紫外線感測元件以及制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種紫外線感測元件，可供使用于三晶體管影像感測電路中，其包括第一導(dǎo)電型基材、第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)、以及高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)。第一導(dǎo)電型基材具有受光面。第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)設(shè)置于第一導(dǎo)電型基材內(nèi)且鄰接于受光面。高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)，鄰接于第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)下方。本發(fā)明亦提供可使用于四晶體管影像感測電路中的另一種紫外線感測元件，其與連接三晶體管影像感測電路的紫外線感測元件相較，更增加高濃度第一導(dǎo)電型表面摻雜區(qū)，夾置于受光面與第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)之間。此外，前述的紫外線感測元件的制作方法亦被提出。
【專利說明】紫外線感測元件以及制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種紫外線感測元件，且特別是一種具有高訊噪比的紫外線感測元件。
【背景技術(shù)】
[0002]應(yīng)用于傳統(tǒng)半導(dǎo)體的光感測元件，例如光二極管(Photo Diode)，常應(yīng)用于可見光或紅外線的偵測感應(yīng)用途。相對(duì)地，紫外線的波長較短(OlOOnm)，僅能穿透半導(dǎo)體在較淺層區(qū)域以產(chǎn)生光電子，而可見光以及紅外線則可穿透半導(dǎo)體較深區(qū)域并產(chǎn)生光電子以致漂移至較淺層區(qū)域。須偵測受感測光中的紫外線波段時(shí)，來自較長波段光線的漂移光電子常對(duì)紫外線波段的感測訊號(hào)判讀造成干擾；故受感測光須排除不必要波段光線的影響，以得到高訊噪比(S/N ratio)的訊號(hào)質(zhì)量?，F(xiàn)有技術(shù)的解決方式為加多層濾光膜于光感應(yīng)元件上方以濾除不必要的較長波段光線；當(dāng)感測元件接受的受感測光僅有紫外線波段，可降低來自較長波段光線的干擾。
[0003]然而，多層濾光膜的制程良率極低，此因于每堆棧濾光膜一次都增加一次不良率的損耗；此外，堆棧次數(shù)越多，良率就越低；且多層膜的材料成本昂貴，例如銀等貴金屬。因此，如何提升紫外線感測元件的訊噪比，降低制作成本，改善生產(chǎn)良率，實(shí)為相關(guān)領(lǐng)域的人員所重視的議題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，提出一種紫外線感測元件及制作方法，其可有效地提高紫外線感測的質(zhì)量，達(dá)到高訊噪比的效果。
[0005]本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)可以從本發(fā)明所揭露的技術(shù)特征中得到進(jìn)一步的了解。
[0006]為達(dá)上述之一或部分或全部目的或是其它目的，本發(fā)明的一實(shí)施例提出一種紫外線感測元件，例如可供使用于一三晶體管(three-transistor, 3T)影像感測電路中，其包括一第一導(dǎo)電型基材、一第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)、以及一高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)。第一導(dǎo)電型基材具有一受光面。第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)設(shè)置于第一導(dǎo)電型基材內(nèi)且鄰接于受光面。高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)，鄰接于第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)下方。
[0007]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，提出另一種可供使用于三晶體管影像感測電路中的紫外線感測元件，此紫外線感測元件較前實(shí)施例還至少包括一高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)，此高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)鄰接于高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)下方。
[0008]在本發(fā)明的又一實(shí)施例中提出另一種紫外線感測元件，例如可供使用于一四晶體管(four-transistor, 4T)影像感測電路中，其包括一第一導(dǎo)電型基材、一高濃度第一導(dǎo)電型表面摻雜區(qū)、一第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)、以及一高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)。第一導(dǎo)電型基材，具有一受光面。高濃度第一導(dǎo)電型表面摻雜區(qū)，設(shè)置于第一導(dǎo)電型基材內(nèi)且鄰接于受光面。第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)，鄰接于高濃度第一導(dǎo)電型表面摻雜區(qū)下方。高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)，鄰接于第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)下方。[0009]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，提出另一種可供使用一四晶體管影像感測電路中的紫外線感測元件，此紫外線感測元件較前項(xiàng)實(shí)施例還至少包括一高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)，此高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)鄰接于高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)下方。
[0010]本發(fā)明的另一實(shí)施例提出一種紫外線感測元件的制作方法，其至少包括以下步驟:首先，提供一第一導(dǎo)電型基材，其具有一受光面；之后，在受光面下方形成一第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)；以及，形成一高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)，其設(shè)置于第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)下方。
