一种降低暗电流的PN结结构及光电二极管、光电三极管制造技术

本实用新型专利技术适用于集成电路领域，提供了一种降低暗电流的PN结结构及光电二极管、光电三极管，该PN结结构包括：衬底，在衬底上形成的阱，在阱中形成的NG注入区，以及在NG注入区形成的掺杂区；阱区和掺杂区分别为PN结结构的两极引出端。本实用新型专利技术在PN结结构中通过注入增加一个NG注入区，由于NG注入的浓度较低，因此NG和PWELL形成的PN结浓度较浅，从而降低了暗电流，同时提高了光电转换效率。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于集成电路领域，尤其涉及一种降低暗电流的PN结结构及光电二极管、光电三极管。
技术介绍
随着物联网技术的推广普及，可见光传感器越来越广泛应用于各类可见光检测与控制领域，同时由于可见光传感器能符合欧盟RoHS环保指令的要求，今后完全可能替代Cds光敏电阻，具有越来越广阔的市场前景。可见光传感器是一种类似于人眼视觉范围内光谱的传感器，通常采用硅光电二极管或者硅光电三极管等作为探测器，是单一的光电探测器，入射光谱范围较人眼视觉范围宽，因此会受到近红外线和暗电流的影响，图1示出了现有CMOS工艺产生的PN结结构，其中，作为N极的N+注入浓度较高，结深较浅，N+和PWELL成了PN结，又该结构的PN结制成的光电二极管或者光电三极管，在光照射到N+表面时，PN结产生反偏电流，这个反偏电流随着光照强度的增强而增大，在光敏二极管中，这个流电路定义为暗电流，该暗电流的大小跟PN结载流子的浓度成正比，在常规CMOS工艺中，N+浓度较大，因此这种结构的暗电流也会比较大。该暗电流会随着温度的升高，参见图2，从而导致可见光传感器在低照度环境下无法使用，使其无法准确地测量可见光照度的线性变化，严重时甚至电路会产生误动作。
技术实现思路
本技术实施例的目的在于提供一种降低暗电流的PN结结构，旨在解决现有PN结在低光环境下暗电流较大的问题。本技术实施例是这样实现的，一种降低暗电流的PN结结构，所述PN结结构包括：衬底，在所述衬底上形成的阱，在所述阱中形成的NG注入区，以及在所述NG注入区形成的掺杂区；所述阱区和所述掺杂区分别为所述PN结结构的两极引出端。进一步地，所述NG为推结深结构。更进一步地，所述NG的结深为2.3～2.6um。更进一步地，所述衬底为N型衬底，所述阱为P阱，所述掺杂区为N型掺杂区，所述P阱为所述PN结结构的P极引出端，所述N型掺杂区为所述PN结结构的N极引出端。更进一步地，所述衬底为P型衬底，所述阱为N阱，所述掺杂区为P型掺杂区，所述N阱为所述PN结结构的N极引出端，所述P型掺杂区为所述PN结结构的P极引出端。本技术实施例的另一目的在于，提供一种包括上述降低暗电流的PN结结构的光电二极管。本技术实施例的另一目的在于，提供一种包括上述降低暗电流的PN结结构的光电三极管。本技术实施例在PN结结构中通过注入增加一个NG注入区，由于NG注入的浓度较低，因此NG和PWELL形成的PN结浓度较浅，从而降低了暗电流，同时提高了光电转换效率。附图说明图1为现有CMOS工艺产生的PN结结构图；图2为现有可见光传感器在不同温度下的暗电流示意图；图3为本技术实施例提供的降低暗电流的PN结结构图；图4为采用本技术实施例提供的降低暗电流的PN结结构后在不同温
度下的暗电流示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。本技术实施例在PN结结构中通过注入增加一个NG注入区，由于NG注入的浓度较低，因此NG和PWELL形成的PN结浓度较浅，从而降低了暗电流，同时提高了光电转换效率。图3示出了本技术实施例提供的降低暗电流的PN结结构，为了便于说明，仅示出了与本技术相关的部分。作为本技术一实施例，该降低暗电流的PN结结构可以应用于任何光电二极管、光电三极管以及可见光传感器中，该降低暗电流的PN结结构采用CMOS集成电路工艺实现，后续可以搭建高放大倍数的电流放大电路来实现可见光的检测。该降低暗电流的PN结结构包括：衬底，在衬底上形成的阱，在阱中形成的NG注入区，以及在NG注入区形成的掺杂区；阱区和掺杂区分别为该PN结结构的两极引出端。当衬底为N型衬底时，阱为P阱，掺杂区为N型掺杂区，P阱为该PN结结构的P极引出端，N型掺杂区为所述PN结结构的N极引出端。当衬底为P型衬底时，阱为N阱，掺杂区为P型掺杂区，N阱为该PN结结构的N极引出端，所述P型掺杂区为所述PN结结构的P极引出端。以N型衬底为例，先在衬底N-SUB上形成的P阱PWELL，再在P阱PWELL
中形成的NG注入区NG，该NG注入区为推结深结构，结深为2.3～2.6um，最后在NG注入区中形成N型掺杂区N+。采用上述结构的PN结后，暗电流的测试结果参见图4，可以看出，暗电流随温度变化比现有结构缓慢了许多。本技术实施例在PN结结构中通过注入增加一个NG注入区，相对N+来说，NG注入的浓度较低，同时NG做了推结深，NG的结深约为2.3～2.6um，这样NG和PWELL形成的PN结浓度较浅，因此降低了暗电流，同时提高了光电转换效率。本技术实施例的另一目的在于，提供一种包括上述降低暗电流的PN结结构的光电二极管。本技术实施例的另一目的在于，提供一种包括上述降低暗电流的PN结结构的光电三极管。本技术实施例在PN结结构中通过注入增加一个NG注入区，由于NG注入的浓度较低，因此NG和PWELL形成的PN结浓度较浅，从而降低了暗电流，同时提高了光电转换效率。以上仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降低暗电流的PN结结构，其特征在于，所述结构包括：衬底，在所述衬底上形成的阱，在所述阱中形成的NG注入区，以及在所述NG注入区形成的掺杂区；所述阱区和所述掺杂区分别为所述PN结结构的两极引出端。

【技术特征摘要】
1.一种降低暗电流的PN结结构，其特征在于，所述结构包括：衬底，在所述衬底上形成的阱，在所述阱中形成的NG注入区，以及在所述NG注入区形成的掺杂区；所述阱区和所述掺杂区分别为所述PN结结构的两极引出端。2.如权利要求1所述的PN结结构，其特征在于，所述NG为推结深结构。3.如权利要求1所述的PN结结构，其特征在于，所述NG的结深为2.3～2.6um。4.如权利要求1所述的PN结结构，其特征在于，所述衬底为N型衬底，所述阱为P阱，所述掺杂区为N型掺杂区，所述P阱...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊子宇，
申请(专利权)人：深圳市乐夷微电子有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44