CN102201346A - 提高成品率的ccd生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高成品率的CCD生产方法，将原来由3次制作成型的4个多晶硅层改为分4次制作，每次只制作一个多晶硅层。本发明的有益技术效果是：在低精度生产工艺线上，采用四次制作多晶硅条的生产方法，生产小像元CCD，避免了同层短路现象，既保证了产品的性能，还大幅提高了成品率；在不更换设备的条件下，使产品的成品率大幅提高，降低了生产成本，间接地扩大了低加工精度设备的适用范围；通过在2微米工艺线，用该生产方法生产像元尺寸为11微米×11微米的两相或4相CCD器件，生产的成品率高达70-80%。

Description

提高成品率的CCD生产方法

技术领域

本发明涉及一种CCD设计、制造技术，具体涉及一种提高成品率的CCD生产方法。

背景技术  

CCD，电荷耦合器件，是一种半导体元件，能够把光学影像转化为数字信号，也称为CCD图像传感器。无论两相还是四相CCD均包含四个电极，四个电极分别由四个多晶硅层引出。

通常四个多晶硅层采用2次或3次多晶硅方法在硅衬底（硅衬底的材质、结构及其他外围结构与常规结构相同，因它们与本发明所涉及的改进点相关性不大，在此不再赘述）上制作而成。3次多晶硅工艺的具体工艺步骤是：制作第一次多晶硅条，进行光刻开槽，将第一次多晶硅条分割为两个多晶硅层（即第一多晶硅层和第二多晶硅层），对分割后得到的两个多晶硅层进行表面氧化；然后再在槽中制作第二次多晶硅条（即形成第三多晶硅层），然后对第二次多晶硅条进行氧化处理，最后在第一多晶硅层或第二多晶硅层的外侧，制作第三次多晶硅条（即第四多晶硅层），对第三次多晶硅条进行氧化处理；由此形成的四层结构，每层分别引出一电极，根据不同的电极连接方式，形成两相或者四相结构的CCD。

若采用加工精度不高的设备，或者利用现有的加工精度低的生产工艺线，制作小尺寸像元时，对多晶硅条的缝隙刻蚀（也即前述的“光刻开槽”），存在刻蚀不够干净的问题，同次多晶硅条经开槽得到的两个多晶硅层会出现短路现象，即同层短路，导致CCD器件的成品率下降。

发明内容　

本发明针对现有技术存在的不足，要解决的技术问题是：提供一种提高在低精度工艺线上生产小像元CCD成品率的工艺方法。

本发明为解决上述技术问题，采取的技术方案为：一种提高成品率的CCD生产方法，制作步骤为：

1）制作第一次多晶硅条，对第一次多晶硅条表面进行氧化处理；

2）与第一次多晶硅条间隔一定距离，制作第二次多晶硅条，对第二次多晶硅条表面进行氧化处理；

3）在第一次多晶硅条与第二次多晶硅条之间，制作第三次多晶硅条，对第三次多晶硅条表面进行氧化处理；

4）在第一次多晶硅条或者第二次多晶硅条的外侧，制作第四次多晶硅条，对第四次多晶硅条表面进行氧化处理。

进一步，每一个多晶硅条引出一个电极，四个电极之间相互独立，形成四相CCD结构。

进一步，每一个多晶硅条引出一个电极，从左到右顺序为第一电极、第二电极、第三电极和第四电极，将第一电极与第二电极连接成为第一相；将第三电极与第四电极连接成为第二相，形成两相CCD结构。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：在低精度生产工艺线上，采用四次制作多晶硅条的生产方法，生产小像元CCD，避免了同层短路现象，既保证了产品的性能，还大幅提高了成品率。在不更换设备的条件下，使产品的成品率大幅提高，降低了生产成本，间接地扩大了低加工精度设备的适用范围。通过在2微米工艺线，用该生产方法生产像元尺寸为11微米×11微米的两相或4相CCD器件，生产的成品率高达70-80%。

