專利名稱：具有與掩埋層接觸的導(dǎo)電插塞的光電二極管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將入射光轉(zhuǎn)換為電信號的光電二極管(PD)，尤其涉及減少PD的串聯(lián)電阻的結(jié)構(gòu)及其制造方法。
背景技術(shù)：
PD通常用作半導(dǎo)體器件中的光學(xué)元件，以將入射光轉(zhuǎn)換為電信號(電流或電壓)。這種PD典型地具有PN結(jié)結(jié)構(gòu)、雪崩擊穿(APD)結(jié)構(gòu)、PIN或NIP結(jié)構(gòu)。具有PIN結(jié)構(gòu)的PD典型地包括P型電極、本征外延層、N+層和P型襯底。具有NIP結(jié)構(gòu)的PD典型地包括N型電極、本征外延層、P+層和P型襯底。目前，典型地制造使用PIN或NIP結(jié)構(gòu)的PD。
例如，具有PIN或NIP結(jié)構(gòu)的PD可以用在光學(xué)拾波器以記錄并/或復(fù)制來自CD-ROM、CD-R/RW、DVD-ROM、DVD-R/RW等的數(shù)據(jù)。PD也可以用作將信號傳送到伺服機(jī)構(gòu)的界面。
圖1表示具有NIP結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)PD。圖1的PD通常按下列方法制造。在P型襯底1上形成P+掩埋層2，然后在P+掩埋層2上形成P-外延層3。形成第一P+隔離擴(kuò)散層4。形成N型外延層7，以及形成第二P+隔離擴(kuò)散層8以疊蓋第一隔離擴(kuò)散層4。這里，進(jìn)行離子注入和熱擴(kuò)散以形成第一和第二P+隔離擴(kuò)散層4和8。形成N+層13以減小陰極電阻。形成P+層8以形成分離的PD，并形成陰極接觸點14和陽極接觸點15。
可以通過光效率和頻率特性來測量PD的性能。正在進(jìn)行研發(fā)以提高上述性能。然而，在制造PD中進(jìn)行的離子注入和熱擴(kuò)散的限制因素使進(jìn)一步改善PD的性能很難。
作為實例，使PD的串聯(lián)電阻最小化可以提高PD的性能和頻率特性。在圖1中，P+掩埋層2與第一和第二P+間隔擴(kuò)散層4和8之間的串聯(lián)電阻是PD的串聯(lián)電阻的主要部分。通常，形成深或淺結(jié)以減少上述串聯(lián)電阻。然而，使用離子注入和熱擴(kuò)散使串聯(lián)電阻減少已達(dá)到其極限，因而通過減少串聯(lián)電阻來提高性能的能力被限制在使用離子注入和熱擴(kuò)散的器件中。
例如，典型地必須充分地進(jìn)行熱擴(kuò)散處理以將高劑量的雜質(zhì)擴(kuò)散到PD的較低部分。然而，上述的熱擴(kuò)散工藝也導(dǎo)致橫向增長的PD面積。同樣，很難以高能量將高劑量的離子注入以在PD的較低部分中提供高劑量雜質(zhì)。因而，離子的橫向擴(kuò)散是不可避免的。結(jié)果，增加了PD的面積。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一些實施例提供了制造包括在襯底上順序地形成的第一導(dǎo)電類型的掩埋層、第一導(dǎo)電類型的第一外延層、和第二導(dǎo)電類型的第二外延層的光電二極管的方法。蝕刻第二和第一外延層以形成暴露部分掩埋層的溝槽。在溝槽中形成第一導(dǎo)電類型的導(dǎo)電插塞。在第二外延層的上表面上形成第一電極并形成第二電極以接觸導(dǎo)電插塞的上表面。
本發(fā)明的另一實施例包括在溝槽的內(nèi)壁上形成熱氧化層并在形成導(dǎo)電插塞之前除去熱氧化層。
