二極管的方法，其中溝槽側(cè)壁的摻 雜使用離子注入、固體擴(kuò)散、液體擴(kuò)散、旋涂沉積、等離子體摻雜、 氣相摻雜和激光摻雜中的一種來實(shí)施。
16. 如權(quán)利要求12的制造光電二極管的方法，其中溝槽側(cè)壁的摻 雜包括第一步驟毯式摻雜；和之后的第二步驟推進(jìn)工藝。
17. 如權(quán)利要求12的制造光電二極管的方法，其中所述多個隔離 溝槽使用等離子體蝕刻、反應(yīng)離子蝕刻(RIE)和化學(xué)蝕刻中的一種形 成。
18. 如權(quán)利要求12的制造光電二極管的方法，該方法進(jìn)一步包括在第二有源層上形成氧化物層； 在氧化物層上形成光致抗蝕劑層以形成蝕刻掩模； 蝕刻光致抗蝕劑掩模下方的氧化物層，以形成接近光致抗蝕劑掩 模邊緣的底切區(qū)。
19. 如權(quán)利要求18的制造光電二極管的方法，其中使用反應(yīng)離子 蝕刻來蝕刻所述氧化物層。
20. 通過如權(quán)利要求12的方法制造的光電二極管。
21. 在絕緣體上硅(SOI)半導(dǎo)體的至少兩個電元件之間形成電觸點(diǎn)的方法，該方法包括提供具有第一導(dǎo)電性的第一區(qū)和第二導(dǎo)電性的第二區(qū)的絕緣體上硅半導(dǎo)體；形成穿過第一區(qū)延伸到第二區(qū)中的至少一個溝槽； 用第二導(dǎo)電性的摻雜劑摻雜所述至少一個溝槽的側(cè)壁，以沿著每 一個隔離溝槽側(cè)壁形成側(cè)壁有源擴(kuò)散區(qū)；用導(dǎo)電材料填充所述至少一個溝槽；和形成經(jīng)由所述至少一個溝槽和側(cè)壁有源擴(kuò)散區(qū)而與第一區(qū)電連通 的第一電觸點(diǎn)。
全文摘要
一種光電二極管，其包括半導(dǎo)體，該半導(dǎo)體具有前和后側(cè)表而以及由本征層分開的具有相反導(dǎo)電性的第一和第二有源層。填充有導(dǎo)電材料的多個隔離溝槽延伸到第一有源層中，將光電二極管分成多個單元，并形成與每個單元下方的第一有源層電連通的中心溝槽區(qū)。側(cè)壁有源擴(kuò)散區(qū)沿著每個側(cè)壁延伸溝槽深度，并通過用第一導(dǎo)電性的摻雜劑摻雜至少部分側(cè)壁而形成。第一觸點(diǎn)經(jīng)由中心溝槽區(qū)與每個單元下方的第一有源層電連通。多個第二觸點(diǎn)分別與所述多個單元之一的第二有源層電連通。第一和第二觸點(diǎn)形成在光電二極管的前表面上。
文檔編號H01L29/76GK101432885SQ200780014816
公開日2009年5月13日 申請日期2007年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月2日
發(fā)明者休·J·格里芬, 康納爾·布羅岡, 科馬克·麥克納馬拉, 羅賓·威爾遜 申請人:艾斯莫斯技術(shù)有限公司