CN105190260A - 紫外半导体传感器装置和测量紫外辐射的方法 - Google Patents

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Abstract

光电二极管(2)和另一光电二极管(3)被布置在衬底(1)中在主表面(10)处或主表面(10)附近。以这样的方式来形成和布置光电二极管：使得在入射紫外辐射(26)的情况下，来自光电二极管(2)的电信号大于来自另一光电二极管(3)的另一电信号。特别地，第一光电二极管可以比另一光电二极管对紫外辐射更敏感。通过另一电信号来衰减来自该光电二极管的电信号，从而产生主要测量入射紫外辐射的电信号。可以通过内部地使用集成电路(25)或外部地使用单独装置来实现来自第一光电二极管的电信号的衰减。

Description

紫外半导体传感器装置和测量紫外辐射的方法
硅光电二极管能够被用于检测具有200nm至400nm范围内的波长的UV(紫外)辐射。在用于常规光学封装的塑料或玻璃中的吸收阻止了整个范围的紫外光到达封装内部的光电二极管。
US2006/0038249A1公开了一种UV传感器设备，其包括阴极层和形成在阴极层的表面处的阳极层。位于由阴极层和两个阳极层形成的pn结之间的阴极层的一部分被设置为光接收区域。
US8084728B2公开了一种光学感测装置，其具有多个光电二极管元件以及多腔法布里-珀罗环境光滤光器结构。该装置提供对700nm至1100nm范围内的波长的红外光的阻挡。
US2009/0184254A1公开了一种包括一对光电二极管的紫外传感器，其中，由具有低掺杂浓度的薄层分开在硅中形成的p+型层和n+型层。在光电二极管之一上形成包括氮化硅的滤光器膜，以透射至少具有第一UV波长的辐射。覆盖另一光电二极管和滤光器膜的密封层透射至少具有不同的第二UV波长的辐射。
导引通过半导体装置的半导体主体的导电互连被称为通过晶片通孔(through-wafervia)或通过衬底通孔(through-substratevia)。在US2010/0123254A1、US2010/0314762A1、US2011/0260284A1和US2012/0286430A1中公开了包括通过晶片通孔或通过衬底通孔的半导体装置。
本发明的一个目的是公开一种适于测量紫外范围内的辐射的半导体传感器装置。另一目的是公开一种具有增强的灵敏度或响应度的测量紫外辐射的方法。
使用根据权利要求1的半导体传感器装置以及使用根据权利要求12的测量紫外辐射的方法来实现这些目的。各实施例和变型来源于从属权利要求。
半导体传感器装置包括具有主表面的半导体衬底。光电二极管和另一光电二极管被布置在衬底中在主表处或主表面附近。光电二极管响应于入射辐射生成电信号，并且另一光电二极管响应于入射辐射生成另一电信号。以这样的方式来形成和布置光电二极管以及另一光电二极管：使得在入射紫外辐射的情况下，来自光电二极管的电信号大于来自另一光电二极管的另一电信号。特别地，第一光电二极管可以比另一光电二极管对紫外辐射更敏感。通过该另一电信号来衰减来自光电二极管的电信号被，从而产生主要测量入射紫外辐射的电信号。因此，该测量包括由第一光电二极管响应于入射辐射生成的电信号，以及由另一光电二极管同时生成的另一电信号来衰减该电信号。例如，可以由集成电路在传感器装置上内部地以该方式处理来自光电二极管的电信号和来自另一光电二极管的另一电信号，或者可以通过单独地取出这两个电信号以及由外部装置处理该电信号来外部地执行由另一电信号对该电信号的衰减。特别地，可以以这样的方式耦合光电二极管和另一光电二极管：通过该另一电信号来衰减来自光电二极管的电信号，从而产生主要测量入射紫外辐射的电信号。
