一种形成具有高深宽比图形的结构的方法技术

本发明专利技术涉及一种形成具有高深宽比图形的结构的方法，包括以下步骤：步骤S1：提供一半导体衬底，所述半导体衬底的上表面依次覆盖有一刻蚀停止层、一注入阻挡层和一图形化的掩膜层；步骤S2：对所述注入阻挡层进行各向异性刻蚀，各向异性刻蚀停止于所述刻蚀停止层，形成沟槽；步骤S3：使用原子层沉积在所述沟槽的上表面和侧壁形成一薄膜层，通过所述薄膜层缩小所述沟槽的开口，调节所述沟槽的深宽比，进而形成具有高深宽比图形的结构。其优点在于，使用ALD技术在传统的薄膜结构上的沟槽的上表面和侧壁形成一薄膜层，通过调节薄膜层的厚度来调节沟槽的开口，形成具有高深宽比图形，解决传统的光刻工艺的深宽比较小以及多层光刻技术导致的形貌问题。

【技术实现步骤摘要】
一种形成具有高深宽比图形的结构的方法
本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种形成具有高深宽比图形的结构的方法。
技术介绍
在互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，CMOS)图像传感器芯片制造工艺中，对高深宽比图形的结构进行高能离子注入，以实现每个像素点之间的隔离，从而提高图像清晰度，使单位面积实现高像素。在一些高能离子注入工艺中，其线宽要求为0.15μm，光刻胶厚度为0.4μm，深宽比大于20：1。如果使用传统的介质薄膜结构，则无法通过传统的光刻工艺(深宽比小于5：1)实现高深宽比，且无法实现小线宽。因此，为了实现高深宽比，一般采用多层光刻(Tri-Layer)技术，通过对光刻胶、硬掩膜层和注入阻挡层之间的选择比变化，把光刻胶的图形转移到注入阻挡层。但是多层光刻技术存在一定的缺陷，如若注入阻挡层的厚度和关键尺寸的比例过大，则注入阻挡层会呈锥形或保龄球形；若注入阻挡层的厚度过大，则硬掩膜层易出现边缘过刻蚀问题，导致注入阻挡层的边缘出现毛刺。以上缺陷均会影响高能离子注入和器件特性。因此，亟需一种克服多层光刻技术存在的形貌问题，在传统的介质薄膜结构的基础上形成满足高能离子注入的高深宽比图形的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中的不足，提供一种形成具有高深宽比图形的结构的方法。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：一种形成具有高深宽比图形的结构的方法，包括以下步骤：步骤S1：提供一半导体衬底，所述半导体衬底的上表面依次覆盖有一刻蚀停止层、一注入阻挡层和一图形化的掩膜层；步骤S2：对所述注入阻挡层进行各向异性刻蚀，各向异性刻蚀停止于所述刻蚀停止层，形成沟槽；步骤S3：通过原子层沉积(AtomicLayerDeposition，ALD)在所述沟槽的上表面和侧壁形成一薄膜层，通过所述薄膜层缩小所述沟槽的开口，调节所述沟槽的深宽比，进而形成具有高深宽比图形的结构。优选地，所述刻蚀停止层包括第一氧化层和第一氮化硅层，所述第一氧化层覆盖在所述半导体衬底的上表面，所述第一氮化硅层覆盖在所述第一氧化层的上表面。优选地，所述注入阻挡层的材料为氧化硅。优选地，所述注入阻挡层为低温化学气相沉积的氧化硅层。优选地，所述掩膜层为图形化的光刻胶层，所述光刻胶层覆盖所述注入阻挡层的上表面；或所述掩膜层为图形化的光刻胶层与第二氮化硅层的组合，所述第二氮化硅层覆盖所述注入阻挡层的上表面，所述光刻胶层覆盖在所述第二氮化硅层的上表面。优选地，所述薄膜层的材料为氧化硅或氮化硅。优选地，通过原子层沉积形成薄膜层的方法为：使用含硅分子和含氧分子或含氮分子依次进行原子层沉积，形成具有一定厚度的薄膜层。优选地，所述含硅分子为氯硅烷，所述氯硅烷为SiCl4、SiH2Cl2、Si2Cl6中的任意一种或几种的组合。优选地，所述含氧分子为O2、H2O、O3中的任意一种或几种的组合。优选地，所述含氮分子为NH3。优选地，使用含硅分子和含氧分子依次进行原子层沉积，形成具有一定厚度的氧化硅层。优选地，使用含硅分子和含氮分子依次进行原子层沉积，形成具有一定厚度的氮化硅层。优选地，通过炉管工艺或化学气相沉积形成刻蚀停止层。优选地，在所述步骤S2中，所述沟槽的深宽比小于10：1。优选地，在所述步骤S3中，覆盖所述薄膜层后的所述沟槽的深宽比大于10：1。优选地，在所述步骤S2中，使用等离子刻蚀进行各向异性刻蚀。优选地，在所述步骤S2中，使用氟基气体进行等离子刻蚀。优选地，所述薄膜层的厚度为优选地，所述注入阻挡层的厚度为优选地，所述刻蚀停止层的厚度为本专利技术采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：本专利技术的一种形成具有高深宽比图形的结构的方法，使用ALD技术在传统的薄膜结构上的沟槽的上表面和侧壁形成一薄膜层，通过调节薄膜层的厚度来调节沟槽的开口，进行形成具有高深宽比图形的结构，解决了传统的光刻工艺中的深宽比较小的问题，也解决了多层光刻技术导致的形貌问题，使后续进行高能离子注入时，能够使离子按照器件设计的浓度分布；可以根据生产工艺，使用ALD技术调整器件的深宽比，以满足器件特性。