[发明专利]内线转移CCD结构及其制作方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种电荷耦合器件制作技术，尤其涉及一种内线转移CCD结构及其制作方法。

背景技术

内线转移CCD是CCD的一大门类，其像元单位按功能划分可分为光敏区和转移区两部分，光敏区在可见光照射下产生电子，电子通过转移区转移至器件外围并输出。内线转移CCD的工作模式要求器件上光敏区以外的区域必须有遮光层覆盖，以避免光敏区以外区域因感光产生的杂散信号与光敏区信号发生串扰，降低CCD成像质量。

现有技术中，内线转移CCD的典型结构如图1所示，从图中可见，遮光层位于回流层上方，现有技术之所以采用这种结构的原因是：基于常规设计，现有技术中一般采用铝膜来形成遮光层，而回流层一般采用BPSG硼磷硅玻璃，基于现有理论可知，金属铝的熔点远低于回流层淀积工艺的工艺温度，因此只能先进行回流层淀积，再制作遮光层；存在的问题是：由于回流层存在于遮光层和多晶硅转移栅之间，在回流层上制作出的遮光层无法将多晶硅转移栅完全遮挡，当可见光从器件上方射入时，有一部分光就会斜向照射到光敏区外侧区域上并透过多晶硅转移栅形成漏光，从而引起串扰问题，并且随着回流层厚度的增大，漏光率也愈发严重，另外，除了漏光问题外，在加工时，还存在因器件表面台阶高度差异大而引起的工艺难度大、遮光层和引线之间容易出现金属层间漏电、短路的问题，导致器件成品率较低。

发明内容

针对背景技术中的问题，本发明提出了一种内线转移CCD结构，包括硅衬底，所述硅衬底上邻近设置有转移区和光敏区，其创新在于：所述转移区范围内的硅衬底表面上设置有多晶硅转移栅，多晶硅转移栅表面覆盖有遮光层，遮光层表面淀积有回流层，所述回流层将光敏区覆盖；所述遮光层采用难熔金属或难熔金属合金制作。

本发明的原理是：用金属铝来制作遮光层，虽然材料成本和工艺成本都相对较低，但由于其结构受金属铝的工艺特性影响，只能先制作回流层后制作遮光层，导致器件漏光率居高不下，严重时，漏光率可以高达15%以上，对器件性能影响很大；从改善器件性能的角度考虑，发明人认为，如果直接将遮光层制作于多晶硅转移栅表面，将从很大程度上解决漏光问题，于是发明人进行了大量的试验探索，并最终提出了本发明的方案，在本发明方案中，采用了难熔金属或难熔金属合金来制作遮光层，基于材料学领域和本领域的基本常识可知，难熔金属或难熔金属合金的熔点温度很高，大多高于回流层淀积工艺的工艺温度，这就使得遮光层制作可以先于回流层制作，从而使遮光层直接淀积在多晶硅转移栅表面，对多晶硅转移栅形成较好的覆盖，改善器件漏光率高的问题；基于本领域基本常识可知，回流层的作用是用于改善器件表面平整度，与器件功能无关，因此回流层所处位置并不影响器件性能；另外，采用本发明方案后，回流层将遮光层覆盖在内，可以很好的避免遮光层与金属引线之间的漏电、短路问题。

优选地，所述难熔金属采用金属钛；所述难熔金属合金采用二硅化钨。

优选地，所述遮光层厚度为200~1000nm。

优选地，所述多晶硅转移栅采用二次多晶硅工艺或三次多晶硅工艺制作。

基于前述方案，本发明还提出了一种内线转移CCD制作方法，其创新在于：按如下步骤制作内线转移CCD：1）提供硅衬底；2）硅衬底上制作光敏区和转移区；3）在硅衬底上制作多晶硅转移栅；4）在多晶硅转移栅表面淀积遮光层；5）在器件表面淀积回流层，所述回流层将遮光层和光敏区全部覆盖；6）制作金属引线；其中，所述遮光层采用难熔金属或难熔金属合金制作。该制作方法中，所采用的工艺均为现有技术中半导体行业的通用工艺，其与现有技术的不同在于工艺步骤和遮光层材料，具体来说，本发明的方法中先制作遮光层后制作回流层，而现有技术中是先制作回流层后制作遮光层，另外，本发明的方法中采用难熔金属或难熔金属合金来制作遮光层，而现有技术中采用金属铝来制作遮光层。

优选地，所述遮光层厚度为200~1000nm。

优选地，所述多晶硅转移栅采用二次多晶硅工艺或三次多晶硅工艺制作。

优选地，所述难熔金属采用金属钛；所述难熔金属合金采用二硅化钨。

本发明的有益技术效果是：提出了一种新的内线转移CCD结构及制作方法，通过采用高熔点金属材料来替换铝，使遮光层可以直接形成于多晶硅转移栅上，降低器件漏光率。

附图说明

图1、现有内线转移CCD的典型示意结构；

图2、本发明的结构示意图；