[发明专利]光电二极管及其制作方法

说明书

本发明公开了一种光电二极管及其制作方法，所述光电二极管包括：半导体衬底，所述半导体衬底的表面具有规则排布的凸块和凹面；第一掺杂区，包括所述凸块以及与所述凸块邻接的凹面；第二掺杂区，覆盖所述第一掺杂区，所述第一掺杂区和第二掺杂区的掺杂类型相反。所述光电二极管还包括覆盖所述第二掺杂区的介质层。所述的光电二极管应用于CMOS图像传感器，改进了量子转换效率，提高了CMOS图像传感器的性能。

技术领域

本发明属于技术领域，具体涉及一种用于CMOS图像传感器的光电二极管及其制作方法。

背景技术

图像传感器，就是能够感受光学图像信息并将其转换成可用输出信号的传感器，可以提高人眼的视觉范围。CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)图像传感器是图像传感器的一种，基于互补型金属氧化物半导体(CMOS)技术而制造。

光电二极管作为光电转换器件，可应用于CMOS图像传感器中。CMOS图像传感器的基本单元称为像素，其包括1个光电二极管和3个或4个MOS晶体管构成，简称为3T类型或4T类型。其中，光电二极管用于将光信号转换成相应的电流信号，而MOS晶体管用于读取光电二极管转换的电流信号。

请参考图1为现有的一种包含光电二极管的背照式CMOS图像传感器的结构示意图。所述结构包括：形成有光电二极管11的前端结构10，位于所述前端结构10正面的辅助结构13及介电层12，所述辅助结构13被所述前端结构10及介电层12包围，并且所述辅助结构13的折射率低于所述前端结构10及介电层12的折射率。在所述前端结构10的正面还形成有金属连线层16，以及在所述前端结构10的背面形成有滤光片17和微透镜18。

然而，当光从前端结构10和光电二极管11大角度透射下来时，由于辅助结构13为平面结构，所述透射光不能被反射到光电二极管11上面，从而降低了透射光再次被光电二极管11吸收的程度，降低了光电二极管的光电转换效率。

发明内容

本发明技术方案要解决的技术问题是现有的光电二极管光电转换效率低，从而影响CMOS图像传感器灵敏性等性能。

为解决上述技术问题，本发明技术方案提供一种光电二极管，包括：半导体衬底，所述半导体衬底的表面具有规则排布的凸块和凹面；第一掺杂区，包括所述凸块以及与所述凸块邻接的凹面；第二掺杂区，覆盖所述第一掺杂区，所述第一掺杂区和第二掺杂区的掺杂类型相反。

可选的所述凸块为类梯形结构。

可选的，所述凸块斜面与凹面的夹角为90度到150度。

可选的，所述凹面与凸块顶面的高度差为至

可选的，所述第一掺杂区为N型掺杂，所述第二掺杂区为P型掺杂。

可选的，第一掺杂区通过对半导体衬底表面的凸块以及与其邻接的凹面执行第一离子注入工艺形成。

可选的，第一掺杂区的离子注入深度为第二掺杂区的离子注入深度范围为

可选的，所述光电二极管还具有覆盖所述第二掺杂区的介质层。

可选的，所述的介质层为氧化硅层，厚度范围为

本发明还提供一种光电二极管的制作方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底的表面具有规则排布的凸块和凹面；执行第一离子注入工艺，使所述半导体衬底的凸块以及与凸块邻接的凹面形成第一掺杂区；执行第二离子注入工艺，形成覆盖第一掺杂区的第二掺杂区，所述第一掺杂区和第二掺杂区的掺杂类型相反。

可选的，所述凸块为类梯形结构。

可选的，所述凸块斜面与凹面的夹角为90度到150度。

可选的，所述凹面与凸块顶面的高度差为至