專利名稱：垂直的pin或nip光電二極管和用于與傳統(tǒng)cmos工藝兼容地制造的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及與快速工作的集成CMOS兼容的光電二極管的制造以及該光電二極管本身。
通常，CMOS固有的二極管也用于轉(zhuǎn)換光信號(hào)。沒(méi)有特殊的優(yōu)化，對(duì)于許多任務(wù)而言也實(shí)現(xiàn)了令人滿意的結(jié)果。
在專利文獻(xiàn)中，針對(duì)在圖像傳感器電路中的應(yīng)用描述了這種二極管的一系列特殊的構(gòu)造。通過(guò)專門引入的注入，改善了信噪比，例如US-A 6,514,785，TW-A 441 117和GB-A 2 367 945。
在相同的方面下，也可以看到充填系數(shù)(Fuellfaktor)的提高，這在EP-A 1 109 229中被示出。
其他的目標(biāo)方向是減小暗電流和改善頻譜敏感性，參見(jiàn)US-A6,320,617。
但是在CMOS工藝中制造的光電二極管通常具有的缺點(diǎn)是，由于光的深的侵入，在幾個(gè)100ns之后還檢測(cè)到載流子，這些載流子是在大約10MHz上的帶寬的界限。已描述了一些不同的解決方案，借助這些解決方案，緩慢的信號(hào)分量被切斷，然而這樣的代價(jià)是敏感性。
本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)在于，克服所描述的這些在擴(kuò)寬的頻率范圍方面的缺點(diǎn)，即也實(shí)現(xiàn)快速的光電二極管。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，該任務(wù)通過(guò)具有襯底的集成的快速光電二極管來(lái)解決，該襯底以第一導(dǎo)電類型的摻雜劑被高摻雜。此外，集成的快速光電二極管還包括一個(gè)緊接著的I區(qū)，該區(qū)以第一導(dǎo)電類型的摻雜劑被低摻雜。此外，集成的快速光電二極管包括具有與第一導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型摻雜的電極區(qū)，其中該摻雜在其高度上相應(yīng)于在襯底中形成的槽區(qū)或者CMOS器件的在襯底中形成的源極和漏極。
通過(guò)相應(yīng)于PIN或NIP配置的該構(gòu)造，可以以CMOS兼容的方式制造有效的光電二極管，因?yàn)樘貏e是在強(qiáng)摻雜的襯底與槽區(qū)或漏區(qū)和源區(qū)之間設(shè)置低摻雜的I區(qū)可以以用于傳統(tǒng)的CMOS器件的工藝來(lái)進(jìn)行，而基本上不會(huì)影響另外的CMOS器件。此外，通過(guò)該布置，在I區(qū)內(nèi)也存在相對(duì)于傳統(tǒng)的光電二極管增大的電場(chǎng)，使得通過(guò)光入射而產(chǎn)生的載流子可以迅速流走。
在另一種有利的實(shí)施形式中，低摻雜的I區(qū)具有小于1*1014cm-3的摻雜濃度。該小的摻雜有助于在PIN或NIP結(jié)構(gòu)內(nèi)部的合適的場(chǎng)分布，使得保證了在光入射時(shí)的快速的應(yīng)答行為。
在另一種實(shí)施形式中，低摻雜的I區(qū)具有8μm至25μm的厚度。由此，結(jié)合以極其小的摻雜劑濃度，以非常有效的方式實(shí)現(xiàn)了所希望的場(chǎng)分布以及由此實(shí)現(xiàn)了所希望的動(dòng)作參數(shù)特性。
在另一種實(shí)施形式中，電極區(qū)被完全包圍地位于低摻雜的I區(qū)中。由此得到在載流子采集時(shí)的有效的特性。
在另一種有利的實(shí)施形式中，從電極區(qū)的邊緣至相鄰的、較高摻雜的區(qū)的距離為2.5至10μm，特別是作為相鄰的槽區(qū)。通過(guò)這種方式，給出了對(duì)相鄰的CMOS元件的可靠的界限，使得基本上不會(huì)出現(xiàn)相互的干擾。
