[發明專利]光電二極管的制備方法和光電二極管

有效

• 申請號: 201610119690.1
• 申請日: 2016-03-02
• 公開（公告）號: CN107154448B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 馬萬里;高振杰;石金成
• 申請（專利權）人: 北大方正集團有限公司;深圳方正微電子有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 北京友聯知識產權代理事務所(普通合伙) 11343
• 代理人: 尚志峰;汪海屏

本發明提供了一種光電二極管的制備方法和光電二極管，其中，制備方法包括：在硅襯底的正側形成第一離子摻雜區、分壓環；在硅襯底的背側形成第二離子摻雜區；在形成分壓環的正側依次形成氧化物隔離層和介質層；對第一離子摻雜區上方的指定區域的氧化物隔離層和介質層進行刻蝕，以形成金屬接觸孔；在形成金屬接觸孔的正側形成金屬層，并對金屬層進行刻蝕，以形成金屬電極；在形成金屬電極后，去除介質層，以完成光電二極管的制備過程。通過本發明技術方案，減少了金屬刻蝕過程對氧化物隔離層的污染和離子損傷，提升了光電二極管的器件可靠性。

技術領域

本發明涉及半導體芯片技術領域，具體而言，涉及一種光電二極管的制備方法和一種光電二極管。

背景技術

在相關技術中，在光電二極管的制備過程中，在刻蝕接觸孔以形成金屬連接之前，光電二極管的離子摻雜區僅覆蓋有氧化層作為刻蝕掩蔽層。

如圖1所示，光電二極管包括：第一離子摻雜區101、分壓環102、第二離子摻雜區103、氧化層104(即氧化物隔離層)、氧化層透光窗口105、金屬電極106，其中，若采用干法刻蝕金屬層，則對氧化層104和氧化層透光窗口105造成離子損傷，進而可能造成晶格缺陷，若采用濕法刻蝕金屬層，則會對氧化層透光窗口105造成金屬沾污，影響光電二極管的氧化層透光窗口105的透光特性。

因此，如何設計一種新的光電二極管的制備方案，以降低金屬刻蝕過程對氧化物隔離層的污染和離子損傷成為亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明正是基于上述技術問題至少之一，提出了一種新的光電二極管的制備方案，通過在刻蝕接觸孔前形成介質層，以在刻蝕接觸孔和刻蝕金屬層時保護氧化物隔離層，并且通過濕法去除介質層，有效降低了金屬刻蝕過程對氧化物隔離層的污染和離子損傷，工藝集成度高，適于批量生產。

有鑒于此，本發明提出了一種光電二極管的制備方法，包括：在硅襯底的正側形成第一離子摻雜區、分壓環；在所述硅襯底的背側形成第二離子摻雜區；在形成所述分壓環的正側依次形成氧化物隔離層和介質層；對所述第一離子摻雜區上方的指定區域的所述氧化物隔離層和所述介質層進行刻蝕，以形成金屬接觸孔；在形成所述金屬接觸孔的正側形成金屬層，并對所述金屬層進行刻蝕，以形成金屬電極；在形成所述金屬電極后，去除所述介質層，以完成所述光電二極管的制備過程，其中，所述第一離子摻雜區的離子類型和所述分壓環的離子類型相反，所述分壓環的離子類型和所述第二離子摻雜區的離子類型相同。

在該技術方案中，通過在刻蝕接觸孔前形成介質層，以在刻蝕接觸孔和刻蝕金屬層時保護氧化物隔離層及下側的氧化層，并且通過濕法去除介質層，有效降低了金屬刻蝕過程對氧化物隔離層的污染和離子損傷，工藝集成度高，適于批量生產。

具體地，若第一離子摻雜區為P型摻雜時，分壓環和第二離子摻雜區均為N型摻雜，若第一離子摻雜區為N型摻雜時，分壓環和第二離子摻雜區均為P型摻雜。

其中，介質層隔離了金屬層和氧化物隔離層，進而在刻蝕金屬層的過程中，降低了金屬刻蝕對氧化物隔離層的污染和離子損傷，另外，制備介質層和濕法去除介質層均兼容于CMOS工藝等標準集成電路制造方法，采用上述光電二極管的制備方法進行批量生產。

在上述技術方案中，優選地，在硅襯底的正側形成第一離子摻雜區、分壓環，具體包括以下步驟：在所述硅襯底的正側形成氧化層，刻蝕待形成所述第一離子摻雜區的上方的所述氧化層至第一指定厚度，以形成第一注入窗口；通過所述第一注入窗口進行第一次離子注入的離子為硼離子，注入劑量范圍為1.0E12～1.0E14/cm²，注入能量范圍為40～150KeV；在完成所述第一次離子注入后，進行驅入處理，其中，所述第一指定厚度大于或等于零。

在該技術方案中，通過形成第一注入窗口，并通過第一注入窗口進行第一次離子注入，形成了光電二極管的一個正側電極，奠定了光電二極管的結構基礎。