鈍化直立納米結(jié)構(gòu)和其制造方法
【專利摘要】此處所描述的一設(shè)備包括：一個(gè)基板；一個(gè)或多個(gè)基本垂直延伸于該基板的納米結(jié)構(gòu)；其中該納米結(jié)構(gòu)包括摻雜半導(dǎo)體的一個(gè)核心，沉積到該核心上的一第一層，和與該核心類型相反并且沉積到該第一層上的一第二層。
【專利說(shuō)明】鈍化直立納米結(jié)構(gòu)和其制造方法
[0001]交叉引用相關(guān)的申請(qǐng)
[0002]此申請(qǐng)和美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?1/266，064，61/357，429，61/360，421，12/204，686 (授予美國(guó)專利號(hào) 7，646，943)，12/270,233,12/472,264,12/472,271,12/478,598,12/633，297，12/621,497,12/648,942,12/910,664,12/966,514,12/573,582,12/575,221,12/633，323，12/633，318，12/633，313，12/633，305，12/982，269，12/966，573，12/967，880，12/974，499，12/945，492，13/047，392，13/048，635 和 12/966，535 相關(guān)，其中披露在此被全部?jī)?nèi)容包含引用。
【技術(shù)領(lǐng)域】【背景技術(shù)】
[0003]半導(dǎo)體表面往往是一個(gè)缺陷源，對(duì)半導(dǎo)體電子，光學(xué)和化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生不利的影響。一個(gè)合適的鈍化技術(shù)可以消除缺陷或防止缺陷的不良影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]此處所描述的為一設(shè)備,包括:一個(gè)基板；一個(gè)或多個(gè)基本垂直于基板延伸的納米結(jié)構(gòu)；其中該納米結(jié)構(gòu)包括一個(gè)摻雜半導(dǎo)體核心，核心上的一本征非晶半導(dǎo)體層，和本征非晶半導(dǎo)體層上的一個(gè)和核心相反類型的重?fù)诫s非晶半導(dǎo)體層。
[0005]本文還介紹了一設(shè)備，包括:一個(gè)基板；一個(gè)或多個(gè)基本垂直于基板延伸的納米結(jié)構(gòu)；其中該納米結(jié)構(gòu)包括一個(gè)核心和一個(gè)鈍化層，該鈍化層包括非晶態(tài)材料，其配置鈍化核心的至少一表面并且配置與核心形成P-1-n結(jié)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1A-1C分別顯示了一納米結(jié)構(gòu)的局部截面圖。
[0007]圖SlA顯示了一個(gè)基板上的納米結(jié)構(gòu)。
[0008]圖SlB顯示了圖SlA納米結(jié)構(gòu)的模擬吸收率。
[0009]圖SlC顯示了納米結(jié)構(gòu)上的可選耦合器。
[0010]圖S2A和S2B顯示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的圖像傳感器的透視圖和俯視圖。
[0011]圖S9顯示了一個(gè)日盲型圖像傳感器的框圖。
[0012]圖SlO顯示了 SBUV探測(cè)器作為前置光學(xué)元件的原理。
[0013]圖Pl是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的設(shè)備的透視圖。
[0014]圖P2顯示了在不同偏振的光線投射至子像素時(shí)，該子像素內(nèi)的納米結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0015]圖PlO顯示了偏振探測(cè)器陣列。
[0016]圖P12顯示在圖Pl設(shè)備中的納米結(jié)構(gòu)的俯視圖和透視圖，其中特征具有側(cè)壁上的
金屬層。[0017]圖V2A是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的光伏設(shè)備截面示意圖。
[0018]圖V5顯示了光線集中在該光伏設(shè)備的結(jié)構(gòu)上的示意圖。
