硅探测器及形成方法技术

本发明专利技术提供了一种硅探测器及形成方法，包括：提供第一导电类型的衬底和外延层，外延层位于衬底的表面；在外延层的表面形成第一氧化物层和第二氧化物层；在外延层的表面和内部形成场氧，场氧隔开第一氧化物层和第二氧化物层；向外延层内注入离子形成第一导电类型的第一电极区；向外延层内注入离子形成第二导电类型的第二电极区和隔离层，第二电极区和隔离层分别位于场氧的两侧，隔离层位于第一电极区和场氧之间。本发明专利技术形成的隔离层，第二电极区表面的感生电子会向隔离层移动，使得第二电极区表面的感生电子减少，从而减少了第二电极区到N型外延层的漏电流，从而减少了硅探测器的暗电流。电流。电流。

【技术实现步骤摘要】
硅探测器及形成方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其是涉及一种硅探测器及形成方法。

技术介绍

[0002]常用的BSI硅探测器，X光经闪烁体转换为光后从背面入射到硅探测器，产生的光电子先扩散到正面的有源区后被收集为电信号。
[0003]现有技术的硅探测器形成方法为，请参照图1，首先形成N型的衬底110，接着，在衬底110的表面形成N型的外延层120，接着，在外延层120的表面形成第一氧化物层130和第二氧化物层140，第一氧化物层130和第二氧化物层140均为二氧化硅膜。接着，形成场氧150，场氧150将第一氧化物层130和第二氧化物层140隔开。接着，请参照图2，通过第一氧化物层130向外延层注入离子形成N型的第一电极区160；接着，通过第二氧化物层140向外延层注入离子形成P型的第二电极区170，第一电极区160和第二电极区170通过场氧150隔开。
[0004]然而，在通过第二氧化物层140向外延层注入离子形成P型的第二电极区170的过程中，第二氧化物层140中捕捉了少量不移动的正离子，通过静电感应在第二电极区170的表面形成了负离子，从而在第二电极区170的表面形成了感生电子层，感生电子层的导电类型与N型的外延层120的导电类型相同，导致第二电极区170与N型的外延层120连通，形成了漏电流。在使用硅探测器时的外加偏压下，会产生暗电流，暗电流包含PN结的反向电流和这个感生电子层产生的漏电流。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种硅探测器及形成方法，可以减小硅探测器的漏电流。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种硅探测器，包括：
[0007]第一导电类型的衬底和外延层，所述外延层位于所述衬底的表面；
[0008]第一导电类型的第一电极区，位于所述外延层内并且靠近所述外延层的表面；
[0009]第二导电类型的第二电极区，位于所述外延层内并且靠近所述外延层的表面，所述第一电极区与所述第二电极区之间通过场氧隔开，所述第二导电类型和第一导电类型为相反的导电类型；
[0010]第二导电类型的隔离层，位于所述第一电极区和所述场氧之间，所述第二电极区和隔离层同时形成；
[0011]第一氧化物层，位于所述第一电极区和隔离层的表面；以及
[0012]第二氧化物层，位于所述第二电极区的表面，所述第一氧化物层和第二氧化物层通过所述场氧隔开。
[0013]可选的，在所述的硅探测器中，所述第一导电类型为N型。
[0014]可选的，在所述的硅探测器中，所述第二导电类型为P型。
[0015]可选的，在所述的硅探测器中，还包括若干通孔、若干金属线和层间介质层，所述层间介质层位于所述外延层的表面，若干所述通孔分别位于所述第一氧化物层和第二氧化
物层的表面，所述金属线位于所述通孔的表面，所述通孔和所述金属线均位于所述层间介质层内，且相邻所述通孔通过所述层间介质层隔开。
[0016]可选的，在所述的硅探测器中，所述第一氧化物层和第二氧化物层均为二氧化硅。
[0017]本专利技术还提供了一种硅探测器的形成方法，包括：
[0018]提供第一导电类型的衬底和外延层，所述外延层位于所述衬底的表面；
[0019]在所述外延层的表面形成第一氧化物层和第二氧化物层；
[0020]在所述外延层的表面和内部形成场氧，所述场氧隔开所述第一氧化物层和第二氧化物层；
[0021]通过所述第一氧化物层向所述外延层内注入离子形成第一导电类型的第一电极区；以及
[0022]通过所述第一氧化物层和第二氧化物层同时向所述外延层内注入离子，分别形成第二导电类型的第二电极区和隔离层，所述第二电极区和隔离层分别位于所述场氧的两侧，所述隔离层位于所述第一电极区和所述场氧之间。
[0023]可选的，在所述的硅探测器的形成方法中，向所述外延层内注入离子形成第二导电类型的第二电极区和隔离层之后，还包括：形成若干通孔、若干金属线和层间介质层，所述层间介质层位于所述外延层的表面，若干所述通孔分别位于所述第一氧化物层和第二氧化物层的表面，所述金属线位于所述通孔的表面，所述通孔和所述金属线均位于所述层间介质层内，且相邻所述通孔通过所述层间介质层隔开。
[0024]可选的，在所述的硅探测器的形成方法中，向所述外延层内注入P离子形成第一电极区。
[0025]可选的，在所述的硅探测器的形成方法中，向所述外延层内注入B离子形成第二电极区和隔离层。
[0026]可选的，在所述的硅探测器的形成方法中，在所述外延层的表面通过沉积二氧化硅的形式形成第一氧化物层和第二氧化物层。
[0027]在本专利技术提供的硅探测器及形成方法中，形成的隔离层的导电类型与第二电极区的导电类型相同，使得第二电极区表面的感生电子向隔离层移动，从而减少了第二电极区到N型外延层的漏电流，从而减少了硅探测器的暗电流。并且，隔离层和第二电极区同时形成，不需要增加额外的工艺步骤，不需要浪费额外的工艺时间。
附图说明
[0028]图1和图2是现有技术的硅探测器的形成过程的示意图；
[0029]图3是本专利技术实施例的硅探测器的形成方法的流程图；
[0030]图4至图7是专利技术实施例的硅探测器的形成过程的示意图；
[0031]图中：110
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衬底、120
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外延层、130
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第一氧化物层、140
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第二氧化物层、150
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场氧、160
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第一电极区、170
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第二电极区、210
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衬底、220
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外延层、230
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第一氧化物层、240
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第二氧化物层、250
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场氧、260
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第一电极区、270
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第二电极区、280
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隔离层、291
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通孔、292
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金属线、293
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层间介质层。
具体实施方式
[0032]下面将结合示意图对本专利技术的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。
[0033]在下文中，术语“第一”“第二”等用于在类似要素之间进行区分，且未必是用于描述特定次序或时间顺序。要理解，在适当情况下，如此使用的这些术语可替换。类似的，如果本文所述的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些所述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被添加到该方法。
[0034]请参照图3，本专利技术实施例提供了一种硅探测器的形成方法，包括：
[0035]S11：提供第一导电类型的衬底和外延本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅探测器，其特征在于，包括：第一导电类型的衬底和外延层，所述外延层位于所述衬底的表面；第一导电类型的第一电极区，位于所述外延层内并且靠近所述外延层的表面；第二导电类型的第二电极区，位于所述外延层内并且靠近所述外延层的表面，所述第一电极区与所述第二电极区之间通过场氧隔开，所述第二导电类型和第一导电类型为相反的导电类型；第二导电类型的隔离层，位于所述第一电极区和所述场氧之间，所述第二电极区和隔离层同时形成；第一氧化物层，位于所述第一电极区和隔离层的表面；以及第二氧化物层，位于所述第二电极区的表面，所述第一氧化物层和第二氧化物层通过所述场氧隔开。2.如权利要求1所述的硅探测器，其特征在于，所述第一导电类型为N型。3.如权利要求1所述的硅探测器，其特征在于，所述第二导电类型为P型。4.如权利要求1所述的硅探测器，其特征在于，还包括若干通孔、若干金属线和层间介质层，所述层间介质层位于所述外延层的表面，若干所述通孔分别位于所述第一氧化物层和第二氧化物层的表面，所述金属线位于所述通孔的表面，所述通孔和所述金属线均位于所述层间介质层内，且相邻所述通孔通过所述层间介质层隔开。5.如权利要求1所述的硅探测器，其特征在于，所述第一氧化物层和第二氧化物层均为二氧化硅。6.一种如权利要求1～5任一项所述的硅探测器的形成方法，其特征在于，包括：提供第一导电类型的衬...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小艳，宗立超，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：