[发明专利]增强型CMOS传感器发光二极管单元结构制备方法

摘要

本发明公开了一种增强型CMOS传感器发光二极管单元结构制备方法，包括P型晶圆清洗和表面氧化层剥离，氧化层镀膜，掩膜、氧化层开方形窗口和高能离子束表面处理，Si腐蚀，掩膜和氧化层开方形窗口，N型掺杂，氧化层镀膜，掩膜和氧化层开孔，P型掺杂，氧化层腐蚀、硅化物阻挡层镀膜和掩膜开孔，硅化物镀膜、退火、去除未反应的硅化物和阻挡层，氮化层镀膜、氧化层镀膜、掩膜和开引线接触孔，金属镀膜，化学机械磨平，氧化层镀膜、掩膜、氧化层腐蚀和连线金属镀膜。本发明制备工艺简单，能够增强量子转换效率，降低成本。

主权项

1.一种增强型CMOS传感器发光二极管单元结构制备方法，步骤包括：(1)利用RCA清洗法，依靠SC‑1清洗液、SC‑2清洗液、SC‑3清洗液、酸和去离子水对P型晶圆进行清洗，剥离P型晶圆上表面的氧化层；(2)在剥离完表面氧化层的P型晶圆表面镀氧化层镀膜一；(3)利用感光胶对氧化层镀膜一进行掩膜，并在掩膜表面盖上局部有烙镀层的石英玻璃板，利用光刻机对掩膜进行曝光，去除没有被烙镀层覆盖到的掩膜部分，还利用聚焦离子束对去除了掩膜的位置进行表面处理，形成尺寸为1.5μm×1.5μm的窗口一；(4)利用浓度为10％的KOH，对窗口一位置向下腐蚀P型晶圆，形成深度为1‑3μm的倒圆锥型槽；(5)利用感光胶对窗口一外围的氧化层镀膜一进行掩膜，并在掩膜表面盖上局部有烙镀层的石英玻璃板，利用光刻机对掩膜进行曝光，去除没有被烙镀层覆盖到的掩膜部分，还利用聚焦离子束对去除了掩膜的位置进行表面处理，将窗口一的尺寸扩大为4μm×4μm；(6)通过高能离子注入方式在尺寸扩大后的窗口一的底壁和倒圆锥型槽的表面注入砷离子，形成由倒圆锥型部分一和与倒圆锥型部分一上端外围连接的水平部分一构成的N型掺杂层；(7)在N型掺杂层的倒圆锥型部分一和水平部分一的表面镀一层氧化层镀膜二，氧化层镀膜二与尺寸扩大后的窗口一外围的氧化层镀膜一连接为一体；(8)利用感光胶对氧化层镀膜二进行掩膜，并在掩膜表面盖上局部有烙镀层的石英玻璃板，利用光刻机对掩膜进行曝光，去除倒圆锥型部分一的表面的掩膜以及水平部分一表面的没有被烙镀层覆盖到的掩膜部分，还利用聚焦离子束对去除了掩膜的位置进行表面处理，形成朝倒圆锥型槽一侧偏移的尺寸为2.5μm×2.5μm的窗口二；(9)通过高能离子注入方式在N型掺杂层的倒圆锥型部分一的表面和窗口二的底壁注入硼离子，形成由倒圆锥形部分二和与倒圆锥型部分二上端一侧连接的水平部分二构成的P型掺杂层；(10)通过聚焦离子束去除步骤(8)的窗口二外围的氧化层镀膜二，并在P型掺杂层的倒圆锥形部分二的表面、倒圆锥形部分二的另一侧的上端面、水平部分二的表面、N型掺杂层的水平部分一的表面和P型晶圆的上端表面镀一层硅化物阻挡层镀膜，以及利用感光胶对水平部分二和水平部分二对侧的水平部分一表面的硅化物阻挡层镀膜进行掩膜，并在掩膜表面盖上局部有烙镀层的石英玻璃板，利用光刻机对掩膜进行曝光，去除没有被烙镀层覆盖到的掩膜部分，还利用聚焦离子束对去除了掩膜的位置进行表面处理，在水平部分二和水平部分二对侧的水平部分一的上表面分别形成尺寸为0.5μm×0.5μm的窗口三；(11)在窗口三底部的水平部分二和水平部分二对侧的水平部分一的上表面镀上硅化物阻挡层镀膜，并进行退火，还利用聚焦离子束去除水平部分二和水平部分二对侧的水平部分一的上表面的硅化物阻挡层镀膜外围区域的硅化物阻挡层镀膜和未反应的硅化物；(12)在硅化物阻挡层镀膜表面和硅化物阻挡层镀膜外围区域的表面镀有氮化层镀膜，在氮化层镀膜的表面镀有氧化层镀膜三，通过聚焦离子束在氧化层镀膜三上对应硅化物阻挡层镀膜的位置处理形成引线触孔，引线触孔依次贯通氧化层镀膜三和氮化层镀膜达到硅化物阻挡层镀膜表面；(13)在氧化层镀膜三表面和两处引线触孔位置镀金属镀膜；(14)通过化学机械抛光机，磨平氧化层镀膜三表面的金属镀膜，留下两处引线触孔位置的金属镀膜；(15)在氧化层镀膜三表面和两处引线触孔位置的金属镀膜表面镀氧化层镀膜四，利用感光胶对氧化层镀膜四进行掩膜，并在掩膜表面盖上局部有烙镀层的石英玻璃板，利用光刻机对掩膜进行曝光，去除没有被烙镀层覆盖到的掩膜部分，同时利用聚焦离子束对去除了掩膜的位置进行表面处理，去除两处金属镀膜上侧和两处金属镀膜外侧的氧化层镀膜四，保留两处金属镀膜之间的氧化层镀膜四，并在去除了氧化层镀膜四的位置镀上连线金属镀膜。