CN106711275B - 一种半导体光电传感器 - Google Patents
一种半导体光电传感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106711275B CN106711275B CN201611212045.0A CN201611212045A CN106711275B CN 106711275 B CN106711275 B CN 106711275B CN 201611212045 A CN201611212045 A CN 201611212045A CN 106711275 B CN106711275 B CN 106711275B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- semiconductor
- grid
- silicon
- drain
- doping
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 16
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 claims description 3
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N [Si].[Ge] Chemical compound [Si].[Ge] LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 210000000746 body region Anatomy 0.000 claims 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 abstract description 13
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 abstract description 7
- 230000001808 coupling effect Effects 0.000 abstract description 6
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 abstract description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 abstract description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 7
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XPDWGBQVDMORPB-UHFFFAOYSA-N Fluoroform Chemical compound FC(F)F XPDWGBQVDMORPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M tetramethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)C WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000006508 Nelumbo nucifera Nutrition 0.000 description 1
- 240000002853 Nelumbo nucifera Species 0.000 description 1
- 235000006510 Nelumbo pentapetala Nutrition 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- RHZWSUVWRRXEJF-UHFFFAOYSA-N indium tin Chemical compound [In].[Sn] RHZWSUVWRRXEJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 object (ITO) Chemical compound 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 230000009024 positive feedback mechanism Effects 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
- H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H01L31/112—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by field-effect operation, e.g. junction field-effect phototransistor
