集成的半導(dǎo)體光電智能探測器SOC研究

　　在實踐上，我們根據(jù)圖2、圖3所示的原理，使用開關(guān)電容技術(shù)實現(xiàn)了低噪聲、高讀出速度的智能探測器電路設(shè)計。由于篇幅所限，具體電路結(jié)構(gòu)本文不再贅述。具體的測試結(jié)果見本文第5部分。

4 工藝設(shè)計

　　本電路采用1μm準(zhǔn)雙阱硅柵CMOS工藝制造，探測器部分基本結(jié)構(gòu)如圖4所示。我們力求在標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝的基礎(chǔ)上做少量修改，保證在不影響正常工藝步驟的情況下，加入少量幾個工藝步驟，在同一芯片上，制備出高性能光電二極管。與常規(guī)CMOS工藝相比，主要有如下特殊之處：

　　(1)P阱版

　　在電路區(qū)，與常規(guī)的P阱版沒有差異。對光電二極管，本次P阱注入形成保護(hù)環(huán)和接觸區(qū)。

　　(2)N阱版

　　在標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝中，不必進(jìn)行這次光刻，只要對整個硅片進(jìn)行大面積注入即可。但是，對于智能探測器工藝，由于存在光電二極管區(qū)，因此不能進(jìn)行這樣處理。我們在P阱注入后再加入一塊N阱版，擋住光電二極管區(qū)，只對電路區(qū)進(jìn)行注入，這樣，就達(dá)到了分別優(yōu)化的目的。

　　(3)P阱場注和有源區(qū)注入

　　這次光刻是利用常規(guī)CMOS工藝的P阱場注形成光電二極管的有源區(qū)注入，該步驟有待于優(yōu)化。

　　(4)P+注入

　　如圖4所示，本次注入在形成電路的P+區(qū)的同時，還對光電二極管的接觸區(qū)進(jìn)行了P+注入，以形成良好的接觸。

　　(5)孔版

　　常規(guī)CMOS工藝一次即可刻出接觸孔，但對光電二極管，不但要刻接觸孔，而且還要刻掉光電二極管光敏面上的LPCVD層，因此，如3.1節(jié)所述，我們使用“孔版”和“孔和有源區(qū)版”來達(dá)到此目的。第一次光刻接觸孔和光電二極管的有源區(qū)，腐蝕掉LPCVD層，第二次光刻所有的接觸孔，腐蝕掉氮化硅層和二氧化硅層。