器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
[0031]由【背景技术】可知，现有单像素结构的光电二极管中有源区面积难以增大，进而影响填充因子大小的问题，本申请的申请人针对上述问题进行研究，提出了一种光电二极管、其制作方法及包括其的图像传感器。如图2 (a)及图2 (b)所示，该光电二极管包括:掺杂在衬底110上表面的第一掺杂区120，以及掺杂在第一掺杂区120上表面上的第二掺杂区130，且第一掺杂区120和第二掺杂区130的导电类型不同。其中，第一掺杂区120的上表面上具有一个或多个向外凸起或向内凹陷的表面变化部121，第二掺杂区130设置在第一掺杂区120的上表面上，具有与表面变化部121形状相符的结构变化部。
[0032]上述表面变化部121能够在光电二极管中第二掺杂区130在衬底110上所占区域的横截面积不变的情况下，增加第二掺杂区130的表面积，进而增加了光电二极管的有效感光面积及填充因子。同时，该表面变化部121还能降低光的反射，从而提高光电二极管的有效光电转换效率。
[0033]依照制作表面变化部121的工艺方法的不同，上述表面变化部121可以具有不同的形状特征。在本申请的一种优选实施方式中，如图2 (a)所示，该表面变化部121可以为向内凹陷的类四棱锥结构。其中，类四棱锥结构包括四棱锥结构或四棱锥台结构，还可以包括由四个侧面形成的类似的四棱锥结构(例如，两个相对的侧面连接形成直线而另外两个相对的侧面不连接形成的类似的四棱锥结构)。这种向内凹陷的类四棱锥结构的表面变化部121可以通过湿法刻蚀工艺形成。在本申请的另一种优选实施方式中，如图2 (b)所示，该表面变化部121可以为向外突起的类四棱锥结构。这种向外突起的类四棱锥结构的表面变化部121可以通过外延生长工艺形成。上述表面变化部121具有与衬底110的上表面呈一定夹角的四个表面，该表面能够在光电二极管中第二掺杂区130在衬底110上所占区域的横截面积不变的情况下，增加第二掺杂区130的表面积，进而增加了光电二极管的有效感光面积及填充因子。通过改变表面变化部与衬底平面之间的角度还能降低光的反射，从而提高光电二极管的有效光电转换效率。
[0034]依照制作表面变化部121的工艺方法及参数的不同，上述类四棱锥结构的表面变化部121可以具有不同的尺寸特征。在本申请的一种优选实施方式中，第一掺杂区120的上表面上的表面变化部121为多个类四棱锥结构，且各类四棱锥结构在第一掺杂区120的上表面连续排布，优选地，各类四棱锥结构的高度h为第一掺杂区120厚度a的1/8?1/4，第二掺杂区130的厚度b为类四棱锥结构的高度h的1/10?1/5。其中，第一掺杂区的厚度为衬底的上表面与衬底中第一掺杂区的下表面之间的距离，第二掺杂区130的厚度是指第二掺杂区130沿垂直于类四棱锥侧相应表面方向上的厚度。在制作上述光电二极管时，第一掺杂区120的上表面能够形成很多微小、具有上述尺寸特征的表面变化部121，从而显著增加光电二极管中有源区的面积，以及降低光的反射，进而显著增加光电二极管的有效感光面积以及有效光电转换效率。
[0035]依照掺杂离子的种类的不同，上述第一掺杂区120和第二掺杂区130具有不同的导电类型。如，当第一掺杂区120为P型导电区时，第二掺杂区130为N型导电区；当第一掺杂区120为N型导电区时，第二掺杂区130为P型导电区。上述掺杂形成P型或N型导电区的工艺为现有技术，在此不再赘述。
[0036]上述光电二极管可以采用任何本领域技术人员所熟知的方法形成，在本发明的一种优选实施方式中，如图3所不,上述光电二极管的制作方法包括:在衬底上表面形成第一掺杂区；在第一掺杂区的表面形成具有一个或多个向外凸起或向内凹陷的表面变化部；在第一掺杂区的上表面上形成具有与表面变化部形状相符的结构变化部的第二掺杂区，且第二掺杂区的导电类型不同于第一掺杂区。
