br>[0050] 本实施例提供了一种光电二极管的制作方法，包括以下步骤：
[0051] 对Si衬底的上表面进行磷离子掺杂形成N型掺杂预备区，其中磷离子的掺杂浓 度为1.0E+17at〇mS/cm3,磷离子的注入能量为lOOKev，所形成N型掺杂预备区的厚度为 220nm；
[0052] 在上述N型掺杂预备区的内部掺杂硼离子形成第一P型掺杂区，其中硼离子的掺 杂浓度为1. 05E+17at〇mS/cm3,掺杂离子的注入能量为300Kev，所形成的第一P型掺杂区的 体积为 2. 4E+3nm3 ;
[0053] 对Si衬底的上表面进行硼离子掺杂，以上述第一P型掺杂区的上方形成第二P型 掺杂区，并形成与第二P型掺杂区的下表面相连的N型掺杂区，其中硼离子的掺杂浓度为 1. 05E+17atomS/cm3,掺杂离子的能量为lOOKev，所形成第二P型掺杂区的厚度为20nm，N型 掺杂区的厚度为200nm，N型掺杂区的体积为8.6E+6nm3,第一P型掺杂区的体积与N型掺杂 区的体积之比为2. 8XKT4。
[0054] 实施例2
[0055] 本实施例提供了一种光电二极管的制作方法，包括以下步骤：
[0056] 对Si衬底的上表面进行磷离子掺杂形成N型掺杂预备区，其中磷离子的掺杂 浓度为1. 〇E+21atomS/cm3,磷离子的注入能量为400Kev，所形成N型掺杂预备区的厚度为 420nm；
[0057] 对上述N型掺杂预备区的内部进行硼离子掺杂，在垂直于衬底10表面的N 型掺杂区21的中心线的两侧形成4个第一 P型掺杂区22,其中硼离子的掺杂浓度为 1. 2E+21atomS/cm3,掺杂离子的注入能量为600Kev，所形成的第一 P型掺杂区的总体积为 7. 2E+4nm3 ；
[0058] 对Si衬底的上表面进行硼离子掺杂，以在上述第一P型掺杂区的上方形成第二P 型掺杂区，并形成与第二P型掺杂区的下表面相连的N型掺杂区，其中硼离子的掺杂浓度为 1. 2E+21atomS/cm3,掺杂离子的能量为400Kev，所形成的第二P型掺杂区的厚度为20nm，N 型掺杂区的厚度为400nm，N型掺杂区的体积为9. 2E+6nm3,第一P型掺杂区的体积与N型掺 杂区的体积之比为7. 8X1(T3。
[0059] 实施例3
[0060] 本实施例提供了一种光电二极管的制作方法，包括以下步骤：
[0061] 对Si衬底的上表面进行磷离子掺杂形成N型掺杂预备区，其中磷离子的掺杂浓 度为1.lE+21atomS/cm3,磷离子的注入能量为500Kev，所形成的N型掺杂预备区的厚度为 500nm；
[0062] 在上述N型掺杂预备区的内部掺杂硼离子形成第一P型掺杂区，其中硼离子的掺 杂浓度为1. 6E+21atomS/cm3,掺杂离子的注入能量为700Kev，所形成的第一P型掺杂区的 体积为 3.lE+5nm3 ;
[0063] 对Si衬底的上表面进行硼离子掺杂，以在上述第一P型掺杂区的上方形成第二P 型掺杂区，并形成与第二P型掺杂区下表面相连的N型掺杂区，其中硼离子的掺杂浓度为 1. 4E+21atomS/cm3,掺杂离子的能量为600Kev，所形成的第二P型掺杂区的厚度为20nm，N 型掺杂区的厚度为480nm，N型掺杂区的体积为1.lE+6nm3,第一P型掺杂区的体积与N型掺 杂区的体积之比为〇. 28。
[0064] 对比例1
[0065] 本实施例提供了一种光电二极管的制作方法，包括以下步骤：
[0066] 对Si衬底的上表面进行磷离子掺杂形成N型掺杂预备区，其中磷离子的掺杂浓 度为1.0E+17at〇mS/cm3,磷离子的注入能量为lOOKev，所形成的N型掺杂预备区的厚度为 220nm。
[0067]对Si衬底的上表面进行硼离子掺杂，以在部分N型掺杂预备区和与其相连的部分Si衬底中形成P型掺杂区，并将剩余的N型掺杂预备区作为N型掺杂区，其中硼离子的掺杂 浓度为1. 〇5E+17atomS/cm3,掺杂离子的能量为lOOKev，所形成P型掺杂区的厚度为20nm， N型掺杂区的厚度为200nm。
[0068] 采用伏安特性测试方法对实施例1至3和对比例1得到的光电二极管进行测试， 计算得出其光电转换效率，测试结果请见表1。
[0069]表1
[0070]
[0071]从表1中的数据可以看出，实施例1至3得到的光电二极管的光电转换效率为 82%~89%，而对比例1得到的光电二极管的光电转换效率仅为72%，明显低于实施例1至3 得到的光电二极管的光电转换效率。
[0072] 从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：在光电二 极管的N型掺杂区形成第一P型掺杂区。该第一P型掺杂区会在N型掺杂区中形成PN结 耗尽层，进而提高光电二极管的光电转换效率。
[0073] 以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技 术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种光电二极管，其特征在于，所述光电二极管包括： N型掺杂区，形成在衬底的内部； 第一P型掺杂区，形成在所述N型掺杂区的内部； 第二P型掺杂区，形成在所述衬底中，位于所述N型掺杂区上方，且下表面与所述N型 掺杂区相连。2. 根据权利要求1所述的光电二极管，其特征在于，所述光电二极管中包括一个或多 个所述第一P型掺杂区，且所述第一P型掺杂区的总体积与所述N型掺杂区的体积之比 < 0? 2。3. 根据权利要求1所述的光电二极管，其特征在于，所述第一P型掺杂区中P型离子的 掺杂量与所述N型掺杂区中N型离子的掺杂量之比为1. 05~1. 2。4. 根据权利要求1所述的光电二极管，其特征在于，所述光电二极管中， 包括一个所述第一P型掺杂区时，所述第一P型掺杂区位于垂直于所述衬底表面的所 述N型掺杂区的中心线上； 包括多个所述第一P型掺杂区时，多个所述第一P型掺杂区对称地设置在垂直于所述 衬底表面的所述N型掺杂区的中心线的两侧。5. 根据权利要求1至4中任一项所述的光电二极管，其特征在于，所述第二P型掺杂区 的厚度为所述N型掺杂区厚度的1/10~1/20。6. -种光电二极管的制作方法，其特征在于，该制作方法包括： 对衬底的上表面进行掺杂形成N型掺杂预备区； 对所述N型掺杂预备区的内部进行掺杂，形成第一P型掺杂区； 对所述衬底的上表面进行二次掺杂，以在所述第一P型掺杂区的上方形成第二P型掺 杂区，并形成与所述第二P型掺杂区下表面相连的N型掺杂区。7. 根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，形成所述N型掺杂预备区的步骤中， 掺杂离子的浓度为I. 0E+17~I. 0E+21atoms/cm3,掺杂离子的注入能量为100~400Kev。8. 根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，形成所述第一P型掺杂区的步骤中， 对所述N型掺杂预备区的内部进行掺杂，形成与所述N型掺杂区的体积之比< 0. 2的所述 第一P型掺杂区。9. 根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，形成所述第一P型掺杂区的步骤中， 掺杂离子的浓度为I. 05E+17~I. 2E+21atoms/cm3,掺杂离子的注入能量为300~600Kev。10. 根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，形成所述第二P型掺杂区和N型 掺杂区的步骤中，对所述衬底的上表面进行二次掺杂，形成厚度为所述N型掺杂区的厚度 1/10~1/20的所述第二P型掺杂区。11. 一种图像传感器件，包括设置于衬底上的光电二极管，其特征在于，所述光电二极 管为权利要求1至5中任一项所述的光电二极管。
【专利摘要】本申请公开了一种光电二极管、其制作方法及图像传感器件。其中光电二极管包括：N型掺杂区，形成在衬底的内部；第一P型掺杂区，形成在N型掺杂区的内部；第二P型掺杂区，形成在衬底中，位于N型掺杂区上方，且下表面与N型掺杂区相连。该制作方法包括：对衬底的上表面进行掺杂形成N型掺杂预备区；对N型掺杂预备区的内部进行掺杂，形成第一P型掺杂区；对衬底的上表面进行二次掺杂，以在第一P型掺杂区的上方形成第二P型掺杂区，并形成与第二P型掺杂区下表面相连的N型掺杂区。上述光电二极管中第一P型掺杂区会在N型掺杂区中形成PN结耗尽层，进而能够提高光电二极管的光电转换效率。
【IPC分类】H01L31/103, H01L31/18, H01L31/0352, H01L27/146
【公开号】CN104934491
【申请号】CN201410103890
【发明人】马燕春
【申请人】中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2014年3月19日