[发明专利]基于标准CMOS工艺的新型光互连结构及其制备方法

权利要求书

1.一种基于标准CMOS工艺的新型光互连结构，其特征在于，该结构包括单晶硅LED、栅极氧化SiO₂层（2）、多晶硅PIN探测器（3）以及P型衬底（12），其中：

所述单晶硅LED包括单晶硅LED阳极及其接触区（5）、单晶硅LED阴极及其接触区（6）；设置在P型衬底（12）中的N阱（1）中；

所述栅极氧化SiO₂层（2）采用两层CMOSFET的SiO₂层结构，作为该互连结构的光波导，其厚度为或；

所述多晶硅PIN探测器设置于所述栅极氧化SiO₂层（2）之上，分成了三个区域，包括多晶硅探测器的阳极及其接触区（7）；多晶硅探测器的阴极及其接触区（8）、多晶硅探测器的i区（9）以及设置于多晶硅探测器的阳极及其接触区（7）和多晶硅探测器的阴极及其接触区（8）上的多晶硅探测器的电极通孔（10）。

2.一种基于标准CMOS工艺的新型光互连结构的制备方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、将轻掺杂的P型硅片进行热氧化形成缓冲层，并淀积SiN₄，将光刻胶涂在晶圆上之后，利用光刻技术将所要形成的N阱区的图形定义出来，并进行该区的N型轻掺杂，去除SiN₄，形成N阱注入窗口即得到N阱1；掺杂结束后将P注入所定义的窗口中，接着烧除法将光刻胶去除；并采用热磷酸湿式刻蚀方法将SiN₄去除掉；

步骤二、进行热退火处理，修复离子注入造成的Si表面晶体损伤，恢复晶格的完整性；

步骤三、利用热氧化方法在晶圆上成栅极氧化SiO₂层（2）；

步骤四、在晶圆表面沉积多晶硅层3，并刻蚀出所需要的形状；

步骤五、进行多晶硅氧化，在多晶硅表面生长薄氧化层。然后分别进行单晶硅LED和多晶硅PIN探测器的P⁺区及N⁺区的掺杂；P⁺区及N⁺区的掺杂分两步，先进行低能量、浅深度、低掺杂的离子注入，即衔接注入，用于削弱多晶硅层与N阱临界区的热载流子效应，再进行浅深度、重掺杂的离子注入，形成了重掺杂的P⁺区及N⁺区；掺杂完毕后除去步骤三生成的表面氧化物。然后利用热退火技术，对经离子注入过的N⁺区及P⁺区，进行电性活化及扩散处理。

步骤六、利用溅射工艺在整个晶圆表面进行Ti淀积，然后利用自对准硅化物工艺形成TiSi₂，接着进行湿法刻蚀除去多余的Ti并保留TiSi₂，形成Si和金属之间的欧姆接触。

步骤七、利用溅射工艺在整个晶圆表面进行Ti淀积，然后利用自对准硅化物工艺形成TiSi₂，接着进行湿法刻蚀除去多余的Ti并保留TiSi₂，形成Si和金属之间的欧姆接触；利用溅射工艺在整个晶圆表面进行硼磷硅玻璃（BPSG）淀积并对晶圆表面进行化学机械平坦化；然后利用光刻技术定义接触孔并进行接触孔刻蚀；接着利用溅射工艺，在接触孔表面溅射一层TiN，并用W填充接触孔；利用光刻技术定义出第一层金属的屏蔽层；再将铝金属利用活性离子刻蚀技术刻蚀出金属导线的结构及金属屏蔽层（11）；

步骤八、再进行电镀压焊点、划片、引线键合，最后封装在管壳上，制成单晶硅LED及多晶硅PIN探测器组成的光互连结构。