硅基紫外增强型光电二极管制作方法技术

本发明专利技术公开了一种硅基紫外增强型光电二极管制作方法，该方法中，通过较为简单的工艺制作出了硅基紫外增强型光电二极管，器件性能与进口产品不相伯仲；本发明专利技术的有益技术效果是：采用全新工艺制作出了硅基紫外增强型光电二极管，器件性能与进口产品相当，工艺简单、成本较低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及一种光电探测器制作工艺，尤其设及一种娃基紫外增强型光电二极管 制作方法。
技术介绍
[000引娃基PIN光电二极管具有良好的温度性能、低暗电流、高响应速度，对磁场不敏感 和有较好的光谱响应特性，稳定可靠、价格便宜等特点，已广泛应用于光电检测、光纤通信、 激光测距等领域。普通的娃基光电二极管的光谱响应范围为400nm~llOOnm，对190nm~ 360nm紫外波段无明显的光响应。而紫外波段光电探测器可广泛应用于核物理、保健物理、 地质探矿、天文学、核医学、环境保护等领域，必需将娃基光电二极管的光谱响应范围扩展 至190皿~360皿的紫外波段。目前，国外针对190皿~360皿紫外波段的娃基紫外增强 型光电二极管的制作有日本滨松公司、德国FirstSensor公司等少数厂商，国内研制的娃 基紫外增强型光电二极管主要针对340皿波长的响应，对高性能的娃基紫外增强型光电二 极管的需求基本依赖国外进口，不仅采购价格高昂，而且受制于人。
技术实现思路
针对
技术介绍
中的问题，本专利技术提出了一种娃基紫外增强型光电二极管制作方 法，其创新在于；所述方法的步骤为： 1)采用N型娃外延材料作衬底，衬底层电阻率小于0. 001Q，(^!!!，外延层的电阻率 为20Q?cm~500Q?cm,外延层厚度为20ym~100ym;外延层所在侧的器件端面记为 正面，衬底层所在侧的器件端面记为背面； 2)采用高温氧化工艺，在器件表面形成二氧化娃纯化层； 3)采用光刻工艺在器件正面光刻出保护环渗杂区，采用湿法腐蚀工艺将保护环渗 杂区范围内的氧化层腐蚀掉； 4)采用高温棚扩散工艺，对保护环渗杂区进行高浓度、深结棚渗杂，获得保护环；[000引 5)采用光刻工艺在器件正面光刻出有源区，采用湿法腐蚀工艺对有源区范围内的 二氧化娃纯化层进行腐蚀使二氧化娃纯化层减薄至40nm~120nm;减薄后的二氧化娃纯化 层形成阻挡层； 6)采用低能离子注入工艺，对有源区进行浅结棚渗杂；浅结棚渗杂结束后，采用 湿法腐蚀工艺将阻挡层腐蚀掉； 7)采用瞬态退火工艺，对有源区渗杂离子进行激活； 8)采用低温阳CVD工艺，在有源区表面淀积二氧化娃紫外增透膜； 9)采用湿法腐蚀工艺，在保护环正上方刻蚀出电极孔；采用电子束蒸发工艺，在 器件正面蒸锻Ti/Al双层金属膜；采用湿法腐蚀工艺，将电极区域W外的Ti/Al双层金属膜 腐蚀掉，形成P电极； 10)对器件背面进行减薄抛光； 11)采用电子束蒸发工艺在器件背面蒸锻&/Au双层金属膜，形成N电极。 按前述方法制作出的娃基紫外增强型光电二极管，其响应波长范围为190nm~ 1100皿，并且对紫外波段（190皿~360nm)的量子效率达到50%~70%，在200皿波长处 的响应度约为0.10A/W，在性能方面，本专利技术所制备出的器件与进口产品不相伯仲，但工艺 却较为简单。 优选地，步骤4)中，按如下工艺条件进行高浓度、深结棚渗杂操作；扩散温度为 950°C~1150°C，渗杂浓度为lXl〇i7cm3~5Xl〇27cm3,结深为 1.5ym~4.Oym。 优选地，步骤6)中，按如下工艺条件进行浅结棚渗杂：注入能量为20KeV~ 60KeV，渗杂浓度为1Xl〇i6/cm3~1X10is/cm3,结深小于0. 1ym。按前述工艺条件进行浅结 棚渗杂，能有效提高紫外波段的响应度。 优选地，步骤7)中，瞬态退火工艺的工艺条件为：退火温度1000°C~1200°C，退火 时间30s~90s。 优选地，步骤8)中，低温阳CVD工艺的工艺条件为；淀积温度为300°C~400°C，二 氧化娃紫外增透膜厚度为60皿~150皿。低温阳CVD工艺采用前述工艺条件进行，能有效 提高紫外波段的透过率。 优选地，步骤9)中，Ti/Al双层金属膜中的铁膜厚度为30皿~100皿，侣膜厚度为 500mn~1400打m。 优选地，步骤11)中，化/Au双层金属膜中的铭膜厚度为30皿~lOOnm，金膜厚度 为lOOnm~200nm。 本专利技术的有益技术效果是；采用全新工艺制作出了娃基紫外增强型光电二极管， 器件性能与进口产品相当，工艺简单、成本较低。【附图说明】 图1、娃基紫外增强型光电二极管结构示意图； 图2、本专利技术的娃基紫外增强型光电二极管的量子效率测试图； 图3、本专利技术的娃基紫外增强型光电二极管的响应度测试图； 图中各个标记所对应的名称分别为；外延层1、保护环2、有源区3、衬底层4、二氧 化娃纯化层5、二氧化娃紫外增透膜6、P电极7、N电极8。