Verfahren zur selektiven Entspiegelung einer Halbleitergrenzflaeche durch eine besondere Prozessfuehrung

Entspiegelungsschichten (Anti Reflection Coating - ARC) auf der Grundlage von Interferenzerscheinungen sind seit Anfang des 20. Jahrhunderts verbreitet und werden vielfältig eingesetzt. Auch in Solarzellen oder Photodioden finden einzelne Entspiegelungsschichten oder einfache Schichtsysteme bereits ihre Anwendung.

Für die Gewährleistung ihrer Funktion werden Halbleiterschaltkreise mit einer

Passivierungsschicht versehen, die beispielsweise aus Siliziumdioxid oder Siliziumnitrid bestehen kann. Beide Materialien können als Entspiegelungsschicht Verwendung finden, allerdings stimmen die optischen Anforderungen an diese Schichten nicht mit den Anforderungen der Passivierung überein, so dass sie unabhängig voneinander angewendet werden. Ein Schaltkreis wird passiviert und wenn eine Entspiegelung an optischen Fensterbereichen auf dem Chip notwendig ist, wird an diesen Stellen die Passivierung bis zur Siliziumoberfläche abgetragen und eine optimierte Entspiegelungsschicht aufgebracht, vgl. WO-A 2004/021452. Als optisches Fenster wird der Bereich auf dem Wafer bezeichnet, der so gestaltet ist, dass er eine gezielte optische Einkopplung von Licht in das Substrat gewährleistet.

Ein Nachteil dieser Prozessführung liegt in der "späten" Abscheidung der Entspiegelungsschicht begründet. Da nach der vollständigen Passivierung eines Schaltkreises bereits Aluminiumleitbahnen vorhanden sind, ist eine Hochtemperaturabscheidung nicht mehr möglich. Werden beispielsweise Siliziumnitridschichten bei geringer Temperatur abgeschieden, so enthalten sie

Wasserstoff. Dieser verringert die Brechzahl, was sich negativ auf die Entspiegelungseigenschaften auswirkt. Außerdem kann er durch UV-Einwirkung zu Veränderungen im Bauelement führen, vgl. IEEE 1996 0-7803-2753-5/96. Dies widerspricht der geforderten Langzeitstabilität integrierter Bauelemente.

Durch den Abtrag der Passivierungsschicht wird die Oberfläche des Halbleiters negativ beeinflusst. Trockenätzprozesse und auch nasschemische ätzprozesse erzeugen Defekte und Verunreinigungen in oberflächennahen Bereichen, vgl. J. Vac. Sei. Technol. A17 (1999) No 3, Seiten 749 bis 754. Weiterhin ist ein solcher Verfahrensschritt sehr aufwendig. Um eine dicke Passivierungsschicht (einige μm bis über 10 μm) abzutragen, die ohne CMP (Chemical Mechanical Polishing) auch noch

Bereiche sehr unterschiedlicher Dicke aufweisen können, ist ein komplizierter und

zeitaufwändiger ätzvorgang nötig. Es kann sogar nötig sein, mehrere ätzprozesse mit separaten ätzstopps zu verwenden.

Einfachere Entspiegelungsverfahren kommen ohne den Abtrag der vollständigen Passivierung an den ausgezeichneten Bereichen aus und beruhen auf einer definierten Abscheidung auf die bestehende Passivierungsschicht. Die erreichbare

Entspiegelungsleistung und -qualität ist bei diesen Prozessen jedoch viel geringer. Es kann nur die Grenzfläche der Passivierung/Luft entspiegelt werden, die an den gesamten Reflexionsverlusten jedoch nur einen kleinen Anteil hat.

