集成在負載讀取電路中的檢測像素矩陣的製作方法
2023-12-07 23:55:31 3
專利名稱：集成在負載讀取電路中的檢測像素矩陣的製作方法
技術領域：
本發明涉及檢測像素矩陣以及光電檢測器，該光電檢測器包括檢測像素矩陣和由該矩陣的檢測像素產生的負載的讀取電路。
本發明還涉及用於製造檢測像素矩陣的工序，以及製造包括檢測像素矩陣和由該矩陣的檢測像素產生的負載的讀取電路的工序。
本發明例如被應用來形成在掃描儀、光電裝置和數位相機中使用的傳感器，以及被應用來形成具體用於DNA序列的微晶片。
根據本發明的光電檢測器例如允許形成防強光成像器，該成像器被單片地集成進CMOS(互補金屬氧化物半導體)技術讀取電路的表面中。
背景技術：
被單塊地放置在CMOS讀取電路上的成像器的當前製造技術包括在讀取電路接觸短截線上放置連續的NIP、IP、PIN或IN型層。然後將連接於所有像素的導體透明氧化物層放置來形成頂電極，該頂電極沿著光電矩陣的外周向側邊下降。
本技術允許按照批量的單塊的方式來形成成像器，而不需要執行另外的焊接來將上接觸部分連接到CMOS讀取電路。這節省了時間、降低了成本，並且增加了組件的可靠性。
然而，缺點在於存在像素之間的負載或光子的側漏。像素之間的負載或光子的這種側漏現象被公知為互調。已知有幾種技術用來減小互調。
第一種技術包括使用絕緣區將所述像素彼此分開，如美國專利US 6,215,164所述。利用一個互連結構2來覆蓋基板，在該互連結構中，形成導體連接部分3a、3b、3c和3d。在互連結構2的表面上形成多個檢測像素。每個檢測像素包括由兩個電極包圍的本徵半導體區。使用金屬接觸短截線4將第一電極5連接到在結構2中形成的導體連接部分。絕緣介電區7將本徵半導體區6彼此分開。摻P層8覆蓋所有半導體區6以及絕緣介質區7。透明導體層9覆蓋層8並且組成所有檢測像素的第二電極。通過使用在互連結構2中形成的導體連接部分中的一個將導體層9電連接到基板。
介電區7優選允許將檢測像素彼此絕緣。然而，介電區7的存在是缺陷的源頭。實際上，存在有在半導體區6和絕緣介電區7之間的界面處洩漏的很大風險。實際上，在絕緣介電媒質的體(volume)中，原子按照同源的方式連接到其鄰居原子，與在表面上發生的情形相反，在表面上，某些原子的原子鏈已經變形。因此在半導體區6和絕緣介電區7之間的界面上出現某些原子鏈的變形。這產生了缺陷中心，該缺陷中心變成可導體的。
而且，完全覆蓋光敏層的透明導體層9部分地吸收所接收的光，從而減少了被檢測的光子的數目。或者，透明導體層9是氧化物層。因此，透明導體氧化物的特性相對於時間發生改變，並且其製造總是不簡便且不能被再現。這是另一種缺點。
第二種技術包括形成光學層，以防止光碰擊電極之間的區域。這種技術在專利EP 1,122,790中進行了描述，如圖2中所示。利用一個互連結構11來覆蓋基板10，在該互連結構中，形成導體連接部分12a、12b、12c和12d。在互連結構11的表面上形成多個檢測像素。每個檢測像素包括由兩個電極包圍的本徵半導體區。第一電極13連接到在基板10中形成的金屬互連部分。本徵半導體層14覆蓋基板10和金屬接觸短截線13，使得覆蓋電極13的層部分14組成檢測像素的半導體區。摻P半導體層15覆蓋層14，並且組成所有檢測像素的第二電極。
非透明導體層16覆蓋層15。非透明導體層16包括沿著檢測像素的垂直方向設置的開口17，以使光子通過。非透明區域18將開口17分開，並且組成光學掩模，該光學掩模掩蓋位於鄰近像素之間的光敏區。所述光學掩模的存在導致所檢測的光子數目大大減少。而且，雖然如此，但是光學掩模不能防止電負載通過本徵半導體層14在鄰近像素間傳播。因此，這種技術雖然降低了光互調，但是沒有降低電互調。
按照通常的方式，在當前減小像素的尺寸中，互調是正在增加的一個突出的問題。實際上，像素之間的距離目前正在變得與光敏區自由平均路徑具有可比性(通常在微米範圍內)。為了解決由於此種近似產生的問題，設計具體自適應的讀取電路常常是必要的。這是另一個缺點。
本發明不會出現上述任何一種缺點。
發明內容
實際上，本發明涉及一種檢測像素的矩陣，檢測像素包括具有第一表面和第二表面的光敏半導體區，其中第一表面由第一電極覆蓋，第二表面位於第一表面的相對端且由第二電極覆蓋；光敏半導體區允許將作用在所述第一表面上的光子轉換成載流子；第一電極包括收集在光敏半導體區中產生的載流子的金屬圖樣。該金屬圖樣的形狀用於使得整個光敏半導體區明顯地組成收集區，用於收集在光敏半導體區中產生的所有載流子。
根據本發明的另一特性，金屬圖樣的形狀被形成為使得檢測像素的光敏半導體區中的所有點距離金屬圖樣一個距離，該距離小於光敏半導體區域的材料中的載流子的分布長度的4倍。
根據本發明的又一特性，檢測像素被分組成多個塊，每個檢測像素塊是其金屬圖樣彼此互相電連接的多個鄰近檢測像素。
根據本發明的又一特性，溝槽將至少一個檢測像素和至少一個鄰近檢測像素分開。
根據本發明的又一特性，檢測像素的第一表面是六邊形。
根據本發明的又一特性，金屬圖樣的形狀用於使載流子流入檢測像素的中心區域。
根據本發明的又一特性，金屬圖樣包括具有幾個分支的一組星形導軌，該星形的中心被設置在第一表面的中心處。
根據本發明的又一特性，金屬圖樣包括至少一個圓形導軌和至少一個直線導軌，該直線導軌以直角將圓形導軌割開，圓形導軌的中心被設置在第一表面的中心處。
根據本發明的又一特性，金屬圖樣包括至少一個六邊形的導軌以及至少一個直線導軌，該六邊形導軌以第一表面的中心為中心，該至少一個直線導軌穿過該六邊形的中心以及相對於該中心對稱的兩個頂點。
根據本發明的又一特性，導軌的寬度遠小於0.3微米。
根據本發明的又一特性，金屬圖樣是Al、Cu、Cr、Ni、W、Ti、TiW、Mo、In、Pt、Pd、Au或Tin，或者是從前述金屬選出的金屬合金。
根據本發明的又一特性，第二電極由電接觸部分和擴散勢壘層組成。
根據本發明的又一特性，在光敏半導體區的第一表面和第一電極的金屬圖樣之間，檢測像素包括與第一表面接觸的擴散勢壘層以及覆蓋該擴散勢壘層的摻P半導體層。
根據本發明的又一特性，光敏半導體區是非晶矽或多晶矽。
本發明還涉及一種光電檢測器，該光電檢測器包括檢測像素矩陣和由該檢測像素檢測的載流子的讀取電路。檢測像素矩陣是一個在介電層上形成的根據本發明的矩陣，在該介電層中插入電連接部分；至少一個檢測像素具有使用金屬連接部分連接到第一電連接部分的第一電極的金屬圖樣，第二電極電連接到第二電連接部分。
根據本發明的又一特性，在所述讀取電路上直接形成介電層。
根據本發明的又一特性，所述讀取電路是CMOS電路。
本發明還涉及用於製造根據本發明的檢測像素矩陣的過程。該過程包括對於檢測像素，產生在光敏半導體區的第一表面上的第一電極，第一電極包括形成金屬圖樣，該金屬圖樣被設計來收集在光敏半導體區中產生的載流子。金屬圖樣的形成用於使得整個光敏半導體區組成收集區域，用於收集在光敏半導體區中產生的所有載流子。
本發明還涉及用於製造光電檢測器的過程，該光電檢測器包括檢測像素矩陣和由該檢測像素檢測的載流子的讀取電路。光電檢測器製造過程包括在讀取電路上形成介電層，在該介電層中插入電連接部分。電連接部分包括開口在該介電層的第一表面上的第一端，以及開口在與第一表面相對的第二表面上的第二端；使用讀取電路的導體接觸短截線來電連接所述電連接部分的第一端。
在所述電連接部分的第二端上形成電接觸。
在介電層和電接觸上澱積光敏半導體層。
按照這樣一種方式來澱積所有的金屬圖樣，使得形成矩陣的檢測像素。檢測像素包括具有第一表面和第二表面的光敏半導體區，其中第一表面由具有金屬圖樣的第一電極覆蓋，第二表面由第二電極覆蓋，該第二電極由電接觸組成。該金屬圖樣的形狀用於使得整個光敏半導體區組成收集區，用於收集在光敏半導體區中產生的所有載流子。
形成一組導體連接部分，該導體連接部分將金屬圖樣連接到電接觸。
根據本發明的另一特性，用於製造光電檢測器的過程包括在澱積所有金屬圖樣之前，以連續的方式在光敏半導體層上澱積擴散勢壘層和澱積摻P半導體層。
根據本發明的又一特性，在澱積所有金屬圖樣之前，在光敏半導體層形成部分，該部分使得至少一個檢測像素與至少一個鄰近像素分開。
根據本發明的又一特性，所屬導體連接部分形成在該部分中。
根據本發明的光電設備是一種具有非常低的互調的防強光結構，該互調允許單獨地作用(address)每個像素或每個像素塊。而且，根據本發明的優選實施例選擇的材料允許老化大大降低且提高動態性能。所獲得的二極體更快速，相對於時間更加穩定，且可以防嚴重的本地強光。這導致在性能上有明顯地提高。另外，該結構的製造過程簡單且具有魯棒性。
在檢測像素的表面上形成的金屬圖樣被設計來很好地收集在像素體中產生的所有載流子。優選地，檢測像素的整個光敏半導體區因此組成一個收集區，用於收集在光敏半導體區中產生的所有載流子。載流子收集區是這樣一種區域，在該區域中，所產生的任何載流子基本上確信被電極收集，在該區域之外收集所產生的載流子的可能性基本上為零。
根據本發明的一個具體實施例，電場線集中在像素的中心，從而允許流出在像素中心檢測的載流子。因此，可以避免所檢測的載流子進行任何側面散射。
本發明允許交叉連接每個檢測像素。從而交叉連接防止例如過多的負載到達鄰近像素。這導致圖像解析度提高。頂電極金屬圖樣組成可對載流子進行有效收集的等勢線。而且，由於頂電極不必須是公共的，所以還可以單獨地作用於每個像素。從而，可以分別組成紅、綠和藍色的像素的三個子網絡。另外，使用多晶矽來組成光敏材料，可以使得相對於時間的穩定性、速度以及光電轉換的效率大大增強。這種材料對大光強具有特別的抵抗性，並且其當前密度很低，使得可以大大提高驅動負載的動力。利用此種材料獲得的剩磁低於利用標準材料獲得的剩磁，其允許以非常高的頻率工作。因此，根據本發明的優選實施例實現的技術可兼容於現有CMOS讀取電路的較廣範圍，既包括模擬電路也包括數字電路。
優選地，本發明使得能夠避免像素的強光，而且可以及時獲得快速的非常穩定的圖像，該圖像對強光(爆炸、很大的放大，很大的集中等)具有抵抗性。由於每個像素可被單獨化，所以可以對有缺陷的像素進行校正，從而利用較小的光照來均勻化圖像。還可以執行在成像器中集成的圖像處理(智能視網膜)和/或需要單獨訪問每個光電管的兩個電極的任何操作。
本發明考慮一種應用，該應用特別有利於產生其直徑約為幾微米的像素，因為在像素中光生的載流子的擴散長度使得可以容易地實現頂電極的金屬圖樣。這是本發明的一個最本質的方面。
與現有技術相比，本發明的另一個優點是實現更加簡單。實際上，根據本發明，比較清楚的是，使用透明導體氧化物和優選專門由CMOS技術中通常使用的金屬製成的頂電極。
