一种用于成像探测器的半导体结构的制作方法

文档序号:15968059发布日期:2018-11-16 23:18阅读:235来源:国知局

本实用新型涉及半导体领域,特别是涉及一种用于成像探测器的半导体结构。



背景技术:

成像探测器是以成像为基础的观察、记录粒子的装置,对于成像探测器,空间分辨率是探测器的重要指标,成像探测器广泛应用于深空探测、生物微弱发光和环境辐射检测等领域。现有的光电探测器中,在电极的外部电路上制作焊点,容易出现焊点不牢固的现象,导致芯片的稳定性降低。另外现有的芯片中为了增加光线的吸收率,一般设置有多层吸收层,但是这种结构容易导致芯片的响应速度慢,降低了宽带。



技术实现要素:

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种用于成像探测器的半导体结构。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的:

一种用于成像探测器的半导体结构,包括半导体衬底、第一P重掺杂层、刻蚀凹槽、入射窗口,所述半导体衬底上方设置有吸收层,所述吸收层上方设置有第二P重掺杂层,所述第二P重掺杂层外侧设置有第一绝缘层,所述第一绝缘层与所述第二P重掺杂层粘接,所述第一绝缘层内部设置有第一绝缘材料填充层,所述第二P重掺杂层上方设置有所述第一P重掺杂层,所述第一P重掺杂层与所述第二P重掺杂层粘接,所述第一P重掺杂层两侧设置有所述刻蚀凹槽,所述刻蚀凹槽上方设置有第二绝缘层,所述第二绝缘层内部设置有第二绝缘材料填充层,所述第一P重掺杂层上方设置有第一抗反射金属膜,所述第一抗反射金属膜与所述第一P重掺杂层粘接,所述第一抗反射金属膜上设置有第一P型电极,所述第二绝缘层上方设置有第二P型电极,所述第二绝缘层侧面设置有侧面P型电极,所述侧面P型电极与所述第二绝缘层粘接,所述半导体衬底下方设置有N型电极,所述N型电极与所述半导体衬底粘接,所述N型电极内侧设置有所述入射窗口,所述入射窗口下方设置有第二抗反射金属膜。

上述结构中,通过在对所述第一P重掺杂层的两侧通过刻蚀的方式制作出所述刻蚀凹槽,使得芯片形成凸台结构,并使用所述第二绝缘层将所述刻蚀凹槽填平,通过所述第二P型电极、所述第一P型电极和所述侧面P型电极将所述第二绝缘层和所述第一抗反射金属膜进行覆盖,提高了所述第一绝缘层与所述第二P型电极和所述侧面P型电极之间的接触面积,由于所述第一绝缘层的介电常数比半导体材料的介电常数低,使得芯片内部的电容减小,从而提高了芯片的宽带,另外当光线通过所述入射窗口进入时,所述吸收层可以提高入射光线的吸收效率,使入射光线被充分吸收,同时减小了电子和空穴在芯片内部的运动时间,提高了芯片的响应速度。

为了进一步提高芯片的响应速度,所述第二绝缘材料填充层与所述第二绝缘层粘接。

为了进一步提高芯片的响应速度,所述第二P重掺杂层与所述吸收层粘接。

为了进一步提高芯片的响应速度,所述吸收层与所述半导体衬底粘接。

为了进一步提高芯片的响应速度,所述N型电极与所述半导体衬底粘接。

为了进一步提高芯片的响应速度,所述入射窗口与所述第二抗反射金属膜粘接。

为了进一步提高芯片的响应速度,所述第一绝缘材料填充层与所述第一绝缘层粘接。

有益效果在于:本实用新型通过减小吸收层的厚度,减小了电子和空穴在芯片内部的运动时间,提高了芯片的响应速度,通过增加第一绝缘层,使得芯片内部的电容减小,从而提高了宽带。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下方将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下方描述中的附图仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型所述一种用于成像探测器的半导体结构的内部结构示意图;

