[發明專利]一種低噪聲熱電堆器件的制作方法

在審

• 申請號: 202011262979.1
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112563403A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 周娜;毛海央;李俊杰;高建峰;楊濤;李俊峰;王文武;陳大鵬
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L35/34
• 分類號: H01L35/34;H01L35/32;H01L35/02
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司 11619
• 代理人: 金銘

本發明涉及一種低噪聲熱電堆器件的制作方法。一種低噪聲熱電堆器件的制作方法，包括：提供半導體襯底，所述半導體襯底具有正面和背面；在所述半導體襯底的正面形成隔離層；在所述隔離層沉積多晶硅層，并進行摻雜，然后分兩次進行退火處理；其中，第一次退火采用快速熱退火方式，退火溫度為950℃～1150℃，退火時間為10～60秒；第二次退火采用激光退火方式，退火能量為1A～15A；然后對所述多晶硅層光刻圖形化，得到多個多晶硅熱電偶；經過后續工藝制得低噪聲熱電堆器件。本發明能大幅度降低多晶硅電阻，制作出低噪聲的熱電堆器件。

技術領域

本發明涉及半導體生產工藝領域，特別涉及一種低噪聲熱電堆器件的制作方法。

背景技術

目前紅外探測器廣泛應用于民用和軍用領域，而熱電堆紅外探測器是眾多類型紅外探測器中最早發展的一種。由于其具有可以常溫下工作、響應波段寬、制作成本低廉等優勢，因此發展極為迅速，應用非常廣泛。在熱電堆紅外探測器的工藝制備中，將其制造工藝與集成電路工藝相兼容是使其形成大規模探測陣列，提高探測響應率，并降低工藝制作成本的主要辦法。

對于熱電堆器件,為了使系統擁有最好的性能，應該使傳感器輸出盡可能大的信號,同時熱電堆器件的噪聲電壓盡可能的小。熱電堆的噪聲電壓滿足如下關系式:

上式中，U_n是噪聲電壓，K是波爾茲曼常數，R₀是熱電堆電阻，T₀是環境溫度。因此，熱電堆的電阻越小，器件的噪聲電壓也就越小。在與集成電路相兼容的工藝中，多晶硅一般是采用注入摻雜以及退火的方式來降低其方阻的，然而這種方式降低多晶硅方阻的窗口有限，特別是對于重摻雜的多晶硅，通過快速熱退火的方式不易激活全部的雜質離子，而通過爐管退火的方式又容易因為高溫時間過長影響膜層的較大的應力變化。

為此，特提出本發明。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種低噪聲熱電堆器件的制作方法，該方法能大幅度降低多晶硅電阻，制作出低噪聲的熱電堆器件。

為了實現以上目的，本發明提供了以下技術方案。

一種低噪聲熱電堆器件的制作方法，包括：

提供半導體襯底，所述半導體襯底具有正面和背面；

在所述半導體襯底的正面形成隔離層；

在所述隔離層沉積多晶硅層，并進行摻雜，然后分兩次進行退火處理；其中，第一次退火采用快速熱退火方式，退火溫度為950℃～1150℃，退火時間為10～60秒；第二次退火采用激光退火方式，退火能量為1A～15A；

然后對所述多晶硅層光刻圖形化，得到多個多晶硅熱電偶；

經過后續工藝制得低噪聲熱電堆器件。

與現有技術相比，本發明采用復合退火方式，在多晶硅摻雜后進行快速熱退火作為第一次退火，隨后采用激光退火方式進行第二次退火，充分激活雜質離子，從而降低多晶硅電阻，制作出低噪聲的熱電堆器件。

附圖說明

通過閱讀下文優選實施方式的詳細描述，各種其他的優點和益處對于本領域普通技術人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優選實施方式的目的，而并不認為是對本發明的限制。

圖1為本發明提供低噪聲熱電堆器件的俯視圖

圖2為圖1所示熱電堆器件的X-X’方向的剖面示意圖；

圖3至圖7為本發明制備圖2所示熱電堆器件過程中不同工序得到的形貌圖。

具體實施方式