- H01L31/113—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by field-effect operation, e.g. junction field-effect phototransistor being of the conductor-insulator-semiconductor type, e.g. metal-insulator-semiconductor field-effect transistor
- H01L31/1136—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by field-effect operation, e.g. junction field-effect phototransistor being of the conductor-insulator-semiconductor type, e.g. metal-insulator-semiconductor field-effect transistor the device being a metal-insulator-semiconductor field-effect transistor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
本发明属于半导体器件技术领域，具体为一种半导体光电传感器。本发明传感器建立在绝缘层上硅的衬底上，器件的源漏为反型掺杂，即一方为p型而另一方为n型掺杂，而沟道为不掺杂或者低掺杂。沟道区域只有一部分为正栅极覆盖，而衬底作为背栅极。此器件的工作机理结合场效应正反馈原理和绝缘层上硅的动态耦合效应，在一定的瞬态电压偏置下，通过绝缘层上硅的动态耦合效应，器件的能带呈现出类似于场效应正反馈器件的载流子注入势垒。此注入势垒的高度受到光致载流子的调控，从而使得器件能被光触发而导通。由于基于场效应正反馈效应，此器件具有响应速度快，工作电流高和器件结构简单等优点。
Description
技术领域
本发明属于半导体器件技术领域，具体涉及一种半导体光电传感器。
背景技术
光电传感器的应用非常广泛，在民用，军用以及科研等领域都至关重要。根据其用途和敏感波长不同，又可分为多种类型。 其基本原理大体类似，即光子通过具有特定禁带宽度的半导体材料时会激发出自由电子，而通过检测这些电子的浓度即可得提取出光的强度。
目前通用的光电传感器大体分为两类，一类是使用电容式，如常用的CCD传感器[4]，而另外一类是基于反向p-n，如CMOS传感器[5]。对于CCD传感器，光产生的电子被电容极板所收集，之后通过电荷耦合转移到电荷放大器进行放大。由于CCD传感器基于串行的电荷转移，其工作速度慢，电荷转移需要消耗额外的能量并且需要进行电荷转移复杂时钟信号。而在CMOS传感器中，光在反向p-n结中产生电流，通过额外的积分和放大器，将此产生的电流转换成电压信号输出。CMOS传感器不需要进行电荷转移，因此弥补了CCD传感器的一些缺点。然而，CCD传感器必须使用大量的外部晶体管对p-n结产生的光电流进行积分和放大，增大了传感单元的复杂度，且损失了有效的传感面积降低了传感器的灵敏度。
发明内容
本发明的目的在于提出一种传感单元复杂度低，有效传感面积大，灵敏度高的新型的半导体光电传感器。
本发明提出的半导体光电传感器，与现有的CCD和CMOS传感器不同，它基于不同的工作机理，对光产生的电荷进行积分并进行内部放大直接输出高电流。无须进行电荷转移，也无须任何额外的外围部件进行电荷积分和信号放大。它基于场效应正反馈和动态耦合的机理。场效应正反馈是一种新颖的半导体器件物理机制，它由万景等人于2012年首次结合实验和仿真定量的阐述，并由此提出了零亚阈摆幅零碰撞电离晶体管（Z2-FET） [1,2]。此后，更是将基于此机理的Z2-FET应用于高速动态存储器[3,4]。
本发明提出的半导体光电传感器，基于场效应正反馈和动态耦合的机理，其器件结构如图1所示，由以下几个部分组成：不掺杂或是弱掺杂的衬底(1)，埋层氧化层(2)和半导体沟道区(3)，在半导体沟道之上是覆盖沟道的栅氧化层(4)以及部分覆盖沟道区域的正栅极(5)。此外，在左边的源极区域是重p型掺杂的半导体区域(6)，而右边是重n型掺杂的漏极区域(7)。 本器件有四个外接金属电极，分别是源极金属接触(8)，漏极金属接触(9)，正栅极金属接触(10)和背栅极金属接触(11)。
所述的半导体光电传感器，是基于绝缘层上硅或者建立在绝缘层上的其他半导体，如锗，锗硅和氮化镓等。
所述的半导体光电传感器，其沟道为不掺杂或者弱掺杂。
所述的半导体光电传感器，其源漏为重度反型掺杂，即一方为n型而另一方为p型掺杂。且源漏的掺杂深度浅至5nm，深可覆盖整个沟道区域。
所述的半导体光电传感器，其栅极只覆盖部分沟道，栅极离源极和漏极有一段距离L1 和 L2；L1和L2大于50nm。
本发明提出的半导体光电传感器的制备方法，具体步骤为：
（1）起始的绝缘层上硅，包括衬底(1)，埋层氧化层(2)和上层半导体(3)；
（2）淀积栅氧化层(4)和正栅极材料(5)；
（3）光刻并刻蚀以形成正栅极图形(5)；
（4）光刻并离子注入以形成源极；
（5）光刻并离子注入以形成漏极并高温退火以激活掺杂，如图1 (7)；
（6）光刻并去除源漏区域的氧化层，打开金属接触的窗口；