【具体实施方式】 一种娃基紫外增强型光电二极管制作方法，其创新在于；所述方法的步骤为：[002引 1)采用N型娃外延材料作衬底，包括衬底层4和外延层1，其中，衬底层4电阻率 小于0. 001Q?cm;外延层1的电阻率为20Q?cm~500Q?cm,厚度为20ym~100ym; 外延层1所在侧的器件端面记为正面，衬底层4所在侧的器件端面记为背面； 2)采用高温氧化工艺，在器件表面形成二氧化娃纯化层5 ; 3)采用光刻工艺在器件正面光刻出保护环渗杂区，采用湿法腐蚀工艺将保护环渗 杂区范围内的氧化层腐蚀掉； 4)采用高温棚扩散工艺，对保护环渗杂区进行高浓度、深结棚渗杂，获得保护环 2 ； 5)采用光刻工艺在器件正面光刻出有源区3,采用湿法腐蚀工艺对有源区3范围 内的二氧化娃纯化层5进行腐蚀使二氧化娃纯化层5减薄至40nm~120nm;减薄后的二氧 化娃纯化层5形成阻挡层； 6)采用低能离子注入工艺，对有源区3进行浅结棚渗杂；浅结棚渗杂结束后，采用 湿法腐蚀工艺将阻挡层腐蚀掉； 7)采用瞬态退火工艺，对有源区3渗杂离子进行激活； 8)采用低温阳CVD工艺，在有源区3表面淀积二氧化娃紫外增透膜6; 9)采用湿法腐蚀工艺，在保护环2正上方刻蚀出电极孔；采用电子束蒸发工艺，在 器件正面蒸锻Ti/Al双层金属膜；采用湿法腐蚀工艺，将电极区域W外的Ti/Al双层金属膜 腐蚀掉，形成P电极7 ; 10)对器件背面进行减薄抛光；[003引 11)采用电子束蒸发工艺在器件背面蒸锻化/Au双层金属膜，形成N电极8。 进一步地，步骤4)中，按如下工艺条件进行高浓度、深结棚渗杂工艺；扩散温度为 950°C~1150°C，渗杂浓度为lXl〇i7cm3~5Xl〇27cm3,结深为 1.5ym~4.Oym。 进一步地，步骤6)中，按如下工艺条件进行浅结棚渗杂工艺；注入能量为20KeV~ 60KeV，渗杂浓度为 1Xl〇i6/cm3~1X10is/cms，结深小于 0. 1ym。 进一步地，步骤7)中，瞬态退火工艺的工艺条件为：退火温度1000°C~1200°C，退 火时间30s~90s。 进一步地，步骤8)中，低温阳CVD工艺的工艺条件为；淀积温度为300°C~400°C， 二氧化娃紫外增透膜6厚度为60nm~150nm。[004引进一步地，步骤9)中，Ti/Al双层金属膜中的铁膜厚度为30皿~100皿，侣膜厚度 为 500nm~1400nm。 进一步地，步骤11)中，化/Au双层金属膜中的铭膜厚度为30皿~100皿，金膜厚 度为lOOnm~200nm。 如图2所示，按本专利技术方法制得的器件在200nm~360nm紫本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅基紫外增强型光电二极管制作方法，其特征在于：所述方法的步骤为：1）采用N型硅外延材料形成衬底层（4）和外延层（1），其中，外延层（1）的电阻率为20Ω·cm~500Ω·cm，外延层厚度为20μm~100μm；外延层（1）所在侧的器件端面记为正面，衬底层（4）所在侧的器件端面记为背面；2）采用高温氧化工艺，在器件表面形成二氧化硅钝化层（5）；3）采用光刻工艺在器件正面光刻出保护环掺杂区，采用湿法腐蚀工艺将保护环掺杂区范围内的氧化层腐蚀掉；4）采用高温硼扩散工艺，对保护环掺杂区进行高浓度、深结硼掺杂，获得保护环（2）；5）采用光刻工艺在器件正面光刻出有源区（3），采用湿法腐蚀工艺对有源区（3）范围内的二氧化硅钝化层（5）进行腐蚀使二氧化硅钝化层（5）减薄至40nm~120nm；减薄后的二氧化硅钝化层（5）形成阻挡层；6）采用低能离子注入工艺，对有源区（3）进行浅结硼掺杂；浅结硼掺杂后，采用湿法腐蚀工艺将阻挡层腐蚀掉；7）采用瞬态退火工艺，对有源区（3）掺杂离子进行激活；8）采用低温PECVD工艺，在有源区（3）表面淀积二氧化硅紫外增透膜（6）；9）采用湿法腐蚀工艺，在保护环（2）正上方刻蚀出电极孔；采用电子束蒸发工艺，在器件正面蒸镀Ti/Al双层金属膜；采用湿法腐蚀工艺，将电极区域以外的Ti/Al双层金属膜腐蚀掉，形成P电极（7）；10）对器件背面进行减薄抛光；11）采用电子束蒸发工艺在器件背面蒸镀Cr/Au双层金属膜，形成N电极（8）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄烈云，王昊璇，钟奇志，向勇军，韩恒利，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十四研究所，
类型：发明
国别省市：重庆;85