專(zhuān)利名稱(chēng)：一種堆棧光電二極管及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體設(shè)計(jì)及制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種堆棧光電二極管及其制備方法。
背景技術(shù)：
堆棧光電二極管是由兩個(gè)結(jié)深不同的PN結(jié)組成，主要作為環(huán)境光傳感器的感光元件，用于檢測(cè)周?chē)h(huán)境光的亮度。目前，環(huán)境光傳感器的感光元件多為兩種光電二極管組合的形式，即兩種光電二極管共同作用來(lái)實(shí)現(xiàn)環(huán)境光檢測(cè)，例如公開(kāi)號(hào)為CN201255663Y的中國(guó)專(zhuān)利所披露的智能可見(jiàn)光傳感器，其包括多個(gè)光電二極管對(duì)組成的陣列，每個(gè)光電二極管對(duì)中兩個(gè)光電二極管具有不同的響應(yīng)光譜特性，通過(guò)后續(xù)的電路對(duì)兩二極管輸出的光電流進(jìn)行處理，使得處理后的輸出電流信號(hào)與光譜的關(guān)系與人眼的感光特性一致。這種利用兩種光電二極管組合實(shí)現(xiàn)環(huán)境光檢測(cè)的方式，一方面增加了芯片感光區(qū)域的面積，使得整顆芯片的面積增大，也增加了芯片的成本；另一方面增加了芯片的功耗，使芯片性能降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，特別創(chuàng)新地提出了一種堆棧光電二極管及其制備方法。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種堆棧光電二極管，其包括:半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底為輕摻雜；第一摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)，所述第一摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)形成在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)，所述第一摻雜區(qū)為重?fù)诫s，其摻雜類(lèi)型與所述半導(dǎo)體襯底的摻雜類(lèi)型相同，所述第二摻雜區(qū)為輕摻雜，其摻雜類(lèi)型與所述半導(dǎo)體襯底的摻雜類(lèi)型相反，在所述半導(dǎo)體襯底的內(nèi)緣和所述第二摻雜區(qū)的外緣處形成有場(chǎng)氧區(qū)；第三摻雜區(qū)和第四摻雜區(qū)，所述第三摻雜區(qū)和第四摻雜區(qū)形成在所述第二摻雜區(qū)內(nèi)，所述第三摻雜區(qū)和第四摻雜區(qū)均為重?fù)诫s，所述第三摻雜區(qū)的摻雜類(lèi)型與所述第二摻雜區(qū)的摻雜類(lèi)型相同，所述第四摻雜區(qū)的摻雜類(lèi)型與所述第二摻雜區(qū)的摻雜類(lèi)型相反；至少一層金屬層，所述金屬層形成在所述半導(dǎo)體襯底之上，所述金屬層分別與所述第一摻雜區(qū)、第三摻雜區(qū)和第四摻雜區(qū)相連。本發(fā)明不需要像現(xiàn)有技術(shù)那樣采用分立的兩種光電二極管共同作用來(lái)實(shí)現(xiàn)環(huán)境光檢測(cè)，而是在同一襯底上將兩個(gè)二極管集成制備成一個(gè)堆棧光電二極管，僅米用一個(gè)堆棧光電二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)環(huán)境光檢測(cè)功能，減小了芯片面積，降低了功耗，同時(shí)還降低了成本。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，堆棧光電二極管還具有感光窗口，所述感光窗口貫通所述鈍化層并暴露一部分第四摻雜區(qū)。從而使更多的光線(xiàn)照射到感光面上，達(dá)到提高堆棧光電二極管靈敏度的目的。