CN117855316A - 光电探测器及其形成方法 - Google Patents
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Abstract
一种光电探测器及其形成方法，其中，光电探测器的形成方法包括：提供衬底，所述衬底包括若干器件区和位于各器件区之间的隔离区；在各所述隔离区内形成深沟槽隔离结构，所述深沟槽隔离结构与顶部相接的至少部分侧壁与衬底直接接触；在各器件区内形成若干二极管结构；在所述深沟槽隔离结构上形成第一隔离层；在所述第一隔离层上形成第一电阻层。所述光电探测器及其形成方法提升了光电探测器的光子探测效率，降低了暗计数率。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种光电探测器及其形成方法。
背景技术
硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier，简称SiPM)，又称MPPC(Multi-PixelPhoton Counter)，是一种新型的光电探测器件，由工作在盖革模式的雪崩二极管阵列组成，具有增益高、灵敏度高、偏置电压低、对磁场不敏感、结构紧凑等特点。目前，硅光电倍增管被广泛应用于高能物理及核医学(PET)、激光探测与测量等领域。
硅光电倍增管是由多个带有淬灭电阻的雪崩光电二极管并联组成，各淬灭电阻与雪崩光电二极管构成若干像素单元，各像素单元相互独立，最终输出的信号是多个像素单元输出信号的叠加。如果照射到硅光电倍增管的光子数越多，信号幅度越大。
对于硅光电倍增管而言，其重要的性能指标主要包括光子探测效率、暗计数率、光学串扰等。具体的，光子探测效率是指，探测到的光子数量与入射光子数量的比值；暗计数率是指，硅光电倍增管内部的热生载流子可以触发雪崩从而产生脉冲输出，这样的脉冲称为暗脉冲，一般用每秒发生的暗脉冲次数来表征暗脉冲水平，被称为暗计数率；光学串扰是指，硅光电倍增管像素在雪崩过程中产生的光子进入其他像素并被探测到，这种现象叫光学串扰，光学串扰是硅光电倍增管噪声的一部分，通常用光学串扰发生的概率来表示。因此，优化光子探测效率、暗计数率、光学串扰是优化硅光电倍增管性能的重要手段。
然而，现有技术中，硅光电倍增管的光子探测效率以及暗计数率仍有改善的空间。
发明内容
本发明解决的技术问题是，提供一种光电探测器及其形成方法，提升了硅光电倍增管的光子探测效率，降低了暗计数率。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案提供一种光电探测器，包括:衬底，所述衬底包括若干器件区和位于各器件区之间的隔离区；位于所述隔离区的若干深沟槽隔离结构，所述深沟槽隔离结构与顶部相接的至少部分侧壁与衬底直接接触；位于各器件区内的二极管结构；位于所述深沟槽隔离结构上的第一隔离层；位于所述第一隔离层上的第一电阻层。
可选的，所述第一隔离层的厚度大于50埃。
可选的，所述第一电阻层在所述深沟槽隔离结构表面的投影图形与深沟槽隔离结构的表面至少存在部分重合。
可选的，所述深沟槽隔离结构包括深沟槽隔离层以及位于所述深沟槽隔离层侧壁表面的第一氧化层。
可选的，所述深沟槽隔离层的顶部表面低于所述衬底表面；所述衬底内具有位于所述深沟槽隔离层上的第一沟槽、以及位于所述第一沟槽内的初始隔离结构。
相应的，本发明的技术方案还提供一种光电探测器的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底包括若干器件区和位于各器件区之间的隔离区；在各所述隔离区内形成深沟槽隔离结构，所述深沟槽隔离结构与顶部相接的至少部分侧壁与衬底直接接触；在各器件区内形成若干二极管结构；在所述深沟槽隔离结构上形成第一隔离层；在所述第一隔离层上形成第一电阻层。
可选的，所述第一隔离层的厚度大于50埃。