在另一種實(shí)施形式中，襯底是p摻雜的并且具有小于0.05Ohm*cm的比電阻。由此，可以以有效的方式提供用作陽(yáng)極的襯底的所希望的傳導(dǎo)特性。
在另一種實(shí)施形式中，襯底是n摻雜的。由此，得到用于快速光電二極管的NIP結(jié)構(gòu)。由此，可以以有效的方式設(shè)立相應(yīng)的光電二極管結(jié)構(gòu)，使得總體上得到在設(shè)計(jì)復(fù)雜的CMOS電路時(shí)的高度靈活性。
在另一種有利的實(shí)施形式中，電極區(qū)的摻雜在類型、高度和分布上/根據(jù)類型、高度和分布相應(yīng)于槽區(qū)的摻雜。由此，電極區(qū)可以以兼容的方式在制造另外的CMOS器件時(shí)形成。
在另一種有利的實(shí)施形式中，電極區(qū)的摻雜在類型、高度和分布上相應(yīng)于在襯底中被制造的CMOS器件的漏極和源極(區(qū))的摻雜。由此，可以實(shí)現(xiàn)特別是非常高的摻雜劑濃度，而無(wú)需為其它的CMOS器件改變制造順序。
在另一種有利的實(shí)施形式中，I區(qū)被設(shè)置為外延層。通過(guò)這種方式，可以以有效的方式制造低摻雜的I區(qū)，而并不影響CMOS器件的另外的制造，因?yàn)樵谶M(jìn)行在CMOS制造中的溫度敏感的工藝之前，可以進(jìn)行I區(qū)的外延生長(zhǎng)。
在另一種實(shí)施形式中，I區(qū)的厚度與波長(zhǎng)相關(guān)地被確定。例如外延生長(zhǎng)的I區(qū)的層厚可以通過(guò)控制生長(zhǎng)工藝而被優(yōu)化地調(diào)節(jié)到所希望的檢測(cè)波長(zhǎng)上。
在另一種有利的實(shí)施形式中，光電二極管作為探測(cè)器(Detektor)與分析電路一同被集成。因?yàn)樘貏e是快速光電二極管的制造以CMOS兼容的方式進(jìn)行，所以可以直接與該或者這些光電二極管一同實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的分析電路。
在另一種實(shí)施形式中，快速光電二極管作為探測(cè)器與互阻抗放大器一同集成在分析電路中。由此，可以制造一種非常有效的探測(cè)器，其中相應(yīng)的輸入放大器可以直接以相同的過(guò)程工藝來(lái)制造，使得可以實(shí)現(xiàn)特別是很低損耗并且快速反應(yīng)的裝置。
在另一種實(shí)施形式中，該快速光電二極管與多個(gè)另外的相同結(jié)構(gòu)形式的快速光電二極管和用于多個(gè)通道的分析電路一同被集成。通過(guò)這種方式，可以實(shí)現(xiàn)甚至用于具有多個(gè)待分析的信號(hào)的復(fù)雜任務(wù)的相應(yīng)的分析電路。
根據(jù)另一個(gè)方面，該任務(wù)通過(guò)以CMOS工藝制造或者可以通過(guò)該工藝制造的集成的快速PIN光電二極管解決，其中該光電二極管由相應(yīng)于具有小于0.05Ohm.cm的比電阻的高摻雜的p襯底的陽(yáng)極構(gòu)成，并且此外還設(shè)置了緊接著的p摻雜的I區(qū)和在摻雜中相應(yīng)于源極和漏極的n+摻雜區(qū)域的n陰極。在此，低摻雜的I區(qū)具有小于1014cm-3的摻雜濃度以及在8至25μm之間的厚度，其中陰極區(qū)域被完全包圍地位于該很低摻雜的I區(qū)中，并且其中從陰極區(qū)的邊緣至較高摻雜的相鄰區(qū)域的距離、特別是作為相鄰的槽區(qū)，在2.5和10μm之間。
如前面已經(jīng)提及的那樣，由于該布置而得到非常有效的PIN光電二極管，其中特別是陰極可以與其他的CMOS器件的相應(yīng)的漏極和源極區(qū)一同制造。
根據(jù)另一個(gè)方面，該任務(wù)通過(guò)集成的快速PIN光電二極管解決，該光電二極管以CMOS工藝制造或者可以以其制造，并且其中該光電二極管由一個(gè)高摻雜的具有小于0.05Ohm.cm的比電阻的p襯底構(gòu)成，該光電二極管相應(yīng)于陽(yáng)極，并且其中設(shè)置了緊接著的低p摻雜的I區(qū)以及在摻雜中相應(yīng)于n槽區(qū)的n陰極。在此，低摻雜的I區(qū)具有小于1×1014cm-3的摻雜濃度以及在8至25μm之間的厚度，其中陰極區(qū)被完全包圍地位于該很低摻雜的I區(qū)中，并且其中從陰極區(qū)的邊緣至較高摻雜的相鄰區(qū)的距離在2.5和10μm之間，其中該較高摻雜的相鄰區(qū)在另一種實(shí)施形式中代表相鄰的槽區(qū)。
