反射膜生长的方法技术

本文描述了用于形成反射膜的方法和装置。在基板表面上形成衬垫，接着形成反射层，以使得在衬垫和反射层的形成之间不存在氧暴露。在一些实施方式中，通过在结构的顶部抑制生长的同时，用反射材料部分填充结构，使基板的顶部再活化，且随后用反射材料填充结构来用反射材料填充高深宽比结构。料填充高深宽比结构。料填充高深宽比结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】反射膜生长的方法


[0001]本公开内容的多个实施方式一般涉及反射层的形成。具体而言，本公开内容的多个实施方式提供了在高深宽比(high aspect ratio，HAR)结构中生长反射膜的方法和设备。

技术介绍

[0002]许多现代电子成像装置，诸如在数码相机、计算机和蜂窝电话中发现的这些设备，皆使用包括像素阵列的数字图像传感器。像素将光转换为电荷。然而，像素接收的一些光未被吸收，且或被传递至下层装置部件中。在一些装置中，未被吸收的光会散射至相邻像素中，从而导致串扰。未被吸收的光和串扰或散射光会降低像素的精度和寿命。
[0003]为了最小化或防止串扰，接触图像传感器(contact image sensor，CIS)的个别像素通过称为深沟隔离(deep trench isolation，DTI)的结构/技术与相邻像素隔离开。深沟隔离使用在CIS的光感测区域之间的基板表面中形成的高深宽比结构。深沟隔离通常使用反射材料堆叠物来减少相邻像素之间的光学串扰，且进而提高CIS的量子效率。反射材料必须具有高反射性，以提供良好的光学隔离。
[0004]另外，由于对基板的金属选择性，因此通过化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)来使金属膜(例如铝)生长可能是艰巨的任务。例如，CVD铝甚至在稍微暴露于空气中的基板上不生长，或仅展示出最小生长。
[0005]此外，在高深宽比结构的底部中形成膜可能是困难的。如图1中所示，在一些高深宽比DTI结构10中，结构10的顶部部分12填充有反射材料16，而结构的底部部分14保持未填充。未填充部分降低了像素隔离的效能。
[0006]因此，需要用于沉积反射材料的方法和用于改进高深宽比结构中的DTI的方法。