在本發(fā)明的另一實施例中，導(dǎo)電插塞的形成包括形成導(dǎo)電層以填充溝槽并回蝕刻該導(dǎo)電層以暴露第二外延層。在本發(fā)明的一些實施例中，導(dǎo)電層包括硼-硅酸鹽-玻璃、磷-硅酸鹽-玻璃或摻雜多晶硅。導(dǎo)電層的摻雜密度從大約1×1020到大約1×1021離子/cm3。
在本發(fā)明的另一實施例中，第一電極的形成包括在第二外延層的區(qū)域中注入第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)以在第二外延層中提供更高摻雜濃度的區(qū)域以及在第二外延層的區(qū)域上形成第一電極。
在本發(fā)明的一些實施例中，為形成暴露部分掩埋層的溝槽而對第二和第一外延層進(jìn)行的蝕刻包括蝕刻第二和第一外延層以形成暴露掩埋層相應(yīng)部分的溝槽，溝槽中第一導(dǎo)電類型的導(dǎo)電插塞的形成包括在溝槽中形成第一導(dǎo)電類型的導(dǎo)電插塞，接觸導(dǎo)電插塞的上表面的第二電極的形成包括形成第二電極以便接觸相應(yīng)幾個導(dǎo)電插塞的上表面，第二外延層的上表面上第一電極的形成包括在第二外延層的上表面上形成第一電極，為了在第二外延層中提供更高摻雜濃度的區(qū)域而在第二外延層的區(qū)域中進(jìn)行第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)的注入包括在第二外延層的區(qū)域中注入第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)以在第二外延層中提供更高摻雜濃度的區(qū)域以及第二外延層區(qū)域上的第一電極的形成包括在相應(yīng)的區(qū)域上形成第一電極。上述實施例也可包括在第二外延層中注入第一導(dǎo)電類型的雜質(zhì)以提供配置在第二導(dǎo)電類型的區(qū)域之間的第一導(dǎo)電類型的區(qū)域。
本發(fā)明的另一實施例包括在第二外延層和導(dǎo)電插塞的上表面上形成覆蓋層。在上述實施例中，第一和第二電極穿透覆蓋層。
本發(fā)明的另一實施例包括在第一和第二電極上形成金屬間電介質(zhì)、在金屬間電介質(zhì)上形成光遮蔽層以限定光敏區(qū)域、在光敏區(qū)域中蝕刻金屬間電介質(zhì)以及在光敏區(qū)域中形成共形抗反射涂層。
在本發(fā)明的一些實施例中，第一導(dǎo)電類型是P型，第二導(dǎo)電類型是N型。在本發(fā)明的其它實施例中，第一導(dǎo)電類型是N型，第二導(dǎo)電類型是P型。
本發(fā)明的更進(jìn)一步的實施例提供了包括在P型襯底上順序地形成P+掩埋層、P-外延層、和N型外延層的光電二極管的制造方法。蝕刻N型外延層和P-外延層以形成暴露部分P+掩埋層的溝槽。在溝槽中形成P+導(dǎo)電插塞。在N型外延層中形成N+注入層。P+注入層形成在N型外延層中并配置在N+注入層之間。形成陽極以接觸P+導(dǎo)電插塞的上表面，形成陰極以接觸N+注入層。
在本發(fā)明的某一實施例中，P+導(dǎo)電插塞的形成包括形成P+導(dǎo)電層以填滿溝槽以及回蝕刻P+導(dǎo)電層以暴露N型外延層。P+導(dǎo)電層包括硼-硅酸鹽-玻璃或摻雜多晶硅。
本發(fā)明的另一實施例提供了包括襯底上的第一導(dǎo)電類型的掩埋層、第一掩埋層上的第一導(dǎo)電類型的第一層以及第一層上的第二導(dǎo)電類型的第二層的光電二極管。導(dǎo)電插塞延伸通過第二和第一層并接觸掩埋層。在第二層的上表面上提供第一電極。在導(dǎo)電插塞的上表面上提供第二電極。導(dǎo)電插塞包括硼-硅酸鹽-玻璃、磷-硅酸鹽-玻璃或者摻雜多晶硅。導(dǎo)電插塞的摻雜密度從大約1×1020到1×1021離子/cm3。導(dǎo)電插塞的上表面是平的。
本發(fā)明的另外實施例包括配置在第一電極和第二層之間的第二導(dǎo)電類型的更高摻雜濃度的區(qū)域。
在本發(fā)明的一些實施例中，導(dǎo)電插塞包括延伸通過第二和第一外延層并接觸掩埋層的多個導(dǎo)電插塞，第一電極包括多個第一電極，第二電極包括多個第二電極以及更高摻雜濃度的區(qū)域包括多個區(qū)域。在上述實施例中，光電二極管包括配置在第二導(dǎo)電類型的更高摻雜濃度的雜質(zhì)的區(qū)域之間的位于第二層中的第一導(dǎo)電類型的區(qū)域。
本發(fā)明的更進(jìn)一步的實施例包括覆蓋第一和第二電極的金屬間電介質(zhì)、金屬間電介質(zhì)上用以限定光敏區(qū)域的光遮蔽層以及光敏區(qū)域中的共形抗反射涂層。


圖1是具有NIP結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)PD的截面圖；圖2至7是說明根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的制造PD的方法的截面圖；以及圖8和9是說明根據(jù)本發(fā)明的另外一些實施例的制造PD的方法的截面圖。
具體實施例方式
下文將根據(jù)表示本發(fā)明的實施例的附圖更充分地描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明不局限于這里所列的實施例。相反，提供這些實施例以便全面并完整公開，并將充分地將本發(fā)明的范圍傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚，夸大了層和區(qū)域的厚度。全文中相同的數(shù)字表示相同的組成部分。這里使用的術(shù)語“和/或”包括相關(guān)所列項目的一個或多個的任意和所有結(jié)合。
這里所用的術(shù)語僅僅是為了描述特別實施例并不限制本發(fā)明。除非上下文清楚的表示其它含義，這里使用的單數(shù)形式也包含復(fù)數(shù)形式?？梢赃M(jìn)一步理解當(dāng)術(shù)語“包括”用在說明書中時，其規(guī)定了所述的特征、整數(shù)、步驟、操作、組成部分和/或組件的存在，而不排除一個或多個其它特征、整數(shù)、步驟、操作、組成部分、成份和/或其組的存在或補充。
可以理解當(dāng)組成部分例如層、區(qū)域或襯底被稱為“在另一組成部分上”或延伸“在另一組成部分之上”時，它可能是直接存在另一組成部分上或直接延伸存在另一組成部分之上或者插入組成部分之間。相反，當(dāng)組成部分被稱作“直接在另一組成部分上”或延伸“直接存在另一組成部分之上”時，就不存在插入組成部分之間。也可理解當(dāng)組成部分被稱作“連接”或“耦合”另一組成部分時，它可能是直接連接或耦合到另一組成部分或者存在插入組成部分之間。相反，當(dāng)組成部分被稱作“直接連接”或“直接耦合”到另一組成部分時，就不存在插入組成部分之間。整個說明書中，相同的數(shù)字表示相同的組成部分。
可以理解，盡管這里可以使用術(shù)語第一、第二等等來描述不同的組成部分、組件、區(qū)域、層和/或部分，但這些組成部分、組件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)受這些術(shù)語的限制。這些術(shù)語僅用于將一組成部分、組件、區(qū)域、層或部分區(qū)別于另一組成部分、組件、區(qū)域、層或部分。因而，在不脫離本發(fā)明教導(dǎo)的情況下，下面論述的第一組成部分、組件、區(qū)域、層或部分可能被稱為第二組成部分、組件、區(qū)域、層或部分。
此外，這里使用關(guān)系術(shù)語例如“下面”或“底部”以及“上面”或“頂部”來描述如附圖中所述的一種組成部分與另一種組成部分的關(guān)系?？梢岳斫鉃槌烁綀D中敘述的方向之外，關(guān)系術(shù)語圍繞著器件的不同方向。例如，如果翻轉(zhuǎn)附圖中的器件，那么描述在另一組成部分的“下”側(cè)上的組成部分將朝向另一組成部分的“上”側(cè)。因此，示范性術(shù)語“下”可能是根據(jù)圖的特定方向的“上”和“下”的兩個方向。相似地，如果翻轉(zhuǎn)一個圖中的器件，那么描述為“在另一組成部分下面”或“在另一組成部分之下”的組成部分將朝向“在另一組成部分之上”。因此，示范性術(shù)語“在...下面”或“在...之下”包括之上和之下兩個方向。
這里參照本發(fā)明理想實施例的截面示意圖的說明描述本發(fā)明的實施例。同樣，例如希望作為制造技術(shù)和/或容差結(jié)果的論述形狀的變化。因而，本發(fā)明的實施例不局限于這里所論述的區(qū)域的特殊形狀，而包括例如制造導(dǎo)致的形狀的偏差。例如，典型地，作為矩形說明的蝕刻區(qū)域具有錐體、圓形或曲形特征。因而，圖中說明的區(qū)域?qū)嵸|(zhì)上是示意性的并且它們的形狀不說明器件的區(qū)域的精確形狀并不限制本發(fā)明的范圍。
除非另有限定，這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解相同的意義。進(jìn)一步理解，如果沒有特別限定，這些術(shù)語，例如平常使用的詞典中限定的術(shù)語，應(yīng)當(dāng)具有與它們在相關(guān)技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，不是理想的或過分正式的意義。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員也可以理解，與另一特征相鄰配置的結(jié)構(gòu)或特征可以有疊蓋或支撐相鄰結(jié)構(gòu)的部分。
在下文中，根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，參照附圖詳細(xì)地描述制造具有NIP結(jié)構(gòu)的PD的方法。然而，本發(fā)明的實施例不應(yīng)當(dāng)限定為NIP結(jié)構(gòu)，也可包含相反導(dǎo)電類型的PIN結(jié)構(gòu)。此外，根據(jù)普通陽極分離型PD描述本發(fā)明的實施例。然而，其它的PD結(jié)構(gòu)也得益于本發(fā)明的教導(dǎo)。因此，本發(fā)明的實施例不限定為附圖中所述的特別示范性實施例。此外，為了制造光學(xué)拾波器，用于處理從PD輸出的電信號的集成電路被進(jìn)一步集成到包括根據(jù)本發(fā)明的實施例PD的襯底中。
圖2至7是說明根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的制造PD的方法的截面圖。如圖2中所示，提供P型襯底100例如單晶硅襯底。在P型襯底100的表面，在一些實施例中，整個表面上形成P+掩埋層105。在P+掩埋層105上形成P-第一外延層110。為了形成P+掩埋層105，以1×1010離子/cm3的高密度離子注入雜質(zhì)例如硼(B)，接著進(jìn)行熱擴(kuò)散(驅(qū)入，drive-in)處理。P-第一外延層110的厚度和電阻率在提供高性能的PD方面是主要因素。因而，將P-第一外延層110的厚度生長到大約8-12μm并且P-第一外延層110的電阻率為大約100-200Ω-cm?？梢栽谟蒔+掩埋層105引起的外擴(kuò)散為最小化的條件下形成P-第一外延層110。在P-第一外延層110上形成N型第二外延層115。
參照圖3，形成隔離層120以限定有源區(qū)。使用通常的硅的局部氧化(LOCOS)或淺溝道隔離(STI)來形成隔離層120。蝕刻N型第二外延層115和P-第一外延層110以形成溝槽125，以便暴露P+掩埋層105?？梢园慈缦路椒ㄐ纬蓽喜?25。在N型第二外延層115上形成薄襯墊氧化物和氮化物層，然后對其構(gòu)圖以在待形成溝槽125的襯墊氧化物和氮化物層的部分中形成開口。其次，使用構(gòu)圖的襯墊氧化物和氮化物層作為掩模來蝕刻N型第二外延層115和P-第一外延層110以將溝槽125形成為幾μm到幾十μm深。在本發(fā)明的一些實施例中，采用使用Cl2和SF6的反應(yīng)性離子蝕刻(RIE)來蝕刻N型第二外延層115和P-第一外延層110。也可使用其它蝕刻技術(shù)。其后，除去襯墊氧化物和氮化物層。
在完成溝槽125之后，在適當(dāng)?shù)臈l件下進(jìn)行熱處理以釋放由蝕刻引起的應(yīng)力。例如，采用在溝槽125的內(nèi)壁上形成50-200厚的熱氧化層130的方式進(jìn)行熱處理。然而，可不形成熱氧化層130。
如圖4中所示，在除去熱氧化層130(如果存在)之后，形成P+導(dǎo)電層135以填充，在一些實施例中，完全填滿溝槽125。P+導(dǎo)電層135可由硼硅酸鹽玻璃或P+摻雜多晶硅形成以減少隨后形成的陽極的電阻。在本發(fā)明的一些實施例中，P+導(dǎo)電層135的摻雜密度從大約1×1020至大約1×1021離子/cm3。在從大約500℃至大約700℃的溫度下使用低壓化學(xué)氣相淀積(LPCVD)沉積摻雜多晶硅。在本發(fā)明的一些實施例中，將摻雜多晶硅形成為具有從幾至幾十Ω/□的電阻。在上述情況下，與上述相應(yīng)的注入和擴(kuò)散結(jié)構(gòu)相比，摻雜多晶硅的貢獻(xiàn)在于減少了P+掩埋層105的串聯(lián)電阻。沉積多晶硅并接著使用離子注入摻雜雜質(zhì)。同樣，可以在沉積多晶硅的過程同時摻雜雜質(zhì)。
在制造具有PIN結(jié)構(gòu)的PD的本發(fā)明的實施例中，掩埋層的導(dǎo)電類型是N+。在這樣的實施例中，使用N型導(dǎo)電層例如磷硅酸鹽玻璃(PSG)或N+摻雜多晶硅將其延伸到N+掩埋層以減少器件陰極的電阻。
參照圖5，回蝕刻P+導(dǎo)電層135以暴露N型第二外延層115。結(jié)果，在溝槽125中形成導(dǎo)電插塞135a。使用HBr、HeO2、N2、CF4的組合進(jìn)行回蝕刻。另外，將偏壓應(yīng)用于襯底100以便增加氣體的線性。由于P+導(dǎo)電層135和N型第二外延層115的蝕刻率不同，所以使用N型第二外延層115作為蝕刻停止層。作為選擇，將如圖3所述用于形成溝槽125的襯墊氧化物和氮化物層留在結(jié)構(gòu)上并用作蝕刻停止層。在這種情況下，在進(jìn)行回蝕刻P+導(dǎo)電層135之后，除去襯墊氧化物和氮化物層。
因為調(diào)整P+導(dǎo)電層135的摻雜密度以減少導(dǎo)電插塞135a的電阻，所以減少了導(dǎo)電插塞135a與P+掩埋層105之間的串聯(lián)電阻。因而，因為在隨后的過程中減少了與導(dǎo)電插塞135a接觸的結(jié)點的電阻，所以提高了PD的頻率特性和性能。同樣，因為不需要熱擴(kuò)散處理，所以PD不會受熱的很大影響并且可以減少或阻止橫向擴(kuò)散。