在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例中，感光窗口之上覆蓋有抗反射層。該抗反射層既可以將芯片與外界環(huán)境隔離，又可以在一定程度上修正堆棧光電二極管的感光光譜。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種堆棧光電二極管的制備方法，其包括如下步驟:S1:提供襯底，所述襯底為輕摻雜的半導(dǎo)體材料；S2:光刻，在掩膜掩蔽的情況下進(jìn)行離子注入，并擴(kuò)散，退火形成輕摻雜的第二摻雜區(qū)，所述第二摻雜區(qū)的摻雜類(lèi)型與所述半導(dǎo)體襯底的摻雜類(lèi)型相反；S3:氧化、淀積、刻蝕形成場(chǎng)氧區(qū)，所述場(chǎng)氧區(qū)位于所述半導(dǎo)體襯底的內(nèi)緣和所述第二摻雜區(qū)的外緣；S4:光刻，在掩膜掩蔽的情況下進(jìn)行離子注入，并擴(kuò)散，退火形成重?fù)诫s的第一摻雜區(qū)和第四摻雜區(qū)，所述第一摻雜區(qū)和第四摻雜區(qū)的摻雜類(lèi)型與所述半導(dǎo)體襯底的摻雜類(lèi)型相同；S5:光刻，在掩膜掩蔽的情況下進(jìn)行離子注入，并擴(kuò)散，退火形成重?fù)诫s的第三摻雜區(qū)，所述第三摻雜區(qū)的摻雜類(lèi)型與所述半導(dǎo)體襯底的摻雜類(lèi)型相反；S6:形成金屬層，所述金屬層至少為一層，所述金屬層形成在所述半導(dǎo)體襯底之上，所述金屬層分別與所述第一摻雜區(qū)、第三摻雜區(qū)和第四摻雜區(qū)相連。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，在步驟S6之后具有以下步驟:S7:生長(zhǎng)鈍化層，所述鈍化層形成在所述金屬層之上并覆蓋整個(gè)半導(dǎo)體區(qū)；S8:光刻，刻蝕所述鈍化層形成引線(xiàn)孔，所述引線(xiàn)孔貫通所述鈍化層并暴露一部分金屬層。在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例中，在所述步驟S7和S8之間具有以下步驟:光刻，刻蝕鈍化層形成感光窗口，所述感光窗口貫通所述鈍化層并暴露一部分第四摻雜區(qū)。從而使更多的光線(xiàn)照射到感光面上，達(dá)到提高堆棧光電二極管靈敏度的目的。在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例中，在形成所述感光窗口后，在所述感光窗口上淀積形成抗反射層。該抗反射層既可以將芯片與外界環(huán)境隔離，又可以在一定程度上修正堆棧光電二極管的感光光譜。本發(fā)明的制備方法在硅襯底上制作堆棧光電二極管作為環(huán)境光傳感器的感光元件，節(jié)約了芯片面積，降低了功耗，降低了成本。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:圖1是本發(fā)明堆棧光電二極管一實(shí)施例的示意剖面圖；圖2是本發(fā)明堆棧光電二極管光譜響應(yīng)曲線(xiàn)；圖3是本發(fā)明堆棧光電二極管PN結(jié)輸出的電流關(guān)系；圖4是本發(fā)明堆棧光電二極管輸出的類(lèi)人眼曲線(xiàn)與人眼感光曲線(xiàn)的對(duì)比圖；圖5至圖13是本發(fā)明堆棧光電二極管的制作流程圖。附圖標(biāo)記:I半導(dǎo)體襯底；2第一摻雜區(qū)；3第二摻雜區(qū)；4第三摻雜區(qū)；
5第四摻雜區(qū)；6場(chǎng)氧區(qū)；7金屬層；8鈍化層；9感光窗口 ；10抗反射層；11引線(xiàn)孔；12隔離層。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，除非另有規(guī)定和限定，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機(jī)械連接或電連接，也可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)的具體含義。