沟槽形成方法技术

本申请案涉及沟槽形成方法。提供了在半导体衬底中形成不同深度的沟槽结构的方法。在所述半导体衬底上提供形成第一开口及第二开口的第一掩模。通过所述第一开口及所述第二开口对所述半导体衬底进行蚀刻，由此形成第一沟槽及第二沟槽。将沟槽结构材料沉积在所述第一沟槽及所述第二沟槽中，由此形成第一沟槽结构及第二沟槽结构。在所述第一掩模上提供第二掩模，其中所述第二掩模覆盖所述第一开口且具有叠加在所述第一掩模的所述第二开口之上的第三开口。通过所述第一掩模的所述第二开口及通过所述第二掩模的所述第三开口对所述第二沟槽结构进行蚀刻。槽结构进行蚀刻。槽结构进行蚀刻。

【技术实现步骤摘要】
沟槽形成方法


[0001]本申请案一般来说涉及制造像素及图像传感器，且更特定来说，涉及沟槽形成方法。

技术介绍

[0002]在像素结构中，将光电二极管深埋在半导体衬底内以便减小像素大小并将光电二极管与其它像素元件隔离通常是有利的。提供垂直转移栅极以将电荷载流子从光电二极管转移到例如浮动扩散部的其它像素元件。另外，通常提供例如浅沟槽隔离结构的隔离结构，以将光电二极管与例如一或多个像素晶体管的其它像素元件隔离。
[0003]根据已知方法，在同一半导体衬底上形成垂直转移栅极及隔离结构需要具有至少两个临界掩模的制造工艺，例如，具有隔离结构的临界尺寸的第一硬掩模以及具有垂直转移栅极的临界尺寸的第二硬掩模。此类工艺既费钱又费时。
[0004]因此，需要制造像素及图像传感器的经改进方法。

