專利名稱：一種光電二極管的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及有關一種光電二極管，尤其是一種具有較小暗電流的光電二極管。
背景技術：
在電子領域內，CMOS圖像傳感器(CMOS Image Sensor，CIS)集成電路是需要經常用到的器件。CMOS圖像傳感器集成電路是把NMOS晶體管、PMOS晶體管、電容、多晶電阻等標準CMOS加工技術器件單元和幾十萬至上百萬個光電二極管集成在一起，形成圖像傳感、信號處理和輸出的系統(tǒng)功能。為了獲得清晰的高質量圖像和滿足手持設備低功耗要求，圖像傳感器單元光電二極管的反向暗電流(Dark Current)是否足夠低，是CIS產品成敗的關鍵。光電二極管的暗電流除了與工藝流程有關，還與光電二極管的結構設計有關。
現(xiàn)有技術的一種光電二極管的結構參照圖1A及圖1B所示，光電二極管包括P阱1，P阱1的外圍具有范圍較大的場區(qū)2，且P阱1內具有一定面積的N+區(qū)域3。在上述N+區(qū)域3內具有接觸孔31，而在P阱1的區(qū)域則具有若干個接觸孔21，上述接觸21形成“U”型。另外一種現(xiàn)有的光電二極管如圖2A及圖2B所示，光電二極管包括P阱1’，在P阱1’的外圍具有范圍較大的場區(qū)2’，而P阱1’內具有一定區(qū)域的P+區(qū)域4’，一個面積小于上述P+區(qū)域4’的N+區(qū)域3’設置于上述P+區(qū)域4’內部，且上述N+區(qū)域3’與P+區(qū)域4’具有一定的重疊部分。N+區(qū)域3’內具有接觸孔31’，而P+區(qū)域4內具有若干個接觸孔41’。上述設置的光電二極管在反向偏置時空間勢壘區(qū)在表面會擴展，從而會在光電二極管的表面產生漏電，而且由于N+區(qū)域3’與P+區(qū)域4’具有一定的重疊部分，所以形成了反向漏電流較大的齊納二極管(Zener)。
因此，需要研發(fā)一種可以減小表面暗電流的光電二極管。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種具有較小表面暗電流的光電二極管。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種光電二極管，包括P阱及設置于P阱內的N+區(qū)，其特征在于在N+區(qū)外圍還具有不與N+區(qū)接觸的P+環(huán)。
由于設置了封閉的P+環(huán)，限制了光電二極管在反向偏置時空間勢壘區(qū)在表面的擴展，從而減小了光電二極管表面漏電，且由于P+環(huán)不與光電二極管N+區(qū)域接觸，所以避免了齊納二極管(Zener)反向漏電流較大現(xiàn)象的發(fā)生。


圖1A為現(xiàn)有技術的一種光電二極管的平面圖。
圖1B為現(xiàn)有技術的一種光電二極管的剖視圖。
圖2A為現(xiàn)有技術的另一種光電二極管的平面圖。
圖2B為現(xiàn)有技術的另一種光電二極管的剖視圖。
圖3A為本發(fā)明的光電二極管的一個實施例的平面圖。
圖3B為本發(fā)明的光電二極管的一個實施例的剖視圖。
圖4是本發(fā)明的光電二極管一個實施例與現(xiàn)有技術的光電二極管的暗電流的特性比較圖，其中曲線1為現(xiàn)有技術中沒有P+區(qū)域的光電二極管的暗電流特性曲線，曲線2為現(xiàn)有技術中P+區(qū)域與N+區(qū)域重疊的光電二極管的暗電流特性曲線，曲線3為本發(fā)明一個實施例的光電二極管的暗電流特性曲線。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述。
請參閱圖3A及圖3B所示，本發(fā)明的一種光電二極管一般用于CMOS圖像傳感器上，包括P阱5，P阱5的外圍具有范圍較大的場區(qū)6，該場區(qū)6與P阱5具有一定的重疊區(qū)域，P阱5內具有P+區(qū)7，P+區(qū)7內具有若干個成“U”型排布的接觸孔71。在P+區(qū)7內具有一定范圍的N+區(qū)8，在N+區(qū)8內具有一個接觸孔81。上述N+區(qū)8與P+區(qū)7之間具有一定的間隙，且上述P+區(qū)7是一個封閉的矩形環(huán)。
請參閱圖4所示，圖4是本發(fā)明的光電二極管一個實施例與現(xiàn)有技術的光電二極管的暗電流的特性比較圖。采用0.35um數(shù)?；旌螩MOS進行了流片和光電二極管暗電流測試。測試樣品數(shù)為7片；測試數(shù)據(jù)量為7片*5點＝35點數(shù)據(jù)；測試圖形為N+區(qū)域，300*300um2，新測試結構單位漏電特性為5.1pA/cm2 @25C。結果表明，采用P+環(huán)的光電二極管暗電流最小，為4.0E-13A左右；無P+環(huán)的光電二極管暗電流其次，為1.0E-11A~1.0E-10A左右；N+與P+之間有重疊結構暗電流最大，在1.0E-10A~1.0E-7A。
綜上所述，本發(fā)明完成了發(fā)明人的目的，本發(fā)明的光電二極管器件在光電二極管N+區(qū)域外圍設計了一個封閉的P+環(huán)，限制了光電二極管在反向偏置時空間勢壘區(qū)在表面的擴展，從而減少了光電二極管表面漏電。由于增設的P+環(huán)不與光電二極管N+區(qū)域接觸，所以避免了齊納二極管(Zener)反向漏電流較大現(xiàn)象的發(fā)生。因此，使用這種光電二極管的CMOS圖像傳感器，其器件成像的品質也會提高。
權利要求
1.一種光電二極管，包括P阱及設置于P阱內的N+區(qū)，其特征在于在N+區(qū)外圍還具有不與N+區(qū)接觸的P+環(huán)。
2.如權利要求1所述的光電二極管，其特征在于所述P+環(huán)是封閉的。
3.如權利要求1所述的光電二極管，其特征在于在N+區(qū)內具有接觸孔。
4.如權利要求1所述的光電二極管，其特征在于在P+區(qū)內具有若干個接觸孔。
5.如權利要求4所述的光電二極管，其特征在于所述的若干個接觸孔形成“U”型。
6.如權利要求1或2或3或4所述的光電二極管，其特征在于所述光電二極管是應用于CMOS圖像傳感器中的光電二極管。
全文摘要
本發(fā)明有關一種光電二極管，其用于CMOS圖像傳感器中，解決現(xiàn)有技術的光電二極管暗電流偏大的問題，包括P阱及設置于P阱內的N
文檔編號H01L27/14GK1779992SQ20041008437
公開日2006年5月31日 申請日期2004年11月19日 優(yōu)先權日2004年11月19日
發(fā)明者呂浩, 金炎 申請人:上海華虹Nec電子有限公司