CN103681899B - 提高感光密度的光敏器件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种提高感光密度的光敏器件及其制造方法，其特征是，包括以下工艺步骤：（1）提供衬底，在衬底上热氧化SiO2形成第一氧化层，第一氧化层的厚度为800～1000nm；（2）在第一氧化层上涂布光刻胶，并选择性掩蔽和腐蚀光刻胶，在第一氧化层上形成刻蚀窗口，腐蚀刻蚀窗口，露出刻蚀窗口底部相对应的衬底，从而在第一氧化层上得到凹槽；（3）在凹槽底部的衬底上热氧化SiO2形成第二氧化层，第二氧化层的厚度为10～40nm；（4）在第一氧化层和第二氧化层上淀积多晶硅层，并采用POCl3对多晶硅层进行掺杂；（5）对多晶硅层进行等离子体反应刻蚀，在凹槽底部的衬底上得到凹凸不平的光敏面。本发明提高了光敏面的感光密度，降低了芯片尺寸，从而节约成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种提高感光密度的光敏器件及其制造方法，属于集成电路技术领域。
背景技术
光敏器件的光电转换效率的提升是行业内一直追求的目标，能够提升光敏器件的光电转换效率即意味着产品竞争力的提升。目前提升光电转换效率主要在于依赖光敏面的面积增大。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种提高感光密度的光敏器件及其制造方法，提高了光敏面的感光密度，降低了芯片尺寸，从而节约成本。
按照本发明提供的技术方案，所述提高感光密度的光敏器件，包括衬底，衬底上表面设置第一氧化层，其特征是：在所述第一氧化层上设置凹槽，凹槽由第一氧化层的上表面延伸至衬底的上表面；在所述凹槽底部的衬底上刻蚀形成光敏面，光敏面为凹凸面。
所述衬底为硅衬底。
所述提高感光密度的光敏器件的制造方法，其特征是，包括以下工艺步骤：
（1）提供衬底，对衬底的硅材料进行热氧化，形成第一氧化层，第一氧化层的厚度为800～1000nm；
（2）在第一氧化层上涂布光刻胶，并选择性掩蔽和腐蚀光刻胶，在第一氧化层上形成刻蚀窗口，腐蚀刻蚀窗口，露出刻蚀窗口底部相对应的衬底，从而在第一氧化层上得到凹槽；
（3）对凹槽底部的衬底的硅材料进行热氧化，形成第二氧化层，第二氧化层的厚度为10～40nm；
（4）在第一氧化层和第二氧化层上淀积多晶硅层，多晶硅层的厚度为150～500nm，并采用POCl3对多晶硅层进行掺杂；
（5）对多晶硅层进行等离子体反应刻蚀，在凹槽底部的衬底上得到凹凸不平的光敏面。
步骤（5）中，所述刻蚀压力为50mt，功率为550W，刻蚀气体为30sccm的HBr和30sccm的Cl2，下电极温度为30℃。
所述多晶硅层的掺杂方块电阻为23Ω/□。
本发明所述提高感光密度的光敏器件的制造方法通过P5000MXP采用常规的Cl2/HBR（溴化氢）腐蚀多晶，利用多晶的晶粒和晶粒之间的间隙的腐蚀速率不同，形成凹凸不平的光敏面，感光密度比原来提高了1.5倍，因此在不改变光电转换效率情况下，芯片的尺寸也得到了减少；本发明所述工艺与二极管制造工艺兼容，简单实用。
附图说明
图1～图5为本发明所述光敏器件的制造工艺流程图，其中：
图1为衬底上形成第一氧化层的示意图。
图2为第一氧化层腐蚀出凹槽的示意图。
图3为凹槽底部形成第二氧化层的示意图。
图4为第一氧化层和第二氧化层上淀积得到多晶硅层的示意图。
图5为刻蚀形成光敏面的示意图。
图中的序号为：衬底1、第一氧化层2、第二氧化层3、多晶硅层4、光敏面5、凹槽6。
具体实施方式
下面结合具体附图对本发明作进一步说明。
