CN114284305B - 光电探测器及其制备方法、射线探测装置 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种光电探测器及其制备方法、射线探测装置。涉及光电转换技术领域。主要用于提升光电探测器的光电转换量子效率,以及使用可靠性。该光电探测器包括:半导体衬底、抗反射膜层、介质层、第一电极和第二电极、钝化层;半导体衬底具有相对的第一面和第二面,第一面形成有第一掺杂区和第二掺杂区;抗反射膜层形成在第一面上,抗反射膜层的与第一掺杂区相对的至少部分区域形成光敏区;介质层形成在抗反射膜层的远离半导体衬底的一侧;第一电极和第二电极均形成在介质层的远离抗反射膜层的一侧;第一导电通道和第二导电通道均贯穿介质层;介质层的表面上形成有钝化层,钝化层形成有镂空区,且镂空区贯通至光敏区,以使得光敏区露出。
Description
技术领域
本申请涉及光电转换技术领域,尤其涉及一种光电探测器及其制备方法、包含该光电探测器的射线探测装置。
背景技术
光电探测器能把光信号转换为电信号,被广泛应用在图像传感器、射线测量和探测、工业自动控制、光度计量等领域中。
光电探测器一般包括前照式入射(front side illumination,FSI)光电探测器和背照式入射(back side illumination,BSI)光电探测器。其中,前照式入射光电探测器相比背照式入射光电探测器,器件结构与加工工艺简单,成本较低因此被广泛的应用。
随着包含光电探测器的设备的技术发展,不仅要求光电探测器的光电转换量子效率越来越高,还需要光电探测器具有较高的可靠性,比如,具有较高的机械强度,以使得不易被损害,再比如,需要具有较强的耐腐蚀性,以延长使用时间,提升使用性能。
发明内容
本申请提供一种光电探测器、光电探测器的制备方法、包含光电探测器的射线探测装置。主要目的提供一种可以提升可靠性,以及还可以提升光电转换量子效率的光电探测器。
为达到上述目的,本申请的实施例采用如下技术方案:
第一方面,本申请提供了一种光电探测器,该光电探测器包括:半导体衬底、抗反射膜层、介质层、第一电极和第二电极,以及钝化层;其中,半导体衬底具有相对的第一面和第二面,第一面形成有第一掺杂区和第二掺杂区,且第一掺杂区和第二掺杂区的掺杂类型不同;抗反射膜层形成在第一面上,抗反射膜层的与第一掺杂区相对的至少部分区域形成光敏区;介质层形成在抗反射膜层的远离半导体衬底的一侧;第一电极和第二电极均形成在介质层的远离抗反射膜层的一侧;第一导电通道和第二导电通道均贯穿介质层,以使得第一电极通过第一导电通道电连接第一掺杂区,以及使得第二电极通过第二导电通道电连接第二掺杂区;介质层的远离抗反射膜层的表面上形成有钝化层,钝化层形成有镂空区,且镂空区贯通至光敏区,以使得光敏区露出。
本申请给出的光电探测器,当一定波长的光作用于光敏区后,入射光子的能量大于或等于半导体材料的禁带宽度,激发出电子空穴对(或者叫光生载流子),会在第一掺杂区和第二掺杂区之间(可以被叫做势垒区)产生电动势,从而转变为电流信号,通过第一电极和第二电极输出,实现了光电信号的转换。
还有,本申请给出的光电探测器中,包含了钝化层,并且介质层表面上被钝化层覆盖。这样一来,通过钝化层可以保护该光电探测器芯片的表面基本不受沾污,还可以提升光电探测器芯片的机械强度、抗腐蚀等,进而提升该光电探测器芯片的可靠性。
除此之外,由于本申请给出的光电探测器在覆盖抗反射膜层上的钝化层和介质层形成有镂空区,以使得抗反射膜层的光敏区暴露出来。如此设计的话,光可以直接照射在抗反射膜层上,从而照射至第一掺杂区。相比需要穿过钝化层和介质层的方案,本申请可以缩短光的传播路径,提升光电转换量子效率。
基于上述对本申请给出的光电探测器结构的描述,容易得到,在实现光电转换的基础上,还可以进一步的缩短光传播路径,提升光电转换量子效率,以及提升该光电探测器的使用可靠性,提升该光电探测器的使用性能。
在第一方面可实现的方式中,光电探测器还包括刻蚀阻止层;第一电极和第二电极的边缘区域被刻蚀阻止层覆盖,刻蚀阻止层的远离第一电极和第二电极的一侧形成有钝化层。
也就是说,在第一电极和第二电极的表面的边缘区域,还被堆叠的刻蚀阻止层和钝化层覆盖,仅给第一电极和第二电极预留出与电路结构连接的一部分,这样,通过覆盖的刻蚀阻止层和钝化层,可以降低具有导电的第一电极和第二电极被氧化的几率,从而可以进一步提升该光电探测器的可靠性。
在第一方面可实现的方式中,刻蚀阻止层和抗反射膜层包含相同的元素。
从制备该光电探测器的工艺角度讲,在掺杂有第一掺杂区和第二掺杂区的半导体衬底上依次形成抗反射膜层、介质层、第一电极和第二电极,以及刻蚀阻止层和钝化层后,需要采用刻蚀工艺对位于第一电极和第二电极,以及抗反射膜层的光敏区上的钝化层进行刻蚀,因为刻蚀阻止层和抗反射膜层包含相同的元素,那么,在刻蚀的过程中,当检测到具有此种相同的元素时,就会停止刻蚀,这样在保障光电探测器基本使用性能的前提下,可以简化制备工艺,通过一次刻蚀工艺制得。
在第一方面可实现的方式中,刻蚀阻止层包含氮化钛;抗反射膜层包含氮化硅。
可以这样理解该实施例,刻蚀阻止层可以采用氮化钛,抗反射膜层可以采用氮化硅,也就是说,刻蚀阻止层和抗反射膜层均可以包含氮元素,那么,在刻蚀时,当检测到具有氮元素时,即可停止刻蚀。
在第一方面可实现的方式中,刻蚀阻止层为导电层,且第一电极和第二电极的远离介质层的表面均被刻蚀阻止层覆盖。
假如刻蚀阻止层为导电层时,即使第一电极和第二电极的远离介质层的表面被刻蚀阻止层覆盖,因为刻蚀阻止层与第一电极和第二电极一样,均为导电结构,这样依然可以实现第一电极和第二电极与电路结构之间的信号互通。
在第一方面可实现的方式中,第一电极和第二电极的侧壁均被钝化层覆盖。
也就是,不仅第一电极和第二电极的表面的部分被钝化层覆盖,第一电极和第二电极的侧面也被钝化层覆盖,这样的,也可以降低第一电极和第二电极的侧面被氧化的程度,进一步的会提升该光电探测器的使用性能。
在第一方面可实现的方式中,第二掺杂区呈环形结构环绕在第一掺杂区的外围。
在第一方面可实现的方式中,第一电极具有多个,且多个第一电极沿着第二掺杂区的环形方向间隔布设;第二电极具有多个,且多个第二电极沿着第二掺杂区的环形方向间隔布设。
当然,在一些可选择的实施例中,第一电极和第二电极均可以仅包括一个。
第二方面,本申请还提供了一种可光电探测器的制备方法,该制备方法包括:
在半导体衬底的第一面上形成抗发射膜层,第一面形成有第一掺杂区和第二掺杂区,抗反射膜层的与第一掺杂区相对的至少部分区域形成光敏区;
在抗反射膜层的远离半导体衬底的一侧形成介质层;
在介质层内形成第一导电通道和第二导电通道;
在介质层的远离抗反射膜层的一侧形成导电层,并对导电层进行构图,以形成第一电极和第二电极,且第一电极通过第一导电通道电连接第一掺杂区,以及使得第二电极通过第二导电通道电连接第二掺杂区;
形成钝化层,以使得介质层的远离抗反射膜层的表面上形成钝化层;
去除第一电极和第二电极表面的钝化层,并在钝化层形成镂空区,使得镂空区穿过介质层贯通至光敏区,以使得光敏区露出。
在本申请给出的光电探测器的制备方法中,在对导电层构图制得第一电极和第二电极后,再形成钝化层,以使得介质层被钝化层覆盖着。这样的话,制得的光电探测器可以提升可靠性,比如,可以降低被腐蚀的可能性。
另外,由于在钝化层中还形成有镂空区域,且镂空区域自钝化层贯通至抗发射膜层,以使得光敏区暴露在外,这样光可以直接射至抗发射膜层上,提升光电光电转换量子效率。
在第二方面可实现的方式中,在介质层的远离抗反射膜层的一侧形成导电层之后,在形成第一电极和第二电极之前,制备方法还包括:
在导电层的远离介质层的一侧形成刻蚀阻止层,以使得形成的第一电极和第二电极的表面均具有刻蚀阻止层。
这里形成的刻蚀阻止层可以为下面工艺做铺垫,也就是当刻蚀到刻蚀阻止层时,就可以停止刻蚀工艺。
在第二方面可实现的方式中,在去除第一电极和第二电极表面的钝化层包括:
去除第一电极和第二电极的表面的部分钝化层和部分刻蚀阻止层,以使得第一电极和第二电极的外缘区域被堆叠的刻蚀阻止层和钝化层覆盖。
通过保留第一电极和第二电极的边缘区域的刻蚀阻止层和钝化层,以减少第一电极和第二电极外露的面积,从而,可以降低第一电极和第二电极被氧化的程度,进一步提升该光电探测器的可靠性。
在第二方面可实现的方式中,刻蚀阻止层和抗反射膜层包含相同的元素;
采用刻蚀工艺同时去除第一电极和第二电极的表面的钝化层,和在钝化层形成镂空区,并当检测到相同的元素时,停止刻蚀。
比如,可以采用感应耦合等离子体刻蚀技术进行刻蚀。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种X射线探测装置的部分结构的分解图;
图2为本申请实施例提供的一种光电探测器的俯视图;
图3为本申请实施例提供的一种光电探测器的剖面图;
图4为本申请实施例提供的一种光电探测器的半导体衬底的俯视图;
图5为本申请实施例提供的另一种光电探测器的剖面图;
图6为图5的N处放大图;
图7为本申请实施例提供的另一种光电探测器的剖面图;
图8为图7的T处放大图;
图9为本申请实施例提供的光电探测器制备方法的流程框图;
图10a至图10i为本申请实施例提供的光电探测器制备方法的各步骤完成后相对应的结构图。
附图标记:
1000-X射线探测装置;
100-光电探测器;200-电路板;300-闪烁体;
01-半导体衬底;011-第一掺杂区;012-第二掺杂区;
02-抗反射膜层;
03-介质层;
041-第一导电通道;042-第二导电通道;
051-第一电极;052-第二电极;
06-钝化层;
07-刻蚀阻止层;
08-导电层。
具体实施方式
在介绍本申请涉及的实施例之前,先对本申请实施例涉及的技术术语进行解释,具体如下:
光电转换量子效率(quantum efficiency,QE):也可以被称为量子效率,是指某一特定波长下单位时间内产生的平均光电子数与入射光子数之比,体现了光电二极管将光子转换为电子的能力。量子效率越高,光电转换能力越强。
下面结合本申请实施例中的附图对本申请以下各个实施例进行描述。
光电探测器,可以将光信号转换为电信号,已经被广泛应用。示例的,在射线探测装置(例如X射线探测装置)、图像传感器、自动控制设备等设备中。
比如,图1给出了一种包含有光电探测器的X射线探测装置的部分结构的分解图。该X射线探测装置1000包括用于发射X射线的射线发射源、闪烁体300和光电探测器100,以及电路板200;其中,光电探测器100设置在电路板200上,并与电路板200电连接,在电路板200上可以设置处理器,该处理器可以用来对光电探测器100转换得到的电信号进行处理;还有,闪烁体300和光电探测器100依次设置在射线发射源所发射的射线的传播路径上,且光电探测器100中的光敏区朝向闪烁体300,闪烁体300用于将X射线转化为可见光。
无论是图1示出的X射线探测装置1000,还是包含光电探测器100的其他器件中,光电探测器100的工作机理基本如下:一定波长的光作用于半导体PN结(PN junction),入射光子的能量大于或等于半导体材料的禁带宽度,激发出电子空穴对(即光生载流子),在势垒区两边产生电动势的效应,连上外接电路即转变为电流信号,进而,实现电信号转换为光信号。
在上述的光电探测器100中,可以仅包括一个像素区;也可以仅包括图2示出的沿一维布设的多个像素区,比如,仅包括沿X方向或者仅沿Y方向布设的多个像素区;或者,在一些实施方式中,可以是如图2所示的包括呈二维阵列布设的多个像素区。
上述仅是给出了具有光电探测器的一些示例性的应用场景,本申请对应用光电探测器的具体应用场景不做特殊限定。
下面结合附图介绍本申请给出的光电探测器的结构、工作原理,以及相对应的制备方法。