可选的，所述第一电阻层在所述深沟槽隔离结构表面的投影图形与深沟槽隔离结构的顶部表面至少存在部分重合。
可选的，所述第一电阻层在所述深沟槽隔离结构顶部表面的投影图形位于所述深沟槽隔离结构的顶部表面范围内。
可选的，所述深沟槽隔离结构包括深沟槽隔离层以及位于所述深沟槽隔离层侧壁表面的第一氧化层。
可选的，形成所述深沟槽隔离结构的方法包括：刻蚀所述衬底，在所述衬底内形成深沟槽；在所述深沟槽侧壁表面沉积第一氧化层；在所述深沟槽内沉积深沟槽隔离层。
可选的，所述深沟槽隔离层的顶部表面低于、齐平于或高于所述衬底表面。
可选的，形成深沟槽隔离层的方法包括：在所述深沟槽内沉积深沟槽隔离材料层；刻蚀所述深沟槽隔离材料层，形成位于深沟槽内的深沟槽隔离层以及第一沟槽，所述第一沟槽暴露出深沟槽隔离层的顶部表面；所述光电探测器的形成方法还包括：在所述第一沟槽内形成初始隔离结构。
可选的，刻蚀所述深沟槽隔离材料层的工艺参数包括：采用的刻蚀气体对所述深沟槽隔离材料层和所述第一氧化层的刻蚀选择比大于2:1。
可选的，所述第一沟槽的深度范围为10埃～5000埃。
可选的，所述初始隔离结构的底部表面低于或齐平于所述衬底表面。
可选的，在形成所述深沟槽隔离结构之前，还包括：形成位于所述衬底上的刻蚀停止层。
可选的，在形成所述深沟槽隔离结构之后，在形成所述二极管结构之前，还包括：去除所述刻蚀停止层。
可选的，所述二极管结构包括：位于所述器件区内的第一掺杂区、以及位于所述第一掺杂区上的第二掺杂区，所述第一掺杂区内具有第一掺杂离子，所述第二掺杂区内具有第二掺杂离子，所述第一掺杂离子与第二掺杂离子的导电类型不同。
可选的，在形成所述第一电阻层后，还包括：对所述第一电阻层注入第三掺杂离子。
可选的，在形成第一电阻层后，还包括：在所述二极管结构和第一电阻层表面形成层间介质层；形成位于所述层间介质层内的互连接触层，所述互连接触层与二极管结构和第一电阻层分别接触；在所述层间介质层上形成电互连结构，所述电互连结构与互连接触层电连接
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
本发明的技术方案提供的光电探测器中，所述深沟槽隔离结构上具有第一隔离层，所述第一电阻层位于所述第一隔离层上。所述第一隔离层的存在使所述第一电阻层与深沟槽隔离结构、衬底相互隔离，因此，在光电探测器的工作过程中，当对第一电阻层施加高电压时，避免了第一电阻层上的高电压对深沟槽隔离结构以及衬底的影响。其次，由于第一隔离层的存在可以使第一电阻层和衬底有效隔离，因此，省去了现有工艺中用于隔离第一电阻层和衬底的浅沟槽隔离结构，使所述深沟槽隔离结构的侧壁与衬底直接接触，从而为二极管结构提供更多的空间，增加了像素单元的填充系数，提升了光电探测器的光子探测效率，此外，由于省去了浅沟槽隔离结构，还可以减少衬底受到的损伤，降低了光电探测器的暗计数率，且节约了成本。
进一步，所述第一电阻层在所述深沟槽隔离结构表面的投影图形与深沟槽隔离结构的表面至少存在部分重合，进一步增加了所述光电探测器包括的二极管结构的面积，增加了像素单元的填充系数，提升了光电探测器的光子探测效率。
进一步，所述光电探测器还包括位于所述深沟槽隔离结构的深沟槽隔离层上的衬底内的第一沟槽、以及位于所述第一沟槽内的初始隔离结构。所述初始隔离结构的存在使所述第一电阻层与所述深沟槽隔离层的相互隔离效果更好，从而进一步减少了第一电阻层上的高电压对深沟槽隔离层的影响，提升了光电探测器的稳定性。
本发明的技术方案提供的光电探测器的形成方法中，由于在所述深沟槽隔离结构上形成了第一隔离层，所述第一电阻层形成于所述第一隔离层上。所述第一隔离层的存在使所述第一电阻层与深沟槽隔离结构、衬底相互隔离，因此，在光电探测器的工作过程中，当对第一电阻层施加高电压时，避免了第一电阻层上的高电压对深沟槽隔离结构以及衬底的影响。其次，由于第一隔离层的存在可以使第一电阻层和衬底有效隔离，因此，省去了现有工艺中用于隔离第一电阻层和衬底的浅沟槽隔离结构，从而为二极管结构提供更多的空间，增加了像素单元的填充系数，提升了光电探测器的光子探测效率，此外，由于省去了浅沟槽隔离结构，还可以减少衬底受到的损伤，降低了光电探测器的暗计数率，且省去了制备浅沟槽隔离结构所需的光罩，节约了成本。
