CN104241437B - 光电探测器制作过程中清洗硼硅玻璃的方法 - Google Patents
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Abstract
一种光电探测器制作过程中清洗硼硅玻璃的方法，在清洗硼硅玻璃之前，先对器件进行热氧化处理，然后采用湿法腐蚀法对光敏区进行清洗。本发明的有益技术效果是：可以在光电探测器制作过程中，更加容易地去除残留在光敏区的硼硅玻璃，提高光敏区的清洁度，从而获得均匀性较好的增透膜，使光电探测器的光响应均匀性得到提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种光电探测器制作工艺，尤其涉及一种光电探测器制作过程中清洗硼硅玻璃的方法。
背景技术
现有技术中，制作光电探测器的一般工艺流程为：提供衬底层→制作栅介质→制作截止环→进行硼扩散形成光敏区→对光敏区进行清洗→在光敏区生长氧化层→在氧化层上淀积氮化硅→形成金属电极→制作金属引线；
光响应的均匀性是光电探测器的一个重要参数，光响应均匀性的好坏又取决于增透膜的均匀性，前述工艺中通过在光敏区生长氧化层和淀积氮化硅来获得增透膜，从工艺流程中我们可以看出，在生长氧化层之前需要先对光敏区进行清洗，之所以要这样做，是因为进行硼扩散时，会在光敏区表面形成硼硅玻璃副产物，须将硼硅玻璃副产物清除掉才能继续后续的增透膜制作，如果硼硅玻璃副产物清除得不干净，就会导致增透膜的均匀性受到影响，最终导致器件光响应的均匀性较差。
针对光电探测器制作过程中产生的硼硅玻璃副产物，在清除时存在如下问题：硼扩散工艺不仅用于制作光电探测器的光敏区，很多时候，硼扩散工艺还用于非光电探测器器件的电极制作，对于这类非光电探测器器件，由于其硼扩散区不是作为光探测用，因此其硼扩散区表面不存在栅介质、截止环等结构，构造较为平整、简单，附着的硼硅玻璃副产物较容易去除，而且即使有残留，在后续的孔腐蚀工艺中也会被随之清除；光电探测器由于其特殊的结构，其光敏区周围存在栅介质、截止环等台阶状结构，结构较为复杂，采用常规方式进行清洗很难将光敏区表面的硼硅玻璃清除干净，进而对增透膜的均匀性造成负面影响。
发明内容
针对背景技术中的问题，本发明提出了一种光电探测器制作过程中清洗硼硅玻璃的方法，包括：光电探测器制作过程中，通过在器件的硅衬底表面进行硼扩散工艺形成光敏区，光敏区表面会附着一层因硼扩散工艺而产生的硼硅玻璃，其改进在于：采用如下方法去除附着在光敏区表面的硼硅玻璃：
1）将器件置于氧化炉中进行热氧化处理：热氧化处理使得硼硅玻璃内侧的硅衬底表面被氧化为二氧化硅，由于二氧化硅的生成导致硅衬底表面发生微小的形变，使得附着在硅衬底表面的硼硅玻璃变得酥松；
2）采用湿法腐蚀法对光敏区进行清洗：腐蚀液在对硼硅玻璃起到腐蚀作用的同时，腐蚀液还通过硼硅玻璃之间的孔隙渗入硅衬底表面，从而对步骤1）中生成的二氧化硅起到腐蚀作用，使硼硅玻璃失去附着部，可以更加容易地将硼硅玻璃从光敏区表面清除掉。
前述工艺特别适合于对表面结构较为复杂的硼扩散区附着的硼硅玻璃进行清洗，其原理是：氧气可以通过硼硅玻璃之间的孔隙与硅衬底表面的硅发生接触，当硅衬底表面的硅氧化为二氧化硅后，其体积会出现膨胀，从而导致光敏区表面发生微小形变，附着在表面的硼硅玻璃也会随之发生位移，从而使硼硅玻璃变得酥松，当用腐蚀液进行清洗时，腐蚀液在腐蚀硼硅玻璃的同时，也能渗透到硅衬底表面对新生成的二氧化硅进行腐蚀，从而使硼硅玻璃失去附着部，最终使硼硅玻璃更容易地被清除掉，保证后续增透膜的均匀性，提高器件品质。
本发明还提出了如下的优选工艺参数：所述氧化处理的温度为700~800℃，氧化时间为5~15分钟，氧气流量为8~9升/分钟。
所述腐蚀液采用硝酸和氢氟酸的混合溶液。
基于前述方案，本发明还提出了一种光电探测器制作方法，按如下步骤制作光电探测器：
1]提供衬底层；2]制作栅介质；3]制作截止环；4]进行硼扩散形成光敏区；5]对光敏区进行氧化处理；6]对光敏区进行清洗；7]在光敏区生长氧化层；8]在氧化层上淀积氮化硅；9]形成金属电极；10]制作金属引线；
