[发明专利]光电传感器及其制造方法

说明书

本发明涉及一种光电传感器及其制造方法。该光电传感器传感器包括衬底，设在衬底上方的第一栅极，覆盖于第一栅极表面的第一栅介质层，设在第一栅介质层上表面的沟道区、源区及漏区，覆盖于沟道区、源区及漏区表面的第二栅介质层，与源区相接触的源极，与漏区相接触的漏极，设在第二栅介质层上表面且位于沟道区上方的第二栅极，覆盖于第二栅极表面并与其形成欧姆接触的导电层，位于导电层上表面并与其形成欧姆接触的半导体感光层，位于半导体感光层上表面并与其形成载流子势垒的势垒层、位于势垒层之上的第三栅极。该光电传感器能够用于大面积成像，并具有高空间分辨率，高灵敏度，且响应速度快。

技术领域

本发明涉及半导体器件领域，特别是涉及一种光电传感器及其制造方法。

背景技术

光电传感器是数字成像技术的基础，广泛应用于数码相机、手机和医疗设备等领域。传统技术中用于数字成像技术的光电传感器主要包括基于单晶硅的CMOS传感器、CCD传感器以及基于氢化非晶硅的光电传感器。其中，基于单晶硅的CMOS传感器和CCD传感器具有良好的空间分辨率、灵敏度及响应速度，但是其成像面积较小，难以用于大面积成像，例如医疗领域的X光成像。而基于氢化非晶硅的光电传感器可以用于大面积成像，但是其空间分辨率低，灵敏度差，且响应速度慢。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够用于大面积成像，并具有高空间分辨率，高灵敏度，且响应速度快的光电传感器及其制造方法。

一种光电传感器，包括：

衬底；

第一栅极，所述第一栅极设于所述衬底之上；

第一栅介质层，所述第一栅介质层覆盖于所述第一栅极的外表面；

半导体有源区，所述半导体有源区设于所述第一栅介质层之上，所述半导体有源区包括沟道区及分别位于所述沟道区两侧的源区和漏区；

第二栅介质层，所述第二栅介质层覆盖于所述半导体有源区外表面；

第二栅极，所述第二栅极设于所述第二栅介质层之上，且所述第二栅极位于所述沟道区的上方；

导电层，所述导电层设于所述第二栅介质层之上，且所述导电层覆盖于所述第二栅极的外表面，所述导电层与所述第二栅极形成欧姆接触；

半导体感光层，所述半导体感光层设于所述导电层之上，所述半导体感光层与所述导电层形成欧姆接触；

势垒层，所述势垒层位于所述半导体感光层之上，所述势垒层与所述半导体感光层接触并形成载流子势垒；

第三栅极，所述第三栅极设于所述势垒层之上；

可选地，所述第三栅极与所述势垒层形成欧姆接触；

钝化层，所述钝化层设于所述第二栅介质层之上，所述钝化层覆盖于所述导电层的边缘部、所述半导体感光层的边缘部以及所述势垒层的边缘部，且所述第三栅极位于所述钝化层的上表面；

源极，所述源极依次贯穿通过所述钝化层及所述第二栅介质层，以与所述源区相接触；以及

漏极，所述漏极依次贯穿通过所述钝化层及所述第二栅介质层，以与所述漏区相接触。

在其中一个实施例中，所述势垒层的材料与所述第三栅极的材料相同，所述势垒层与所述半导体感光层形成肖特基势垒。

在其中一个实施例中，所述势垒层的材料为第一导电类型半导体，所述势垒层与所述半导体感光层形成PN结势垒。

在其中一个实施例中，所述势垒层的材料为绝缘材料，所述第三栅极、所述势垒层以及所述半导体感光层形成MIS势垒。

在其中一个实施例中，所述源区与所述漏区的导电类型相同。