接收辐射的半导体器件和光电子部件制造技术

说明了一种接收辐射的半导体器件，其具有：半导体本体(1)，其以硅形成并且具有辐射入射面(1a)以及吸收区(2)，在吸收区中吸收通过辐射入射面(1a)进入半导体本体(1)的电磁辐射(10)，其中吸收区(2)具有最大10μm的厚度(d)；滤光层(3)，其以介电材料形成，其中滤光层(3)覆盖半导体本体(1)的辐射入射面(1a)；以及浇注体(4)，其至少在半导体本体(1)的辐射入射面(1a)上遮盖该半导体本体，其中浇注体(4)包含吸收辐射的材料(5)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】接收辐射的半导体器件和光电子部件本专利技术提出了一种接收辐射的半导体器件。此外，还提出了一种具有这种接收辐射的半导体器件的光电子部件。一个要解决的任务在于提出一种接收辐射的半导体器件，其光谱灵敏度特别良好地与人眼的光谱灵敏度匹配。另一要解决的任务在于提出一种具有这种接收辐射的半导体器件的光电子部件。根据接收辐射的半导体器件的至少一个实施形式，该半导体器件包括半导体本体，其借助硅形成。也就是说，接收辐射的半导体器件的半导体本体基于硅。该半导体本体例如包括至少一个pn结，其通过借助硅形成的半导体本体的P掺杂区域和借助硅形成的半导体本体的η掺杂区域形成。半导体本体在此可以(除掺杂材料之外)由硅构成。尤其是半导体的其中吸收电磁辐射并且将电磁辐射转换成电流的区域(除掺杂材料之外)由硅构成。根据接收辐射的半导体器件的至少一个实施形式，该接收辐射的半导体器件的半导体本体包括辐射入射面。半导体本体的辐射入射面例如通过主面(例如在半导体本体的上侧)形成。通过辐射入射面，要检测的电磁辐射入射到半导体本体中。根据接收辐射的半导体器件的至少一个实施形式，该半导体本体具有吸收区，在该吸收区中通过辐射入射面入射到半导体本体中的电磁辐射被吸收。仅仅在吸收区中，所吸收的电磁辐射在此对产生电流有贡献，并且由此对产生接收辐射的半导体器件的信号有贝献。在不同于吸收区的区域中吸收的电磁辐射对于接收辐射的半导体器件的信号没有贡献。电磁辐射例如在半导体本体的、在吸收区之外的区域中被吸收。吸收区在此可以直接与半导体本体的辐射入射面邻接。也就是说，辐射入射面例如位于半导体本体的主面中， 该主面在半导体本体的上侧上，于是吸收区可以从辐射入射面延伸至半导体本体中达到确定的深度。也就是说，吸收区于是从在半导体本体的上侧上的辐射入射面朝着半导体本体的背离上侧的下侧延伸直至一定深度。根据接收辐射的半导体器件的至少一个实施形式，吸收区具有最大10 μ m的厚度。优选地，吸收区具有在1. 5 μ m到7. 5 μ m之间的厚度，特别优选在至少2 μ m到最大5 μ m 之间的厚度。通过如此薄的吸收区，例如保证了接收辐射的半导体器件的最大灵敏度从在 800nm到900nm之间的范围中的比较长的波长推移到在例如500nm到600nm之间的较短波长的范围中。也就是说，在薄的吸收区中对较短波长的吸收比对较长波长的辐射的吸收概率更大。未被吸收的电磁辐射可以穿过吸收区并且例如在半导体本体的如下区域中吸收 在该区域中未被吸收的电磁辐射不会对接收辐射的半导体器件的信号形成有贡献。吸收区的厚度在此例如在如下方向上被测量该方向垂直于接收辐射的半导体器件的辐射入射面。例如，该方向也可以是半导体本体的外延沉积部分的生长方向。根据接收辐射的半导体器件的至少一个实施形式，接收辐射的半导体器件包括滤光层，滤光层以介电材料形成，其中滤光层覆盖半导体本体的辐射入射面。滤光层在此例如由介电材料层的序列形成。也就是说，滤光层可以由多个层构成，这些层相叠地设置。例如，这些层可以平行于半导体本体的辐射入射面延伸。滤光层的各个层可以由不同的介电材料形成，它们交替地相叠设置用以形成滤光层。滤光层例如是构建为边缘滤光器的干涉滤光器，或是反射滤光器。滤光层遮盖半导体本体的辐射入射面，优选完全遮盖，使得所有穿过半导体本体的辐射入射面进入半导体本体的电磁辐射事先经过滤光器并且被其过滤。滤光层例如适于过滤在红光或红外辐射的波长范围中、尤其是波长在SOOnm到 IlOOnm之间的近红外的电磁辐射，也就是说防止进入半导体本体中或至少在其强度上减弱。根据接收辐射的半导体器件的至少一个实施形式，接收辐射的半导体器件包括浇注体，其至少在半导体本体的辐射入射面上遮盖该半导体本体。