Die größten Reflexionsverluste treten an der Grenzfläche Silizium/Passivierung auf. Daher ist eine hochwertige Entspiegelung integrierter Schaltungen darum bemüht, diese Grenzflächenreflexion zu minimieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile der Herstellung von ARC-Schichten zu beseitigen, und die Qualität der ARC-Beschichtung zu verbessern, gleichzeitig den Herstellungsprozess zu vereinfachen und so die

Ausbeute zu steigern sowie die Kosten zu senken.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Halbleiterbauelements mit einem optischen Fenster. Dabei wird zunächst ein in einem definierten Wellenlängenbereich transparenter Schichtstapel auf ein Halbleitergebiet gebildet, das zum Einkoppeln von Strahlung dient, wobei der transparente Schichtstapel mit optischen Eigenschaften hergestellt wird, die in Verbindung mit optischen Eigenschaften des Halbleitergebiets für eine Verwendung als Entspiegelungs-Schicht angepasst sind. Danach werden eine oder mehrere Metallisierungsebenen über dem transparenten Schichtstapel gebildet, worauf sich das Bilden eines optischen Fensters über dem Halbleitergebiet durch ätzen der einen oder mehreren Metallisierungsebenen unter Verwendung des transparenten Schichtstapels als ätzstoppschicht anschließt.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren bleibt bei der Ausbildung des optischen Fensters die Oberfläche des Halbleitergebiets durch die ätzstoppschicht geschützt, die gleichzeitig mit optischen Eigenschaften versehen ist, die die Verwendung als antireflektierende Schicht ermöglichen. Damit kann die Halbleiteroberfläche aber auch während der nachfolgenden Bearbeitung weiterhin von dem Schichtstapel bedeckt bleiben, so dass die Integrität der Halbleiteroberfläche und damit ihre Quanteneffizienz für die Umwandlung der eingekoppelten Strahlung erhalten bleibt. Beispielsweise kann

der definierte Wellenlängenbereich kurzwelliges Licht umfassen, für das ein hohes Maß an Unversehrtheit der Halbleiterstruktur im oberflächennahen Bereich sehr wichtig ist.

Besonders für optoelektronische Bauelemente, die im kurzwelligen Wellenlängenbereich (blau) arbeiten, ist die Oberfläche des Halbleiters von entscheidender Bedeutung für die Quanteneffizienz. Defekte, wie sie durch

ätzprozesse in Oberflächennähe entstehen, reduzieren die Effizienz der Bauelemente deutlich. Weiterhin können Schäden im Silizium (so genannte Traps oder Ladungseinfangbereiche) die dynamischen Eigenschaften der Bauelemente verschlechtern. Durch Aktivierung und Deaktivierung von Traps können unerwünschte Veränderungen in den dynamischen Eigenschaften auftreten. Daher ist eine ungeschädigte bzw. nur gering geschädigte Oberfläche extrem wichtig.

Der komplizierte ätzvorgang zum selektiven Abtrag der dicken und teilweise inhomogenen Passivierungsschicht, kann nun auf der ARC-Schicht stoppen und erreicht nicht mehr die sensible Siliziumoberfläche. Eine Verunreinigung und Defektbildung in oberflächennahen Siliziumbereichen ist damit wirksam verhindert.

Durch die Verwendung eines vom Passivierungsstapel verschiedenen Materials für die ARC-Schicht kann durch sich unterscheidende ätzraten diese als ätzstopp verwendet werden. Die Anätzung der Siliziumoberfläche entfällt und damit auch der Siliziumabtrag, der ansonsten zu einer Verschlechterung der Leitfähigkeit der eingebrachten Diffusionsgebiete führt.

Schließlich entfällt die Extraabscheidung einer ARC-Schicht, bzw. eines ARC- Schichtsystems. Dadurch können Kosten und Zeit gespart werden. Auch sinkt das Fehlerrisiko der Herstellung.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Bilden des transparenten Schichtstapels (Anspruch 2): Bilden einer Siliziumoxidschicht und anschließend einer

Silizium und Stickstoff enthaltenden Schicht in Form einer Siliziumnitridschicht. Damit können gut bekannte Materialien verwendet werden, die die erforderlichen optischen Eigenschaften, so Brechungsindex, Extinktionskoeffizient, aufweisen, wodurch die entspiegelnde Wirkung durch Einstellen der Materialeigenschaften und der Schichtdicke erreicht wird, dies auf Grundlage gut bekannter Abscheideprozesse. Dabei bietet Siliziumnitrid eine ausreichende ätzselektivität für typische Passivierungsmaterialien, um bei der ätzung zur Bildung des optischen Fensters einen unerwünscht großen Materialabtrag der Siliziumnitridschicht zu vermeiden.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Bilden des transparenten Schichtstapels: Bilden einer Siliziumoxidschicht und anschließend einer Silizium und Stickstoff enthaltenden Schicht in Form einer Siliziumoxynitridschicht. Durch das Verwenden eines Siliziumoxynitridmaterials können die optischen Eigenschaften durch Variieren des Sauerstoffanteils in dem Siliziumnitridmaterial effizient eingestellt werden, wobei dies auf Grundlage bewährter Rezepte erfolgt, so dass sich eine gute Definition des Entspiegelungsverhaltens erreichen lässt.