其中，步骤5]中的氧化处理采用氧化炉进行，氧化处理的温度为700~800℃，氧化时间为5~15分钟，氧气流量为8~9升/分钟；
步骤6]中的清洗采用硝酸和氢氟酸的混合溶液对光敏区进行清洗。
前述制作光电探测器的工艺与现有技术最大的不同在于，在硼扩散工艺和清洗工艺之间插入了一氧化处理工艺，其所起的作用和效果如前所述，最终使器件的光响应均匀性得到提高。
本发明的有益技术效果是：可以在光电探测器制作过程中，更加容易地去除残留在光敏区的硼硅玻璃，提高光敏区的清洁度，从而获得均匀性较好的增透膜，使光电探测器的光响应均匀性得到提高。
具体实施方式
一种光电探测器制作过程中清洗硼硅玻璃的方法，包括：光电探测器制作过程中，通过在器件的硅衬底表面进行硼扩散工艺形成光敏区，光敏区表面会附着一层因硼扩散工艺而产生的硼硅玻璃，采用如下方法去除附着在光敏区表面的硼硅玻璃：
1）将器件置于氧化炉中进行热氧化处理：热氧化处理使得硼硅玻璃内侧的硅衬底表面被氧化为二氧化硅，由于二氧化硅的生成导致硅衬底表面发生微小的形变，使得附着在硅衬底表面的硼硅玻璃变得酥松；
2）采用湿法腐蚀法对光敏区进行清洗：腐蚀液在对硼硅玻璃起到腐蚀作用的同时，腐蚀液还通过硼硅玻璃之间的孔隙渗入硅衬底表面，从而对步骤1）中生成的二氧化硅起到腐蚀作用，使硼硅玻璃失去附着部，可以更加容易地将硼硅玻璃从光敏区表面清除掉。
进一步地，所述氧化处理的温度为700~800℃，氧化时间为5~15分钟，氧气流量为8~9升/分钟。
进一步地，所述腐蚀液采用硝酸和氢氟酸的混合溶液。
一种光电探测器制作方法，按如下步骤制作光电探测器：
1]提供衬底层；2]制作栅介质；3]制作截止环；4]进行硼扩散形成光敏区；5]对光敏区进行氧化处理；6]对光敏区进行清洗；7]在光敏区生长氧化层；8]在氧化层上淀积氮化硅；9]形成金属电极；10]制作金属引线；
其中，步骤5]中的氧化处理采用氧化炉进行，氧化处理的温度为700~800℃，氧化时间为5~15分钟，氧气流量为8~9升/分钟；
步骤6]中的清洗采用硝酸和氢氟酸的混合溶液对光敏区进行清洗。
前述工艺中，所述衬底层为N型单晶硅片；所述栅介质为SiO2/Si3N4复合介质；所述截止环由硼离子注入或硼扩散形成；所述“在光敏区生长氧化层”为干氧生长而得的薄氧化层；淀积氮化硅采用LP方式淀积，以形成增透膜；所述“形成金属电极”用于形成金属铝与地、截止环等的接触；所述“制作金属引线”采用常规工艺进行。
Claims (3)
1.一种光电探测器制作过程中清洗硼硅玻璃的方法，包括：光电探测器制作过程中，通过在器件的硅衬底表面进行硼扩散工艺形成光敏区，光敏区表面会附着一层因硼扩散工艺而产生的硼硅玻璃，其特征在于：采用如下方法去除附着在光敏区表面的硼硅玻璃：
1）将器件置于氧化炉中进行热氧化处理：热氧化处理使得硼硅玻璃内侧的硅衬底表面被氧化为二氧化硅，由于二氧化硅的生成导致硅衬底表面发生微小的形变，使得附着在硅衬底表面的硼硅玻璃变得酥松；
2）采用湿法腐蚀法对光敏区进行清洗：腐蚀液在对硼硅玻璃起到腐蚀作用的同时，腐蚀液还通过硼硅玻璃之间的孔隙渗入硅衬底表面，从而对步骤1）中生成的二氧化硅起到腐蚀作用，使硼硅玻璃失去附着部，可以更加容易地将硼硅玻璃从光敏区表面清除掉；
所述腐蚀液采用硝酸和氢氟酸的混合溶液。
2.根据权利要求1所述的光电探测器制作过程中清洗硼硅玻璃的方法，其特征在于：所述氧化处理的温度为700~800℃，氧化时间为5~15分钟，氧气流量为8~9升/分钟。
3.一种光电探测器制作方法，其特征在于：按如下步骤制作光电探测器：
1]提供衬底层；2]制作栅介质；3]制作截止环；4]进行硼扩散形成光敏区；5]对光敏区进行氧化处理；6]对光敏区进行清洗；7]在光敏区生长氧化层；8]在氧化层上淀积氮化硅；9]形成金属电极；10]制作金属引线；
其中，步骤5]中的氧化处理采用氧化炉进行，氧化处理的温度为700~800℃，氧化时间为5~15分钟，氧气流量为8~9升/分钟；
步骤6]中的清洗采用硝酸和氢氟酸的混合溶液对光敏区进行清洗。
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