图3(沿图2的B-B进行剖切得到的剖视图)示出的是本申请给出的一种光电探测器的部分结构的剖面图,也可以认为给出的是光电探测器的一个像素区的结构。如图3,该光电探测器100包括半导体衬底01,这里的半导体衬底01具有相对的第一面A1和第二面A2,在第一面A1通过掺杂工艺形成有第一掺杂区011和第二掺杂区012,并且第一掺杂区011和第二掺杂区012的掺杂类型不相同,比如,第一掺杂区011为P型掺杂,第二掺杂区012为N型掺杂,或者,第一掺杂区011为N型掺杂,第二掺杂区012为P型掺杂。
这里的半导体衬底01可以是P型半导体衬底,或者,可以是N型半导体衬底。
本申请对第一掺杂区011和第二掺杂区012的掺杂深度不做特殊限定,示例的,可以是图3所示的第二掺杂区012的掺杂深度大于第一掺杂区011的掺杂深度。
继续如图3,该光电探测器100还包括抗反射膜层(anti-reflection coating,ARC)02,抗反射膜层02也可以被称为增透膜,主要作用是增强光透射,减少光反射,以使得更多的光透射至半导体衬底01中,提升光电转换量子率。
在一些可选择的实施方式中,抗反射膜层02可以选择氮化硅。当然,也可以选择其他材料制得的增透膜层结构。
图4示出了半导体衬底01,和形成在半导体衬底01上的第一掺杂区011和第二掺杂区012的位置关系。如图4所示的,在一些可实现的结构中,第二掺杂区012可以是围绕第一掺杂区011设置的环形结构,比如,可以是图4所示的矩形环,也可以是圆环,当沿图4中的M-M剖切就可以得到图3所示的半导体衬底01结构。
继续见图3所示,本申请的光电探测器100还可以包括介质层03,且介质层03形成在抗反射膜层02的远离或者背离半导体衬底01的一侧。还有,在介质层03的背离抗反射膜层02的一侧形成第一电极051和第二电极052。
为了使得第一电极051与相对应的第一掺杂区011电连接,以及,为了使得第二电极052与相对应的第二掺杂区012电连接,如图3,光电探测器100还包括第一导电通道041和第二导电通道042,并且第一导电通道041和第二导电通道042均沿图3中的P方向贯通介质层03,进而,使得第一电极051通过第一导电通道041与第一掺杂区011电连接,第二电极052通过第二导电通道042与第二掺杂区012电连接。
在一些可选择的实施例中,介质层03可以选择二氧化硅材料制得,或者选择其他具有高介电常数的介质材料制得。
当第一掺杂区011和第二掺杂区012采用图4所示布设方式时,第一电极051可以包括多个,且多个第一电极051沿着第二掺杂区012的环绕方向间隔布设,比如,可以设置两个或者更多个。同理的,第二电极052也可以包括多个,多个第二电极052同样的可以沿着第二掺杂区012的环绕方向间隔布设。对于第一电极051和第二电极052的布设方式、数量,本申请不做特殊限定。
当第一电极051具有多个时,可以相对应的设置多个第一导电通道041。类似的,第二电极052具有多个时,也可以相对应的设置多个第二导电通道042。
再如图3所示,该光电探测器100还包括钝化层06,介质层03的远离抗反射膜层02的表面形成该钝化层06。这样的话,钝化层06可以作为保护屏障,保护介质层03,免受外界腐蚀材料对介质层03的腐蚀,降低介质层03的使用性能。
在一些可选择的实施方式中,钝化层06可以选择二氧化硅制得。或者,选择其他的介电材料制得。
除此之外,如图3,光电探测器100还形成有镂空区Q,且镂空区Q自钝化层06穿过介电层03贯通至抗反射膜层02,使得抗反射膜层02的与第一掺杂区011相对的至少部分露出,形成光敏区。
如此设计的话,光可以穿过图3的镂空区Q照射至抗反射膜层02上,通过抗反射膜层02的透射,光进入第一掺杂区011。当照射的光的能量大于或等于半导体衬底01的禁带宽度,会激发出电子空穴对(即光生载流子),在第一掺杂区011和第二掺杂区012之间的势垒区两边产生电动势的效应,从而将光信号转变为电流信号,使得该光电探测器实现光电转换。
