[發(fā)明專利]一種降低暗電流的氧化層制備方法及復(fù)合結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911283396.4
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN111029247B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李亭亭;賀曉彬;項金娟;王曉磊;李俊峰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;C30B29/06;C30B33/00
• 代理公司: 北京天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所有限公司 11386
• 代理人: 盧楠

本發(fā)明公開了一種降低暗電流的氧化層制備方法及復(fù)合結(jié)構(gòu)，屬于暗電流技術(shù)領(lǐng)域，解決了現(xiàn)有技術(shù)中氧化層質(zhì)量較差、暗電流較大、生產(chǎn)時間較長、成本較高的問題。氧化層制備方法包括如下步驟：對硅襯底進(jìn)行清洗以及去除自然氧化層；采用氧化工藝在硅襯底上形成氧化層；使用光刻技術(shù)在氧化層表面形成光刻圖形；利用刻蝕在氧化層上形成凹槽結(jié)構(gòu)。降低暗電流的氧化層復(fù)合結(jié)構(gòu)包括層疊布置的硅襯底和氧化層，氧化層上有一個凹槽結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的制備方法制備的氧化層及復(fù)合結(jié)構(gòu)生產(chǎn)時間較短、暗電流較小。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及暗電流技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種降低暗電流的氧化層制備方法及復(fù)合結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

在光電探測器件中，暗電流是這類器件的一個重要參數(shù)。暗電流變大，會使探測器的噪聲功率變大，探測靈敏度降低，影響到探測器的性能；而暗電流的大小，與氧化層的質(zhì)量直接相關(guān)，如果氧化層缺陷較多，會直接導(dǎo)致產(chǎn)品的暗電流變大，目前的制備氧化層的工藝通常采用兩次氧化層生長工藝，即第一層厚氧化層的干法氧化-濕法氧化-干法氧化的工藝完成；然后將第一層氧化層完全刻蝕開，再進(jìn)行第二次氧化。目前的兩次氧化層生長工藝中，第二次氧化層生長過程中會由于界面缺陷導(dǎo)致氧化層質(zhì)量較差，進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)品的暗電流較大；并且由于是兩次生長，生產(chǎn)時間較長，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在提供一種降低暗電流的氧化層制備方法及復(fù)合結(jié)構(gòu)，至少能解決以下技術(shù)問題之一：(1)兩次氧化層生長工藝中，第二次氧化層生長過程中由于界面缺陷導(dǎo)致氧化層質(zhì)量較差；(2)產(chǎn)品的暗電流較大；(3)生產(chǎn)時間較長、成本較高。

本發(fā)明的目的主要是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明提供了一種降低暗電流的氧化層制備方法，包括如下步驟：

步驟S1、對硅襯底進(jìn)行清洗以及去除自然氧化層；

步驟S2、采用氧化工藝在硅襯底上形成氧化層；

步驟S3、使用光刻技術(shù)在氧化層表面形成光刻圖形；

步驟S4、利用刻蝕在氧化層上形成凹槽結(jié)構(gòu)。

在一種可能的設(shè)計中，步驟S1包括如下步驟：

步驟S11、采用濃硫酸和雙氧水的混合液對硅襯底進(jìn)行一次清洗；

步驟S12、采用氨水和雙氧水的混合水溶液對硅襯底進(jìn)行二次清洗；

步驟S13、采用氫氟酸溶液去除自然氧化層。

在一種可能的設(shè)計中，步驟S11中，濃硫酸和雙氧水的混合液中，濃硫酸和雙氧水的體積比為4:1。

在一種可能的設(shè)計中，步驟S12中，氨水和雙氧水的混合水溶液中，氨水、雙氧水和水的體積比為1:4:25。

在一種可能的設(shè)計中，步驟S2包括如下步驟：

步驟S21、硅襯底在T1溫度時進(jìn)入擴(kuò)散爐，在硅襯底進(jìn)爐的瞬間即開始通入a1流量的氧氣和b1流量的氮氣；

步驟S22、待硅襯底完全進(jìn)入擴(kuò)散爐后，將擴(kuò)散爐升溫至T2，穩(wěn)定10-15min；然后通入a2流量的氧氣進(jìn)行干法氧化，之后通入c1流量的氫氣和a3流量的氧氣進(jìn)行濕法氧化；完成氧化層生長；

步驟S23、氧化層生長結(jié)束后，將擴(kuò)散爐降溫至T1后，將帶有氧化層的硅襯底移出擴(kuò)散爐；

其中，a1a3a2。

在一種可能的設(shè)計中，步驟S3包括如下步驟：

S31、對氧化層進(jìn)行表面疏水化處理；

S32、在氧化層表面涂覆光刻膠；

S33、對涂覆完的光刻膠進(jìn)行烘烤、曝光、顯影和固化。