專利名稱：與標(biāo)準(zhǔn)集成電路工藝兼容的可見光或紫外光傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種與標(biāo)準(zhǔn)集成電路工藝兼容的可見光或紫外光傳感器。
背景技術(shù)：
在環(huán)境背光光電測量、控制等領(lǐng)域中，所采用的光電集成電路中常需 要采用光傳感器，現(xiàn)有技術(shù)中，在標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體加工線上，可見光或紫外光 傳感器往往不能與標(biāo)準(zhǔn)集成電路工藝(即Bipolar或CMOS工藝)相兼容，需 要結(jié)合其他工藝步驟，嚴(yán)重影響了光電集成電路的批量生產(chǎn)。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題提供一種可利用標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體加工線和標(biāo) 準(zhǔn)集成電路工藝進(jìn)行加工的與標(biāo)準(zhǔn)集成電路工藝兼容的可見光或紫外光傳感器。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種與標(biāo)準(zhǔn)集成電路工藝兼容 的可見光或紫外光傳感器，包括包括p型襯底、在p型襯底上設(shè)有n型 擴(kuò)散區(qū)、設(shè)于n型擴(kuò)散區(qū)周圍及中央的p型擴(kuò)散區(qū)、在n型擴(kuò)散區(qū)上經(jīng)p 型注入和退火后形成的正極區(qū)域；正極區(qū)域的上表面為受光區(qū)；p型摻雜 區(qū)設(shè)于正極區(qū)域一側(cè)，作為可見光或紫外光傳感器的正極的歐姆接觸；n型 摻雜區(qū)與n型擴(kuò)散區(qū)直接相連，作為可見光或紫外光傳感器的負(fù)極的歐姆 接觸；p型區(qū)域與n型擴(kuò)散區(qū)之間形成反向p-n結(jié)隔離。上述技術(shù)方案中，在p型襯底上還具有n型埋層。上述技術(shù)方案中，在n型擴(kuò)散區(qū)上還具有經(jīng)高濃度的n型擴(kuò)散形成的 高濃度n型擴(kuò)散區(qū)。本實(shí)用新型的有益效果是(1)本實(shí)用新型的可見光或紫外光傳感器 的結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)集成電路的加工工藝相兼容，表現(xiàn)在n型擴(kuò)散區(qū)可同時作為集成電路中npn管的集電區(qū)或pnp管的基區(qū)，也可作為PM0S管的n阱區(qū)域;
在N型擴(kuò)散區(qū)上面進(jìn)行的P型擴(kuò)散作為傳感器的正極，正極區(qū)域也可以和 集成電路中的P型電阻或PM0S管的源漏注入一起完成；正極區(qū)域上表面為 受光面，其上的抗反射膜可與集成電路中的介質(zhì)淀積一起完成；P型擴(kuò)散區(qū) 與正極區(qū)域的一部分重疊，P型擴(kuò)散區(qū)同時作為集成電路中的NPN管的基區(qū) 或PNP管的發(fā)射區(qū)/集電區(qū)，也可以和PM0S管的源/漏注入一起完成；傳感 器電極的全-半接觸和導(dǎo)線與集成電路中元件所使用的結(jié)構(gòu)和材料可以相 同。故適于在標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體加工線上采用標(biāo)準(zhǔn)集成電路工藝進(jìn)行加工，解決 了此類傳感集成電路所含有的光傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝制造條件與標(biāo)準(zhǔn) 集成電路工藝的兼容性問題，便于光電集成電路的批量生產(chǎn)，大大提高了生 產(chǎn)效率。(2)本實(shí)用新型中，傳感器表面有抗反射膜及濾光膜，減少了其 他雜光對光電集成電路正常工作的影響。


圖1為本實(shí)用新型的可見光/紫外光傳感器應(yīng)用于光電集成電路的原理圖； 圖2為本實(shí)用新型的可見光/紫外光傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本實(shí)用新型的可見光/紫外光傳感器的等效電路圖。
具體實(shí)施方式
