大直徑多象限光電探測(cè)器制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光電探測(cè)器制作技術(shù)，尤其涉及一種大直徑多象限光電探測(cè)器制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]多象限光電探測(cè)器一般包括四象限探測(cè)器、八象限(雙四象限)探測(cè)器、線陣探測(cè)器和陣列探測(cè)器，其光敏直徑通常為10 ~16_，但隨著工程領(lǐng)域?qū)ζ骷蟮奶岣?，目前又發(fā)展出了光敏直徑達(dá)24_的探測(cè)器；
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚，基于現(xiàn)有的工藝條件，在規(guī)?；a(chǎn)過程中，芯片的面積越大，其成品率就相應(yīng)越低，且在目前的工藝條件下，芯片面積增大與成品率降低之間的矛盾在短期內(nèi)是不可調(diào)和的。
[0003]由于芯片制作成本較高，若因局部象限存在缺陷就將整個(gè)芯片報(bào)廢的做法浪費(fèi)較大，并且隨著芯片光敏直徑的增大，因芯片報(bào)廢所導(dǎo)致的浪費(fèi)也相應(yīng)較大；為了解決浪費(fèi)問題，一種較為有效的手段是:將存在缺陷的象限從芯片上切除，然后用符合要求的象限來與切割后的芯片進(jìn)行拼接，避免將芯片整個(gè)報(bào)廢，減少浪費(fèi)；
對(duì)于一些低性能要求的探測(cè)器，前述思路不失為一種很好的降低成本的手段，但對(duì)于一些高性能要求的探測(cè)器，比如用于激光制導(dǎo)的四象限或八象限光電探測(cè)器，若單純地采用前述手段進(jìn)行拼接，所得到的器件就完全不能滿足要求了，造成這種問題的原因是:高響應(yīng)度是高性能探測(cè)器所必須具備的性能之一，在常規(guī)制作工藝中，為了使器件具備高響應(yīng)度，一般要求橫向耗盡層的厚度達(dá)到一定的數(shù)值，在對(duì)這類芯片進(jìn)行切割拼接時(shí)，為了保證橫向耗盡層具備必要的厚度，切割斷面與pn結(jié)之間的間隔需要達(dá)到350 μπι以上才不致于傷及pn結(jié)，拼接處兩側(cè)的間隔總和就會(huì)達(dá)到700 μπι以上，將拼接后的器件投入工作時(shí)，前述的700 μπι的間隔就會(huì)在器件上形成700 μπι寬度的光電盲區(qū)(工程領(lǐng)域?qū)τ谥茖?dǎo)用光電探測(cè)器的光電盲區(qū)要求一般在200 μπι左右)，700 μπι的光電盲區(qū)不僅會(huì)導(dǎo)致光能量嚴(yán)重?fù)p失，而且還會(huì)導(dǎo)致誤碼、甚至脫靶，所以前述的拼接手段并不能直接應(yīng)用在性能要求較高的制導(dǎo)用光電探測(cè)器芯片上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在提出本發(fā)明之前，發(fā)明人曾經(jīng)提出過另一項(xiàng)發(fā)明，專利號(hào)為:201010622540，該發(fā)明提出了一種無盲區(qū)、無光電串?dāng)_的硅象限光電探測(cè)器制作方法，其技術(shù)核心是:在光敏區(qū)外周設(shè)置一環(huán)極以形成光敏區(qū)pn結(jié)側(cè)壁橫向勢(shì)皇，該光敏區(qū)pn結(jié)側(cè)壁橫向勢(shì)皇與芯片背面的縱向勢(shì)皇(也即由背面耗盡層所形成的勢(shì)皇)通過引線連接構(gòu)成一體，使每個(gè)象限的光敏元橫向電場(chǎng)在環(huán)極處終止，解決了現(xiàn)有技術(shù)中需要增加象限之間隔離寬度才能實(shí)現(xiàn)有效隔離的問題；在前述發(fā)明提出之后，發(fā)明人又對(duì)其進(jìn)行了深入研究，并發(fā)現(xiàn)，采用前述技術(shù)制作出的器件，由于不需要依賴較厚的隔離寬度來實(shí)現(xiàn)隔離，因此在對(duì)其進(jìn)行切割時(shí)，不需要在象限外周保留較大的厚度，十分適合于進(jìn)行象限拼接，于是本發(fā)明就應(yīng)運(yùn)而生了，其具體方案為:
一種大直徑多象限光電探測(cè)器制作方法，其創(chuàng)新在于:(A)按方法一制作出多象限光電探測(cè)器芯片，(B)對(duì)多象限光電探測(cè)器芯片進(jìn)行檢測(cè)，找出多象限光電探測(cè)器芯片上的不合格象限，(C)采用切割操作將不合格象限從多象限光電探測(cè)器芯片上切除，切除了不合格象限的多象限光電探測(cè)器芯片記為缺損件，(D)采用合格的象限與缺損件進(jìn)行拼接，重新獲得完整的多象限光電探測(cè)器芯片；
所述方法一包括:1)提供娃襯底；2)在娃襯底表面生長(zhǎng)S1j^ ;3)在娃襯底正面光刻出硼擴(kuò)散區(qū)；4)對(duì)硼擴(kuò)散區(qū)進(jìn)行硼擴(kuò)散，形成光敏區(qū)；5)在硅襯底正面淀積生長(zhǎng)Si3N4層，然后在硅襯底正面光刻出磷擴(kuò)散區(qū)；所述磷擴(kuò)散區(qū)位于光敏區(qū)周圍，磷擴(kuò)散區(qū)的輪廓與光敏區(qū)輪廓匹配，磷擴(kuò)散區(qū)與光敏區(qū)之間留有間隔；6)對(duì)硅襯底背面進(jìn)行減薄拋光處理；7)對(duì)磷擴(kuò)散區(qū)進(jìn)行磷擴(kuò)散處理，形成環(huán)極；對(duì)硅襯底背面進(jìn)行磷擴(kuò)散處理，形成n+接觸層；8)在硅襯底表面生長(zhǎng)氧化層；9)在光敏區(qū)上光刻出電極孔，同時(shí)，在環(huán)極上方光刻出與環(huán)極輪廓匹配的凹槽，然后去除硅襯底背面的氧化層，10)在硅襯底的正面和背面蒸發(fā)電極金屬層；11)對(duì)硅襯底正面的電極金屬層進(jìn)行刻蝕分別形成金屬電極和表面金屬層，所述金屬電極位于電極孔內(nèi)，所述表面金屬層位于環(huán)極上方的凹槽內(nèi)；12)通過引線將表面金屬層與硅襯底背面的電極金屬連接；
所述多象限光電探測(cè)器的直徑為16~24mm;多象限光電探測(cè)器上，在周向上相鄰的兩個(gè)光敏區(qū)之間的間隔小于或等于150 μπι;所述多象限光電探測(cè)器用于激光制導(dǎo)領(lǐng)域；在周向上相鄰的兩個(gè)環(huán)極之間的間隔為30 μπι，光敏區(qū)與對(duì)應(yīng)環(huán)極之間的間隔為300 μπι，環(huán)極寬度為60 μπι ;步驟(C)中切割操作所用切刀的厚度為30 μm，切割操作時(shí)的切口位于相鄰兩個(gè)環(huán)極之間。
[0005]本發(fā)明的原理是:得益于前述的在先技術(shù)，采用該技術(shù)后，可以大幅縮減象限之間的間隔距離，通過在制作過程中對(duì)兩個(gè)環(huán)極之間的間隔進(jìn)行控制，使兩個(gè)環(huán)極之間的間隔距離與切刀的厚度相同，后續(xù)切割工藝中，由切割操作所形成的切口可以將環(huán)極以外的區(qū)域全部切凈(采用常規(guī)工藝制作出的探測(cè)器在進(jìn)行拼接時(shí)，需要在其象限外圍保留較大的厚度才能保證橫向耗盡層的完好性)，拼接后，象限之間的間隔距離幾乎無變化，使得拼接后的光電探測(cè)器也具有良好的性能。
[0006]優(yōu)選地，所述多象限光電探測(cè)器的象限數(shù)量為四個(gè)或八個(gè)。