[0019]圖V6顯示了該光伏設(shè)備的一示例截面俯視示意圖。
[0020]圖V7顯示了該光伏設(shè)備的一示例透視圖。
[0021]圖V8B顯示了從圖V2A的光伏設(shè)備引出電流的示意圖。
[0022]圖V9顯示了該光伏設(shè)備的一替代條紋狀結(jié)構(gòu)。
[0023]圖VlO顯示了該光伏設(shè)備的一替代網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)。
[0024]圖W2A是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的一光伏設(shè)備的截面示意圖。
[0025]圖W5顯示了光線集中在該光伏設(shè)備的結(jié)構(gòu)上的示意圖。
[0026]圖WllA和圖WllB顯示了制造通孔的過(guò)程。
[0027]圖W12A和圖W12B顯示了示例通孔的俯視圖。
[0028]圖W8B顯示了從圖W2A的光伏設(shè)備引出電流的示意圖。
[0029]圖S4和圖S5顯示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的包含圖像傳感器的一設(shè)備。
[0030]圖S6顯示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的包含圖像傳感器的另一設(shè)備。
[0031]圖S7A和圖S7B顯示了該圖像傳感器的一像素的示意圖，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該像素有一個(gè)以上的納米柱，其大小取決于吸收和/或檢測(cè)不同波長(zhǎng)或顏色的光。
[0032]圖FlA顯示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的一圖像傳感器的截面示意圖。
[0033]圖FlB顯示了圖FlA的圖像傳感器的俯視示意圖。
[0034]圖FlC顯示了圖FlA的圖像傳感器的一像素的兩個(gè)子像素中的兩個(gè)納米線的示例吸收譜，和圖FlA的圖像傳感器基板上的一光電二極管的示例吸收譜。
[0035]圖F2A顯示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的一圖像傳感器的截面示意圖。
[0036]圖F2B顯示了圖F2A的圖像傳感器的俯視示意圖。
[0037]圖F2C顯示了圖F2A的圖像傳感器的一像素的三個(gè)子像素中的三個(gè)納米線的示例吸收譜，和圖F2A的圖像傳感器的基板的示例吸收譜。
[0038]圖F2D顯示了圖F2A的圖像傳感器的一像素的四個(gè)子像素中的四個(gè)納米線的示例吸收譜，和圖F2A的圖像傳感器的基板的示例吸收譜。
[0039]圖F3顯不了一稱合器和紅外濾光片的不意圖。
[0040]圖F4顯示了圖像傳感器的三個(gè)子像素的示例顏色匹配函數(shù)，和CIE標(biāo)準(zhǔn)觀察者的顏色匹配函數(shù)。
[0041]圖D2說(shuō)明了在前側(cè)照明的情況下具有納米結(jié)構(gòu)的光電探測(cè)器的像素一實(shí)施例經(jīng)簡(jiǎn)化截面圖。
[0042]圖D2B說(shuō)明了圖D2中說(shuō)明的在納米結(jié)構(gòu)光電探測(cè)器上具有二元微透鏡的實(shí)施例態(tài)樣。
[0043]圖D3說(shuō)明了在背側(cè)照明情況下具有納米結(jié)構(gòu)光電探測(cè)器的像素的實(shí)施例經(jīng)簡(jiǎn)化截面圖。
[0044]圖D4說(shuō)明了具有一納米線及一垂直光電門(VPG)的CMOS像素的實(shí)施例。
[0045]圖D5b說(shuō)明了一實(shí)施例的電位分布。
[0046]圖D8說(shuō)明了具有用一 η+磊晶層涂布的P摻雜納米線以形成ρ_η結(jié)的雙光電二極管實(shí)施例的截面圖。[0047]圖D9說(shuō)明具有納米結(jié)構(gòu)光電門探測(cè)器的CMOS像素的一實(shí)施例。
[0048]圖DlO說(shuō)明了具有納米結(jié)構(gòu)p-1-n光電二極管及在納米線周圍之垂直光電門的一CMOS主動(dòng)像素的實(shí)施例。
[0049]圖Dl I說(shuō)明了具有納米結(jié)構(gòu)p-1-n光電二極管及在納米線周圍的垂直光電門之一CMOS主動(dòng)像素的另一實(shí)施例。
[0050]圖D12說(shuō)明了一背側(cè)照明圖像傳感器的一實(shí)施例。
[0051]圖D13說(shuō)明了一背側(cè)照明圖像傳感器的另一實(shí)施例。
[0052]圖D23C和D23D顯示了納米線的一波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的橫截面說(shuō)明實(shí)施例，該波導(dǎo)結(jié)構(gòu)包括背面照式圖像傳感器，其具有位于圖像傳感器背面的納米線。
【具體實(shí)施方式】
[0053]此處使用的術(shù)語(yǔ)“鈍化”和“鈍化”是指消除懸空鍵(即固定原子的不飽和化合價(jià))的過(guò)程。此處使用的術(shù)語(yǔ)“圖像傳感器”是指將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的設(shè)備。此處使用的術(shù)語(yǔ)“彩色圖像傳感器”是指能夠?qū)⒖梢姽庾V中的光學(xué)圖像(即彩色圖像)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的圖像傳感器。此處使用的術(shù)語(yǔ)“透明”是指至少有70%的透光率。此處使用的術(shù)語(yǔ)“偏振光”是指具有偏振的光。此處使用的“線性偏振”是指光的電場(chǎng)局限于沿光的傳播方向的平面。此處使用的“圓偏振”光的電場(chǎng)不改變強(qiáng)度，但只以一個(gè)旋轉(zhuǎn)方式改變方向。此處使用的“橢圓偏振”是指在光的傳播方向的法向方向相交的固定平面上，光的電場(chǎng)描述為橢圓形。此處使用的術(shù)語(yǔ)“光伏設(shè)備”是指一種產(chǎn)生電力的裝置，可以通過(guò)轉(zhuǎn)化如太陽(yáng)輻射的光能為電能。此處使用的結(jié)構(gòu)是單晶是指整個(gè)結(jié)構(gòu)的晶格在整個(gè)結(jié)構(gòu)內(nèi)是連續(xù)完整的，其中無(wú)晶界。導(dǎo)電材料可以是基本上是零帶隙的材料。導(dǎo)電材料的導(dǎo)電性是通常高于103S/cm。半導(dǎo)體可以是具有有限帶隙高達(dá)約3eV和導(dǎo)電性一股在IO3到10_8S/cm的范圍內(nèi)的材料。電絕緣材料可以是一個(gè)帶隙大于約3eV并且一股具有導(dǎo)電性低于10_8S/cm的材料。此處所用的術(shù)語(yǔ)“基本垂直于基板的結(jié)構(gòu)”是指結(jié)構(gòu)和基板之間的角度大于靈，優(yōu)選大于5°，更優(yōu)選是從85°到90°。此處所用的術(shù)語(yǔ)“凹槽”是指在基板上的一個(gè)中空的空間，其對(duì)基板外部的空間是開放的。此處所用的II1-V族化合物材料是指包含一種III族元素和一種V族元素的化合物。一種III族元素可以是B, Al, Ga, In, Tl, Sc, Y,鑭系元素系列和錒系元素系列。V族元素可以是V，Nb, Ta，Db，N，P，As, Sb和Bi。此處所用的I1-VI族的化合物材料是指包含一種II族元素和一種VI族元素組成的化合物。一種II族元素可以是Be，Mg, Ca, Sr, Ba 和 Ra。一種 VI 元素可以是 Cr, Mo, W, Sg, 0，S，Se, Te 和 Po。一種四元材料是一種由四種元素組成的化合物。此處使用的術(shù)語(yǔ)“網(wǎng)狀”是指一個(gè)網(wǎng)絡(luò)狀圖案或者構(gòu)成。此處使用的術(shù)語(yǔ)“懸垂部分”是指該結(jié)構(gòu)的突出于凹槽的側(cè)壁的一部分。此處使用的術(shù)語(yǔ)“結(jié)構(gòu)的一個(gè)頂部表面的輪廓”是指該結(jié)構(gòu)的頂部表面的邊緣。此處使用的術(shù)語(yǔ)“電極”是指用來(lái)和光伏設(shè)備建立電接觸的導(dǎo)體。此處使用的術(shù)語(yǔ)“連續(xù)”是指沒(méi)有縫隙，洞，或間斷。此處使用的術(shù)語(yǔ)“P-1-n結(jié)”是指一個(gè)輕摻雜或本征半導(dǎo)體區(qū)域被夾在一個(gè)p型半導(dǎo)體區(qū)和n型半導(dǎo)體區(qū)域之間的結(jié)構(gòu)。p型和n型區(qū)域可以是重?fù)诫s，實(shí)現(xiàn)歐姆接觸。