如图5所示：本发明所述提高感光密度的光敏器件包括衬底1，衬底1上表面设置第一氧化层2，第一氧化层2上设置凹槽6，凹槽6由第一氧化层2的上表面延伸至衬底1的上表面；在所述凹槽6底部的衬底1上刻蚀形成光敏面5，光敏面5为凹凸面；
所述衬底1为硅衬底。
上述提高感光密度的光敏器件的制造方法，包括以下工艺步骤：
（1）如图1所示，提供衬底1，对衬底1的硅材料进行热氧化，形成第一氧化层2；所述衬底1为硅衬底，衬底1的厚度为SEMI（国际半导体设备材料产业协会）标准厚度；所述第一氧化层2的厚度为800～1000nm，热氧化工艺与常规热氧化生长工艺相同；
（2）如图2所示，在第一氧化层2上涂布光刻胶，并选择性掩蔽和腐蚀光刻胶，在第一氧化层2上形成刻蚀窗口；采用BOE腐蚀刻蚀窗口，露出刻蚀窗口底部相对应的衬底1，从而在第一氧化层2上得到凹槽6；
（3）如图3所示，对凹槽6底部的衬底1的硅材料进行热氧化，形成第二氧化层3，第二氧化层3的厚度为10～40nm；
（4）如图4所示，在第一氧化层2和第二氧化层3上采用LPCVD淀积多晶硅层4，多晶硅层4的厚度为150～500nm，并采用POCl3对多晶硅层4进行掺杂，多晶硅层4的掺杂方块电阻为23Ω/□；所述淀积工艺和掺杂工艺采用现有常规的淀积和掺杂工艺；
（5）如图5所示，通过常规的多晶腐蚀设备AMATP5000MXP对多晶硅层4进行等离子体反应刻蚀，在凹槽6底部的衬底1上得到凹凸不平的光敏面5；所述刻蚀的压力为50mt（约6.65Pa），功率为550W，刻蚀气体为30sccm的HBr和30sccm的Cl2，下电极温度为30℃。
上述步骤（5）中光敏面5的成形步骤中，采用干法腐蚀工艺，提高了工艺加工时间和精确度，通过常规的多晶腐蚀设备AMATP5000MXP能够精确的控制光敏面5的粗糙度，增加了光敏面的感光密度，通过AMATP5000MXP不改变现有二极管生产工艺的工艺步骤，均采用常规工艺过程，降低加工成本。
Claims (5)
1.一种提高感光密度的光敏器件，包括衬底（1），衬底（1）上表面设置第一氧化层（2），其特征是：在所述第一氧化层（2）上设置凹槽（6），凹槽（6）由第一氧化层（2）的上表面延伸至衬底（1）的上表面；在所述凹槽（6）底部的衬底（1）上刻蚀形成光敏面（5），光敏面（5）为凹凸面。
2.如权利要求1所述的提高感光密度的光敏器件，其特征是：所述衬底（1）为硅衬底。
3.一种提高感光密度的光敏器件的制造方法，其特征是，包括以下工艺步骤：
（1）提供衬底（1），对衬底（1）的硅材料进行热氧化，形成第一氧化层（2），第一氧化层（2）的厚度为800～1000nm；
（2）在第一氧化层（2）上涂布光刻胶，并选择性掩蔽和腐蚀光刻胶，在第一氧化层（2）上形成刻蚀窗口，腐蚀刻蚀窗口，露出刻蚀窗口底部相对应的衬底（1），从而在第一氧化层（2）上得到凹槽（6）；
（3）对凹槽（6）底部的衬底（1）的硅材料进行热氧化，形成第二氧化层（3），第二氧化层（3）的厚度为10～40nm；
（4）在第一氧化层（2）和第二氧化层（3）上淀积多晶硅层（4），多晶硅层（4）的厚度为150～500nm，并采用POCl3对多晶硅层（4）进行掺杂；
（5）对多晶硅层（4）进行等离子体反应刻蚀，在凹槽（6）底部的衬底（1）上得到凹凸不平的光敏面（5）。
4.如权利要求3所述的提高感光密度的光敏器件的制造方法，其特征是：步骤（5）中，所述刻蚀压力为50mt，功率为550W，刻蚀气体为30sccm的HBr和30sccm的Cl2，下电极温度为30℃。
5.如权利要求3所述的提高感光密度的光敏器件的制造方法，其特征是：所述多晶硅层（4）的掺杂方块电阻为23Ω/□。
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