參照圖6，在N型第二外延層115中形成N+注入層140以減少陰極電阻。N+注入層140是淺結(jié)用以改善PD的性能。形成P+注入層145以分離N+注入層140以便形成分離的PD。在襯底100上方形成層間電介質(zhì)(ILD)150。形成陽極155以接觸導(dǎo)電插塞135a的上表面，形成陰極160以接觸N+注入層140。
其后，進(jìn)行遮光層處理和/或抗反射涂層(ARC)處理。如圖7中所示，形成金屬間電介質(zhì)(IMD)165，由金屬例如鋁等形成遮光層170以限定光敏區(qū)域。蝕刻光敏區(qū)域中的IMD165和ILD150，由氧化硅層175和氮化硅層177的雙層構(gòu)成共形ARC層180。使用增強等離子化學(xué)氣相淀積(PECVD)通過SiH4與O2(或NO2)反應(yīng)來沉積氧化硅層175。使用作為源氣體的SiH4和NH3與作為載體氣體的Ar或He并使用PECVD來沉積氮化硅層177。ARC處理確定PD的吸收光能力，尤其是確定各層的材料和厚度以便使光的吸收最大化。ARC層可以由無定形碳代替氧化硅層175和氮化硅層177形成。IMD165、遮光層170以及ARC層180的結(jié)構(gòu)為示范性，并不限定本發(fā)明的范圍。
如上所述，圖7的PD包括第一導(dǎo)電類型(P+)的掩埋層105、第一導(dǎo)電類型(P-)的第一外延層110以及隨后形成在襯底100上的第二導(dǎo)電類型(N型)的第二外延層115。導(dǎo)電插塞135a貫穿第二和第一外延層115和110以接觸掩埋層105。在導(dǎo)電插塞135a上形成第一電極(陽極)155，在第二外延層115上形成第二電極(陰極)160。這里，導(dǎo)電插塞135a的上表面是平的。在陰極160與第二外延層115之間形成第二導(dǎo)電類型的高密度注入層即N+注入層140。通過第一導(dǎo)電類型的高密度注入層即P+注入層145來分離N+注入層140。陽極155和陰極160由IMD165覆蓋，并在IMD165上形成遮光層170以限定光敏區(qū)域。共形ARC層180進(jìn)一步形成在光敏區(qū)域中。
代替使用離子注入和熱擴(kuò)散形成常規(guī)隔離擴(kuò)散層，在本發(fā)明的一些實施例中，形成溝槽并且充滿導(dǎo)電層以形成導(dǎo)電插塞以接觸掩埋層。因而，相對于使用注入和擴(kuò)散與掩埋層接觸的常規(guī)結(jié)構(gòu)，增加了導(dǎo)電層的摻雜密度并減少了導(dǎo)電插塞的電阻。結(jié)果，陽極(在NIP結(jié)構(gòu)中)或陰極(在PIN結(jié)構(gòu)中)、導(dǎo)電插塞和掩埋層的串聯(lián)電阻比常規(guī)的注入和擴(kuò)散器件的小，其導(dǎo)致PD的頻率特性提高。同樣，因為不包含離子注入和熱擴(kuò)散，減少了結(jié)區(qū)面積，在獲得PD的高集成度方面，其為優(yōu)勢。因此，在增加半導(dǎo)體器件的組裝密度時，維持/提高了半導(dǎo)體器件的性能。
圖8和9是說明根據(jù)本發(fā)明的另外實施例的制造PD的方法的截面圖。
如上面關(guān)于圖1至5所述形成導(dǎo)電插塞135a。在形成ILD150之前，在中間結(jié)構(gòu)上形成覆蓋層137。如果導(dǎo)電插塞135a由氧化物層例如BSG形成，可以在隨后的工序中順帶除去氧化物層。因而，覆蓋層137由氮化硅層形成，并接著在接觸工序中切開。使用碳氟化合物基氣體蝕刻氮化硅層的覆蓋層137。換句話說，可以使用CxFy基氣體或CaHbFc基氣體。例如，可以使用CF4、CHF3、C2F6、C4F8、CH2F2、CH3F、CH4、C2H2、C4F6或者CF4、CHF3、C2F6、C4F8、CH2F2、CH3F、CH4、C2H2、C4F6的組合。其后，形成N+注入層140和P+注入層145。形成ILD150，并接著將陽極155和陰極160形成為貫穿覆蓋層137。