[0037]在上述制作方法中，通过在第一掺杂区的上表面上形成一个或多个向外凸起或向内凹陷的表面变化部，从而在光电二极管中第二掺杂区在衬底上所占区域的横截面积不变的情况下，增加了第二掺杂区的表面积，进而增加了光电二极管的有效感光面积及填充因子。同时，通过改变该表面变化部与衬底平面之间的角度还能降低光的反射，从而提高光电二极管的有效光电转换效率。
[0038]图4至图6示出了本申请提供的光电二极管的制作方法中，经过各个步骤后得到的光电二极管的剖面结构示意图。下面将结合图4至图6，进一步说明本申请所提供的光电二极管的制作方法。
[0039]首先，在衬底110上表面形成第一掺杂区120，形成如图4所述的基体结构。具体地，形成上述第一掺杂区120的步骤的一种优选实施方式为:对衬底110的上表面进行离子注入，形成第一预备掺杂区；对第一预备掺杂区进行退火，形成第一掺杂区120。在上述步骤中，离子注入及退火工艺为现有技术，其具体工艺参数以及可以按照现有技术进行设置。在本申请的一种可选的实施方式中，上述离子注入的工艺条件为:注入离子为磷离子，注入离子的剂量范围为1.0E+12?1.0E+13cnT2，注入离子的能量范围为100?400Kev，离子的注入深度为300?500纳米；上述退火的工艺条件为:退火温度为900?1200°C，退火时间为30?60秒。
[0040]在衬底110上表面形成第一掺杂区120的步骤之后，在第一掺杂区120的表面形成具有一个或多个向外凸起或向内凹陷的表面变化部121。制作表面变化部121的工艺方法有很多种，在一种优选的实施方式中，形成表面变化部121的步骤包括:通过外延生长的方式在第一掺杂区120的表面上形成向外凸起的表面变化部121 ;或者通过湿法刻蚀的方式在第一掺杂区120的表面上形成向内凹陷的表面变化部121，优选地，表面变化部121为向外突起的类四棱锥结构。
[0041]当需要形成多个表面变化部121时，一种优选的实施方式中，包括以下步骤:在第一掺杂区120的表面上形成图案化的掩膜层；通过湿法刻蚀或外延生长的方式在所述第一掺杂区120的裸露表面上形成多个表面变化部121。其中，形成图案化的掩膜层的目的是将后续形成的表面变化部121隔离开。形成上述图案化的掩膜层的步骤包括:在第一掺杂区120的表面上形成预备掩膜层；刻蚀所述预备掩膜层，形成图案化的掩膜层。上述预备掩膜层可以为本领域中常见的掩膜材料，例如介质材料或有机材料等，形成上述预备掩膜层的工艺可以为旋涂或化学气相沉积等，上述工艺为本领域现有技术，在此不再赘述。
[0042]当采用湿法刻蚀的方式形成多个表面变化部121时，由于湿法刻蚀具有各向异性的，从而在第一掺杂区120的上表面形成了类四棱锥结构、向内凹陷的表面变化部121，其结构如图5 (a)所示。上述湿法刻蚀的溶液可以包括但不限于采用氢氧化钠、氢氧化钾以及四甲基氢氧化铵溶液，湿法刻蚀的工艺可采用浸泡法和旋转喷淋法。在采用浸泡法刻蚀第一掺杂区120时，一种可选的实施方式中，浸泡刻蚀的工艺包括:将质量份数为5%?20%的NaOH溶液置于刻蚀槽中，控制刻蚀槽中NaOH溶液的温度在25?50°C，然后包含第一掺杂区120的硅片置于NaOH溶液中，使得第一掺杂区120与NaOH溶液发生反应，反应时间为30?120秒。在采用旋转喷淋法刻蚀第一掺杂区120时，一种可选的实施方式中，旋转喷淋刻蚀的方式包括:将质量份数为5%?20%的KOH溶液喷涂到包含第一掺杂区120的硅片上，并通过低速旋转(300?500rpm)使KOH溶液均