[發明專利]具有多p阱結構的幀轉移CCD及其制作方法

在審

• 申請號: 202111545999.4
• 申請日: 2021-12-16
• 公開（公告）號: CN114220827A
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 楊洪;白雪平;李金;周亞軍;何昌海
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十四研究所
• 主分類號: H01L27/148
• 分類號: H01L27/148;H01L27/146
• 代理公司: 重慶樂泰知識產權代理事務所(普通合伙) 50221
• 代理人: 張麗楠

1.一種具有多p阱結構的幀轉移CCD制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、取一用于制作幀轉移CCD的N型硅襯底材料；

S2、在硅襯底材料的水平CCD區域、啞元區域和輸出放大器區域進行硼離子注入工藝形成高摻雜濃度的第一p阱；

S3、采用推結工藝對第一p阱進行推結，形成深結高摻雜濃度的第一p阱；

S4、在硅襯底材料的光敏區區域和存儲區區域進行硼離子注入工藝形成貫穿光敏區區域和存儲區區域的第二p阱；所述第二p阱的摻雜濃度小于第一p阱；

S5、將硅襯底材料放入高溫環境下進行推結工藝對第二p阱進行推結，同步對第一p阱進行再推結，所述第二p阱的結深小于第一p阱；

S6、對存儲區區域的第二p阱進行硼離子注入，形成貫穿存儲區區域的第三p阱；所述第三p阱的摻雜濃度大于第二p阱，所述第三p阱的結深小于第二p阱；

S7、在硅襯底材料上制作幀轉移CCD。

2.根據權利要求1所述的具有多p阱結構的幀轉移CCD制作方法，其特征在于，在所述S2步驟中，采用注入能量1.0MeV～2.0MeV的硼離子注入工藝形成第一p阱，形成的第一p阱的摻雜濃度為1e15cm^-3～1e16cm^-3。

3.根據權利要求1所述的具有多p阱結構的幀轉移CCD制作方法，其特征在于，在所述S3步驟中，將硅襯底材料放入溫度為1100℃～1200℃的高溫環境下進行推結工藝，推結時間為8h～10h。

4.根據權利要求1所述的具有多p阱結構的幀轉移CCD制作方法，其特征在于，在所述S3步驟的推結工藝之后，所述第一p阱的結深為5μm～8μm。

5.根據權利要求1所述的具有多p阱結構的幀轉移CCD制作方法，其特征在于，在所述S4步驟中，采用注入能量1.0MeV～2.0MeV的硼離子注入工藝形成第二p阱，形成的第二p阱的摻雜濃度為5e14cm^-3～1e15cm^-3。

6.根據權利要求1所述的具有多p阱結構的幀轉移CCD制作方法，其特征在于，在所述S5步驟中，將硅襯底材料放入溫度為1100℃～1200℃的高溫環境下進行推結工藝，推結時間為2h～3h。

7.根據權利要求1所述的具有多p阱結構的幀轉移CCD制作方法，其特征在于，在所述S5步驟的推結工藝之后，所述第二p阱的結深為2.5μm～3.5μm，所述第一p阱的結深為8μm～8.5μm。

8.根據權利要求1所述的具有多p阱結構的幀轉移CCD制作方法，其特征在于，在所述S6步驟中，采用注入能量200keV～300keV硼離子注入工藝形成第三p阱，所述第三p阱的結深為1.5μm～2.0μm，摻雜濃度為1e15cm^-3～1e16cm^-3。

9.一種具有多p阱結構的幀轉移CCD，包括襯底，所述襯底上設有光敏區、存儲區、水平CCD、啞元和輸出放大器；其特征在于，在水平CCD、啞元和輸出放大器所在區域設置有通過硼離子注入工藝形成的第一p阱，所述第一p阱的結深為5μm～8μm；在光敏區和存儲區所在區域設置有通過硼離子注入工藝形成的第二p阱，所述第二p阱的結深為2.5μm～3.5μm，且所述第二p阱的摻雜濃度小于第一p阱；在存儲區所在區域的第二p阱上設置有通過硼離子注入工藝形成的第三p阱，所述第三p阱的結深為1.5μm～2.0μm，且所述第三p阱的摻雜濃度大于第二p阱。

10.根據權利要求9所述的具有多p阱結構的幀轉移CCD，其特征在于，所述第一p阱的摻雜濃度為1e15cm^-3～1e16cm^-3，所述第二p阱的摻雜濃度為5e14cm^-3～1e15cm^-3，所述第三p阱的摻雜濃度為1e15cm^-3～1e16cm^-3。