进一步，由于所述第一电阻层在所述深沟槽隔离结构表面的投影图形与深沟槽隔离结构的表面至少存在部分重合，进一步增加了所述光电探测器包括的二极管结构的面积，增加了像素单元的填充系数，提升了光电探测器的光子探测效率。
进一步，在形成深沟槽隔离结构之后，在形成二极管结构之前，还对各所述深沟槽隔离结构包括的深沟槽隔离层进行了刻蚀，降低了深沟槽隔离层的高度，形成了第一沟槽以及位于所述第一沟槽内的初始隔离结构。所述初始隔离结构的存在使所述第一电阻层与所述深沟槽隔离层的相互隔离效果更好，从而进一步减少了第一电阻层上的高电压对深沟槽隔离层的影响，提升了形成的光电探测器的稳定性。
附图说明
图1和图2是一种光电探测器的结构示意图；
图3至图14是本发明实施例的光电探测器的形成过程的结构示意图。
具体实施方式
如背景技术所述，在现有技术中，硅光电倍增管的光子探测效率和暗计数率仍有改善空间。
图1和图2是一种光电探测器的结构示意图，图1是图2沿AA’方向的俯视图，图2是图1沿P方向的俯视图。
请参考图1和图2，所述光电探测器包括：衬底100；位于所述衬底100内的若干浅沟槽隔离结构101；位于所述衬底100内且贯穿所述浅沟槽隔离结构101的若干深沟槽隔离结构102；位于所述浅沟槽隔离结构101上的第一电阻层105，且所述第一电阻层105在所述衬底100表面的投影图形与所述深沟槽隔离结构102在所述衬底100表面的投影图形没有交集；位于各深沟槽隔离结构102之间的二极管结构110，所述二极管结构110包括第一掺杂区104以及位于第一掺杂区104上的第二掺杂区103，各深沟槽隔离结构102使各二极管结构110相互隔离；位于所述二极管结构110和第一电阻层105表面的第一层间介质层107；位于所述第一层间介质层107内的互连接触层106，所述互连接触层106与二极管结构110和第一电阻层105分别接触；在所述第一层间介质层上形成电互连层109以及上层介质层108，所述电互连层109与互连接触层106电连接。
在本实施例中，所述浅沟槽隔离结构101用于隔离第一电阻层105以及衬底100，从而避免第一电阻层105在加压过程中，对衬底100产生影响。
需要注意的是，为了便于理解，图2中省略了第一层间介质层107、互连接触层106、电互连层109以及上层介质层108。
由于所述第一电阻层105与衬底100之间需要通过浅沟槽隔离结构101进行隔离，同时，第一电阻层105也需避开深沟槽隔离结构102正上方的位置，以避免第一电阻层105在加压过程中对衬底100或深沟槽隔离结构102产生影响，因此，所述第一电阻层105位于所述深沟槽隔离结构102的两侧，即，所述第一电阻层105在所述衬底100表面的投影图形与所述深沟槽隔离结构102在所述衬底100表面的投影图形没有交集。然而，这样的第一电阻层105和深沟槽隔离结构102的布局方式占用的工作面积较大，同时也使需要的浅沟槽隔离结构101的面积较大，从而进一步压缩了二极管结构110的面积，从而使光电探测器的光子探测效率较低。此外，所述浅沟槽隔离结构101的制备工艺对所述衬底100造成一定的损伤，从而使衬底100内缺陷较多，从而导致暗计数率有待改善。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案提供一种光电探测器的形成方法，通过在深沟槽隔离结构上形成第一隔离层，且第一电阻层形成于所述第一隔离层上，从而使所述第一电阻层与深沟槽隔离结构、衬底有效隔离，因此，在光电探测器的工作过程中，当对第一电阻层施加高电压时，避免了第一电阻层上的高电压对深沟槽隔离结构以及衬底的影响。其次，由于第一隔离层的存在可以使第一电阻层和衬底有效隔离，因此，省去了现有工艺中用于隔离第一电阻层和衬底的浅沟槽隔离结构，从而为二极管结构提供更多的空间，增加了像素单元的填充系数，提升了光电探测器的光子探测效率，此外，由于省去了浅沟槽隔离结构，还可以减少衬底受到的损伤，降低了光电探测器的暗计数率，且省去了制备浅沟槽隔离结构所需的光罩，节约了成本。
