[发明专利]一种用于硅基光敏芯片减薄的方法

说明书

本发明公开了一种用于硅基光敏芯片减薄的方法，包括：硅片背面蒸铝、光刻掩模、磷酸腐铝、局部刻蚀减薄、后续工艺以及硅片划片分离得到光敏芯片。本发明不同于传统的在芯片级对单个光敏芯片减薄的方法，而是在晶圆级对硅片采用正面保护和背面局部减薄相结合的方式，既保证了硅基光敏芯片的减薄工艺，又确保了局部减薄硅片的机械强度还可以支持后续加工工艺。该方法简化了后续芯片级减薄的工艺流程，降低了光敏芯片在工艺制造过程碎片率，提高了芯片制备的成品率，降低了工艺成本。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，涉及一种用于硅基光敏芯片减薄的方法。

背景技术

光敏芯片是光电探测器的核心组件，其主要作用是探测和接收激光器照射待测目标或特定区域后返回的激光回波信号，经光子吸收、光电转换，将探测到的光信号转变为电信号，再通过后端电路及信息处理，可获得待测目标或特定区域的方位、距离、速度、位移、振动、形状、形貌、材质等多种目标特征信息，以及物理、化学的特性及变化，在射线测量和探测、工艺自动控制、光度计量、导弹制导、红外热成像、红外遥感等军事和国民经济的领域具有广泛应用。

硅基光敏芯片因由于成本低廉、半导体制造工艺成熟和CMOS工艺契合等优点，使得硅材料的光电探测器在可见光和近红外光领域成为主流。随着光电探测领域的快速发展，对光电探测器件的工作电压、响应度、响应时间等多种光电参数提出更高的要求，相应的对于硅基光敏芯片的设计而言，需要超薄光敏芯片(厚度小于150μm)。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是：提供一种用于硅基光敏芯片减薄的方法，用于解决现有硅基超薄光敏芯片制备过程中碎片率高且不易量产的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于硅基光敏芯片减薄的方法，包括以下步骤：

S1、在硅片背面蒸镀一层铝膜；

S2、在硅片背面光刻形成光刻胶层的掩模图形；

S3、采用磷酸腐蚀光刻掩模图形外的铝层，暴露出需要减薄的局域；

S4、采用刻蚀工艺对硅片背面暴露的区域进行局部减薄；

S5、对减薄的硅片进行后续工艺加工；

S6、将硅片划片分离，得到超薄(60～150μm)光敏芯片。

进一步地，所述步骤S1中，蒸镀的铝膜层为减薄工艺中的掩模层；

进一步地，所述步骤S2中，形成掩模图形为光刻掉光敏芯片区域的光刻胶层；

进一步地，所述步骤S3中，采用磷酸对暴露出的铝膜进行腐蚀，并清洗掉残留的光刻胶，形成了以铝膜为掩模材料的硅片；

进一步地，所述步骤S3中，需要减薄的局域为光敏芯片所在的区域；

进一步地，所述步骤S4中，刻蚀工艺为湿法刻蚀，腐蚀液为硝酸、氢氟酸、乙酸的混合液；

进一步地，所述步骤S4中，在刻蚀工艺需对光敏芯片正面工艺层进行保护，保护方式为，将硅片以正面朝下的方向，用石蜡包裹硅片正面及边缘，固定在载具基底上，确保硅片正面工艺层和硅片侧面在刻蚀工艺中不被腐蚀；

进一步地，所述步骤S5中，后续工艺包括，背面掺杂层制备、电极制备、表面钝化，其作用是完成光敏芯片光子吸收、光电转换的芯片结构工艺加工；

进一步地，所述步骤S6中，采用划片机将硅片划片分离，可得到的超薄硅基光敏芯片。

(三)有益效果