[發(fā)明專利]一種增強(qiáng)吸收的背照式抗輻照PPD像元結(jié)構(gòu)及其實(shí)現(xiàn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210737686.7
• 申請(qǐng)日: 2022-06-27
• 公開（公告）號(hào): CN115050768A
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂智軍;李婷;何杰;李海松;徐晚成;崔雙韜;曹天驕;袁昕;張曼;楊靚
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安微電子技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): H01L27/146
• 分類號(hào): H01L27/146
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 崔方方

1.一種增強(qiáng)吸收的背照式抗輻照PPD像元結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括外延層(10)、阱注入?yún)^(qū)(11)、傳輸管閾值調(diào)整注入層(12)、柵氧化層(13)、柵極(14)、PD注入?yún)^(qū)(15)、FD區(qū)(16)、高k介質(zhì)層(17)、FD歐姆接觸金屬(18)、反射金屬層(19)和鈍化層(20)；

所述阱注入?yún)^(qū)(11)、傳輸管閾值調(diào)整注入層(12)和PD注入?yún)^(qū)(15)設(shè)置在外延層(10)上，傳輸管閾值調(diào)整注入層(12)的一側(cè)依次設(shè)置有柵氧化層(13)和柵極(14)，所述FD區(qū)(16)位于阱注入?yún)^(qū)(11)內(nèi)部，所述高k介質(zhì)層(17)設(shè)置在外延層(10)表面，同時(shí)覆蓋柵極(14)、PD注入?yún)^(qū)(15)和FD區(qū)(16)，F(xiàn)D歐姆接觸金屬(18)與FD區(qū)(16)表面接觸，反射金屬層(19)設(shè)置在高k介質(zhì)層(17)的表面，鈍化層(20)設(shè)置在反射金屬層(19)、高k介質(zhì)層(17)和FD歐姆接觸金屬(18)的表面。

2.一種增強(qiáng)吸收的背照式抗輻照PPD像元結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，包括以下步驟：

在外延層(10)上進(jìn)行淺槽隔離；

注入離子形成阱注入?yún)^(qū)(11)；

注入離子形成傳輸管閾值調(diào)整注入層(12)；

淀積柵氧化層(13)和柵極(14)，并進(jìn)行柵極(14)的圖形化；

通過自對(duì)準(zhǔn)注入形成PD注入?yún)^(qū)(15)以及FD區(qū)(16)，并進(jìn)行退火激活；

淀積高k介質(zhì)層(17)覆蓋PD注入?yún)^(qū)(15)與隔離淺槽表面；

去除FD區(qū)(16)表面的高k介質(zhì)層(17)，淀積歐姆接觸金屬(18)并進(jìn)行退火；

在高k介質(zhì)層(17)表面淀積反射金屬層(19)；

在器件表面淀積鈍化層(20)。

3.如權(quán)利要求2所述的一種增強(qiáng)吸收的背照式抗輻照PPD像元結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述外延層(10)的摻雜濃度為1×10¹⁵～5×10¹⁵cm^-3，厚度為2～5μm。

4.如權(quán)利要求2所述的一種增強(qiáng)吸收的背照式抗輻照PPD像元結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述阱注入?yún)^(qū)(11)需要若干次硼離子注入，包括以下步驟：

首先注入能量為140～160keV，注入劑量為1×10¹³～2×10¹³cm^-2；

然后注入能量為290～310keV，注入劑量為1×10¹²～3×10¹²cm^-2；

最后注入能量為70～90keV，注入劑量為1×10¹²～3×10¹²cm^-2。

5.如權(quán)利要求2所述的一種增強(qiáng)吸收的背照式抗輻照PPD像元結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述傳輸管閾值調(diào)整注入層(12)為硼離子注入，注入能量為5～7keV，注入劑量為1×10¹²～3×10¹²cm^-2。

6.如權(quán)利要求2所述的一種增強(qiáng)吸收的背照式抗輻照PPD像元結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述柵氧化層(13)的材質(zhì)為二氧化硅，厚度為7～10nm。

7.如權(quán)利要求2所述的一種增強(qiáng)吸收的背照式抗輻照PPD像元結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述PD注入?yún)^(qū)(15)中注入的摻雜劑為砷，注入能量為60～70keV，注入劑量為4×10¹²～6×10¹²cm^-2。

8.如權(quán)利要求2所述的一種增強(qiáng)吸收的背照式抗輻照PPD像元結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述FD區(qū)(16)注入的摻雜劑為磷，注入能量為18～22keV，注入劑量為2×10¹²～3×10¹²cm^-2。