此處使用的術(shù)語(yǔ)“p-n結(jié)”是指與一個(gè)p型半導(dǎo)體區(qū)域和n型半導(dǎo)體區(qū)域相互接觸的結(jié)構(gòu)。此處使用的術(shù)語(yǔ)“門電極”是指具有通過(guò)施加一個(gè)門電極電壓控制電流流動(dòng)的可操作性的電極。此處使用的術(shù)語(yǔ)“納米柱”是指一個(gè)結(jié)構(gòu)，它的大小在兩個(gè)緯度最多為1000納米，在其他維度無(wú)約束。術(shù)語(yǔ)“納米柱”也可以指一個(gè)結(jié)構(gòu)，它的大小在兩個(gè)緯度最多為10微米，在其他維度無(wú)約束。此處使用的術(shù)語(yǔ)“門極線”是指具有傳送電信號(hào)給門電極可操作性的一個(gè)電極或?qū)Ь€。此處使用的術(shù)語(yǔ)“多路復(fù)用”指執(zhí)行復(fù)用的設(shè)備；它從許多模擬或數(shù)字輸入信號(hào)中選擇一個(gè)，并將選擇輸入到一單獨(dú)線里。模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(簡(jiǎn)稱ADC，A/D或A至D)是將連續(xù)信號(hào)轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字的一個(gè)設(shè)備。數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器(DAC或D至A)是將數(shù)字代碼(通常是二進(jìn)制)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)(電流，電壓或電荷)的設(shè)備。此處使用的術(shù)語(yǔ)“前置光學(xué)元件”是指在圖像傳感器前面的光路上放置的光學(xué)元件(例如透鏡，反射鏡)
[0054]本征半導(dǎo)體，也稱為非摻雜半導(dǎo)體或i_型半導(dǎo)體，是一個(gè)沒(méi)有任何顯著摻雜劑的非常純的半導(dǎo)體。重?fù)诫s半導(dǎo)體是指具有高摻雜水平的半導(dǎo)體，以致其表現(xiàn)開始更像一個(gè)金屬而不像半導(dǎo)體。輕摻雜半導(dǎo)體是摻雜半導(dǎo)體，但其沒(méi)有一個(gè)如重?fù)桨雽?dǎo)體的摻雜水平。在輕摻雜半導(dǎo)體中，摻雜劑原子實(shí)現(xiàn)各自的摻雜水平，其往往可以作為局部狀態(tài)，通過(guò)熱促進(jìn)(或光學(xué)過(guò)渡)給導(dǎo)帶或者價(jià)帶分別提供電子或空穴。在足夠高的雜質(zhì)濃度(即重?fù)诫s)，單個(gè)雜質(zhì)原子可能會(huì)變得足夠接近其鄰雜質(zhì)原子以至于其摻雜濃度合并成一個(gè)雜質(zhì)能帶，這種系統(tǒng)的行為不再顯示半導(dǎo)體的典型特征，例如導(dǎo)電性隨著溫度增加而增加。此處使用的“單晶”半導(dǎo)體是指半導(dǎo)體晶格是連續(xù)和完整的，在其內(nèi)沒(méi)有晶界。此處使用的“多晶”半導(dǎo)體是指半導(dǎo)體包含由晶界隔開的晶體顆粒。此處使用的“非晶”半導(dǎo)體是指具有無(wú)序的原子結(jié)構(gòu)的一個(gè)半導(dǎo)體。
[0055]圖1A-1C分別顯示了從基板20基本垂直延伸的納米結(jié)構(gòu)I的局部截面圖。
[0056]如圖1A局部截面圖所不,根據(jù)一個(gè)實(shí)施例,一納米結(jié)構(gòu)I從一基板20基本垂直延伸，并且包括一個(gè)具有摻雜半導(dǎo)體材料的核心11，一各向同性地沉積在至少一個(gè)遠(yuǎn)離基板20的末端部分14的本征非晶半導(dǎo)體層12，和一個(gè)與核心11相反類型的重?fù)诫s的非晶半導(dǎo)體層13，其各向同性地沉積在本征非晶半導(dǎo)體層12的至少一部分上。
[0057]如圖1B局部截面圖所不,根據(jù)一個(gè)實(shí)施例,一納米結(jié)構(gòu)I從一基板20基本垂直延伸，并且包括一個(gè)具有摻雜半導(dǎo)體材料的核心11，沉積在至少一個(gè)遠(yuǎn)離基板20的末端表面16的本征非晶半導(dǎo)體層12，和一個(gè)與核心11相反類型的重?fù)诫s的非晶半導(dǎo)體層13，其沉積在本征非晶半導(dǎo)體層12上。優(yōu)選的，本征非晶半導(dǎo)體層12和重?fù)诫s非晶半導(dǎo)體層13在至少一個(gè)平行于基板20的方向同延。優(yōu)選的，核心11的側(cè)壁被一電絕緣層15至少部分覆
