【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于半導體器件，涉及一種基于雙面臨時鍵合工藝低暗電流硅漂移探測器制備方法。
技術介紹
1、硅漂移探測器(silicon?drift?detector)，簡稱sdd，是一種具有橫向漂移電場，縱向pn結完全耗盡型探測器，在高能粒子入射到器件內部時產生電子-空穴對，多數載流子在橫向漂移電場的作用下，漂移至中間的陽極區域并被收集起來。硅漂移探測器對暗電流要求十分嚴格，是該器件的核心關鍵指標，直接影響器件最終的能量分辨率。硅漂移探測器主要應用于醫學成像、x射線熒光光譜儀、x射線能譜儀、電子顯微鏡等方面。
2、硅漂移探測器在制備工藝上與常規硅基探測器有明顯差異，常規硅基探測器制備時只需在硅晶圓的正面進行光刻、刻蝕、注入等工藝，背面無需進行工藝；而硅漂移探測器則需要在硅晶圓的正、反兩面進行光刻、刻蝕、注入、清洗等工藝，因此對工藝控制要求更加嚴格。
3、目前，在硅漂移探測器制備工藝上存在較多問題：1、在對正(反)面進行圖形光刻時，由于機械手臂傳輸、接觸加工載臺會對反(正)面造成擦傷、粘污；2、離子注入過程中，由于機械手臂傳輸、接觸加工載臺也會對非工藝面造成擦傷、粘污；3、接觸孔介質刻蝕損傷，造成暗電流變大。這些問題都嚴重的制約了硅漂移探測器的制備與發展。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術的目的在于解決上述問題，提供一種基于雙面臨時鍵合工藝低暗電流硅漂移探測器制備方法，將接觸孔干法刻蝕與濕法腐蝕結合，降低了接觸孔刻蝕過程中對硅的損傷，有效降低了芯片暗電流。p>
2、為達到上述目的，本專利技術提供如下技術方案：
3、一種基于雙面臨時鍵合工藝低暗電流硅漂移探測器制備方法，在sdd晶圓正面工藝完成制作后，采用臨時鍵合膠與臨時鍵合玻璃載片，對sdd晶圓正面進行臨時鍵合；而后對臨時鍵合完成后的sdd晶圓背面進行減薄拋光，再對減薄拋光后的sdd晶圓背面進行cmp工藝消除損傷層，降低器件暗電流；然后對sdd晶圓背面進行工藝制作，制作完成后，采用激光解鍵合工藝將玻璃片與sdd晶圓剝離開，露出晶圓正面；
4、其中，在sdd晶圓有源區制作時，摻雜采用薄柵氧化層進行屏蔽注入，注入完成后去除屏蔽氧化層，在進行爐管氧化并退火，降低器件暗電流；在sdd接觸孔氧化層去除時，采用干法刻蝕與濕法腐蝕相結合的制作工藝，避免對硅襯底造成損傷，降低器件暗電流。
5、進一步，該制備方法包括如下步驟：
6、s1、將正面工藝制作完成后的sdd晶圓進行清洗并干燥后備用；
7、s2、對臨時鍵合玻璃載片進行臨時鍵合膠涂覆并固化；
8、s3、將正面工藝完成后的sdd晶圓與臨時鍵合玻璃載片進行對準；
9、s4、將對準完成后的sdd晶圓與臨時鍵合玻璃載片在鍵合機設備上通過施加設定壓力進行鍵合；
10、s5、將壓力鍵合完成后的sdd晶圓放置在真空烘箱中進行熱烘固化，實現sdd晶圓與臨時鍵合玻璃載片的牢固粘連，完成晶圓的臨時鍵合；
11、s6、將臨時鍵合完成后的sdd晶圓進行去邊與清洗工藝，去除晶圓邊緣殘膠，防止后續工藝時污染工藝機臺，以及降低晶圓表面粘污與顆粒；
12、s7、將臨時鍵合去邊完成后的sdd晶圓進行背面減薄，將sdd晶圓片減薄至厚度500±20μm；
13、s8、完成減薄后的sdd晶圓進行背面cmp工藝，去除背面損傷層1～2μm，并調節晶圓平整度；
14、s9、將cmp工藝完成后的sdd晶圓進行背面有源區摻雜，采用二氧化硅屏蔽層注入摻雜工藝；
15、s10、有源區摻雜完成后，采用boe溶液濕法腐蝕去除二氧化硅屏蔽層；
16、s11、將去除二氧化硅屏蔽層的晶圓重新生長300±10nm厚二氧化硅鈍化層；
17、s12、進行接觸孔氧化層去除，采用干法刻蝕250±10nm厚氧化層后，最后50nm氧化層采用濕法腐蝕的方式完全去除；
18、s13、將接觸孔制作完成后的sdd晶圓進行金屬電極制作；
19、s14、將金屬電極制作完成后的晶圓進行激光解鍵合工藝，將sdd晶圓與臨時鍵合玻璃載片分離；
20、s15、將s14中得到的sdd晶圓采用去膠液進行臨時鍵合膠去除；
21、s16、將s15中得到的sdd晶圓進行清洗，得到最終制作完成的sdd晶圓。
22、進一步，步驟s2中，涂覆臨時鍵合膠涂厚度30±3μm。
23、進一步，步驟s3中，采用sussma8雙面光刻機完成sdd晶圓與臨時鍵合玻璃載片的對準。
24、進一步，步驟s4中，將對準完成后的sdd晶圓與臨時鍵合玻璃載片在鍵合機設備上通過施加壓力1000n進行鍵合。
25、進一步，步驟s5中，在真空烘箱中進行300±10℃熱烘5～7分鐘固化。
26、本專利技術的有益效果在于：
27、1、本專利技術針對硅漂移探測器需要雙面進行工藝制作的特點，為了避免雙面制作過程中對晶圓造成擦傷、粘污、顆粒等，造成芯片性能惡化，因此在對正(反)面進行工藝加工時，反(正)面進行臨時鍵合，使其避免造成擦傷、粘污等，可有效降低芯片暗電流，提高晶圓成品率；針對接觸孔介質刻蝕損傷，造成芯片暗電流大的問題，提出了一種接觸孔干法刻蝕結合濕法腐蝕的工藝，降低了接觸孔刻蝕過程中對硅的損傷，有效降低了芯片暗電流。
28、2、本專利技術由于對正面進行了臨時鍵合，所以在進行背面工藝時，可以有效的保護正面，避免對其造成擦傷、粘污，從而可以有效降低芯片暗電流，提高成品率。背面工藝完成后，采用激光解鍵合工藝，可以將正面玻璃片有效去除，且不會對正面造成損傷。
29、3、本專利技術采用薄氧化層屏蔽注入，可以防止在進行有源區摻雜時，引入顆粒、金屬粘污，注入完成后去除屏蔽氧化層，在進行高溫爐管氧化，可以消除注入損傷，提高氧化質量，降低芯片暗電流。接觸孔氧化層去除時，由于干法刻蝕會造成硅襯底損傷，從而造成暗電流變大，采用干法刻蝕大部分氧化層后，最后小部分氧化層采用濕法腐蝕的方式去除，既保證了孔的形貌又避免了對硅襯底造成損傷，從而降低芯片暗電流。
30、本專利技術的其他優點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本專利技術的實踐中得到教導。本專利技術的目標和其他優點可以通過下面的說明書來實現和獲得。
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1.一種基于雙面臨時鍵合工藝低暗電流硅漂移探測器制備方法，其特征在于：在SDD晶圓正面工藝完成制作后，采用臨時鍵合膠與臨時鍵合玻璃載片，對SDD晶圓正面進行臨時鍵合；而后對臨時鍵合完成后的SDD晶圓背面進行減薄拋光，再對減薄拋光后的SDD晶圓背面進行CMP工藝消除損傷層，降低器件暗電流；然后對SDD晶圓背面進行工藝制作，制作完成后，采用激光解鍵合工藝將玻璃片與SDD晶圓剝離開，露出晶圓正面；
2.根據權利要求1所述的基于雙面臨時鍵合工藝低暗電流硅漂移探測器制備方法，其特征在于，該制備方法包括如下步驟：
3.根據權利要求2所述的基于雙面臨時鍵合工藝低暗電流硅漂移探測器制備方法，其特征在于：步驟S2中，涂覆臨時鍵合膠涂厚度30±3μm。
4.根據權利要求2所述的基于雙面臨時鍵合工藝低暗電流硅漂移探測器制備方法，其特征在于：步驟S3中，采用SUSSMA8雙面光刻機完成SDD晶圓與臨時鍵合玻璃載片的對準。
5.根據權利要求2所述的基于雙面臨時鍵合工藝低暗電流硅漂移探測器制備方法，其特征在于：步驟S4中，將對準完成后的SDD晶圓與臨時鍵合玻璃
6.根據權利要求2所述的基于雙面臨時鍵合工藝低暗電流硅漂移探測器制備方法，其特征在于：步驟S5中，在真空烘箱中進行300±10℃熱烘5～7分鐘固化。
...【技術特征摘要】
1.一種基于雙面臨時鍵合工藝低暗電流硅漂移探測器制備方法，其特征在于：在sdd晶圓正面工藝完成制作后，采用臨時鍵合膠與臨時鍵合玻璃載片，對sdd晶圓正面進行臨時鍵合；而后對臨時鍵合完成后的sdd晶圓背面進行減薄拋光，再對減薄拋光后的sdd晶圓背面進行cmp工藝消除損傷層，降低器件暗電流；然后對sdd晶圓背面進行工藝制作，制作完成后，采用激光解鍵合工藝將玻璃片與sdd晶圓剝離開，露出晶圓正面；
2.根據權利要求1所述的基于雙面臨時鍵合工藝低暗電流硅漂移探測器制備方法，其特征在于，該制備方法包括如下步驟：
3.根據權利要求2所述的基于雙面臨時鍵合工藝低暗電流硅漂移探測器制備方法...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉鐘遠，黃烈云，張勇，曲鵬程，王小東，
申請(專利權)人：中國電子科技集團公司第四十四研究所，
類型：發明
國別省市：
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