圖1是本發(fā)明堆棧光電二極管的示意剖面圖，圖中僅僅是示意的給出了各區(qū)域的尺寸，具體的尺寸可以根據(jù)器件參數(shù)的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。從圖1中可見(jiàn)，該堆棧光電二極管包括半導(dǎo)體襯底I，該半導(dǎo)體襯底I為輕摻雜，該半導(dǎo)體襯底I的材料可以是制備堆棧光電二極管的任何半導(dǎo)體材料，具體可以是但不限于硅、鍺、砷化鎵。在半導(dǎo)體襯底I內(nèi)形成有第一摻雜區(qū)2和第二摻雜區(qū)3，該第一摻雜區(qū)2為重?fù)诫s，其摻雜類(lèi)型與半導(dǎo)體襯底I的摻雜類(lèi)型相同，第二摻雜區(qū)3為輕摻雜，其摻雜類(lèi)型與半導(dǎo)體襯底I的摻雜類(lèi)型相反，在半導(dǎo)體襯底I的內(nèi)緣和第二摻雜區(qū)3的外緣處形成有場(chǎng)氧區(qū)6，該場(chǎng)氧區(qū)6的材料可以為但不限于二氧化硅。在第二摻雜區(qū)3內(nèi)形成有第三摻雜區(qū)4和第四摻雜區(qū)5，該第三摻雜區(qū)4和第四摻雜區(qū)5均為重?fù)诫s，第三摻雜區(qū)4的摻雜類(lèi)型與第二摻雜區(qū)3的摻雜類(lèi)型相同，第四摻雜區(qū)5的摻雜類(lèi)型與第二摻雜區(qū)3的摻雜類(lèi)型相反。在半導(dǎo)體襯底I之上形成有金屬層
7,該金屬層7與第一摻雜區(qū)2、第三摻雜區(qū)4和第四摻雜區(qū)5相連。金屬層7至少為一層，其層數(shù)可以根據(jù)器件要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，在本實(shí)施方式中，金屬層為3層，相鄰兩層金屬層之間具有二氧化硅隔離層12。在金屬層之上形成有鈍化層8并覆蓋整個(gè)半導(dǎo)體區(qū)，鈍化層8上具有貫通至金屬層的引線(xiàn)孔11。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯底I為P型，第一摻雜區(qū)2和第四摻雜區(qū)5為P型摻雜，且第二摻雜區(qū)3和第三摻雜區(qū)4為N型摻雜。從圖1中所示的結(jié)構(gòu)可見(jiàn)，本發(fā)明堆棧光電二極管由兩個(gè)共陰極二極管組成，其中由作為襯底的半導(dǎo)體材料I和第二摻雜區(qū)3形成一個(gè)二極管，記作PD_nwell ;由第二摻雜區(qū)3和第四摻雜區(qū)5形成另一個(gè)二極管，記作PD_p+。由于PD_nwell的結(jié)深較深，波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅光在此處的吸收效率較高，其陽(yáng)極輸出光譜曲線(xiàn)如圖2中點(diǎn)狀虛線(xiàn)所示；而PD_p+的結(jié)深較淺，波長(zhǎng)較短的藍(lán)光和綠光在此處的吸收效率很高，其陰極輸出光譜曲線(xiàn)如圖2中段狀虛線(xiàn)所示。由如圖3運(yùn)算關(guān)系，便可得到一條與人眼感光特性相似的光譜曲線(xiàn)，如圖2中實(shí)線(xiàn)所示。采用堆棧光電二極管作為感光元件得到的光譜曲線(xiàn)與人眼感光曲線(xiàn)的對(duì)比如圖4所示。在本實(shí)施方式中，為了提供堆棧光電二極管的靈敏度，本發(fā)明堆棧光電二極管還具有感光窗口 9，該感光窗口 9貫通鈍化層8直至半導(dǎo)體材料并暴露出一部分第四摻雜區(qū)5，即將堆棧光電二極管感光面上的鈍化層8去除，使更多的光線(xiàn)照射到感光面上，從而達(dá)到提高堆棧光電二極管靈敏度的目的。同時(shí)，在感光窗口 9上還覆蓋有抗反射層10，該抗反射層10的材料可以為但不限于二氧化硅或氮化硅。該抗反射層的設(shè)計(jì)既可以將芯片與外界環(huán)境隔離，又可以在一定程度上修正堆棧光電二極管的感光光譜。