半导体硅晶片的制备方法、硅晶片及图像传感器技术

本发明专利技术提供一种半导体硅晶片的制备方法、半导体硅晶片及图像传感器。所述方法包括：提供一半导体硅晶片；在所述半导体硅晶片表面铺设一层光阻剂，对所述光阻剂进行图案化工艺，以形成具有若干相互平行且间隔相等的预设宽度的条纹图案的光阻；以所述光阻为阻挡层，对所述半导体硅晶片进行刻蚀，以在所述半导体硅晶片表面形成W型的浅沟槽；对所述W型的浅沟槽的侧壁进行刻蚀，以在所述半导体硅晶片表面形成波浪形结构。利用本发明专利技术提供的方法增加了半导体硅晶片的表面积，增加了光吸收率，从而提升图像处理器光学性能。

Preparation method of semiconductor silicon wafer, silicon wafer and image sensor

The invention provides a semiconductor silicon wafer preparation method, a semiconductor silicon wafer and an image sensor. The methods include: providing half conductor silicon wafers; laying a layer of photoresist on the surface of the semiconductor silicon wafer and patterning the photoresist to form a photoresist with a number of stripe patterns with a number of parallel and equal spaced preset width; the semiconductor silicon wafer with the optical resistance as the barrier layer and the semiconductor silicon wafer. A shallow groove of W type is formed on the surface of the semiconductor silicon wafer, and the side wall of the shallow groove of the W type is etched to form a wavy structure on the surface of the semiconductor silicon wafer. The method provided by the invention increases the surface area of the semiconductor silicon wafer, increases the optical absorption rate, and thereby improves the optical performance of the image processor.

【技术实现步骤摘要】
半导体硅晶片的制备方法、硅晶片及图像传感器
本专利技术涉及半导体
，具体涉及一种半导体硅晶片的制备方法、硅晶片及图像传感器。
技术介绍
随着对小尺寸、高像素的CMOS型图像传感器(CMOSImageSensor，CIS)市场需求越来越高，对其光学性能的要求也越来越高。但由于可见光-红外光在硅表面的反射率高的固有局限性，使得CIS无法实现对于光最大程度地吸收。这个不足很大程度上限制了CIS的光学性能。传统CIS工艺会经过硅减薄及平坦化工艺，沉积高介电薄膜(HiKfilmdeposition，HiKDEP)和缓冲氧化层(BufferOxide，BFOX)，金属栅格(Backsidemetalgrid，BMG)及后面的打开金属线连接区域(Padopen)工艺。平坦的硅Si表面对于可见光和红外光有较大的反射率，图像处理器的光吸收率将明显减少。因此，如何提出一种方法，能够提供图像处理器的光学性能，成为亟待解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种半导体硅晶片的制备方法、硅晶片及图像传感器，以解决现有技术中图像传感器对光的吸收率不高，进而很大程度上制约了器件的光学性能的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种半导体硅晶片的制备方法，包括：提供一半导体硅晶片；在所述半导体硅晶片表面铺设一层光阻剂，对所述光阻剂进行图案化工艺，以形成具有若干相互平行且间隔相等的预设宽度的条纹图案的光阻；以所述光阻为阻挡层，对所述半导体硅晶片进行刻蚀，以在所述半导体硅晶片表面形成W型的浅沟槽；对所述W型的浅沟槽的侧壁进行刻蚀，以在所述半导体硅晶片表面形成波浪形结构。进一步地，在所述半导体硅晶片的制备方法中，所述对所述光阻剂进行图案化工艺，以形成具有若干相互平行且间隔相等的预设宽度的条纹的图案的光阻，包括：采用KrF曝光机对所述光阻剂进行曝光处理后，进行显影和冲洗，得到具有若干相互平行且间隔相等的预设宽度的条纹图案的光阻。进一步地，在所述半导体硅晶片的制备方法中，所述对所述W型的浅沟槽的侧壁进行刻蚀，以在所述半导体硅晶片表面形成波浪形结构，包括：采用酸剂对所述W型的浅沟槽的侧壁进行刻蚀，以在所述半导体硅晶片表面形成波浪形结构。进一步地，在所述半导体硅晶片的制备方法中，所述酸剂为具有各项异性的酸。进一步地，所述方法还包括：对所述波浪形结构进行填充的步骤。进一步地，所述对所述波浪形结构进行填充的步骤，包括：在所述半导体硅晶片完成介电层沉积工艺后，采用原子层沉积法对所述波浪形结构进行填充。进一步地，所述介电层为由高介电值材料制成的介电层。第二方面，本专利技术还提供了一种半导体硅晶片，所述半导体硅晶片采用第一方面所述的半导体硅晶片制作方法得到。第三方面，本专利技术还提供了一种图像传感器，包括上述第二方面所述的半导体硅晶片。第四方面，本专利技术还提供了一种图像传感器，包括：半导体硅晶片，所述半导体硅晶片的表面呈波浪形结构。由上面的技术方案可知，本专利技术提供的半导体硅晶片的制备方法，通过微影工艺、蚀刻的方式在半导体硅晶片的表面形成波浪形结构，从而可以增加半导体硅晶片表面对光的吸收率，进而可以提高图像处理器的光学性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的半导体硅晶片制备方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的半导体硅晶片执行微影工艺的剖面示意图；图3为本专利技术实施例提供的半导体硅晶片执行干法蚀刻的剖面示意图；图4为本专利技术实施例提供的半导体硅晶片执行湿法蚀刻的剖面示意图；图5为本专利技术实施例提供的图像传感器的结构剖面示意图；附图标记：1-半导体硅晶片；2-光阻；3-金属栅格；4-原子沉积层；4’-氧化层。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。图1为本专利技术实施例提供的半导体硅晶片制备方法的流程示意图，如图1所示，所述方法包括：S1、提供一半导体硅晶片；S2、在所述半导体硅晶片表面铺设一层光阻剂，对所述光阻剂进行图案化工艺，以形成具有若干相互平行且间隔相等的预设宽度的条纹的图案的光阻；S3、以所述光阻为阻挡层，对所述半导体硅晶片进行刻蚀，以在所述半导体硅晶片表面形成W型的浅沟槽；S4、对所述W型的浅沟槽的侧壁进行刻蚀，以在所述半导体硅晶片表面形成波浪形结构。在本实施例中，根据步骤S1，提供一半导体硅晶片，该半导体硅晶片的表面为平坦结构，由于其平坦的表面结构，使其对可见光和红外光有较大的反射率，从而影响光的吸收率。而在本实施例，通过对该半导体硅晶片进行步骤S2-S4的一系列处理，改变其表面的平坦结构，以增加半导体硅晶片表面对光的吸收率，进而采用通过本实施例处理后的半导体硅晶片制成图像传感器后，可以提高图像传感器的光学性能。具体地，参见图2，根据步骤S2，在半导体硅晶片1的表面上铺设一层光阻剂，对所述光阻剂进行图案化工艺，以形成具有若干相互平行且间隔相等的预设宽度的条纹的图案的光阻2。具体地，参见图3，根据步骤S3，以所述光阻2为阻挡层，对所述半导体硅晶片进行刻蚀，以在所述半导体硅晶片表面形成W型的浅沟槽。可以理解的是，在以所述光阻2为阻挡层，对所述半导体硅晶片进行刻蚀，在所述半导体硅晶片表面形成W型的浅沟槽后，去除所述光阻2。具体地，参见图4，根据步骤S4，对所述W型的浅沟槽的侧壁进行刻蚀，以在所述半导体硅晶片表面形成波浪形结构。可以理解的是，对所述W型的浅沟槽的侧壁进行刻蚀，在所述半导体硅晶片表面形成波浪形结构之后，可以进一步增加所述半导体硅晶片的表面积，进而增加半导体硅晶片对光的吸收率，从而可以提高后续图像传感器的光学性能。由上面的技术方案可知，本实施例提供的半导体硅晶片的制备方法，通过微影工艺、蚀刻的方式在半导体硅晶片的表面形成波浪形结构，从而可以增加半导体硅晶片表面对光的吸收率，进而可以提高图像处理器的光学性能。为提高光刻图形的分辨率或准确度，在一种优选的实施方式中，采用KrF型曝光机对半导体硅晶片表面上铺设的光阻剂进行曝光处理，之后进行显影和冲洗，从而在半导体硅晶片表面形成精确的需要蚀刻的图案，即形成具有若干相互平行且间隔相等的预设宽度的条纹的图案。可以理解的是，在微影工艺中，曝光的分辨率及聚焦深度是微影品质的重要指标，故本实施例采用具有较高光刻分辨率的KrF曝光机，所述KrF曝光机可发出波长为2480埃的深紫外线的曝光光源，从而可以提高光刻图形的分辨率或准确度。为在所述半导体硅晶片的表面形成波浪形结构，在一种优选实施方式中，采用酸剂对所述W型的浅沟槽的侧壁进行腐蚀处理，以在所述半导体硅晶片表面形成波浪形结构。在实际处理过程中，所述酸剂可以采用具有各项异性的酸，例如四甲基氢氧化铵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体硅晶片的制备方法，其特征在于，包括：提供一半导体硅晶片；在所述半导体硅晶片表面铺设一层光阻剂，对所述光阻剂进行图案化工艺，以形成具有若干相互平行且间隔相等的预设宽度的条纹的图案的光阻；以所述光阻为阻挡层，对所述半导体硅晶片进行刻蚀，以在所述半导体硅晶片表面形成W型的浅沟槽；对所述W型的浅沟槽的侧壁进行刻蚀，以在所述半导体硅晶片表面形成波浪形结构。

【技术特征摘要】
1.一种半导体硅晶片的制备方法，其特征在于，包括：提供一半导体硅晶片；在所述半导体硅晶片表面铺设一层光阻剂，对所述光阻剂进行图案化工艺，以形成具有若干相互平行且间隔相等的预设宽度的条纹的图案的光阻；以所述光阻为阻挡层，对所述半导体硅晶片进行刻蚀，以在所述半导体硅晶片表面形成W型的浅沟槽；对所述W型的浅沟槽的侧壁进行刻蚀，以在所述半导体硅晶片表面形成波浪形结构。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述光阻剂进行图案化工艺，以形成具有若干相互平行且间隔相等的预设宽度的条纹的图案的光阻，包括：采用KrF曝光机对所述光阻剂进行曝光处理后，进行显影和冲洗，得到具有若干相互平行且间隔相等的预设宽度的条纹的图案的光阻。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述W型的浅沟槽的侧壁进行刻蚀，以在所述半导体硅晶片表面形成波浪形结构，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵长林，曾甜，
申请(专利权)人：武汉新芯集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42