[发明专利]一种拉通型硅APD阵列及其像元间隔离方法

权利要求书

1.一种拉通型硅APD阵列像元间隔离方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：提供硅外延衬底，并在所述硅外延衬底的上表面生长一层二氧化硅薄膜；

S2：采用光刻工艺在所述二氧化硅薄膜上制作出呈相应阵列分布的环状掺杂窗口；

S3：利用离子注入以及高温推结工艺在所述环状掺杂窗口进行深结磷掺杂，以在硅外延衬底上形成磷掺杂的隔离环；

S4：采用拉通型APD阵列制作工艺在所述二氧化硅薄膜上通过光刻工艺和离子注入工艺制作阵列像元结构；

S5：通过金属溅积工艺和光刻工艺在所述APD像元和隔离环上溅积金属电极。

2.根据权利要求1所述的一种拉通型硅APD阵列像元间隔离方法，其特征在于，在步骤S1中，所述二氧化硅薄膜的生长厚度为60nm-120nm。

3.根据权利要求1所述的一种拉通型硅APD阵列像元间隔离方法，其特征在于，在步骤S2中，所述环状掺杂窗口的宽度为5μm-20μm。

4.根据权利要求1所述的一种拉通型硅APD阵列像元间隔离方法，其特征在于，在步骤S3中，所述磷离子的注入剂量为10¹³/cm²-10¹⁵/cm²，注入能量为80keV-160keV。

5.根据权利要求1所述的一种拉通型硅APD阵列像元间隔离方法，其特征在于，在步骤S3中，对所述磷离子进行推结扩散的温度为1000℃-1200℃，推结时间为2h-4h，且推结扩散的结深大于3μm。

6.根据权利要求1所述的一种拉通型硅APD阵列像元间隔离方法，其特征在于，所述步骤S4制作APD像元的具体方法为：

在所述硅外延衬底的上表面对应隔离环内部的中央区域采用光刻工艺和离子注入工艺依次形成像元雪崩区和像元光敏区；在所述硅外延衬底的上表面对应像元光敏区的外围区域形成一与所述隔离环间隔一定距离的保护环。

7.一种拉通型硅APD阵列，包括硅外延衬底，其特征在于，还包括呈阵列分布在所述硅外延衬底内的若干APD像元和环设在所述APD像元周围的隔离环，所述隔离环与对应的APD像元之间具有一定距离以隔离相邻的APD像元，所述隔离环采用磷离子注入和高温推结工艺形成；还包括形成在所述硅外延衬底的上表面上并与所述隔离环电连接的隔离环电极。

8.根据权利要求7所述的一种拉通型硅APD阵列，其特征在于，所述APD像元包括从下至上依次形成在所述硅外延衬底内对应其上表面一侧的像元雪崩区和像元光敏区以及形成在所述像元光敏区外围保护环，所述保护环与所述隔离环之间间隔有一距离；所述APD像元还包括形成在所述硅外延衬底上表面并与所述保护环电连接的像元N电极以及形成在所述硅外延衬底下表面P电极。

9.根据权利要求8所述的一种拉通型硅APD阵列，其特征在于，所述拉通型硅APD阵列还包括形成在所述硅外延片上表面的表面钝化层，所述表面钝化层上对应所述隔离环电极和第一像元电极的位置处分别形成有隔离环电极通道和像元电极通道，所述隔离环电极形成于所述隔离环电极通道内以与所述隔离环电连接，所述像元N电极形成于所述像元电极通道内以与所述保护环电连接。

10.根据权利要求7所述的一种拉通型硅APD阵列，其特征在于，所述APD像元与隔离环之间的距离小于10μm。