[發明專利]電場分布均勻的硅摻磷阻擋雜質帶探測器及其制作方法

有效

• 申請號: 201710338660.4
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN107195700B
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 張傳勝;王兵兵;王曉東;陳雨璐;侯麗偉;謝巍;潘鳴
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十研究所
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/101;H01L31/18
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

1.一種電場分布均勻的硅摻磷阻擋雜質帶探測器，其特征在于，包括高導硅襯底，所述高導硅襯底上包括環形凹槽區域、臺面結構區域和外圍區域，所示臺面結構區域設置在環形凹槽區域中間，所示外圍區域設置在環形凹槽區域外側；所述環形凹槽區域的高導硅襯底上、環形凹槽區域與臺面結構區域或外圍區域連接形成的環形凹槽側面均設置氮化硅鈍化層，所述臺面結構區域和外圍區域的高導硅襯底上從下到上依次設置硅摻磷吸收層、高純硅阻擋層、正電極接觸層和氮化硅鈍化層；所述環形凹槽區域內設置有環形負電極，臺面結構區域的表面設置有圓形正電極；

所述環形凹槽區域的深度為25～40μm，寬度為100～200μm；

所述環形負電極與高導硅襯底連接，所述圓形正電極與正電極接觸層連接；

所述硅摻磷吸收層中磷離子的摻雜濃度為5×10¹⁷～1×10¹⁸cm^-3，所述硅摻磷吸收層的厚度為20～30μm；所述高純硅阻擋層的厚度為5～10μm；所述氮化硅鈍化層的厚度為220nm。

2.一種根據權利要求1所述的電場分布均勻的硅摻磷阻擋雜質帶探測器的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、在高導硅襯底上生長硅摻磷吸收層；

S2、在所述硅摻磷吸收層上生長高純硅阻擋層；

S3、在所述高純硅阻擋層上形成正電極接觸層；

S4、從所述正電極接觸層往所述高導砷化鎵襯底刻蝕，直至刻蝕露出高導砷化鎵襯底，刻蝕區域形成環形凹槽區域，環形凹槽的內側形成臺面結構區域，外側形成外圍結構區域；

S5、在經步驟S4所得環形凹槽區域、臺面結構區域和外圍結構區域的表面沉積氮化硅鈍化層；

S6、在所述氮化硅鈍化層上刻蝕開正、負電極槽，所述正電極槽位于臺面結構區域，所述負電極槽位于環形凹槽區域；

S7、在所述正、負電極槽上蒸鍍正、負電極，然后封裝，即可。

3.根據權利要求2所述的電場分布均勻的硅摻磷阻擋雜質帶探測器的制作方法，其特征在于，步驟S1中，所述硅摻磷吸收層的生長方法為化學氣相沉積法；步驟S2中，所述高純硅阻擋層的生長方法為化學氣相沉積法；步驟S5中，所述氮化硅鈍化層的生長方法為等離子體增強化學氣相沉積法；步驟S6中，所述刻蝕方法為反應離子刻蝕法，刻蝕深度為220nm。

4.根據權利要求2所述的電場分布均勻的硅摻磷阻擋雜質帶探測器的制作方法，其特征在于，步驟S3中，通過光刻、離子注入及快速熱退火工藝形成正電極接觸層；注入離子為磷離子，注入能量為40～70keV，注入劑量為2～5×10¹⁴cm^-2，注入角度為7度；所述形成正電極接觸層的快速熱退火步驟中，保護氣氛為氮氣，退火溫度為1000℃，退火保持時間為15秒。

5.根據權利要求2所述的電場分布均勻的硅摻磷阻擋雜質帶探測器的制作方法，其特征在于，步驟S4中，所述環形凹槽區域的刻蝕方法為深硅刻蝕法；刻蝕氣體C₄F₈流量為80SCCM，刻蝕氣體SF₆流量為280SCCM，刻蝕氣體O₂流量為28SCCM，等離子體源功率為1500W，偏壓功率為40W。

6.根據權利要求2所述的電場分布均勻的硅摻磷阻擋雜質帶探測器的制作方法，其特征在于，步驟S7中，所述蒸鍍正、負電極的方法具體為：在正、負電極孔上從下到上依次蒸鍍鈦、鋁、鈦、金金屬膜，蒸鍍厚度分別為20nm、100nm、30nm、180nm。

7.根據權利要求2所述的電場分布均勻的硅摻磷阻擋雜質帶探測器的制作方法，其特征在于，

步驟S7中還包括對蒸鍍后的正、負電極再進行蒸鍍加厚，具體方法為：從下到上依次蒸鍍鎳和金金屬膜，蒸鍍鎳的厚度為30nm、蒸鍍金的厚度為200nm；

步驟S7中，所述封裝方法具體包括以下步驟：采用砂輪劃片法將器件分割，然后采用金絲球焊法接入正、負電極引線。