附图说明

图1、采用3次多晶硅工艺生产的2相器件的1至3次多晶硅条排列结构示意图；

图2、采用3次多晶硅工艺生产的4相器件的1至3次多晶硅条排列结构示意图；

图3、采用本发明方法的2相器件的1至4次多晶硅条排列结构示意图；

图4、采用本发明方法的4相器件的1至4次多晶硅条排列结构示意图；

其中：第一次多晶硅条1、第二次多晶硅条2、第三次多晶硅条3、第四次多晶硅条4、第一电极5、第二电极6、第三电极7、第四电极8。

具体实施方式　

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

如图3、4所示，一种提高成品率的CCD生产方法，制作步骤为：

1）制作第一次多晶硅条1（形成第一多晶硅层），对第一次多晶硅条1表面进行氧化处理；

2）与第一次多晶硅条1间隔一定距离，制作第二次多晶硅条2（形成第二多晶硅层），对第二次多晶硅条2表面进行氧化处理；

3）在第一次多晶硅条1与第二次多晶硅条2之间，制作第三次多晶硅条3（形成第三多晶硅层），对第三次多晶硅条3表面进行氧化处理；

4）在第一次多晶硅条1或者第二次多晶硅条2的外侧，制作第四次多晶硅条4（形成第四多晶硅层），对第四次多晶硅条4表面进行氧化处理。

本文除了采用“多晶硅条”的概念来定义CCD结构外，还引入了“多晶硅层”，这主要是为了更清楚的说明本发明与现有技术的区别。

现有技术通过三次制作多晶硅条，得到四个多晶硅层：第一次制作得到2个多晶硅层，第二次制作得到1个多晶硅层，第三次制作得到1个多晶硅层。

本发明通过四次制作多晶硅条，得到四个多晶硅层：第一次制作得到1个多晶硅层，第二次制作得到1个多晶硅层，第三次制作得到1个多晶硅层，第四次制作得到1个多晶硅层。

从前面的叙述可知，本发明将现有的第一次制作的多晶硅条作成2个多晶硅层的工艺，改进为分两次制作，每次得到1个多晶硅层，这就省去了现有技术需要对第一次制作出来的多晶硅条进行光刻开槽的步骤，也就省去了对设备开槽清洁度的要求。同时也避免了同层短路的问题，保证了产品的性能指标，极大的提高了在低精度的设备上生产小像元CCD的成品率。使得企业无需专门再为制作小像元器件购置新设备，降低了生产成本，也间接地扩大了现有设备的使用范围。在等于或大于2微米加工精度的生产线上生产11微米×11微米以下像元的大面阵CCD,采用本发明的生产方法都能够大大提高成品率。

每一个多晶硅条引出一个电极，四个电极之间相互独立，形成四相CCD结构。每一个电极（顺序为第一电极5、第二电极6、第三电极7和第四电极8）对应一相，四个电极成四相。

每一个多晶硅条引出一个电极，从左到右顺序为第一电极5、第二电极6、第三电极7和第四电极8，将第一电极5与第二电极6连接成为第一相；将第三电极7与第四电极8连接成为第二相，形成两相CCD结构。

在2微米工艺线上采取四次制作多晶硅条的工艺，生产像元尺寸为11微米×11微米的4096×4096像素的大面阵可见光CCD器件，两相、四相成品率如下：

注明：上表成品率数据，是基于5批次产品而得出的平均值。

在2微米工艺线上采取三次制作多晶硅条的工艺，生产像元尺寸为11微米×11微米的4096×4096像素的大面阵可见光CCD器件，两相、四相成品率如下：

注明：上表成品率数据，是基于5批次产品而统计得出的。

由于每制作一次多晶硅条就要进行一次氧化处理，由本发明方法所得到的产品的氧化层厚度比3次多晶硅工艺所得到的产品的氧化层厚度略厚；本领域技术人员有个基本认识，认为氧化层厚度变厚除了可以提高结构层的绝缘性外，还会使器件性能下降，但经过实验证明，对像元尺寸等于或大于11微米×11微米的器件而言，由本发明所带来的氧化层厚度的增加量，对器件的性能产生的影响十分有限；

采用本发明方法得到的四次多晶硅产品的各个结构层厚度见下表：

采用高精度装置加工出的三次多晶硅产品各个结构层厚度见下表：

从两个表的对比可以看出，本发明的四次多晶硅产品的氧化层厚度略有增加，通过实验测试，本发明所得到的产品和三次多晶硅工艺得到的产品的性能比较见下表：

从表中可以看出，本发明所得到的产品的性能与三次多晶硅工艺得到的产品除均匀性和固定图像噪声外，其它性能相当，本发明的产品是能够符合相关标准对于这类器件的参数要求的。

Claims (3)

1.一种提高成品率的CCD生产方法，其特征在于：制作步骤为：

1）制作第一次多晶硅条（1），对第一次多晶硅条（1）表面进行氧化处理；

2）与第一次多晶硅条（1）间隔一定距离，制作第二次多晶硅条（2），对第二次多晶硅条（2）表面进行氧化处理；

3）在第一次多晶硅条（1）与第二次多晶硅条（2）之间，制作第三次多晶硅条（3），对第三次多晶硅条（3）表面进行氧化处理；

4）在第一次多晶硅条（1）或者第二次多晶硅条（2）的外侧，制作第四次多晶硅条（4），对第四次多晶硅条（4）表面进行氧化处理。

2.如权利要求1所述的提高成品率的CCD生产方法，其特征在于：每一个多晶硅条引出一个电极，四个电极之间相互独立，形成四相CCD结构。

3.如权利要求1所述的提高成品率的CCD生产方法，其特征在于：每一个多晶硅条引出一个电极，从左到右顺序为第一电极（5）、第二电极（6）、第三电极（7）和第四电极（8），将第一电极（5）与第二电极（6）连接成为第一相；将第三电极（7）与第四电极（8）连接成为第二相，形成两相CCD结构。

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