一种背照式传感器深沟槽隔离制造工艺及结构制造技术

本发明专利技术涉及一种背照式传感器深沟槽隔离制造工艺及结构，包括步骤如下：对减薄后的所述第二晶圆涂覆第一胶层，并显影出第一离子注入区；离子注入第一离子注入区；去除所述第一胶层；对第二晶圆涂覆第二胶层，并显影出第二离子注入区；离子注入第二离子注入区；去除所述第二胶层，采用湿法刻蚀工艺同时形成第一深沟槽和第二深沟槽。本发明专利技术通过采用离子注入的方式使第一离子注入区、第二离子注入区内部为P+硅，而第二晶圆为P

【技术实现步骤摘要】
一种背照式传感器深沟槽隔离制造工艺及结构


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种背照式传感器具有不同深度的第一深沟槽隔离以及第二深沟槽隔离的制造工艺。

技术介绍

[0002]在BSI(Back
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side illumination背照式互补金属氧化物半导体)工艺制程中，DTI(Deep trench isolation深沟槽隔离，以下用第二深沟槽说明)工艺是为了隔离相邻的图像感光元件，减少像素之间的串扰，以实现减少噪声，提高像素的质量的效果。
[0003]同样的，CDTI(Cell Deep trench isolation短深沟槽隔离，以下用第一深沟槽说明)工艺是利用光散射增加光程，提高红光量子效率，提高像素的质量。
[0004]目前针对上述BSI工艺制程中的DTI和CDTI工艺，均是利用干法刻蚀工艺形成，并且先后利用了两次光罩以及两次干刻工艺，工艺过程繁琐。
[0005]另外在CDTI刻蚀完成后，重新涂胶刻蚀DTI时，需要在形成的CDTI沟槽内填充光刻胶，这就使后续去胶工艺时不易将沟槽内的光刻胶去除，导致留下残留物，继而会在后续工艺中产生缺陷。而采用干法刻蚀工艺制DIT和CDTI，同样会存在问题如下：
[0006](一)干法刻蚀使用光刻胶作为掩模版进行沟槽刻蚀工艺，其利用电感耦合等离子体刻蚀后，不可避免会对硅表面有一定的损伤，后续会使用一些方法修复硅损伤，并且涂胶之后会导致沟槽角落残留光刻胶，不易去除。
[0007](二)对于干法刻蚀要求较低设备，刻蚀出的沟槽会出现线宽不准确、刻蚀深度不足、垂直度较差的情况，无法达到工艺需求。因此，采用干法刻蚀DTI和CDTI，需要两步光罩以及两步干刻，制造步骤繁琐。
[0008](三)采用干法刻蚀设备价格昂贵，成本较高。

