[發(fā)明專利]與標(biāo)準(zhǔn)CMOS技術(shù)兼容的硅基正向注入方法及發(fā)光器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410263672.1
• 申請日: 2014-06-12
• 公開（公告）號: CN103996760B
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 毛陸虹;謝榮;張世林;郭維廉;謝生;武雷;崔猛
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/08;H01L21/266
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 劉國威

1.一種與標(biāo)準(zhǔn)CMOS技術(shù)兼容的硅基正向注入方法，其特征是，包括如下步驟：

(1)采用輕摻雜的p型硅片作為襯底，晶向為<100>，進(jìn)行熱氧化形成緩沖層；隨后在襯底上方低壓化學(xué)汽相淀積(LPVCD)SiN₄，用來作為離子注入的光罩(mask)及后續(xù)工藝中定義n阱的區(qū)域；

(2)將光刻膠涂在SiN₄上之后，利用光刻技術(shù)將所要形成的n阱區(qū)的圖形定義出來，并用干法刻蝕的方法將上述定義的區(qū)域的SiN₄去掉，形成n阱注入窗口；

(3)利用離子注入的技術(shù)，將磷元素注入(2)步中所定義的窗口中，接著利用無機(jī)溶液將光刻膠去除；并采用熱磷酸濕式刻蝕方法將SiN₄去除掉；

(4)離子注入后進(jìn)行退火處理；

(5)利用熱氧化技術(shù)，在晶圓表面形成一層二氧化硅；涂布光刻膠后，利用光刻技術(shù)刻蝕出發(fā)光器件的p⁺有源區(qū)，與此同時形成n⁺有源區(qū)的屏蔽，再利用離子注入技術(shù)將硼元素注入該區(qū)域；

(6)利用光刻技術(shù)刻蝕出發(fā)光器件的n⁺有源區(qū)，與此同時形成p⁺有源區(qū)的屏蔽，再利用離子注入技術(shù)將磷元素注入該區(qū)域，然后除去晶圓表面的光刻膠；

(7)去除(5)步中生成的二氧化硅層，之后利用退火技術(shù)，將經(jīng)離子注入過的n⁺區(qū)及p⁺區(qū)進(jìn)行電性活化及擴(kuò)散處理；

(8)利用濺射工藝在整個晶圓表面進(jìn)行Ti淀積，然后利用自對準(zhǔn)硅化物工藝形成TiSi₂，接著進(jìn)行濕法刻蝕除去多余的Ti并保留TiSi₂，形成Si和金屬之間的歐姆接觸；

(9)利用濺射工藝在整個晶圓表面進(jìn)行硼磷硅玻璃(BPSG)淀積并對整個晶圓表面進(jìn)行化學(xué)機(jī)械平坦化，然后進(jìn)行利用光刻技術(shù)定義接觸孔，再利用活性離子刻蝕技術(shù)刻蝕出接觸孔；接著利用濺射工藝，在接觸孔表面濺射一層TiN，并用W填充接觸孔；利用光刻技術(shù)定義出第一層金屬的屏蔽層，再將鋁金屬利用活性離子刻蝕技術(shù)刻蝕出第一層金屬導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)及金屬屏蔽層，將第一層金屬導(dǎo)線連接到PAD層；

(10)重復(fù)(9)步刻蝕出第二層金屬導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)及金屬屏蔽層；將第二層金屬導(dǎo)線連接到PAD層；

(11)然后將采用上述標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝制成的芯片送到專業(yè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行劃片，將發(fā)光器件所在的芯片部分和其它的集成電路模塊所在的芯片部分劃開分離；

(12)通過引線鍵合技術(shù)，電鍍壓焊點，用細(xì)金線連接發(fā)光器件的PAD層和管殼的金屬引腳，最后封裝在管殼里，制成硅基發(fā)光器件。

2.一種與標(biāo)準(zhǔn)CMOS技術(shù)兼容的硅基正向注入發(fā)光器件，其特征是，結(jié)構(gòu)為：輕摻雜的p型硅片內(nèi)形成n阱區(qū)，再在所述n阱區(qū)內(nèi)設(shè)置有一對p⁺有源區(qū)和一對n⁺有源區(qū)，每對有源區(qū)占一軸線，兩對有源區(qū)成十字分布，在p+有源區(qū)、n+有源區(qū)采用正向注入。

3.如權(quán)利要求2所述的與標(biāo)準(zhǔn)CMOS技術(shù)兼容的硅基正向注入發(fā)光器件，其特征是，有源區(qū)的形狀為：沿軸線方向為長方形，長方形一側(cè)為等腰三角形結(jié)構(gòu)，等腰三角形的頂端朝向?qū)ΨQ有源區(qū)方向。