[发明专利]一种SPAD阵列制备方法和SPAD芯片

权利要求书

1.一种SPAD阵列制备方法，其特征在于，包括：

在衬底的表面依次沉积层叠的第一介质层和第二介质层；

在所述第二介质层的表面涂覆图形化光刻胶；

以所述图形化光刻胶作为掩膜，刻蚀所述第二介质层形成图形化第二介质层；

利用所述图形化第二介质层和所述图形化光刻胶的遮挡，对所述衬底依次进行N型掺杂和P型掺杂，形成PN结，一个SPAD单元包括一个PN结；

烧结所述图形化光刻胶，形成开口变大的图形化光刻胶；

以所述开口变大的图形化光刻胶作为掩膜，刻蚀所述图形化第二介质层，形成处理后图形化第二介质层；

去除所述开口变大的图形化光刻胶，并在所述处理后图形化第二介质层的开口区域形成第三介质层；所述第三介质层的上表面与所述处理后图形化第二介质层的上表面齐平；

通过湿法刻蚀去除所述处理后图形化第二介质层，并利用所述第三介质层的遮挡，对所述衬底进行P型掺杂，形成深P型阱；

去除所述第一介质层和所述第三介质层；

进行后续工艺处理，得到SPAD阵列。

2.如权利要求1所述的SPAD阵列制备方法，其特征在于，去除所述开口变大的图形化光刻胶之后，还包括：

对所述处理后图形化第二介质层做后退处理，形成开口变大的处理后图形化第二介质层。

3.如权利要求1所述的SPAD阵列制备方法，其特征在于，在处理后图形化第二介质层的开口区域形成第三介质层包括：

沉积所述第三介质层，并对所述第三介质层进行抛光磨平。

4.如权利要求1所述的SPAD阵列制备方法，其特征在于，对所述衬底进行P型掺杂具体为，在所述衬底内相邻SPAD单元之间形成深P型阱，深P型阱的P型离子浓度小于所述PN结的P型离子浓度。

5.如权利要求1所述的SPAD阵列制备方法，其特征在于，进行后续工艺处理，得到SPAD阵列包括：

将远离所述PN结的衬底表面作为入光面，在所述深P型阱处制作深沟槽隔离区，所述深P型阱覆盖所述深沟槽隔离区的下半部分；在所述衬底的所述入光面设置光散射结构；

在所述衬底的所述入光面形成透光材料垫高层；

在所述透光材料垫高层表面，通过沉积透光材料层形成微透镜。

6.如权利要求1所述的SPAD阵列制备方法，其特征在于，进行后续工艺处理，得到SPAD阵列包括：

将靠近所述PN结的衬底表面作为入光面，在所述深P型阱内制作深沟槽隔离区，所述深P型阱覆盖所述深沟槽隔离区的上半部分；

在所述衬底的所述入光面设置光散射结构；

在所述衬底的所述入光面形成透光材料垫高层；

在所述透光材料垫高层表面，通过沉积透光材料层形成微透镜。

7.如权利要求1所述的SPAD阵列制备方法，其特征在于，所述第一介质层为氧化硅层，所述第二介质层为氮化硅层，所述第三介质层为氧化硅层或氮氧化硅层。

8.如权利要求1所述的SPAD阵列制备方法，其特征在于，对所述衬底进行P型掺杂，形成深P型阱包括：

采用离子注入方式对所述衬底进行P型掺杂，形成深P型阱。

9.如权利要求1至8任一项所述的SPAD阵列制备方法，其特征在于，去除所述第一介质层和所述第三介质层之后，还包括：

对所述衬底的PN结区域再次进行P型掺杂，形成钉扎层。

10.一种SPAD芯片，其特征在于，所述SPAD芯片中的SPAD阵列采用如权利要求1至9任一项所述的SPAD阵列制备方法制得。