在讀取本發明的優選實施例之後，本發明的其他特徵和優點將變得更加明顯，其中圖1表示根據現有技術的成像器的第一實例；圖2表示根據現有技術的成像器的第二實例；圖3表示根據本發明的成像器的剖面圖；圖4A和4B分別表示根據本發明的成像器的第一像素實例的透視圖和頂視圖；圖5表示根據圖4A和4B中描述的實例的成像器的一組像素的頂視圖；圖6A和6B分別表示根據圖5中的實例分組的成像器的一組像素的頂視圖和部分截面圖；圖7A到7E表示呈現不同電極幾何圖形的像素組的頂視圖；圖8A到8D表示用於製造根據本發明的光電檢測器的工序的步驟；圖9表示本發明的特定實施例。
在所有附圖中，相同的標示描述相同的元件。
發明詳述圖3表示根據本發明的成像器的剖面圖。
在基板17上設置介電層18，在介電層18中形成電連接部分19a、19b、19c和19d，其中基板17可以是例如CMOS型讀取電路。該電連接部分19a、19b、19c和19d連接到所述讀取電路的接觸短截線(圖3中沒有示出)。在介電層18的表面上形成多個檢測像素。每個檢測像素包括由兩個電極包圍的光敏半導體區22。導體性擴散勢壘區20(例如，TiN層)和導體接觸21(例如，摻n半導體層)組成第一電極，該第一電極與插入介電層中的電連接部分(19b、19d)相接觸地形成。半導體區22是由例如非摻雜型非晶矽或非摻雜型多晶矽製成的光敏區。優選地但非強制性地，光敏區22由透明導體擴散勢壘23(例如，加氫炭化矽)和放置在擴散勢壘23上的另一摻P半導體層24覆蓋。例如，根據PECVD(等離子體增強化學氣相澱積)技術，通過由等離子體協助對(CH3)3Si進行分解來提供層24。金屬圖樣26覆蓋層24的表面，且組成檢測像素的第二電極。
圖樣26例如由Al、Cu、Cr、Ni、W、Ti、TiW、Mo、In、Pt、Pd、Au或Tin，或者對導體而言為優化的金屬的合金或組合。對於每個像素，利用連接到在介電層18中形成的金屬連接部分19a、19c的側導體連接部分27來延伸電極26。
根據本發明的第一實施例，像素或像素組利用筆直區域25彼此分開，如圖3所示。根據本發明的第二實施例，像素不會利用區域25分開，而是連續的。在後一種情況下，當光生載流子必須覆蓋來重新加入電極的距離被選擇為例如小於載流子的擴散長度的4倍時，兩種像素之間的距離被選擇為例如大於光生載流子的擴散長度的5倍。
優選地，根據本發明的成像器不包括像素之間的介電媒質，並且在輸出上，不可能產生比如上述的洩漏電流。而且，光敏材料優選由非晶矽或多晶矽製成，以便增加穩定性和提高工作速度。
圖4A和4B分別表示根據本發明的成像器的第一像素實例的透視圖和頂視圖。
根據圖4A和4B中的實例，像素具有六邊形形狀，且覆蓋層24的電極26具有星形形狀，其中三個分支彼此互成120度。兩個分支只能部分延伸到層24的表面，而第三個分支可以在整個表面上延伸，以便連接到連接於介電層18中的金屬連接部分19a的側導體連接部分27(圖4A-4B中沒有示出)。電極26收集載流子。電極26的星形形狀有利於允許將電場線集中到像素的中心，並且在輸出上，防止負載的側擴散。而且，摻P層24和電極26之間的接觸部分之間的弱電阻使得能夠獲得相對於響應速度和噪聲而言具有三個良好的性能水平的檢測器。而且，用來形成電接觸部分(電極、基板連接部分等)的金屬優選地兼容於標準CMOS過程。因此，可以例如使用鋁、氮化鈦、鎢或氮化鎢電連接電極。
包含電極26的分支優選由很薄的導軌構成，例如，該導軌小於0.3微米或者甚至更小。電極26僅僅覆蓋層24的一很小區域，這樣，僅僅阻止很小一部分光穿透到有源區。
圖5表示如圖4A和4B所示的成像器的一組像素的頂視圖。像素的組合呈現蜂窩型結構。保持這樣結構，除了其它原因之外，其原因還在於這種結構允許避免太尖銳並且導致電場局部增強的角度。例如，所表示的三個像素對應於三種基色紅(R)、綠(G)和藍(B)。具有讀取電路的頂電極的連接點位於六邊形的角上。即使這樣，因為在通常方式下，實際上是根據存在於介電層之下的讀取電路來選擇連接點的位置，所以其它的結構也是可以的。