為形成圖1中所示的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明提供了一種堆棧光電二極管的制備方法，其包括如下步驟:S1:提供襯底1，該襯底為輕摻雜的半導(dǎo)體材料；S2:光刻，在掩膜掩蔽的情況下進(jìn)行離子注入，并擴(kuò)散，退火形成輕摻雜的第二摻雜區(qū)3，該第二摻雜區(qū)3的摻雜類(lèi)型與半導(dǎo)體襯底I的摻雜類(lèi)型相反；S3:氧化、淀積、刻蝕形成場(chǎng)氧區(qū)6，該場(chǎng)氧區(qū)6位于半導(dǎo)體襯底I的內(nèi)緣和第二摻雜區(qū)3的外緣；S4:光刻，在掩膜掩蔽的情況下進(jìn)行離子注入，并擴(kuò)散，退火形成重?fù)诫s的第一摻雜區(qū)2和第四摻雜區(qū)5，該第一摻雜區(qū)2和第四摻雜區(qū)5的摻雜類(lèi)型與半導(dǎo)體襯底I的摻雜類(lèi)型相同；S5:光刻，在掩膜掩蔽的情況下進(jìn)行離子注入，并擴(kuò)散，退火形成重?fù)诫s的第三摻雜區(qū)4，該第三摻雜區(qū)4的摻雜類(lèi)型與半導(dǎo)體襯底I的摻雜類(lèi)型相反；S6:形成金屬層7，該金屬層7至少為一層，所述金屬層7形成在半導(dǎo)體襯底I之上，該金屬層7分別與第一摻雜區(qū)2、第三摻雜區(qū)4和第四摻雜區(qū)5相連。當(dāng)金屬層7多于兩層時(shí)，相鄰兩層金屬層之間具有隔離層12。在本實(shí)施方式中，在步驟S6之后還可以具有以下步驟:S7:生長(zhǎng)鈍化層8，該鈍化層8形成在金屬層7之上并覆蓋整個(gè)半導(dǎo)體區(qū)；S8:光刻，刻蝕鈍化層8形成引線(xiàn)孔11，該引線(xiàn)孔11貫通鈍化層8直至暴露一部分金屬層7。在本實(shí)施方式中，在步驟S7和S8之間還可以具有以下步驟:光刻，刻蝕鈍化層8形成感光窗口 9，感光窗口 9貫通鈍化層8并暴露一部分第四摻雜區(qū)5，在形成感光窗口 9后，在感光窗口 9上淀積形成抗反射層10。該抗反射層10的材料可以為但不限于二氧化硅或氮化硅。在本實(shí)施方式中，第一摻雜區(qū)2和第四摻雜區(qū)5—體形成。在本發(fā)明另外的實(shí)施方式中，第一摻雜區(qū)2和第四摻雜區(qū)5通過(guò)光刻，離子注入，擴(kuò)散，退火的步驟先后形成。按照?qǐng)D5至圖13的步驟能夠制備圖1中所示的堆棧光電二極管，圖中所示是在P型半導(dǎo)體材料上制作堆棧光電二極管，對(duì)于η型半導(dǎo)體材料上制備的器件，按照相反的摻雜類(lèi)型摻雜即可。如圖5所示，首先提供一個(gè)P型半導(dǎo)體襯底1，然后在該半導(dǎo)體襯底I內(nèi)通過(guò)涂膠、前烘、曝光、顯影、堅(jiān)膜、腐蝕、去膠的光刻步驟制作出第二摻雜區(qū)3的圖形，再經(jīng)離子注入、退火形成第二摻雜區(qū)3，該第二摻雜區(qū)3為輕摻雜，其摻雜類(lèi)型與半導(dǎo)體襯底I的摻雜類(lèi)型相反，如圖6所示。然后如圖7所示，通過(guò)氧化、淀積、刻蝕在半導(dǎo)體襯底I的內(nèi)緣和第二摻雜區(qū)3的外緣處形成場(chǎng)氧區(qū)6，該場(chǎng)氧區(qū)6的材料可以為但不限于二氧化硅。然后，通過(guò)光刻制作出第一摻雜區(qū)2和第四摻雜區(qū)5的圖形，再經(jīng)離子注入、退火形成第一摻雜區(qū)2和第四摻雜區(qū)5，該第一摻雜區(qū)2和第四摻雜區(qū)5為重?fù)诫s，其摻雜類(lèi)型與半導(dǎo)體襯底I的摻雜類(lèi)型相同，如圖8所示。接著如圖9所示，通過(guò)光刻制作出第三摻雜區(qū)4圖形，再經(jīng)離子注入、退火形成第三摻雜區(qū)4,該第三摻雜區(qū)4為重?fù)诫s,其摻雜類(lèi)型與半導(dǎo)體襯底I的摻雜類(lèi)型相反。需要說(shuō)明的是，以上僅僅是給出了形成圖9所示結(jié)構(gòu)的一種方法，以上的工藝步驟經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)恼{(diào)換，也可以得到圖9所示的結(jié)構(gòu)。比如可以先形成第三摻雜區(qū)4，然后再形成第一摻雜區(qū)2和第四摻雜區(qū)5，并且第一摻雜區(qū)2和第四摻雜區(qū)5可以一體形成，也可分別單獨(dú)形成。