[发明专利]硅基近红外光电探测器结构及其制作方法

权利要求书

1.一种硅基近红外光电探测器结构，包括：

一n型硅衬底，该n型硅衬底的上面向下开有两层台阶状的圆槽；

一磷背场，该磷背场制作在n型硅衬底的下面；

一硫系元素掺杂层，该硫系元素掺杂层制作在该n型硅衬底上面的最下层的圆槽内；

一p型硼掺杂层，该p型硼掺杂层制作在该n型硅衬底上面的上层圆槽内；

一迎光面掩蔽层，该迎光面掩蔽层制作在n型硅衬底上面圆槽的周围，并覆盖p型硼掺杂层的周边部分，中间形成圆孔，该圆孔的周边开有一环形凹槽，该环形凹槽的外径小于n型硅衬底上面上层圆槽的直径；

一增透膜层，该增透膜层制作在迎光面掩蔽层中间的圆孔内；

一正面接触电极，该正面接触电极制作在迎光面掩蔽层上的环形凹槽内；

一背面接触电极，该背面接触电极制作在磷背场的下面。

2.根据权利要求1所述的硅基近红外光电探测器结构，其中所述迎光面掩蔽层为二氧化硅或氮化硅。

3.根据权利要求1所述的硅基近红外光电探测器结构，其中所述增透膜层为二氧化硅或氮化硅或两者的组合。

4.根据权利要求1所述的硅基近红外光电探测器结构，其中所述的硫系元素掺杂层经过脉冲激光辐照，其在1.1μm至2.5μm波长范围具有高于30％的光学吸收率。

5.根据权利要求4所述的硅基近红外光电探测器结构，其中所述脉冲激光的脉宽为纳秒量级，以穿透硫系元素掺杂层。

6.根据权利要求5所述的硅基近红外光电探测器结构，其中所述硫系元素掺杂层为硫、硒或碲中的一种或多种组合。

7.根据权利要求1所述的硅基近红外光电探测器结构，其中所述正面接触电极和背面接触电极为欧姆接触电极，其材料为铝、铬、金、钨、镍、钛、钯或银中的一种，或及其组合。

8.一种硅基近红外光电探测器结构制作方法，包括如下步骤：

步骤1：在n型硅衬底背面进行磷掺杂，形成磷背场；

步骤2：在n型硅衬底正面制备迎光面掩蔽层，该迎光面掩蔽层为二氧化硅或氮化硅；

步骤3：光刻迎光面掩蔽层，在迎光面掩蔽层中间形成一圆形p型掺杂窗口；

步骤4：在圆形p型掺杂窗口中采用扩散或离子注入的方法进行硼掺杂，在n型硅衬底的上表面形成p型硼掺杂层；

步骤5：将迎光面掩蔽层刻蚀掉，再在n型硅衬底的上表面制备迎光面掩蔽层，采用光刻的方法，在迎光面掩蔽层中间形成一圆形窗口，该圆形窗口的直径小于圆形p型掺杂窗口的直径；

步骤6：采用离子注入法，在圆形窗口32中注入硫系杂质元素，在p型硼掺杂层的下面形成硫系元素掺杂层，该硫系元素掺杂层经过脉冲激光辐照，其在1.1μm至2.5μm波长范围具有高于30％的光学吸收率，该硫系元素掺杂层为硫、硒或碲中的一种或多种组合；

步骤7：采用脉冲激光辐照的方法，对圆形窗口进行激光辐照，并热退火，该脉冲激光的脉宽为纳秒量级，以穿透硫系元素掺杂层；

步骤8：在圆形窗口表面沉积增透膜层，该增透膜层为二氧化硅或氮化硅或两者的组合；

步骤9：采用光刻的方法，刻蚀迎光面掩蔽层，在迎光面掩蔽层圆形窗口的周围形成环形凹槽；

步骤10：在环形凹槽内制备正面接触电极，该正面接触电极为欧姆接触电极，其材料为铝、铬、金、钨、镍、钛、钯或银中的一种，或及其组合；

步骤11：在磷背场的背面制备背面接触电极，该背面接触电极为欧姆接触电极，其材料为铝、铬、金、钨、镍、钛、钯或银中的一种，或及其组合，完成器件制备。

9.根据权利要求8所述的硅基近红外光电探测器结构制作方法，其中所述磷掺杂的深度为0.1μm至1μm，浓度为10¹⁸/cm³至10²⁰/cm³，激活率高于90％；所述硼掺杂的深度为0.1μm至0.6μm，浓度为10¹⁸/cm³至10²⁰/cm³，激活率高于90％。