[发明专利]光电探测器及其制备方法、射线探测装置

说明书

本申请实施例提供一种光电探测器及其制备方法、射线探测装置。涉及光电转换技术领域。主要用于提升光电探测器的光电转换量子效率，以及使用可靠性。该光电探测器包括：半导体衬底、抗反射膜层、介质层、第一电极和第二电极、钝化层；半导体衬底具有相对的第一面和第二面，第一面形成有第一掺杂区和第二掺杂区；抗反射膜层形成在第一面上，抗反射膜层的与第一掺杂区相对的至少部分区域形成光敏区；介质层形成在抗反射膜层的远离半导体衬底的一侧；第一电极和第二电极均形成在介质层的远离抗反射膜层的一侧；第一导电通道和第二导电通道均贯穿介质层；介质层的表面上形成有钝化层，钝化层形成有镂空区，且镂空区贯通至光敏区，以使得光敏区露出。

技术领域

本申请涉及光电转换技术领域，尤其涉及一种光电探测器及其制备方法、包含该光电探测器的射线探测装置。

背景技术

光电探测器能把光信号转换为电信号，被广泛应用在图像传感器、射线测量和探测、工业自动控制、光度计量等领域中。

光电探测器一般包括前照式入射(front side illumination，FSI)光电探测器和背照式入射(back side illumination，BSI)光电探测器。其中，前照式入射光电探测器相比背照式入射光电探测器，器件结构与加工工艺简单，成本较低因此被广泛的应用。

随着包含光电探测器的设备的技术发展，不仅要求光电探测器的光电转换量子效率越来越高，还需要光电探测器具有较高的可靠性，比如，具有较高的机械强度，以使得不易被损害，再比如，需要具有较强的耐腐蚀性，以延长使用时间，提升使用性能。

发明内容

本申请提供一种光电探测器、光电探测器的制备方法、包含光电探测器的射线探测装置。主要目的提供一种可以提升可靠性，以及还可以提升光电转换量子效率的光电探测器。

为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：

第一方面，本申请提供了一种光电探测器，该光电探测器包括：半导体衬底、抗反射膜层、介质层、第一电极和第二电极，以及钝化层；其中，半导体衬底具有相对的第一面和第二面，第一面形成有第一掺杂区和第二掺杂区，且第一掺杂区和第二掺杂区的掺杂类型不同；抗反射膜层形成在第一面上，抗反射膜层的与第一掺杂区相对的至少部分区域形成光敏区；介质层形成在抗反射膜层的远离半导体衬底的一侧；第一电极和第二电极均形成在介质层的远离抗反射膜层的一侧；第一导电通道和第二导电通道均贯穿介质层，以使得第一电极通过第一导电通道电连接第一掺杂区，以及使得第二电极通过第二导电通道电连接第二掺杂区；介质层的远离抗反射膜层的表面上形成有钝化层，钝化层形成有镂空区，且镂空区贯通至光敏区，以使得光敏区露出。

本申请给出的光电探测器，当一定波长的光作用于光敏区后，入射光子的能量大于或等于半导体材料的禁带宽度，激发出电子空穴对(或者叫光生载流子)，会在第一掺杂区和第二掺杂区之间(可以被叫做势垒区)产生电动势，从而转变为电流信号，通过第一电极和第二电极输出，实现了光电信号的转换。

还有，本申请给出的光电探测器中，包含了钝化层，并且介质层表面上被钝化层覆盖。这样一来，通过钝化层可以保护该光电探测器芯片的表面基本不受沾污，还可以提升光电探测器芯片的机械强度、抗腐蚀等，进而提升该光电探测器芯片的可靠性。

除此之外，由于本申请给出的光电探测器在覆盖抗反射膜层上的钝化层和介质层形成有镂空区，以使得抗反射膜层的光敏区暴露出来。如此设计的话，光可以直接照射在抗反射膜层上，从而照射至第一掺杂区。相比需要穿过钝化层和介质层的方案，本申请可以缩短光的传播路径，提升光电转换量子效率。

基于上述对本申请给出的光电探测器结构的描述，容易得到，在实现光电转换的基础上，还可以进一步的缩短光传播路径，提升光电转换量子效率，以及提升该光电探测器的使用可靠性，提升该光电探测器的使用性能。