为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
图3至图14是本发明实施例的光电探测器的形成过程的结构示意图。
请参考图3，提供衬底200，所述衬底200包括若干器件区I和位于各器件区I之间的隔离区II。
在本实施例中，所述器件区I和隔离区II的数量大于或等于1。为了便于理解，在图3中仅图示了一个器件区I和两个隔离区II。
所述器件区I为后续形成的二极管结构提供平台；所述隔离区II为后续形成深沟槽隔离结构提供平台。后续形成于所述隔离区II上的隔离结构使后续形成于各器件区I上的器件结构相互隔离，从而避免了各器件结构之间的相互干扰。
所述衬底200的材料包括硅、硅锗、碳化硅、绝缘体上硅(SOI)、绝缘体上锗(GOI)等。具体的，在本实施例中，所述衬底200的材料为硅。
请参考图4，形成位于所述衬底200表面的初始氧化层203以及位于所述初始氧化层203上的刻蚀停止层202。
在本实施例中，所述刻蚀停止层202的材料包括氮化硅。
在本实施例中，所述初始氧化层203的材料包括氧化硅。所述初始氧化层203用于调节刻蚀停止层202与衬底200之间的应力条件，从而使刻蚀停止层202的沉积效果更好。
所述刻蚀停止层202用于辅助后续形成深沟槽隔离结构以及第一隔离层过程中的平坦化工艺。
接着，在各所述隔离区II内形成深沟槽隔离结构，所述深沟槽隔离结构与顶部相接的至少部分侧壁与衬底200直接接触。所述深沟槽隔离结构包括深沟槽隔离层以及位于所述深沟槽隔离层侧壁表面的第一氧化层。本实施例中，所述深沟槽隔离结构形成的具体步骤如图5至图7所示。
请参考图5，刻蚀所述刻蚀停止层202以及衬底200，在所述衬底200内形成深沟槽210。
在本实施例中，所述深沟槽210为后续形成的深沟槽隔离结构提供空间。
具体的，所述深沟槽210的形成方法包括：在所述衬底200表面形成第一掩膜层(未图示)，所述第一掩膜层暴露出部分所述隔离区II上的刻蚀停止层202表面；以所述第一掩膜层为掩膜，刻蚀所述刻蚀停止层202以及衬底200，直至形成深沟槽210。
请参考图6，在所述深沟槽210侧壁表面形成第一氧化层211；在所述深沟槽210内沉积深沟槽隔离材料层220。
在本实施例中，所述第一氧化层211的材料包括氧化硅。
在本实施例中，所述第一氧化层211还位于所述刻蚀停止层202表面。
在本实施例中，所述第一氧化层211的形成工艺包括化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺或原子层沉积工艺。
在本实施例中，所述深沟槽隔离材料层220为后续形成的深沟槽隔离层提供原材料。
在本实施例中，所述深沟槽隔离材料层220的材料包括多晶硅或钨。
所述深沟槽隔离材料层220填满深沟槽210，且部分所述深沟槽隔离材料层220还位于第一氧化层211表面。
请参考图7，刻蚀所述深沟槽隔离材料层220，形成第一沟槽225以及深沟槽隔离层221，所述第一沟槽225暴露出深沟槽隔离层221的顶部表面。
在本实施例中，由于所述第一沟槽225的存在，从而使形成的所述深沟槽隔离层221的顶部表面低于所述衬底200的顶部表面。
在本实施例中，刻蚀所述深沟槽隔离材料层220形成第一沟槽225的作用在于，为后续形成的初始隔离结构提供空间，从而有利于后续形成于初始隔离结构上的第一电阻层与所述深沟槽隔离层221、所述衬底200之间的隔离效果更好。
在本实施例中，刻蚀所述深沟槽隔离材料层220的工艺参数包括：采用的刻蚀气体对所述深沟槽隔离材料层220和所述第一氧化层211的刻蚀选择比大于2:1，从而能够在保留第一氧化层211的基础上，对所述深沟槽隔离材料层220的高度进行减薄处理。
