一种雪崩光电二极管阵列装置及形成方法、激光三维成像装置，雪崩光电二极管阵列装置的形成方法，包括：提供衬底；在所述衬底正面形成雪崩光电二极管阵列；在相邻两雪崩光电二极管中，在至少其中一个雪崩光电二极管的周围形成环绕该雪崩光电二极管的隔离环，所述隔离环的深度大于所述雪崩光电二极管的深度，所述隔离环起到绝缘相邻两雪崩光电二极管的作用；先形成所述雪崩光电二极管阵列，再形成所述隔离环；或者，先形成隔离环，再形成所述雪崩光电二极管阵列。由于有该隔离环的存在，可以将雪崩光电二极管阵列贴合在具有CMOS控制电路的基底上，解决现有技术中在具有CMOS控制电路的基底上形成雪崩光电二极管阵列方法繁琐的问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及三维成像
，特别涉及雪崩光电二极管阵列装置及其形成方法、激光三维成像装置及其形成方法。
技术介绍
激光三维成像技术，是由激光雷达向探测目标发射出一系列扫描光束，从探测目标返回的回波信号的二维平面信息和激光雷达测距得到的距离信息来合成图像的技术。激光三维成像装置通常包括:发射激光的激光雷达，接收从探测目标返回的回波信号的雪崩光电二极管阵列，处理由雪崩光电二极管阵列输出的电信号的数据处理装置。其中，雪崩光电二极管阵列为激光三维成像装置中的核心部件。PN结反向电压增大到一数值时，载流子倍增就像雪崩一样，增加得多而快，利用这个特性制作的二极管就是雪崩二极管。由于雪崩光电二极管非常敏感，雪崩光电二极管阵列中相邻的两个雪崩光电二极管之间很容易发生串扰。因此，现有技术中，在具有CMOS控制电路的基底上形成雪崩光电二极管阵列的方法为:所有的雪崩光电二极管为分离的个体，将各个雪崩光电二极管一个个黏贴在具有CMOS控制电路的基底上，这样各个雪崩光电二极管之间彼此分离，不会出现串扰的现象。另外，现有技术中，雪崩光电二极管的结构为:位于衬底正面的N型区、位于N型区下的P型区。雪崩光电二极管与基底上的CMOS控制电路的连接方式为:P型区在衬底的背面与CMOS控制电路电连接，衬底正面的N型区通过引出的引线与CMOS控制电路连接。从N型区引出引线的方式将N型区与CMOS控制电路连接，造成激光三维成像装置的布线非常繁琐。
技术实现思路
本专利技术解决的其中一个问题是具有CMOS控制电路的基底上形成雪崩光电二极管阵列形成方法比较繁琐；本专利技术解决的另一个问题是雪崩光电二极管阵列与CMOS控制电路的连接方式比较繁琐。为解决上述问题，本专利技术提供一种雪崩光电二极管阵列装置的形成方法，包括:提供衬底；在所述衬底正面形成雪崩光电二极管阵列；在相邻两雪崩光电二极管中，在至少其中一个在雪崩光电二极管的周围形成环绕该雪崩光电二极管的隔离环，所述隔离环的深度大于所述雪崩光电二极管的深度，所述隔离环起到绝缘相邻两雪崩光电二极管的作用；先形成所述雪崩光电二极管阵列，再形成所述隔离环；或者，先形成隔离环，再形成所述雪崩光电二极管阵列。可选的，形成隔离环的方法包括:对所述衬底进行干法刻蚀形成环形沟槽；在所述沟槽的侧壁和底部形成垫氧化层；形成垫氧化层后，进行高温退火工艺，以修复所述干法刻蚀对硅衬底造成的晶格损伤；高温退火后，在所述沟槽中填充绝缘材料形成隔离环。可选的，所述雪崩光电二极管包括:P型区、位于所述P型区上的N型区；所述方法还包括:利用干法刻蚀在所述衬底中形成通孔，所述通孔的深度大于所述雪崩光电二极管的深度，所述通孔位于所述隔离环外侧；在所述通孔的侧壁和底部形成垫氧化层，之后进行高温退火，以修复形成通孔的干法刻蚀对硅衬底造成的晶格损伤；在所述通孔中填充导电材料形成栓塞；在所述衬底正面形成与所述N型区、所述栓塞电连接的N电极。可选的，还包括:将所述衬底的背面减薄至露出所述栓塞和隔离环；减薄后，在所述衬底的背面、P型区对应的区域形成P电极；在所述衬底背面上形成互连电极，所述互连电极与所述P电极、栓塞电连接。本专利技术还提供一种雪崩光电二极管阵列装置，包括:衬底；位于所述衬底的雪崩光电二极管阵列；在相邻两雪崩光电二极管中，在至少其中一个雪崩光电二极管的周围具有环绕该雪崩光电二极管的隔离环，所述隔离环的深度大于所述雪崩光电二极管的深度，所述隔离环起到绝缘相邻两雪崩光电二极管的作用。可选的，所述隔离环包括:环形沟槽、位于所述环形沟槽内的绝缘材料、位于所述绝缘材料和所述沟槽侧壁和底部之间的垫氧化层。可选的，所述雪崩光电二极管包括:P型区、位于所述P型区上的N型区；位于所述衬底中的栓塞，所述栓塞的深度大于所述雪崩光电二极管的深度，所述栓塞位于所述隔离环外侧；位于所述衬底正面与所述N型区、所述栓塞电连接的N电极。