光电探测结构及其制作方法、光电探测器技术

一种光电探测结构及其制作方法、光电探测器。该光电探测结构包括：衬底基板；电极条，设置在衬底基板上；半导体层，设置在衬底基板面向电极条的一侧；绝缘层，设置在电极条与半导体层之间，其中，绝缘层包括厚度增加部，厚度增加部位于电极条的至少一个边缘处。采用该光电探测结构可以降低电极条边缘处对应的半导体光电转化层中的电场强度，一方面降低了暗电流，另一方面可以通过减小电极条的宽度来提升光电探测器的性能。

Photoelectric detection structure, manufacturing method thereof and photoelectric detector

Photoelectric detection structure, manufacturing method thereof and photoelectric detector. The photoelectric detection structure includes: a substrate; electrodes arranged on the substrate, the substrate; a semiconductor layer is formed on a substrate, substrate facing side electrode; an insulating layer arranged between the electrode and the semiconductor layer, an insulating layer including the thickness increased, the increase of the thickness of electrode is located at least one edge. The photoelectric detection structure can reduce the electric field intensity of semiconductor photoelectric conversion layer electrode edge corresponding to the one hand reduces the dark current performance. On the other hand, can reduce the electrode width to improve the photoelectric detector.

【技术实现步骤摘要】
光电探测结构及其制作方法、光电探测器
本专利技术至少一个实施例涉及一种光电探测结构及其制作方法、光电探测器。
技术介绍
金属-半导体-金属(Metal-Semiconductor-Metal，MSM)光电探测器具有响应速度快、电容小、工艺简单以及容易集成等优点而广泛应用于光纤通信领域中。为了提高MSM的肖特基势垒高度，减小暗电流，可以采用通过在半导体层与金属电极之间加一层薄的势垒增强层(半导体薄膜或绝缘介质薄膜)来增加势垒高度。
技术实现思路
本专利技术的至少一实施例提供一种光电探测结构及其制作方法、光电探测器。采用该光电探测结构可以降低电极条边缘处对应的半导体光电转化层中的电场强度，一方面降低了暗电流，另一方面可以通过减小电极条的宽度来提升光电探测器的性能。本专利技术的至少一实施例提供一种光电探测结构，包括：衬底基板；电极条，设置在衬底基板上；半导体层，设置在衬底基板面向电极条的一侧；绝缘层，设置在电极条与半导体层之间，其中，绝缘层包括厚度增加部，厚度增加部位于电极条的至少一个边缘处。例如，在本专利技术的一个实施例中，半导体层位于电极条远离衬底基板的一侧。例如，在本专利技术的一个实施例中，绝缘层不包括厚度增加部的部分的膜层位于电极条的边缘之间的部分上以及衬底基板的未设置电极条的区域中，厚度增加部的厚度与绝缘层不包括厚度增加部的部分的膜层的厚度之比的范围为1.5:1～3:1。例如，在本专利技术的一个实施例中，电极条包括沿第一方向延伸且沿第二方向排列的多个子电极条，第一方向与第二方向彼此交叉。例如，在本专利技术的一个实施例中，厚度增加部位于每个子电极条的沿第一方向延伸的两个边缘处。例如，在本专利技术的一个实施例中，绝缘层的材料包括光致抗蚀剂材料。例如，在本专利技术的一个实施例中，绝缘层包括第一绝缘层与第二绝缘层，第二绝缘层位于电极条的至少一个边缘处以形成厚度增加部。例如，在本专利技术的一个实施例中，电极条的图案包括叉指电极图案。本专利技术的至少一实施例提供一种光电探测结构的制作方法，包括：提供衬底基板；在衬底基板上形成电极条；在衬底基板面向电极条的一侧形成半导体层；在半导体层与电极条之间形成绝缘层，其中，绝缘层包括厚度增加部，厚度增加部位于电极条的至少一个边缘处。例如，在本专利技术的一个实施例中，绝缘层的材料包括光致抗蚀剂材料，且绝缘层采用半色调掩模工艺一步图案化形成。例如，在本专利技术的一个实施例中，绝缘层包括第一绝缘层与第二绝缘层，形成绝缘层包括：在电极条上形成第一绝缘层，在位于电极条的至少一个边缘处形成第二绝缘层以形成厚度增加部。本专利技术的至少一实施例提供一种光电探测器，包括本专利技术实施里提供的任一种光电探测结构。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本专利技术的一些实施例，而非对本专利技术的限制。图1A为一种MSM光电探测结构的局部横截面示意图；图1B为图1A示出的MSM光电探测结构的电场分布示意图；图2A为本专利技术一实施例的一示例提供的光电探测结构的局部截面示意图；图2B为如图2A所示的光电探测结构沿AB方向所截的平面示意图；图3为本专利技术一实施例的另一示例提供的光电探测结构的局部截面示意图；图4为本专利技术一实施例提供的光电探测结构的制作方法的示意性流程图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。除非另外定义，本专利技术使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利技术中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。在研究中，本申请的专利技术人发现：金属-半导体-金属(Metal-Semiconductor-Metal，MSM)光电探测结构中，由于金属电极处的电场强度大于其他区域的电场强度，当金属电极宽度作小时，金属电极两边缘处产生的大电场区将会重合，从而使暗电流增大。图1A为一种MSM光电探测结构的局部横截面示意图，如图1A所示，MSM光电探测结构包括衬底基板10、设置在衬底基板10上的金属电极条11、覆盖在金属电极条11上的绝缘层12以及设置在绝缘层12上的半导体层13。这里的金属电极条11沿垂直于衬底基板10的方向的尺寸约为100nm，绝缘层12沿垂直于衬底基板10的方向的尺寸约为450nm，半导体层13沿垂直于衬底基板10的方向的尺寸约为400nm。金属电极条11的材料包括铝，绝缘层12的材料包括聚酰亚胺(PI)，半导体层13的材料包括非晶硅(a-Si)。半导体层13与金属电极条11之间形成肖特基势垒。适当波长的光入射时，半导体层13中的价带电子吸收光子能量而跃迁到导带上，导带内的电子浓度和价带内的空穴浓度增多以在导带与价带之间产上光生电子-空穴对。产生的光生电子-空穴对在外加偏压(或者内建电场)的作用下，进行漂移或扩散等定向运动，在被金属电极条11俘获后形成光生电流。图1B为图1A示出的MSM光电探测结构的电场分布示意图，如图1B所示，金属电极条11边缘处的电场强度较大，金属电极条11边缘处的电场对应于图中电场分布中的尖峰；相邻的两个金属电极条11之间的位置的电场强度小于金属电极条11边缘处的电场强度，即，相邻的两个金属电极条11之间的位置的电场强度对应于图中的两个尖峰之间的平缓处；每个金属电极条11的中心处的电场强度非常小，每个金属电极条11的中心处的电场强度如图中所示的电场分布中的凹陷处。因此，这种MSM光电探测结构的金属电极条的宽度不能设计的太小，而较宽的金属电极条又会影响MSM光电探测器件的填充因子(FillFactor)，降低器件整体受光转化的有效面积。本专利技术的实施例提供一种光电探测结构及其制作方法、光电探测器。该光电探测结构包括衬底基板、设置在衬底基板上的电极条、设置在衬底基板面向电极条的一侧的半导体层以及设置在电极条与半导体层之间的绝缘层，其中，绝缘层包括厚度增加部，厚度增加部位于电极条的至少一个边缘处。采用该光电探测结构可以降低电极条边缘处对应的半导体光电转化层中的电场强度，一方面降低了暗电流，另一方面可以通过减小电极条的宽度来提升光电探测器的性能。下面结合附图对本专利技术实施例提供的光电探测结构及其制作方法、光电探测器进行描述。实施例一本实施例提供一种光电探测结构，图2A为本实施例的一示例提供的光电探测结构的截面示意图，如图2A所示，该光电探测结构包括衬底基板100、设置在衬底基板100上的电极条110、设置在衬底基板100面向电极条110的一侧的半导体层130以及设置在电极条110与半导体层130之间的绝缘层120。绝缘层120包括厚度增加部121(如图2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电探测结构，包括：衬底基板；电极条，设置在所述衬底基板上；半导体层，设置在所述衬底基板面向所述电极条的一侧；绝缘层，设置在所述电极条与所述半导体层之间，其中，所述绝缘层包括厚度增加部，所述厚度增加部位于所述电极条的至少一个边缘处。