在本实施例中，所述第一沟槽225的深度决定了后续形成的初始隔离结构的厚度。所述初始隔离结构的厚度越厚，其对于深沟槽隔离结构224以及后续形成于初始隔离结构上的第一电阻层有更好的隔离作用，但初始隔离结构不宜过厚，以避免引入额外的光学串扰。因此，在本实施例中，所述第一沟槽225的深度范围为10埃～5000埃，从而能够使后续形成的初始隔离结构在减少引入的光学串扰的基础上，提升隔离作用。
请参考图8，在所述第一沟槽225内形成初始隔离结构222。
在本实施例中，所述初始隔离结构222的材料包括氧化硅。
所述初始隔离结构222的存在提升了深沟槽隔离层221、衬底200以及后续形成于初始隔离结构222上的第一电阻层之间的隔离效果，使光电探测器的工作状态更稳定。
所述初始隔离结构222的形成方法包括：在所述第一沟槽225内形成初始隔离材料层(未图示)；平坦化所述初始隔离材料层，直至暴露出所述刻蚀停止层202表面，以形成位于第一沟槽225内的初始隔离结构222。
在本实施例中，所述初始隔离结构222的底部表面低于所述衬底200表面。
在另一实施例中，所述第一沟槽的深度较小，从而使所述初始隔离结构的底部表面齐平于所述衬底表面。
在其他实施例中，在刻蚀所述深沟槽隔离材料层以形成深沟槽隔离层的过程中，可以使所述深沟槽隔离层齐平于所述第一氧化层表面。在该实施例中，可以不形成第一沟槽以及初始隔离结构，从而，使所述深沟槽隔离层的顶部表面高于所述衬底表面。
因此，所述深沟槽隔离层的顶部表面可以低于、齐平于或高于所述衬底表面。
请参考图9，去除所述刻蚀停止层202；在各所述器件区I内形成二极管结构230。
在本实施例中，所述二极管结构230包括雪崩光电二极管或单光子雪崩二极管。其中，所述单光子雪崩二极管对于极弱光学信号的探测有极大的优势。
具体的，所述二极管结构230包括：位于所述器件区I内的第一掺杂区231、以及位于所述第一掺杂区231上的第二掺杂区232，所述第一掺杂区231内具有第一掺杂离子，所述第二掺杂区232内具有第二掺杂离子，所述第一掺杂离子与第二掺杂离子的导电类型相反。
在本实施例中，所述二极管结构230的形成方法包括：形成位于所述衬底200上的第一掩膜结构(未图示)，所述第一掩膜结构暴露出部分所述器件区I表面；以所述第一掩膜结构为掩膜，对器件区I注入第一掺杂离子和第二掺杂离子，以形成第一掺杂区231、以及位于所述第一掺杂区231上的第二掺杂区232；去除所述第一掩膜结构。
请参考图10和图11，图10为图11沿BB’方向的剖面示意图，图11为图10沿Q方向的俯视图，在所述深沟槽隔离结构224上形成第一隔离层228；在所述第一隔离层228上形成第一电阻层240。
在本实施例中，所述第一电阻层240用作光电探测器的淬灭电阻，各二极管结构230与各第一电阻层240构成若干像素单元，各像素单元通过深沟槽隔离结构224相互隔离。
由于所述第一隔离层228的存在，使所述第一电阻层240与深沟槽隔离结构224、衬底200之间的距离更远，从而使第一电阻层240与深沟槽隔离结构224、衬底200相互之间有效隔离，因此，在光电探测器的工作过程中，当对第一电阻层240施加高电压时，避免了第一电阻层240上的高电压对深沟槽隔离结构224以及衬底200的影响。其次，由于第一隔离层228的存在可以使第一电阻层240和衬底200有效隔离，因此，省去了现有工艺中用于隔离第一电阻层240和衬底200的浅沟槽隔离结构，使所述深沟槽隔离结构224的侧壁与衬底200直接接触，从而为二极管结构230提供更多的空间，增加了像素单元的填充系数，提升了光电探测器的光子探测效率。此外，由于省去了浅沟槽隔离结构，还可以减少衬底200受到的损伤，降低了光电探测器的暗计数率，且省去了制备浅沟槽隔离结构所需的光罩，节约了成本。