如圖10所示，通過(guò)金屬蒸鍍、刻蝕、通過(guò)孔形成金屬層7，本實(shí)施方式中，金屬層7為三層，相鄰兩層金屬層之間具有隔離層。然后在金屬層上生長(zhǎng)鈍化層8。然后如圖11所示，刻蝕掉覆蓋在堆棧二極管感光面上的鈍化層8形成感光窗口 9，然后在感光窗口 9上形成一定厚度的抗反射層10，該抗反射層10的材料可以為但不限于二氧化硅或氮化硅，生長(zhǎng)方式可以為但不限于化學(xué)氣相淀積的方法，如圖12所示。最后，如圖13所示，光刻，刻蝕金屬層上的鈍化層8,使電極露出芯片表面。本發(fā)明利用現(xiàn)有的CMOS工藝，在硅襯底上制作堆棧二極管結(jié)構(gòu)作為環(huán)境光傳感器的感光元件，不需要像現(xiàn)有技術(shù)那樣采用分立的兩種光電二極管共同作用來(lái)實(shí)現(xiàn)環(huán)境光檢測(cè)，節(jié)約了芯片面積，降低了成本。在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種堆棧光電二極管,其特征在于,包括: 半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底為輕摻雜； 第一摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)，所述第一摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)形成在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)，所述第一摻雜區(qū)為重?fù)诫s，其摻雜類(lèi)型與所述半導(dǎo)體襯底的摻雜類(lèi)型相同，所述第二摻雜區(qū)為輕摻雜，其摻雜類(lèi)型與所述半導(dǎo)體襯底的摻雜類(lèi)型相反，在所述半導(dǎo)體襯底的內(nèi)緣和所述第二摻雜區(qū)的外緣處形成有場(chǎng)氧區(qū)； 第三摻雜區(qū)和第四摻雜區(qū)，所述第三摻雜區(qū)和第四摻雜區(qū)形成在所述第二摻雜區(qū)內(nèi)，所述第三摻雜區(qū)和第四摻雜區(qū)均為重?fù)诫s，所述第三摻雜區(qū)的摻雜類(lèi)型與所述第二摻雜區(qū)的摻雜類(lèi)型相同，所述第四摻雜區(qū)的摻雜類(lèi)型與所述第二摻雜區(qū)的摻雜類(lèi)型相反； 至少一層金屬層，所述金屬層形成在所述半導(dǎo)體襯底之上，所述金屬層分別與所述第一摻雜區(qū)、第三摻雜區(qū)和第四摻雜區(qū)相連。
2.如權(quán)利要求1所述的堆棧光電二極管，其特征在于，所述堆棧光電二極管還具有鈍化層，所述鈍化層形成在所述金屬層之上并覆蓋整個(gè)半導(dǎo)體區(qū)，其上具有貫通至所述金屬層的引線(xiàn)孔。
3.如權(quán)利要求2所述的堆棧光電二極管，其特征在于，所述堆棧光電二極管還具有感光窗口，所述感光窗口貫通所述鈍化層并暴露一部分第四摻雜區(qū)。
4.如權(quán)利要求3所述的堆棧光電二極管，其特征在于，所述感光窗口上覆蓋有抗反射層。
5.如權(quán)利要求4 所述的堆棧光電二極管，其特征在于，所述抗反射層的材料為二氧化硅或氮化硅。
6.如權(quán)利要求1所述的堆棧光電二極管，其特征在于，所述場(chǎng)氧區(qū)的材料為二氧化硅。
7.如權(quán)利要求1所述的堆棧光電二極管，其特征在于，當(dāng)所述金屬層多于兩層時(shí)，相鄰兩層金屬層之間具有隔離層。
8.如權(quán)利要求1所述的堆棧光電二極管，其特征在于，所述半導(dǎo)體襯底為P型，所述第一摻雜區(qū)和所述第四摻雜區(qū)為P型摻雜，且所述第二摻雜區(qū)和所述第三摻雜區(qū)為N型摻雜。
