一种半导体光电倍增器件的制造方法技术

本发明专利技术涉及光电子和微电子制造领域，特别是涉及一种用于光子探测的半导体光电倍增器件的制造方法。本发明专利技术通过外延、淀积、刻蚀、介质槽填充等工艺步骤，形成了一种具有透明电容结构的半导体光电倍增器件，透明电容结构位于器件的光敏区上方，在不降低器件填充因子的前提下保证了器件具有较高的光吸收率，同时降低了器件的整体电容。本发明专利技术的制造方法具有与CMOS工艺相兼容、工艺简单、成本低的优点。由本发明专利技术所制造的半导体光电倍增器件，不仅具有较高的探测效率，而且具有较高的光电信号转换速度，可以大大提高基于半导体光电倍增器的应用系统的时间分辨率。

Method for manufacturing semiconductor photomultiplier device

The invention relates to the field of photoelectron and microelectronic manufacturing, in particular to a method for manufacturing a semiconductor photomultiplier device for photon detection. The invention, by epitaxial deposition, etching, medium slot filling process, forming a semiconductor photoelectric transparent capacitance structure multiplication device, photosensitive capacitor structure is located in the area above the transparent device, the device has higher light absorption rate in the premise of not reducing the fill factor of the device, while reducing the overall capacitance device. The manufacturing method of the invention has the advantages of compatibility with the CMOS process, simple process and low cost. Semiconductor photoelectric produced by the invention of the multiplication device, not only has high detection efficiency, photoelectric signal conversion and high speed, can greatly improve the application system of semiconductor photoelectric multiplier based on the time resolution.

【技术实现步骤摘要】
一种半导体光电倍增器件的制造方法
本专利技术涉及光电子和微电子制造领域，特别是涉及一种用于光子探测的半导体光电倍增器件的制造方法。
技术介绍
半导体光电倍增器是一种利用半导体雪崩倍增机制对光子进行探测的新型半导体器件。它是由多个探测单元并联排列而成的阵列式探测结构，所有的探测单元共用一个电极用作信号的输出，其探测单元由工作在盖革模式下的雪崩光电二极管串联淬灭电阻组成。当光子入射到二极管中被吸收后,便会在雪崩光电二极管的光敏区内产生电子-空穴对。由于雪崩光电二极管的光敏区内存在较高的电场，漂移的电子会通过雪崩倍增的方式在这个高电场中产生大量电子-空穴对，最终导致击穿形成大电流。与雪崩光电二极管串联的淬灭电阻位于二极管附近，它会抑制雪崩光电二极管的雪崩倍增过程并使它逐渐减弱停止。这样，探测单元便对入射光子发生响应，并最终产生出模拟脉冲信号。各探测单元产生的模拟脉冲响应信号叠加后经半导体光电倍增器的信号端输出。相比于传统的真空电子管探测技术，半导体光电倍增器具有诸多优异特性如高内部增益、单光子响应能力和高速时间响应特性，低工作电压以及绝佳的磁场兼容性和良好的机械性能，使其广泛应用于核医学、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体光电倍增器件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：S01，提供半导体晶圆，所述半导体晶圆自下而上依次包括衬底层和外延层；S02，采用标准CMOS工艺，在所述外延层上依次形成N个光电二极管和N个多晶硅电阻，所述N的取值大于等于2；所述每一个光电二极管分别与一个多晶硅电阻通过第一金属层互连，并引出N个第一互连端；所述每一个光电二极管未与多晶硅电阻相连的一端之间通过第一金属层互连，并引出第二互连端；所述每一个多晶硅电阻未与光电二极管相连的一端之间通过第一金属层互连，并引出第三互连端；所述第一金属层与光电二极管的光敏区没有交叠；所述多晶硅电阻与光电二极管的光敏区没有交叠；S03，在所述第一金...

【技术特征摘要】
1.一种半导体光电倍增器件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：S01，提供半导体晶圆，所述半导体晶圆自下而上依次包括衬底层和外延层；S02，采用标准CMOS工艺，在所述外延层上依次形成N个光电二极管和N个多晶硅电阻，所述N的取值大于等于2；所述每一个光电二极管分别与一个多晶硅电阻通过第一金属层互连，并引出N个第一互连端；所述每一个光电二极管未与多晶硅电阻相连的一端之间通过第一金属层互连，并引出第二互连端；所述每一个多晶硅电阻未与光电二极管相连的一端之间通过第一金属层互连，并引出第三互连端；所述第一金属层与光电二极管的光敏区没有交叠；所述多晶硅电阻与光电二极管的光敏区没有交叠；S03，在所述第一金属层上，通过淀积工艺形成第二透明介质层；S04，通过刻蚀工艺，在所述第二透明介质层中刻蚀形成第一通孔，并在第一通孔内填充金属材料；通过刻蚀工艺，在所述每一个光电二极管光敏区上方的第二透明介质层中刻蚀形成第一极浅介质槽，并在所述第一极浅介质槽内填充导电金属材料构成第一透明导电极板；所述第一透明导电极板与对应的第一互连端通过第一通孔一一相连；S05，通过淀积工艺，在第二透明介质层上淀积第三透明介质层；S06，通过刻蚀工艺，在所述光电二极管光敏区上方的第三透明介质层中刻蚀形成第二极浅介质槽，并在所述第二极浅介质槽内填充导电金属材料构成第二透明导电极板；S07，通过淀积工艺，在第三透明介质层上淀积钝化层，并制备第一、第二、第三金属焊盘；所述第一金属焊盘通过刻蚀形成的通孔与第二透明导电极板相连，所述第二金属焊盘通过刻...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐青，杨健，
申请(专利权)人：武汉京邦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42