[0007]本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:使大直徑、高性能的制導(dǎo)用多象限光電探測(cè)器可以采用拼接方式制作，避免多象限光電探測(cè)器因局部象限缺陷而整體報(bào)廢，從而提高了成品率和優(yōu)品率，降低了生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
[0008]圖1、用于切割的光電探測(cè)器的結(jié)構(gòu)剖面示意圖(圖中兩條虛線之間的區(qū)域即為切割時(shí)的切口位置);
圖中各個(gè)標(biāo)記所對(duì)應(yīng)的名稱分別為=S1Jl 1、襯底2、P +-Si層3、Si3N4層4、環(huán)極5、表面金屬層6、金屬電極7、n+接觸層8、娃襯底背面的電極金屬9、用于連接表面金屬層和娃襯底背面的電極金屬的導(dǎo)線10。
【具體實(shí)施方式】
[0009]—種大直徑多象限光電探測(cè)器制作方法，其創(chuàng)新在于:(A)按方法一制作出多象限光電探測(cè)器芯片，(B)對(duì)多象限光電探測(cè)器芯片進(jìn)行檢測(cè)，找出多象限光電探測(cè)器芯片上的不合格象限，(C)采用切割操作將不合格象限從多象限光電探測(cè)器芯片上切除，切除了不合格象限的多象限光電探測(cè)器芯片記為缺損件，(D)采用合格的象限與缺損件進(jìn)行拼接，重新獲得完整的多象限光電探測(cè)器芯片；
所述方法一包括:1)提供娃襯底；2)在娃襯底表面生長(zhǎng)S1j^ ;3)在娃襯底正面光刻出硼擴(kuò)散區(qū)；4)對(duì)硼擴(kuò)散區(qū)進(jìn)行硼擴(kuò)散，形成光敏區(qū)；5)在硅襯底正面淀積生長(zhǎng)Si3N4層，然后在硅襯底正面光刻出磷擴(kuò)散區(qū)；所述磷擴(kuò)散區(qū)位于光敏區(qū)周圍，磷擴(kuò)散區(qū)的輪廓與光敏區(qū)輪廓匹配，磷擴(kuò)散區(qū)與光敏區(qū)之間留有間隔；6)對(duì)硅襯底背面進(jìn)行減薄拋光處理；7)對(duì)磷擴(kuò)散區(qū)進(jìn)行磷擴(kuò)散處理，形成環(huán)極；對(duì)硅襯底背面進(jìn)行磷擴(kuò)散處理，形成n+接觸層；8)在硅襯底表面生長(zhǎng)氧化層；9)在光敏區(qū)上光刻出電極孔，同時(shí)，在環(huán)極上方光刻出與環(huán)極輪廓匹配的凹槽，然后去除硅襯底背面的氧化層，10)在硅襯底的正面和背面蒸發(fā)電極金屬層；11)對(duì)硅襯底正面的電極金屬層進(jìn)行刻蝕分別形成金屬電極和表面金屬層，所述金屬電極位于電極孔內(nèi)，所述表面金屬層位于環(huán)極上方的凹槽內(nèi)；12)通過引線將表面金屬層與硅襯底背面的電極金屬連接；
所述多象限光電探測(cè)器的直徑為16~24mm;多象限光電探測(cè)器上，在周向上相鄰的兩個(gè)光敏區(qū)之間的間隔小于或等于150 μπι;所述多象限光電探測(cè)器用于激光制導(dǎo)領(lǐng)域；在周向上相鄰的兩個(gè)環(huán)極之間的間隔為30 μπι，光敏區(qū)與對(duì)應(yīng)環(huán)極之間的間隔為300 μπι，環(huán)極寬度為60 μπι ;步驟(C)中切割操作所用切刀的厚度為30 μm，切割操作時(shí)的切口位于相鄰兩個(gè)環(huán)極之間。
