专利名称：与标准集成电路工艺兼容的可见光或紫外光传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种与标准集成电路工艺兼容的可见光或紫外光传感器。
背景技术：
在环境背光光电测量、控制等领域中，所采用的光电集成电路中常需 要采用光传感器，现有技术中，在标准半导体加工线上，可见光或紫外光 传感器往往不能与标准集成电路工艺(即Bipolar或CMOS工艺)相兼容，需 要结合其他工艺步骤，严重影响了光电集成电路的批量生产。实用新型内容本实用新型要解决的技术问题提供一种可利用标准半导体加工线和标 准集成电路工艺进行加工的与标准集成电路工艺兼容的可见光或紫外光传感器。为解决上述技术问题，本实用新型提供一种与标准集成电路工艺兼容 的可见光或紫外光传感器，包括包括p型衬底、在p型衬底上设有n型 扩散区、设于n型扩散区周围及中央的p型扩散区、在n型扩散区上经p 型注入和退火后形成的正极区域；正极区域的上表面为受光区；p型掺杂 区设于正极区域一侧，作为可见光或紫外光传感器的正极的欧姆接触；n型 摻杂区与n型扩散区直接相连，作为可见光或紫外光传感器的负极的欧姆 接触；p型区域与n型扩散区之间形成反向p-n结隔离。上述技术方案中，在p型衬底上还具有n型埋层。上述技术方案中，在n型扩散区上还具有经高浓度的n型扩散形成的 高浓度n型扩散区。本实用新型的有益效果是(1)本实用新型的可见光或紫外光传感器 的结构与标准集成电路的加工工艺相兼容，表现在n型扩散区可同时作为集成电路中npn管的集电区或pnp管的基区，也可作为PM0S管的n阱区域;
在N型扩散区上面进行的P型扩散作为传感器的正极，正极区域也可以和 集成电路中的P型电阻或PM0S管的源漏注入一起完成；正极区域上表面为 受光面，其上的抗反射膜可与集成电路中的介质淀积一起完成；P型扩散区 与正极区域的一部分重叠，P型扩散区同时作为集成电路中的NPN管的基区 或PNP管的发射区/集电区，也可以和PM0S管的源/漏注入一起完成；传感 器电极的全-半接触和导线与集成电路中元件所使用的结构和材料可以相 同。故适于在标准半导体加工线上采用标准集成电路工艺进行加工，解决 了此类传感集成电路所含有的光传感器的结构设计和工艺制造条件与标准 集成电路工艺的兼容性问题，便于光电集成电路的批量生产，大大提高了生 产效率。(2)本实用新型中，传感器表面有抗反射膜及滤光膜，减少了其 他杂光对光电集成电路正常工作的影响。
图1为本实用新型的可见光/紫外光传感器应用于光电集成电路的原理图； 图2为本实用新型的可见光/紫外光传感器的结构示意图； 图3为本实用新型的可见光/紫外光传感器的等效电路图。
具体实施方式
(实施例1 )见图2-3，本实施例的与标准集成电路工艺兼容的可见光或紫外光传感 器，包括P型衬底7、在P型村底7上的进行N型外延或N型扩散而形成的 N型扩散区13、设于N型扩散区13周围及中央的P型扩散区1、在N型扩 散区13上进行P型注入和退火后形成的正极区域2;区域2的上面为受光 区；用于形成可见光或紫外光传感器的正4及9的欧姆接触的P型掺杂区3 在正极区域2 —侧；N型掺杂区4与N型扩散区13直接相连，作为可见光 或紫外光传感器的负极8的欧姆接触；P型区域l与N型扩散区13之间形 成反向P-N结隔离。可见光/紫外光传感器部分采用N+-P-Nsub或P+-N-Psub结构，对于P 阱CMOS工艺来讲，N+-P-Nsub结构的N+区可采用与NM0S管源/漏注入同时 形成或单独一次N型注入形成，P区与P阱一次形成，Nsub部分与集成电 路器件的衬底一次形成。对N阱CMOS工艺，可见光/紫外光电传感器采用P+-N-Psub结构，P+ 可与PM0S管的源/漏注入一次形成或单独一次P型注入形成，Psub可与集
成电路部分的P型衬底一次形成。对于标准双极集成电路工艺，可见光/紫外光电传感器采用P+-N-Psub 结构，其中P+可与NPN管基区注入同时形成或专门一次P型注入形成，N 为外延层，Psub与双极集成电路的衬底一次形成。这三种传感器上面的抗反射膜与电容介质和集成电路表层介质同步形 成，因而与半导体集成电路工艺兼容，同时，为解决不同波段的要求，可 淀积对应不同波长的滤光薄膜，而为了屏蔽光对对应的信号处理集成电路 部分工作的影响，芯片表面不透光部分可用金属进行覆盖屏蔽。本实施例的与标准集成电路工艺兼容的可见光或紫外光传感器的制作 过程如下1、 选择P型衬底7的硅单晶材料，电阻率范围从0. 1欧姆厘米到3000 欧姆厘米。2、 在P型衬底7上进行N型埋层6的扩散或注入，退火和高温推进后 方块电阻从1欧姆/方块到200欧姆/方块，结深从0. 3微米到10微米，用 以降〗氐集成电路元件的寄生效应和减少管子的导通压降。