至Jhl o
[0058]如圖1C局部截面圖所不,根據(jù)一個(gè)實(shí)施例,一納米結(jié)構(gòu)I從一基板20基本垂直延伸，并且包括一個(gè)具有摻雜半導(dǎo)體材料的核心11，沉積在至少一個(gè)遠(yuǎn)離基板20的末端表面16的本征非晶半導(dǎo)體層12，和一個(gè)與核心11相反類型的重?fù)诫s的非晶半導(dǎo)體層13，其沉積在本征非晶半導(dǎo)體層12上。優(yōu)選的，核心11的側(cè)壁被一電絕緣層15至少部分覆蓋。優(yōu)選的，本征非晶半導(dǎo)體層12和重?fù)诫s非晶半導(dǎo)體層13在至少一個(gè)平行于基板20的方向和電絕緣層15同延。
[0059]基板20可以包括任何合適的材料:半導(dǎo)體(如硅)，絕緣體(如玻璃)，金屬(如黃金)?；?0可以包括任何合適的電子元件，如晶體管，互連，通孔，二極管，放大器等。
[0060]核心11可以包括任何合適的摻雜半導(dǎo)體材料，如摻雜硅，摻雜鍺，摻雜II1-V族化合物半導(dǎo)體(如砷化鎵，氮化鎵等)，摻雜I1-VI族化合物半導(dǎo)體(如鎘，硒，碲化鎘，硫化鎘，氧化鋅，硒化鋅等)，或摻雜四元半導(dǎo)體(如銅銦鎵硒)。核心11優(yōu)選的是基本晶體半導(dǎo)體材料。核心11優(yōu)選的是輕摻雜。核心11其中可以包括一個(gè)p-n結(jié)或p-1-n結(jié)。
[0061]本征非晶半導(dǎo)體層12可以包含任何合適的本征非晶半導(dǎo)體材料，如本征非晶硅，本征非晶鍺，本征非晶的II1-V或I1-VI族化合物半導(dǎo)體。本征非晶半導(dǎo)體層12優(yōu)選的厚度約為2納米至約100納米，更優(yōu)選的約為2納米至約30納米。本征非晶半導(dǎo)體層12配置至少鈍化核心11的一表面。本征非晶半導(dǎo)體層12可用任何適當(dāng)?shù)姆椒ǔ练e，如原子層沉積(ALD)或化學(xué)氣相沉積(CVD)。
[0062]重?fù)诫s的非晶半導(dǎo)體層13可以包含任何適合的重?fù)诫s非晶半導(dǎo)體材料，如重?fù)诫s的非晶硅，重?fù)诫s的非晶鍺，重?fù)诫s的非晶態(tài)的II1-V或I1-VI族化合物半導(dǎo)體。重?fù)诫s的非晶半導(dǎo)體層13和核心11是相反類型是指如果核心是P型那么重?fù)诫s的非晶半導(dǎo)體層13是n型，如果核心是n型那么重?fù)诫s的非晶半導(dǎo)體層13是p型。重?fù)诫s的非晶半導(dǎo)體層13優(yōu)選的厚度至少約為10納米，例如，從約10納米至約200納米左右。重?fù)诫s的非晶半導(dǎo)體層13可用任何適當(dāng)?shù)姆椒ǔ练e，如原子層沉積(ALD)或化學(xué)氣相沉積(CVD)。
[0063]重?fù)诫s的非晶半導(dǎo)體層13，本征非晶半導(dǎo)體層12和核心11形成一個(gè)p-1-n結(jié)。
[0064]絕緣層15可以包括任何合適的材料，如HfO2, SiO2, Al2O3, Si3N4等。
[0065]納米結(jié)構(gòu)I可以是納米線或一個(gè)納米板。此處使用的術(shù)語(yǔ)“納米線”是指一個(gè)結(jié)構(gòu)，其尺寸在垂直基板的方向(以下簡(jiǎn)稱為“法線方向”)大大超過(guò)在任何垂直于法線方向(以下簡(jiǎn)稱“橫向”)的結(jié)構(gòu)尺寸，并且其在橫向方向的尺寸都小于1000納米。此處使用的術(shù)語(yǔ)“納米板”是指一個(gè)結(jié)構(gòu)，其在法線方向和橫向方向尺寸遠(yuǎn)大于在垂直于法線方向和橫向方向的(以下簡(jiǎn)稱為“厚度方向“)的結(jié)構(gòu)尺寸，并且其在厚度方向的尺寸小于1000納米。一個(gè)納米板在平行基板方向的橫截面可以有任何一個(gè)合適的形狀，如矩形，橢圓形，凸凸(即像一個(gè)雙凸透鏡)，凹凹(即像一個(gè)雙凹透鏡)，平凸(即像一個(gè)平凸透鏡)，平凹(即像一個(gè)平凹透鏡)。