由此，特別是陰極區(qū)可以與相應(yīng)的槽區(qū)的注入相結(jié)合地以CMOS兼容的方式制造。
根據(jù)另一個(gè)方面，該任務(wù)通過(guò)一種用于制造集成的快速光電二極管的方法來(lái)解決，其中該方法包括制造在相同導(dǎo)電類型的強(qiáng)摻雜的襯底上的低摻雜的I區(qū)。此外，在I區(qū)上的電極區(qū)與另外的CMOS器件的漏極和源極區(qū)或者槽區(qū)一同被制造，其中電極區(qū)與襯底和I區(qū)相反地被摻雜。
在另一個(gè)方面，一種用于制造集成的快速CMOS光電二極管的方法包括借助外延在相同導(dǎo)電類型的強(qiáng)摻雜的襯底上制造低摻雜的I區(qū)以及在I區(qū)上形成強(qiáng)摻雜的電極區(qū)，其中電極區(qū)與襯底和I區(qū)相反地被摻雜。
如前面已經(jīng)闡述的那樣，根據(jù)本發(fā)明的方法提供了一種可能性，通過(guò)良好建立的技術(shù)、例如外延，以協(xié)調(diào)的方式、例如考慮到待檢測(cè)的波長(zhǎng)地制造I區(qū)，而不必顯著地影響其它CMOS器件的制造次序。另一方面，特別是可以作為陰極或陽(yáng)極起作用的相應(yīng)的電極區(qū)的快速光電二極管的制造可以根據(jù)所使用的摻雜的襯底的類型地與對(duì)于另外的CMOS器件的注入工藝一同地制造。
在另一種有利的實(shí)施形式中，在制造電極區(qū)時(shí)使用了注入用掩膜，該掩膜給出了至相鄰的較高摻雜的區(qū)的、為2.5至10μm的距離，其中該較高摻雜的區(qū)特別是槽區(qū)。通過(guò)這種方式，可以與電極區(qū)同時(shí)地制造例如槽區(qū)或者漏極和源極區(qū)，其中同時(shí)實(shí)現(xiàn)了足夠大的距離，用于減少相互的影響。
有利的是，這樣構(gòu)造注入用掩膜，使得電極區(qū)被完全包圍地設(shè)置在低摻雜的I區(qū)中。
根據(jù)另一個(gè)方面，提供了一種用于制造以CMOS工藝被集成的快速PIN光電二極管的方法。在此，光電二極管具有前面已經(jīng)描述的特征，其中特別是I區(qū)作為外延層以小于1*1014cm-3的摻雜濃度和在8至25μm之間的厚度被制造，其中陰極區(qū)被完全包圍地置于該很低摻雜的I區(qū)中，其中從陰極區(qū)的邊緣至更高摻雜的相鄰區(qū)域的距離在2.5和10μm之間，其中該更高摻雜的相鄰區(qū)域在一種實(shí)施形式中代表更高摻雜的槽區(qū)之一。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，該任務(wù)通過(guò)一種用于制造在CMOS工藝中被集成的快速NIP光電二極管的方法來(lái)解決，其中光電二極管由相應(yīng)于具有小于0.05Ohm.cm的比電阻的高摻雜的n襯底的陰極、緊接著的低n摻雜的I區(qū)和在摻雜中相應(yīng)于源極和漏極或者槽區(qū)的p+摻雜的區(qū)域的p陽(yáng)極構(gòu)成。此外，低摻雜的I區(qū)被作為具有小于1*1014cm-3的摻雜濃度和在8至25μm之間的厚度的外延層被提供，其中陽(yáng)極區(qū)被完全包圍地置于該很低摻雜的I區(qū)中，并且其中從陽(yáng)極區(qū)的邊緣至更高摻雜的相鄰區(qū)的距離在2.5和10μm之間，其中該更高摻雜的相鄰區(qū)域在一種實(shí)施形式中代表更高摻雜的槽區(qū)之一。
有利的擴(kuò)展方案從從屬權(quán)利要求中得到。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了，無(wú)需特別的更多開(kāi)銷而在CMOS工藝中可以將PIN光電二極管的頻率范圍擴(kuò)展到1GHz，而不影響集成電路的標(biāo)準(zhǔn)的n和pMOS晶體管。
本發(fā)明現(xiàn)在借助實(shí)施例參照附圖進(jìn)行闡述和補(bǔ)充。其中

圖1以示意性視圖示出了本發(fā)明的一種直觀的實(shí)施形式的、以CMOS工藝的集成PIN光電二極管的橫截面，
圖2示出了以CMOS工藝的傳統(tǒng)漏極光電二極管的摻雜分布，圖3示出了本發(fā)明的PIN漏極光電二極管的摻雜分布，圖4示出了本發(fā)明的PIN阱光電二極管的摻雜分布，圖5示出了在將以CMOS工藝制造的本發(fā)明的PIN光電二極管與傳統(tǒng)的光電二極管的比較中的電場(chǎng)的深度分布以及所生成的載流子的深度分布，圖6示出了在將本發(fā)明的PIN光電二極管與傳統(tǒng)的光電二極管的比較中，在切斷光源之后光電流的時(shí)間上的衰減特性；圖7示出了在將本發(fā)明的PIN光電二極管與傳統(tǒng)的光電二極管的比較中的頻率特性。
附圖本身就是說(shuō)明性的并且實(shí)際上無(wú)需詳細(xì)的闡述。然而，在此將簡(jiǎn)略闡述PIN光電二極管的示例性的實(shí)施形式的構(gòu)造。
圖1示出了CMOS器件10，具有襯底1，該襯底在本實(shí)施例中是高摻雜的p襯底，并且此外也被稱為p區(qū)或者陽(yáng)極。此外，器件10還具有層2，該層作為非常小地?fù)诫s的層也被稱為I區(qū)，其中摻雜劑濃度可以小于大約1*1014cm-3。在本實(shí)施形式中，I區(qū)2以與p襯底1相同的方式被摻雜。此外，在器件10中，在襯底表面的附近制造另外的CMOS器件，這些器件例如以4和5來(lái)表示，其中這些器件具有相應(yīng)的阱或者高摻雜的漏極和源極區(qū)，例如以p和n阱以及n+和p+漏極和源極區(qū)的形式。此外，在兩個(gè)相鄰的p阱4和5之間構(gòu)造I區(qū)2，其中在該I區(qū)的上端部設(shè)置有強(qiáng)摻雜的區(qū)3，該區(qū)3在本實(shí)施形式中用作n區(qū)或者用作陰極。在圖1中所示的實(shí)施形式中，n區(qū)3具有相應(yīng)于在例如p阱4中的相應(yīng)的n-MOS晶體管的n+摻雜劑濃度的摻雜劑濃度。在圖1中未被示出的另外的實(shí)施形式中，n區(qū)3可以具有例如相應(yīng)于n阱的摻雜的摻雜，如例如作為n阱8所示出的那樣。此外，外延層、即I區(qū)2的以6表示的厚度在大約8至25μm的范圍中，而n區(qū)3的至另外的CMOS器件的相鄰的p或n阱的邊緣區(qū)域7具有在大約2.5至10μm范圍內(nèi)的伸展。由此，n區(qū)或者陰極3完全地由I區(qū)2所包圍。
圖3示出了摻雜濃度的示例性的分布，其中從襯底、即從p區(qū)1出發(fā)，濃度在大約15μm深度處開(kāi)始陡峭地下降，并且在大約7至8μm的深度處具有1*1014cm-3的濃度，隨后濃度進(jìn)一步下降，使得在n區(qū)3形成顯著的過(guò)渡，其中該n區(qū)具有相應(yīng)于漏和源區(qū)的高濃度的濃度。
圖4示出了相應(yīng)的摻雜分布，其中n區(qū)3具有n槽區(qū)、例如區(qū)8的摻雜濃度和輪廓。在I區(qū)中的摻雜劑濃度的分布基本上與在圖3中的分布一致。
圖5示出了電場(chǎng)的相應(yīng)的深度分布，該電場(chǎng)通過(guò)本發(fā)明的裝置PIN尤其達(dá)到較大的深度，使得可以以非常有效的方式實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的載流子聚集。
圖6示出了從中得出的、相對(duì)于傳統(tǒng)的二極管的光電流的衰減特性，使得在此可明顯看出，可以處理顯著更高的頻率。
PIN-漏極-光電二極管意味著，針對(duì)陰極使用普通的n+漏極摻雜。PIN-槽-光電二極管意味著，針對(duì)陰極使用普通的n-阱摻雜。
出發(fā)的基礎(chǔ)是在p硅、優(yōu)選p/p+外延材料中的雙阱CMOS工藝。替代通常的具有10至30Ohm.cm的比電阻的外延材料，相應(yīng)于大約5至10*1014Bor/cm3，按照本發(fā)明使用明顯較弱地?fù)诫s的外延材料。它的摻雜低于1*1014Bor/cm3(相應(yīng)于大約300至1000Ohm.cm)。
外延層2的厚度處于8和25μm之間，并且應(yīng)該與待檢測(cè)的波長(zhǎng)相關(guān)地被選擇。在外延層2之下是通常具有摻雜濃度大于1*1018Bor/cm3(相應(yīng)于小于0.05Ohm.cm的電阻)的強(qiáng)摻雜的硅。
作為PIN光電二極管，裝置P強(qiáng)摻雜的p硅I弱摻雜的p外延層N強(qiáng)摻雜的n區(qū)，相應(yīng)于n源極或n漏極區(qū)或者相應(yīng)于中等摻雜的n槽區(qū)起作用。
為了獲得中間層、即層2的I特征，在二極管區(qū)、即通過(guò)N區(qū)橫向地確定的區(qū)中，不允許存在p阱。為了防止在該區(qū)中進(jìn)行附加的p摻雜，該區(qū)或者借助存在的p阱掩膜來(lái)掩蔽，或者在“自調(diào)整的p阱”情況下使用附加的掩膜。該掩蔽有利地橫向超出有源光電二極管區(qū)地延伸，即在PIN光電二極管的陰極區(qū)3和下一個(gè)槽區(qū)之間有利地、沒(méi)有附加摻雜地設(shè)置一個(gè)區(qū)7，該區(qū)的寬度在2.5和10μm之間。
對(duì)于大的光電二極管(幾個(gè)10μm的伸展)，n層可以或者整面地均勻摻雜或者被設(shè)計(jì)帶有中斷，這樣在空間的變換中，N和I層以N層的最小寬度和I區(qū)的大約2.5至10μm的寬度相隨。該布置對(duì)于短波長(zhǎng)(藍(lán)光)提高了敏感性。
CMOS工藝的通常的n和p-MOS晶體管如迄今那樣置于p或n阱中，并且據(jù)證實(shí)并未受到原材料的改變的影響。
圖7示出了在傳統(tǒng)條件下，在10MHz時(shí)以CMOS工藝的光電二極管的頻率特性開(kāi)始明顯下降。借助本發(fā)明的構(gòu)造，頻率范圍可以伸展直到1GHz。這些關(guān)系與很低摻雜的外延層的波長(zhǎng)和厚度相關(guān)地改變。在厚度的優(yōu)化選擇情況下，頻率特性并不成為敏感性的負(fù)擔(dān)。
通過(guò)這種方式，除了通常的CMOS電路外還可以單片地集成多個(gè)快速的光電二極管。然而要考慮的是，光電二極管的這些陽(yáng)極，或者在NIP結(jié)構(gòu)中的這些陰極，是連接的。主要的應(yīng)用領(lǐng)域是在一個(gè)或多個(gè)通道(小于1000)中的快速的數(shù)據(jù)傳輸。
在本發(fā)明的范圍中，也可以產(chǎn)生具有相反摻雜的光電二極管、即在一定程度上集成的PIN光電二極管作為具有改善的頻率數(shù)據(jù)的CMOS工藝的組成部分。相應(yīng)地，涉及光電二極管的不同的摻雜區(qū)的導(dǎo)電類型分別相反。
權(quán)利要求
1.集成的快速光電二極管，它具有一個(gè)襯底，該襯底以一種第一導(dǎo)電類型的摻雜劑被高摻雜，并且該快速光電二極管具有一個(gè)緊接著的I區(qū)，該I區(qū)以該第一導(dǎo)電類型的摻雜劑被低摻雜，一個(gè)具有與該第一導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型的摻雜的電極區(qū)，其中所述摻雜在其高度上相應(yīng)于一個(gè)在該襯底中形成的槽區(qū)或者一個(gè)在該襯底中形成的CMOS器件的源極和漏極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的集成的快速光電二極管，其特征在于，該低摻雜的I區(qū)具有小于1*1014cm-3的摻雜濃度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的集成的快速光電二極管，其特征在于，該低摻雜的I區(qū)具有在8和25μm之間的厚度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一的集成的快速光電二極管，其特征在于，該電極區(qū)被完全包圍地位于該低摻雜的I區(qū)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一的集成的快速光電二極管，其特征在于，從該電極區(qū)的邊緣至一個(gè)相鄰的槽區(qū)的距離在2.5和10μm之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一的集成的快速光電二極管，其特征在于，該襯底是p摻雜的并且具有小于50mOhm*cm的比電阻。