In einer weiteren Ausführungsform wird der Schichtstapel mit einer Siliziumoxidschicht und einer Polyimidschicht gebildet (Anspruch 4). Damit können andere Materialien, etwa Siliziumnitrid, in der Passivierungsschicht und dem Metallisierungsstapel des

Bauteils eingesetzt werden, da das Polyimid die erforderliche ätzselektivität ergibt.

In einer weiteren Ausführungsform wird der transparente Schichtstapel mit einer Siliziumoxidschicht und einer Indium/Zinnoxidschicht gebildet. Damit besitzt die als ätzstoppschicht dienende Schicht des Stapels eine elektrische Leitfähigkeit, die vorteilhaft zur Kontaktierung oder Abschirmzwecken eingesetzt werden kann.

In einer weiteren Ausführungsform (zum Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5) ist das Bilden des transparenten Schichtstapels und das Bilden einer Siliziumoxidschicht mit einer Dicke von insbesondere 10 Nanometer umfasst (Anspruch 6). Damit kann eine gut definierte und bekannte Grenzfläche zwischen dem Halbleitergebiet, das typischerweise aus Silizium aufgebaut ist, und dem Schichtstapel geschaffen werden, wobei eine Dicke im Bereich von 2nm bis 20nm zu einer insgesamt relativ geringen Dicke des Schichtstapels führt. Die ätzstoppeigenschaften können durch die auf der Oxidschicht ausgebildete Schicht bzw. Schichten eingestellt werden und die optischen Eigenschaften im Zusammenwirken mit der Oxidschicht erhalten werden, so dass beide Eigenschaften flexibel einstellbar sind. Ein bevorzugter

Unterbereich im größeren Rahmenbereich der Dicke ist im Wesentlichen 10nm.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren Ermitteln eines Materialabtrags des transparenten Schichtstapels beim ätzen der einen oder mehreren Metallisierungsebenen und Wählen einer geeigneten Dicke des transparenten Schichtstapels unter Berücksichtigung des Materialabtrags. Damit lässt sich das optische Verhalten des Schichtstapels in definierter Weise einstellen, ohne dass der Materialabtrag sich negativ auswirkt. Der Materialabtrag in der als ätzstopp eingesetzten Schicht des ARC-Schichtstapels kann effizient auf Grundlage geeigneter Messungen oder auch aus dem bekannten ätzverhalten bekannter Materialien ermittelt werden und somit bei der Abscheidung zur Einstellung der Dicke und/oder des

Brechungsindex berücksichtigt werden, so dass die erforderliche Entspiegelungswirkung auch nach dem ätzen erreicht wird.

In einer weiteren Ausführungsform der Ansprüche 1 , 10 oder 18 wird eine Metall- Silizidschicht auf Kontaktbereichen des optischen Halbleiterelements hergestellt. Die Herstellung erfolgt insbesondere vor dem Bilden des transparenten Schichtstapels. Im

Gegensatz zu vielen konventionellen Verfahren wird die ARC-Schicht nach der Fertigstellung des eigentlichen Halbleiterbauteils, die in einer Variante die Bildung der gut leitenden Metallsilizidgebiete beinhaltet, aber vor weiteren Schritten liegt, beispielsweise das Aufbringen von Passivierungsmaterialien, so dass die gewünschte Unversehrtheit des Halbleiters bei gut leitfähigen Kontakten gewahrt bleibt.