9.一種堆棧光電二極管的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: S1:提供襯底，所述襯底為輕摻雜的半導(dǎo)體材料； S2:光刻，在掩膜掩蔽的情況下進(jìn)行離子注入，并擴(kuò)散，退火形成輕摻雜的第二摻雜區(qū)，所述第二摻雜區(qū)的摻雜類(lèi)型與所述半導(dǎo)體襯底的摻雜類(lèi)型相反； S3:氧化、淀積、刻蝕形成場(chǎng)氧區(qū)，所述場(chǎng)氧區(qū)位于所述半導(dǎo)體襯底的內(nèi)緣和所述第二摻雜區(qū)的外緣； 54:光刻，在掩膜掩蔽的情況下進(jìn)行離子注入，并擴(kuò)散，退火形成重?fù)诫s的第一摻雜區(qū)和第四摻雜區(qū)，所述第一摻雜區(qū)和第四摻雜區(qū)的摻雜類(lèi)型與所述半導(dǎo)體襯底的摻雜類(lèi)型相同； 55:光刻，在掩膜掩蔽的情況下進(jìn)行離子注入，并擴(kuò)散，退火形成重?fù)诫s的第三摻雜區(qū)，所述第三摻雜區(qū)的摻雜類(lèi)型與所述半導(dǎo)體襯底的摻雜類(lèi)型相反； 56:形成金屬層，所述金屬層至少為一層，所述金屬層形成在所述半導(dǎo)體襯底之上，所述金屬層分別與所述第一摻雜區(qū)、第三摻雜區(qū)和第四摻雜區(qū)相連。
10.如權(quán)利要求9所述的堆棧光電二極管的制備方法，其特征在于，在所述步驟S6之后具有以下步驟: 57:生長(zhǎng)鈍化層，所述鈍化層形成在所述金屬層之上并覆蓋整個(gè)半導(dǎo)體區(qū)； 58:光刻，刻蝕所述鈍化層形成引線(xiàn)孔，所述引線(xiàn)孔貫通所述鈍化層并暴露一部分金屬層。
11.如權(quán)利要求10所述的堆棧光電二極管的制備方法，其特征在于，在所述步驟S7和S8之間具有以下步驟:光刻，刻蝕鈍化層形成感光窗口，所述感光窗口貫通所述鈍化層并暴露一部分第四摻雜區(qū)。
12.如權(quán)利要求11所述的堆棧光電二極管的制備方法，其特征在于，在形成所述感光窗口后，在所述感光窗口上淀積形成抗反射層。
13.如權(quán)利要求12所述的堆棧光電二極管的制備方法，其特征在于，所述抗反射層的材料為二氧化硅或氮化硅。
14.如權(quán)利要求9所述的堆棧光電二極管的制備方法，其特征在于，當(dāng)所述金屬層多于兩層時(shí)，在相鄰兩層金屬層之間生長(zhǎng)有隔離層。
15.如權(quán)利要求9所述的堆棧光電二極管的制備方法，其特征在于，所述第一摻雜區(qū)和第四摻雜區(qū)一體形成。
16.如權(quán)利要求9所述的堆棧光電二極管的制備方法，其特征在于，所述第一摻雜區(qū)和第四摻雜區(qū)通過(guò)光刻，離子注入，擴(kuò)散，退火的步驟先后形成。
17.如權(quán)利要求9所述的堆棧光電二極管的制備方法，其特征在于，所述場(chǎng)氧的材料為二氧化硅。
18.如權(quán)利要求9所述的堆棧光電二極管的制備方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體襯底為P型，所述第一摻雜區(qū)和所述第四摻雜區(qū)為P型摻雜，且所述第二摻雜區(qū)和所述第三摻雜區(qū)為N型摻雜。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種堆棧光電二極管及其制備方法，該堆棧光電二極管包括半導(dǎo)體材料、第一摻雜區(qū)、第二摻雜區(qū)、第三摻雜區(qū)、第四摻雜區(qū)、場(chǎng)氧區(qū)、金屬層、鈍化層、感光窗口和抗反射層。本發(fā)明僅采用一個(gè)堆棧光電二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)環(huán)境光檢測(cè)功能，減小了芯片面積，降低了功耗，同時(shí)還降低了成本。本發(fā)明的感光窗口使更多的光線(xiàn)照射到感光面上，達(dá)到提高堆棧光電二極管靈敏度的目的，其上的抗反射層既可以將芯片與外界環(huán)境隔離，又可以在一定程度上修正堆棧光電二極管的感光光譜。本發(fā)明的制備方法在硅襯底上制作堆棧光電二極管作為環(huán)境光傳感器的感光元件，節(jié)約了芯片面積，降低了功耗，降低了成本。
文檔編號(hào)H01L31/18GK103178070SQ201110442409
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者邵光云, 汪立, 傅璟軍, 胡文閣 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司