技术实现思路

[0007]本公开内容的一个或多个实施方式针对形成反射膜堆叠物的方法。在基板上形成衬垫，且在衬垫上形成反射层。反射层在与衬垫相同的处理工具内形成，而中间不暴露于氧。
[0008]本公开内容的多个其他实施方式针对形成反射膜堆叠物的方法。在具有至少一个形成于基板中的结构的基板上形成共形衬垫。至少一个结构具有底部和侧壁。将基板暴露于生长抑制剂以使基板的顶部部分钝化(deactivate)。在至少一个结构内的衬垫上形成到被抑制的厚度的反射层。使基板的顶部部分再活化。用反射层填充至少一个结构。
[0009]本公开内容的多个其他实施方式针对一种包括指令的非暂时性计算机可读介质，这些指令在由处理工具的控制器执行时使处理工具执行以下操作：在连接至中央传送站的第一处理腔室中的基板上沉积共形衬垫，所述中央传送站中具有机器人；将基板从第一处理腔室移动至连接至中央传送站的第二处理腔室，以使得基板不暴露于氧；在第一处理腔室、中央传送站或第二处理腔室中的一个或多个中将基板暴露于生长抑制剂；在第二处理
腔室中的衬垫上形成反射层；且将基板暴露于再活化剂中。
附图说明
[0010]为了可详细理解本公开内容的上述结构，可参照多个实施方式对上文简明概述的本公开内容进行更详细的描述，这些实施方式中的一些实施方式在附图中示出。然而，应注意，附图仅示出了本公开内容的多个典型实施方式，且因此不应被认为是对本公开内容范围的限制，这是因为本公开内容可容许其他多个等效的实施方式。
[0011]图1展示具有未被填充的底部段的现有技术CIS；
[0012]图2示出根据本公开内容的一个或多个实施方式的膜堆叠物；
[0013]图3A至图3G示出根据本公开内容的一个或多个实施方式的形成反射堆叠物的工艺；和
[0014]图4示出与根据本公开内容的一个或多个实施方式的方法一起使用的处理工具。
具体实施方式
[0015]在描述本公开内容的几个例示性实施方式之前，应理解，本公开内容不限于在以下描述中所阐述的构造或处理步骤的细节。本公开内容能够具有多个其他实施方式且能够以各种方式实践或进行。
[0016]如本说明书和所附权利要求中所使用，术语“基板”指表面或表面的部分，处理作用于该表面或表面的部分上。本领域技术人员亦将理解，除非上下文另外明确指示，否则对基板的引用亦可仅指基板的部分。另外，对在基板上沉积的引用可意指裸基板和在基板上沉积或形成一个或多个膜或结构的基板两者。
[0017]如本文所使用，“基板”指在制造工艺期间在上面进行膜处理的任何基板或基板上形成的材料表面。例如，可在上面进行处理的基板表面包括视应用而定的诸如硅、氧化硅、应变硅、绝缘体上硅(silicon on insulator，SOI)、碳掺杂氧化硅、非晶硅、掺杂硅、锗、砷化镓、玻璃、蓝宝石的材料和诸如金属、金属氮化物、金属合金和其他导电材料的任何其他材料。基板包括但不限于半导体晶片。可将基板暴露于预处理工艺以抛光、蚀刻、还原、氧化、羟基化、退火、UV固化、电子束固化和/或烘烤基板表面。除了直接在基板本身的表面上进行膜处理之外，在本公开内容中，如下文更详细地公开，所公开的任何膜处理步骤亦可在形成于基板上的底层上进行，且术语“基板表面”旨在包括如上下文指示的此类底层。因此，例如，在膜/层或部分膜/层已沉积在基板表面上的情况下，新沉积膜/层的暴露表面成为基板表面。
[0018]本公开内容的一些实施方式涉及通过化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)来使铝(Al)薄膜生长的方法。一些实施方式有利地提供了用于基板上金属膜生长的方法，而不考虑化学终止(chemical termination)。作为一个沉积腔室中的基板上的第一沉积，使用衬垫膜来使一些实施方式的CVD铝膜生长。根据一些实施方式，具有衬垫的基板在高真空下被传送至第二沉积腔室，以生长具有良好反射率的金属膜。
[0019]本公开内容的一个或多个实施方式提供了光学隔离接触图像传感器中的像素的有效方法。在一些实施方式中，沉积金属膜(例如CVD铝)具有高反射率。一些实施方式的金属膜用于填充像素之间的间隙，从而防止或最小化像素串扰。一些实施方式提供了用于深
沟隔离的具有比当前方法更高的信噪比的方法。一些实施方式提供了用于深沟隔离的提供增强装置效能的方法。
[0020]本公开内容的一些实施方式有利地提供了用于生长具有极佳生长行为的CVD铝膜的方法。在一些实施方式中，衬垫材料(例如TiAlC)为铝生长提供了极佳表面。在一些实施方式中，使用TiAlC作为衬垫材料，可将原位CVD铝沉积在通常用于半导体制造中的基板上。一些实施方式有利地提供了用于可完全填充深宽比是50:1的沟道的金属间隙填充的方法。一些实施方式提供了没有或具有最小量接缝或孔洞的间隙填充方法。
[0021]在接触图像传感器(CIS)应用中，钨(W)习用地用于像素的深沟隔离(DTI)。本公开内容的一个或多个实施方式提供了用于沉积高反射率CVD膜(例如CVD Al膜)以代替钨以增强组件效能的方法。
[0022]在一些实施方式中，衬垫选择影响CVD铝膜生长。本公开内容本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种形成反射膜堆叠物的方法，所述方法包含以下步骤：在基板上形成衬垫；和在所述衬垫上形成反射层，所述反射层在与所述衬垫相同的处理工具内形成，而中间不暴露于氧。2.如权利要求1所述的方法，其中所述衬垫包含TiAlC或以下物质的一种或多种：钛(Ti)、钽(Ta)、钴(Co)、镍(Ni)、钼(Mo)或铝(Al)。3.如权利要求2所述的方法，其中所述衬垫包含钛且使用TiCl4、四(二甲胺基)钛(TDMAT)或1
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甲基
‑
3,6
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双(三甲硅基)
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1,4
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环己二烯来沉积。4.如权利要求2所述的方法，其中所述衬垫包含钽且使用TaCl5或五(二甲胺基)钽(PDMAT)的一种或多种来沉积。5.如权利要求2所述的方法，其中所述衬垫包含钴且使用六羰基叔丁基乙炔二钴(CCTBA)来沉积。6.如权利要求2所述的方法，其中所述衬垫包含镍且使用四(三氟膦)镍(Ni(PF3)4)来沉积。7.如权利要求2所述的方法，其中所述衬垫包含铝且使用氢化二甲基铝(DMAH)、三乙基铝(TEA)或三甲基铝TMA)的一种或多种来沉积。8.如权利要求2所述的方法，其中所述衬垫具有至范围内的厚度。9.如权利要求1所述的方法，其中所述反射层包含铝、钨、钼或铜的一种或多种。10.如权利要求9所述的方法，其中所述反射层具有与所述衬垫不同的成分。11.如权利要求9所述的方法，其中所述反射层包含铝且使用氢化二甲基铝(DMAH)、三乙基铝(TEA)或三甲基铝(TMA)的一种或多种来沉积。12.如权利要求9所述的方法，其中所述反射层包含钨且使用五氯化钨(WCl5)来沉积。13.如权利要求9所述的方法，其中所述反射层包含钼且使用五氯化钼(MoCl5)或二氯二氧化钼(M...

【专利技术属性】
技术研发人员：李路平，杰奎琳，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：