[0011]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，提出另一種紫外線感測元件的制作方法，較前實(shí)施例還至少包括:形成一高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)，其設(shè)置于高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)下方。
[0012]本發(fā)明的一實(shí)施例提出一種紫外線感測元件的制作方法，其至少包括以下步驟:首先，提供一第一導(dǎo)電型基材，其具有一受光面；在受光面下方形成一高濃度第一導(dǎo)電型表面摻雜區(qū)；形成一第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)，其設(shè)置于高濃度第一導(dǎo)電型表面摻雜區(qū)下方；以及，形成一高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)，其設(shè)置于第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)下方。
[0013]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，提出另一種紫外線感測元件的制作方法，較前實(shí)施例還至少包括:形成一高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)，其設(shè)置于高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)下方。
[0014]基于上述，在本發(fā)明的紫外線感測元件，利用鄰接于第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)下的高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)，形成一電位障礙，使來自較長波段光線的漂移光電子不易通過電位障礙而進(jìn)入淺層的第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)，進(jìn)而干擾紫外線波段的訊號(hào)判讀。另外，本紫外線感測元件通過標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體制程進(jìn)行制作，因此可有效地降低紫外線感測元件的制作成本并具有較為簡單的制作步驟。
[0015]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附圖式作詳細(xì)說明如下。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的使用于影像感測電路的紫外線感測元件的局部剖視圖；
[0017]圖2為本發(fā)明另一實(shí)施例的使用于影像感測電路的紫外線感測元件的局部剖視圖；
[0018]圖3為本發(fā)明又一實(shí)施例的使用于影像感測電路的紫外線感測元件的局部剖視圖；
[0019]圖4為本發(fā)明再一實(shí)施例的使用于影像感測電路的紫外線感測元件的局部剖視圖；
[0020]圖5為本發(fā)明一實(shí)施例的使用于影像感測電路的紫外線感測元件的局部剖視圖；
[0021]圖6為本發(fā)明另一實(shí)施例的使用于影像感測電路的紫外線感測元件的局部剖視圖；
[0022]圖7為本發(fā)明又一實(shí)施例的使用于影像感測電路的紫外線感測元件的局部剖視圖；
[0023]圖8為本發(fā)明再一實(shí)施例的使用于影像感測電路的紫外線感測元件的局部剖視圖。
[0024]圖中符號(hào)說明
[0025]10、20、30、40、50、60、70、80 紫外線感測元件[0026]111、211、311、411、511、611、711、811 受光面
[0027]LI受感測光
[0028]11、21、31、41、51、61、71、81 第一導(dǎo)電型基材
[0029]12、22、32、42、52、62、72、82 第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)
[0030]13、23、33、43、53、63、72、82高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)
[0031]24、44、64、84高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)
[0032]321、421、431、7121、721、8121、821、831 側(cè)壁
【具體實(shí)施方式】
[0033]有關(guān)本發(fā)明的前述及其它技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與功效，在以下配合參考附圖的一較佳實(shí)施例的詳細(xì)說明中，將可清楚的呈現(xiàn)。以下實(shí)施例中所提到的方向用語，例如:上、下、左、右、前或后等，僅是參考附加圖式的方向。本發(fā)明中的圖式均屬示意，主要意在表示各裝置以及各元件之間的功能作用關(guān)系，至于形狀、厚度與寬度則并未依照比例繪制。
[0034]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的紫外線感測元件的剖視圖。請(qǐng)參考圖1，本實(shí)施例的一種紫外線感測元件10，例如但不限于可供使用于一三晶體管(3T)影像感測電路中(圖式未顯不)，其包括一第一導(dǎo)電型基材11、一第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)12、以及一高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)13。第一導(dǎo)電型基材11具有一受光面111。第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)12設(shè)置于第一導(dǎo)電型基材11內(nèi)且鄰接于受光面111。高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)13,鄰接于第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)12下方。如此，來自較長波段光線(例如可見光或紅外線以上波長的光線)的漂移光電子會(huì)因高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)13所形成的高電位障礙而被阻隔于紫外光感應(yīng)產(chǎn)生光電子的第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)12外，如此接收的受感測光LI可排除不必要波段光線的影響，達(dá)到高訊噪比的紫外線感測功能。