圖6A和6B分別表示根據圖5中的實例分組的成像器的一組像素的頂視圖和部分截面圖。使用側連接部分27和形成在介電層18中的電連接部分來將頂電極26連接到基板17的電接觸短截線E1，以及將底電極20、21連接到基板17的電接觸短截線E2。
圖7A到7E表示可以用於頂電極的各種幾何圖形的不同實例。正如上面所述的，設計頂電極26，使得最優化載流子的收集同時最小化光學吸收。這樣，為此來選擇構成電極26的導軌的寬度(例如小於0.3微米，以及如上述所述的)。而且，定位導軌，使得將電場線集中到像素的中心，這樣允許最大程度地將載流子流到像素的中心。
圖7A和7B表示兩個星形電極的變型。圖7A表示具有上述三個分支的變型。圖7B表示六分支的變型，兩個相鄰分支之間具有60度的角度。
圖7C和7D表示冠狀電極的兩個變型。根據圖7C的變型，電極26包括中心環形部分28和連接到環形部分28的直線部分29。直線部分29位於環形部分28所限定的表面的外部，並且以直角切割環形部分28。
根據圖7D的變型，電極26包括兩個中心環形部分和一個直線部分。中心環形部分30、31是同心的，並且兩者以直角連接到直線部分29。也可以採用包括多於兩個環形部分或者冠狀的電極圖樣。在更通常的方式下，實際上，使得環形部分的大小和數量適應像素的大小和材料中的載流子的擴散長度。
根據本發明，將像素的光敏半導體區的大小選擇在載流子的大約幾個擴散長度。在圖7C所示的情況中，冠狀28的直徑例如可以等於載流子擴散長度的三倍，並且在圖7D的情況中，例如，可以以等於三倍載流子的擴散長度的距離來分開冠狀。
圖7E表示蜘蛛網狀電極。例如，電極26包括兩個六邊形部分和六個直線部分。將兩個六邊形部分中的一個放置在另一個之中，並且設置六個直線部分，使得兩個相鄰部分彼此構成60度的角度。正如上面所指出的，根據載流子的擴散長度來調整大小。
圖8A到8D表示根據本發明用於製造光電檢測器的過程的實例的不同階段。首先，在讀取電路17上形成介電層18，其中電連接部分19a、19b、19c和19d插入在介電層18中(見圖8A)。讀取電路可以是如圖8A-8D所示的平坦表面，或者是非平坦表面。然後在電連接部分19a、19b、19c和19d上形成電接觸部分(擴散勢壘區20和可能具有的導體接觸部分21)，以便形成電極(見圖8B)。然後，在介電層18上設置本徵半導體層，然後可能設置擴散勢壘層和摻P導體層。根據圖8A-8D所示的實例，然後，蝕刻摻P半導體層、擴散勢壘層和光敏半導體層，以便形成由區域25彼此隔開的一組像素(圖8C)。根據本發明的另一個實施例(在圖中沒有示出)。不蝕刻摻P半導體層、擴散勢壘層和光敏半導體層，從而像素沒有由所述部分隔開。
然後，在像素表面上形成金屬圖樣26，並且使用側導體連接部分27將金屬圖樣26連接到插入在介電層18中的金屬連接部分(見圖8D)。首先通過澱積金屬層，然後通過蝕刻由此放置的金屬層以便形成電極圖樣，從而執行表面電極26的形成。側電連接部分27形成在區域25中。在沒有將像素彼此隔開的區域的情況中(圖中沒有示出)，根據金屬化孔的已知技術來執行側電連接部分27。
根據本發明的特定實施例，可以互連幾個相鄰像素的金屬圖樣26。作為非限定的例子，在六邊形像素結構(例如，如圖9所示的結構)的情況中，可以使用位於相鄰像素之間的電連接部分C來連接幾個金屬圖樣26。因此，可以將接觸部分C連接到同一頂導體接觸短截線P1，同時底電極20、21連接到底導體接觸短截線P2。對幾個相鄰像素的表面電極26進行分組允許平滑和過濾圖像。因此可以消除由技術波動而引起的圖像的連續背景噪聲和組成性能的變化。
