一种PIN型光敏元件及其制造方法、光敏探测器与流程

本发明涉及半导体器件及装置，特别涉及一种pin型光敏元件及其制造方法、光敏探测器。

背景技术：

1、光敏二极管，又叫光电二极管是一种能够将光根据使用方式，转换成电流或者电压信号的光探测器。

2、现有技术中常见的光敏二极管为pin结构，其中正面包括光敏区，氧化环，截止环。该结构的形成需要经过硼扩光罩、磷扩光罩分别形成光敏区与截止环扩散区域，流程复杂，成本高；

3、另外，当光敏区与截止环同时扩散较深的时候，二者同时会存在横向扩散，这样就会造成横向的击穿漏电，影响器件的良率；

4、其次，截止环需有一定的宽度，截止环和光敏区必须具有一定的间隔，因此会限制光敏区的面积。而截止环的光电效应极低，因此导致整体光敏二极管的光电流降低。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中光敏元件存在的上述问题，本发明提供一种pin型光敏元件及其制造方法、光敏探测器，以解决上述一个或多个问题。

2、本申请的一个实施例，提供一种pin型光敏元件，其特征在于，至少包括：

3、衬底，所述衬底具有相对设置的正面及背面；

4、p型区，形成在所述衬底的正面，所述p型区的上表面与所述衬底的上表面位于同一平面，并且所述p型区在所述衬底正面的投影面积占所述p型区所在的光敏元件在所述衬底正面的投影面积的比介于0.8～0.95；

5、n型区，形成在所述衬底的背面，所述n型区的表面与所述衬底的背面位于同一平面。

6、本申请的另一实施例提供一种pin型光敏元件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

7、提供衬底，所述衬底具有相对设置的正面及背面；

8、高温氧化所述衬底，以在所述衬底的正面形成氧化层；

9、刻蚀所述氧化层，形成为氧化环，所述氧化环所围绕的区域暴露所述衬底的正面作为光敏区；

10、在所述光敏区对所述衬底进行b离子扩散，形成p型区，所述p型区的上表面与所述衬底的上表面位于同一平面，并且所述p型区在所述衬底正面的投影面积占所述p型区所在的光敏元件在所述衬底正面的投影面积的比介于0.8～0.95；

11、在所述衬底的背面一侧进行p离子扩散，形成n型区，所述n型区的表面与所述衬底的背面位于同一平面。

12、本申请的另一实施例提供一种光敏探测器，其特征在于，包括：

13、电路板，设置有模数转换电路、比较电路和放大电路中的至少一个；

14、多个光敏元件，阵列排布在所述电路板上，并且多个所述光敏元件与所述电路基板电连接，所述光敏元件包括本申请所述的pin型光敏元件。

15、如上所述，本申请的pin型光敏元件及其制造方法、光敏探测器，具有以下有益效果：

16、本申请的pin型光敏元件取消截止环结构，由此使得p型区在所述p型区所在的光敏元件在所述衬底正面的投影面积的占比增加，可以增加到0.8～0.95。由此可以提高光敏元件的光电流。另外，省去截止环结构，可以节省光敏元件的制作工序，也能够避免因衬底正面的p和b同时扩散形成的横向扩散导致的横向击穿漏电，提高器件的良率。因为本申请的光敏元件不存在上述因p和b同时扩散导致的横向击穿，因此可将背面的磷扩散加深，即将n型区加深，从而提高光敏二极管的暗电流的温漂性能。

技术特征：

1.一种pin型光敏元件，其特征在于，至少包括：

2.根据权利要求1所述的pin型光敏元件，其特征在于，还包括氧化环，位于所述衬底的正面的边缘，在所述衬底正面的俯视方向上，所述氧化环位于所述p型区的周围。

3.根据权利要求1所述的pin型光敏元件，其特征在于，所述n型区的深度介于1μm～10μm。

4.根据权利要求1所述的pin型光敏元件，其特征在于，还包括减反射膜层，位于所述衬底的正面一侧，并且覆盖所述第一掺杂层及所述氧化环。

5.根据权利要求1所述的pin型光敏元件，其特征在于，还包括电极结构，所述电极结构包括第一电极和第二电极，所述第一电极形成在所述衬底的背面一侧，并且所述第一电极与所述第一掺杂层电连接，所述第二电极形成在所述衬底的正面一侧与所述第二掺杂层电连接。

6.根据权利要求3所述的pin型光敏元件，其特征在于，所述氧化环的宽度大于等于15μm。

7.一种pin型光敏元件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的pin型光敏元件的制造方法，其特征在于，所述p型区在所述衬底正面的投影面积占所述p型区所在的光敏元件在所述衬底正面的投影面积的比介于0.8～0.95。

9.根据权利要求7所述的pin型光敏元件的制造方法，其特征在于，还包括：在所述衬底的正面一侧沉积介质层成减反射膜层，所述减反射膜层覆盖所述p型区及所述氧化环。

10.根据权利要求9所述的pin型光敏元件的制造方法，其特征在于，还包括：

11.一种光敏探测器，其特征在于，包括：

技术总结
本申请提供一种PIN型光敏元件及其制造方法及光敏探测器，本申请的PIN型光敏元件取消截止环结构，由此使得P型区在衬底表面的面积占比增加，由此可以增加光敏元件的光敏面积。由此可以提高光敏元件的光电流。另外，省去截止环结构，可以节省光敏元件的制作工序，也能够避免因衬底正面的P和B同时扩散形成的横向扩散导致的横向击穿漏电，提高器件的良率。因为本申请的光敏元件不存在上述因P和B同时扩散导致的横向击穿，因此可将背面的磷扩散加深，即将N型区加深，从而提高光敏二极管的暗电流的温漂性能。

技术研发人员：辛秀峰,熊伟平,刘明庆,赵宏伟,陈文浚
受保护的技术使用者：天津三安光电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17