(實(shí)施例1 )見圖2-3，本實(shí)施例的與標(biāo)準(zhǔn)集成電路工藝兼容的可見光或紫外光傳感 器，包括P型襯底7、在P型村底7上的進(jìn)行N型外延或N型擴(kuò)散而形成的 N型擴(kuò)散區(qū)13、設(shè)于N型擴(kuò)散區(qū)13周圍及中央的P型擴(kuò)散區(qū)1、在N型擴(kuò) 散區(qū)13上進(jìn)行P型注入和退火后形成的正極區(qū)域2;區(qū)域2的上面為受光 區(qū)；用于形成可見光或紫外光傳感器的正4及9的歐姆接觸的P型摻雜區(qū)3 在正極區(qū)域2 —側(cè)；N型摻雜區(qū)4與N型擴(kuò)散區(qū)13直接相連，作為可見光 或紫外光傳感器的負(fù)極8的歐姆接觸；P型區(qū)域l與N型擴(kuò)散區(qū)13之間形 成反向P-N結(jié)隔離?？梢姽?紫外光傳感器部分采用N+-P-Nsub或P+-N-Psub結(jié)構(gòu)，對于P 阱CMOS工藝來講，N+-P-Nsub結(jié)構(gòu)的N+區(qū)可采用與NM0S管源/漏注入同時 形成或單獨(dú)一次N型注入形成，P區(qū)與P阱一次形成，Nsub部分與集成電 路器件的襯底一次形成。對N阱CMOS工藝，可見光/紫外光電傳感器采用P+-N-Psub結(jié)構(gòu)，P+ 可與PM0S管的源/漏注入一次形成或單獨(dú)一次P型注入形成，Psub可與集
成電路部分的P型襯底一次形成。對于標(biāo)準(zhǔn)雙極集成電路工藝，可見光/紫外光電傳感器采用P+-N-Psub 結(jié)構(gòu)，其中P+可與NPN管基區(qū)注入同時形成或?qū)ｉT一次P型注入形成，N 為外延層，Psub與雙極集成電路的襯底一次形成。這三種傳感器上面的抗反射膜與電容介質(zhì)和集成電路表層介質(zhì)同步形 成，因而與半導(dǎo)體集成電路工藝兼容，同時，為解決不同波段的要求，可 淀積對應(yīng)不同波長的濾光薄膜，而為了屏蔽光對對應(yīng)的信號處理集成電路 部分工作的影響，芯片表面不透光部分可用金屬進(jìn)行覆蓋屏蔽。本實(shí)施例的與標(biāo)準(zhǔn)集成電路工藝兼容的可見光或紫外光傳感器的制作 過程如下1、 選擇P型襯底7的硅單晶材料，電阻率范圍從0. 1歐姆厘米到3000 歐姆厘米。2、 在P型襯底7上進(jìn)行N型埋層6的擴(kuò)散或注入，退火和高溫推進(jìn)后 方塊電阻從1歐姆/方塊到200歐姆/方塊，結(jié)深從0. 3微米到10微米，用 以降〗氐集成電路元件的寄生效應(yīng)和減少管子的導(dǎo)通壓降。3、 通過外延或擴(kuò)散的方法在P型襯底7上形成N型擴(kuò)散區(qū)13,其厚度 介于0. 3微米到100微米，方塊電阻介于0. 1到1000歐姆/方塊；這個過渡 區(qū)可以作為集成電路中NPN管的集電區(qū)、PNP管的基區(qū)、或PMOS的N阱區(qū) 域，同時，兼做可見光或紫外光傳感器的負(fù)極區(qū)域。4、 在兩個元件所屬的N型區(qū)域之間形成P型擴(kuò)散區(qū)1,形成各個元件 之間的反向PN結(jié)隔離，結(jié)深介于0. 5微米到100微米，方塊電阻介于1到 100歐姆厘米，這個P型區(qū)域可以同時作為NMOS的P阱區(qū)域。5、 在N型過渡區(qū)進(jìn)行高濃度的N型擴(kuò)散，形成高濃度N型擴(kuò)散區(qū)5， 用于減小集成電路中三極管的飽和壓降；結(jié)深介于0. 5微米到100微米，方 塊電阻介于1到10歐姆厘米。6、 進(jìn)行集成電路中NPN管的P型基區(qū)注入，形成P型摻雜區(qū)(3)，其 結(jié)深介于0. 1到20微米；P型摻雜區(qū)(3)同時可作為集成電路中PNP管的發(fā) 射區(qū)或集電區(qū)，也可作為電阻；P型摻雜區(qū)3也可與PMOS管的源/漏注入一 起完成；另外，P型摻雜區(qū)(3)與正極區(qū)域(2)可直接相連作為可見光或紫外 光傳感器的正極歐姆接觸。7、 N型摻雜區(qū)4、 N型擴(kuò)散區(qū)5及N型埋層6—起形成與可見光或紫外 光傳感器兼容的npn管的集電極，也可作為PNP管的基區(qū)連接；N型摻雜區(qū)4同時作為叩n管的發(fā)射區(qū)或NMOS的源/漏區(qū)；N型摻雜區(qū)4同時作為傳感 器負(fù)極的歐姆接觸。8、 進(jìn)行硅表面上電容介質(zhì)氧化或淀積和光刻電容區(qū)域，此步工藝與可 見光或紫外光傳感器表面的透光區(qū)域一起進(jìn)行。9、 進(jìn)行接觸孔光刻和金屬淀積及光刻，形成各種器件的互連。10、 在器件表面淀積鈍化介質(zhì)和光刻，同時利用集成電路中多層金屬 布線覆蓋不須透光的區(qū)域。11、 可見光或紫外光傳感器上面的抗反射膜和濾光膜可于其他MOS管 表層的介質(zhì)一起形成或?qū)ｉT根據(jù)波長要求進(jìn)行淀積。12、 光電特性測試及封裝等。應(yīng)用例1圖1為可見光/紫外光傳感器應(yīng)用于光電集成電路的原理圖。