专利名称：一种能实现紫外光响应的硅器件的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种光响应器件，尤其涉及一种能实现紫外光响应的硅器件。
技术背景随着科技的进步和发展，紫外电耦合器件(CCD)及紫外硅光电探测器的应用领 域也越来越宽广，如大型光谱仪、生物学的研究、电力安全告警、导弹告警等领域， 这些高、精、尖领域对紫外CCD及紫外硅光电探测器的性能提出了迫切的需求，这 也对紫外CCD及紫外硅光电探测器的研究提出了新的标准。传统结构的CCD (电荷耦合器件)或硅光电探测器对波长小于350纳米的紫外光 没有响应，是因为紫外光子不能到达硅或光生电子不能被有效收集；紫外光在硅里的 穿透深度很浅，波长为300纳米的紫外光在硅里的穿透深度仅有65纳米。目前CCD或硅光电探测器实现紫外响应的措施是采用荧光变频或背照；其中，荧光变频是在CCD的表面淀积一层荧光膜，小于400纳米波段的光子被 荧光膜吸收并激发出可见光；该技术需要增加专门的工艺，这就提高了成本，而且降 低了成品率，不仅如此，二次发光还会使得图像的分辨率下降。背照是在CCD正面工艺完成后，用机械抛光或化学腐蚀的方法，使CCD减薄到 15微米左右的厚度，比常规的纸还薄；该工艺需要专门的设备，工艺复杂、成品率低、 成本高。综上所述，现有技术中实现紫外响应的措施都存在空间分辨率低、工艺复杂、成 品率低、成本高的缺点。 发明内容本发明提供了一种新型的能实现紫外光响应的硅器件，它包括钝化层、N型区、 P型区，其创新点在于所述的N型区和P型区并排在钝化层一侧，且三者间互相连 接。所述的钝化层为Si02。本发明的有益技术效果是工艺简单且与现有技术兼容，成本低廉，提高了响应 波长的范围。
附图1，传统CCD光敏区结构或传统硅光电探测器结构示意图； 附图2，本发明的结构示意图；附图3，标有耗尽区的传统CCD光敏区结构或传统硅光电探测器结构示意图； 附图4，标有耗尽区的本发明的结构示意图；附图5，传统CCD光敏区或传统硅光电探测器对300纳米紫外光的响应效果图；附图6，本发明的结构对300纳米紫外光的响应效果图；附图中钝化层l、 N型区2、 P型区3、耗尽区4，图中箭头方向为光子进入方向。
具体实施方式
参见附图l，传统CCD光敏区结构或传统硅光电探测器结构示意图，从图中我们 可以看到传统结构中钝化层l、 N型区2、 P型区3层层纵向排列；参见附图3，光子 从钝化层l一方进入，要经过N型区2才能到达耗尽区4，由于光生电子只有到达耗 尽区才能被有效收集，而传统结构的这种光子进入方式使得波长小于350纳米的紫外 光生电子无法被有效收集，因此传统结构的CCD光敏区或传统硅光电探测器对波长小 于350纳米的紫外光没有响应。参见附图2，本发明的结构示意图，它包括钝化层l、 N型区2、 P型区3，它 与传统结构的区别之处在于N型区2和P型区3并排在钝化层1一侧，且三者间互 相连接，这种结构使N型区2、 P型区3和耗尽区4三个区域并排在钝化层1 一侧， 耗尽区4与钝化层1间零间距；参见附图4，标有耗尽区的本发明的结构示意图，从 图中我们可以看出，光子入射后只需经过钝化层1就可直接到达耗尽区4，这比传统 结构中光子入射的路径更短，即在相同情况下本发明的结构比传统结构能收集更多的 光子。本发明结构与传统结构另一个明显的不同点在于本发明结构中的钝化层1为一 单层的Si02，而传统结构中的钝化层l为Si3N4和Si02双层结构。Si凡的禁带宽度为 5电子伏，对应的本征吸收波长为248纳米，即Si3N4的存在对波长小于248纳米的紫 外光有较强的吸收，为了提高紫外光的吸收，本发明的结构去掉了 Si^而仅保留Si02 作为唯一的钝化层l,经过可靠性试验，Si3N4的去掉未对器件的可靠性带来影响。对CCD来说，P型区3通常采用衬底浓度，P型区3不需额外掺杂，N区通常在 埋沟注入时一起形成；对硅光电探测器来说，N型区2及P型区3的浓度视光敏单元的尺寸来定，目的是使耗尽区面积尽量大，让尽量多的紫外光子落入耗尽区而不是落 入中性区(N型区2或P型区3)。N型区2及P型区3掺杂浓度的计算公式见公式①及公式②<formula>formula see original document page 5</formula>式中，《为单位电子电量，i"为N型区2掺杂浓度，i^为P型区3掺杂浓度，es, 为硅的介电常数，；c"为耗尽区4在N型区2上的宽度，jCp为耗尽区4在P型区3上的 宽度。参见附图5、附图6，从两图的对比上可以明显看出，对300纳米波长的紫外光， 采用传统结构己经没有响应，而本发明的结构仍可响应。综上所述，本发明的结构与传统结构相比光子经过钝化层1直接到达耗尽区4， 且仅保留Si02作为唯一的钝化层1避免了 Si3N4对波长小于248纳米的紫外光的吸收， 这样就使采用本发明结构的CCD光敏区或硅光电探测器可以实现对较弱(波长在200 纳米到350纳米波段)的紫外光的响应。
权利要求
1、一种能实现紫外光响应的硅器件，它包括钝化层(1)、N型区(2)、P型区(3)，其特征在于所述的N型区(2)和P型区(3)并排在钝化层(1)一侧，且三者间互相连接。
2、 根据权利要求1所述的能实现紫外光响应的硅器件，其特征在于所述的钝化层(1)为Si02。
全文摘要
本发明公开了一种能实现紫外光响应的硅器件，它包括钝化层、N型区、P型区，所述的N型区和P型区并排在钝化层一侧，且三者间互相连接；光子经过钝化层直接到达耗尽区，且仅保留SiO<sub>2</sub>作为唯一的钝化层避免了Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub>对波长小于248纳米的紫外光的吸收；本发明的有益技术效果是工艺简单且与现有技术兼容，成本低廉，提高了响应波长的范围。
文档编号H01L31/103GK101237001SQ20081006934
公开日2008年8月6日 申请日期2008年2月1日 优先权日2008年2月1日
发明者汪朝敏 申请人:中国电子科技集团公司第四十四研究所