在半导体传感器装置的实施例中，衰减包括从由光电二极管生成的电信号中减去由另一光电二极管生成的另一电信号。
在另一实施例中，集成电路被布置在衬底中，并且被设置成通过由另一光电二极管生成的另一电信号来衰减由光电二极管生成的电信号。
另一实施例还包括在不减少或抑制到光电二极管的入射紫外辐射的透射的情况下，减少或抑制到另一光电二极管的入射紫外辐射的透射。例如，滤光器层可以为氮化硅或多晶硅。
另一实施例还包括在衬底中在主表面处或主表面附近形成的第一导电类型的掺杂阱，以及布置在掺杂阱中或掺杂阱处的pn结，该pn节形成光电二极管和另一光电二极管。
在另一实施例中，衬底被掺杂成与第一导电类型相反的第二导电类型，并且在掺杂阱中存在第一导电类型的净掺杂，并且该净掺杂形成pn结。
在另一实施例中，衬底被设置有掺杂成与第一导电类型相反的第二导电类型的外延层。该外延层形成主表面，并且掺杂阱被布置在该外延层内。在掺杂阱中存在第一导电类型的净掺杂，并且该净掺杂形成pn结。
另一实施例还包括布置在掺杂阱内的与第一导电类型相反的第二导电类型的掺杂区域。pn结形成在掺杂阱与掺杂区域之间的边界处。
在另一实施例中，另一光电二极管的掺杂区域包括朝向主表面增大的掺杂浓度，从而形成具有减小的电荷载流子扩散长度的表面死层。
测量紫外辐射的方法使用光电二极管和另一光电二极管，以响应于入射辐射而同时生成来自光电二极管的电信号和来自另一光电二极管的另一电信号。以这样的方式来设置光电二极管和另一光电二极管：在入射紫外辐射的情况下，来自光电二极管的电信号大于来自另一光电二极管的另一电信号。通过该另一电信号来衰减来自光电二极管的电信号，以产生主要测量入射紫外辐射的电信号。
在该方法的变型中，通过减去另一电信号衰减来自光电二极管的电信号。
在该方法的另一变型中，应用滤光器层，该滤光器层在不减少或抑制到光电二极管的入射紫外辐射的透射的情况下减少或抑制到另一光电二极管的入射紫外辐射的透射。
在该方法的另一变型中，应用滤光器层，该滤光器层减少或抑制到光电二极管和另一光电二极管的入射非紫外辐射的透射。
以下是半导体传感器装置以及测量紫外辐射的方法的示例的详细描述。
图1是具有集成光电二极管的半导体传感器装置的示意性横截面。
图2是用于包括不同结构的光电二极管的实施例的根据图1的横截面。
图3是用于包括相同结构的光电二极管的实施例的根据图1的横截面。
图4是用于具有另一滤光器层的实施例的根据图3的横截面。
图5是用于具有不同滤光器结构的实施例的根据图4的横截面。
图6是用于包括不同结构的光电二极管的另一实施例的根据图2的横截面。
图7是用于包括相同结构的光电二极管的另一实施例的根据图3的横截面。
图8是用于具有不同滤光器结构的实施例的根据图7的横截面。
图9是用于包括不同结构的光电二极管的另一实施例的根据图6的横截面。
图10是用于包括相同结构的光电二极管的另一实施例的根据图9的横截面。
图11是用于具有不同滤光器结构的实施例的根据图10的横截面。
图12是包括通过衬底通孔的另一实施例的横截面。
图1是包括具有两个集成光电二极管2、3的半导体衬底1的半导体传感器装置的示意性横截面。为了便于引用光电二极管，光电二极管2和另一光电二极管3将在下文中分别被指定为通道A光电二极管2和通道B光电二极管3。限定词“通道A”和“通道B”不表征光电二极管的结构或物理特性，而只指示各光电二极管被设置成产生不同的电信号，一个作为通道A信号被传输，另一个作为通道B信号被传输。