技术实现思路

[0009]针对上述现有技术的缺点，本专利技术的目的是提供一种背照式传感器深沟槽隔离制造工艺及结构，以解决现有技术中的一个或多个问题。
[0010]为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0011]一种背照式传感器深沟槽隔离制造工艺，包括
[0012]提供第一晶圆；
[0013]提供第二晶圆与所述第一晶圆键合；
[0014]减薄所述第二晶圆；
[0015]包括步骤如下：
[0016]对减薄后的所述第二晶圆涂覆第一胶层，并显影出第一离子注入区；
[0017]离子注入所述第一离子注入区；
[0018]去除所述第一胶层；
[0019]对所述第二晶圆涂覆第二胶层，并显影出第二离子注入区；
[0020]离子注入所述第二离子注入区；
[0021]去除所述第二胶层，采用湿法刻蚀工艺同时形成第一深沟槽和第二深沟槽。
[0022]进一步的，所述湿法刻蚀工艺包括使用刻蚀溶液刻蚀所述第一深沟槽和所述第二深沟槽，所述刻蚀溶液为酸性溶液。
[0023]进一步的，所述酸性溶液由氢氟酸、硝酸及醋酸混合构成，按重量百分比为氢氟酸：硝酸：醋酸＝8％～9％：20.5～21.5％：52～54％的混合比例含有所述氢氟酸、硝酸、醋酸的水溶液。
[0024]进一步的，使用所述酸性溶液刻蚀所述第一深沟槽和所述第二深沟槽之前，需要对所述酸性溶液进行激活，所述激活包括步骤如下：
[0025]将高掺杂硅浸泡在所述酸性溶液中，浸泡时间为15～30min；
[0026]升温所述酸性溶液，使所述酸性溶液由无色溶液改变为有色溶液。
[0027]进一步的，所述酸性溶液的升温由第一温度升高至第二温度，所述第一温度与第二温度之间的温度差不超过4℃～6℃。
[0028]进一步的，升温所述酸性溶液后冷却所述酸性溶液，使所述酸性溶液的温度由第二温度降低至第一温度，所述酸性溶液的冷却时间为1.5h～2.5h。
[0029]进一步的，所述第一离子注入区的深度为0.3～0.5um。
[0030]进一步的，所述第二离子注入区的深度为1.4～2um。
[0031]相应的，利用上述所述背照式传感器深沟槽隔离制造工艺制造的深沟槽隔离结构包括第一晶圆以及与所述第一晶圆键合的第二晶圆，所述第二晶圆远离所述第一晶圆的一面形成第一深沟槽及第二深沟槽。
[0032]进一步的，所述第一深沟槽的深度与所述第二深沟槽的深度不同。
[0033]与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果如下：
[0034](一)本专利技术通过采用离子注入的方式使第一离子注入区、第二离子注入区内部为P+硅，而第二晶圆为P
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硅，使第一离子注入区、第二离子注入区与第二晶圆不同，便于湿法刻蚀去除P+硅，进而省去现有技术中的两步干法刻蚀步骤，同时避免了因干法刻蚀步骤产生对硅表面的损伤，以实现一次性形成第一深沟槽以及第二深沟槽。
[0035](二)进一步的，由于不需要采用干法刻蚀步骤，进而避免了在第一深沟槽即CDTI中残留光刻胶的问题。
[0036](三)进一步的，湿法工艺中采用由氢氟酸、硝酸、醋酸的混合液，通过硝酸的强氧化性对硅产生氧化反应，氢氟酸刻蚀硝酸氧化硅形成的二氧化硅，而醋酸可以抑制硝酸的电离，硝酸在醋酸中的电解水平远小于在水中的电解水平，氧化性更强，其容易与重掺杂硅(P+硅)进行反应，亲和性更强。
[0037](四)进一步的，采用本专利技术工艺可以避免使用干法刻蚀设备，进而节约刻蚀成本。
附图说明
[0038]图1示出了本专利技术实施例一种背照式传感器深沟槽隔离制造工艺及结构中第一晶圆与第二晶圆键合的示意图。
[0039]图2示出了本专利技术实施例一种背照式传感器深沟槽隔离制造工艺及结构中涂胶显影出第一深沟槽区域的示意图。
[0040]图3示出了本专利技术实施例一种背照式传感器深沟槽隔离制造工艺及结构中对第一深沟槽区域注入离子的示意图。
[0041]图4示出了本专利技术实施例一种背照式传感器深沟槽隔离制造工艺及结构中第一次去胶的示意图。
[0042]图5示出了本专利技术实施例一种背照式传感器深沟槽隔离制造工艺及结构中显影出第二深沟槽区域的示意图。
[0043]图6示出了本专利技术实施例一种背照式传感器深沟槽隔离制造工艺及结构中对第二深沟槽区域注入离子的示意图。
[0044]图7示出了本专利技术实施例一种背照式传感器深沟槽隔离制造工艺及结构中第二次去胶并一次性刻蚀出第一深沟槽以及第二深沟槽的示意图。
[0045]附图中标记：100、第一晶圆；1001、第一正面；1002、第一背面；101、第二晶圆；1010、第二正面；1011、第二背面；200、第一胶层；300、第一图形；301、第二图形；302、第一离子注入区；303、第二离子注入区；400、第二胶层；500、第一深沟槽；600、第二深沟槽。
具体实施方式
[0046]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施方式对本专利技术提出的一种背照式传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种背照式传感器深沟槽隔离制造工艺，包括提供第一晶圆；提供第二晶圆与所述第一晶圆键合；减薄所述第二晶圆；其特征在于包括步骤如下：对减薄后的所述第二晶圆涂覆第一胶层，并显影出第一离子注入区；离子注入所述第一离子注入区；去除所述第一胶层；对所述第二晶圆涂覆第二胶层，并显影出第二离子注入区；离子注入所述第二离子注入区；去除所述第二胶层，采用湿法刻蚀工艺同时形成第一深沟槽和第二深沟槽。2.如权利要求1所述的背照式传感器深沟槽隔离制造工艺，其特征在于：所述湿法刻蚀工艺包括使用刻蚀溶液刻蚀所述第一深沟槽和所述第二深沟槽，所述刻蚀溶液为酸性溶液。3.如权利要求2所述的背照式传感器深沟槽隔离制造工艺，其特征在于：所述酸性溶液由氢氟酸、硝酸及醋酸混合构成，按重量百分比为氢氟酸：硝酸：醋酸＝8％～9％：20.5～21.5％：52～54％的混合比例含有所述氢氟酸、硝酸、醋酸的水溶液。4.如权利要求3所述的背照式传感器深沟槽隔离制造工艺，其特征在于：使用所述酸性溶液刻蚀所述第一深沟槽和所述第二深沟槽之前，需要对所述酸性溶液进行激活，所述激活包括步骤如下：将高掺杂硅浸泡在所述酸性溶液中，浸泡时间为15～30min；...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：上海芯物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：