權利要求
1.一種檢測像素的矩陣，檢測像素包括具有第一表面和第二表面的光敏半導體區(22)，其中所述第一表面由第一電極(26)覆蓋，所述第二表面位於所述第一表面的相對端且由第二電極(20；21)覆蓋；光敏半導體區(22)允許將作用在所述第一表面上的光子轉換成載流子；所述第一電極包括收集在所述光敏半導體區中產生的載流子的金屬圖樣(26)，其特徵在於，該金屬圖樣的形狀使得整個光敏半導體區組成收集區，用於收集在所述光敏半導體區中產生的所有載流子。
2.如權利要求1所述的檢測像素的矩陣，其特徵在於，所述金屬圖樣(26)的形狀被形成為使得所述檢測像素的光敏半導體區中的所有點距離該金屬圖樣這樣一個距離，該距離小於所述光敏半導體區的材料中的載流子的分布長度的4倍。
3.如權利要求1或2所述的檢測像素的矩陣，其特徵在於，所述檢測像素被分組成多個塊，每個檢測像素塊由其金屬圖樣彼此互相電連接的多個鄰近檢測像素組成。
4.如前述任何一個權利要求所述的檢測像素的矩陣，其特徵在於，溝槽(25)將至少一個檢測像素和至少一個鄰近檢測像素分開。
5.如前述任何一個權利要求所述的檢測像素的矩陣，其特徵在於，檢測像素的所述第一表面是六邊形。
6.如前述任何一個權利要求所述的檢測像素的矩陣，其特徵在於，所述金屬圖樣(26)的形狀用於使所述載流子流入所述檢測像素的中心區域。
7.如權利要求6所述的檢測像素的矩陣，其特徵在於，金屬圖樣(26)包括具有幾個分支的一組星形導軌，該星形的中心被設置在第一表面的中心處。
8.如權利要求6所述的檢測像素的矩陣，其特徵在於，金屬圖樣包括至少一個圓形導軌和至少一個直線導軌，該直線導軌以直角將所述圓形導軌割開，所述圓形導軌的中心被設置在所述第一表面的中心處。
9.如權利要求6所述的檢測像素的矩陣，其特徵在於，金屬圖樣包括至少一個六邊形的導軌以及至少一個直線導軌，該六邊形導軌以所述第一表面的中心為中心，該至少一個直線導軌穿過該六邊形的中心以及相對於該中心對稱的兩個頂點。
10.如權利要求7到9中任何一個所述的檢測像素的矩陣，其特徵在於，所述導軌的寬度遠小於0.3微米。
11.如前述任何一個權利要求所述的檢測像素的矩陣，其特徵在於，所述金屬圖樣(26)是Al、Cu、Cr、Ni、W、Ti、TiW、Mo、In、Pt、Pd、Au或Tin，或者是從前述金屬選出的金屬合金。
12.如前述任何一個權利要求所述的檢測像素的矩陣，其特徵在於，所述第二電極由電接觸部分(21)和擴散勢壘層(20)組成。
13.如前述任何一個權利要求所述的檢測像素的矩陣，其特徵在於，在所述光敏半導體區(22)的所述第一表面和所述第一電極的金屬圖樣(26)之間，檢測像素包括與所述第一表面接觸的擴散勢壘層(23)以及覆蓋該擴散勢壘層的摻P半導體層(24)。
14.如前述任何一個權利要求所述的檢測像素的矩陣，其特徵在於，所述光敏半導體區(22)是非晶矽或多晶矽。
15.一種光電檢測器，該光電檢測器包括檢測像素矩陣和由該檢測像素檢測的載流子的讀取電路(17)，其特徵在於，所述檢測像素矩陣是一個在介電層(18)上形成的根據前述任何一個權利要求所述的矩陣，在該介電層中插入電連接部分(19a，19b，19c，19d)；至少一個檢測像素具有使用金屬連接部分(27)連接到第一電連接部分(19a，19c)的第一電極的金屬圖樣(26)以及電連接到第二電連接部分(19b，19d)的所述第二電極(20，21)。
16.如權利要求15所述的光電檢測器，其特徵在於，在所述讀取電路(17)上直接形成所述介電層(18)。
17.如權利要求15或16所述的光電檢測器，其特徵在於，所述讀取電路是CMOS電路。
18.一種用於製造檢測像素矩陣的過程，該過程包括對於檢測像素，產生在光敏半導體區的第一表面上的第一電極，該第一電極包括形成金屬圖樣(26)，該金屬圖樣被設計來收集在所述光敏半導體區中產生的載流子，其特徵在於，整個所述光敏半導體區組成收集區，用於收集在所述光敏半導體區中產生的所有載流子。
19.如權利要求18所述的過程，其特徵在於，所述金屬圖樣被形成為使得所述檢測像素的光敏半導體區中的所有點距離該金屬圖樣這樣一個距離，該距離小於所述光敏半導體區的材料中的載流子的分布長度的4倍。
20.如權利要求18或19所述的過程，其特徵在於，包括形成部分(25)，該部分將至少一個檢測像素和至少一個鄰近檢測像素分開。
21.如權利要求17或18所述的過程，其特徵在於，所述金屬圖樣(26)被形成來使所述載流子流入所述像素的中心區域。
22.用於製造光電檢測器的過程，該光電檢測器包括檢測像素矩陣和由該檢測像素檢測的載流子的讀取電路(17)，其特徵在於，所述光電檢測器製造過程包括-在所述讀取電路(17)上形成介電層(18)，在該介電層中插入電連接部分(19a，19b，19c，19d)，電連接部分包括開口在該介電層的第一表面上的第一端，以及開口在與該第一表面相對的所述介電層的第二表面上的第二端；使用所述讀取電路(17)的導體接觸板來電連接所述電連接部分的第一端；-在所述電連接部分的第二端上形成電接觸(20)；-在所述介電層(18)和所述電接觸(20)上澱積光敏半導體層；-按照這樣一種方式來澱積所有的金屬圖樣(26)，使得形成所述矩陣的檢測像素，該檢測像素包括具有第一表面和第二表面的所述光敏半導體區(22)，其中所述第一表面由包括金屬圖樣(26)的第一電極覆蓋，所述第二表面由第二電極覆蓋，該第二電極由電接觸(20)組成，該金屬圖樣的形狀使得所述檢測像素的整個所述光敏半導體區組成收集區，用於收集在所述檢測像素的所述光敏半導體區中產生的所有載流子；-形成一組導體連接部分(27)，該導體連接部分(27)將金屬圖樣(26)連接到電接觸(20)。
23.如權利要求22所述的過程，其特徵在於，所述過程包括在澱積所有金屬圖樣(26)之前，以連續的方式在所述光敏半導體層上澱積擴散勢壘層和澱積摻P半導體層。
24.如權利要求22或23所述的過程，其特徵在於，在澱積所有金屬圖樣(26)之前，在所述光敏半導體層形成部分(25)，該部分使得至少一個檢測像素與至少一個鄰近檢測像素分開。
25.如權利要求24所述的過程，其特徵在於，所述導體連接部分(27)形成在所述部分(25)中。
26.如權利要求22到25中任何一個所述的過程，其特徵在於，所述金屬圖樣(26)被形成來使所述載流子流入所述檢測像素的中心區域。
全文摘要
本發明涉及檢測像素矩陣以及光電檢測器，該光電檢測器包括檢測像素矩陣和由該矩陣的檢測像素檢測的負載的讀取電路(17)。該檢測像素包括具有第一表面和第二表面的光敏半導體區(22)，其中所述第一表面由第一電極(26)覆蓋，所述第二表面位於所述第一表面的相對端且由第二電極(20；21)覆蓋；所述第一電極(26)包括能夠收集由檢測像素產生的電負載的金屬圖樣。本發明例如被應用來形成在掃描儀、光電裝置和數位相機中使用的傳感器。
文檔編號H01L31/0224GK1757116SQ200480006149
公開日2006年4月5日 申請日期2004年3月3日 優先權日2003年3月6日
發明者希裡爾·圭得賈, 諾貝特·穆西 申請人:原子能委員會