光电二极管2、3被设置有对入射电磁辐射26不同的响应度或不同的灵敏度。通道A光电二极管2响应紫外辐射并且也可以响应如可见光或红外光的其它波长的电磁辐射。通道B光电二极管3主要响应紫外辐射范围之外的波长的电磁辐射。响应于入射紫外辐射，不同的响应度或灵敏度产生由光电二极管2、3生成的不同电信号，来自通道A光电二极管2的电信号大于来自通道B光电二极管3的电信号。对光电二极管2、3两者，响应于其它波长而生成的电信号优选地相同或者至少基本上相等。
要检测的入射紫外辐射可被计算为由通道A光电二极管2生成的电信号chA与由通道B光电二极管3生成的电信号chB的差Δ＝chA-chB。为了解决两个光电二极管2、3的非理想响应，可以通过插入校正因子K来改进该计算，校正因子K给出稍作修改的电信号之间的差Δm＝chA-K·chB。例如，因子K通常近似为1，并且特别地可以对所有计算保持恒定。在任何情况下，通过来自通道B光电二极管3的电信号来衰减来自通道A光电二极管2的电信号。以这种方式，至少部分地消除了来源于在紫外辐射的范围之外的波长的信号分量，同时保留来源于紫外辐射的信号分量。鉴于该装置的功能，该装置可以被称为“差分双光电二极管紫外传感器”。例如，该计算可以由集成电路执行，或者借助于接收来自光电二极管的信号的外部装置来执行。
可以使用在衬底1中在其主表面10处或者其主表面10附近形成的第一导电类型的掺杂阱4来集成光电二极管2、3。形成光电二极管的pn结24被布置在掺杂阱4中或掺杂阱4处。如果衬底1的半导体材料具有与第一类型相反的第二导电类型的基础掺杂，则掺杂阱4被设置有更高的第一类型掺杂浓度，从而产生第一导电类型的净掺杂，从而能够在掺杂阱4的边界处形成pn结24。第一导电类型可以为n型导电型，第二类型可以为p型导电型，或者反之亦然。
可以设置布线以电连接光电二极管2、3的端子和可选集成电路25的端子。例如，可以在主表面10上布置电介质5以容纳布线，电介质5可以为半导体材料的氧化物，特别是二氧化硅。在附图中，由布线区域6示意性地表示布线，布线区域6可以包括具有垂直互连的多个结构化金属层，其中电介质5形成了金属间电介质。集成电路25使得直接在装置上执行计算。可以由布线上的接触垫提供外部端子，使得电信号能够作为测量的结果被传送。
可以将钝化层7设置为覆盖物(cover)，该覆盖物在接触垫上是开放的。如果钝化层7为氮化硅，则优选地从光电二极管2、3上移除钝化层7，因为其高折射率会引起薄膜效应(thin-filmeffects)，产生光电二极管频谱响应曲线上的强波纹。另外，氮化硅吸收具有取决于类型和厚度的频谱传输曲线的紫外辐射。在图1中示出的实施例中，钝化层7被设置有在光电二极管2、3之上形成窗口17的开口。
在下文中描述紫外传感器装置的另一些实施例。装置结构能够适于考虑到以下事实：半导体材料中，特别是硅中的光的吸收长度取决于波长。紫外光具有在200nm至400nm范围内的波长，并且在与半导体主体的表面接近处被吸收，通常在距入射表面小于0.1μm的距离处被吸收。与之相反，具有大于700nm的波长的红外光主要在半导体主体内部深处的区域中被吸收。
图2是包括形成有外延层9的衬底1的实施例的横截面。使用相同的附图标记指明与根据图1的实施例中的相似单元相对应的根据图2的实施例中的单元。外延层9可以被设置有与掺杂阱4的导电类型相反的导电类型的掺杂，使得在掺杂阱4的边界处形成pn结。例如，衬底1可以包括具有p掺杂外延层9的p+掺杂硅体，其中，p掺杂外延层9具有注入其中的n掺杂阱4。外延层9限定通道A光电二极管2的有效厚度t2。即使对于通道A光电二极管2的端子上的零电压偏置，基本上，由主表面10与外延层9的下边界之间的吸收区域中的入射光产生的所有的电荷载流子被pn结24收集。
