CN117374133B - 一种红外探测器制造方法及红外探测器 - Google Patents
一种红外探测器制造方法及红外探测器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117374133B CN117374133B CN202311519046.XA CN202311519046A CN117374133B CN 117374133 B CN117374133 B CN 117374133B CN 202311519046 A CN202311519046 A CN 202311519046A CN 117374133 B CN117374133 B CN 117374133B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- contact hole
- passivation layer
- conductive material
- conductive structure
- trapezoid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims abstract description 99
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 86
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 64
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 39
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 19
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 17
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims abstract description 7
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims description 40
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 14
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 claims description 10
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 6
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 16
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 10
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 abstract description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 3
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 55
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 6
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 6
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 6
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 229910000661 Mercury cadmium telluride Inorganic materials 0.000 description 2
- MCMSPRNYOJJPIZ-UHFFFAOYSA-N cadmium;mercury;tellurium Chemical compound [Cd]=[Te]=[Hg] MCMSPRNYOJJPIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N indium antimonide Chemical compound [Sb]#[In] WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 2
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0203—Containers; Encapsulations, e.g. encapsulation of photodiodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/02002—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations
- H01L31/02005—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
本申请公开了一种红外探测器制造方法及红外探测器，属于红外探测器领域，该方法包括：在晶片的钝化层背离吸收层的表面形成接触孔，使所述接触孔贯穿所述钝化层；所述晶片包括沿厚度方向依次设置的所述吸收层和所述钝化层；向所述接触孔内注入离子，在所述吸收层与所述接触孔接触的区域形成PN结；形成所述PN结后，在所述接触孔内沉积第一导电材料，使所述第一导电材料填充整个所述接触孔，以形成电极；将所述电极与读出电路进行互连，得到所述红外探测器。本申请通过该方式规避了小间距，尤其是5μm以下像元间距制备工艺中，注入区与接触孔超高精度要求的加工难度；简化了光刻工艺；同时，由于基于原位成结引出，对准精度100％精确。
Description
技术领域
本申请涉及红外探测器领域，特别涉及一种红外探测器制造方法及红外探测器。
背景技术
传统的红外探测器制造工艺流程为：1、在如图1所示的晶片1的钝化层1.2表面涂敷光刻胶2，并光刻出离子注入区的图形；2、如图2所示，在该离子注入区的图形位置注入离子；3、如图3所示，在吸收层1.1内形成PN结3；4、如图4所示，在钝化层1.2表面与PN结3对应位置处再次光刻出接触孔的图形；5、如图5所示，在接触孔内填充金属，引出电极4，得到红外探测器芯片；6、如图6所示，进行电极4与读出电路5的铟凸点结构5.1的互连，得到红外探测器。然而，伴随着红外探测器技术的发展，器件阵列规模不断增加，像元间距不断缩小，缩至5μm线宽的产品制造难度进一步提升，主要表现在对图形精度与对准精度要求更高，尤其是注入区与接触孔之间的相对位置关系。如果注入区与接触孔之间的相对位置发生错位则极易导致红外探测器芯片失效。因此，如何提高注入区与接触孔的对准精度，并且降低注入区与接触孔的对准难度，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种红外探测器制造方法及红外探测器，从而提高注入区与接触孔的对准精度，并且降低注入区与接触孔的对准难度。
为实现上述目的，本申请提供了一种红外探测器制造方法，其特征在于，包括：
在晶片的钝化层背离吸收层的表面形成接触孔，使所述接触孔贯穿所述钝化层；所述晶片包括沿厚度方向依次设置的所述吸收层和所述钝化层；
向所述接触孔内注入离子，在所述吸收层与所述接触孔接触的区域形成PN结；
形成所述PN结后，在所述接触孔内沉积第一导电材料，使所述第一导电材料填充整个所述接触孔，以形成电极；
将所述电极与读出电路进行互连，得到所述红外探测器。
可选的，所述在晶片的钝化层背离所述吸收层的表面形成接触孔，使所述接触孔贯穿所述钝化层，包括：
在所述晶片的所述钝化层背离所述吸收层的表面涂敷光刻胶，并光刻出接触孔图形；
在所述接触孔图形的位置沿所述晶片的厚度方向刻蚀至所述接触孔贯穿所述钝化层；
相应的，在所述接触孔内沉积第一导电材料，使所述第一导电材料填充整个所述接触孔后，还包括：
去除所述钝化层背离所述吸收层的表面的所述光刻胶。
可选的，去除所述钝化层背离所述吸收层的表面的所述光刻胶，包括：
将所述晶片放入丙酮溶液中浸泡，去除所述钝化层背离所述吸收层的表面的所述光刻胶。
可选的，所述接触孔的深度大于所述钝化层的厚度。
可选的，在所述接触孔内沉积第一导电材料，使所述第一导电材料填充整个所述接触孔导电材料后，还包括：
在所述接触孔对应的所述钝化层背离所述吸收层的表面制备梯形导电结构；所述梯形导电结构背离所述钝化层的表面的宽度小于所述梯形导电结构靠近所述钝化层的表面的宽度。
可选的，在所述接触孔对应的所述钝化层背离所述吸收层的表面制备梯形导电结构，包括：
在所述钝化层背离所述吸收层的表面涂敷负光刻胶，并光刻出梯形导电结构图形；所述梯形导电结构图形与所述接触孔的位置对应；
在所述梯形导电结构图形的位置制备所述梯形导电结构；
形成所述梯形导电结构后，去除所述钝化层背离所述吸收层的表面的所述负光刻胶。
可选的，在所述钝化层背离所述吸收层的表面涂敷负光刻胶，并光刻出梯形导电结构图形前，还包括：
在所述钝化层背离所述吸收层的表面沉积第二导电材料；
相应的，在所述梯形导电结构图形的位置制备所述梯形导电结构，包括：
将所述晶片放入电镀液中，以沉积的所述第二导电材料作为电镀阴极，在所述梯形导电结构图形的位置电镀第三导电材料，形成所述梯形导电结构；
以所述梯形导电结构作为掩膜结构，去除未被所述梯形导电结构覆盖的所述第二导电材料。
可选的，所述去除未被所述梯形导电结构覆盖的所述第二导电材料，包括：
通过腐蚀液腐蚀掉未被所述梯形导电结构覆盖的所述第二导电材料。