In einer weiteren Ausführungsform wird die Silizium und Stickstoff enthaltende Schicht bei einer Temperatur von 500 ⁰ C oder höher im Bereich zwischen 700 ⁰ C und 800°C , insbesondere oberhalb 750 ⁰ C abgeschieden (Anspruch 9, Anspruch 16, Anspruch 22), was im weiteren auch als eine "Hochtemperaturabscheidung" für Siliziumnitrid, Siliziumoxynitrid bezeichnet wird. Das Abscheidung der Silizium und Stickstoff enthaltenden Schicht bei moderat hohen Temperaturen führt zu einem geringeren Wasserstoffanteil, wodurch ein höherer Brechungsindex und damit für die gleiche optische Dicke eine kleinere Schichtdicke ausreicht, woraus bessere optische Eigenschaften resultieren und Ausbeute und Zuverlässigkeit der Schaltkreise steigen.

Ein vertikaler Bereich/Abschnitt umschreibt eine Schicht, die eine geringere

Dickenerstreckung hat als die Gesamtschicht, sich aber über die Breite letzterer erstreckt (Anspruch 16).

In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung von integrierten Schaltungen mit entspiegelten Halbleiteroberflächen durch Interferenzwirkung einer im optischen Fenster auf der Halbleiteroberfläche erzeugten

Antireflexionsschicht (Anspruch 10) bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Herstellen unterschiedlich dotierter Gebiete in einem Halbleitersubstrat, Beseitigen von Restschichten über dem Halbleitersubstrat und Aufbringen der Antireflexionsschicht im Bereich des optischen Fensters. Dabei wird die Dicke der Antireflexionsschicht so gewählt, dass die Antireflexionsschicht im weiteren Herstellungsprozess und beim

Betrieb der integrierten Schaltungen zusätzlich als ätzstoppschicht, als Passivierungsschicht und als Schutzschicht verwendet wird.

Aufgrund dieser Ausbildung lassen sich die gleichen vorteilhaften Wirkungen erreichen, wie sie bereits zuvor dargelegt sind.

In einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Herstellung von integrierten Schaltungen mit entspiegelten Halbleiteroberflächen durch Interferenzwirkung einer im optischen Fenster auf der Halbleiteroberfläche erzeugten Antireflexionsschicht bereit gestellt (Anspruch 18). In dem Verfahren wird nach Abschluss der Prozesse zur Herstellung unterschiedlich diffundierter Gebiete des Halbleitersubstrates und

Beseitigung von Restschichten auf der Oberfläche ein Schichtsystem aufgebracht, welches passivierend wirkt. Anschließend wird das optische Fenster unter Verwendung des Schichtsystems als ätzstoppschicht frei geätzt. Das Schichtsystem wird als die Antireflexionsschicht verwendet, wobei das Schichtsystem nach dem ätzen im optischen Fenster verbleibt. Diese Verwendung ist auch als Eignung oder Eigenschaft anzusehen, die bei der Herstellung zuvor zu anderen Zwecken verwendete Schicht oder den so eingesetzten Schichtstapel weiter zu verwenden, oder eben "weiter verwendbar im optischen Fenster zu belassen".

Auch hier gelten die zuvor beschriebenen Vorteile.

In einer vorteilhaften Ausführungsform wird das Schichtsystem als Kombination von zwei Schichten wahlweise der Substanzen Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Oxynitrid, Siliziumoxynitrid, Polyimid und ITO aufgebracht, wodurch ein hohes Maß an Flexibilität bei Einstellung der optischen und anderen Eigenschaften, etwa Leitfähigkeit, etc., und den ätzstoppverhalten gewährleistet wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird das Schichtsystem als

Kombination von drei oder mehreren Schichten wahlweise der Substanzen Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Oxynitrid, Siliziumoxynitrid, Polyimid und ITO (Indium/Zinnoxid) aufgebracht. Damit lässt sich die Flexibilität bei der Einstellung der erforderlichen Eigenschaften noch weiter verbessern.

Die Umschreibung des Schichtsystems auf der Halbleiteroberfläche ist ein weiterer

Aspekt der Erfindung (Anspruch 21 ). Der Schichtstapel hat mehrfache Verwendung bei Herstellung und Betrieb des Bauelements. Es können mehrere zweite Schichten auf die erste Siθ ₂ -Schicht aufgebracht werden (Anspruch 22). Bevorzugt hat die Siθ ₂ -Schicht eine Stärke von 10nm.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der Zeichnung erläutert und ergänzt.