此外，在本实施例中，由于还对各所述深沟槽隔离结构224包括的深沟槽隔离层221进行了刻蚀，降低了深沟槽隔离层221的高度，形成了第一沟槽225以及位于所述第一沟槽225内的初始隔离结构222，从而使所述第一电阻层240与所述深沟槽隔离层221的距离更远，使两者的相互隔离效果更好，从而进一步减少了光电探测器工作时，第一电阻层240上的高电压对深沟槽隔离层221的影响，提升了形成的光电探测器的稳定性。
在本实施例中，所述第一隔离层228的厚度大于50埃。
在本实施例中，所述第一隔离层228与所述初始隔离结构222共同作用，使所述第一电阻层240与所述深沟槽隔离层221、衬底200的距离更远，从而使第一电阻层240与所述深沟槽隔离层221、衬底200之间的隔离效果更好。当所述第一隔离层228的厚度越厚，在达到相同的隔离效果的情况下，所述初始隔离结构222的厚度可以相应减小，即，所述第一沟槽225的深度可以相应减小，所述初始隔离结构222的厚度减小可以提高深沟槽210内的深沟槽隔离层221的占比，从而减小由于初始隔离结构222的存在而引入的光学串扰。
在另一实施例中，在刻蚀所述深沟槽隔离材料层以形成深沟槽隔离层的过程中，可以使所述深沟槽隔离层齐平于所述第一氧化层表面，即，使所述深沟槽隔离层的顶部高于所述衬底顶部表面，同时，可以不形成第一沟槽以及初始隔离结构，而通过在所述深沟槽隔离层上沉积较厚的第一隔离层，从而满足第一电阻层与所述深沟槽隔离层、衬底之间的隔离需求。
在另一实施例中，由于第一沟槽的存在，形成的所述深沟槽隔离层的高度与所述衬底表面齐平，因此，通过在所述深沟槽隔离层和初始氧化层上形成较厚的第一隔离层，以满足第一电阻层与所述深沟槽隔离层、衬底之间的隔离效果。
因此，所述第一隔离层以及初始隔离结构的厚度灵活性较高，可以根据各器件的稳定性能要求进行调整，工艺兼容性较高。
此外，在本实施例中，所述第一电阻层240在所述深沟槽隔离结构224表面的投影图形与深沟槽隔离结构224的顶部表面至少存在部分重合。具体的，在本实施例中，所述第一电阻层240在所述深沟槽隔离结构224顶部表面的投影图形位于所述深沟槽隔离结构224的顶部表面范围内，从而进一步节约了第一电阻层240占用的工作空间，增加了所述光电探测器包括的二极管结构230的面积，增加了像素单元的填充系数，提升了光电探测器的光子探测效率。
在本实施例中，所述第一电阻层240的材料包括多晶硅。
需要注意的是，为了便于理解，图11中省略了第一隔离层228和初始氧化层203。
请参考图12，在形成所述第一电阻层240后，在所述第一电阻层240表面形成第二氧化层(未图示)；对所述第一电阻层240注入第三掺杂离子。
在本实施例中，所述第二氧化层为所述第一电阻层240提供保护。
在本实施例中，对所述第一电阻层240注入第三掺杂离子的作用在于，调节了第一电阻层240的电阻，以满足其高电阻的需求。
具体的，在本实施例中，所述第三掺杂离子包括P型导电离子。
请参考图13，对所述第一电阻层240和二极管结构230进行离子掺杂处理；在所述二极管结构230和第一电阻层240表面形成刻蚀停止结构241；在所述刻蚀停止结构241表面形成层间介质层250。
在本实施例中，所述刻蚀停止结构241的材料包括氮化硅。
在本实施例中，所述层间介质层250的材料包括氧化硅。
在本实施例中，对所述第一电阻层240和二极管结构230进行离子掺杂处理的作用在于，减小第一电阻层240、二极管结构230和后续形成于两者上的互连接触层之间的电阻。
请参考图14，形成位于所述层间介质层250内的互连接触层251，所述互连接触层251与二极管结构230和第一电阻层240分别接触；在所述层间介质层250上形成上层介质层260；在所述上层介质层260内形成电互连结构261，所述电互连结构261与互连接触层251电连接。