可选的，所述负光刻胶的厚度大于5μm；所述梯形导电结构的厚度为3μm～5μm，且包括两端的值。
为实现上述目的，本申请还提供了一种红外探测器，包括：晶片和读出电路；
所述晶片包括沿厚度方向依次设置的吸收层和钝化层；所述钝化层背离所述吸收层的表面设置有接触孔，所述接触孔贯穿所述钝化层；所述吸收层与所述接触孔接触的区域形成有PN结；所述接触孔内填充有第一导电材料，作为电极；所述电极与读出电路互连。
本申请提供的一种红外探测器制造方法，包括：在晶片的钝化层背离吸收层的表面形成接触孔，使所述接触孔贯穿所述钝化层；所述晶片包括沿厚度方向依次设置的所述吸收层和所述钝化层；向所述接触孔内注入离子，在所述吸收层与所述接触孔接触的区域形成PN结；形成所述PN结后，在所述接触孔内沉积第一导电材料，使所述第一导电材料填充整个所述接触孔，以形成电极；将所述电极与读出电路进行互连，得到所述红外探测器。
显然，本申请只在注入离子之前进行了一次打孔，形成了贯穿钝化层的接触孔；然后再在孔内依次注入离子形成PN结，沉积导电材料形成电极。通过该方式规避了小间距，尤其是5μm以下像元间距制备工艺中，注入区与接触孔超高精度要求的加工难度；简化了光刻工艺；同时，由于基于原位成结引出，对准精度100％精确。本申请还提供一种红外探测器，具有上述有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为传统制造工艺采用的晶片的结构示意图；
图2为传统制造工艺中离子注入过程的示意图；
图3为传统制造工艺中形成PN结后的晶片的结构示意图；
图4为传统制造工艺中形成接触孔后的晶片的结构示意图；
图5为传统制造工艺中形成电极后的晶片的结构示意图；
图6为传统制造工艺制造的红外探测器的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的一种红外探测器制造方法的流程图；
图8为本申请实施例提供的另一种红外探测器制造方法的流程图；
图9为本申请制造工艺中涂敷光刻胶后的晶片的结构示意图；
图10为本申请制造工艺中形成接触孔后的晶片的结构示意图；
图11为本申请制造工艺中离子注入过程的示意图；
图12为本申请制造工艺中沉积第一导电材料后的晶片的结构示意图；
图13为本申请制造工艺中去除光刻胶后的晶片的结构示意图；
图14为本申请沉积第二导电材料后的晶片的结构示意图；
图15为本申请制造工艺中形成梯形导电结构图形后的晶片的结构示意图；
图16为本申请制造工艺中形成梯形导电结构后的晶片的结构示意图；
图17为本申请制造工艺中腐蚀掉第二导电材料后的晶片的结构示意图；
图18为本申请制造工艺制造的红外探测器的结构示意图。
附图标记说明如下：
1-晶片；1.1-吸收层；1.2-钝化层；2-光刻胶；3-PN结；4-电极；5-读出电路；5.1-铟凸点结构；6-第一导电材料；7-第二导电材料；8-负光刻胶；9-第三导电材料/梯形导电结构。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
5μm以下像元间距的小间距红外探测器，由于像元间距非常小，因此对图形精度与对准精度要求更高，尤其是注入区与接触孔之间的相对位置关系。如果注入区与接触孔之间的相对位置发生错位则极易导致红外探测器芯片失效。而通过传统的红外探测器制造工艺很难实现高对准精度。因此，本申请提供了一种红外探测器制造方法，通过在注入离子之前形成贯穿钝化层的接触孔，从而提高注入区与接触孔的对准精度，并且降低注入区与接触孔的对准难度。
请参考图7，图7为本申请实施例提供的一种红外探测器制造方法的流程图，该方法可以包括：
S101：在晶片的钝化层背离吸收层的表面形成接触孔，使接触孔贯穿钝化层；晶片包括沿厚度方向依次设置的吸收层和钝化层。
本实施例并不限定接触孔的具体深度，只要保证接触孔能够贯穿钝化层1.2即可。进一步的，为了便于形成PN结3，本实施例中接触孔的深度可以大于钝化层1.2的厚度。
本实施例并不限定形成接触孔的具体方式，只要保证能够使接触孔贯穿钝化层1.2即可，例如可以在晶片1的钝化层1.2背离吸收层1.1的表面涂敷光刻胶2，并光刻出接触孔图形；在接触孔图形的位置沿晶片1的厚度方向刻蚀至接触孔贯穿钝化层1.2；相应的，在接触孔内沉积第一导电材料6，使第一导电材料6填充整个接触孔后，还包括：去除钝化层1.2背离吸收层1.1的表面的光刻胶2。
本实施例并不限定刻蚀的具体方式，只要保证能够形成接触孔即可，例如可以采用等离子体刻蚀机在接触孔图形的位置沿晶片1的厚度方向刻蚀至接触孔贯穿钝化层1.2。
本实施例并不限定去除光刻胶2的具体方式，只要保证能够去除掉钝化层1.2表面的光刻胶2即可，例如可以将晶片1放入丙酮溶液中浸泡，去除钝化层1.2背离吸收层1.1的表面的光刻胶2。
本实施例并不限定晶片1的具体种类，例如晶片1可以是碲镉汞红外光敏晶片或者锑化铟红外光敏晶片。采用不同种类的晶片1，能够得到不同种类的红外探测器，具体可以根据实际需求的红外探测器的种类选择相应的晶片1。
