一种基于动态耦合效应的半导体光电传感器及其制备方法技术

本发明专利技术属于半导体器件技术领域，具体为一种基于动态耦合效应的半导体光电传感器及其制备方法。本发明专利技术传感器建立在绝缘层上硅的衬底上，器件的源漏区域为金属‑半导体的肖特基接触，无须任何掺杂；沟道为不掺杂或者低掺杂；正栅极覆盖沟道的部分区域且一般在沟道中间，而衬底作为背栅极。此器件的工作机理基于绝缘层上硅的动态耦合效应，背栅施加电压后会在沟道的背面形成导电的高载流子层；此时，正栅极在瞬态电压偏置下，通过绝缘层上硅的动态耦合效应产生深度耗尽，夹断背部的导电层；而光产生的载流子在正栅极下的沟道处聚集，从而隔绝正栅极对于背部导电沟道的耗尽，使得器件能被光触发而导通。相较于普通的光电反偏二极管，此器件具有工作电流高和易于组成传感阵列等优点。

Semiconductor photoelectric sensor based on dynamic coupling effect and preparation method thereof

The invention belongs to the technical field of semiconductor devices, in particular to a semiconductor photoelectric sensor based on the dynamic coupling effect and a preparation method thereof. The sensor based on silicon on insulator substrate on the drain and source region for metal semiconductor contact Schottky, without any doping; channel for doping or low doping; positive gate covers the channel part of the channel and generally in the middle, and the substrate as the back gate. The working mechanism of this device is the dynamic coupling effect of silicon on insulator based on the voltage applied to the back gate will form the high carrier layer of conductive channel on the back; at this time, the transient voltage under positive gate bias, produce deep depletion through the dynamic coupling effect of silicon on insulator, conductive layers and Brokeback department; optical carriers generated at the channel in the gate is gathered to isolate for back channel is the gate depletion, allows the device to be light triggering conduction. Compared to the general photoelectric counter bias diode, this device has the advantages of high operating current and easy to form a sensor array.

【技术实现步骤摘要】
一种基于动态耦合效应的半导体光电传感器及其制备方法
本专利技术属于半导体器件
，具体涉及一种半导体光电传感器及其制备方法。
技术介绍
光电传感器的应用非常广泛，在民用，军用以及科研等领域都至关重要。根据其用途和敏感波长不同，又可分为多种类型。其基本原理大体类似，即光子通过具有特定禁带宽度的半导体材料时会激发出自由电子，而通过检测这些电子的浓度即可得提取出光的强度。目前通用的光电传感器大体分为两类，一类是使用电容式，如常用的CCD传感器[1]，而另外一类是基于反向p-n，如CMOS传感器[2]。对于CCD传感器，光产生的电子被电容极板所收集，之后通过电荷耦合转移到电荷放大器进行放大。由于CCD传感器基于串行的电荷转移，其工作速度慢，电荷转移需要消耗额外的能量并且需要进行电荷转移复杂时钟信号。而在CMOS传感器中，光在反向p-n结中产生电流，通过额外的积分和放大器，将此产生的电流转换成电压信号输出。CMOS传感器不需要进行电荷转移，因此弥补了CCD传感器的一些缺点。然而，CCD传感器必须使用大量的外部晶体管对p-n结产生的光电流进行积分和放大，增大了传感单元的复杂度，且损失了有效的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于动态耦合效应的半导体光电传感器，其特征在于，包括：不掺杂或是弱掺杂的衬底(1)，埋层氧化层(2)和具有梯形台面状的半导体沟道区(3)，在半导体沟道之上且覆盖沟道的栅氧化层(4)，部分覆盖沟道区域且在沟道中间的正栅极(5)；以及，在左边的源极区域（6）和右边的漏极区域（7），源极区域（6）和漏极区域（7）是与半导体沟道具有良好的肖特基接触的金属或者金属硅化物；器件有四个金属电极，分别是源极金属接触，漏极金属接触，正栅极金属接触和背栅极金属接触。

【技术特征摘要】
1.一种基于动态耦合效应的半导体光电传感器，其特征在于，包括：不掺杂或是弱掺杂的衬底(1)，埋层氧化层(2)和具有梯形台面状的半导体沟道区(3)，在半导体沟道之上且覆盖沟道的栅氧化层(4)，部分覆盖沟道区域且在沟道中间的正栅极(5)；以及，在左边的源极区域（6）和右边的漏极区域（7），源极区域（6）和漏极区域（7）是与半导体沟道具有良好的肖特基接触的金属或者金属硅化物；器件有四个金属电极，分别是源极金属接触，漏极金属接触，正栅极金属接触和背栅极金属接触。2.如权利要求1所述的半导体光电传感器，其特征在于，所述衬底为绝缘层上硅或者建立在绝缘层上的锗、锗硅或氮化镓材料。3.如权利要求1所述的半导体光电传感器，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：万景，邵金海，邓嘉男，陆冰睿，陈宜方，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：上海,31