技术实现思路

[0005]本公开的方面提供一种在半导体衬底中形成沟槽结构的方法，其中所述方法包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上提供第一掩模；在所述第一掩模中形成至少第一开口及第二开口，其中所述第一开口具有第一尺寸并且所述第二开口具有对应第二尺寸；通过所述第一开口及所述第二开口对所述半导体衬底进行蚀刻，由此分别形成第一沟槽及第二沟槽；将沟槽结构材料沉积在所述第一沟槽中及所述第二沟槽中，由此形成第一沟槽结构及第二沟槽结构；在所述第一掩模上提供第二掩模，其中所述第二掩模覆盖所述第一开口且具有叠加在所述第一掩模的所述第二开口之上的第三开口，其中所述第三开口具有对应于所述第一尺寸及所述第二尺寸的第三尺寸，所述第三尺寸大于所述第二尺寸；通过所述第一掩模的所述第二开口及通过所述第二掩模的所述第三开口对所述第二沟槽结构进行蚀刻；以及移除所述第一掩模及所述第二掩模。
附图说明
[0006]参考以下各图描述本专利技术的非限制性及非穷尽性实施例，其中除非另有规定，否则贯穿各个视图，相似元件符号指代相似部件。
[0007]图1是根据本公开的沟槽形成方法的示意性流程图。
[0008]图2A图解说明根据本公开的方法在第一掩模中形成第一开口及第二开口。
[0009]图2B图解说明根据本公开的教导形成第一沟槽及第二沟槽。
[0010]图2C图解说明根据本公开的教导形成第一沟槽结构及第二沟槽结构。
[0011]图2D图解说明根据本公开的教导在第二掩模中形成第三开口。
[0012]图2E图解说明根据本公开的教导对第二沟槽结构进行蚀刻并加深第二沟槽。
[0013]图2F图解说明根据本公开的教导形成光电二极管区域。
[0014]图2G图解说明根据本公开的教导形成隔离层。
[0015]图2H图解说明根据本公开的教导对栅极材料进行沉积。
[0016]图2I图解说明根据本公开的教导形成垂直转移栅极电极。
[0017]图3A图解说明根据本公开的替代方法的第一掩模中第一开口及第二开口的形成。
[0018]图3B图解说明根据本公开的教导形成第一沟槽及第二沟槽。
[0019]图3C图解说明根据本公开的教导形成第一沟槽结构及第二沟槽结构。
[0020]图3D图解说明根据本公开的教导在第二掩模中形成第三开口。
[0021]图3E图解说明根据本公开的教导对第二沟槽结构进行蚀刻。
[0022]图3F图解说明根据本公开的教导形成光电二极管区域。
[0023]图3G图解说明根据本公开的教导形成隔离层。
[0024]图3H图解说明根据本公开的教导对栅极材料进行沉积。
[0025]图3I图解说明根据本公开的教导形成垂直转移栅极电极。
[0026]图4展示根据本公开的教导的部分地形成的像素的布局的实施例。
[0027]图5是根据本公开的教导的图解说明图像传感器的实施例的框图。
[0028]贯穿图式的数个视图，对应元件符号指示对应组件。所属领域的技术人员将了解，各图中的元件是为简单及清晰起见而图解说明的，且未必按比例绘制。举例来说，为了有助于改进对本专利技术的各种实施例的理解，各图中的元件中的一些元件的尺寸可能相对于其它元件而放大。另外，通常未描绘在商业上可行的实施例中有用或必需的常见而众所周知的元件以便促进对本专利技术的这些各种实施例的较不受阻挡的查看。
具体实施方式
[0029]在方面中，本公开提供形成像素及例如互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器的图像传感器的方法。更一般来说，本公开还提供在半导体衬底中形成垂直转移栅极及隔离结构(例如，浅沟槽隔离结构或深沟槽隔离结构)的方法。仍更一般来说，本公开提供在半导体衬底中形成具有不同深度的至少两个沟槽的方法。
[0030]在以下描述中，陈述了众多具体细节以提供对实例的透彻理解。然而，所属领域的技术人员将认识到，本文中所描述的技术可在没有一或多个具体细节的情况下实践，或者利用其它方法、组件、材料等实践。在其它例子中，未详细展示或描述公知结构、材料或操作，以避免使某些方面模糊。
[0031]在本说明书通篇中提及“实施例”或“一些实施例”意味着结合所述实施例所描述的特定特征、结构或特性包含于本专利技术的至少一个实施例中。因此，片语“在一些实施例中”或“在实施例中”在本说明书通篇中的出现不一定都指同一实例。此外，任何实施例的任何特定步骤、特征、结构及/或特性可在一或多个实例中以任何适合方式组合。
[0032]可在本文中为易于描述而使用例如“下面”、“下方”、“下部”、“之下”、“上方”、“上部”等等空间相对术语来描述一个元件或特征与另一元件或特征的关系，如各图中所图解说明。除了各图中所描绘的定向以外，所述空间相对术语还旨在涵盖装置在使用或操作中的不同定向。举例来说，如果翻转各图中的装置，那么描述为在其它元件或特征“下方”或“下面”或“之下”的元件将定向在其它元件或特征“上方”。因此，术语“下方”及“之下”可涵盖上方及下方的定向两者。装置可以其它方式定向(旋转90度或以其它定向)，并且相应地
解释本文中所使用的空间相对描述符。另外，还应理解，当层被称为介于两个层“之间”时，所述层可以是两个层之间的唯一层，或者也可存在一或多个中间层。
[0033]为了促进理解，本公开描述了CMOS图像传感器的背景中的方法。然而，应了解，本公开不应限于制造CMOS图像传感器的方法，而是可应用于非CMOS图像传感器。
[0034]在本公开中，术语“半导体衬底”或“衬底”是指用于在其上形成半导体装置的任何类型的衬底，包含单晶衬底、绝缘体上半导体(SOI)衬底、经掺杂硅体衬底、半导体上外延膜(EPI)衬底等等。此外，尽管将主要关于与基于硅的半导体材料(例如，硅以及硅与锗及/或碳的合金)兼容的材料及工艺而描述各种实施例，但本技术在这方面不受限制。而是，各种实施例可使用任何类型的半导体材料来实施。
[0035]本公开涉及关于不同实施例(包含设备及方法)的若干个术语。对于不同实施例，具有相似名称的术语具有相似含义，除非明确指出。类似地，本公开利用了若干个技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在半导体衬底中形成沟槽结构的方法，所述方法包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上提供第一掩模；在所述第一掩模中形成至少第一开口及第二开口，其中所述第一开口具有第一尺寸并且所述第二开口具有对应第二尺寸；通过所述第一开口及所述第二开口对所述半导体衬底进行蚀刻，由此分别形成第一沟槽及第二沟槽；将沟槽结构材料沉积在所述第一沟槽中及所述第二沟槽中，由此形成第一沟槽结构及第二沟槽结构；在所述第一掩模上提供第二掩模，其中所述第二掩模覆盖所述第一开口且具有叠加在所述第一掩模的所述第二开口之上的第三开口，其中所述第三开口具有对应于所述第一尺寸及所述第二尺寸的第三尺寸，所述第三尺寸大于所述第二尺寸；通过所述第一掩模的所述第二开口及通过所述第二掩模的所述第三开口对所述第二沟槽结构进行蚀刻；以及移除所述第一掩模及所述第二掩模。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一尺寸等于所述第二尺寸，且其中通过所述第一开口及所述第二开口对所述半导体衬底进行蚀刻包括：将所述第一沟槽及所述第二沟槽垂直地蚀刻到第一深度。3.根据权利要求2所述的方法，其中对所述第二沟槽结构进行蚀刻包括：对所述第二沟槽中的所有所述沟槽结构材料进行蚀刻，其中所述方法进一步包括：在对所述第二沟槽中的所有所述沟槽结构材料进行蚀刻之后将所述第二沟槽蚀刻到第二深度，且其中所述第二深度比所述第一深度深。4.根据权利要求3所述的方法，其中对所述第二沟槽结构进行蚀刻包括：使用SiO2湿式蚀刻工艺或SiCoNi干式蚀刻工艺从所述第二沟槽对所述沟槽结构材料进行蚀刻。5.根据权利要求4所述的方法，其中在对所述第二沟槽中的所有所述沟槽结构材料进行蚀刻之后将所述第二沟槽蚀刻到所述第二深度包括：将所述第二沟槽干式蚀刻到所述第二深度。6.根据权利要求3所述的方法，其进一步包括：在移除所述第一掩模及所述第二掩模之后在所述半导体衬底中邻近于所述第二沟槽而形成光电二极管区域。7.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括：在将所述第二沟槽蚀刻到所述第二深度之后将隔离层沉积在所述半导体衬底上及所述第二沟槽中。8.根据权利要求7所述的方法，其进一步包括：在沉积所述隔离层之后将栅极材料沉积在所述隔离层上及所述第二沟槽中。9.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括：对所述栅极材...

【专利技术属性】
技术研发人员：臧辉，
申请(专利权)人：豪威科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：