[0010]進(jìn)一步地，所述多象限光電探測(cè)器的象限數(shù)量為四個(gè)或八個(gè)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種大直徑多象限光電探測(cè)器制作方法，其特征在于:(A)按方法一制作出多象限光電探測(cè)器芯片，(B)對(duì)多象限光電探測(cè)器芯片進(jìn)行檢測(cè)，找出多象限光電探測(cè)器芯片上的不合格象限，(C)采用切割操作將不合格象限從多象限光電探測(cè)器芯片上切除，切除了不合格象限的多象限光電探測(cè)器芯片記為缺損件，(D)采用合格的象限與缺損件進(jìn)行拼接，重新獲得完整的多象限光電探測(cè)器芯片； 所述方法一包括:1)提供娃襯底；2)在娃襯底表面生長(zhǎng)S1j^ ;3)在娃襯底正面光刻出硼擴(kuò)散區(qū)；4)對(duì)硼擴(kuò)散區(qū)進(jìn)行硼擴(kuò)散，形成光敏區(qū)；5)在硅襯底正面淀積生長(zhǎng)Si3N4層，然后在硅襯底正面光刻出磷擴(kuò)散區(qū)；所述磷擴(kuò)散區(qū)位于光敏區(qū)周圍，磷擴(kuò)散區(qū)的輪廓與光敏區(qū)輪廓匹配，磷擴(kuò)散區(qū)與光敏區(qū)之間留有間隔；6)對(duì)硅襯底背面進(jìn)行減薄拋光處理；7)對(duì)磷擴(kuò)散區(qū)進(jìn)行磷擴(kuò)散處理，形成環(huán)極；對(duì)硅襯底背面進(jìn)行磷擴(kuò)散處理，形成n+接觸層；8)在硅襯底表面生長(zhǎng)氧化層；9)在光敏區(qū)上光刻出電極孔，同時(shí)，在環(huán)極上方光刻出與環(huán)極輪廓匹配的凹槽，然后去除硅襯底背面的氧化層，10)在硅襯底的正面和背面蒸發(fā)電極金屬層；11)對(duì)硅襯底正面的電極金屬層進(jìn)行刻蝕分別形成金屬電極和表面金屬層，所述金屬電極位于電極孔內(nèi)，所述表面金屬層位于環(huán)極上方的凹槽內(nèi)；12)通過引線將表面金屬層與硅襯底背面的電極金屬連接； 所述多象限光電探測(cè)器的直徑為16~24mm;多象限光電探測(cè)器上，在周向上相鄰的兩個(gè)光敏區(qū)之間的間隔小于或等于150 μπι;所述多象限光電探測(cè)器用于激光制導(dǎo)領(lǐng)域；在周向上相鄰的兩個(gè)環(huán)極之間的間隔為30 μπι，光敏區(qū)與對(duì)應(yīng)環(huán)極之間的間隔為300 μπι，環(huán)極寬度為60 μπι ;步驟(C)中切割操作所用切刀的厚度為30 μm，切割操作時(shí)的切口位于相鄰兩個(gè)環(huán)極之間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大直徑多象限光電探測(cè)器制作方法，其特征在于:所述多象限光電探測(cè)器的象限數(shù)量為四個(gè)或八個(gè)。
【專利摘要】一種大直徑多象限光電探測(cè)器制作方法，其步驟為：（A）按方法一制作出多象限光電探測(cè)器芯片，（B）對(duì)多象限光電探測(cè)器芯片進(jìn)行檢測(cè)，找出多象限光電探測(cè)器芯片上的不合格象限，（C）采用切割操作將不合格象限從多象限光電探測(cè)器芯片上切除，切除了不合格象限的多象限光電探測(cè)器芯片記為缺損件，（D）采用合格的象限與缺損件進(jìn)行拼接，重新獲得完整的多象限光電探測(cè)器芯片；本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：使大直徑、高性能的制導(dǎo)用多象限光電探測(cè)器可以采用拼接方式制作，避免多象限光電探測(cè)器因局部象限缺陷而整體報(bào)廢，從而提高了成品率和優(yōu)品率，降低了生產(chǎn)成本。
【IPC分類】H01L21/78, H01L27/144, H01L31/18
【公開號(hào)】CN105206628
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510645594
【發(fā)明人】羅蔚, 朱華海, 卜暉, 熊誼棱, 楊曉琴, 文越, 陳昌平, 陳仁東, 駱菲, 楊帆
【申請(qǐng)人】重慶鷹谷光電有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年10月9日