Figur 1 zeigt beispielhaft einen Schnitt durch eine Silizium-PIN Photodiode 100 als Bestandteil eines integrierten

Schaltkreises (nicht gezeigt) einer Vier-Lagen-Metall- Technologie.

Figur 2 zeigt einen Schnitt durch eine Silizium-PIN-

Photodiode 100', wobei der Materialabtrag der ARC- Schicht beim ätzen des optischen Fensters gezeigt ist.

Figur 2a zeigt eine Vergrößerung von Figur 2 am Boden des optischen Fensters 18.

Figur 3 zeigt einen Schnitt durch eine Silizium-PIN

Photodiode 100", wobei der ARC-Schichtstapel mehr als zwei Schichten umfasst.

Figur 3a zeigt eine Vergrößerung von Figur 3 aus dem Schichtstapel 16B und den Boden des optischen

Fensters 18.

Die Erfindung wird unter Zuhilfenahme von Anwendungsbeispielen und einer dazugehörigen Zeichnung verdeutlicht. Die Zeichnungen sind an sich selbsterklärend. Das wird im folgenden vertieft.

Figur 1 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung einer Silizium-PIN-Photodiode 100, die als Beispiel einer optischen Komponente einer integrierten Schaltung dienen soll, ohne die Erfindung jedoch auf eine spezielle optische Komponente oder eine spezielle Bauweise einschränken zu wollen.

Die Silizium-PIN-Photodiode 100 umfasst ein Substrat 1 , beispielsweise ein hochdotiertes p-Substrat, eine vergrabene dotierte Schicht 2, auf der eine p-Wanne 3 ausgebildet ist. Ein p-Epitaxiegebiet 17, das aufgrund der geringen Dotierung auch als intrinsisches Gebiet der Photodiode 100 bezeichnet wird, ist angrenzend zu den Gebieten 2 und 3 gebildet.

Ein Feldoxid 4 dient zur lateralen Isolation der Strukturen in der Diode 100.

Ein Metallisierungsstapel, der in dem gezeigten Beispiel aus vier Metallisierungsebenen 5, 6, 7 und 8 aufgebaut ist, ist zur Verdrahtung der einzelnen Komponenten der gesamten integrierten Schaltung vorgesehen, wobei eine abschließende Passivierungsschicht 9 den Metallisierungsstapel bedeckt.

In den Metallisierungsebenen 5, 6, 7, 8 sind vertikale Verbindungsstrukturen als

Anode 10, 10' und Kathode 1 1 , 11 ' zur Kontaktierung der Diode 100 vorgesehen.

Die Elektroden 10, 10' sind über Silizidgebiete 12', 12" mit stark dotierten Kontaktbereichen oder p+ Gebieten 13, 13' und die Elektroden 1 1 , 1 1 ' über ein oder mehrere Silizidgebiete 12 mit dem Kontaktbereich oder dem n+ Gebiet 14 verbunden.

Wenn eine Rotationssymmetrie besteht, sind die einzeln eingezeichneten Gebiete 12',

12" oder 13, 13' dasselbe Gebiet als ringförmige Struktur.

über dem intrinsischen Gebiet 17 ist ein Schichtstapel 16A mit Schichten 15 und 16 vorgesehen, die für einen spezifizierten Wellenlängenbereich transparent sind, so dass durch einen Bereich der Schichten 15, 16 der Boden eines optischen Fensters 18 gebildet ist, um Strahlung λ zumindest für den spezifizierten Wellenlängenbereich in das intrinsische Gebiet 17 einzukuppeln.

In der gezeigten Ausführungsform weist der Schichtstapel 16A zwei Schichten auf, wobei in anschaulichen Ausführungsformen die Schicht 15 eine Siliziumoxidschicht mit einer Dicke von ca. 10 nm repräsentiert, während die Schicht 16 eine Silizium und Stickstoff enthaltende Schicht ist, beispielsweise eine Siliziumnitridschicht, eine

Siliziumoxynitridschicht, und dergleichen. Die Dicke der Schicht 15 kann bis 2nm sinken und bis 20nm betragen.

In anderen Ausführungsformen können andere Substanzen, etwa Oxynitrid, Siliziumoxynitrid, Polyimid und ITO auch in Kombination mit den zuvor genannten Materialien verwendet werden. Zumindest die oberste Schicht 16 besitzt eine

ätzselektivität in Bezug zu dem Material des angrenzenden Metallisierungsstapels, zumindest zu dem dielektrischen Material der Ebene 5, so dass die erforderliche ätzstoppeigenschaft beim Bilden des Fensters 18 erreicht wird.

In der Prozessabfolge zur Herstellung der PIN-Photodiode 100 wird zu einem frühen Zeitpunkt die Schicht 16, beispielsweise als eine Siliziumnitridschicht als "silicid block layer" abgeschieden. Darunter befindet sich in dieser Ausführungsform lediglich die sehr dünne (ca. 10 nm dicke) Oxidschicht 15.

Wird nun die Siliziumnitridschicht 16 beim Abtrag der Passivierungsschicht 9 und beim ätzen durch die Metallisierungsebenen als ätzstopp verwendet, aufgrund ihrer ätzselektivität, wird die Oberfläche des Halbleiters nicht nachteilig beeinflusst, da die sensible Siliziumoberfläche zu keinem Zeitpunkt einem ätzprozess ausgesetzt ist.

Die Schichten 15 und 16 werden außerdem zu dem frühen Zeitpunkt, d.h., vor dem

Herstellen der Metallisierungsebene 5, bereits mit einer speziellen Schichtdicke erzeugt, wodurch sie direkt nach dem Passivierungs-Zurückätzen in Kombination als einfaches Entspiegelungs-Schichtsystem wirken. Dafür wird die Schichtdicke so bemessen, dass die optische Dicke für die gewünschte Interferenzwirkung für die gewünschte Wellenlänge erreicht wird.

Die Oxidschicht 15 kann in weiteren Beispielen in der Stärke verändert werden, herab bis zu 2nm, oder herauf bis zu 20nm.

Prozessschritte zur Abscheidung von konventionellen Entspiegelungsschichten entfallen damit. Der aufwändige Passivierungsätzschritt wird durch den definierten ätzstopp auf der ARC-Schicht 16 (z.B. Siliziumnitrid) vereinfacht und stabilisiert. Der

ätzvorgang findet im optischen Fenster 18 statt.

Als weiterer Vorteil dieser Methode stellt sich die Qualität der Schicht 16 dar, wenn diese als ein Siliziumnitridmaterial oder ein Siliziumoxynitrid-Material vorgesehen ist, da zu dem frühen Zeitpunkt im Prozess, also vor der Herstellung der ersten Metallisierungsebene 5, ein Hochtemperatur-Siliziumnitrid abgeschieden werden kann.

Die Temperatur bei der Abscheidung liegt oberhalb von 700 ⁰ C, insbesondere im Bereich von 750 ⁰ C bis 800°C. Die Entspiegelung für blaues Licht (bei 405 nm Wellenlänge) verbessert sich merklich. Die verbleibenden Reflexionsverluste halbieren sich von 4% für eine Niedrigtemperatur-Abscheidung auf 2%. Die Nitridschicht enthält außerdem nur noch sehr wenig Wasserstoff.

Figuren 2 und 2a zeigen bei einem vergleichbaren optisch aktiven Bauelement 100' schematisch eine Verringerung der Schichtdicke der Schicht 16, die durch den ätzvorgang hervorgerufen werden kann. Die entsprechende reduzierte Schichtdicke d wird bereits bei der Abscheidung der Schicht 16, gegebenenfalls in Kombination mit der Schicht 15 berücksichtigt, indem eine größere Anfangsdicke D und/oder indem der

Brechungsindex entsprechend eingestellt werden. Durch Einstellen eines höheren Brechungsindex wird für eine gegebene Dicke nach der Abscheidung diese Dicke dann durch den Materialverlust d' auf die für den zuvor eingestellten Brechungsindex erforderliche Dicke d reduziert.

In gleicher Weise kann für einen gegebenen Brechungsindex die Anfangsdicke größer gewählt werden, so dass dann die notwendige Dicke d nach dem ätzvorgang erreicht wird.