[0066]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，納米結(jié)構(gòu)I配置作為日盲型紫外探測(cè)器(SBUV)。SBUV區(qū)域是指波長(zhǎng)范圍，該波長(zhǎng)范圍內(nèi)地球大氣層吸收幾乎所有太陽(yáng)輻射到地球的紫外線。例如，波長(zhǎng)300納米到200納米的區(qū)域是在SBUV區(qū)域內(nèi)。一個(gè)只檢測(cè)局限于SBUV區(qū)域內(nèi)的輻射，并且拒絕可見光和紅外輻射的設(shè)備被稱為SBUV探測(cè)器或SBUV探測(cè)器。
[0067]日光不會(huì)干擾或盲化本實(shí)施例的SBUV探測(cè)器。因此，本實(shí)施例的SBUV探測(cè)器是特別適用于在SBUV區(qū)域內(nèi)發(fā)射的人造輻射源，且享有非常低的誤報(bào)率。這種人造輻射源可以包括肩發(fā)射地對(duì)空導(dǎo)彈(SLSAM)排氣羽流,火和火焰,或任何其他紫外線發(fā)射源,包括氫火焰。此處實(shí)施方案的SBUV探測(cè)器可以在包括白天的所有光照條件下作用，其作用不受來(lái)自太陽(yáng)輻射的干擾，并具有非常高的信號(hào)背景比。
[0068]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該SBUV探測(cè)器包括一個(gè)基板，其上定義有復(fù)數(shù)個(gè)區(qū)域(以下簡(jiǎn)稱為“像素”)。在每個(gè)像素中，SBUV探測(cè)器包括復(fù)數(shù)個(gè)基本垂直延伸于基板的納米結(jié)構(gòu)I。SBUV探測(cè)器的納米結(jié)構(gòu)I是納米線。復(fù)數(shù)個(gè)納米結(jié)構(gòu)I可以相互等分或者不等分間隔，排列成規(guī)則或者隨機(jī)的陣列。復(fù)數(shù)個(gè)納米結(jié)構(gòu)I配置為只對(duì)限于SBUV區(qū)域的輻射反應(yīng)，而對(duì)于SBUV區(qū)域外的輻射不反應(yīng)。這里，術(shù)語(yǔ)“反應(yīng)”是指廣泛地包括吸收，反射，耦合，檢測(cè)，互動(dòng)，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)等。
[0069]圖SlA顯示了一 SBUV SlO上的復(fù)數(shù)個(gè)納米結(jié)構(gòu)I (SBUV中的納米線)之中一個(gè)。簡(jiǎn)明而講，只有一個(gè)納米結(jié)構(gòu)I被顯示，但SBUV SlO可以有復(fù)數(shù)個(gè)納米結(jié)構(gòu)1，如超過(guò)一千個(gè)，或超過(guò)一百萬(wàn)個(gè)。納米結(jié)構(gòu)I基本垂直延伸于基板S130。每個(gè)納米結(jié)構(gòu)I優(yōu)選的包括包圍納米結(jié)構(gòu)I的包覆層S120?；錝130優(yōu)選的是金屬。優(yōu)選的，納米結(jié)構(gòu)I有比包覆層S120更高的折射率。此處使用的術(shù)語(yǔ)“包覆層”或“包覆”是指包圍納米結(jié)構(gòu)I的一層物質(zhì)。
[0070]圖SlB顯示了 SBUV探測(cè)器SlO對(duì)于在法線方向入射的波長(zhǎng)為100和400納米之間的紫外光的模擬吸收率。圖SlB清楚地顯示了 SBUV探測(cè)器SlO對(duì)于波長(zhǎng)在140和290納米之間的紫外光的吸收率是大于50%，和對(duì)于波長(zhǎng)140-290納米區(qū)域外紫外光的吸收率很快下降到幾乎為零。圖SlB表明SBUV探測(cè)器SlO確實(shí)只對(duì)于SBUV區(qū)域內(nèi)的輻射反應(yīng)。如圖SlC所示，每個(gè)納米結(jié)構(gòu)I可以進(jìn)一步包括一個(gè)耦合器S140，耦合器位于納米結(jié)構(gòu)I遠(yuǎn)離基板S130的一端(以下簡(jiǎn)稱為“接收端”)。此處使用的術(shù)語(yǔ)“耦合器”是指有效引導(dǎo)光線到納米結(jié)構(gòu)I上的一個(gè)層。