[0035]請(qǐng)參照?qǐng)D2，其為本發(fā)明另一實(shí)施例的紫外線感測元件的剖視圖。與圖1中前實(shí)施例的結(jié)構(gòu)類似，其中的紫外線感測元件20亦例如但不限于可供使用于一三晶體管影像感測電路中(圖式未顯示)。本實(shí)施例的紫外線感測元件20，其包括一第一導(dǎo)電型基材21、一第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)22、一高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)23、以及一高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)
24。第一導(dǎo)電型基材11具有一受光面111，此受光面111接受一受感測光LI。與圖1的實(shí)施例相較，紫外線感測元件20還至少包括高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)24，此高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)24鄰接于高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)23下方。此結(jié)構(gòu)的目的為除了類似前實(shí)施例的高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)23所形成的高電位障礙外，還增加了高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)24所形成的低電位陷阱，讓較長波段光線的漂移光電子陷于此區(qū)而不易漂移至第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)22，增強(qiáng)阻絕效果。所以，本實(shí)施例利用高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)23以及一高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)24更可降低較長波段光線的漂移光電子的干擾。
[0036]關(guān)于圖1、2顯示的兩組實(shí)施例，其中第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)12、22以及高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)24例如可為N型雜質(zhì)摻雜區(qū)，摻雜的雜質(zhì)例如可為磷或砷；而第一導(dǎo)電型基材
11、21以及高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)13、23例如為P型雜質(zhì)摻雜區(qū)，摻雜的雜質(zhì)例如可為硼。
[0037]參考圖3，其為本發(fā)明又一實(shí)施例的紫外線感測元件的剖視圖，其中的紫外線感測元件30亦例如可供使用于一三晶體管影像感測電路中(圖式未顯示)。類似于圖1的實(shí)施例，紫外線感測元件30包括一第一導(dǎo)電型基材31、一第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)32、以及一高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)33。第一導(dǎo)電型基材31具有一受光面311，此受光面311接受一受感測光LI。第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)32設(shè)置于第一導(dǎo)電型基材31內(nèi)且鄰接于受光面311。高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)33鄰接于第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)32下方，且包覆第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)32的側(cè)壁321并延伸至受光面311，形成一環(huán)繞井的幾何形狀。此結(jié)構(gòu)中，高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)33可供外接于一預(yù)設(shè)電位，以加強(qiáng)對(duì)較長波段光電子的阻絕效果。從半導(dǎo)體制程的角度而言，制作第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)32所使用的屏蔽開口范圍，較制作高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)33的屏蔽開口范圍為小。
[0038]參考圖4，其為本發(fā)明又一實(shí)施例的紫外線感測元件的剖視圖，其中的紫外線感測元件40亦例如可供使用于一三晶體管影像感測電路中(圖式未顯示)。類似于圖2的實(shí)施例，紫外線感測元件40包括一第一導(dǎo)電型基材41、一第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)42、一高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)43，以及一高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)44。第一導(dǎo)電型基材41具有一受光面411，此受光面411接受一受感測光LI。第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)42設(shè)置于第一導(dǎo)電型基材41內(nèi)且鄰接于受光面411。高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)43，鄰接于第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)42下方，且包覆第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)42的側(cè)壁421并延伸至受光面411，形成一環(huán)繞井的幾何形狀。高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)44鄰接于高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)43下方，且包覆高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)43的側(cè)壁431并延伸至受光面411，也形成一環(huán)繞井的幾何形狀。其中，高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)43以及高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)44可各自外接于預(yù)設(shè)電位，以加強(qiáng)對(duì)較長波段光電子的阻絕效果。從半導(dǎo)體制程的角度而言，制作第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)42所使用的屏蔽開口范圍，較高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)43的屏蔽開口范圍小。而制作高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)43的屏蔽開口，又較高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)44的屏蔽開口范圍小。