S102：向接触孔内注入离子，在吸收层与接触孔接触的区域形成PN结。
本实施例并不限定注入离子的具体方式，只要保证能够使离子通过接触孔接触到吸收层1.1即可，例如可以采用离子注入机向接触孔内注入离子，在吸收层1.1与接触孔接触的区域形成PN结3。
S103：形成PN结后，在接触孔内沉积第一导电材料，使第一导电材料填充整个接触孔，以形成电极。
本实施例并不限定第一导电材料6的具体种类，只要保证能够导电即可，例如第一导电材料6可以是铬或者其他金属。
本实施例并不限定沉积第一导电材料6的具体方式，可以根据选用的第一导电材料6选择相应的沉积方式，例如当第一导电材料6是金属时，形成PN结3后，可以采用金属沉积设备在接触孔内沉积第一导电材料6，使第一导电材料6填充整个接触孔，以形成电极4。
S104：将电极与读出电路进行互连，得到红外探测器。
本实施例并不限定互连的具体方式，只要保证电极4和读出电路5之间能够形成良好连接即可。
本实施例并不限定读出电路5的具体结构，可以参考传统的红外探测器中的读出电路5，例如读出电路5可以包括铟凸点结构5.1；铟凸点结构5.1用于与电极4连接。
基于上述实施例，本申请只在注入离子之前进行了一次打孔，形成了贯穿钝化层的接触孔；然后再在孔内依次注入离子形成PN结，沉积导电材料形成电极。通过该方式规避了小间距，尤其是5μm以下像元间距制备工艺中，注入区与接触孔超高精度要求的加工难度；简化了光刻工艺；同时，由于基于原位成结引出，对准精度100％精确。
5μm以下像元间距的小间距红外探测器，因为像元间距的缩小导致读出电路中互连用的铟球尺寸很小，互连结构的强度及高度受限，并且红外探测器芯片些许的不平整度就将导致导通不良，增加了互连难度。因此，本申请提供了一种红外探测器制造方法，通过形成红外芯片端的电极微尖端结构，从而提高互连结构的强度及高度，并且降低互连难度。
请参考图8，图8为本申请实施例提供的另一种红外探测器制造方法的流程图，该方法可以包括：
S201：在晶片的钝化层背离吸收层的表面形成接触孔，使接触孔贯穿钝化层；晶片包括沿厚度方向依次设置的吸收层和钝化层。
S202：向接触孔内注入离子，在吸收层与接触孔接触的区域形成PN结。
S203：形成PN结后，在接触孔内沉积第一导电材料，使第一导电材料填充整个接触孔。
S204：在接触孔对应的钝化层背离吸收层的表面制备梯形导电结构，以形成电极；梯形导电结构背离钝化层的表面的宽度小于梯形导电结构靠近钝化层的表面的宽度。
本实施例并不限定制备梯形导电结构9的具体方式，只有保证能够在钝化层1.2背离吸收层1.1的表面与接触孔对应的区域上形成梯形导电结构9即可，例如可以在钝化层1.2背离吸收层1.1的表面涂敷负光刻胶8，并光刻出梯形导电结构图形；梯形导电结构图形与接触孔的位置对应；在梯形导电结构图形的位置制备梯形导电结构9；形成梯形导电结构9后，去除钝化层1.2背离吸收层1.1的表面的负光刻胶8。
本实施例并不限定去除负光刻胶8的具体方式，只要保证能够去除掉钝化层1.2表面的负光刻胶8即可。
本实施例并不限定负光刻胶8的具体厚度，例如负光刻胶8的厚度可以大于5μm。本实施例并不限定梯形导电结构9的具体厚度，例如梯形导电结构9的厚度可以为3μm～5μm，且包括两端的值。
进一步的，本实施例在钝化层1.2背离吸收层1.1的表面涂敷负光刻胶8，并光刻出梯形导电结构图形前，还可以包括：在钝化层1.2背离吸收层1.1的表面沉积第二导电材料7；相应的，在梯形导电结构图形的位置制备梯形导电结构9，包括：将晶片1放入电镀液中，以沉积的第二导电材料7作为电镀阴极，在梯形导电结构图形的位置电镀第三导电材料9，形成梯形导电结构9；以梯形导电结构9作为掩膜结构，去除未被梯形导电结构9覆盖的第二导电材料7。需要说明的是，通过沉积第二导电材料7一方面可以使梯形导电结构9与第一导电材料6更好的连接；另一方面第二导电材料7可以作为电镀阴极，以便通过电镀的方式形成梯形导电结构9。
本实施例并不限定第二导电材料7的具体种类，只要保证能够导电即可，例如第二导电材料7可以是铬或者其他金属。本实施例并不限定第三导电材料9的具体种类，只要保证能够导电即可，例如第三导电材料9可以是铬或者其他金属。
本实施例并不限定去除第二导电材料7的具体方式，可以根据选用的第二导电材料7选择相应的去除方式，例如当第二导电材料7是金属时，可以通过腐蚀液腐蚀掉未被梯形导电结构9覆盖的第二导电材料7。本实施例并不限定腐蚀液的具体种类，只要对金属有腐蚀作用即可，可以根据选用的金属的种类选择相应的腐蚀液。
S205：将电极与读出电路进行互连，得到红外探测器。
基于上述实施例，本申请通过在晶片表面制备背离钝化层的表面的宽度小于靠近钝化层的表面的宽度的梯形导电结构，形成红外芯片端的电极微尖端结构，增大了相邻像元的间距，有效提升了互连的高度冗余度，提高互连导通率及产品良率；同时，可以根据不同阵列规模调整尖端结构的高度，对更大阵列规模的探测器有良好适应性。
本申请实施例还提供了一种红外探测器，该红外探测器可以包括：晶片1和读出电路5；
