光感测组件及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种半导体装置及其制作方法，尤其有关于光感测半导体组件及其制 造方法。
【背景技术】
[0002] 在光感测组件领域中，光敏晶体管可以设计成二端式或者三端式组件。当组件设 计成三端式组件时，虽然可以获得较高之光电流增益，但三端式组件也具有较大的稳态电 流，容易造成组件漏电流增加与静态功率损害的问题。此外，若想从三端式光敏晶体管的总 电流中萃取所需的光电流亦需要额外的技术设计，因此造成诸多不便。然而，对于一个两端 式光敏晶体管而言，由于其基极通常处于浮接的状态，虽然可以有效的降低组件漏电流，但 同时也降低了光电流增益。综合上述，目前光敏晶体管仍面临许多亟需改善的问题。
【发明内容】
[0003] 有鉴于此，有必要提供一种光感测组件。
[0004] 一种光感测组件结构，系形成于一基板上，包含：至少一个光敏晶体管设置于该 基板上，该光敏晶体管具有一基极区域；及一电性传导区，其改良在于该电性传导区电性连 结该基板与该光敏晶体管之基极区域。
[0005] -种光感测组件结构的制造方法，包含形成至少一个光敏晶体管于该光感测组 件结构的步骤：
[0006] 提供一 P型传导半导体基板；
[0007] 形成一 N型传导内埋区域于该P型传导半导体基板；
[0008] 形成一 N型传导磊晶区域邻近于该N型传导内埋区域；
[0009] 形成一 P型传导基极邻近于该N型传导磊晶区域；
[0010] 形成一射极区域覆盖部分该P型传导基极；以及
[0011] 形成一电性传导区电性连结该P型传导基极与该P型传导半导体基板。
[0012] 一种光感测组件结构的制造方法，包含形成至少一个光敏晶体管于该光感测组件 结构上的步骤：
[0013] 提供一 P型传导基板；
[0014] 形成一 N型传导区域于该P型传导基板上；
[0015] 形成一 P型传导区域邻近于该N型传导区域；
[0016] 掺杂部分该P型传导区域形成至少一个集极和至少一个射极区域；
[0017] 形成一 N型通道金氧半场效晶体管于该P型传导区域上；以及
[0018] 形成一电性传导区电性链接该P型传导区域与该P型传导基板。
[0019] 一种光敏组件，包含：
[0020] 一第一传导类型之基板；
[0021] -第二传导类型之内埋层，设置于该基板上；以及
[0022] 至少一个光敏晶体管设置于该基板上，该光敏晶体管包含一第一传导类型之基 极；
[0023] 其中，一电性传导区电性连结该第一传导类型基板与该光敏晶体管之第一传导 类型基极。
[0024] 一种半导体组件,包含：
[0025] -基板；以及
[0026] -两端式光敏晶体管，该两端式光敏晶体管具有一基极；
[0027] 其中，一电性传导区电性连结该基板与该两端式光敏晶体管之基极。
【附图说明】
[0028] 图1系本发明第一实施例之光感测组件结构的上视图。
[0029] 图2系本发明之图1光感测组件结构沿着A-A'线段的剖面图。
[0030] 图3A系本发明一实施例光敏组件，具有基板与基极形成一电性连结的示意图。
[0031] 图3B系本发明另一实施例光敏组件，具有基板与基极形成一电性连结的示意图。
[0032] 图4系本发明一实施例光感测组件结构上光敏晶体管，于不同光照射强度下产生 的光电流图。
[0033] 图5系本发明硅锗双极互补式金氧半异质接面光敏晶体管，在基板与基极具有及 未具有电性连接的光频谱响应图。
[0034] 图6系本发明硅锗双极互补式金氧半异质接面光敏晶体管，在具有基板与基极电 性连接情况，其集极与基板电流之频谱响应图。
[0035] 图7系本发明一实施例光感测组件结构上之互补式金氧半光敏晶体管，在具有金 属材料或离子掺杂形成一电性传导区域电性链接基板与基极的横切面图。
[0036] 图8A系本发明之另一实施例之光敏组件，透过一金属联机形成基板与基极电性 链接的电路图。
[0037] 图8B系本发明之另一实施例之光敏组件，具有一离子掺杂形成基板与基极电性 链接的电路图。