可选的，所述栓塞包括:通孔、位于所述通孔内的导电材料、位于所述导电材料和通孔侧壁、底部之间的垫氧化层。可选的，所述衬底的背面露出所述栓塞的底部和隔离环；雪崩光电二极管阵列还包括:位于所述衬底背面、P型区对应的区域的P电极；位于所述衬底背面、与所述P电极和栓塞电连接的互连电极。本专利技术还提供一种激光三维成像装置，包括:所述的雪崩光电二极管阵列装置；具有CMOS控制电路的基底，所述具有CMOS控制电路的基底与所述雪崩光电二极管阵列装置的背面贴合在一起，所述互连电极与所述CMOS控制电路电连接。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点:本技术方案利用CMOS工艺形成雪崩光电二极管阵列后，在相邻的两个雪崩光电二极管之间形成深度大于雪崩光电二极管深度的隔离环，防止相邻两个雪崩光电二极管之间发生串扰现象。因此，由于有该隔离环的存在，就可以在衬底上形成雪崩光电二极管阵列，之后可以将雪崩光电二极管阵列贴合在具有CMOS控制电路的基底上，解决现有技术中在具有CMOS控制电路的基底上形成雪崩光电二极管阵列方法繁琐的问题。进一步，在衬底的背面形成连接P型区的P电极，并在衬底中形成连接N型区的栓塞，衬底的背面暴露出栓塞，这样将N型区、P型区与CMOS控制电路的连接位置均布置在光电二极管阵列所在衬底的背面，因此可以将衬底的背面与具有CMOS控制电路的基底结合，来实现雪崩光电二极管阵列和CMOS控制电路的连接。无需像现有技术那样，通过引线的方式实现两者的电连接，克服现有技术中激光三维成像装置布线繁琐的问题。【附图说明】图1是本专利技术实施例提供的一种雪崩光电二极管阵列装置的形成方法的流程图；图2-图15是本专利技术实施例提供的一种雪崩光电二极管阵列装置的形成方法在各个制备阶段的结构示意图。【具体实施方式】为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。图1是本专利技术实施例提供的一种雪崩光电二极管阵列装置的形成方法，参考图1，本专利技术实施例的一种雪崩光电二极管阵列装置的形成方法包括:步骤Si，提供衬底；步骤S2，在所述衬底正面形成雪崩光电二极管阵列；步骤S3，在相邻两雪崩光电二极管中，在至少其中一个雪崩光电二极管的周围形成环绕该雪崩光电二极管的隔离环。所述隔离环的深度大于所述雪崩光电二极管的深度，所述隔离环起到绝缘相邻两雪崩光电二极管的作用。由于隔离环对相邻两个雪崩二极管的绝缘隔离作用，因此，可以将雪崩光电二极管阵列整体贴合在具有CMOS控制电路的基底上，不会出现相邻两雪崩光电二极管串扰的现象。图2-图15是本专利技术实施例提供的一种雪崩光电二极管阵列装置的形成方法在各个制备阶段的示意图，下面参考图2-图15详细说明雪崩光电二极管阵列装置的形成方法。参考图2，提供衬底10。该衬底10为P型掺杂的单晶硅衬底，且衬底10呈高阻。P型掺杂可以为B (硼)，衬底10的掺杂浓度保证衬底的电阻值为小于12ohm-cm (欧姆-厘米)。参考图3、图4和图5，在衬底10正面形成雪崩光电二极管阵列20。图5显示雪崩光电二极管阵列布局的平面不意图，图3、图4为图5中a_a方向的剖面结构不意图，图5中显示的雪崩光电二极管数量仅起示意作用，在图3、图4中仅示意出一个雪崩光电二极管。具体的形成雪崩光电二极管阵列20的方法包括:参考图3和图5，在衬底10正本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种雪崩光电二极管阵列装置的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底；在所述衬底正面形成雪崩光电二极管阵列；在相邻两雪崩光电二极管中，在至少其中一个雪崩光电二极管的周围形成环绕该雪崩光电二极管的隔离环，所述隔离环的深度大于所述雪崩光电二极管的深度，所述隔离环起到绝缘相邻两雪崩光电二极管的作用；先形成所述雪崩光电二极管阵列，再形成所述隔离环；或者，先形成隔离环，再形成所述雪崩光电二极管阵列。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：毛剑宏，韩凤芹，
申请(专利权)人：上海丽恒光微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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