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一的集成的快速光電二極管，其特征在于，該襯底是n摻雜的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一的集成的快速光電二極管，其特征在于，該電極區(qū)的所述摻雜在類型、高度和分布上或按照類型、高度和分布相應(yīng)于該槽區(qū)的摻雜。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一的集成的快速光電二極管，該電極區(qū)的所述摻雜在類型、高度和分布上相應(yīng)于一個(gè)在該襯底中被制造的CMOS器件的漏極和源極的摻雜。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9之一的集成的快速光電二極管，其特征在于，該I區(qū)作為外延層被制造。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10之一的集成的快速光電二極管，其特征在于，該I區(qū)的厚度與波長(zhǎng)相關(guān)地被確定。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11之一的集成的快速光電二極管，其特征在于，該光電二極管作為探測(cè)器與分析電路一起被集成。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至11之一的集成的快速光電二極管，其特征在于，該快速光電二極管作為探測(cè)器與互阻抗放大器一同被集成在分析電路中。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至10以及13之一的集成的快速光電二極管，其特征在于，該快速光電二極管與多個(gè)相同結(jié)構(gòu)的快速光電二極管以及與用于多個(gè)通道的一些分析電路一同被集成。
15.集成的PIN光電二極管，以CMOS工藝制造或者可以以CMOS工藝制造，該P(yáng)IN光電二極管由一個(gè)相應(yīng)于具有小于50mOhm*cm的比電阻的高摻雜的p襯底的陽(yáng)極、一個(gè)緊接著的低p摻雜的I區(qū)和一個(gè)在摻雜中相應(yīng)于源極和漏極的n+摻雜區(qū)域的N陰極構(gòu)成，其中，該低摻雜的I區(qū)具有小于1014cm-3的摻雜濃度和在8μm至25μm之間的厚度，并且該陰極區(qū)被完全包圍地位于該被低摻雜的I區(qū)中，其中從該陰極區(qū)的邊緣至一個(gè)較高摻雜的相鄰區(qū)的距離在2.5μm和10μm之間。
16.集成的PIN光電二極管，以CMOS工藝制造或者可以以CMOS工藝制造，該P(yáng)IN光電二極管由一個(gè)相應(yīng)于具有小于50mOhm.cm的比電阻的高摻雜的p襯底的陽(yáng)極、一個(gè)緊接著的低p摻雜的I區(qū)和一個(gè)在摻雜中相應(yīng)于該n-槽區(qū)的N陰極構(gòu)成，其中，該低摻雜的I區(qū)具有小于1014cm-3的摻雜濃度和在8μm至25μm之間的厚度，并且該陰極區(qū)被完全包圍地位于該很低摻雜的I區(qū)中，其中從該陰極區(qū)的邊緣至一個(gè)較高摻雜的相鄰區(qū)的距離在2.5和10μm之間。
17.用于制造集成的快速光電二極管的方法，該方法具有以下步驟在一個(gè)相同導(dǎo)電類型的強(qiáng)摻雜的襯底上制造一個(gè)低摻雜的I區(qū)，在該I區(qū)上，與一個(gè)槽器件一同形成一個(gè)電極區(qū)，其中該電極區(qū)與該襯底和該I區(qū)或者一個(gè)另外的CMOS區(qū)的漏極和源極區(qū)相反地被摻雜。
