匀分布在第一掺杂区120表面上，在温度为25?50°C条件下，使得第一掺杂区120与KOH溶液发生反应，反应时间为30?120秒。
[0043]当采用外延生长的方式形成多个表面变化部121时，在第一掺杂区120的上表面形成了类四棱锥结构、向外凸起的表面变化部121，其结构如图5 (b)所示。上述外延生长的工艺优选包括但不限于采用气相外延、蒸发、溅射。在本申请的一种可选实施方式中，采用低压化学气相沉积工艺制作表面变化部121，其优选的工艺条件为:以H2和SiH4为反应气体，磷元素(磷烷或三氯化磷)或硼元素(乙硼烷或三氯化硼)为掺杂物，反应气压为I X 12 ?I X KT1Pa,反应温度为 400 ?650°C。
[0044]完成在第一掺杂区120的表面形成表面变化部121的步骤之后，在第一掺杂区120的上表面上形成具有与表面变化部121形状相符的结构变化部的第二掺杂区130。在本申请的一种优选实施方式中，上述形成第二掺杂区130的步骤包括:对第一掺杂区120的上表面进行离子注入，形成第二预备掺杂区；对第二预备掺杂区进行退火，形成第二掺杂区130。在上述步骤中，离子注入及退火工艺为现有技术，其具体工艺参数可以按照现有技术进行设置。在本申请的一种优选实施方式中，上述离子注入的工艺条件为:注入离子为硼离子，注入离子的剂量范围为2.0E+12?1.2E+13cnT2，注入离子的能量范围为5?15Kev，离子的注入深度为20?50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。
[0045]在上述步骤中，由于第一掺杂区120的上表面具有向内凹陷或向外凸起的表面变化部121，因此经过上述步骤制得的第二掺杂区130会形成与该表面变化部121形状相符的结构变化部。例如在上述向内凹陷的表面变化部121上的内壁上掺杂形成相应结构变化部，形成如图6 (a)中所示的基体结构。又例如在上述向外凸起的表面变化部121的外表面上掺杂形成相应结构变化部，形成图6 (b)中所示的基体结构。
[0046]本申请还提供了一种图像传感器。该图像传感器包括:设置于衬底上的光电二极管及晶体管，其中上述光电二极管为本申请所提供的光电二极管。其中，上述图像传感器的基本单元为像素，由I个光电二极管和3个或4个MOS晶体管构成，简称为3T类型或4T类型。本领域的技术人员可以根据图像传感器实际应用的领域，选择采用3T类型或4T类型。
[0047]在本申请的一种优选实施方式中，上述图像传感器的基本单元由I个光电二极管和4个MOS晶体管构成，如图7所示。从图7中可以看出，该图像传感器包括:衬底110和依次形成在该衬底110上的光电二极管100、转移晶体管300和势阱200。其中光电二极管100为本申请上述所提供的光电二极管；在势阱200上形成有复位晶体管220、源跟随器晶体管210、选择晶体管230和浅沟槽隔离结构240。转移晶体管300位于光电二极管100和势阱200之间，且转移晶体管300的源区与光电二极管相连接，转移晶体管300的漏区与源跟随器晶体管210相连接。上述图像传感器中，MOS晶体管的组成为现有技术，在此不再赘述。具有上述结构的图像传感器的有效感光面积得到增加，填充因子也得到提高，进而使图像传感器的可靠性及良率降低。
[0048]从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果:
[0049](I)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。
[0050](2)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。
[0051]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，包括掺杂在衬底上表面上的第一掺杂区，以及掺杂在所述第一掺杂区上表面上的第二掺杂区，所述第一掺杂区和第二掺杂区的导电类型不同，其特征在于，所述第一掺杂区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，所述第二掺杂区设置在所述第一掺杂区的上表面上，具有与所述表面变化部形状相符的结构变化部。2.根据权利要求1所述的光电二极管，其特征在于，所述表面变化部为向外突起或向内凹陷的类四棱锥结构。3.根据权利要求2所述的光电二极管，其特征在于，所述第一掺杂区的上表面上具有多个所述类四棱锥结构，且各类四棱锥结构在所述第一掺杂区的上表面连续排布。4.根据权利要求2或3所述的光电二极管，所述类四棱锥结构的高度为第一掺杂区厚度的1/8?1/4，所述第二掺杂区的厚度为类四棱锥结构的高度的1/10?1/5。5.一种光电二极管的制作方法，包括在衬底的上表面上形成第一掺杂区，在所述第一掺杂区的上表面上形成导电类型不同于所述第一掺杂区的第二掺杂区，其特征在于， 在形成所述第二掺杂区的步骤之前，在所述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； 在形成所述第二掺杂区的步骤中，在所述第一掺杂区的上表面上形成与所述表面变化部形状相符的结构变化部。6.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，形成所述表面变化部的步骤包括:通过外延生长的方式在所述第一掺杂区的表面上形成向外凸起的表面变化部；或者通过湿法刻蚀的方式在所述第一掺杂区的表面上形成向内凹陷的表面变化部，优选地，所述表面变化部为向外突起的类四棱锥结构。7.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，形成多个所述表面变化部时，形成所述表面变化部的步骤包括:在所述第一掺杂区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的裸露表面上形成多个所述表面变化部。8.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，在所述衬底上表面形成所述第一掺杂区的步骤包括: 对所述衬底的上表面进行离子注入，形成第一预备掺杂区；以及 对所述第一预备掺杂区进行退火，形成所述第一掺杂区。9.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于，形成所述第二掺杂区的步骤包括: 对所述第一掺杂区具有所述表面变化部的上表面进行离子注入，形成第二预备掺杂区；以及 对所述第二预备掺杂区进行退火，形成具有与所述表面变化部形状相符的结构变化部的所述第二掺杂区。10.一种图像传感器，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4中任一项所述的光电二极管。
【专利摘要】本发明公开了一种光电二极管、其制作方法及包括其的图像传感器。其中，光电二极管，包括掺杂在衬底上表面上的第一掺杂区，以及掺杂在第一掺杂区上表面上的第二掺杂区，第一掺杂区和第二掺杂区的导电类型不同，第一掺杂区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，第二掺杂区设置在第一掺杂区的上表面上，具有与表面变化部形状相符的结构变化部。该光电二极管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。
【IPC分类】H01L31/0352, H01L31/103, H01L27/146, H01L31/18
【公开号】CN104952966
【申请号】CN201410126908
【发明人】宋化龙
【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30日
【申请日】2014年3月31日