Die Vergrößerung nach Figur 2a verdeutlicht die zumindest zwei Schichten mit der Abdünnung um das Maß d' der oberen Schicht am Boden des optischen Fensters 18.

Die größere Dicke D wird abgetragen um einen vertikalen Bereich, der mit dem Materialverlust d' umschrieben ist.

Die Elemente 1 bis 14 und 17 entsprechen in Figuren 2 denjenigen von Figur 1. Deutlicher ist der Boden des optischen Fensters 18 in Figur 2a zu sehen, das Verhältnis der Dicken d, d' und D zueinander, und die Platzierung der Schicht 15, die in ihrer realen Dicke/Stärke kaum der Höhe nach zu erkennen ist, aber oberhalb von n+ Gebiet 14 und unterhalb der Schicht 16' gelegen ist.

Figuren 3 und 3a zeigen ein weiteres vergleichbares Bauelement 100" mit dem Schichtstapel 16B, wenn dieser drei oder mehr Schichten 15, 16, 16' aufweist, wobei eine beliebige Kombination an Materialien vorgesehen werden kann, sofern die oberste

Schicht die erforderliche ätzstoppeigenschaft besitzt. Insbesondere können die zuvor aufgeführten Materialien in einer geeigneten Zusammensetzung der zumindest drei Schichten 15, 16, 16' verwendet werden.

Die Vergrößerung nach Figur 3a verdeutlicht die zumindest drei Schichten am Boden des Fensters 18.

Die Elemente 1 bis 14 und 17 entsprechen denjenigen der Figur 1.

In einigen Ausführungsformen wird bei Bedarf die obersten Schicht, die als effiziente ätzstoppschicht 16' gestaltet sein kann, wieder entfernt durch einen selektiven ätzvorgang, der in Bezug auf die darunter liegenden Schichten sehr schonend verlaufen kann, so dass die Entspiegelungs-Eigenschaften mit hoher Präzision und im

Wesentlichen unabhängig vom ätzprozess definiert werden können.

In einer anschaulichen Ausführungsform wird ein Verfahren zur selektiven Entspiegelung der Waferoberfläche in integrierten Schaltungen durch Interferenzwirkung eines im optischen Fenster auf der Halbleiteroberfläche erzeugten Schichtsystems, bestehend aus einer sehr dünnen Siliziumoxidschicht und einer

Siliziumnitridschicht, bereit gestellt.

Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die üblicherweise in einem relativ frühen Stadium vor dem Aufbringen der Metallisierungsebenen auf einer dünnen

Siliziumoxidschicht abgeschiedene 'silicide block layer' aus Siliziumnitrid als Hochtemperaturschicht mit so ausgewählten Dickenwerten erzeugt wird, dass sie im späteren Verlauf der Technologie die sensible Halbleiteroberfläche wirksam vor Verunreinigungen und Defekten schützt und als ätzstoppschicht für den ätzvorgang des optischen Fensters als auch in Kombination mit der dünnen Oxidschicht als Entspiegelungssystem wirkt.

Bezugszeichen

(gleiche Bezeichnungen für gleiche Elemente in unterschiedlichen Figuren)

Figur 1, Figur 2, Figur 2a, Figur 3, Figur 3a 1 hochdotiertes p-Substrat

2 p-vergrabene Schicht

3 p-Wanne

4 Feldoxid

5 erste Metallisierungsebene 6 zweite Metallisierungsebene

7 dritte Metallisierungsebene

8 vierte Metallisierungsebene

9 abschließende Passivierungschicht 10 Anode der Photodiode

11 Kathode der Photodiode

12 Silizid zur Verbesserung der Kontakte

13 p+ Gebiet

14 n+ Gebiet 15 dünnes Oxid (ca. 10 nm)

16 Siliziumnitridschicht (silicide block layer)

17 p-Epitaxiegebiet (Intrinsisches Gebiet der Photodiode)

16A Schichtstapel 16B Mehrschicht Schichtstapel

16' oberste Schicht im Schichtstapel 16B mit mehr als zwei Schichten

18 optisches Fenster

d' Materialdickenverlust beim ätzen D Anfangsdicke d Materialdicke nach dem ätzen

100 PIN Photodiode, 100', 100"

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