基于绝缘层上硅的电荷耦合器件制造技术

本发明专利技术公开了一种基于绝缘层上硅的电荷耦合器件，包括背栅极、衬底、埋层氧化层、漏极区、源极区、顶层硅沟道区、漏极金属接触、源极金属接触、正栅极氧化层和正栅极。入射光照射到器件表面时被衬底吸收，产生的少数载流子积累到由脉冲背栅形成的深耗尽势阱中，顶层薄硅耦合出与势阱中少子对应的电荷，正栅极施加电压放大光响应信号，从而有效收集载流子，实现随机、无损和高速读出；本发明专利技术可有效扩宽传统电荷耦合器件的光谱响应范围，同时改变了传统电荷耦合器件的读出方式，产生的信号直接由单个像素结构输出，且通过在正栅极施加电压对电荷积累起到增益的作用，放大器件的光响应信号，提高探测的响应速度和可靠性。提高探测的响应速度和可靠性。提高探测的响应速度和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
基于绝缘层上硅的电荷耦合器件


[0001]本专利技术属于图像传感器
，涉及图像传感器器件结构，尤其涉及一种基于绝缘层上硅的电荷耦合器件。

技术介绍

[0002]电荷耦合器件(CCD)图像传感器可直接将光学信号转换为模拟电流信号，信号电流再经过放大和模数转换，就可以实现图像的获取、传输和处理。作为光电探测器，CCD图像阵列系统被应用于相机、扫描仪等设备的感光组件，具有良好的感光效率和成像品质，但受限于硅较宽的带隙，传统的CCD光谱探测范围被限制在可见光波段。
[0003]绝缘层上硅技术是在分层的硅
‑
绝缘体
‑
硅衬底中制造半导体器件，以减少器件内的寄生电容，从而提升性能。其中，绝缘层和顶层硅的材料可随实际应用而变化。从制造的角度来看，绝缘层上硅基底与常规制造工艺兼容。绝缘层上硅技术的专利技术进一步促进了微电子器件的持续小型化，目前已广泛商业化。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提出一种基于绝缘层上硅的电荷耦合器件。
[0005]本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于绝缘层上硅的电荷耦合器件，其特征在于，自下而上设有背栅极(1)、衬底(2)、埋层氧化层(3)和顶层硅，所述顶层硅由顶层硅沟道区(6)和设置在所述顶层硅沟道区(6)两侧的漏极区(4)、源极区(5)构成，所述漏极区(4)上表面设有漏极金属接触(7)，所述源极区(5)上表面设有源极金属接触(8)，所述顶层硅沟道区(6)上表面依次设有正栅极氧化层(9)、正栅极(10)。2.根据权利要求1所述的基于绝缘层上硅的电荷耦合器件，其特征在于，通过在所述正栅极(10)上施加一定的电压，对电荷积累起到增益的作用，放大器件的光响应信号，同时，所述正栅极(10)可用于单元选通和复位的功能。3.根据权利要求1所述的基于绝缘层上硅的电荷耦合器件，其特征在于，所述衬底(2)为轻掺杂衬底，掺杂浓度为10
11
cm
‑3～10
13
cm
‑3，衬底材料为硅、锗、碳化硅、砷化镓、碲化镉或铟镓砷中的一种。4.根据权利要求1所述的基于绝缘层上硅的电荷耦合器件，其特征在于，所述埋层氧化层(3)所用材料为氧化硅、氧化铝、氧化铪中的任意一种，厚度为10nm
‑
200nm。5.根据权利要求1所述的基于绝缘层上硅的电荷耦合器件，其特征在于，所述顶层硅厚度为2nm
‑
20nm。6.根据权利要求1所述的基于绝缘层上硅的电荷耦合器件，其特征在于，所述漏极区(4)为重掺杂；所述源极区(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐杨，董云帆，吕建杭，刘亦伦，葛晓佳，杨伟伟，俞滨，
申请(专利权)人：浙江大学杭州国际科创中心，
类型：发明
国别省市：