[发明专利]光电二极管的制备方法和光电二极管

说明书

本发明提供了一种光电二极管的制备方法和光电二极管，其中，制备方法包括：在硅衬底的正侧形成第一离子掺杂区、分压环；在硅衬底的背侧形成第二离子掺杂区；在形成分压环的正侧依次形成氧化物隔离层和介质层；对第一离子掺杂区上方的指定区域的氧化物隔离层和介质层进行刻蚀，以形成金属接触孔；在形成金属接触孔的正侧形成金属层，并对金属层进行刻蚀，以形成金属电极；在形成金属电极后，去除介质层，以完成光电二极管的制备过程。通过本发明技术方案，减少了金属刻蚀过程对氧化物隔离层的污染和离子损伤，提升了光电二极管的器件可靠性。

技术领域

本发明涉及半导体芯片技术领域，具体而言，涉及一种光电二极管的制备方法和一种光电二极管。

背景技术

在相关技术中，在光电二极管的制备过程中，在刻蚀接触孔以形成金属连接之前，光电二极管的离子掺杂区仅覆盖有氧化层作为刻蚀掩蔽层。

如图1所示，光电二极管包括：第一离子掺杂区101、分压环102、第二离子掺杂区103、氧化层104(即氧化物隔离层)、氧化层透光窗口105、金属电极106，其中，若采用干法刻蚀金属层，则对氧化层104和氧化层透光窗口105造成离子损伤，进而可能造成晶格缺陷，若采用湿法刻蚀金属层，则会对氧化层透光窗口105造成金属沾污，影响光电二极管的氧化层透光窗口105的透光特性。

因此，如何设计一种新的光电二极管的制备方案，以降低金属刻蚀过程对氧化物隔离层的污染和离子损伤成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明正是基于上述技术问题至少之一，提出了一种新的光电二极管的制备方案，通过在刻蚀接触孔前形成介质层，以在刻蚀接触孔和刻蚀金属层时保护氧化物隔离层，并且通过湿法去除介质层，有效降低了金属刻蚀过程对氧化物隔离层的污染和离子损伤，工艺集成度高，适于批量生产。

有鉴于此，本发明提出了一种光电二极管的制备方法，包括：在硅衬底的正侧形成第一离子掺杂区、分压环；在所述硅衬底的背侧形成第二离子掺杂区；在形成所述分压环的正侧依次形成氧化物隔离层和介质层；对所述第一离子掺杂区上方的指定区域的所述氧化物隔离层和所述介质层进行刻蚀，以形成金属接触孔；在形成所述金属接触孔的正侧形成金属层，并对所述金属层进行刻蚀，以形成金属电极；在形成所述金属电极后，去除所述介质层，以完成所述光电二极管的制备过程，其中，所述第一离子掺杂区的离子类型和所述分压环的离子类型相反，所述分压环的离子类型和所述第二离子掺杂区的离子类型相同。

在该技术方案中，通过在刻蚀接触孔前形成介质层，以在刻蚀接触孔和刻蚀金属层时保护氧化物隔离层及下侧的氧化层，并且通过湿法去除介质层，有效降低了金属刻蚀过程对氧化物隔离层的污染和离子损伤，工艺集成度高，适于批量生产。

具体地，若第一离子掺杂区为P型掺杂时，分压环和第二离子掺杂区均为N型掺杂，若第一离子掺杂区为N型掺杂时，分压环和第二离子掺杂区均为P型掺杂。

其中，介质层隔离了金属层和氧化物隔离层，进而在刻蚀金属层的过程中，降低了金属刻蚀对氧化物隔离层的污染和离子损伤，另外，制备介质层和湿法去除介质层均兼容于CMOS工艺等标准集成电路制造方法，采用上述光电二极管的制备方法进行批量生产。

在上述技术方案中，优选地，在硅衬底的正侧形成第一离子掺杂区、分压环，具体包括以下步骤：在所述硅衬底的正侧形成氧化层，刻蚀待形成所述第一离子掺杂区的上方的所述氧化层至第一指定厚度，以形成第一注入窗口；通过所述第一注入窗口进行第一次离子注入的离子为硼离子，注入剂量范围为1.0E12～1.0E14/cm²，注入能量范围为40～150KeV；在完成所述第一次离子注入后，进行驱入处理，其中，所述第一指定厚度大于或等于零。

在该技术方案中，通过形成第一注入窗口，并通过第一注入窗口进行第一次离子注入，形成了光电二极管的一个正侧电极，奠定了光电二极管的结构基础。