[发明专利]一种光敏器件及其制备方法

说明书

本发明提供了一种光敏器件及其制备方法，通过在半导体衬底正面设置第一沟槽，在第一沟槽侧壁和底部表面形成第一金属层，第一金属层与第一沟槽的侧壁和底部的半导体衬底之间形成金属‑半导体接触；第一金属层作为导电层；以及在半导体衬底背面形成第二沟槽；第二沟槽位于第一沟槽的正下方，且第一沟槽的底部和第二沟槽的底部相对；环绕第二沟槽侧壁设置N⁺环形区域，N⁺环形区域作为探测层，用于探测入射光并产生电信号，从而提高耗尽区比例。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种光敏器件及其制备方法。

背景技术

基于半导体光电效应的光电转换传感器，又称光敏器件。采用光、电技术能实现无接触、远距离、快速和精确测量，因此半导体光敏元件还常用来间接测量能转换成光量的其他物理或化学量。半导体光敏元件按光电效应的不同而分为光导型和光生伏打型(见光电式传感器)。光导型即光敏电阻，是一种半导体均质结构。光生伏打型包括光电二极管、光电三极管、光电池、光电场效应管和光控可控硅等，它们属于半导体结构型器件。半导体光敏器件的主要参数和特性有灵敏度、探测率、光照率、光照特性、伏安特性、光谱特性、时间和频率响应特性以及温度特性等，它们主要由材料、结构和工艺决定。半导体光敏器件广泛应用于精密测量、光通信、计算技术、摄像、夜视、遥感、制导、机器人、质量检查、安全报警以及其他测量和控制装置中。

然而，现有的光敏器件容易出现耗尽区消耗殆尽的问题。如果能够解决该问题来提高耗尽区，对于光敏器件的性能的提高是十分有意义的。

发明内容

为了克服以上问题，本发明旨在提供一种光敏器件及其制备方法，在半导体衬底两面分别形成N⁺环形区域和带沟槽的第一金属层，从而提高耗尽区比例。

为了达到上述目的，本发明提供了一种光敏器件，包括：

一半导体衬底；

位于半导体衬底正面的第一沟槽，第一沟槽侧壁和底部表面形成有第一金属层，第一金属层与第一沟槽的侧壁和底部的半导体衬底之间形成金属-半导体接触；第一金属层作为导电层；

位于半导体衬底背面的第二沟槽；第二沟槽位于第一沟槽的正下方，且第一沟槽的底部和第二沟槽的底部相对；

环绕第二沟槽侧壁设置的N⁺环形区域，N⁺环形区域作为探测层，用于探测入射光并产生电信号。

优选地，所述第一沟槽和第二沟槽之间的半导体衬底的类型为N型。

优选地，在半导体衬底正面还设置有第二金属层，所述N⁺环形区域通过导电接触孔与第二金属层相电连。

优选地，所述第一金属层采用的材料为Al、Pt、W、Ta中的一种。

优选地，所述N⁺环形区域顶部具有凸起，凸起延伸到第二沟槽的顶部。

为了达到上述目的，本发明还提供了一种光敏器件的制备方法，其包括：

步骤01：提供一半导体衬底；

步骤02：在半导体衬底正面形成第一沟槽；

步骤03：在第一沟槽的侧壁和底部表面形成第一金属层；

步骤04：在半导体衬底背面进行N型离子注入，形成N⁺区域；

步骤05：在N⁺区域中刻蚀出第二沟槽，第二沟槽的底部穿透N⁺区域，使得第二沟槽侧壁周围形成N⁺环形区域；其中，第二沟槽正上方对应于第一沟槽。