[发明专利]一种硅像素探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种硅像素探测器，其特征在于，包括由下至上依次层叠的以下结构：

第一电极层；

衬底，所述衬底上表面的浅表层形成有多个间隔分布的第一掺杂区，所述衬底下表面的浅表层形成为第二掺杂区；所述多个间隔分布的第一掺杂区形成为像素区、环状电流收集区和环状保护区；所述环状保护区和环状电流收集区内的每个所述第一掺杂区均为环状结构；并且所述环状电流收集区包围所述像素区，所述环状保护区包围在所述环状电流收集区；其中，所述环状保护区内的相邻所述第一掺杂区的间距由所述环状电流收集区指向所述环状保护区的方向呈递增趋势；

氧化层，所述氧化层设置有多个凹槽，每个所述凹槽的底部一一对应地与每个所述第一掺杂区贯通；

第二电极层，所述第二电极层填充所述凹槽；以及

钝化层，所述钝化层覆盖所述第二电极层的上表面，且所述钝化层设置有多个窗口，所述窗口使所述像素区和所述环状电流收集区上方的第二电极层上表面裸露。

2.根据权利要求1所述的硅像素探测器，其特征在于，形成为所述环状保护区的所述第一掺杂区的数量n为3到15个。

3.根据权利要求1或2所述的硅像素探测器，其特征在于，所述递增的规律为等差数列；等差数列的公差为2-4μm。

4.根据权利要求3所述的硅像素探测器，其特征在于，所述环状保护区内的相邻第一掺杂区的间距遵循如下公式：

S_m＝21.5μm+(m-1)×3μm，

其中，m为2-15的正整数；

S_m代表第m个第一掺杂区与第m-1个第一掺杂区的间距，其中公式中的第1个第一掺杂区是最靠近所述环状电流收集区的。

5.根据权利要求1或2所述的硅像素探测器，其特征在于，所述第二电极层充满并覆盖所述凹槽。

6.根据权利要求5所述的硅像素探测器，其特征在于，在所述像素区、环状电流收集区和环状保护区内，每个所述第一掺杂区的宽度均比与其一一对应的凹槽上方的第二电极层部分的宽度小5-20μm。

7.根据权利要求1或2所述的硅像素探测器，其特征在于，所述第一电极层和所述第二电极层的材质均为金属铝；

所述衬底为n型硅衬底；所述第一掺杂区为p+掺杂区；所述第二掺杂区为n+掺杂区；

所述氧化层为氧化硅层；

所述钝化层为氮化硅层。

8.根据权利要求1或2所述的硅像素探测器，其特征在于，所述氧化层还包括：位于每个所述凹槽底部的栅氧化层，所述栅氧化层设置有孔，所述孔的底部一一对应地与每个所述第一掺杂区贯通。

9.权利要求1-8中任一项所述的硅像素探测器的制备方法，其特征在于，包括：

提供衬底；

在所述衬底的上表面形成氧化层；

刻蚀所述氧化层，以形成使所述衬底上表面裸露的多个凹槽；

通过所述凹槽向所述衬底上表面的浅表层进行离子注入，形成多个第一掺杂区，以及对所述衬底的下表面的浅表层进行离子注入以形成第二掺杂区；

在离子注入后，对所述衬底进行退火激活处理；

在所述凹槽内填充导电材料，形成第二电极层；

在所述第二掺杂区的下表面形成第一电极层；

形成覆盖所述第二电极层的钝化层；

刻蚀所述钝化层，从而在所述像素区和所述环状电流收集区的上方形成使所述第二电极层上表面裸露的多个窗口。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，在进行离子注入之前，在所示凹槽的底部形成栅氧化层，所述栅氧化层不完全填充所述凹槽；并且在所述退火激活处理后，刻蚀所述凹槽里的栅氧化层，从而形成使第一掺杂区上表面裸露的孔。