[發明專利]一種制造光電二極管的方法以及相應光電二極管

有效

• 申請號: 201910432737.3
• 申請日: 2019-05-23
• 公開（公告）號: CN110112237B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 方欣欣;夏春秋;柯天麒
• 申請（專利權）人: 德淮半導體有限公司
• 主分類號: H01L31/0352
• 分類號: H01L31/0352;H01L31/103;H01L31/18
• 代理公司: 上海智晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 李鏑的

本發明涉及一種制造光電二極管的方法，包括下列步驟：提供p型襯底并對其第一側進行注入以形成n型注入區；通過注入在n型注入區的邊緣處形成p型注入區；在n型注入區和p型注入區上形成轉移柵并且在轉移柵的側面形成側墻；從p型襯底的與第一側相對的第二側除去p型襯底的除了p型注入區和n型注入區以外的部分；在p型襯底的第二側形成絕緣層；刻蝕絕緣層以形成背側深溝槽、以及背側深溝槽絕緣體；在背側深溝槽中進行外延生長以形成p型硅外延層；對p型硅外延層進行各向異性刻蝕以除去背側深溝槽的底部處的p型硅外延層；以及在背側深溝槽中進行外延生長以形成n型硅外延層。通過本發明，可避免高能注入并提高光電二極管的良品率和性能。

技術領域

本發明總體而言涉及半導體制造領域，具體而言，涉及一種制造光電二極管的方法。此外，本發明還涉及一種光電二極管。

背景技術

光電二極管是一種廣泛應用于成像領域、光纖通信領域、激光測距等眾多領域的重要半導體器件，其用于將光信號轉換成電信號，其原理是，光電二極管的反向偏置的PN結在一定波長輻射的照射下，由于光生載流子的影響會出現反向電壓或電流的變化，該變化與光輻射強成比例，通過檢測該變化可確定光輻射強度。

在光電二級光的制造工藝中，目前通過高能多重注入方式來形成光電二極管的多個注入區，即通過高能量的多次注入形成光電二極管。然而，這樣的制造工藝的缺點在于，所形成的注入區的輪廓隨著注入小塊(implant tile)的大小等因素而變化，從而造成注入區有可能侵占位于注入區兩側的背側深溝槽絕緣體(Backside Deep Trench Isolation，BDTI)，其中背側深溝槽絕緣體是用于隔離相鄰像素以防止串擾的絕緣體，如果背側深溝槽絕緣體未被良好地形成，將無法有效吸附從像素游離出的電荷，從而造成暗電流(darkcurrent)。此外，高能注入是高成本的。

發明內容

從現有技術出發，本發明的任務是提供一種制造光電二極管的方法以及相應光電二極管，通過該方法和/或該光電二極管，可以避免高能注入，從而降低注入成本，此外還可以改善背側深溝槽絕緣體的形成質量，從而提高光電二極管的良品率和性能。

在本發明的第一方面，該任務通過一種制造光電二極管的方法來解決，該方法包括下列步驟：

提供p型襯底；

對p型襯底的第一側進行注入以形成n型注入區；

通過注入在n型注入區的邊緣處形成p型注入區；

在n型注入區和p型注入區上形成轉移柵并且在轉移柵的側面形成側墻；

從p型襯底的與第一側相對的第二側除去p型襯底的除了p型注入區和n型注入區以外的部分；

在p型襯底的第二側形成絕緣層；

刻蝕絕緣層以形成背側深溝槽、以及背側深溝槽絕緣體；

在背側深溝槽中進行外延生長以形成p型硅外延層；

對p型硅外延層進行各向異性刻蝕以除去背側深溝槽的底部處的p型硅外延層；以及

在背側深溝槽中進行外延生長以形成n型硅外延層。

在本發明的一個擴展方案中規定，n型注入區的厚度為1μm。根據不同工藝要求或應用場合，其它厚度也是可設想的。

在本發明的另一擴展方案中規定，在p型襯底的第一側形成互連接觸層。布置其它層也是可設想的。

在本發明的又一擴展方案中規定，互連接觸層包括下列各項中的一個或多個：接觸層、層間介電層、以及金屬層。根據不同應用場合，互連接觸層可以是介電層、電接觸層或互聯層，其它功能層或非功能層也是可設想的。