[0071]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，納米結(jié)構(gòu)I是納米線，直徑從約5納米至約30納米，優(yōu)選的約為20納米。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，納米結(jié)構(gòu)I直徑從約5納米至約150納米。包層S130厚度從約10納米至約200納米，優(yōu)選的約30納米。納米結(jié)構(gòu)I的間距(即復(fù)數(shù)個(gè)的納米線其中一個(gè)至一個(gè)最近近鄰的中心到中心距離)為從約0.2微米到約2微米。納米結(jié)構(gòu)I的高度(即在法線方向的尺寸)是從約0.1微米至5微米左右。每個(gè)像素可以有一個(gè)或多個(gè)納米結(jié)構(gòu)I。
[0072]圖S2A和圖S2B分別顯示了 SBUV探測(cè)器SlO的透視圖和俯視圖。簡(jiǎn)明而講，只有四個(gè)像素(虛線矩形包圍的區(qū)域)被顯示。納米結(jié)構(gòu)I優(yōu)選的通過(guò)將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)來(lái)檢測(cè)SBUV區(qū)域的紫外線輻射。例如，每個(gè)納米結(jié)構(gòu)I可以包括一個(gè)光電二極管(如雪崩光電二極管)或和基板S130形成光電二極管(如雪崩光電二極管)。SBUV探測(cè)器SlO可以進(jìn)一步包括配置為檢測(cè)納米結(jié)構(gòu)I的電信號(hào)的電子元件，例如基板S130中的讀出集成電路(ROIC)，和位于每個(gè)像素上的所有納米結(jié)構(gòu)I之間并且和其電子連接的一個(gè)電極S150，和位于整個(gè)SBUV探測(cè)器SlO的所有納米結(jié)構(gòu)110的接收端上并且和其電子連接的一個(gè)共同電極S160。優(yōu)選的，SBUV探測(cè)器SlO可以分別檢測(cè)從在不同像素中的納米結(jié)構(gòu)I的電信號(hào)。
[0073]根據(jù)如圖S9所示的一個(gè)實(shí)施例，SBUV探測(cè)器SlO可與電子電路集成成為一個(gè)日盲型圖像傳感器。電子電路可以包括地址譯碼器，一個(gè)相關(guān)雙采樣電路(CDS)，一個(gè)信號(hào)處理器，一個(gè)多路復(fù)用器和用來(lái)驅(qū)動(dòng)納米結(jié)構(gòu)I的一個(gè)高壓電源(如能夠提供至少50伏，100伏，200伏或更高的直流高壓電源)。電子電路功能性的檢測(cè)由納米結(jié)構(gòu)I產(chǎn)生的電信號(hào)。
[0074]SBUV探測(cè)器SlO也可以用作如示意圖SlO所示的光傳感器儀器的前置光學(xué)器件。
[0075]偏振是描述某些類型的波的振蕩取向的屬性。電磁波包括可見光可以顯示出偏振。按照慣例，光的偏振是通過(guò)光在指定一個(gè)振蕩周期內(nèi)空間中的某一點(diǎn)的電場(chǎng)方向來(lái)描述的。當(dāng)光在自由空間傳播時(shí)，在大多數(shù)情況下，它作為一種橫波傳播，即偏振垂直于光的行進(jìn)方向。在這種情況下，電場(chǎng)取向可在一個(gè)方向(線性偏振)，或可隨波傳播旋轉(zhuǎn)(圓形或橢圓形偏振)。在后者情況下，振蕩可以在波傳遞方向向右旋轉(zhuǎn)或向左旋轉(zhuǎn)。根據(jù)一個(gè)給定的波的旋轉(zhuǎn)，其被稱為波的手性或例手性。由瓊斯矢量可以表示完全偏振光的偏振。沿z方向傳播的光的電場(chǎng)的復(fù)雜振幅在X和y方向的分量，Ex(t)和Ey (t)，是Jones矢量，如下表示
【權(quán)利要求】
1.一個(gè)設(shè)備包括: 一個(gè)基板； 一個(gè)或多個(gè)基本上垂直延伸于基板的納米結(jié)構(gòu)； 其中該納米結(jié)構(gòu)包括一第一類型的摻雜半導(dǎo)體的一個(gè)核心，一個(gè)包含一輕摻雜非晶半導(dǎo)體或一本征非晶半導(dǎo)體的第一層，和一個(gè)包含與第一類型相反的第二類型的一重?fù)诫s非晶半導(dǎo)體層的第二層，其中該第一層沉積到該核心上并且該第二層沉積到該第一層上。
2.權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中該第一層配置鈍化該核心的至少一表面。
3.權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中該第一層各向同性地沉積在核心遠(yuǎn)離該基板的至少一個(gè)末端部分。
4.權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中該第二層各向同性地沉積在該第一層的至少一部分。