在另外一些可以选择的实施方式中,如图5所示,图5示出的是本申请给出的另外一种沿图2的B-B进行剖切得到的光电探测器100的剖面图,图6为图5中的N处放大图。一并结合图5和图6,该实施方式所示结构和上述图3所示结构不同的是,第一电极051的背离介质层03的表面的边缘区域形成有刻蚀阻止层07,刻蚀阻止层07上形成有钝化层06。类似的,在第二电极052的背离介质层03的表面的边缘区域也形成有刻蚀阻止层07,刻蚀阻止层07上也形成有钝化层06。
也可以这样理解,在图5和图6所示的结构中,不仅介质层03的表面具有钝化层06,可以降低介质层03被腐蚀的几率,在第一电极051和第二电极052的表面的边缘区域还具有刻蚀阻止层07和钝化层06,如此一来,在保障第一电极051和第二电极052可以与外部电路结构实现电连接的前提下,可以通过刻蚀阻止层07和钝化层06降低第一电极051和第二电极052被氧化的可能性,提升第一电极051和第二电极052的导电性能,从而,也相对应的提升该光电探测器的可靠性。
上述的刻蚀阻止层07可以和抗反射膜层02包含相同的元素。比如,在一些实施例中,刻蚀阻止层07可以包括氮化钛,抗反射膜层02也可以包括氮化硅。也就是说,刻蚀阻止层07和抗反射膜层02均包括了氮元素,下面在介绍光电探测器制备方法时,详细介绍了刻蚀阻止层07和抗反射膜层02包括相同元素的原因,在此不再描述,具体见下述。
图7示出了本申请给出的另外一种光电探测器的剖面图,图8为图7中的T处放大图。图7和图8示出的光电探测器,和上述图5和图6示出的光电探测器的区别在于,在图7和图8所示的结构中,不仅在第一电极051的边缘区域形成有刻蚀阻止层07和钝化层06,在第一电极051表面的其余区域也形成有刻蚀阻止层07,这里的刻蚀阻止层07是一种导电的层结构。这样不会影响第一电极051与外部电路结构的电连接。
相同的,不仅在第二电极052的边缘区域形成有刻蚀阻止层07和钝化层06,在第二电极052表面的其余区域也形成有刻蚀阻止层07,该刻蚀阻止层07和第一电极051上的刻蚀阻止层07一样,也是一种导电的层结构,进而也不会影响第二电极052与外部电路结构的电连接。
在上述示出的多种不同实现结构的光电探测器100中,第一电极051和第二电极052的侧面也形成有钝化层06,比如,在图7和图8所示的实施例中,第一电极051的与介质层03相垂直的侧面均被钝化层06覆盖,以降低第一电极051的侧面被氧化,被腐蚀的可能性,从而,进一步的提升该光电探测器的可靠性。
再一方面,本申请实施例还给出了一种光电探测器的制备方法,如图9,图9为本申请的制备方法的工艺流程框图。结合图9,工艺方法至少包括以下步骤:
S1:在半导体衬底的第一面上形成抗发射膜层,第一面形成有掺杂类型不同的第一掺杂区和第二掺杂区,抗反射膜层的与第一掺杂区相对的至少部分区域形成光敏区。
这里可以通过离子注入法在半导体衬底上形成第一掺杂区和第二掺杂区,比如,第一掺杂区可以是P型掺杂,第二掺杂区可以是N型掺杂。
S2:在抗反射膜层的远离半导体衬底的一侧形成介质层。
S3:在介质层内形成第一导电通道和第二导电通道。
S4:在介质层的远离抗反射膜层的一侧形成导电层,并对导电层进行构图,以形成第一电极和第二电极,且第一电极通过第一导电通道电连接第一掺杂区,以及使得第二电极通过第二导电通道电连接第二掺杂区。
S5:形成钝化层,以使得介质层的远离抗反射膜层的表面上形成钝化层。
S6:去除第一电极和第二电极表面的钝化层,并在钝化层形成镂空区,使得镂空区穿过介质层贯通至光敏区,以使得光敏区露出。
图10a至图10i给出了在制备过程中每一步骤完成后对应的结构图。
如图10a,在半导体衬底01的表面形成第一掺杂区011和第二掺杂区012。
在一些可以选择的实施例中,第二掺杂区012围绕第一掺杂区011形成,以使得第二掺杂区012为环形结构。这样一来,在第一掺杂区011和第二掺杂区012之间的势垒区为环形结构。
如图10b,在半导体衬底01的具有第一掺杂区011和第二掺杂区012的表面形成抗反射膜层02。
