一种通过改变SAB膜质降低CIS器件噪声的方法技术

技术编号:13587368 阅读:11 留言:0更新日期:2016-08-25 10:45
本发明专利技术公开了一种通过改变SAB膜质降低CIS器件噪声的方法,通过采用HARP工艺制备具有疏松膜质的SAB层,改变了以往由PECVD工艺制备的SAB层致密膜质,可大大减少Si‑SiO2界面附近陷阱,同时降低声子的散射,并可利用HARP工艺制备的SAB层较厚的厚度,在后续带有等离子体的工艺中减少等离子体损伤对栅氧化层的影响,从而可有效降低CIS产品的各类噪声。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微电子
,更具体地,涉及一种通过改变SAB膜质以降低CIS器件各类噪声的方法。
技术介绍
CIS(CMOS Image Sensor,CMOS图像传感器)器件的噪声是制约其性能、质量和可靠性的关键因素,它严重影响着深亚微米集成电路的可靠性。因此,降低各类噪声(noise)一直是CIS产品性能提升的一个重要方向。通常认为,CIS器件的噪声来自沟道中载流子密度或迁移率的不规则变化。前者取决于Si-SiO2界面附近陷阱对载流子的热激俘获和发射,即Si-Si02界面态密度及其在禁带能级中的位置;而后者则由载流子与声子群的散射决定。因此,提升CIS器件噪声性能的两个重要方向,就是减少界面态密度,同时减少载流子与声子的散射。另外,随着工艺尺寸的减小和栅介质厚度的降低,边界陷阱引起的沟道噪声也正逐渐增大。栅介质中边界陷阱的个数也不断减小,当器件尺寸小至有源区只有一个或数个陷阱时,就会出现幅度很大的沟道电流涨落,且时常数呈随机分布波形的噪声。以往由于位于CIS产品像素区(pixel)的SAB(salicide block layer,自对准硅化物阻挡层)与大面积的有源区(AA)表面直接接触,使得SIN阻挡层吸附了大量的电子,从而影响了像素区AA表面的像素性能。因此,为了防止SIN阻挡层吸附大量的电子,目前CIS器件的SAB一般采取较为致密的PECVD(等离子体加强化学沉积)纯氧化膜。在PECVD沉积工艺中,会引入等离子体(Plasma)。虽然沉积结束后已经不再长膜,但反应腔仍处于等离子体的环境中。并且,虽然淀积结束后关掉了原通入的主要反应气流,但仍然会继续通入原气流中的Ar和02,同时用于激发等离子体的RF(射频)源功率降低。此时反应腔中等离子体将产生
大量高能UV(紫外)光子。如果这些光子能量大于SiO2栅氧化层的禁带宽度,SiO2材料的价带电子吸收光子后,将由价带跃迁入导带,产生电子空穴对,使得栅氧化层处于导通状态,造成其绝缘能力大大下降。当栅上收集的电荷越来越多时,栅电压相应地越来越高,最终会引起栅氧化层产生FN(Fowler-Nordheim)隧穿。当FN隧穿电流等于收集到的等离子体电流时,栅上会出现一个稳态的电压。而电子由衬底注入进栅氧化层以后,在栅电场的作用下将获得更大的动能,这些高能电子会产生陷阱和界面态,这些陷阱和界面态在CIS器件的工作过程中,会形成各类噪声。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷,提供一种通过改变SAB膜质降低CIS器件噪声的方法。为实现上述目的,本专利技术的技术方案如下:一种通过改变SAB膜质降低CIS器件噪声的方法,包括以下步骤:步骤一:提供一衬底,所述衬底至少具有栅极和源、漏结构;步骤二:在所述衬底表面形成具有疏松膜质的SAB层;步骤三:退火。优选地,步骤二中,采用HARP工艺在所述衬底表面沉积具有疏松膜质的SAB层。优选地,步骤三中,所述退火为高温退火。优选地,所述退火为RTA高温退火。优选地,在D2气氛中进行RTA高温退火。优选地,还包括步骤四:对所述SAB层进行图形化,暴露出需要形成自对准硅化物的区域;以及步骤五:在所述衬底上形成自对准硅化物层。优选地,所述SAB层为纯氧化物层。优选地,所述纯氧化物层为氧化硅层。从上述技术方案可以看出,本专利技术通过采用HARP工艺制备具有疏松膜质的SAB层,改变了以往由PECVD工艺制备的SAB层致密膜质,可大大减少Si-SiO2界面附近陷阱,同时降低声子的散射,并可利用HARP工艺制备的SAB层较厚的厚度,在后续带有等离子体的工艺中减少等离子体损伤(plasma
damage)对栅氧化层的影响,从而可有效降低CIS产品的各类噪声。附图说明图1是本专利技术一种通过改变SAB膜质降低CIS器件噪声的方法流程图。具体实施方式下面结合附图,对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明。在以下本专利技术的具体实施方式中,请参阅图1,图1是本专利技术一种通过改变SAB膜质降低CIS器件噪声的方法流程图。如图1所示,本专利技术的一种通过改变SAB膜质降低CIS器件噪声的方法,可包括以下步骤:步骤一:提供一衬底,所述衬底至少具有栅极和源、漏结构。本专利技术的方法通过改变SAB膜质,来降低CIS器件的各类噪声。首先,在用于制备CIS器件的衬底上制作形成栅极和源、漏结构,也可包括符合设计规则的其他器件结构。步骤二:在所述衬底表面形成具有疏松膜质的SAB层。接着,需要在所述衬底表面形成具有疏松膜质的SAB层,以改变现有的由PECVD工艺制备的具有致密膜质的SAB层,因为具有致密膜质的SAB层无益于减少CIS器件中Si-SiO2界面态密度,从而也就无法提升CIS器件的噪声性能。作为一优选的实施方式,本步骤可采用HARP(高深宽比)工艺,在所述衬底表面沉积具有疏松膜质的SAB层。所述SAB层可采用纯氧化物层,例如,可采用HARP工艺,在所述衬底表面沉积具有疏松膜质的氧化硅SAB层。通过HARP工艺沉积的氧化硅SAB层厚度将明显大于现有采用PECVD工艺制备的具有致密膜质的SAB层厚度。步骤三:退火。本步骤中,可采用RTA(快速热退火)对器件进行高温退火。并且,退火可在D2(氘)气氛中进行。在进行高温退火后,还可继续进行:步骤四:对所述SAB层进行图形化,暴露出需要形成自对准硅化物的区域。步骤五:在所述衬底上形成自对准硅化物层。步骤四和步骤五可采用现有常规工艺执行,本例不再赘述。通过本专利技术的上述方法,并采用疏松的SAB薄膜替代现有致密的SAB薄膜后,可以使D2退火中的D离子更易穿过HARP薄膜,从而更容易有效地钝化Si-SiO2界面态陷阱。同时,本专利技术通过将现有带有等离子体的PECVD工艺改为不带有等离子体的HARP工艺,在SAB薄膜沉积工艺中就不会有FN隧穿发生。而且在后续带有等离子体的工艺中,由于HARP自对准硅化物阻挡层的厚度比较厚,也会减少隧穿效应的发生,从而在栅氧化层界面产生缺陷的概率就会大大降低。此外,由于HARP沉积后SAB薄膜中会有多余的H离子,这些离子在后续的RTA工艺时会被推到Si-SiO2界面而影响Si02界面晶格的排列,会使界面中因晶格不匹配而存在的应力变大,载流子与衬底声群的散射变小,从而使其沟道迁移率变大,则使得CIS器件的噪声变小。综上所述,本专利技术通过采用HARP工艺制备具有疏松膜质的SAB层,改变了以往由PECVD工艺制备的SAB层致密膜质,可大大减少Si-SiO2界面附近陷阱,同时降低声子的散射,并可利用HARP工艺制备的SAB层较厚的厚度,在后续带有等离子体的工艺中减少等离子体损伤对栅氧化层的影响,从而相比现有技术可将CIS产品的各类噪声降低至原来的1/6,大大提升了CIS产品的性能。以上所述的仅为本专利技术的优选实施例,所述实施例并非用以限制本专利技术的专利保护范围,因此凡是运用本专利技术的说明书及附图内容所作的等同结构变化,同理均应包含在本专利技术的保护范围内。本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种通过改变SAB膜质降低CIS器件噪声的方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:提供一衬底,所述衬底至少具有栅极和源、漏结构;步骤二:在所述衬底表面形成具有疏松膜质的SAB层;步骤三:退火。

【技术特征摘要】
1.一种通过改变SAB膜质降低CIS器件噪声的方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:提供一衬底,所述衬底至少具有栅极和源、漏结构;步骤二:在所述衬底表面形成具有疏松膜质的SAB层;步骤三:退火。2.根据权利要求1所述的通过改变SAB膜质降低CIS器件噪声的方法,其特征在于,步骤二中,采用HARP工艺在所述衬底表面沉积具有疏松膜质的SAB层。3.根据权利要求1所述的通过改变SAB膜质降低CIS器件噪声的方法,其特征在于,步骤三中,所述退火为高温退火。4.根据权利要求3所述的通过改变SAB膜质降低CIS器件噪声的方法,其特征在于,所述退火为RT...

【专利技术属性】
技术研发人员:秋沉沉曹亚民何亮亮杨大为王艳生魏峥颖
申请(专利权)人:上海华力微电子有限公司
类型:发明
国别省市:上海;31

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