光敏二极管的利记博彩app
【专利摘要】本发明涉及一种光敏二极管，在一P型衬底中形成有N型阱区，N型阱区的表面设有硅化物层，硅化物层的表面设置有多晶硅层；位于硅化物层左右两侧的N型阱区中分别设置有第一P型有源区和第二P型有源区，第一、第二P型有源区的表面分别设置有第一、第二接触孔，第一接触孔内侧与第二接触孔内侧之间构成感光区；位于第一P型有源区左侧的N型阱区内还设置有第一N型重掺杂区域，位于第二P型有源区右侧的N型阱区内还设置有第二N型重掺杂区域；位于第一N型重掺杂区域的左右两侧的P型衬底中分别设有第三、第四P型重掺杂区域，第一、第二N型重掺杂区域和第三、第四P型重掺杂区域中分别设置有第三、第四、第五、第六接触孔。
【专利说明】光敏二极管
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种半导体器件结构，尤其涉及一种光敏二极管结构。
【背景技术】
[0002]光敏二极管(即光敏电阻)是一种对光变化非常敏感的半导体器件，光敏二极管的管芯是一个具有光敏特征的PN结，其具有单向导电性。因此，可以利用光照强弱来改变电路中的电流。
[0003]光敏二极管也叫光电二极管，其管芯是一个具有光敏特征的PN结。当无光照时，有很小的饱和反向漏电流，即暗电流，此时光敏二极管截止。当受到光照时，饱和反向漏电流大大增加，形成光电流，它随入射光强度的变化而变化。当光线照射PN结时，可以使PN结中产生电子空穴对，使得少数载流子的密度增加。
[0004]光敏二极管的应用也及其广泛，现有的光敏二极管主要是由Ptap与Ntap构成，并依靠该Ptap与Ntap形成PN结起到光敏二极管的作用，其剖面结构如图1所示，其版图结构(即俯视结构)如图2所示。从图中可以看出，这种光敏二极管版图结构由于其是不对称的，因此并不利于大规模的集成。
[0005]另外，由于这种结构很明显地区别于其他器件结构，因此在使用时容易被别有用心的人识别并加以利用，导致造成信息的外泄等问题。
[0006]中国专利(CN101064351A)与中国专利(CN102544139A)均公开了光电二极管的结构和装置，但该两篇专利并未对上述技术问题提出相应的改进措施。
【发明内容】
[0007]鉴于上述问题，本发明提供一种光敏二极管。
[0008]本发明解决技术问题所采用的技术方案为:
[0009]一种光敏二极管，包括:多晶硅层、硅化物层、P型重掺杂区域、N型重掺杂区域、N型阱区、P型衬底和接触孔，其中，所述P型衬底中形成有所述N型阱区，所述N型阱区的表面设有硅化物层，所述硅化物层的表面设置有多晶硅层；
[0010]位于所述硅化物层左侧的N型阱区内设置有第一 P型有源区，位于所述硅化物层右侧的N型阱区内设置有第二 P型有源区，所述第一 P型有源区和所述第二 P型有源区通过所述硅化物层隔开；
[0011]所述第一 P型有源区的表面设置有第一接触孔，所述第二 P型有源区的表面设置有第二接触孔，所述第一接触孔内侧与所述第二接触孔内侧之间构成感光区；
[0012]位于所述第一 P型有源区左侧的N型阱区内还设置有第一 N型重掺杂区域，位于所述第二 P型有源区右侧的N型阱区内还设置有第二 N型重掺杂区域；
[0013]所述第一 N型重掺杂区域的表面设置有第三接触孔，所述第二 N型重掺杂区域的表面设置有第四接触孔；
[0014]位于所述第一 N型重掺杂区域左侧的P型衬底中设置有第三P型重掺杂区域，位于所述第二 N型重掺杂区域右侧的P型衬底中设置有第四P型重掺杂区域；
[0015]所述第三P型重掺杂区域的表面设置有第五接触孔，所述第四P型重掺杂区域的表面设置有第六接触孔。
[0016]所述的光敏二极管，其中，所述感光区内不含有任何金属。
[0017]所述的光敏二极管，其中，所述第一接触孔的左侧边缘与所述第一 P型有源区的左侧边缘在同一直线上。
[0018]所述的光敏二极管，其中，所述第二接触孔的右侧边缘与所述第二 P型有源区的右侧边缘在同一直线上。
[0019]所述的光敏二极管，其中，将位于所述多晶硅层中心位置的竖向直线设为中轴线；
[0020]所述第一 P型有源区与所述第二 P型有源区关于所述中轴线对称；
[0021]所述第一 N型重掺杂区域与所述第二 N型重掺杂区域关于所述中轴线对称；
[0022]所述第三P型重掺杂区域与所述第四P型重掺杂区域关于所述中轴线对称。
[0023]所述的光敏二极管，其中，所述第一接触孔与所述第二接触孔关于所述中轴线对称；
[0024]所述第三接触孔与所述第四接触孔关于所述中轴线对称；
[0025]所述第五接触孔与所述第六接触孔关于所述中轴线对称。
[0026]所述的光敏二极管，其中，所述第一 P型有源区的左侧边缘与所述N型阱区的左侧边缘之间的距离符合制程最小规定的间距；
[0027]所述第二 P型有源区的右侧边缘与所述N型阱区的右侧边缘之间的距离符合制程最小规定的间距。
[0028]上述技术方案具有如下优点或有益效果:
[0029]本发明通过将PMOS的源端和漏端以及P型衬底作为P型重掺杂，把PMOS的阱衬底作为N型掺杂，并且把P型有源区上的接触孔内侧之间作为感光区，以使得光敏二极管在PMOS的基础上形成，从而在版图中的图形与PMOS图形较为相似，进而使得在版图上较难被发现，提高了器件结构的安全型，降低了造成信息外泄的可能性。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
[0031]图1是普通光敏二极管的剖面结构图；
[0032]图2是普通光敏二极管的俯视结构示意图；
[0033]图3是本发明实施例中光敏二极管的剖面结构示意图；
[0034]图4是本发明实施例中光敏二极管的各内部结构之间的距离示意图；
[0035]图5是本发明实施例中光敏二极管的俯视结构示意图；
[0036]图6是本发明另一实施例中光明二极管的俯视结构示意图。
【具体实施方式】
[0037]本发明提供一种光敏二极管结构，可用于技术节点为大于等于130nm、90nm、65/55nm或45/40nm等的工艺中。
[0038]本发明的主要思想是利用PMOS的源端、漏端和衬底来实现光敏二极管的功能，即在PMOS的源端、漏端和衬底的基础上形成光敏二极管结构。
[0039]下面结合具体实施例和附图来对本发明方法进行详细说明。
[0040]图3是本实施例中光敏二极管的剖面结构示意图。如图3所示，本发明的光敏二极管结构中包括一 P型衬底，在该P型衬底中形成有N型阱区，在该N型阱区的表面中央处设置有硅化物层1，硅化物层I的表面设置有多晶硅层2，该多晶硅层2和硅化物层I所构成的叠层结构的两侧的N型阱区内设置有关于该叠层结构对称的重掺杂P型有源区(31、32)，且该对称分布的P型有源区(31、32)表面部分区域与硅化物层I重叠；在N型阱区内还设置有关于上述叠层结构对称的N型重掺杂区域(41、42)，其中N型重掺杂区域41位于P型有源区31和N型阱区的边界71之间，N型重掺杂区域42位于P型有源区32和N型阱区的边界72之间；另外，在N型阱区的边界(71、72)以外的P型衬底内还设有关于上述的叠层结构对称分布的P型重掺杂区域(51、52)。
[0041]在上述的P型有源区(31、32)、N型重掺杂区域(41、42)和？型重掺杂区域(51、52)的表面均设置有接触孔。具体的，接触孔61位于P型重掺杂区域51的表面，接触孔62位于N型重掺杂区域41的表面，接触孔63位于P型有源区31的表面，接触孔64位于P型有源区32的表面，接触孔65位于N型重掺杂区域42的表面，接触孔66位于P型重掺杂区域52的表面。其中，接触孔63的左侧与P型有源区31的左侧在同一条直线上，同样的，接触孔64的右侧与P型有源区32的右侧在同一条直线上。
[0042]在上述的接触孔中，接触孔61、接触孔63、接触孔64、接触孔66均连向负极；而接触孔62、接触孔65和多晶硅层2均连向正极。
[0043]图4绘示了图3中的器件内部结构之间的距离。如图3?4所示，接触孔63的右侧和接触孔64的左侧之间的距离为a+L+a，该距离表示光敏二极管的长度，即感光区的长度，在该感光区中不能够存在任何金属，其中a为接触孔内侧至多晶硅层外侧之间的距离，L为多晶娃层的宽度；该光敏二极管的有效长度为L+2*(f+3*b+e+d+c+a),其中b为接触孔的宽度，c为接触孔63到接触孔62 (或接触孔64到接触孔65之间的距离)，d为接触孔62的左侧到N阱边界71之间的距离(或接触孔65的右侧到N阱边界72之间的距离)，e为N阱边界71到接触孔61右侧之间的距离(或N阱边界72到接触孔66左侧之间的距离)，f为接触孔61左侧到P型重掺杂区域51左侧之间的距离(或接触孔66右侧到P型重掺杂区域52之间的距离)。
[0044]对于上述结构中的多晶硅的宽度L可优选采用制程最小规定的宽度；另外，N阱的边界71与P型有源区31的左侧边缘之间可优选采用制程最小规定的间距，同样的，N阱的边界72与P型有源区32的右侧边缘之间的距离(c+b+d)可优选采用制程最小规定的间距。
[0045]图5是本实施例中光敏二极管的版图结构示意图。
[0046]根据图5所绘示的版图(即图3结构的俯视图)中可见的部分包括:多晶硅2、有源区(31、32)、N阱、N型保护环(Ntap) 8、P型保护环(Ptap) 9、P型扩散区(Pimp) 10以及多个接触孔。
[0047]从本发明实施例的版图结构中可以发现，版图的左右两侧是相同的Ptap，因此，在进行光敏二极管的设计中可以将多个相同的光敏二极管拼凑在一起，以利于集成，如图6所示。
[0048]综上所述，本发明通过将光敏二极管设置在PMOS的基础结构上，因此其版图结构与PMOS的版图结构极为相似，故一般仅通过版图很难被发现，对于器件结构的隐蔽性较好，提高了器件的安全性。另外，本发明的光敏二极管采用的是对称的结构设置，因此光敏二极管版图的左右两侧是相同的Ptap，所以可以同时集成多个相同的光敏二极管，更有利于光敏二极管的集成。
[0049]对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。
【权利要求】
1.一种光敏二极管，包括:多晶硅层、硅化物层、P型重掺杂区域、N型重掺杂区域、N型阱区、P型衬底和接触孔，其特征在于，所述P型衬底中形成有所述N型阱区，所述N型阱区的表面设有娃化物层，所述娃化物层的表面设置有多晶娃层； 位于所述硅化物层左侧的N型阱区内设置有第一 P型有源区，位于所述硅化物层右侧的N型阱区内设置有第二 P型有源区，所述第一 P型有源区和所述第二 P型有源区通过所述硅化物层隔开； 所述第一 P型有源区的表面设置有第一接触孔，所述第二 P型有源区的表面设置有第二接触孔，所述第一接触孔内侧与所述第二接触孔内侧之间构成感光区； 位于所述第一 P型有源区左侧的N型阱区内还设置有第一 N型重掺杂区域，位于所述第二 P型有源区右侧的N型阱区内还设置有第二 N型重掺杂区域； 所述第一 N型重掺杂区域的表面设置有第三接触孔，所述第二 N型重掺杂区域的表面设置有第四接触孔； 位于所述第一 N型重掺杂区域左侧的P型衬底中设置有第三P型重掺杂区域，位于所述第二 N型重掺杂区域右侧的P型衬底中设置有第四P型重掺杂区域； 所述第三P型重掺杂区域的表面设置有第五接触孔，所述第四P型重掺杂区域的表面设置有第六接触孔。
2.如权利要求1所述的光敏二极管，其特征在于，所述感光区内不含有任何金属。
3.如权利要求1所述的光敏二极管，其特征在于，所述第一接触孔的左侧边缘与所述第一 P型有源区的左侧边缘在同一直线上。
4.如权利要求1所述的光敏二极管，其特征在于，所述第二接触孔的右侧边缘与所述第二 P型有源区的右侧边缘在同一直线上。
5.如权利要求1所述的光敏二极管，其特征在于，将位于所述多晶硅层中心位置的竖向直线设为中轴线； 所述第一 P型有源区与所述第二 P型有源区关于所述中轴线对称； 所述第一 N型重掺杂区域与所述第二 N型重掺杂区域关于所述中轴线对称； 所述第三P型重掺杂区域与所述第四P型重掺杂区域关于所述中轴线对称。
6.权利要求5所述的光敏二极管，其特征在于，所述第一接触孔与所述第二接触孔关于所述中轴线对称； 所述第三接触孔与所述第四接触孔关于所述中轴线对称； 所述第五接触孔与所述第六接触孔关于所述中轴线对称。
7.如权利要求1所述的光敏二极管，其特征在于，所述第一P型有源区的左侧边缘与所述N型阱区的左侧边缘之间的距离符合制程最小规定的间距； 所述第二P型有源区的右侧边缘与所述N型阱区的右侧边缘之间的距离符合制程最小规定的间距。
【文档编号】H01L31/103GK103606587SQ201310506692
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年10月23日 优先权日:2013年10月23日
【发明者】张宁, 王本艳, 刘小玲 申请人:上海华力微电子有限公司