5.權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中該第一層沉積在核心遠(yuǎn)離該基板的一個(gè)末端表面。
6.權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中該第二層沉積在該第一層上。
7.權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中該第一層和該第二層在至少一個(gè)平行于基板方向與該核心同延。
8.權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中該核心側(cè)壁至少部分地由一個(gè)電絕緣層覆蓋。
9.權(quán)利要求8所述的設(shè)備,其中該第一層和第二層在至少一個(gè)平行于基板方向與該電絕緣層同延。`
10.權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中該核心包括一個(gè)或者多個(gè)從以下組中選擇的摻雜半導(dǎo)體材料，如摻雜硅，摻雜鍺，摻雜II1-V族化合物半導(dǎo)體，摻雜I1-VI族化合物半導(dǎo)體，和摻雜四元半導(dǎo)體；其中該第一層包括一個(gè)或者多個(gè)從以下組中選擇的本征非晶半導(dǎo)體材料，如本征的非晶硅，本征的非晶鍺，本征非晶II1-V族化合物半導(dǎo)體和本征非晶I1-VI族化合物半導(dǎo)體；其中該第二層包括一個(gè)或者多個(gè)從以下組中選擇的重?fù)诫s非晶半導(dǎo)體材料，如重?fù)诫s的非晶硅，重?fù)诫s的非晶鍺，重?fù)诫s的非晶II1-V族化合物半導(dǎo)體和重?fù)诫s非晶I1-VI族化合物半導(dǎo)體。
11.權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中該核心是輕摻雜。
12.權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中該第一層厚度約為2納米至100納米。
13.權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中該第二層的厚度至少約為10納米。
14.權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中該第二層、該第一層和該核心形成一個(gè)p-1-n結(jié)。
15.權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中該納米結(jié)構(gòu)是一個(gè)納米線或一個(gè)納米板。
16.權(quán)利要求1所述的設(shè)備的一個(gè)制造方法，包括用原子層沉積(ALD)或化學(xué)氣相沉積(CVD)法在該核心上沉積該第一層；和用ALD或者CVD法在該第一層上沉積該第二層。
17.一個(gè)設(shè)備包括: 一個(gè)基板； 一個(gè)或多個(gè)基本垂直延伸于基板的納米結(jié)構(gòu)； 其中該納米結(jié)構(gòu)包括一個(gè)核心和一個(gè)鈍化層，該鈍化層配置鈍化該核心的至少一表面，并且配制和該核心形成一個(gè)p-1-n結(jié)。
18.權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中該鈍化層包括一非晶材料。
19.一個(gè)設(shè)備包括: 一個(gè)基板；一個(gè)或多個(gè)基本垂直延伸于基板的納米結(jié)構(gòu)； 其中該納米結(jié)構(gòu)包括一個(gè)核心和一個(gè)鈍化層，該鈍化層配置鈍化該核心的至少一表面； 其中該設(shè)備配置將光轉(zhuǎn)換成電力。
20.權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中該鈍化層配制和該核心形成一個(gè)p-1-n結(jié)，并且該P(yáng)-1-n結(jié)功能性地將光轉(zhuǎn)換成電力。
【文檔編號(hào)】H01L27/15GK103620785SQ201280030352
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月20日
【發(fā)明者】俞榮濬, 穆尼布·沃貝爾 申請(qǐng)人:立那工業(yè)股份有限公司