18.用于制造集成的快速CMOS光電二極管的方法，該方法具有以下步驟借助外延在一個(gè)相同導(dǎo)電類型的強(qiáng)摻雜的襯底上制造一個(gè)低摻雜的I區(qū)，在該I區(qū)上形成一個(gè)強(qiáng)摻雜的電極區(qū)，其中該電極區(qū)與該襯底和該I區(qū)相反地被摻雜。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其特征在于，該I區(qū)通過(guò)一個(gè)外延過(guò)程來(lái)形成。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其特征在于，該電極區(qū)與一個(gè)槽區(qū)或者一個(gè)另外的CMOS器件的漏極和源極區(qū)一同被制造。
21.根據(jù)權(quán)利要求17至20之一的方法，其特征在于，在制造該電極區(qū)時(shí)使用一個(gè)注入用掩膜，該注入用掩膜給出一個(gè)至該(最近的)較高摻雜區(qū)的2.5至10μm的距離。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其特征在于，該注入用掩膜這樣構(gòu)造，使得該電極區(qū)被完全包圍地置于該低摻雜的I區(qū)中。
23.根據(jù)權(quán)利要求17至22之一的方法，其特征在于，該襯底是p襯底，具有小于0.05Ohm*cm的比電阻并且用作另外的電極，其中該低摻雜的I區(qū)以小于1014cm-3的摻雜濃度和在8和25μm之間的厚度被制造。
24.用于制造在CMOS工藝中集成的快速PIN光電二極管的方法，該快速PIN光電二極管由相應(yīng)于具有小于0.05Ohm.cm的比電阻的高摻雜的P襯底的陽(yáng)極、一個(gè)緊接著的低p摻雜的I區(qū)和一個(gè)在摻雜中相應(yīng)于源極和漏極的n+摻雜區(qū)域的N陰極構(gòu)成，其中該低摻雜的I區(qū)作為具有小于1×1014cm-3的摻雜濃度和具有在8和25μm之間的厚度的外延層被制造，并且該陰極區(qū)被完全包圍地置于該很低摻雜的I區(qū)中，其中從該陰極區(qū)的邊緣至一個(gè)較高摻雜的相鄰區(qū)的距離在2.5和10μm之間。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其特征在于，該P(yáng)IN光電二極管的N陰極以相同的摻雜方法、特別是也以與用于該n槽區(qū)的相同的摻雜高度來(lái)產(chǎn)生。
26.在CMOS工藝中集成的快速NIP光電二極管的制造方法，該NIP光電二極管由一個(gè)相應(yīng)于具有小于0.05Ohm*cm的比電阻的高摻雜的N襯底的陰極、一個(gè)緊接著的低n摻雜的I區(qū)和一個(gè)在摻雜中相應(yīng)于源極和漏極的p+摻雜區(qū)域的P陽(yáng)極構(gòu)成，其中該低摻雜的I區(qū)作為具有小于1014cm-3的摻雜濃度和具有在8μm和25μm之間的厚度的外延層被制造，該陽(yáng)極區(qū)被完全包圍地置于該很低摻雜的I區(qū)中，其中從該陽(yáng)極區(qū)的邊緣至一個(gè)較高摻雜的相鄰區(qū)的距離在2.5和10μm之間。
全文摘要
說(shuō)明了一種快速光電二極管以及用于在CMOS工藝中制造該快速充電二極管的方法。以CMOS工藝制造或者可以以CMOS工藝制造的集成的PIN光電二極管，由相應(yīng)于具有小于50mOhm*cm的比電阻的高摻雜的P襯底的陽(yáng)極、緊接著的低p摻雜的I區(qū)以及在摻雜中相應(yīng)于n－槽區(qū)的N陰極構(gòu)成。低摻雜的I區(qū)具有小于10
文檔編號(hào)H01L27/146GK101069288SQ200580037741
公開(kāi)日2007年11月7日 申請(qǐng)日期2005年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月3日
發(fā)明者康拉德·巴赫, 沃爾夫?qū)ぐ虿剂_特 申請(qǐng)人:X-Fab半導(dǎo)體制造股份公司