在可实现的工艺手段中,可以采用沉积法制备抗反射膜层2。
该抗反射膜层2可以采用氮化硅、氧化硅中的至少一种
如图10c,在抗反射膜层02上形成介质层03。
如图10d,在介质层03的对应的第一掺杂区011的位置处形成贯通介质层03的第一导电通道041,以及,在介质层03的对应第二掺杂区012的位置处形成贯通介质层03的第二导电通道042,并且,第一导电通道041贯通至第一掺杂区011,以与第一掺杂区011电连接,第二导电通道042贯通至第二掺杂区012,以与第二掺杂区012电连接。
比如,在一些实施方式中,当介质层03采用硅材料制得时,这里的第一导电通道041和第二导电通道042可以被称为硅通孔(through silicon vias,TSV)。
如图10e,在具有第一导电通道041和第二导电通道042的介质层03的表面上形成导电层08,比如,采用金属制得导电层08。
如图10f,在导电层08的表面上形成刻蚀阻止层07。
如图10g,采用构图工艺,在刻蚀阻止层07和导电层08上进行构图,以形成第一电极051和第二电极052,并且,该第一电极051和第二电极052的表面均具有刻蚀阻止层07。
在形成第一电极051和第二电极052后,使得第一电极051通过第一导电通道041与第一掺杂区011电连接,第二电极052通过第二导电通道042与第二掺杂区012电连接。
如图10h,再形成钝化层06,使得介质层03的表面、刻蚀阻止层07的表面均被钝化层06覆盖。
在可实现的工艺手段中,可以采用沉积、溅射等工艺制得钝化层06,以及上述的抗反射膜层02、介质层03、导电层08和刻蚀阻止层07也可以采用沉积、溅射工艺形成。
如图10i,采用刻蚀技术刻蚀第一电极051和第二电极052表面的钝化层06,以及刻蚀第一掺杂区011上方的钝化层06和介质层03,以使得与第一掺杂区011相对的抗反射膜层02露出,形成光敏区。
在一些可以选择的刻蚀工艺中,可以采用感应耦合等离子体(inductivelycoupled plasma,ICP)刻蚀技术进行刻蚀,因为ICP刻蚀技术具有各向异性刻蚀能力、精度控制高,大面积刻蚀均匀性好、污染少、高选择刻蚀比和刻蚀表面平整光滑等优点,可以提升制得的光电探测器的使用性能,比如说,露出的抗反射膜层02的表面比较平整光滑,避免光入射粗糙界面漫反射导致量子效率降低的问题。
在制备图10i所示的工艺中,由于抗反射膜层02和刻蚀阻止层07具有相同的元素,比如,可以均包括氮元素,这样的话,可以同时刻蚀第一电极051、第二电极052表面的钝化层,以及刻蚀位于位于抗反射膜层02上的钝化层06和介质层,那么,当检测到氮元素时,同时停止刻蚀,这样就会使得抗反射膜层02上的介质层03和钝化层06去除,以及第一电极051和第二电极052上的钝化层06去除。
继续如图10i,在此工艺中,还可以继续将第一电极051和第二电极052表面的刻蚀阻止层07去除,使得第一电极051和第二电极052的表面露出。
还有,在去除第一电极051和第二电极052表面的钝化层06时,可以仅如图10i所示的去除第一电极051和第二电极052中心区域的钝化层06,保留边缘区域的钝化层06,减少第一电极051和第二电极052的外露面积,提升该第一电极051和第二电极052的抗氧化性。
在本说明书的描述中,具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (11)
1.一种光电探测器,其特征在于,包括:
半导体衬底,所述半导体衬底具有相对的第一面和第二面,所述第一面形成有第一掺杂区和第二掺杂区,且所述第一掺杂区和所述第二掺杂区的掺杂类型不同;
抗反射膜层,形成在所述第一面上,所述抗反射膜层的与所述第一掺杂区相对的至少部分区域形成光敏区;
介质层,形成在所述抗反射膜层的远离所述半导体衬底的一侧;
第一电极和第二电极,所述第一电极和所述第二电极均形成在所述介质层的远离所述抗反射膜层的一侧;
