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光電二極管集成器件及其制備方法與流程

文檔序號:12680573閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種光電二極管集成器件,其特征在于,所述光電二極管集成器件基于CMOS工藝形成,包括:

P型單晶硅襯底,所述P型單晶硅襯底內部形成有N阱區(qū)和P阱區(qū),所述P阱區(qū)內部形成有P+擴散區(qū);

所述P型單晶硅襯底上設置有若干光電二極管集成器件單元,所述光電二極管集成器件單元包括Photo Diode單元、NMOS單元和PMOS單元;

所述Photo Diode單元設置在所述N阱區(qū),包括在所述N阱區(qū)內設置的N+擴散區(qū);所述NMOS單元設置在所述P阱區(qū),所述PMOS單元設置在所述N阱區(qū);所述NMOS單元和PMOS單元均包括源極、漏極和柵極;

且所述Photo Diode單元、NMOS單元和PMOS單元均包括設置在所述P型單晶硅襯底上的柵氧化層和場氧化層;

在所述N+擴散區(qū)和場氧化層表面依次層疊設置有第一介電層、第一金屬層、透光層、第二介電層和第二金屬層,其中,所述N+擴散區(qū)表面的第一介電層厚度小于所述NMOS單元和PMOS單元的第一介電層厚度。

2.如權利要求1所述的光電二極管集成器件,其特征在于,所述P型單晶硅襯底的電阻率為:5~50歐姆·厘米。

3.如權利要求1所述的光電二極管集成器件,其特征在于,在所述N+擴散區(qū)表面,所述第一介電層、透光層和第二介電層構成三層減反射膜結構,且所述三層減反射膜厚度依次為:λ/4、λ/2、λ/4;所述λ為可見光波段400~760nm。

4.如權利要求3所述的光電二極管集成器件,其特征在于,所述三層減反射膜厚度依次為:0.15μm、0.3μm、0.15μm。

5.如權利要求1-4任一所述的光電二極管集成器件,其特征在于,所述N+擴散區(qū)表面上的第一介電層厚度為所述NMOS單元和PMOS單元的第一介電層厚度的1/5-1/4。

6.如權利要求1-4任一所述的光電二極管集成器件,其特征在于,所述第一介電層、透光層和第二介電層的材料依次為:BPSG、3PSG、USG。

7.如權利要求1-5任一所述的光電二極管集成器件的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:

提供P型單晶硅襯底;

在所述P型單晶硅襯底上依次形成N阱區(qū)和P阱區(qū);

形成OD區(qū)和P-field區(qū),在所述P型單晶硅襯底上生長場氧化層和柵氧化層,并在所述柵氧化層上形成NMOS柵極、PMOS柵極,并形成圖案化的N+區(qū)和P+區(qū);

在所述N+區(qū)、P+區(qū)、柵極和場氧化層上沉積第一介電層,并在所述第一介電層上挖孔形成露出N+區(qū)或P+區(qū)表面的第一接觸通孔,在所述第一接觸通孔內濺鍍所述第一金屬層,形成第一引線;

蝕刻所述N阱區(qū)對應的N+區(qū)上的所述第一介電層;

在所述第一介電層表面沉積透光層和第二介電層,并在所述第一接觸通孔對應區(qū)域挖孔形成第二接觸通孔,在所述第二接觸通孔內濺鍍第二金屬層,形成第二引線。

8.如權利要求7所述的光電二極管集成器件的制備方法,其特征在于,所述N阱區(qū)的形成過程為:沉積墊氧化層和氮化硅層,利用光刻、蝕刻技術定義所述N阱區(qū),并將其作為PMOS單元的N阱區(qū)和Photo Diode單元的PN結的N端,并離子注入摻雜。

9.如權利要求8所述的光電二極管集成器件的制備方法,其特征在于,所述P阱區(qū)的形成過程為:對形成的所述N阱區(qū)做退火處理,同時生長出氧化層,然后去除掉氮化硅層;整面做所述P阱區(qū)的離子注入摻雜。

10.如權利要求7所述的光電二極管集成器件的制備方法,其特征在于,所述N+區(qū)和P+區(qū)形成過程為:利用光刻和離子注入工藝定義出所述N+區(qū)和P+區(qū),分別形成NMOS單元的源極、漏極和Photo Diode單元的N+擴散區(qū),以及PMOS單元的源極、漏極和所述Photo Diode單元的P+擴散區(qū)。

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