晶片1包括沿厚度方向依次设置的吸收层1.1和钝化层1.2；钝化层1.2背离吸收层1.1的表面设置有接触孔，接触孔贯穿钝化层1.2；吸收层1.1与接触孔接触的区域形成有PN结3；接触孔内填充有第一导电材料6，作为电极4；电极4与读出电路5互连。
基于上述实施例，本申请的红外探测器是通过上述红外探测器制造方法制造的，由于是在注入离子之前进行了一次打孔，形成贯穿钝化层的接触孔后，再在孔内依次注入离子形成的PN结和沉积导电材料形成的电极，本申请的红外探测器的注入区与接触孔对准精度100％精确。
本申请实施例还提供了另一种红外探测器，该红外探测器可以包括：晶片1和读出电路5；
晶片1包括沿厚度方向依次设置的吸收层1.1和钝化层1.2；钝化层1.2背离吸收层1.1的表面设置有接触孔，接触孔贯穿钝化层1.2；吸收层1.1与接触孔接触的区域形成有PN结3；
接触孔内填充有第一导电材料6；在接触孔对应的钝化层1.2背离吸收层1.1的表面设置有梯形导电结构9；梯形导电结构9背离钝化层1.2的表面的宽度小于梯形导电结构9靠近钝化层1.2的表面的宽度；第一导电材料6和梯形导电结构9作为电极4；电极4与读出电路5互连。
进一步的，本实施例中所示梯形导电结构9和钝化层1.2背离吸收层1.1的表面之间还可以设置有第二导电材料7；梯形导电结构9采用第三种导电材料。需要说明的是，第二导电材料7一方面可以使梯形导电结构9与第一导电材料6更好的连接；另一方面第二导电材料7可以作为电镀阴极，以便通过电镀的方式形成梯形导电结构9。
基于上述实施例，本申请的红外探测器是通过上述红外探测器制造方法制造的，由于通过在晶片表面制备背离钝化层的表面的宽度小于靠近钝化层的表面的宽度的梯形导电结构，形成了红外芯片端的电极微尖端结构，增大了相邻像元的间距，有效提升了互连的高度冗余度，提高互连导通率及产品良率；同时，可以根据不同阵列规模调整尖端结构的高度，对更大阵列规模的探测器有良好适应性。
下面结合具体的实例说明上述红外探测器制造过程，该过程具体如下：
1、如图9所示，在生长有钝化层1.2的晶片1(可以采用碲镉汞红外光敏晶片或者锑化铟红外光敏晶片等)上涂敷一层光刻胶2，并光刻出开孔图形；
2、如图10所示，将晶片1放入等离子体刻蚀机中进行刻蚀开孔，开孔深度贯穿钝化层1.2厚度；
3、如图11所示，不去除光刻胶2，将晶片1放入离子注入机中进行注入，在吸收层1.1形成PN结3；
4、如图12所示，仍然保留光刻胶2，将晶片1放入金属沉积设备，沉积一层第一导电材料6(可以采用铬等金属)；
5、如图13所示，将晶片1放入丙酮溶液中浸泡，去除表面光刻胶2；
6、如图14所示，清洗干净后，在晶片1表面沉积一层第二导电材料7(可以采用铬等金属)，本实施例中第一导电材料6与第二导电材料7选用同种金属；
7、如图15所示，采用负光刻胶8进行光刻，负光刻胶8厚度＞5μm，形成上尖下宽的光刻图形(即梯形导电结构图形)；
8、如图16所示，以步骤6中形成的第二导电材料7作为电镀阴极，放入电镀液中，在负光刻胶8空白区域电镀第三导电材料9(可以采用铬等金属)形成3μm～5μm(包括两端的值)的梯形导电结构9；电镀完成后将负光刻胶8去除；
9、如图17所示，以梯形导电结构9作为掩膜结构，以相应的腐蚀液腐蚀第二导电材料7，形成像元间隔离；梯形导电结构9、剩余的第二导电材料7和第一导电材料6构成电极4；
10、如图18所示，将晶片1与读出电路5进行互连，梯形导电结构9与读出电路5的铟凸点结构5.1形成良好连接。
本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，且各个实施例间为递进关系，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
Claims (7)
1.一种红外探测器制造方法，其特征在于，包括：
在晶片的钝化层背离吸收层的表面形成接触孔，使所述接触孔贯穿所述钝化层；所述晶片包括沿厚度方向依次设置的所述吸收层和所述钝化层；
向所述接触孔内注入离子，在所述吸收层与所述接触孔接触的区域形成PN结；
形成所述PN结后，在所述接触孔内沉积第一导电材料，使所述第一导电材料填充整个所述接触孔；
在所述钝化层背离所述吸收层的表面沉积第二导电材料；
在所述钝化层背离所述吸收层的表面涂敷负光刻胶，并光刻出梯形导电结构图形；所述梯形导电结构图形与所述接触孔的位置对应；
将所述晶片放入电镀液中，以沉积的所述第二导电材料作为电镀阴极，在所述梯形导电结构图形的位置电镀第三导电材料，形成所述梯形导电结构；所述梯形导电结构背离所述钝化层的表面的宽度小于所述梯形导电结构靠近所述钝化层的表面的宽度；
形成所述梯形导电结构后，去除所述钝化层背离所述吸收层的表面的所述负光刻胶；
以所述梯形导电结构作为掩膜结构，去除未被所述梯形导电结构覆盖的所述第二导电材料，以形成电极；
将所述电极与读出电路进行互连，得到所述红外探测器。
2.根据权利要求1所述的红外探测器制造方法，其特征在于，所述在晶片的钝化层背离所述吸收层的表面形成接触孔，使所述接触孔贯穿所述钝化层，包括：