[0039]圖1、2、3、4中的實(shí)施例，其中第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)的雜質(zhì)距離受光面的摻雜深度較佳宜介于0.2微米以及2微米之間，亦即深于或等于0.2微米、且淺于或等于2微米。高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)的雜質(zhì)距離受光面的摻雜深度較佳宜介于0.6微米以及3微米之間，亦即深于或等于0.6微米、且淺于或等于3微米。高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)距離受光面的的雜質(zhì)摻雜深度較佳宜介于3微米以及6微米之間，亦即深于或等于3微米、且淺于或等于6微米。
[0040]請(qǐng)參考圖5，其為本發(fā)明又一實(shí)施例的紫外線感測元件的剖視圖，其中的紫外線感測元件50例如但不限于可供使用于一四晶體管(4T)影像感測電路中(圖式未顯示)，其包括一第一導(dǎo)電型基材51、一高濃度第一導(dǎo)電型表面摻雜區(qū)512、一第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)52、以及一高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)53。第一導(dǎo)電型基材51,具有一受光面511,接受一受感測光LI。高濃度第一導(dǎo)電型表面摻雜區(qū)512,設(shè)置于第一導(dǎo)電型基材51內(nèi)且鄰接于受光面511。第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)52鄰接于高濃度第一導(dǎo)電型表面摻雜區(qū)512下方。高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)53,鄰接于第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)52下方。其中，設(shè)置高濃度第一導(dǎo)電型表面摻雜區(qū)512的主要目的為與四晶體管影像感測電路相連，其它原理類似于圖1的實(shí)施例。
[0041]圖6為本發(fā)明另一實(shí)施例的紫外線感測元件的剖視圖。與圖5中前實(shí)施例的結(jié)構(gòu)類似，其中的紫外線感測元件60亦例如但不限于可供使用于一四晶體管影像感測電路中(圖式未顯不)。本實(shí)施例的紫外線感測兀件60,其包括一第一導(dǎo)電型基材61、高濃度第一導(dǎo)電型表面摻雜區(qū)612、一第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)62、一高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)63、以及一高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)64。第一導(dǎo)電型基材61具有一受光面611，此受光面611接受一受感測光LI。高濃度第一導(dǎo)電型表面摻雜區(qū)612,設(shè)置于第一導(dǎo)電型基材61內(nèi)且鄰接于受光面611。第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)62鄰接于高濃度第一導(dǎo)電型表面摻雜區(qū)512下方。高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)63，鄰接于第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)62下方。高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)64鄰接于高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)63下方。與圖5的實(shí)施例相較，紫外線感測元件60還至少包括高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)64。此結(jié)構(gòu)的目的為除了類似前實(shí)施例的高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)63所形成的高電位障礙外，更增加了高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)64所形成的低電位陷阱，讓較長波段光線的漂移光電子陷于此區(qū)而不易漂移至第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)62。
[0042]關(guān)于圖5、6顯示的兩組實(shí)施例，其中第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)52、62以及高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)64例如可為N型雜質(zhì)摻雜區(qū)，摻雜的雜質(zhì)例如可為磷或砷；而第一導(dǎo)電型基材
51、61、高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)53、63、以及高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)例如為P型雜質(zhì)摻雜區(qū)，摻雜的雜質(zhì)例如可為硼。
[0043]請(qǐng)參考圖7，其為本發(fā)明再一實(shí)施例的紫外線感測元件的剖視圖，其中的紫外線感測元件70可供使用于一四晶體管影像感測電路中(圖式未顯示)，其包括一第一導(dǎo)電型基材71、一高濃度第一導(dǎo)電型表面摻雜區(qū)712、一第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)72、以及一高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)73。第一導(dǎo)電型基材51,具有一受光面511,接受一受感測光LI。高濃度第一導(dǎo)電型表面摻雜區(qū)712，設(shè)置于第一導(dǎo)電型基材71內(nèi)且鄰接于受光面711。第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)72鄰接于高濃度第一導(dǎo)電型表面摻雜區(qū)712下方。高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)73，鄰接于第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)72下方，且包覆高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)72的側(cè)壁721以及高濃度第一導(dǎo)電型表面摻雜區(qū)712的側(cè)壁7121，并延伸至受光面711，形成一環(huán)繞井的幾何形狀。其中，設(shè)置高濃度第一導(dǎo)電型表面摻雜區(qū)712的主要目的為與四晶體管影像感測電路相連，而高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)73可外接于預(yù)設(shè)電位，以加強(qiáng)對(duì)較長波段光電子的阻絕效果。其它作用原理請(qǐng)參照?qǐng)D1與圖5的實(shí)施例。
[0044]請(qǐng)參考圖8，其為本發(fā)明再一實(shí)施例的紫外線感測元件的剖視圖，其中的紫外線感測元件80亦例如但不限于可供使用于一四晶體管影像感測電路中(圖式未顯示)，其包括一第一導(dǎo)電型基材81、一高濃度第一導(dǎo)電型表面摻雜區(qū)812、一第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)82、一高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)83、以及高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)84。第一導(dǎo)電型基材81，具有一受光面811,接受一受感測光LI。高濃度第一導(dǎo)電型表面摻雜區(qū)812,設(shè)置于第一導(dǎo)電型基材81內(nèi)且鄰接于受光面811。第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)82鄰接于高濃度第一導(dǎo)電型表面摻雜區(qū)812下方。高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)83，鄰接于第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)82下方，且包覆高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)82的側(cè)壁821以及高濃度第一導(dǎo)電型表面摻雜區(qū)812的側(cè)壁8121，并延伸至受光面811，形成一環(huán)繞井的幾何形狀。高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)84鄰接于高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)83下方，且包覆高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)83的側(cè)壁831并延伸至受光面811，也形成一環(huán)繞井的幾何形狀。高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)83和高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)84可各自外接于預(yù)設(shè)電位，以加強(qiáng)對(duì)較長波段光電子的阻絕效果。其它作用原理請(qǐng)參照?qǐng)D4與圖7的實(shí)施例。
[0045]圖5、6、7、8中的實(shí)施例，其中高濃度第一導(dǎo)電型表面摻雜區(qū)的雜質(zhì)距離受光面的摻雜深度較佳宜介于0.02微米以及0.1微米之間，亦即深于或等于0.02微米、且淺于或等于0.1微米。第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)的雜質(zhì)距離受光面的摻雜深度較佳宜介于0.05微米以及0.2微米之間，亦即深于或等于0.05微米、且淺于或等于0.2微米。高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)的雜質(zhì)距離受光面的摻雜深度較佳宜介于0.05微米以及0.5微米之間，亦即深于或等于
0.05微米、且淺于或等于0.5微米。高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)的雜質(zhì)距離受光面的摻雜深度較佳宜介于0.1微米以及I微米之間，亦即深于或等于0.1微米、且淺于或等于I微米。
[0046]基于上述，本發(fā)明亦提供紫外線感測元件的方法，而本實(shí)施例以制作圖1中的紫外線感測元件10來舉例說明。
[0047]首先，提供前述第一導(dǎo)電型基材11，此第一導(dǎo)電型基材11具有一受光面111。以屏蔽(未不出)定義范圍之后，再以離子植入形成一第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)12于第一導(dǎo)電型基材11內(nèi)，其中第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)12鄰接于受光面111下方。并且，在第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)12下方也以離子植入形成一高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)13。其中，形成第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)12和高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)13的離子植入步驟次序可以互換，并且可以使用相同的屏蔽。
[0048]請(qǐng)參照?qǐng)D2，欲制作圖2中的紫外線感測元件20時(shí)，除了與上述制作圖1中紫外線感測元件10類似的步驟外，紫外線感測元件20的制作方法還至少包括:在高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)23下方以離子植入形成一高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)24。其中，形成第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)22、高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)23、高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)24的離子植入步驟次序可以互換，并且可以使用相同的屏蔽。
[0049]請(qǐng)參照?qǐng)D3，欲制作圖3中的紫外線感測元件30時(shí)，可采用與上述制作圖1中紫外線感測元件10類似的步驟，其中，形成第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)32和高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)33的離子植入步驟次序可以互換，但宜使用不同的屏蔽、或給予不同的加熱擴(kuò)散時(shí)間。
[0050]請(qǐng)參照?qǐng)D4，欲制作圖4中的紫外線感測元件40時(shí)，可采用與上述制作圖2中紫外線感測元件20類似的步驟，其中，形成第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)42、高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)43、高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)44的離子植入步驟次序可以互換，但宜使用不同的屏蔽、或給予不同的加熱擴(kuò)散時(shí)間。
[0051]圖5顯示本發(fā)明制作紫外線感測元件50的另一制作方法實(shí)施例。
[0052]首先，提供第一導(dǎo)電型基材51,此第一導(dǎo)電型基材51具有一受光面511。以屏蔽(未不出)定義范圍之后，再以離子植入在受光面511下方形成一高濃度第一導(dǎo)電型表面摻雜區(qū)512。在高濃度第一導(dǎo)電型表面摻雜區(qū)512下方以離子植入形成一第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)
52。以及,在第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)52下方以離子植入形成一高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)53。其中，形成高濃度第一導(dǎo)電型表面摻雜區(qū)512、第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)52、和高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)53的離子植入步驟次序可以互換，并且可以使用相同的屏蔽。
[0053]請(qǐng)參照?qǐng)D6，欲制作圖6中的紫外線感測元件60時(shí)，除了與上述制作圖5中紫外線感測元件50類似的步驟外，紫外線感測元件60的制作方法還至少包括:在高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)63下方形成一高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)64。其中，形成高濃度第一導(dǎo)電型表面摻雜區(qū)612、第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)62、高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)63、及高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)64的離子植入步驟次序可以互換，并且可以使用相同的屏蔽。
[0054]請(qǐng)參照?qǐng)D7，欲制作圖7中的紫外線感測元件70時(shí)，可采用與上述制作圖5中紫外線感測元件50類似的步驟，其中，形成高濃度第一導(dǎo)電型表面摻雜區(qū)712和第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)72的離子植入步驟可以使用相同的屏蔽，而高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)73則宜使用不同的屏蔽、或給予不同的加熱擴(kuò)散時(shí)間。形成高濃度第一導(dǎo)電型表面摻雜區(qū)712、第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)72、和高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)73的離子植入步驟次序可以互換。
[0055]請(qǐng)參照?qǐng)D8，欲制作圖8中的紫外線感測元件80時(shí)，可采用與上述制作圖6中紫外線感測元件60類似的步驟，其中，形成高濃度第一導(dǎo)電型表面摻雜區(qū)812和第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)82的離子植入步驟可以使用相同的屏蔽，而形成高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)83的離子植入步驟、和形成高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)84的離子植入步驟則宜使用不同的屏蔽、或給予不同的加熱擴(kuò)散時(shí)間。形成高濃度第一導(dǎo)電型表面摻雜區(qū)812、第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)82、高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)83、及高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)84的離子植入步驟次序可以互換。
[0056]綜上所述，本發(fā)明的紫外線感測元件及其制作方法至少具有下列特點(diǎn)。首先，在紫外線感測元件中，高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)以及高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)具有阻隔來自較長波段光線的漂移光電子，達(dá)到高訊噪比的紫外線感測品質(zhì)。另外，本紫外線感測元件通過標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體制程進(jìn)行制作，因此可有效地降低制作成本并具有較為簡單的制作步驟。
[0057]以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，當(dāng)不能以此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即大凡依本發(fā)明權(quán)利要求書及發(fā)明說明內(nèi)容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。另外本發(fā)明的任一實(shí)施例或權(quán)利要求不須達(dá)成本發(fā)明所揭露的全部目的或優(yōu)點(diǎn)或特點(diǎn)。此外，摘要部分和標(biāo)題僅是用來輔助專利文件檢索之用，并非用來限制本發(fā)明的權(quán)利范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種紫外線感測元件，供使用于一影像感測電路中，其特征在于，該紫外線感測元件包括: 一第一導(dǎo)電型基材，具有一受光面以供接收受感測光； 一第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)，設(shè)置于該第一導(dǎo)電型基材內(nèi)且鄰接于該受光面；以及 一高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)，鄰接于該第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)下方， 由此，在該高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)形成電位障礙而阻隔較長波段光線所感應(yīng)產(chǎn)生的光電子。
