[发明专利]一种制造光电二极管的方法以及相应光电二极管

说明书

本发明涉及一种制造光电二极管的方法，包括下列步骤：提供p型衬底并对其第一侧进行注入以形成n型注入区；通过注入在n型注入区的边缘处形成p型注入区；在n型注入区和p型注入区上形成转移栅并且在转移栅的侧面形成侧墙；从p型衬底的与第一侧相对的第二侧除去p型衬底的除了p型注入区和n型注入区以外的部分；在p型衬底的第二侧形成绝缘层；刻蚀绝缘层以形成背侧深沟槽、以及背侧深沟槽绝缘体；在背侧深沟槽中进行外延生长以形成p型硅外延层；对p型硅外延层进行各向异性刻蚀以除去背侧深沟槽的底部处的p型硅外延层；以及在背侧深沟槽中进行外延生长以形成n型硅外延层。通过本发明，可避免高能注入并提高光电二极管的良品率和性能。

技术领域

本发明总体而言涉及半导体制造领域，具体而言，涉及一种制造光电二极管的方法。此外，本发明还涉及一种光电二极管。

背景技术

光电二极管是一种广泛应用于成像领域、光纤通信领域、激光测距等众多领域的重要半导体器件，其用于将光信号转换成电信号，其原理是，光电二极管的反向偏置的PN结在一定波长辐射的照射下，由于光生载流子的影响会出现反向电压或电流的变化，该变化与光辐射强成比例，通过检测该变化可确定光辐射强度。

在光电二级光的制造工艺中，目前通过高能多重注入方式来形成光电二极管的多个注入区，即通过高能量的多次注入形成光电二极管。然而，这样的制造工艺的缺点在于，所形成的注入区的轮廓随着注入小块(implant tile)的大小等因素而变化，从而造成注入区有可能侵占位于注入区两侧的背侧深沟槽绝缘体(Backside Deep Trench Isolation，BDTI)，其中背侧深沟槽绝缘体是用于隔离相邻像素以防止串扰的绝缘体，如果背侧深沟槽绝缘体未被良好地形成，将无法有效吸附从像素游离出的电荷，从而造成暗电流(darkcurrent)。此外，高能注入是高成本的。

发明内容

从现有技术出发，本发明的任务是提供一种制造光电二极管的方法以及相应光电二极管，通过该方法和/或该光电二极管，可以避免高能注入，从而降低注入成本，此外还可以改善背侧深沟槽绝缘体的形成质量，从而提高光电二极管的良品率和性能。

在本发明的第一方面，该任务通过一种制造光电二极管的方法来解决，该方法包括下列步骤：

提供p型衬底；

对p型衬底的第一侧进行注入以形成n型注入区；

通过注入在n型注入区的边缘处形成p型注入区；

在n型注入区和p型注入区上形成转移栅并且在转移栅的侧面形成侧墙；

从p型衬底的与第一侧相对的第二侧除去p型衬底的除了p型注入区和n型注入区以外的部分；

在p型衬底的第二侧形成绝缘层；

刻蚀绝缘层以形成背侧深沟槽、以及背侧深沟槽绝缘体；

在背侧深沟槽中进行外延生长以形成p型硅外延层；

对p型硅外延层进行各向异性刻蚀以除去背侧深沟槽的底部处的p型硅外延层；以及

在背侧深沟槽中进行外延生长以形成n型硅外延层。

在本发明的一个扩展方案中规定，n型注入区的厚度为1μm。根据不同工艺要求或应用场合，其它厚度也是可设想的。

在本发明的另一扩展方案中规定，在p型衬底的第一侧形成互连接触层。布置其它层也是可设想的。

在本发明的又一扩展方案中规定，互连接触层包括下列各项中的一个或多个：接触层、层间介电层、以及金属层。根据不同应用场合，互连接触层可以是介电层、电接触层或互联层，其它功能层或非功能层也是可设想的。