浇注体例如以硅树脂或环氧树脂形成并且设置在半导体本体上，使得其完全遮盖半导体本体的辐射入射面。也就是说，通过辐射入射面进入半导体本体中的所有电磁辐射在进入该半导体本体之前经过该浇注体。该浇注体在此优选包含吸收辐射的材料。也就是说，电磁辐射在入射到半导体本体之前穿过浇注体，在该浇注体中包含吸收辐射的材料，该吸收辐射的材料吸收辐射的一部分， 优选波长选择性地进行吸收。根据接收辐射的半导体器件的至少一个实施形式，该半导体器件包括半导体本体，该半导体本体以硅形成并且具有辐射入射面以及吸收区，在该吸收区中通过辐射入射面入射到半导体本体中的电磁辐射被吸收。吸收区的厚度在此最高为ΙΟμπι。此外，接收辐射的半导体器件包括滤光层，该滤光层以介电材料形成，其中滤光层覆盖半导体本体的辐射入射面，并且半导体器件包括浇注体，该浇注体至少在半导体本体的辐射入射面上遮盖该半导体本体，其中浇注体包含吸收辐射的材料。这里所描述的接收辐射的半导体器件在此尤其基于如下知识基于以硅形成的半导体本体，可以成本特别低廉地制造光学检测器例如光电二极管或光电晶体管。此外，半导体器件基于如下知识不同措施的组合——如吸收区的确定的厚度、滤光层和浇注体(其包含吸收辐射的材料)——可以适于将接收辐射的半导体器件的光谱灵敏度与人眼的光谱灵敏度尽可能精确地匹配。根据接收辐射的半导体器件的至少一个实施形式，滤光层设计用于过滤红外辐射。也就是说，滤光层适于至少将射到半导体器件上的电磁辐射的一部分在进入半导体本体之前减弱。被过滤的电磁辐射在此例如具有SOOnm或更大的波长。根据接收辐射的半导体器件的至少一个实施形式，滤光层包括由如下材料形成的至少一个层氧化硅、氮化硅。在此也可能的是，滤光层包括多个层，它们相叠地(例如平行于半导体本体的辐射入射面)设置。这些层在此可以在其折射率方面彼此不同并且形成反射器或干涉边缘滤光器。例如，由氧化硅和氮化硅构成的层相叠地设置。氧化硅优选是二氧化硅，氮化硅是Si3N4。根据接收辐射的半导体器件的至少一个实施形式，滤光层直接与半导体本体的辐射入射面接触。也就是说，滤光层直接设置在半导体本体的辐射入射面上。滤光层例如可以气相淀积或溅射到辐射入射面上。滤光层为此例如可以包括至少四个层，其中这些层中的至少两个在其折射率方面彼此不同。滤光层有助于抑制以硅形成的半导体本体的剩余红外灵敏度。根据接收辐射的半导体器件的至少一个实施形式，滤光层包括最多十个单层。这样的滤光层可以成本特别低廉地制造。根据接收辐射的半导体器件的至少一个实施形式，浇注体以如下材料的至少一种形成硅树脂、环氧树脂。此外，也可能的是，浇注体以硅树脂-环氧树脂混合材料形成。在浇注体中于是优选引入例如颗粒形式的吸收辐射的材料。吸收辐射的材料在此可以均勻地分布在浇注体中或设置在其中的一层内。吸收辐射的材料于是基本上仅在浇注体内的该层内。该层在其主面上可以完全被没有吸收材料的浇注体覆盖。这能够通过吸收辐射的材料实现对电磁辐射特别精确的并且限定的吸收。根据接收辐射的半导体器件的至少一个实施形式，吸收辐射的材料设计用于吸收红外辐射。也就是说，吸收辐射的材料适于吸收红外辐射，并且在红外辐射可以进入半导体本体之前吸收红外辐射。例如，吸收辐射的材料是Nitto公司的添加剂“IR-14”。根据接收辐射的半导体器件的至少一个实施形式，滤光层设置在半导体本体与浇注体之间。也就是说，滤光层例如可以完全覆盖半导体本体的辐射入射面，浇注体于是设置在半本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种接收辐射的半导体器件，具有：－半导体本体（１），其以硅形成并且具有辐射入射面（１ａ）以及吸收区（２），在吸收区中吸收通过辐射入射面（１ａ）进入半导体本体（１）的电磁辐射（１０），其中吸收区（２）具有最大１０μｍ的厚度（ｄ），－滤光层（３），其以介电材料形成，其中滤光层（３）覆盖半导体本体（１）的辐射入射面（１ａ），以及－浇注体（４），其至少在半导体本体（１）的辐射入射面（１ａ）上遮盖该半导体本体，其中浇注体（４）包含吸收辐射的材料（５）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安·穆勒，维尔纳·库尔曼，
申请(专利权)人：奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE