[發(fā)明專利]一種EMCCD器件多層多晶硅柵結(jié)構(gòu)制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811099655.3
• 申請(qǐng)日: 2018-09-20
• 公開（公告）號(hào): CN109256441B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張海峰;陳計(jì)學(xué);高博;朱小燕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北方電子研究院安徽有限公司
• 主分類號(hào): H01L31/18
• 分類號(hào): H01L31/18;H01L31/113
• 代理公司: 安徽省蚌埠博源專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 34113
• 代理人: 楊晉弘

本發(fā)明一種EMCCD器件多層多晶硅柵結(jié)構(gòu)制作方法，它包括設(shè)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），在氮化硅膜層（3）上生成有第一多晶硅柵（4）、第二多晶硅柵（6）、第三多晶硅柵（8）、第四多晶硅柵（10），且在第一多晶硅柵（4）、第二多晶硅柵（6）、第三多晶硅柵（8）、第四多晶硅柵（10）上均設(shè)有氧化介質(zhì)層。本發(fā)明提高了多晶硅對(duì)氮化硅的選擇比，且在刻蝕的過程中，減少了氮化硅膜層的損失，最大程度保證了不同多晶硅下方氮化硅層厚度的一致性，改善了EMCCD器件的電學(xué)參數(shù),減少了多晶硅柵的線條損失，制作出結(jié)構(gòu)完整的多層多晶硅柵結(jié)構(gòu)。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造光電器件領(lǐng)域，具體地說就是一種EMCCD器件多層多晶硅柵結(jié)構(gòu)制作方法。

背景技術(shù)：

在傳統(tǒng)半導(dǎo)體制造工藝中，多晶硅 (polysilicon) 常用作 MOS 器件的柵極。柵極的形成往往需要用到熱氧化層作為柵的介質(zhì)層。EMCCD 即電子倍增CCD，是探測(cè)領(lǐng)域內(nèi)靈敏度極高的一種高端光電探測(cè)產(chǎn)品。目前在光子探測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展對(duì)探測(cè)器靈敏度的要求不斷提高，EMCCD (Electron-Multiplying CCD)技術(shù)對(duì)愈發(fā)嚴(yán)苛的需求作出了答復(fù)。EMCCD器件使用的下層介質(zhì)是氧化層和氮化硅的復(fù)合膜層，這樣氮化硅膜層可以阻止多晶硅膜層下方的氧化硅隨著氧化工藝的加工厚度隨著變化的結(jié)果，最終使得器件無(wú)法工作。在刻蝕每一層多晶硅膜層形成多晶硅柵結(jié)構(gòu)的時(shí)候，使用干法刻蝕很難控制下層氮化硅膜層的損失， 影響器件工作的電學(xué)參數(shù)。

現(xiàn)有的多晶硅制備工藝中一般采用CL₂ 和HBr氣體進(jìn)行多晶硅刻蝕，多晶硅對(duì)二氧化硅選擇比很大，但是多晶硅對(duì)氮化硅的刻蝕選擇比偏低，大約只有50:1左右。所以在實(shí)際生產(chǎn)中為了多晶硅刻蝕干凈，刻蝕的時(shí)間較長(zhǎng)，一次多晶硅柵刻蝕會(huì)造成多晶硅柵下的氮化硅介質(zhì)層損失40?，在進(jìn)行了多次多晶硅柵刻蝕后，就會(huì)造成不同層次多晶硅柵下層氮化硅厚度偏差較大，這會(huì)嚴(yán)重影響器件的電學(xué)參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明就是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，通過工藝的優(yōu)化及設(shè)計(jì)優(yōu)化，提供一種EMCCD器件多層多晶硅柵結(jié)構(gòu)制作方法。

本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

一種EMCCD器件多層多晶硅柵結(jié)構(gòu)制作方法，它包括以下步驟：a、設(shè)置基板，在基板上生成二氧化硅膜層，在二氧化硅膜層上生成氮化硅膜層，其特征在于：b、在氮化硅膜層上生成有一組第一多晶硅柵，每個(gè)第一多晶硅柵之間還設(shè)有一定距離，在第一多晶硅柵表面生成有第一氧化介質(zhì)層；

c、在相鄰的兩個(gè)第一多晶硅柵之間的氮化硅膜層上均生成有第二多晶硅柵，第二多晶硅柵與兩側(cè)的第一多晶硅柵均設(shè)有一定距離，在第二多晶硅柵表面生成有第二氧化介質(zhì)層；

d、在第二多晶硅柵與一側(cè)的第一多晶硅柵之間的氮化硅膜層上生成有第三多晶硅柵，第三多晶硅柵的一側(cè)與第一氧化介質(zhì)層連接，其另一側(cè)與第二氧化介質(zhì)層連接，在第三多晶硅柵表面生成有第三氧化介質(zhì)層；

e、在第二多晶硅柵與另一側(cè)的第一多晶硅柵之間的氮化硅膜層上生成有第四多晶硅柵，第四多晶硅柵的一側(cè)與第一多晶硅柵連接，其另一側(cè)與第二多晶硅柵連接，在第四多晶硅柵表面生成有第四氧化介質(zhì)層；

f、在任意一個(gè)第一氧化介質(zhì)層、一個(gè)第二氧化介質(zhì)層、一個(gè)第三氧化介質(zhì)層以及一個(gè)第四氧化介質(zhì)層上均孔刻蝕形成孔，在每個(gè)孔內(nèi)通過濺鋁工藝形形成鋁線，所述鋁線的下端與對(duì)應(yīng)多晶硅柵形成連接配合。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還可以有以下進(jìn)一步的技術(shù)方案：

所述第三氧化介質(zhì)層和第四氧化介質(zhì)層之間設(shè)有一定間隔。

在a、步驟中：運(yùn)用熱氧化工藝在基板上生成二氧化硅膜層；運(yùn)用LPCVD工藝在二氧化硅膜層上生成氮化硅膜層。