參考圖9，在陽極155和陰極160上形成IMD165，并形成遮光層170以限定光敏區(qū)域。蝕刻光敏區(qū)域中的IMD165和ILD150，并接著形成例如如上面關(guān)于圖7所述的氧化硅層175和氮化硅層177的雙層的ARC層180。
當(dāng)參照其示范性實例特別地表示并描述本發(fā)明時，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解如下面權(quán)利要求所限定，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種變化。
權(quán)利要求
1.一種制造光電二極管的方法，包括在襯底上順序地形成第一導(dǎo)電類型的掩埋層、第一導(dǎo)電類型的第一外延層和第二導(dǎo)電類型的第二外延層；蝕刻第二和第一外延層以形成暴露部分掩埋層的溝槽；在溝槽中形成第一導(dǎo)電類型的導(dǎo)電插塞；以及在第二外延層的上表面上形成第一電極。
2.如權(quán)利要求1的方法，還包括形成第二電極以便接觸導(dǎo)電插塞的上表面。
3.如權(quán)利要求1的方法，還包括在溝槽的內(nèi)壁上形成熱氧化層；以及在形成導(dǎo)電插塞之前除去熱氧化層。
4.如權(quán)利要求1的方法，其中導(dǎo)電插塞的形成包括形成導(dǎo)電層以填充溝槽；以及回蝕刻導(dǎo)電層以暴露第二外延層。
5.如權(quán)利要求4的方法，其中導(dǎo)電層包括硼硅酸鹽玻璃、磷硅酸鹽玻璃或摻雜多晶硅。
6.如權(quán)利要求4的方法，其中導(dǎo)電層的摻雜密度從大約1×1020至大約1×1021離子/cm3。
7.如權(quán)利要求1的方法，其中形成電極包括在第二外延層的區(qū)域中注入第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)以在第二外延層中提供更高摻雜濃度的區(qū)域；以及在第二外延層的區(qū)域上形成第一電極。
8.如權(quán)利要求2的方法，其中為形成暴露部分掩埋層的溝槽而對第二和第一外延層進(jìn)行的蝕刻包括蝕刻第二和第一外延層以形成暴露掩埋層相應(yīng)部分的溝槽；溝槽中第一導(dǎo)電類型的導(dǎo)電插塞的形成包括在溝槽中形成第一導(dǎo)電類型的導(dǎo)電插塞；為了在第二外延層的區(qū)域中提供更高摻雜濃度的區(qū)域而在第二外延層的區(qū)域中進(jìn)行第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)的注入包括在第二外延層的區(qū)域中注入第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)以在第二外延層的區(qū)域中提供更高摻雜濃度的區(qū)域；形成第二電極以便于接觸導(dǎo)電插塞的上表面的步驟包括形成第二電極以便接觸相應(yīng)多個導(dǎo)電插塞的上表面，第二外延層區(qū)域上的第一電極的形成包括在相應(yīng)的區(qū)域上形成第一電極。
9.如權(quán)利要求8的方法，還包括在第二外延層中注入第一導(dǎo)電類型的雜質(zhì)以提供配置在第二導(dǎo)電類型的區(qū)域之間的第一導(dǎo)電類型的區(qū)域。
10.如權(quán)利要求2的方法，還包括在第二外延層和導(dǎo)電插塞的上表面上形成覆蓋層，其中第一和第二電極穿透覆蓋層。