在本实施例中，所述互连接触层251的形成方法包括：形成位于所述层间介质层250内的接触沟槽结构(未图示)；在所述接触沟槽结构侧壁沉积粘附层(未图示)；在所述接触沟槽结构内沉积互连接触材料层(未图示)；对所述互连接触材料层进行平坦化，以形成互连接触层251。
在本实施例中，所述粘附层的材料包括钛或氮化钛。所述互连接触层251的材料包括钨。
在本实施例中，所述电互连结构261的形成方法包括：在所述上层介质层260内形成电互连沟槽(未图示)；在所述电互连沟槽内沉积电互连材料层(未图示)；对所述电互连材料层进行平坦化处理，以形成电互连结构261。
在本实施例中，所述电互连结构261的材料包括铜。
相应的，本发明实施例还提供一种采用上述方法所形成的光电探测器。
请继续参考图14，所述光电探测器包括：衬底200，所述衬底200包括若干器件区I和位于各器件区I之间的隔离区II；位于所述隔离区II的若干深沟槽隔离结构224，所述深沟槽隔离结构224与顶部相接的至少部分侧壁与衬底200直接接触；位于各器件区I内的二极管结构230；位于所述深沟槽隔离结构224上的第一隔离层228；位于所述第一隔离层228上的第一电阻层240。
在本实施例中，所述第一隔离层228的厚度大于50埃。
在本实施例中，所述第一电阻层240在所述深沟槽隔离结构224表面的投影图形与深沟槽隔离结构224的表面至少存在部分重合。
在本实施例中，所述深沟槽隔离结构224包括深沟槽隔离层221以及位于所述深沟槽隔离层221侧壁表面的第一氧化层211。
在本实施例中，所述深沟槽隔离层221的顶部表面低于所述衬底200表面；所述衬底200内具有位于所述深沟槽隔离层221上的第一沟槽225、以及位于所述第一沟槽225内的初始隔离结构222。
在本实施例中，所述第一隔离层228的存在使所述第一电阻层240与深沟槽隔离结构224、衬底200相互隔离，因此，在光电探测器的工作过程中，当对第一电阻层240施加高电压时，避免了第一电阻层240上的高电压对深沟槽隔离结构224以及衬底200的影响。其次，由于第一隔离层228的存在可以使第一电阻层240和衬底200有效隔离，因此，省去了现有工艺中用于隔离第一电阻层240和衬底200的浅沟槽隔离结构，使所述深沟槽隔离结构224的侧壁与衬底200直接接触，从而为二极管结构230提供更多的空间，增加了像素单元的填充系数，提升了光电探测器的光子探测效率，此外，由于省去了浅沟槽隔离结构，还可以减少衬底200受到的损伤，降低了光电探测器的暗计数率，且节约了成本。
进一步，所述第一电阻层240在所述深沟槽隔离结构224表面的投影图形与深沟槽隔离结构224的表面至少存在部分重合，进一步增加了所述光电探测器包括的二极管结构230的面积，增加了像素单元的填充系数，提升了光电探测器的光子探测效率。
进一步，所述光电探测器还包括位于所述深沟槽隔离结构224的深沟槽隔离层221上的衬底200内的第一沟槽225、以及位于所述第一沟槽225内的初始隔离结构222。所述初始隔离结构222的存在使所述第一电阻层240与所述深沟槽隔离层221的相互隔离效果更好，从而进一步减少了第一电阻层240上的高电压对深沟槽隔离层221的影响，提升了光电探测器的稳定性。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (21)
1.一种光电探测器，其特征在于，包括：
衬底，所述衬底包括若干器件区和位于各器件区之间的隔离区；
位于所述隔离区的若干深沟槽隔离结构，所述深沟槽隔离结构与顶部相接的至少部分侧壁与衬底直接接触；
位于各器件区内的二极管结构；
位于所述深沟槽隔离结构上的第一隔离层；
位于所述第一隔离层上的第一电阻层。
2.如权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述第一隔离层的厚度大于50埃。
3.如权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述第一电阻层在所述深沟槽隔离结构表面的投影图形与深沟槽隔离结构的表面至少存在部分重合。
4.如权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述深沟槽隔离结构包括深沟槽隔离层以及位于所述深沟槽隔离层侧壁表面的第一氧化层。
5.如权利要求4所述的光电探测器，其特征在于，所述深沟槽隔离层的顶部表面低于所述衬底表面；所述衬底内具有位于所述深沟槽隔离层上的第一沟槽、以及位于所述第一沟槽内的初始隔离结构。
6.一种光电探测器的形成方法，其特征在于，包括：
提供衬底，所述衬底包括若干器件区和位于各器件区之间的隔离区；
在各所述隔离区内形成深沟槽隔离结构，所述深沟槽隔离结构与顶部相接的至少部分侧壁与衬底直接接触；
在各器件区内形成若干二极管结构；
在所述深沟槽隔离结构上形成第一隔离层；
在所述第一隔离层上形成第一电阻层。
7.如权利要求6所述的光电探测器的形成方法，其特征在于，所述第一隔离层的厚度大于50埃。
8.如权利要求6所述的光电探测器的形成方法，其特征在于，所述第一电阻层在所述深沟槽隔离结构表面的投影图形与深沟槽隔离结构的顶部表面至少存在部分重合。
9.如权利要求8所述的光电探测器的形成方法，其特征在于，所述第一电阻层在所述深沟槽隔离结构顶部表面的投影图形位于所述深沟槽隔离结构的顶部表面范围内。
10.如权利要求6所述的光电探测器的形成方法，其特征在于，所述深沟槽隔离结构包括深沟槽隔离层以及位于所述深沟槽隔离层侧壁表面的第一氧化层。
11.如权利要求10所述的光电探测器的形成方法，其特征在于，形成所述深沟槽隔离结构的方法包括：刻蚀所述衬底，在所述衬底内形成深沟槽；在所述深沟槽侧壁表面沉积第一氧化层；在所述深沟槽内形成深沟槽隔离层。
12.如权利要求10所述的光电探测器的形成方法，其特征在于，所述深沟槽隔离层的顶部表面低于、齐平于或高于所述衬底表面。
13.如权利要求11所述的光电探测器的形成方法，其特征在于，形成深沟槽隔离层的方法包括：在所述深沟槽内沉积深沟槽隔离材料层；刻蚀所述深沟槽隔离材料层，形成位于深沟槽内的深沟槽隔离层以及第一沟槽，所述第一沟槽暴露出深沟槽隔离层的顶部表面；所述光电探测器的形成方法还包括：在所述第一沟槽内形成初始隔离结构。
14.如权利要求13所述的光电探测器的形成方法，其特征在于，刻蚀所述深沟槽隔离材料层的工艺参数包括：采用的刻蚀气体对所述深沟槽隔离材料层和所述第一氧化层的刻蚀选择比大于2:1。
15.如权利要求13所述的光电探测器的形成方法，其特征在于，所述第一沟槽的深度范围为10埃～5000埃。
16.如权利要求13所述的光电探测器的形成方法，其特征在于，所述初始隔离结构的底部表面低于或齐平于所述衬底表面。
17.如权利要求6所述的光电探测器的形成方法，其特征在于，在形成所述深沟槽隔离结构之前，还包括：形成位于所述衬底上的刻蚀停止层。
18.如权利要求17所述的光电探测器的形成方法，其特征在于，在形成所述深沟槽隔离结构之后，在形成所述二极管结构之前，还包括：去除所述刻蚀停止层。
19.如权利要求6所述的光电探测器的形成方法，其特征在于，所述二极管结构包括：位于所述器件区内的第一掺杂区、以及位于所述第一掺杂区上的第二掺杂区，所述第一掺杂区内具有第一掺杂离子，所述第二掺杂区内具有第二掺杂离子，所述第一掺杂离子与第二掺杂离子的导电类型不同。
20.如权利要求6所述的光电探测器的形成方法，其特征在于，在形成所述第一电阻层后，还包括：对所述第一电阻层注入第三掺杂离子。
21.如权利要求6所述的光电探测器的形成方法，其特征在于，在形成第一电阻层后，还包括：在所述二极管结构和第一电阻层表面形成层间介质层；形成位于所述层间介质层内的互连接触层，所述互连接触层与二极管结构和第一电阻层分别接触；在所述层间介质层上形成电互连结构，所述电互连结构与互连接触层电连接。
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