2.如權(quán)利要求1所述的紫外線感測元件，其中，又包括一高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)，該高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)鄰接于該高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)下方，由此，在該高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)形成電位陷阱而阻隔較長波段光線所感應(yīng)產(chǎn)生的光電子。
3.如權(quán)利要求2所述的紫外線感測元件，其中，該高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)還包覆該高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)的側(cè)壁并延伸至該受光面。
4.如權(quán)利要求3所述的紫外線感測元件，其中，該高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)連接至一預(yù)設(shè)電位。
5.如權(quán)利要求1所述的紫外線感測元件，其中，該高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)還包覆該第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)的側(cè) 壁并延伸至該受光面。
6.如權(quán)利要求5所述的紫外線感測元件，其中，該高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)連接至一預(yù)設(shè)電位。
7.如權(quán)利要求2所述的紫外線感測元件，其中，該第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)的雜質(zhì)距離該受光面的摻雜深度介于0.2微米以及2微米之間，該高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)的雜質(zhì)距離該受光面的摻雜深度介于0.6微米以及3微米之間，該高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)的雜質(zhì)距離該受光面的摻雜深度介于3微米以及6微米之間。
8.如權(quán)利要求1所述的紫外線感測元件，其中，該紫外線感測元件供使用于一三晶體管影像感測電路中。
9.一種紫外線感測元件，供使用于一影像感測電路中，其特征在于，該紫外線感測元件包括: 一第一導(dǎo)電型基材，具有一受光面以供接收受感測光； 一高濃度第一導(dǎo)電型表面摻雜區(qū)，設(shè)置于該第一導(dǎo)電型基材內(nèi)且鄰接于該受光面； 一第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)，鄰接于該高濃度第一導(dǎo)電型表面摻雜區(qū)下方；以及 一高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)，鄰接于該第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)下方， 由此，在該高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)形成電位障礙而阻隔較長波段光線所感應(yīng)產(chǎn)生的光電子。
10.如權(quán)利要求9所述的紫外線感測元件，其中，還包括一高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)，該高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)鄰接于該高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)下方，由此，在該高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)形成電位陷阱而阻隔較長波段光線所感應(yīng)產(chǎn)生的光電子。
11.如權(quán)利要求10所述的紫外線感測元件，其中，該高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)還包覆該高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)的側(cè)壁，并延伸至該受光面。
12.如權(quán)利要求11所述的紫外線感測元件，其中，該高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)連接至一預(yù)設(shè)電位。
13.如權(quán)利要求9所述的紫外線感測元件，其中，該高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)還包覆該第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)的側(cè)壁以及該高濃度第一導(dǎo)電型表面摻雜區(qū)的側(cè)壁，并延伸至該受光面。
14.如權(quán)利要求13所述的紫外線感測元件，其中，該高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)連接至一預(yù)設(shè)電位。
15.如權(quán)利要求9所述的紫外線感測元件，其中，該高濃度第一導(dǎo)電型表面摻雜區(qū)的雜質(zhì)距離該受光面的摻雜深度介于0.02微米以及0.1微米之間，該第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)的雜質(zhì)距離該受光面的摻雜深度介于0.05微米以及0.2微米之間，以及該高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)的雜質(zhì)距離該受光面的摻雜深度介于0.05微米以及0.5微米之間。
16.權(quán)利要求1所述的紫外線感測元件，其中，該紫外線感測元件供使用于一四晶體管影像感測電路中。