光電集成 電路包括電源、與電源相連的內(nèi)部穩(wěn)壓器、A/D轉(zhuǎn)換器、輸出驅(qū)動部分、 邏輯控制部分、靈敏度調(diào)整部分、雜光補(bǔ)償單元及本實(shí)用新型的可見光或 紫外光傳感器。內(nèi)部穩(wěn)壓器向所述各部分提供電源，可見光或紫外光傳感器的輸出端 接A/D轉(zhuǎn)換器的光電信號輸入端，靈敏度調(diào)整部分的輸出端接A/D轉(zhuǎn)換器 的靈敏度調(diào)整信號輸入端；雜光補(bǔ)償單元的輸出端接A/D轉(zhuǎn)換器的雜光補(bǔ) 償信號輸入端；A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端接輸出驅(qū)動部分；邏輯控制部分的輸出 端接輸出驅(qū)動部分的控制輸入端。本實(shí)用新型的可見光或紫外光傳感器適于在標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體加工線上采用 標(biāo)準(zhǔn)集成電路工藝進(jìn)行加工，并可同時生產(chǎn)出本應(yīng)用例中的光電集成電路， 解決了此類傳感集成電路所含有的光傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝制造條件與 標(biāo)準(zhǔn)集成電路工藝的兼容性問題,便于光電集成電路的批量生產(chǎn)，大大提高 了生產(chǎn)效率。
權(quán)利要求1、一種與標(biāo)準(zhǔn)集成電路工藝兼容的可見光或紫外光傳感器，其特征在于包括P型襯底(7)、在P型襯底(7)上設(shè)有N型擴(kuò)散區(qū)(13)、設(shè)于N型擴(kuò)散區(qū)(13)周圍及中央的P型擴(kuò)散區(qū)(1)、在N型擴(kuò)散區(qū)(13)上經(jīng)P型注入和退火后形成的正極區(qū)域(2)；正極區(qū)域(2)的上表面為受光區(qū)；P型摻雜區(qū)(3)設(shè)于正極區(qū)域(2)一側(cè)，作為可見光或紫外光傳感器的正極(9)的歐姆接觸；N型摻雜區(qū)(4)與N型擴(kuò)散區(qū)(13)直接相連，作為可見光或紫外光傳感器的負(fù)極(8)的歐姆接觸；P型區(qū)域(1)與N型擴(kuò)散區(qū)(13)之間形成反向P-N結(jié)隔離。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的與標(biāo)準(zhǔn)集成電路工藝兼容的可見光或紫外光 傳感器，其特征在于在P型襯底(7)上還具有N型埋層(6)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的與標(biāo)準(zhǔn)集成電路工藝兼容的可見光或紫外 光傳感器，其特征在于在N型擴(kuò)散區(qū)(13)上還具有經(jīng)高濃度的N型擴(kuò)散 形成的高濃度N型擴(kuò)散區(qū)(5)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的與標(biāo)準(zhǔn)集成電路工藝兼容的可見光或紫外 光傳感器，其特征在于所述受光區(qū)上設(shè)有表面有抗反射膜及濾光膜。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種與標(biāo)準(zhǔn)集成電路工藝兼容的可見光或紫外光傳感器，其包括P型襯底、在P型襯底上設(shè)有N型擴(kuò)散區(qū)、設(shè)于N型擴(kuò)散區(qū)周圍及中央的P型擴(kuò)散區(qū)、在N型擴(kuò)散區(qū)上經(jīng)P型注入和退火后形成的正極區(qū)域；正極區(qū)域的上表面為受光區(qū)；P型摻雜區(qū)設(shè)于正極區(qū)域一側(cè)，作為可見光或紫外光傳感器的正極的歐姆接觸；N型摻雜區(qū)與N型擴(kuò)散區(qū)直接相連，作為可見光或紫外光傳感器的負(fù)極的歐姆接觸；P型區(qū)域與N型擴(kuò)散區(qū)之間形成反向P-N結(jié)隔離。本實(shí)用新型的可見光或紫外光傳感器可利用標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體加工線和標(biāo)準(zhǔn)集成電路工藝進(jìn)行加工，便于光電集成電路的批量生產(chǎn)。
文檔編號G01D5/26GK201047763SQ20072003886
公開日2008年4月16日 申請日期2007年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月25日
發(fā)明者盧其偉, 開 王 申請人:盧其偉;王 開