（7）淀积金属接触并退火，以形成源极（8），漏极（9），正栅（10）和背删（11）的金属接触。
更加详细的工艺步骤如实施例1所描述。
本发明中，基于场效应正反馈的Z2-FET建立在全耗尽的绝缘层上硅的衬底上，沟道的硅层厚度在20nm以下。借助于全耗尽的薄硅层，栅极得以在沟道中形成载流子的注入势垒从而控制器件的导通。此势垒是场效应正反馈机制起作用的关键。而光电传感器的应用则需要较厚的硅层（大于50nm)从而有效地吸收光子。当沟道的硅层过厚时，绝缘层上硅为部分耗尽。此时，施加在正栅极上的电压将会被表面反型的沟道所屏蔽而不能控制最底部靠近埋层处的沟道，从而不能建立场效应正反馈所须的载流子势垒。因此，我们借助了另外一个效应-动态耦合效应。动态耦合效应是由Maryline等人于2006年在绝缘层上硅的MOS器件中发现的 [2]。在快速的栅极脉冲下，沟道表面来不及产生反型层。由于没有反型层的屏蔽，施加在栅极上的电压形成的电场得以进入深层的沟道，从而在整个沟道内形成场效应正反馈所须的势垒。而光产生的电子由于电场的作用，会逐渐在沟道表面聚集，从新形成反型层，从而屏蔽栅极电场，使得器件快速的导通。
相比于建立在全耗尽绝缘层上硅衬底上的Z2-FET结构，本发明所提出的光电传感器结构具有非常厚的沟道层（>100nm）以有效的吸收光子。且栅极离源漏各有一段大于50nm的间隔。此间隔有助于降低结遂穿产生的暗电流，并加大耗尽区域以提高光子吸收的面积。
本发明器件的工作机理结合场效应正反馈原理和绝缘层上硅的动态耦合效应，在一定的瞬态电压偏置下，通过绝缘层上硅的动态耦合效应，器件的能带呈现出类似于场效应正反馈器件的载流子注入势垒。此注入势垒的高度受到光致载流子的调控，从而使得器件能被光触发而导通。由于基于场效应正反馈效应，此器件具有响应速度快，工作电流高和器件结构简单等优点。
附图说明
图1为本发明的半导体光电传感器的结构图示。
图2为本发明的半导体光电传感器的制备流程图示。
图3为本发明的半导体光电传感器的实施例结构。其中，（a）实施例2对应的器件结构，（b）实施例3对应的器件结构。
具体实施方式
基于同一工作原理，器件的结构可以不同，具体实施方式依据实施例不同可分为：
实施例1（对应图1的器件结构和图2的工艺流程）：
（1）如图3(a)所示,为起始的绝缘层上硅晶片。其衬底掺杂一般为弱p型掺杂，掺杂浓度在1015cm-2 至 1017cm-2 之间。其埋层一般为二氧化硅，厚度在10nm至1000nm之间。上层的沟道一般为硅、锗硅或者氮化镓等材料。厚度为50nm至1000nm之间；
（2）淀积一层栅氧化层和一层正栅极，如图3(b)所示。栅氧化层一般为二氧化硅(SiO2),也可是氮化硅，三氧化二铝或氧化铪等材料。厚度一搬为2nm至30nm之间。淀积方式可以是热氧化，化学气相沉积或原子层沉积等方法。正栅极一般为多晶硅，也可是铟锡氧化物（ITO）等透明材料或是铝等金属，其厚度可为10nm至200nm；
（3）光刻并打开正栅极图形的窗口，之后利用光刻胶为掩膜对正栅极进行刻蚀以形成栅极的图形；刻蚀可选用干法或者湿法方法。干法刻蚀一般使用氟基或者卤族元素气体，如SF6，CHF3，HBr或者Cl2等。而湿法腐蚀一般使用TMAH，KOH等溶液；
（4）光刻并打开源极图形的窗口，之后腐蚀掉栅氧化层，并进行离子注入，以形成源极区域；刻蚀栅氧化层可选用干法或者湿法方法。干法刻蚀一般使用氟基气体，如CHF3。而湿法腐蚀一般使用稀释的氢氟酸溶液。离子注入一般使用砷或磷，剂量为1013cm-2 至1016cm-2 之间，能量为10keV至300keV之间；
（5）光刻并打开漏极图形的窗口，之后腐蚀掉栅氧化层，并进行离子注入，以形成源极区域。此后，进行退火以激活源漏的掺杂；离子注入一般使用硼或者BF2，剂量为1013cm-2 至 1016cm-2 之间，能量为10keV至300keV之间。离子激活退火温度一般为900度至1200度之间，时间为1微秒至10秒；
（6）淀积金属并退火以在源漏和栅极形成电极；常用金属为铝，镍或钛等，退火温度为300度至900度之间。
实施例2（对应图3(a)的器件结构图）
实施例2与实施例1类似，区别在于它在沟道增加了一段p型掺杂的区域，此区域掺杂浓度比实施例1的沟道掺杂高，掺杂浓度在1016cm-2 至 1019cm-2 之间。此段区域的长度在10nm至1000nm之间。 此实施例有助于减小器件的尺寸，增大有效的吸光面积。此外，相对比实例1，沟道可以不掺杂或者掺杂浓度更低，这有助于增大吸光的耗尽区体积，使得上层硅可以更厚。
实施例3（对应图3(b)的器件结构图）
实施例3与实施例2类似，区别在于它在将源漏和沟道的掺杂区域在垂直方向叠起来而非水平铺开。此实施例有助于进一步减小器件尺寸，增大有效的吸光面积。同样的，相对比实例1，沟道可以不掺杂或者掺杂浓度更低，这有助于增大吸光的耗尽区体积，使得上层硅可以更厚。
参考文选：
1.J. Wan, C. Le Royer, A. Zaslavsky and S. Cristoloveanu, Z2-FETfield-effect transistor with a vertical subthreshold slope and with no impactionization, 2013, 美国专利：US8,581,310.
2.J. Wan, S. Cristoloveanu, C. Le Royer and A. Zaslavsky, Dynamicmemory cell provided with a field-effect transistor having zero swing, 2013,美国专利：20,130,100,729.
3. M. Bawedin, S. Cristoloveanu, J.G. Yun and D. Flandre, A newmemory effect (MSD) in fully depleted SOI MOSFETs, Solid-State Electronics 49(2005) 1547–1555
4. Keith Fife, Abbas El Gamal and H.-S. Philip Wong, A 0.5p,m PixelFrame-Transfer CCD Image Sensor in 110nm CMOS, IEEE International ElectronDevices Meeting, 2007:1003 – 1006
5. Ajp Theuwissen, CMOS image sensors: State-of-the-art, Solid-StateElectronics, 2008, 52(9):1401-1406
6.J. Wan, S. Cristoloveanu, C. Le Royer and A. Zaslavsky, A feedbacksilicon-on-insulator steep switching device with gate-controlled carrierinjection. Solid-State Electronics, 2012. 76: p. 109-111.
7.J. Wan, C. Le Royer, A. Zaslavsky and S. Cristoloveanu, A CompactCapacitor-Less High-Speed DRAM Using Field Effect-Controlled ChargeRegeneration. IEEE Electron Device Letters, 2012. 33(2): p. 179-181.。
Claims (3)
1.一种半导体光电传感器，其特征在于，由以下几个部分组成：不掺杂或是弱掺杂的衬底（1），埋层氧化层（2）和半导体沟道区（3），在半导体沟道区之上是覆盖沟道的栅氧化层（4）以及部分覆盖半导体沟道区的正栅极（5）；此外，在左边的源极区域是重p型掺杂的半导体区域（6），在右边是重n型掺杂的漏极区域（7）；传感器有四个外接金属电极，分别是源极金属接触（8），漏极金属接触（9），正栅极金属接触（10）和背栅极金属接触（11），其中：
源漏为重度反型掺杂，即一方为n型而另一方为p型掺杂；且源漏的掺杂深度浅至5nm，深可覆盖整个半导体沟道区；
栅极只覆盖部分沟道，栅极离源极和漏极均有一段距离，该距离大于50nm。
2.如权利要求1所述的半导体光电传感器，其特征在于，衬底上有为二氧化硅的作为绝缘层的埋层氧化层，之上是硅、锗硅或氮化镓材料的半导体沟道区。
3.如权利要求1所述的半导体光电传感器，其特征在于，半导体沟道区为不掺杂或者弱掺杂。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611212045.0A CN106711275B (zh) | 2016-12-25 | 2016-12-25 | 一种半导体光电传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611212045.0A CN106711275B (zh) | 2016-12-25 | 2016-12-25 | 一种半导体光电传感器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106711275A CN106711275A (zh) | 2017-05-24 |
| CN106711275B true CN106711275B (zh) | 2018-12-11 |
Family
ID=58902171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201611212045.0A Active CN106711275B (zh) | 2016-12-25 | 2016-12-25 | 一种半导体光电传感器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106711275B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108695397B (zh) * | 2017-04-07 | 2020-11-06 | 深圳市乐夷微电子有限公司 | 一种芯片工艺制造方法及光敏传感器芯片 |
| FR3074352A1 (fr) * | 2017-11-28 | 2019-05-31 | Stmicroelectronics Sa | Matrice memoire a points memoire de type z2-fet |
| CN109728019B (zh) * | 2019-01-04 | 2020-09-01 | 复旦大学 | 基于绝缘层上硅的单晶体管主动像素传感器及制备方法 |
| CN111463310B (zh) * | 2020-04-16 | 2022-02-15 | 复旦大学 | 一种单晶体管多维度光信息探测器 |
| CN112382692B (zh) * | 2020-10-16 | 2022-08-19 | 复旦大学 | 基于双光电栅极结构的半导体波长探测器及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102610644A (zh) * | 2011-12-22 | 2012-07-25 | 北京大学 | 抑制辐射引起的背栅泄漏电流的soi器件及其制备方法 |
| CN103165726A (zh) * | 2011-12-14 | 2013-06-19 | 南京大学 | Pn结薄膜晶体管非挥发光电探测器 |
| CN103367450A (zh) * | 2013-05-09 | 2013-10-23 | 北京大学 | 一种抗辐射加固的soi器件及其制备方法 |
| CN103426915A (zh) * | 2012-05-16 | 2013-12-04 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 具有自对准互连件的半导体器件 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110227043A1 (en) * | 2010-03-19 | 2011-09-22 | International Business Machines Corporation | Graphene sensor |
| US9800204B2 (en) * | 2014-03-19 | 2017-10-24 | Stmicroelectronics International N.V. | Integrated circuit capacitor including dual gate silicon-on-insulator transistor |
-
2016
- 2016-12-25 CN CN201611212045.0A patent/CN106711275B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103165726A (zh) * | 2011-12-14 | 2013-06-19 | 南京大学 | Pn结薄膜晶体管非挥发光电探测器 |
| CN102610644A (zh) * | 2011-12-22 | 2012-07-25 | 北京大学 | 抑制辐射引起的背栅泄漏电流的soi器件及其制备方法 |
| CN103426915A (zh) * | 2012-05-16 | 2013-12-04 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 具有自对准互连件的半导体器件 |
| CN103367450A (zh) * | 2013-05-09 | 2013-10-23 | 北京大学 | 一种抗辐射加固的soi器件及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106711275A (zh) | 2017-05-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106711275B (zh) | 一种半导体光电传感器 | |
| CN109728019B (zh) | 基于绝缘层上硅的单晶体管主动像素传感器及制备方法 | |
| US9899448B2 (en) | Semiconductor device having SOI substrate | |
| CN106876368B (zh) | 一种半导体场效应正反馈器件 | |
| US9825149B2 (en) | Split gate power semiconductor field effect transistor | |
| CN103165655A (zh) | 半导体装置及其制造方法 | |
| CN103872132A (zh) | 金属氧化物半导体(mos)晶体管及其制作方法 | |
| CN107634079B (zh) | 光电传感器及其制造方法 | |
| US10978606B2 (en) | Avalanche diode and method of manufacturing an avalanche diode | |
| CN106876421B (zh) | 一种基于动态耦合效应的半导体光电传感器及其制备方法 | |
| Chen et al. | Comprehensive analysis of optoelectronic performance of ultraviolet phototransistors based on AlGaN/GaN heterostructure | |
| CN103311301A (zh) | 一种抑制辐射引起背栅泄漏电流的soi器件及其制备方法 | |
| CN110634955B (zh) | 基于体硅的新型半导体场效应正反馈晶体管及制备方法 | |
| CN116598322A (zh) | 基于绝缘衬底上硅-二维材料异质集成光电探测器及其制备方法 | |
| US6410377B1 (en) | Method for integrating CMOS sensor and high voltage device | |
| US20080128770A1 (en) | Method and Device for CMOS Image Sensing with Separate Source Formation | |
| CN111509029B (zh) | 半导体器件及其形成方法 | |
| CN115101592B (zh) | 沟槽型晶体管及其制造方法 | |
| CN103413816A (zh) | Cmos图像传感器的像素结构及其形成方法 | |
| CN113140460A (zh) | 半导体结构及半导体结构的形成方法 | |
| CN102522416B (zh) | 图像传感器及其制造方法 | |
| CN112420752B (zh) | 基于半导体衬底的新型单晶体管像素传感器及制备方法 | |
| JPH0210873A (ja) | 薄膜トランジスタ | |
| Kato et al. | Si bilayer tunnel field-effect transistor structure realized using tilted ion-implantation technique | |
| JP2969832B2 (ja) | Ｍｉｓ型半導体装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |