縱向抗暈ccd制作工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種CXD制作工藝，尤其涉及一種縱向抗暈CXD制作工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]CXD圖像傳感器處于強光環(huán)境下時，由于產(chǎn)生的光生電子超過阱容量，多余的電子會朝臨近像元擴散，這種情況稱為光暈現(xiàn)象；針對前述問題，現(xiàn)有技術(shù)中，一般在CCD圖像傳感器內(nèi)設(shè)置抗暈結(jié)構(gòu)，抗暈結(jié)構(gòu)能夠抽走多余電子，從而對光暈現(xiàn)象起到抑制作用；常見的抗暈結(jié)構(gòu)有橫向抗暈結(jié)構(gòu)和縱向抗暈結(jié)構(gòu)，其中，縱向抗暈結(jié)構(gòu)因其不會擠占光敏區(qū)面積和降低器件占空比，具有更大的優(yōu)勢。
[0003]傳統(tǒng)的縱向抗暈結(jié)構(gòu)是在襯底上生長柵介質(zhì)后進行P阱制作，進而形成縱向的抗暈勢皇，通過調(diào)節(jié)P阱濃度，即可獲得不同的抗暈勢皇高度，實際應(yīng)用中，這種縱向抗暈結(jié)構(gòu)的縱向抗暈電壓較大，導(dǎo)致器件功耗較大；為了降低抗暈電壓，國外廠家針對硅襯底進行了優(yōu)化，由原來的N型襯底優(yōu)化為帶N型夾心層的外延硅襯底，其結(jié)構(gòu)為:外延層/N型夾心層/襯底層；這種帶N型夾心層的外延硅襯底，其上的外延層和N型夾心層均采用外延工藝制作，由于外延工藝控制難度較大，導(dǎo)致所得的N型夾心層電阻率非均勻性彡16%，且受N型夾心層電阻率非均勻性影響，其外延層電阻率非均勻性< 15%，在此情況下，不利于大規(guī)模(4096元X 4096元及以上)縱向抗暈CXD的均勻性控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對【背景技術(shù)】中的問題，本發(fā)明提出了一種縱向抗暈CCD制作工藝，其創(chuàng)新在于:按如下步驟制作縱向抗暈CCD:1)提供N型單晶硅片；
2)在N型單晶硅片表面形成氧化層；
3)對N型單晶硅片進行磷離子注入，使N型單晶硅片內(nèi)形成一定厚度的磷離子注入?yún)^(qū)；
4)對磷離子注入?yún)^(qū)進行激活處理，激活后的磷離子注入?yún)^(qū)形成N型夾心層；
5)去掉N型單晶硅片表面的氧化層；
6)在N型單晶硅片上生長外延層，形成襯底；
7)在襯底上依次制作出柵介質(zhì)、P阱、溝阻、溝道、轉(zhuǎn)移柵、連接孔和金屬引線。
[0005]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)最大的區(qū)別在于形成N型夾心層的工藝不同，現(xiàn)有技術(shù)中采用外延工藝來形成N型夾心層，本發(fā)明中采用離子注入工藝來形成N型夾心層，相比于外延工藝，離子注入工藝的可控性更好，采用離子注入工藝形成的N型夾心層，其電阻率非均勻性(3%，后續(xù)形成的外延層電阻率非均勻性< 10%，對于整個工藝流程而言，本發(fā)明中只采用了一次外延工藝(即步驟6)中的生長外延層)，使工藝流程的整體可控性得到了提高；另外，本發(fā)明步驟7)中所述操作均與現(xiàn)有技術(shù)相同。
[0006]優(yōu)選地，步驟2)中氧化層的厚度為10?60nm。
[0007]優(yōu)選地，步驟3)中，磷離子注入條件為:注入能量200~300keV、表面濃度4~6E12cm 2。
[0008]優(yōu)選地，步驟4)中采用如下工藝對磷離子注入?yún)^(qū)進行激活:將N型單晶硅片置于氮氣氛圍內(nèi)，在900 °C條件下退火30~60分鐘。
[0009]優(yōu)選地，步驟6)中，外延層磷離子濃度為l~3E14cm 3，外延層厚度為3?10 μ m。
[0010]本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:降低了 N型夾心層的電阻率非均勻性，有利于大規(guī)?？v向抗暈CCD的均勻性控制，本發(fā)明只采用了一次外延工藝，工藝的整體可控性較高。
【附圖說明】