[0038] 图9系本发明一实施例硅锗双极互补式金氧半异质接面光敏晶体管，具有延伸基 极，藉此形成基板与基极连结的上视图。
[0039] 图10系本发明一实施例互补式金氧半光敏晶体管，具有N型场效晶体管以及具有 利用金属导线形成基板与基极相连结的之上视图。
[0040] 图11系本发明图10沿着B-B'线段的剖面图。
[0041] 图12系本发明一实施例互补式金氧半光敏晶体管，具有N型场效晶体管以及具有 基板与基极相连结之上视图。
[0042] 图13系本发明图12沿着C-C'线段的横切面图。
[0043] 图14系本发明一实施例影像感测单元由光敏晶体管组成之结构示意图。
[0044] 图15系本发明一实施例影像感测模块由光敏晶体管组成之方块图。
[0045] 图16系本发明一实施例图像处理系统由光敏晶体管组成之方块图。
[0046] 图17系本发明一实施例之光电感测组件结构上光敏晶体管制造流程图。
[0047] 图18系本发明另一实施例之光电感测组件结构上光敏晶体管制造流程图。
[0048] 主要元件符号说明
[0051] 如下【具体实施方式】将结合上述附图进一步说明本发明。
【具体实施方式】
[0052] 本发明之构思可以利用不同形式之实施例表示，说明书所示附图与文中说明系为 本发明之一实施范例，并非意图将本发明限制于所示附图及/或所描述之特定实施例中。
[0053] 本发明第一实施例之光感测组件结构1可参阅图1，图1系该光感测组件结构1组 件之上视图，该组件长度和宽度皆为60微米。其中，该光感测组件结构1系藉由堆栈不同 的结构层，在该光感测组件结构1上形成一个或复数个标准硅锗异质接面双极性光敏晶体 管，该光敏晶体管结构层可区分为一基板区域3 (简称基板）、一集极区域20 (简称集极）， 一基极区域25 (简称基极），以及覆盖部分基极区域25之射极区域12 (简称射极）。
[0054] 图2系本发明第一实施例的光感测组件结构1沿着图1A-A'切线的剖面图，图2 的编号若与图1相近，代表相类似的组成元素。图2所示的基板3系P型传导半导体，该基 板3内包含一 N型传导半导体内埋层22 ;设置于邻近该N型传导半导体内埋层22的区域 为一 N型传导半导体的磊晶层24,该N型传导内埋层22通常具有1019/Cm3-1021/cm3左 右的离子掺杂浓度，其离子掺杂浓度一般高于于该N型传导磊晶层24 ;设置于邻近该N型 传导磊晶层的区域为一 N型传导的集极区域20,该N型传导集极区域20通常亦具有比该N 型传导磊晶层24较高的离子掺杂浓度；设置于邻近该N型传导磊晶层24的区域为一 P型 传导半导体层，为该光敏晶体管之基极区域25。
[0055] 请参阅图2,该光感测组件结构具有一离子重掺杂区域15,设置于该晶体管的基 板区域3上，藉以降低端点电阻值，并且设置复数个场氧化层（FOX) 14于该离子重掺杂区域 15和集极区域20之间，藉此形成电性绝缘。该射极区域12由N型传导的多晶硅材料所组 成，相较于该N型传导磊晶层具有较高的离子掺杂浓度，该N型传导射极区域12同时覆盖 部分P型传导基极区域25。另外，该光感测组件结构上设置复数个金属接触端10于该重掺 杂区域15、集极区域20、基极区域25以及射极区域12之上，藉此形成组件金属接触，以降 低传导电阻。其中，该离子重掺杂区域15的金属接触端10藉由一金属导线5所形成的电 性传导区域电性链接至该基极区域25。
[0056] 图3A和B系本发明第一实施例光敏组件的电路结构图，如图3A和B所示，该光敏 组件具有基极50、集极55、射极60以及P型基板56等组成单元。图3A表现本发明一实施 例的一个构向，该基极50利用一金属导线70形成电性传导区电性连结至该P型基板56 ;图 3B表现另一种构向，该基极50利用一离子重掺杂区域80形成一电性传导区电性连结该P 型基板56。
[0057] 图4系本发明第一实施例光感测组件结构1的光电流对光照射强度的对应图， 当该光感测组件结构1在施加一较小的偏压（VCE = I. 2V)情况下，传统结构的光感测组 件结构，具有长宽皆为60微米的组件尺寸，其基板与基极并未形成任何电性传导区域，该 结构已具有可观察的集极输出电流，当输入光照射功率