在所述晶片的所述钝化层背离所述吸收层的表面涂敷光刻胶，并光刻出接触孔图形；
在所述接触孔图形的位置沿所述晶片的厚度方向刻蚀至所述接触孔贯穿所述钝化层；
相应的，在所述接触孔内沉积第一导电材料，使所述第一导电材料填充整个所述接触孔后，还包括：
去除所述钝化层背离所述吸收层的表面的所述光刻胶。
3.根据权利要求2所述的红外探测器制造方法，其特征在于，去除所述钝化层背离所述吸收层的表面的所述光刻胶，包括：
将所述晶片放入丙酮溶液中浸泡，去除所述钝化层背离所述吸收层的表面的所述光刻胶。
4.根据权利要求1所述的红外探测器制造方法，其特征在于，所述接触孔的深度大于所述钝化层的厚度。
5.根据权利要求1所述的红外探测器制造方法，其特征在于，所述去除未被所述梯形导电结构覆盖的所述第二导电材料，包括：
通过腐蚀液腐蚀掉未被所述梯形导电结构覆盖的所述第二导电材料。
6.根据权利要求5所述的红外探测器制造方法，其特征在于，所述负光刻胶的厚度大于5μm；所述梯形导电结构的厚度为3μm～5μm，且包括两端的值。
7.一种红外探测器，其特征在于，包括：晶片和读出电路；
所述晶片包括沿厚度方向依次设置的吸收层和钝化层；所述钝化层背离所述吸收层的表面设置有接触孔，所述接触孔贯穿所述钝化层；所述吸收层与所述接触孔接触的区域形成有PN结；所述接触孔内填充有第一导电材料；在所述接触孔对应的所述钝化层背离所述吸收层的表面设置有梯形导电结构；所述梯形导电结构背离所述钝化层的表面的宽度小于所述梯形导电结构靠近所述钝化层的表面的宽度；所述第一导电材料和所述梯形导电结构作为电极；所述梯形导电结构和所述钝化层背离所述吸收层的表面之间还设置有第二导电材料；所述梯形导电结构采用第三导电材料；所述电极与读出电路互连。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311519046.XA CN117374133B (zh) | 2023-11-15 | 2023-11-15 | 一种红外探测器制造方法及红外探测器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311519046.XA CN117374133B (zh) | 2023-11-15 | 2023-11-15 | 一种红外探测器制造方法及红外探测器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117374133A CN117374133A (zh) | 2024-01-09 |
| CN117374133B true CN117374133B (zh) | 2024-05-14 |
Family
ID=89404118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311519046.XA Active CN117374133B (zh) | 2023-11-15 | 2023-11-15 | 一种红外探测器制造方法及红外探测器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117374133B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10190020A (ja) * | 1996-12-25 | 1998-07-21 | Fujitsu Ltd | 赤外線検知装置、その製造方法、及び、駆動方法 |
| JPH11330505A (ja) * | 1998-05-20 | 1999-11-30 | Toshiba Corp | 半導体光電変換装置とその製造方法 |
| CN101740662A (zh) * | 2009-11-18 | 2010-06-16 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 碲镉汞红外焦平面芯片的碲化镉原位钝化方法 |
| CN101958330A (zh) * | 2010-07-23 | 2011-01-26 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种金属化共用离子注入窗口的碲镉汞光伏探测芯片 |
| CN101981703A (zh) * | 2008-02-15 | 2011-02-23 | 新加坡科技研究局 | 具有化合价修正吸附物区域的光电探测器及其制备方法 |
| CN116913936A (zh) * | 2023-08-16 | 2023-10-20 | 浙江珏芯微电子有限公司 | 一种制冷红外探测器及其铟柱制备方法 |
-
2023
- 2023-11-15 CN CN202311519046.XA patent/CN117374133B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10190020A (ja) * | 1996-12-25 | 1998-07-21 | Fujitsu Ltd | 赤外線検知装置、その製造方法、及び、駆動方法 |