[0011]圖1、由本發(fā)明方法所獲得的器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中各個標(biāo)記所對應(yīng)的名稱分別為:N型單晶硅片1、N型夾心層2、P阱3、溝阻4、柵介質(zhì)5、溝道6、轉(zhuǎn)移柵7。
【具體實施方式】
[0012]—種縱向抗暈CXD制作工藝，其創(chuàng)新在于:按如下步驟制作縱向抗暈CXD:1)提供N型單晶娃片；
2)在N型單晶硅片表面形成氧化層；
3)對N型單晶硅片進行磷離子注入，使N型單晶硅片內(nèi)形成一定厚度的磷離子注入?yún)^(qū)；
4)對磷離子注入?yún)^(qū)進行激活處理，激活后的磷離子注入?yún)^(qū)形成N型夾心層；
5)去掉N型單晶硅片表面的氧化層；
6)在N型單晶硅片上生長外延層，形成襯底；
7)在襯底上依次制作出柵介質(zhì)、P阱、溝阻、溝道、轉(zhuǎn)移柵、連接孔和金屬引線。
[0013]進一步地，步驟2)中氧化層的厚度為10?60nm。
[0014]進一步地，步驟3)中，磷離子注入條件為:注入能量200~300keV、表面濃度4~6E12cm 2。
[0015]進一步地，步驟4)中采用如下工藝對磷離子注入?yún)^(qū)進行激活:將N型單晶硅片置于氮氣氛圍內(nèi)，在900°C條件下退火30~60分鐘。
[0016]進一步地，步驟6)中，外延層磷離子濃度為l~3E14cm 3，外延層厚度為3?10 μ m。
【主權(quán)項】
1.一種縱向抗暈CCD制作工藝，其特征在于:按如下步驟制作縱向抗暈CCD:1)提供N型單晶娃片； 2)在N型單晶硅片表面形成氧化層； 3)對N型單晶硅片進行磷離子注入，使N型單晶硅片內(nèi)形成一定厚度的磷離子注入?yún)^(qū)； 4)對磷離子注入?yún)^(qū)進行激活處理，激活后的磷離子注入?yún)^(qū)形成N型夾心層； 5)去掉N型單晶硅片表面的氧化層； 6)在N型單晶硅片上生長外延層，形成襯底； 7)在襯底上依次制作出柵介質(zhì)、P阱、溝阻、溝道、轉(zhuǎn)移柵、連接孔和金屬引線。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的縱向抗暈CCD制作工藝，其特征在于:步驟2)中氧化層的厚度為10?60nm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的縱向抗暈CCD制作工藝，其特征在于:步驟3)中，磷離子注入條件為:注入能量200~300keV、表面濃度4~6E12cm 2。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的縱向抗暈CCD制作工藝，其特征在于:步驟4)中采用如下工藝對磷離子注入?yún)^(qū)進行激活:將N型單晶硅片置于氮氣氛圍內(nèi)，在900°C條件下退火30~60分鐘。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的縱向抗暈CCD制作工藝，其特征在于:步驟6)中，外延層磷離子濃度為l~3E14cm 3，外延層厚度為3?10 μ m。
【專利摘要】一種縱向抗暈CCD制作工藝，其步驟為：1）提供N型單晶硅片；2）在N型單晶硅片表面形成氧化層；3）對N型單晶硅片進行磷離子注入，使N型單晶硅片內(nèi)形成一定厚度的磷離子注入?yún)^(qū)；4）對磷離子注入?yún)^(qū)進行激活處理，激活后的磷離子注入?yún)^(qū)形成N型夾心層；5）去掉N型單晶硅片表面的氧化層；6）在N型單晶硅片上生長外延層，形成襯底；7）在襯底上依次制作出柵介質(zhì)、P阱、溝阻、溝道、轉(zhuǎn)移柵、連接孔和金屬引線。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：降低了N型夾心層的電阻率非均勻性，有利于大規(guī)?？v向抗暈CCD的均勻性控制，本發(fā)明只采用了一次外延工藝，工藝的整體可控性較高。
【IPC分類】H01L21/265, H01L27/148
【公開號】CN105023834
【申請?zhí)枴緾N201510487424
【發(fā)明人】雷仁方, 楊洪, 韓沛東, 鐘玉杰, 向華兵, 高建威
【申請人】中國電子科技集團公司第四十四研究所
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年8月11日