[發明專利]一種用于硅基光敏芯片減薄的方法

在審

• 申請號: 202111491478.5
• 申請日: 2021-12-08
• 公開（公告）號: CN114242835A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 楊瑞雨;羅國凌;鄧杰;謝修敏;劉永;王澤源;陳劍;柯尊貴
• 申請（專利權）人: 西南技術物理研究所
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0216
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 劉二格

本發明公開了一種用于硅基光敏芯片減薄的方法，包括：硅片背面蒸鋁、光刻掩模、磷酸腐鋁、局部刻蝕減薄、后續工藝以及硅片劃片分離得到光敏芯片。本發明不同于傳統的在芯片級對單個光敏芯片減薄的方法，而是在晶圓級對硅片采用正面保護和背面局部減薄相結合的方式，既保證了硅基光敏芯片的減薄工藝，又確保了局部減薄硅片的機械強度還可以支持后續加工工藝。該方法簡化了后續芯片級減薄的工藝流程，降低了光敏芯片在工藝制造過程碎片率，提高了芯片制備的成品率，降低了工藝成本。

技術領域

本發明屬于半導體技術領域，涉及一種用于硅基光敏芯片減薄的方法。

背景技術

光敏芯片是光電探測器的核心組件，其主要作用是探測和接收激光器照射待測目標或特定區域后返回的激光回波信號，經光子吸收、光電轉換，將探測到的光信號轉變為電信號，再通過后端電路及信息處理，可獲得待測目標或特定區域的方位、距離、速度、位移、振動、形狀、形貌、材質等多種目標特征信息，以及物理、化學的特性及變化，在射線測量和探測、工藝自動控制、光度計量、導彈制導、紅外熱成像、紅外遙感等軍事和國民經濟的領域具有廣泛應用。

硅基光敏芯片因由于成本低廉、半導體制造工藝成熟和CMOS工藝契合等優點，使得硅材料的光電探測器在可見光和近紅外光領域成為主流。隨著光電探測領域的快速發展，對光電探測器件的工作電壓、響應度、響應時間等多種光電參數提出更高的要求，相應的對于硅基光敏芯片的設計而言，需要超薄光敏芯片(厚度小于150μm)。

發明內容

(一)發明目的

本發明的目的是：提供一種用于硅基光敏芯片減薄的方法，用于解決現有硅基超薄光敏芯片制備過程中碎片率高且不易量產的問題。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供一種用于硅基光敏芯片減薄的方法，包括以下步驟：

S1、在硅片背面蒸鍍一層鋁膜；

S2、在硅片背面光刻形成光刻膠層的掩模圖形；

S3、采用磷酸腐蝕光刻掩模圖形外的鋁層，暴露出需要減薄的局域；

S4、采用刻蝕工藝對硅片背面暴露的區域進行局部減薄；

S5、對減薄的硅片進行后續工藝加工；

S6、將硅片劃片分離，得到超薄(60～150μm)光敏芯片。

進一步地，所述步驟S1中，蒸鍍的鋁膜層為減薄工藝中的掩模層；

進一步地，所述步驟S2中，形成掩模圖形為光刻掉光敏芯片區域的光刻膠層；

進一步地，所述步驟S3中，采用磷酸對暴露出的鋁膜進行腐蝕，并清洗掉殘留的光刻膠，形成了以鋁膜為掩模材料的硅片；

進一步地，所述步驟S3中，需要減薄的局域為光敏芯片所在的區域；

進一步地，所述步驟S4中，刻蝕工藝為濕法刻蝕，腐蝕液為硝酸、氫氟酸、乙酸的混合液；

進一步地，所述步驟S4中，在刻蝕工藝需對光敏芯片正面工藝層進行保護，保護方式為，將硅片以正面朝下的方向，用石蠟包裹硅片正面及邊緣，固定在載具基底上，確保硅片正面工藝層和硅片側面在刻蝕工藝中不被腐蝕；

進一步地，所述步驟S5中，后續工藝包括，背面摻雜層制備、電極制備、表面鈍化，其作用是完成光敏芯片光子吸收、光電轉換的芯片結構工藝加工；

進一步地，所述步驟S6中，采用劃片機將硅片劃片分離，可得到的超薄硅基光敏芯片。

(三)有益效果