如由垂直连接8在图1中所指示的，掺杂成第一导电类型的第一类型接触区域11可以被设置在掺杂阱4中，以用于外部电接触。优选地，第一类型接触区域11具有被足够地提高的掺杂浓度，以允许在半导体材料上形成低欧姆金属接触。掺杂成第二导电类型的第二类型接触区域12可以被设置在外延层9中。优选地，第二类型接触区域12也具有足够用于低欧姆金属/半导体接触的提高的掺杂浓度。
在根据图2的实施例的通道B光电二极管3中，第一类型接触区域11在被掺杂阱4占用的大部分区域上延伸，并且具有朝向主表面10增大的掺杂浓度。主表面10附近的高掺杂浓度产生电荷载流子的很短的扩散长度，从而形成了表面死层(surfacedeadlayer)14，表面死层14阻止在该层中生成的任何载流子被pn结收集。通道B光电二极管3的有效厚度t3由表面死层14的下边界与外延层9的下边界之间的距离给出。因此，通道B光电二极管3的吸收区域位于距主表面10某一距离处，并且与通道A光电二极管2相比，在通道B光电二极管3中对入射紫外辐射的响应因此被抑制或至少被降低。
通过将共用滤光器层13布置为光电二极管2、3两者上的低通滤光器能够获得紫外辐射测量的准确度的附加提高。共用滤光器层13的材料和形状(尤其是其厚度)适于在阻挡或者至少衰减可见光和红外光的同时透射紫外辐射。限制共用滤光器层13所过滤的范围的截止波长能够适于特定应用的要求。
图3是包括形成有外延层9的衬底1的另一实施例的横截面。使用相同的附图标记指明与根据图2的实施例的相似单元相对应的根据图3的实施例的单元。在根据图3的实施例中，通道A光电二极管2和通道B光电二极管3可以具有相同结构并且在它们的物理特性方面可以相同。通道B光电二极管3对紫外辐射的响应被高通滤光器衰减，该高通滤光器在下文中将被称为通道B滤光器层15。通道B滤光器层15被布置在通道B光电二极管3上，但未被布置在通道A光电二极管2上，以在透射全部或至少大部分可见光和红外光的同时阻挡或衰减到通道B光电二极管3的入射紫外辐射的透射。因为通道B滤光器层15不覆盖通道A光电二极管2，所以到通道A光电二极管2的入射紫外辐射不被阻挡。
当根据图3的实施例用于紫外辐射的测量时，修改的差Δm＝chA-K·chB可以给出比简单的差更准确的结果。对于示例性通道B滤光器层15，例如可以选择K的典型值K＝0.92-1。该计算例如可以由集成电路来执行或者借助于接收来自光电二极管的信号的外部装置来执行。通道B滤光器层15特别地可以由氮化硅形成。氮化硅的薄膜可能已经足以获得期望效果。由氮化硅形成的通道B滤光器层15特别地可以比布线的金属层更薄。在根据图3的实施例中，通过如图4中所示在光电二极管2、3两者上包括低通滤光器能够得到紫外辐射测量的准确度的附加提高。
图4是另外包括布置在光电二极管2、3两者上的共用滤光器层13的根据图3的另一实施例的横截面。使用相同的附图标记指明与根据图3的实施例的相似单元相对应的根据图4的实施例的单元。在上文中结合根据图2的实施例描述了作为低通滤光器的共用滤光器层13的功能。在根据图4的实施例中，共用滤光器层13被布置在覆盖层16上，该覆盖层16例如可以是与包括布线的电介质5相同的电介质材料。虽然覆盖层16是可选的，但是如果要将共用滤光器层13与通道B滤光器层15分隔开，则覆盖层16是优选的。
图5是具有通道B滤光器层15的根据图4的另一实施例的横截面，该通道B滤光器层15被布置在电介质5内，与布线的金属层处于同一水平或者甚至在布线区域6的水平之下。使用相同的附图标记指明与根据图4的实施例的相似单元相对应的根据图5的实施例的单元。在根据图5的实施例中，通道B滤光器层15可以由多晶硅形成。多晶硅薄层阻挡紫外辐射，因此能够作为高通滤光器来应用。如果通道B滤光器层15为多晶硅，则其通常可以为例如0.2μm厚。图5中示出的共用滤光器层13是可选的，并且与根据图3的实施例中的一样能够被省略。
根据图2至图5的实施例包括在掺杂阱4的边界处形成的pn结24。在这些实施例中外延层9是优选的，因为不管衬底1的基础掺杂如何，外延层9允许邻近的半导体材料的掺杂浓度适于pn结24的要求，因此，衬底1与光电二极管无关，并且可以特别地适合于附图中未示出的另外的集成部件。根据图6至图11的实施例包括形成在掺杂阱4内的pn结24，并且外延层9在这些实施例中不太有利，因此可以被省略。
图6是包括表面死层14的根据图2的另一实施例的横截面。使用相同的附图标记指明与根据图2的实施例的相似单元相对应的根据图6的实施例的单元。分别在通道A光电二极管2的掺杂通道A区域18的边界处以及在通道B光电二极管3的掺杂通道B区域19的边界处形成pn结24。通道A区域18和通道B区域19被掺杂成相反的第二导电类型。通道A区域18优选被设置有用于外部电连接的第二类型接触区域12。通道A光电二极管2的有效厚度t2大约为从主表面10到由通道A区域18下面的虚线所指示的深度的距离。
在根据图6的实施例中，通道B光电二极管3的通道B区域19在被掺杂阱4占据的大部分区域上延伸，并且具有朝向主表面10增大的掺杂浓度。主表面10附近的高掺杂浓度产生电荷载流子的很短的扩散长度，从而形成了表面死层14，表面死层14阻止在该层中生成的任何载流子被pn结收集。通过主表面10附近的通道A区域18的足够低的掺杂浓度来阻止通道A光电二极管2中的表面死层14的出现。通道B光电二极管3的有效厚度t3大约为以下距离：从在图6中由通道B区域19内的虚线所指示的表面死层14的下边界到由通道B区域19下面的另一虚线所指示的深度的距离。
从主表面10开始测量的表面死层14的深度例如通常可以为约0.1μm，并且同样从主表面10开始测量的由下面的另一虚线所指示的吸收区域的深度例如通常可以为约0.5μm。因此，通道B光电二极管3的吸收区域位于距主表面10某一距离处，并且与通道A光电二极管2相比，以与根据图2的实施例类似的方式，在通道B光电二极管3中，对入射紫外辐射的响应因此被抑制或者至少被减小了。图6中示出的共用滤光器层13可以被设置为低通滤光器，但是该共用滤光器层13是可选的并且能够被省略。
图7是仅在通道B光电二极管3上包括被设置为高通滤光器的滤光器层15的根据图3的另一实施例的横截面。与根据图6的实施例中的一样，分别在通道A光电二极管2的掺杂通道A区域18的边界处以及通道B光电二极管3的掺杂通道B区域19的边界处的掺杂阱4内形成pn结24。使用相同的附图标记指明与根据图6的实施例的相似单元相对应的根据图7的实施例的单元。在根据图7的实施例中，通道A光电二极管2和通道B光电二极管3可以具有相同结构并且可以在物理特性方面相同。通道A光电二极管2的有效厚度t2因此可以与通道B光电二极管3的有效厚度t3相同。可以对通道A区域18内的通道A光电二极管2以及通道B区域19内的通道B光电二极管3设置相似的第二类型接触区域12。
与根据图3的实施例有关的以上描述也适用于关于通道B滤光器层15的根据图7的实施例，特别地通道B滤光器层15可以由氮化硅形成。修改的差Δm＝chA-K·chB的计算可以是优选的，以得到紫外辐射测量的最准确结果，并且对于具有示例性通道B滤光器层15的实施例的校正因子K来说，例如值K＝0.92-1通常可以是合适的。该计算例如可以由集成电路来执行或者借助于接收来自光电二极管的信号的外部装置来执行。
图8是具有通道B滤光器层15的根据图7的另一实施例的横截面，该通道B滤光器层15被布置在电介质5内，与布线的金属层处于同一水平或者甚至在布线区域6的水平以下。使用相同的附图标记指明与根据图7的实施例的相似单元相对应的根据图8的实施例的单元。在根据图8的实施例中，通道B滤光器层15可以由多晶硅形成用作为高通滤光器，例如，通道B滤光器层15可以具有约0.2μm的典型厚度。如图8中所示出的共用滤光器层13可以被设置为低通滤光器，但是该共用滤光器层13是可选的并且与根据图7的实施例中的一样能够被省略。
图9是对于包括表面死层14的另一实施例的根据图6的横截面。使用相同的附图标记指明与根据图6的实施例的相似单元相对应的根据图9的实施例的单元。根据图6和图9的实施例之间的差别是通道A光电二极管2的结构，在根据图9的实施例中通道A光电二极管2具有包括小密排条纹或岛的掺杂通道A区域18。通道A区域18可以具有朝向主表面10增大的掺杂浓度，以形成第二类型接触区域12。
可以被设置在金属层中以用于通道A光电二极管2的外部电连接的互连图案优选被构造成覆盖通道A区域18的条纹或岛，使得仅向入射辐射露出中间区域。在这种情况下，优选针对通道B光电二极管3设置相似的互连图案，以使得向入射辐射露出光电二极管2、3的相同区域，并且有利于通过简单减去来消除非紫外辐射引起的信号部分。如图9中所示出的共用滤光器层13可以被设置为低通滤光器，但是共用滤光器层13是可选的并且与根据图7的实施例中的一样能够被省略。
图10是对于包括通道B滤光器层15的另一实施例的根据图9的横截面。使用相同的附图标记指明与根据图9的实施例的相似单元相对应的根据图10的实施例的单元。在根据图10的实施例中，通道A光电二极管2和通道B光电二极管2可以具有相同结构。特别地，掺杂通道A区域18和掺杂通道B区域19可以包括如图10中所示出的相同的条纹或岛图案。通道A光电二极管2的有效厚度t2与通道B光电二极管3的有效厚度t3相同。通道B光电二极管3对入射紫外辐射的响应被用作为高通滤光器的通道B滤光器层15所衰减。与根据图3、图4和图7的实施例中的一样，通道B滤光器层15被布置在通道B光电二极管3上，但是未被布置在通道A光电二极管2上。在根据图10的实施例中，通过如上所述在光电二极管2、3两者上包括作为共用滤光器层13的低通滤光器能够获得紫外辐射测量的准确度的附加提高。
图11是具有通道B滤光器层15的根据图10的另一实施例的横截面，该通道B滤光器层15布置在电介质5内，与布线的金属层处于相同水平或者甚至在布线区域6的水平以下。使用相同的附图标记指明与根据图10的实施例的相似单元相对应的根据图11的实施例的单元。在根据图11的实施例中，通道B滤光器层15可以由多晶硅形成用作为高通滤光器，例如，该通道B滤光器层15可以具有约0.2μm的典型厚度。如图11中所示出的共用滤光器层13可以被设置为低通滤光器，但是该共用滤光器层13是可选的并且与根据图10的实施例中的一样能够被省略。
图12是对于包括通过衬底通孔的另一实施例的根据图1的示意性横截面。使用相同的附图标记指明与根据图1的实施例的相似单元相对应的根据图12的实施例的单元。根据图12的实施例包括通过衬底通孔20，通过衬底通孔20能够通过在衬底1中蚀刻通孔来形成。为了布线与装置的后侧之间的电连接，设置金属化层21(metallization)，其中，该后侧与主表面10相反，优选地通过后电介质22来使金属化层21与衬底1绝缘。金属化层21接触设置在布线区域6内的布线上的接触区域。从而，金属化层21连接光电二极管2、3的电端子，并且金属化层21优选连接后侧上具有接触垫的集成电路的电端子。接触凸起23可以被设置在后接触垫上以用于外部电连接到例如像印刷电路板的载体等。
通过在衬底1的半导体材料中蚀刻通孔能够产生通过衬底通孔20，例如，可以在主表面1已经被设置有诸如CMOS电路的集成电路的元件之后，从后侧执行该蚀刻。然后，可以在通孔的侧壁以及衬底1的后表面上沉积后电介质22，以进行电隔离。金属化层21被沉积，作为通孔内的侧壁上以及表面1的背侧上的金属层，并且可以特别地将金属化层21设置为重分布层(redistributionlayer)，该重分布层根据该目的来构造。
可以沉积后钝化层27作为防潮层和机械保护，后钝化层27例如可以为氮化硅。金属化的接触垫在后钝化层27中是开口的，并且被设置有接触凸起23，该接触凸起23例如可以为金属或焊料球。
以上描述的实施例能够与接口电路、处理器以及诸如颜色传感器、环境光传感器和红外传感器的其它类型的光学传感器一起被集成在同一硅片或晶片上。所描述的低通和高通滤光器能够是例如包括多层不同电介质材料的常规干涉滤光器。也能够使用其它类型的结、滤光器，以及涂层或钝化。在每个实施例中，可以由集成电路或使用外部装置来执行不同信号的计算，该外部装置接收来自光电二极管的两个信号。
因为外部电连接能够被完全布置在装置的背表面上，所以通过衬底通孔的使用使得传感器装置能够在没有任何吸收中间材料的情况下向入射紫外光直接露出，从而，会过度遮蔽入射光的任何装置结构能够被保持在为光入射而设置的区域之外。能够和差分双光电二极管紫外传感器的所有描述的实施例一起使用通过衬底通孔。通过衬底通孔的使用使得紫外传感器的小型封装和低成本生产成为可能。
附图标记列表
1衬底
2通道A光电二极管
3通道B光电二极管
4阱
5电介质
6布线区域
7钝化层
8垂直连接
9外延层
10主表面
11第一类型接触区域
12第二类型接触区域
13共用滤光器层
14表面死层
15通道B滤光器层
16覆盖层
17窗口
18掺杂通道A区域
19掺杂通道B区域
20通过衬底通孔
21金属化层
22后电介质
23接触凸起
24pn结
25集成电路
26入射辐射
27后钝化层
t2有效厚度
t3有效厚度

Claims (15)

1.一种半导体传感器装置，包括：
–半导体衬底(1)，其具有主表面(10)；
–光电二极管(2)，其被布置在所述衬底(1)中在所述主表面(10)处或所述主表面(10)附近，所述光电二极管(2)响应于入射辐射(26)而生成电信号，以及
–另一光电二极管(3)，其被布置在所述衬底(1)中在所述主表面(10)处或所述主表面(10)附近，所述另一光电二极管(3)响应于所述入射辐射(26)而生成另一电信号，
所述半导体传感器装置的特征在于
–以这样的方式来形成和布置所述光电二极管(2)和所述另一光电二极管(3):使得在入射紫外辐射的情况下，来自所述光电二极管(2)的所述电信号大于来自所述另一光电二极管(3)的所述另一电信号，以及
–通过所述另一电信号来衰减来自所述光电二极管(2)的所述电信号，从而产生主要测量所述入射紫外辐射的电信号。
2.根据权利要求1所述的半导体传感器装置，其中，所述衰减包括从由所述光电二极管(2)生成的所述电信号中减去由所述另一光电二极管(3)生成的所述另一电信号。
3.根据权利要求1或2所述的半导体传感器装置，还包括：
所述衬底(1)中的集成电路(25)，所述集成电路(25)被设置成通过由所述另一光电二极管(3)生成的所述另一电信号来衰减由所述光电二极管(2)生成的所述电信号。
4.根据权利要求1至3之一所述的半导体传感器装置，还包括：
滤光器层(15)，所述滤光器层(15)在不减少或抑制到所述光电二极管(2)的所述入射紫外辐射(26)的透射的情况下，减少或抑制到所述另一光电二极管(3)的所述入射紫外辐射(26)的透射。
5.根据权利要求4所述的半导体传感器装置，其中，所述滤光器层(15)由氮化硅形成。
6.根据权利要求4所述的半导体传感器装置，其中，所述滤光器层(15)由多晶硅形成。
7.根据权利要求1至6之一所述的半导体传感器装置，还包括：
–第一导电类型的掺杂阱(4)，其形成在所述衬底(1)中在所述主表面(10)处或所述主表面(10)附近，以及
–pn结(24)，其被布置在所述掺杂阱(4)中或所述掺杂阱(4)处，所述pn结(24)形成所述光电二极管(2)和所述另一光电二极管(3)。
8.根据权利要求7所述的半导体传感器装置，其中，所述衬底(1)被掺杂成与所述第一导电类型相反的第二导电类型，在所述掺杂阱(4)中存在所述第一导电类型的净掺杂，并且所述净掺杂形成所述pn结(24)。
9.根据权利要求7所述的半导体传感器装置，其中，所述衬底(1)被设置有掺杂成与所述第一导电类型相反的第二导电类型的外延层(9)，所述外延层(9)形成所述主表面(10)，并且所述掺杂阱(4)被布置在所述外延层(9)内，在所述掺杂阱(4)中存在所述第一导电类型的净掺杂，并且所述净掺杂形成所述pn结(24)。
10.根据权利要求7所述的半导体传感器装置，还包括：
布置在所述掺杂阱(4)内的掺杂区域(18、19)，其具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型，所述pn结(24)形成在所述掺杂阱(4)与所述掺杂区域(18、19)之间的边界处。
11.根据权利要求10所述的半导体传感器装置，其中，所述另一光电二极管(3)的所述掺杂区域(19)包括朝向所述主表面(10)增大的掺杂浓度，从而形成具有减小的电荷载流子扩散长度的表面死层(14)。
12.一种测量紫外辐射的方法，包括：
–响应于入射辐射而从光电二极管(2)生成电信号，以及
–响应于所述入射辐射从另一光电二极管(3)生成另一电信号，
所述测量紫外辐射的方法的特征在于
–以这样的方式来设置所述光电二极管(2)和所述另一光电二极管(3)：使得在入射紫外辐射的情况下，来自所述光电二极管(2)的所述电信号大于来自所述另一光电二极管(3)的所述另一电信号，
–同时生成所述电信号和所述另一电信号，以及
–通过所述另一电信号来衰减来自所述光电二极管(2)的所述电信号，以产生主要测量所述入射紫外辐射的电信号。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，通过减去所述另一电信号来衰减来自所述光电二极管(2)的所述电信号。
14.根据权利要求12或13所述的方法，还包括：
应用滤光器层(15)，所述滤光器层(15)在不减少或抑制到所述光电二极管(2)的入射紫外辐射的透射的情况下，减少或抑制到所述另一光电二极管(3)的入射紫外辐射的透射。
15.根据权利要求12至14之一所述的方法，还包括：
应用滤光器层(13)，所述滤光器层(13)减少或抑制到所述光电二极管(2)和到所述另一光电二极管(3)的入射非紫外辐射的透射。
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