17.一種紫外線感測元件的制作方法，該紫外線感測元件供使用于一影像感測電路中，其特征在于，包括: 提供一第一導(dǎo)電型基材，其具有一受光面以供接收受感測光； 在該受光面下方形成一第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)；以及 在該第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)下方形成一高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)， 由此，在該高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)形成電位障礙而阻隔較長波段光線所感應(yīng)產(chǎn)生的光電子。
18.如權(quán)利要求17`所述的紫外線感測元件的制作方法，其中，該形成第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)的步驟與該形成高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)的步驟使用相同的屏蔽。
19.如權(quán)利要求17所述的紫外線感測元件的制作方法，其中，該高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)包覆第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)的側(cè)壁并延伸至受光面，且該高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)連接于一預(yù)設(shè)電位。
20.如權(quán)利要求17所述的紫外線感測元件的制作方法，其中，還包括: 在該高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)下方形成一高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)，由此，在該高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)形成電位陷阱而阻隔較長波段光線所感應(yīng)產(chǎn)生的光電子。
21.如權(quán)利要求20所述的紫外線感測元件的制作方法，其中，該形成第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)的步驟、該形成高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)的步驟、以及該形成高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)的步驟使用相同的屏蔽。
22.如權(quán)利要求20所述的紫外線感測元件的制作方法，其中，該高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)包覆該第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)的側(cè)壁并延伸至受光面，且該高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)連接于一預(yù)設(shè)電位。
23.一種紫外線感測元件的制作方法，該紫外線感測元件供使用于一影像感測電路中，其特征在于，包括: 提供一第一導(dǎo)電型基材，其具有一受光面以供接收受感測光； 在該受光面下方形成一高濃度第一導(dǎo)電型表面摻雜區(qū)； 在該高濃度第一導(dǎo)電型表面摻雜區(qū)下方形成一第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)；以及 在該第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)下方形成一高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)， 由此，在該高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)形成電位障礙而阻隔較長波段光線所感應(yīng)產(chǎn)生的光電子。
24.如權(quán)利要求23所述的紫外線感測元件的制作方法，其中，該形成高濃度第一導(dǎo)電型表面摻雜區(qū)的步驟、該形成第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)的步驟、與該形成高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)的步驟使用相同的屏蔽。
25.如權(quán)利要求23所述的紫外線感測元件的制作方法，其中，該高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)包覆第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)的側(cè)壁并延伸至受光面，且該高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)連接于一預(yù)設(shè)電位。
26.如權(quán)利要求23所述的紫外線感測元件的制作方法，其中，還包括: 在高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)下方形成一高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)，由此，在該高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)形成電位陷阱而阻隔較長波段光線所感應(yīng)產(chǎn)生的光電子。
27.如權(quán)利要求26所述的紫外線感測元件的制作方法，其中，該形成第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)的步驟、該形成高濃度第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)的步驟、以及該形成高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)的步驟使用相同的屏蔽。
28.如權(quán)利要求26所述的紫外線感測元件的制作方法，其中，該高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)包覆該第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)的側(cè)壁并延伸至受光面，且該高濃度第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)連接于一預(yù)設(shè)電位。
【文檔編號(hào)】H01L31/18GK103531649SQ201210233262
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月6日
【發(fā)明者】劉漢琦, 潘煥堃, 岡本英一 申請(qǐng)人:原相科技股份有限公司