附图说明图1是本专利技术的一个示意性实施例的形成具有高深宽比图形的结构的方法的流程图。图2～4是本专利技术的一个示意性实施例的形成具有高深宽比图形的结构的方法的结构过程图。图5～8是本专利技术的一个优选实施例的形成具有高深宽比图形的结构的方法的结构过程图。其中的附图标记为：半导体衬底1；刻蚀停止层2；注入阻挡层3；掩膜层4；薄膜层5；沟槽6；第一氧化层21；第一氮化硅层22；光刻胶层41；第二氮化硅层42。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。如图1所示，本专利技术的一种形成具有高深宽比图形的结构的方法的一个示意性实施例，包括以下步骤：步骤S1、提供一半导体衬底，在半导体衬底的上表面依次形成一刻蚀停止层、一注入阻挡层和一图形化的掩膜层，刻蚀停止层覆盖半导体衬底的上表面，注入阻挡层覆盖刻蚀停止层的上表面，掩膜层覆盖注入阻挡层的上表面；步骤S2、对注入阻挡层进行各向异性刻蚀，且各向异性刻蚀停止于刻蚀停止层，形成沟槽；步骤S3、通过原子层沉积在沟槽的上表面和侧壁形成薄膜层，通过所述薄膜层缩小所述沟槽的开口，调节所述沟槽的深宽比，从而形成具有高深宽比图形的结构。进一步地，对于步骤S1：半导体衬底为半导体硅衬底。刻蚀停止层包括由氧化物材料构成的第一氧化层和由氮化硅材料构成的第一氮化硅层，且第一氧化层覆盖半导体衬底的上表面，第一氮化硅层覆盖第一氧化层的上表面。刻蚀停止层是通过炉管工艺或化学气相沉积在半导体衬底的上表面形成的。注入阻挡层为由氧化物材料构成的第二氧化物层，且氧化物材料为氧化硅。注入阻挡层是通过低温化学气相沉积在刻蚀停止层的上表面形成的。掩膜层可以是单独的图形化的光刻胶层，也可以是图形化的光刻胶层与由氮化硅材料构成的第二氮化硅层的组合。其中，当掩膜层是图形化的光刻胶层与第二氮化硅层的组合时，第二氮化硅层覆盖注入阻挡层的上表面，光刻胶层覆盖第二氮化硅层的上表面。对于刻蚀停止层，其厚度为对于注入阻挡层，其厚度为优选的是或进一步地，对于步骤S2：首先对掩膜层进行曝光，然后以掩膜层作为掩膜，通过等离子刻蚀对注入阻挡层进行各向异性刻蚀，并且使用氟基气体进行等离子刻蚀，以获得较好的各向异性刻蚀结果。对注入阻挡层进行各向异性刻蚀后，形成的沟槽的深宽比小于10：1。进一步地，对于步骤S3：薄膜层可以是由氧化硅材料构成，也可以是由氮化硅材料构成，且薄膜层的厚度为对于ALD技术，采用含硅分子作为前驱体分子A，以及采用含氧分子或含氮分子作为前驱体分子B，依次进行ALD，以在沟槽的上表面和侧壁形成薄膜。通过ALD技术，调节覆盖在沟槽的上表面和侧壁的薄膜层的厚度，以对沟槽的开口的大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形成具有高深宽比图形的结构的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：提供一半导体衬底，所述半导体衬底的上表面依次覆盖有一刻蚀停止层、一注入阻挡层和一图形化的掩膜层；步骤S2：对所述注入阻挡层进行各向异性刻蚀，各向异性刻蚀停止于所述刻蚀停止层，形成沟槽；步骤S3：通过原子层沉积在所述沟槽的上表面和侧壁形成一薄膜层，通过所述薄膜层缩小所述沟槽的开口，调节所述沟槽的深宽比，进而形成具有高深宽比图形的结构。

【技术特征摘要】
1.一种形成具有高深宽比图形的结构的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：提供一半导体衬底，所述半导体衬底的上表面依次覆盖有一刻蚀停止层、一注入阻挡层和一图形化的掩膜层；步骤S2：对所述注入阻挡层进行各向异性刻蚀，各向异性刻蚀停止于所述刻蚀停止层，形成沟槽；步骤S3：通过原子层沉积在所述沟槽的上表面和侧壁形成一薄膜层，通过所述薄膜层缩小所述沟槽的开口，调节所述沟槽的深宽比，进而形成具有高深宽比图形的结构。2.根据权利要求1所述的形成具有高深宽比图形的结构的方法，其特征在于，所述刻蚀停止层包括第一氧化层和第一氮化硅层，所述第一氧化层覆盖在所述半导体衬底的上表面，所述第一氮化硅层覆盖在所述第一氧化层的上表面。3.根据权利要求1所述的形成具有高深宽比图形的结构的方法，其特征在于，所述注入阻挡层的材料为氧化硅。4.根据权利要求1所述的形成具有高深宽比图形的结构的方法，其特征在于，所述掩膜层为图形化的光刻胶层，所述光刻胶层...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯奇艳，刘鹏，唐在峰，
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