[发明专利]制造至少一个暗电流减小的钝化平面光电二极管的方法

说明书

本发明涉及一种用于制造至少一个钝化平面光电二极管(1)的方法，包括以下步骤：‑制作半导体检测部(10)；‑沉积介电钝化层(20)；‑制作由掺杂半导体材料制成的外围部(21)；‑将掺杂元素从外围部(21)扩散‑退火到半导体检测部(10)，形成掺杂的外围区域(14)；‑制作由掺杂的外围区域(14)围绕的掺杂的上部区域(11)。

技术领域

本发明的领域是具有一个或更多个钝化平面光电二极管的光电设备。本发明尤其应用于检测例如属于近红外线的光辐射的领域，所述一个或多个光电二极管能够是基于锗的。

背景技术

光电光检测设备可以具有钝化平面二极管阵列。光电二极管在同一主平面中在相互平行的第一与第二相对面之间延伸。它们每个具有例如n掺杂并与第一面平齐的第一掺杂区域和例如p-掺杂并与第二面平齐的第二掺杂区域。两个掺杂区域通过本征的中间区域或非常轻掺杂(例如p-掺杂)的中间区域彼此分隔。钝化层覆盖第一面以限制暗电流对每个光电二极管的测量电流的贡献。

然而，发现钝化层的存在可能仍会导致生成不可忽略的暗电流。由此，Sood等人的文献Characterization of SiGe-Detector Arrays for Visible-NIR Imaging SensorApplications,Proc.of SPIE VOL.8012,801240,2011说明了一种用于制造钝化平面光电二极管以限制暗电流的方法。暗电流与在与钝化层的界面处存在的光电二极管的半导体材料中的耗尽区相关。该制造方法包括在N₂H₂下对光电二极管退火的步骤，使得能够将该耗尽区转换成空穴积累区。发现该步骤使得能够减小暗电流的强度。

然而，要将耗尽区改变成积累区的该退火步骤可能会损害光电二极管的性能，特别地，这是因为不期望地改变了第一n掺杂区域的尺寸，特别是当n型掺杂元素具有显著扩散长度时。而且，耗尽区的存在和特征可能会与用于沉积钝化层的技术以及操作条件相关。因此，所讨论的退火则可能无法可再现地获得所期望的积累区和由此的所期望的暗电流减小。

发明内容

本发明的目的在于至少部分地纠正现有技术的缺陷，更具体地说，在于提出一种用于制造一个或更多个钝化平面光电二极管的方法，以实现低的暗电流并同时保持所述一个或多个光电二极管的特性，尤其是一个或多个掺杂的第一区域的尺寸。

为了该目的，本发明的主题在于一种用于制造至少一个钝化平面光电二极管的方法，其包括以下步骤：

vii)制作所谓的半导体检测部，其具有彼此相对并与光电二极管的主平面平行的第一面和第二面，并具有：

o与第一面平齐的所谓的中间区域；

o与第二面平齐的掺杂成第二导电类型的所谓的下部区域；

viii)沉积覆盖第一面的由介电材料制成的钝化层，并在该钝化层中形成至少一个通孔，所述通孔在第一面上开口并在主平面中至少部分地围绕半导体检测部的中央部分；

ix)制作由掺杂第二导电类型的半导体材料制成并要被电偏置的、与下部区域接触的侧部。该侧部可在主平面中围绕半导体检测部。

根据本发明，所述方法包括以下步骤：

x)制作至少一个外围部，其由包含具有第二导电类型的掺杂元素的半导体材料制成，与第一面接触，或者位于第一面上并通过通孔与第一面接触；

xi)退火，确保掺杂元素从外围部扩散到半导体检测部，由此在半导体检测部中形成与第一面平齐并在主平面中围绕中央部分的掺杂第二导电类型的外围区域，外围区域位于上部区域与侧部之间并与之相距非零的距离；

xii)在半导体检测部的中央部分中制作上部区域，其掺杂成与第二类型相反的第一导电类型并要被电偏置，其与第一面平齐并通过中间区域与下部区域分隔，并在主平面中被外围区域围绕。