3、 通过外延或扩散的方法在P型衬底7上形成N型扩散区13,其厚度 介于0. 3微米到100微米，方块电阻介于0. 1到1000欧姆/方块；这个过渡 区可以作为集成电路中NPN管的集电区、PNP管的基区、或PMOS的N阱区 域，同时，兼做可见光或紫外光传感器的负极区域。4、 在两个元件所属的N型区域之间形成P型扩散区1,形成各个元件 之间的反向PN结隔离，结深介于0. 5微米到100微米，方块电阻介于1到 100欧姆厘米，这个P型区域可以同时作为NMOS的P阱区域。5、 在N型过渡区进行高浓度的N型扩散，形成高浓度N型扩散区5， 用于减小集成电路中三极管的饱和压降；结深介于0. 5微米到100微米，方 块电阻介于1到10欧姆厘米。6、 进行集成电路中NPN管的P型基区注入，形成P型掺杂区(3)，其 结深介于0. 1到20微米；P型掺杂区(3)同时可作为集成电路中PNP管的发 射区或集电区，也可作为电阻；P型掺杂区3也可与PMOS管的源/漏注入一 起完成；另外，P型掺杂区(3)与正极区域(2)可直接相连作为可见光或紫外 光传感器的正极欧姆接触。7、 N型掺杂区4、 N型扩散区5及N型埋层6—起形成与可见光或紫外 光传感器兼容的npn管的集电极，也可作为PNP管的基区连接；N型掺杂区4同时作为叩n管的发射区或NMOS的源/漏区；N型掺杂区4同时作为传感 器负极的欧姆接触。8、 进行硅表面上电容介质氧化或淀积和光刻电容区域，此步工艺与可 见光或紫外光传感器表面的透光区域一起进行。9、 进行接触孔光刻和金属淀积及光刻，形成各种器件的互连。10、 在器件表面淀积钝化介质和光刻，同时利用集成电路中多层金属 布线覆盖不须透光的区域。11、 可见光或紫外光传感器上面的抗反射膜和滤光膜可于其他MOS管 表层的介质一起形成或专门根据波长要求进行淀积。12、 光电特性测试及封装等。应用例1图1为可见光/紫外光传感器应用于光电集成电路的原理图。光电集成 电路包括电源、与电源相连的内部稳压器、A/D转换器、输出驱动部分、 逻辑控制部分、灵敏度调整部分、杂光补偿单元及本实用新型的可见光或 紫外光传感器。内部稳压器向所述各部分提供电源，可见光或紫外光传感器的输出端 接A/D转换器的光电信号输入端，灵敏度调整部分的输出端接A/D转换器 的灵敏度调整信号输入端；杂光补偿单元的输出端接A/D转换器的杂光补 偿信号输入端；A/D转换器的输出端接输出驱动部分；逻辑控制部分的输出 端接输出驱动部分的控制输入端。本实用新型的可见光或紫外光传感器适于在标准半导体加工线上采用 标准集成电路工艺进行加工，并可同时生产出本应用例中的光电集成电路， 解决了此类传感集成电路所含有的光传感器的结构设计和工艺制造条件与 标准集成电路工艺的兼容性问题,便于光电集成电路的批量生产，大大提高 了生产效率。
权利要求1、一种与标准集成电路工艺兼容的可见光或紫外光传感器，其特征在于包括P型衬底(7)、在P型衬底(7)上设有N型扩散区(13)、设于N型扩散区(13)周围及中央的P型扩散区(1)、在N型扩散区(13)上经P型注入和退火后形成的正极区域(2)；正极区域(2)的上表面为受光区；P型掺杂区(3)设于正极区域(2)一侧，作为可见光或紫外光传感器的正极(9)的欧姆接触；N型掺杂区(4)与N型扩散区(13)直接相连，作为可见光或紫外光传感器的负极(8)的欧姆接触；P型区域(1)与N型扩散区(13)之间形成反向P-N结隔离。
2、 根据权利要求l所述的与标准集成电路工艺兼容的可见光或紫外光 传感器，其特征在于在P型衬底(7)上还具有N型埋层(6)。
3、 根据权利要求1或2所述的与标准集成电路工艺兼容的可见光或紫外 光传感器，其特征在于在N型扩散区(13)上还具有经高浓度的N型扩散 形成的高浓度N型扩散区(5)。
4、 根据权利要求1或2所述的与标准集成电路工艺兼容的可见光或紫外 光传感器，其特征在于所述受光区上设有表面有抗反射膜及滤光膜。
专利摘要本实用新型涉及一种与标准集成电路工艺兼容的可见光或紫外光传感器，其包括P型衬底、在P型衬底上设有N型扩散区、设于N型扩散区周围及中央的P型扩散区、在N型扩散区上经P型注入和退火后形成的正极区域；正极区域的上表面为受光区；P型掺杂区设于正极区域一侧，作为可见光或紫外光传感器的正极的欧姆接触；N型掺杂区与N型扩散区直接相连，作为可见光或紫外光传感器的负极的欧姆接触；P型区域与N型扩散区之间形成反向P-N结隔离。本实用新型的可见光或紫外光传感器可利用标准半导体加工线和标准集成电路工艺进行加工，便于光电集成电路的批量生产。
文档编号G01D5/26GK201047763SQ20072003886
公开日2008年4月16日 申请日期2007年6月25日 优先权日2007年6月25日
发明者卢其伟, 开 王 申请人:卢其伟;王 开