【技术特征摘要】
1.一种光电探测结构，包括：衬底基板；电极条，设置在所述衬底基板上；半导体层，设置在所述衬底基板面向所述电极条的一侧；绝缘层，设置在所述电极条与所述半导体层之间，其中，所述绝缘层包括厚度增加部，所述厚度增加部位于所述电极条的至少一个边缘处。2.根据权利要求1所述的光电探测结构，其中，所述半导体层位于所述电极条远离所述衬底基板的一侧。3.根据权利要求1所述的光电探测结构，其中，所述绝缘层不包括所述厚度增加部的部分的膜层位于所述电极条的边缘之间的部分上以及所述衬底基板的未设置所述电极条的区域中，所述厚度增加部的厚度与所述绝缘层不包括所述厚度增加部的部分的膜层的厚度之比的范围为1.5:1～3:1。4.根据权利要求1所述的光电探测结构，其中，所述电极条包括沿第一方向延伸且沿第二方向排列的多个子电极条，所述第一方向与所述第二方向彼此交叉。5.根据权利要求4所述的光电探测结构，其中，所述厚度增加部位于每个所述子电极条的沿所述第一方向延伸的两个边缘处。6.根据权利要求1所述的光电探测结构，其中，所述绝缘层的材料包括光致...

【专利技术属性】
技术研发人员：马占洁，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11