11.如權(quán)利要求1的方法，還包括在第一和第二電極上形成金屬間電介質(zhì)；在金屬間電介質(zhì)上形成光遮蔽層以限定光敏區(qū)域；蝕刻光敏區(qū)域中金屬間電介質(zhì)；以及在光敏區(qū)域中形成共形的抗反射涂層。
12.如權(quán)利要求1的方法，其中第一導(dǎo)電類型是P型，第二導(dǎo)電類型是N型。
13.如權(quán)利要求1的方法，其中第一導(dǎo)電類型是N型，第二導(dǎo)電類型是P型。
14.一種制造光電二極管的方法，包括在P型襯底上順序地形成P+掩埋層、P-外延層、和N型外延層；蝕刻N型外延層和P-外延層以形成暴露部分P+掩埋層的溝槽；在溝槽中形成P+導(dǎo)電插塞；在N型外延層中形成N+注入層；在N型外延層中形成P+注入層并配置在N+注入層之間；形成陽極以接觸P+導(dǎo)電插塞的上表面；以及形成陰極以接觸N+注入層。
15.如權(quán)利要求14的方法，其中P+導(dǎo)電插塞的形成包括形成P+導(dǎo)電層以填滿溝槽；以及回蝕刻P+導(dǎo)電層以暴露N型外延層。
16.如權(quán)利要求15的方法，其中P+導(dǎo)電層包括硼硅酸鹽玻璃或摻雜多晶硅。
17.一種光電二極管，包括襯底上的第一導(dǎo)電類型的掩埋層；第一掩埋層上的第一導(dǎo)電類型的第一層；第一層上的第二導(dǎo)電類型的第二層；導(dǎo)電插塞延伸通過第二和第一層并接觸掩埋層；以及在第二層的上表面上提供第一電極。
18.如權(quán)利要求17的光電二極管，還包括在導(dǎo)電插塞的上表面上的第二電極。
19.如權(quán)利要求17的光電二極管，其中導(dǎo)電插塞包括硼-硅酸鹽-玻璃、磷-硅酸鹽-玻璃或者摻雜多晶硅。
20.如權(quán)利要求17的光電二極管，其中導(dǎo)電插塞的摻雜密度從大約1×1020到1×1021離子/cm3。
21.如權(quán)利要求17的光電二極管，其中導(dǎo)電插塞的上表面是平的。
22.如權(quán)利要求17的光電二極管，還包括配置在第一電極和第二層之間的第二導(dǎo)電類型的更高摻雜濃度的區(qū)域。
23.如權(quán)利要求18的光電二極管，其中，導(dǎo)電插塞包括延伸穿過第二和第一層并接觸掩埋層的多個導(dǎo)電插塞，第一電極包括多個第一電極，第二電極包括多個第二電極；光電二極管還包括配置在第一電極和第二層之間的第二導(dǎo)電類型的更高摻雜劑濃度的區(qū)域；以及配置在第二導(dǎo)電類型的更高摻雜劑濃度區(qū)域之間的第二層中第一導(dǎo)電類型的區(qū)域。
24.如權(quán)利要求17的光電二極管，還包括覆蓋第一和第二電極的金屬間電介質(zhì)；用以限定光敏區(qū)域的金屬間電介質(zhì)上的光遮蔽層；以及光敏區(qū)域中的共形抗反射涂層。
全文摘要
制造光電二極管的方法包括在襯底上順序地形成第一導(dǎo)電類型的掩埋層、第一導(dǎo)電類型的第一外延層和第二導(dǎo)電類型的第二外延層。蝕刻第二和第一外延層以形成暴露部分掩埋層的溝槽。在溝槽中形成第一導(dǎo)電類型的導(dǎo)電插塞。在第二外延層的上表面上形成第一電極。形成第二電極以接觸導(dǎo)電插塞的上表面。也提供了具有與掩埋層接觸的導(dǎo)電插塞的光電二極管。
文檔編號H01L31/072GK1624936SQ200410010420
公開日2005年6月8日 申請日期2004年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月12日
發(fā)明者裵晟烈, 南東均 申請人:三星電子株式會社