第一导电通道和第二导电通道,所述第一导电通道和所述第二导电通道均贯穿所述介质层和所述抗反射膜层,以使得所述第一电极通过所述第一导电通道电连接所述第一掺杂区,以及使得所述第二电极通过所述第二导电通道电连接所述第二掺杂区;
钝化层,所述介质层的远离所述抗反射膜层的表面上形成有所述钝化层,且所述钝化层形成有镂空区,所述镂空区贯通至所述光敏区,以使得所述光敏区露出;
所述光电探测器还包括:刻蚀阻止层;
所述第一电极和所述第二电极的边缘区域被所述刻蚀阻止层覆盖,所述刻蚀阻止层的远离所述第一电极和所述第二电极的一侧形成有所述钝化层;
所述刻蚀阻止层和所述抗反射膜层包含相同的元素。
2.根据权利要求1所述的光电探测器,其特征在于,所述刻蚀阻止层包含氮化钛;
所述抗反射膜层包含氮化硅。
3.根据权利要求1或2所述的光电探测器,其特征在于,所述刻蚀阻止层为导电层,且所述第一电极和所述第二电极的远离所述介质层的表面均被所述刻蚀阻止层覆盖。
4.根据权利要求1或2所述的光电探测器,其特征在于,所述第一电极和所述第二电极的侧壁均被所述钝化层覆盖。
5.根据权利要求1或2所述的光电探测器,其特征在于,所述第二掺杂区呈环形结构环绕在所述第一掺杂区的外围。
6.根据权利要求5所述的光电探测器,其特征在于,
所述第一电极具有多个,且多个所述第一电极沿着所述第二掺杂区的环形方向间隔布设;
所述第二电极具有多个,且多个所述第二电极沿着所述第二掺杂区的环形方向间隔布设。
7.一种光电探测器的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:
在半导体衬底的第一面上形成抗反射膜层,所述第一面形成有掺杂类型不同的第一掺杂区和第二掺杂区,所述抗反射膜层的与所述第一掺杂区相对的至少部分区域形成光敏区;
在所述抗反射膜层的远离所述半导体衬底的一侧形成介质层;
在所述介质层内形成第一导电通道和第二导电通道,所述第一导电通道和所述第二导电通道均贯穿所述介质层和所述抗反射膜层;
在所述介质层的远离所述抗反射膜层的一侧形成导电层;
在所述导电层的远离所述介质层的一侧形成刻蚀阻止层,所述刻蚀阻止层和所述抗反射膜层包含相同的元素;
并对所述导电层进行构图,以形成第一电极和第二电极,且所述第一电极通过所述第一导电通道电连接所述第一掺杂区,以及使得所述第二电极通过所述第二导电通道电连接所述第二掺杂区;
形成钝化层,以使得所述介质层的远离所述抗反射膜层的表面形成所述钝化层;
去除所述第一电极和所述第二电极表面的所述钝化层,并在所述钝化层形成镂空区,使得所述镂空区穿过所述介质层贯通至所述光敏区,以使得所述光敏区露出。
8.根据权利要求7所述的光电探测器的制备方法,其特征在于,在去除所述第一电极和所述第二电极表面的所述钝化层包括:
去除所述第一电极和所述第二电极的表面的部分所述钝化层和部分所述刻蚀阻止层,以使得所述第一电极和所述第二电极的外缘区域被堆叠的所述刻蚀阻止层和所述钝化层覆盖。
9.根据权利要求8所述的光电探测器的制备方法,其特征在于,
采用刻蚀工艺同时去除所述第一电极和所述第二电极的表面的所述钝化层,和在所述钝化层形成所述镂空区,并当检测到所述相同的元素时,停止刻蚀。
10.一种射线探测装置,其特征在于,包括:
电路板;
如权利要求1-6任一项所述的光电探测器,或者,如权利要求7-9任一项所述的光电探测器的制备方法制得的光电探测器;
其中,所述光电探测器设置在所述电路板上,并与所述电路板电连接。
11.根据权利要求10所述的射线探测装置,其特征在于,所述射线探测装置还包括:
射线发射源,用于发射X射线;
闪烁体,所述闪烁体和所述光电探测器依次设置在所述射线发射源所发射的射线的传播路径上,且所述光电探测器中的所述光敏区朝向所述闪烁体,所述闪烁体用于将所述X射线转化为可见光。
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