[發明專利]一種EMCCD器件多層多晶硅柵結構制作方法

有效

• 申請號: 201811099655.3
• 申請日: 2018-09-20
• 公開（公告）號: CN109256441B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 張海峰;陳計學;高博;朱小燕
• 申請（專利權）人: 北方電子研究院安徽有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/113
• 代理公司: 安徽省蚌埠博源專利商標事務所(普通合伙) 34113
• 代理人: 楊晉弘

1.一種EMCCD器件多層多晶硅柵結構制作方法，它包括以下步驟：a、設置基板（1），在基板（1）上生成二氧化硅膜層（2），在二氧化硅膜層（2）上生成氮化硅膜層（3），其特征在于：b、在氮化硅膜層（3）上生成有一組第一多晶硅柵（4），每個第一多晶硅柵（4）之間還設有一定距離，在第一多晶硅柵（4）表面生成有第一氧化介質層（5）；

c、在相鄰的兩個第一多晶硅柵（4）之間的氮化硅膜層（3）上均生成有第二多晶硅柵（6），第二多晶硅柵（6）與兩側的第一多晶硅柵（4）均設有一定距離，在第二多晶硅柵（6）表面生成有第二氧化介質層（7）；

d、在第二多晶硅柵（6）與一側的第一多晶硅柵（4）之間的氮化硅膜層（3）上生成有第三多晶硅柵（8），第三多晶硅柵（8）的一側與第一氧化介質層（5）連接，其另一側與第二氧化介質層（7）連接，在第三多晶硅柵（8）表面生成有第三氧化介質層（9）；

e、在第二多晶硅柵（6）與另一側的第一多晶硅柵（4）之間的氮化硅膜層（3）上生成有第四多晶硅柵（10），第四多晶硅柵（10）的一側與第一多晶硅柵（4）連接，其另一側與第二多晶硅柵（6）連接，在第四多晶硅柵（10）表面生成有第四氧化介質層（11）；

f、在任意一個第一氧化介質層（5）、一個第二氧化介質層（7）、一個第三氧化介質層（9）以及一個第四氧化介質層（11）上均孔刻蝕形成孔（12），在每個孔（12）內通過濺鋁工藝形成鋁線（13），所述鋁線（13）的下端與對應多晶硅柵形成連接配合；

在所述a、步驟中：運用熱氧化工藝在基板（1）上生成二氧化硅膜層（2）；運用LPCVD工藝在二氧化硅膜層（2）上生成氮化硅膜層（3）；

在所述b、步驟中的第一多晶硅柵（4）通過以下步驟制成：采用LPCVD淀積多晶硅膜層，而后使用離子注入機向多晶硅膜層上注入雜質磷、而后在多晶硅膜層上進行親和、勻膠、曝光，從而形成需要的光刻結構，而后進行刻蝕，所述的刻蝕包括三個步驟1、采用CF₄氣體轟擊多晶硅表面的自然氧化層；2、再使用CL₂和HBr氣體進行主刻蝕；3、最后采用HBr、O₂以及He進行過刻蝕，從而形成多晶硅柵結構；

在所述c、步驟中第二多晶硅柵（6）通過以下步驟制成：采用LPCVD淀積多晶硅膜層，而后使用離子注入機向多晶硅膜層上注入雜質磷、而后在多晶硅膜層上進行親和、勻膠、曝光，從而形成需要的光刻結構，而后進行刻蝕，所述的刻蝕包括二個步驟1、采用CF₄氣體轟擊多晶硅表面的自然氧化層；2、使用CL₂和HBr氣體進行主刻蝕；而后再次曝光，曝光后再次進行刻蝕，該次刻蝕包括以下三個步驟：采用CF₄氣體轟擊多晶硅表面的自然氧化層；2、再使用CL₂和HBr氣體進行主刻蝕；3、最后采用HBr、O₂以及He進行過刻蝕，從而形成多晶硅柵結構；

在所述d、步驟中第三多晶硅柵（8）通過以下步驟制成：用LPCVD淀積多晶硅膜層，而后使用離子注入向多晶硅膜層上注入雜質磷、而后在多晶硅膜層上進行親和、勻膠、曝光，從而形成需要的光刻結構，而后進行刻蝕，所述的刻蝕包括二個步驟1、采用CF₄氣體轟擊多晶硅表面的自然氧化層；使用CL₂和HBr氣體進行主刻蝕；而后再次曝光，曝光后再次進行刻蝕，該次刻蝕包括以下三個步驟：采用CF₄氣體轟擊多晶硅表面的自然氧化層；2、再使用CL₂和HBr氣體進行主刻蝕；3、最后采用HBr、O₂以及He進行過刻蝕，從而形成多晶硅柵結構。

2.根據權利要求1中所述的一種EMCCD器件多層多晶硅柵結構制作方法，其特征在于：所述第三氧化介質層（9）和第四氧化介質層（11）之間設有一定間隔。

3.根據權利要求1中所述的一種EMCCD器件多層多晶硅柵結構制作方法，其特征在于：所述的第一氧化介質層（5）、第二氧化介質層（7）、第三氧化介質層（9）以及第四氧化介質層（11）均是在940℃-900℃溫度環境中，使用H₂+O₂的形成多晶硅氧化層。

4.根據權利要求1中所述的一種EMCCD器件多層多晶硅柵結構制作方法，其特征在于：在e、步驟中第四多晶硅柵（10）通過以下步驟制成：采用LPCVD淀積多晶硅膜層，而后使用離子注入機向多晶硅膜層上注入雜質磷、而后在多晶硅膜層上進行親和、勻膠、曝光，從而形成需要的光刻結構，而后進行刻蝕，所述的刻蝕包括三個步驟1、采用CF₄氣體轟擊多晶硅表面的自然氧化層；2、再使用CL₂和HBr氣體進主刻蝕；3、最后采用HBr、O₂以及He進行過刻蝕，從而形成多晶硅柵結構。