[0001]
技术领域
[0002] 本
发明涉及一种光敏二极管,具体涉及一种防串流光敏二极管芯片及其制造方法。
背景技术
[0003]
X射线探测器(X-ray detector)是安检机成像的核心模
块,X射线探测器主要作用是将接收X射线并将收到的X射线
能量值转换为相应的
荧光信号,荧
光信号通过光电传感芯片转换成相应的
电压信号,最后输出到成像系统中,实现对物质的
无损检测。
[0004] 光敏二极管阵列产品作为X射线探测器的核心单元,对每个
相位的二极管输出
电流要求一致,这样才能保证X射线探测器检测的
精度,实现清晰成像。目前常规二极管隔离采用PN等结构隔离,可以改善一部分串扰电流,能够满足部分产品的要求。但随着对成像清晰度要求的提高,常规的隔离方案已经不能满足二极管阵列光生电流的精度要求。
发明内容
[0005] 为了解决
现有技术中存在的不足,本发明提供一种防串流光敏二极管芯片及其制造方法,所述防串流光敏二极管芯片及其制造方法能够减少相邻二极管之间的光电流干扰,实现电流的均匀输出。
[0006] 根据本发明提供的技术方案,作为本发明的第一方面,其提供了一种防串流光敏二极管芯片,所述防串流光敏二极管芯片包括第一导电类型衬底,所述第一导电类型衬底上间隔地设有多个发光单元,相邻的发光单元之间由阻断
深槽相隔离,所述阻断深槽中填充有绝缘介质;每个所述发光单元包括在第一导电类型衬底的第一导电类型
外延层,所述第一导电类型外延层上形成第一导电类型阱区和第二导电类型阱区。
[0007] 进一步地,在每个发光单元中,其上的第一导电类型阱区位于第二导电类型阱区的周围。
[0008] 进一步地,所述阻断深槽的宽为30-100µm,深10-20µm。
[0009] 作为本发明的第二方面,其提供了一种防串流光敏二极管芯片的制造方法,所述防串流光敏二极管芯片的制造方法具体包括以下步骤:提供第一导电类型衬底;
采用外延工艺,在所述第一导电类型衬底的表面生长出第一导电类型外延层;
在所述第一导电类型外延层的外延面向内
刻蚀形成多个相间隔的第一导电类型阱区
注入窗口,向所述第一导电类型阱区注入窗口中注入第一掺杂离子,在第一导电类型阱区注入窗口
位置处形成第一导电类型阱区;
在所述第一导电类型外延层的外延面向内刻蚀形成多个相间隔的第二导电类型阱区
注入窗口,向所述第二导电类型阱区注入窗口中注入第二掺杂离子,在第二导电类型阱区注入窗口位置处形成第二导电类型阱区;
在第一导电类型外延层的外延面向内刻蚀形成多个阻断深槽;
在所述阻断深槽中和第一导电类型阱区表面、第二导电类型阱区表面沉淀绝缘层。
[0010] 进一步地,所述第一导电类型阱区位于第二导电类型阱区的周围。
[0011] 进一步地,多个阻断深槽将所述第一导电类型外延层间隔成多个发光单元;从每个所述发光单元上的第一导电类型外延层外延面向内形成有所述第一导电类型阱区和第二导电类型阱区。
[0012] 从以上所述可以看出,本发明提供的防串流光敏二极管芯片,与现有技术相比具备以下优点:填充有绝缘介质的阻断深槽2可以很好地改善相邻二极管之间窜扰电流问题,保证探测器模块的输出精度,实现清晰成像。
附图说明
[0013] 图1为本发明第一方面第一种
实施例的结构示意图。
[0014] 图2为图1中A-A剖面的结构示意图。
[0015] 图3为本发明第二方面第一种实施例中步骤S110的结构示意图。
[0016] 图4为本发明第二方面第一种实施例中步骤S120的结构示意图。
[0017] 图5为本发明第二方面第一种实施例中步骤S130、S140和S150的结构示意图。
[0018] 图6为本发明第二方面第一种实施例中步骤S160的结构示意图。
[0019] 图7为本发明第二方面第一种实施例中步骤S170的结构示意图。
[0020] 图8为本发明第二方面第一种实施例中步骤S180的结构示意图。
[0021] 1. N型衬底,2. 阻断深槽,3. N型外延层,4. N型阱区,5. P型阱区。
具体实施方式
[0022] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是,下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向。使用的词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
[0023] 作为本发明的第一方面,提供一种防串流光敏二极管芯片,其中,所述防串流光敏二极管芯片包括:所述防串流光敏二极管芯片包括第一导电类型衬底,所述第一导电类型衬底上间隔地设有多个发光单元,相邻的发光单元之间由阻断深槽2相隔离,所述阻断深槽2中填充有绝缘介质;每个所述发光单元包括在第一导电类型衬底的第一导电类型外延层,所述第一导电类型外延层上形成第一导电类型阱区和第二导电类型阱区。为了使得阻断相邻二极管之间的光电流干扰所述深槽的宽为30-100µm,深10-20µm。
[0024] 可以理解的是,填充有绝缘介质的阻断深槽2可以很好地改善相邻二极管之间窜扰电流问题,保证探测器模块的输出精度,实现清晰成像。
[0025] 第一种实施例,如图1和图2所示,所述防串流光敏二极管芯片包括第一导电类型衬底,所述N型衬底1上间隔地设有多个发光单元,相邻的发光单元之间由阻断深槽2相隔离,所述阻断深槽2中填充有绝缘介质;每个所述发光单元包括在N型衬底1的N型外延层3,所述N型外延层3上形成N型阱区4和P型阱区5;在每个发光单元中,其上的N型阱区4位于P型阱区5的周围。为了使得阻断相邻二极管之间的光电流干扰所述深槽的宽为30µm,深10µm。
[0026] 第二种实施例,所述防串流光敏二极管芯片包括第一导电类型衬底,所述N型衬底1上间隔地设有多个发光单元,相邻的发光单元之间由阻断深槽2相隔离,所述阻断深槽2中填充有绝缘介质;每个所述发光单元包括在N型衬底1的N型外延层3,所述N型外延层3上形成N型阱区4和P型阱区5; 在每个发光单元中,其上的N型阱区4位于P型阱区5的周围。为了使得阻断相邻二极管之间的光电流干扰所述深槽的宽为100µm,深20µm。
[0027] 第三种实施例,所述防串流光敏二极管芯片包括第一导电类型衬底,所述P导电类型衬底上间隔地设有多个发光单元,相邻的发光单元之间由阻断深槽2相隔离,所述阻断深槽2中填充有绝缘介质;每个所述发光单元包括在P型衬底的P型外延层,所述P型外延层上形成P型阱区5和N型阱区4; 在每个发光单元中,其上的P型阱区5位于N型阱区4的周围。为了使得阻断相邻二极管之间的光电流干扰所述深槽的宽为70µm,深15µm。
[0028] 作为本发明的第二方面,提供一种防串流光敏二极管芯片的制造方法,所述防串流光敏二极管芯片的制造方法具体包括以下步骤:提供第一导电类型衬底;
采用外延工艺,在所述第一导电类型衬底的表面生长出第一导电类型外延层;
在所述第一导电类型外延层的外延面向内刻蚀形成多个相间隔的第一导电类型阱区
注入窗口,向所述第一导电类型阱区注入窗口中注入第一掺杂离子,在第一导电类型阱区注入窗口位置处形成第一导电类型阱区;
在所述第一导电类型外延层的外延面向内刻蚀形成多个相间隔的第二导电类型阱区
注入窗口,向所述第二导电类型阱区注入窗口中注入第二掺杂离子,在第二导电类型阱区注入窗口位置处形成第二导电类型阱区;
在第一导电类型外延层的外延面向内刻蚀形成多个阻断深槽2;
在所述阻断深槽2中和第一导电类型阱区表面、第二导电类型阱区表面沉淀绝缘层。
[0029] 防串流光敏二极管芯片的制造方法的第一种实施例具体包括以下步骤:S110:如图3所示,提供N型衬底1;
S120:如图4所示,采用外延工艺,在所述N型衬底1的表面生长出N型外延层3;
S130:在所述N型外延层3的外延面向内刻蚀形成多个N型阱区4注入窗口,多个所述N型注入窗口在N型外延层3间隔分布;
S140:向所述N型阱区4注入窗口中注入N型杂质磷,从而在N型阱区4注入窗口位置处形成N型阱区4;
S150:如图5所示,在N型阱区4以外的N型外延层3的外延面向内刻蚀P型阱区5注入窗口,并向所述P型阱区5注入窗口中注入P型杂质
硼,从而在P型阱区5注入窗口位置处形成P型阱区5;所述N型阱区4位于P型阱区5的外周,并且一个P型阱区5至少与一个N型阱区4配合;
S160:如图6所示,在P型阱区5的周围向N型外延层3内延伸刻蚀形成宽为30-100µm,深
10-20µm的阻断深槽2;所述阻断深槽2将N型外延层3间隔成多个发光单元,从每个所述发光单元上的N型外延层3外延面向内形成有相配合的述N型阱区4和P型阱区5。
[0030] S170:如图7所示,向所述阻断深槽2沉淀绝缘介质,使得相邻的发光单元之间相互隔离。
[0031] S180:如图8所示,向P型阱区5和N型阱区4外表面沉淀绝缘介质;所述绝缘介质优选
二氧化
硅。
[0032] 所属领域的普通技术人员应当理解:以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的主旨之内,所做的任何
修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。