图2是本实用新型所述一种用于成像探测器的半导体结构的主视图;

图3是本实用新型所述一种用于成像探测器的半导体结构的俯视图。

附图标记说明如下:

1、刻蚀凹槽;2、第一绝缘材料填充层;3、第一绝缘层;4、吸收层;5、半导体衬底;6、入射窗口;7、第二抗反射金属膜;8、N型电极;9、第一P重掺杂层;10、第二P重掺杂层;11、第一抗反射金属膜;12、第二绝缘层;13、第二绝缘材料填充层;14、侧面P型电极;15、第二P型电极;16、第一P型电极。

具体实施方式

在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图对本实用新型作进一步说明:

如图1-图3所示,一种用于成像探测器的半导体结构,包括半导体衬底5、第一P重掺杂层9、刻蚀凹槽1、入射窗口6,半导体衬底5上方设置有吸收层4,吸收层4用以使入射光线被充分吸收,吸收层4上方设置有第二P重掺杂层10,第二P重掺杂层10用以电子传输,第二P重掺杂层10外侧设置有第一绝缘层3,第一绝缘层3用以绝缘,第一绝缘层3与第二P重掺杂层10粘接,第一绝缘层3内部设置有第一绝缘材料填充层2,第一绝缘材料填充层2用以绝缘,第二P重掺杂层10上方设置有第一P重掺杂层9,第一P重掺杂层9用以电子传输,第一P重掺杂层9与第二P重掺杂层10粘接,第一P重掺杂层9两侧设置有刻蚀凹槽1,刻蚀凹槽1用以固定第二绝缘层12,刻蚀凹槽1上方设置有第二绝缘层12,第二绝缘层12用以填充刻蚀凹槽1,第二绝缘层12内部设置有第二绝缘材料填充层13,第二绝缘材料填充层13用以绝缘,第一P重掺杂层9上方设置有第一抗反射金属膜11,第一抗反射金属膜11与第一P重掺杂层9粘接,第一抗反射金属膜11用以提高光线利用率,第一抗反射金属膜11上设置有第一P型电极16,第一P型电极16用以导电,第二绝缘层12上方设置有第二P型电极15,第二P型电极15用以导电,第二绝缘层12侧面设置有侧面P型电极14,侧面P型电极14用以导电,侧面P型电极14与第二绝缘层12粘接,半导体衬底5下方设置有N型电极8,N型电极8用以导电,N型电极8与半导体衬底5粘接,N型电极8内侧设置有入射窗口6,入射窗口6用以光线射入,入射窗口6下方设置有第二抗反射金属膜7,第二抗反射金属膜7用以提高光线利用率。

上述结构中,通过在对第一P重掺杂层9的两侧通过刻蚀的方式制作出刻蚀凹槽1,使得芯片形成凸台结构,并使用第二绝缘层12将刻蚀凹槽1填平,通过第二P型电极15、第一P型电极16和侧面P型电极14将第二绝缘层12和第一抗反射金属膜11进行覆盖,提高了第一绝缘层3与第二P型电极15和侧面P型电极14之间的接触面积,由于第一绝缘层3的介电常数比半导体材料的介电常数低,使得芯片内部的电容减小,从而提高了芯片的宽带,另外当光线通过入射窗口6进入时,吸收层4可以提高入射光线的吸收效率,使入射光线被充分吸收,同时减小了电子和空穴在芯片内部的运动时间,提高了芯片的响应速度。

为了进一步提高芯片的响应速度,第二绝缘材料填充层13与第二绝缘层12粘接,第二P重掺杂层10与吸收层4粘接,吸收层4与半导体衬底5粘接,N型电极8与半导体衬底5粘接,入射窗口6与第二抗反射金属膜7粘接,第一绝缘材料填充层2与第一绝缘层3粘接。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,本实用新型不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下,本实用新型还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。

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