| JPH11330505A (ja) * | 1998-05-20 | 1999-11-30 | Toshiba Corp | 半導体光電変換装置とその製造方法 |
| CN101981703A (zh) * | 2008-02-15 | 2011-02-23 | 新加坡科技研究局 | 具有化合价修正吸附物区域的光电探测器及其制备方法 |
| CN101740662A (zh) * | 2009-11-18 | 2010-06-16 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 碲镉汞红外焦平面芯片的碲化镉原位钝化方法 |
| CN101958330A (zh) * | 2010-07-23 | 2011-01-26 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种金属化共用离子注入窗口的碲镉汞光伏探测芯片 |
| CN116913936A (zh) * | 2023-08-16 | 2023-10-20 | 浙江珏芯微电子有限公司 | 一种制冷红外探测器及其铟柱制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117374133A (zh) | 2024-01-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20160322561A1 (en) | Magnetic sensor and method of fabricating the same | |
| US20120180862A1 (en) | Non-contacting bus bars for solar cells and methods of making non-contacting bus bars | |
| US20100037933A1 (en) | Solar cell panels and method of fabricating same | |
| CN111755572B (zh) | 红外探测器读出电路铟凸点制备方法及制得的读出电路 | |
| CN117374133B (zh) | 一种红外探测器制造方法及红外探测器 | |
| CN213483708U (zh) | 一种堆叠态半导体芯片结构 | |
| CN113130675A (zh) | 一种基于不同划线的薄膜太阳能电池结构及其制备方法 | |
| EP1864331B1 (en) | Process for forming a planar diode using one mask | |
| JPS60217646A (ja) | バンプ電極形半導体装置の製造方法 | |
| CN108922898B (zh) | 一种有源区等电位的碲镉汞红外焦平面探测器 | |
| CN114171418A (zh) | 蚀刻缺陷检测方法 | |
| CN112038221A (zh) | 一种堆叠态半导体芯片结构及其工艺方法 | |
| CN107342281B (zh) | 一种化合物半导体mim电容结构的制作方法 | |
| CN113252737B (zh) | 一种多孔硅气敏传感器及其制造方法 | |
| JPS5992519A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| CN113192847B (zh) | 阵列基板及其制备方法、显示面板 | |
| CN103107178A (zh) | 一种用负性光刻胶制作背照式影像传感器深沟槽的方法 | |
| CN210110785U (zh) | 一种肖特基器件结构 | |
| US9425333B2 (en) | Method for producing a solar cell | |
| US5416030A (en) | Method of reducing leakage current in an integrated circuit | |
| CN110518013B (zh) | 一种具有恢复特性的复合二极管结构及其制造方法 | |
| CN111900187B (zh) | 一种艺术品展示屏及其制作方法 | |
| JP2672557B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| KR100876817B1 (ko) | 반도체 소자의 제조 방법 | |
| CN109037045B (zh) | 一种离子注入方法、半导体器件的制作方法和半导体器件 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |