[发明专利]光电二极管制备方法及其光电二极管

说明书

本发明涉及一种光电二极管制备方法及其光电二极管，该方法包括：在外延层的第一区域进行第二类型材料掺杂，形成第一掺杂区；在外延层的上表面形成传输栅，传输栅的一侧与第一掺杂区连接；对外延层的第二区域进行第二类型材料掺杂，形成第二掺杂区，第二掺杂区与第一掺杂区连接；在外延层的第三区域进行第二类型材料掺杂，获得输出区域，传输栅的另一侧与输出区域连。在停止对传输栅加电，第一掺杂区与输出区域之间的反型层释放的光生电子向第二掺杂区回流时，实现将回流的光生电子存储在第一掺杂区，避免回流的光生电子回流至第二掺杂区，进而提高了光电二极管的光电转换效果。

技术领域

本发明涉及半导体领域，具体地，涉及一种光电二极管制备方法及其光电二极管。

背景技术

随着科技的发展，互补金属氧化物半导体(Complementary Metal OxideSemiconductor，CMOS)图像传感器已经广泛应用在人们生活的各方各面，例如远距离高精度测距、高动态成像、高帧频成像。

现有技术中，CMOS图像传感器至少包括：像素阵列、时序控制模块、模拟信号处理模块以及模数转换模块，其中，像素阵列可以采用光电二极管实现光电转换。图1是一种现有技术的光电二极管的结构示意图，如图1所示，该光电二极管包括：P型衬底P-sub1上设置有P型外延层P-epi2，P型外延层P-epi2中一个区域设置有N型掺杂区PDN3，同时在N型掺杂区PDN3的一部分上表面设置有钳位层6，P型外延层P-epi2中另一个区域设置有输出端FD4，在P型外延层P-epi2的上表面形成传输栅TX5，其中，该传输栅TX5的下表面分别与输出端FD4以及N型掺杂区PDN3直接连接。从而，光电二极管接收光照时，光波穿透到P型外延层P-epi2区域，在P型外延层P-epi2区域产生光生电子，同时N型掺杂区PDN3对该光生电子进行吸引，从而将P型外延层P-epi2区域中产生的光生电子存储在N型掺杂区PDN3，当对传输栅TX5加电时，N型掺杂区PDN3与输出端FD4之间形成反型层，该反型层作为导电沟道将N型掺杂区PDN3的光生电子通过该导电沟道自身从输出端FD4输出。

然而，本发明的发明人在实现上述现有技术的过程中发现，当对传输栅TX5停止加电时，反型层会释放部分光生电子并返回N型掺杂区PDN3，导致下一次的光电转换产生的光生电子与返回N型掺杂区PDN3的光生电子无法区分，从而导致光电二极管的光电转换效果较差。

发明内容

本公开的目的是提供一种光电二极管制备方法及其光电二极管，用以解决光电二极管的光电转换效果较差的问题。

为了实现上述目的，本公开实施例的第一方面，提供一种光电二极管制备方法，包括：

在硅衬底的一面形成外延层，所述外延层掺杂有第一类型材料；

在所述外延层的第一区域进行第二类型材料掺杂，形成第一掺杂区；

在所述外延层的上表面形成传输栅，所述传输栅的一侧与所述第一掺杂区连接；

对所述外延层的第二区域进行第二类型材料掺杂，形成第二掺杂区，所述第二掺杂区与所述第一掺杂区连接；

在所述外延层的第三区域进行第二类型材料掺杂，获得输出区域，所述传输栅的另一侧与所述输出区域连接。

进一步的，所述在所述外延层的第一区域进行第二类型材料掺杂，形成第一掺杂区之前，还包括：

在所述第一区域下方进行第一类型材料掺杂，形成第一隔离区。

进一步的，所述在所述外延层的上表面形成传输栅之前，还包括：

在所述第二掺杂区以及第一掺杂区的上方进行第一类型材料掺杂，形成第二隔离区；

所述传输栅的一侧与所述第一掺杂区连接，包括：