悬梁结构的形成方法技术

本申请公开了一种悬梁结构的形成方法，包括：通过光刻工艺在衬底上覆盖光阻，暴露出目标区域；进行第一次刻蚀，刻蚀至目标区域的衬底中的第一深度，形成第一沟槽；在第一沟槽表面形成线性氧化层；进行第二次刻蚀，刻蚀至第一沟槽下方的第二深度，在第一沟槽下方形成第二沟槽，第二沟槽的宽度大于第一沟槽的宽度，在进行第二次刻蚀的过程中，通过提高源功率和反应气体中碳元素和氟元素的含量以去除第一沟槽周侧的氧化聚合物；去除线性氧化层。本申请通过在CIS的制作过程中，在刻蚀形成悬梁结构的沟槽的过程中，通过提高源功率和反应气体中碳元素和氟元素的含量以去除沟槽上方周侧的氧化聚合物，从而降低了后续工艺中产生空洞缺陷的几率。缺陷的几率。缺陷的几率。

【技术实现步骤摘要】
悬梁结构的形成方法


[0001]本申请涉及半导体制造
，具体涉及一种悬梁结构的形成方法。

技术介绍

[0002]图像传感器中，互补金属氧化物半导体图像传感器(complementary metal oxide semiconductor contact image sensor，CIS)是采用CMOS器件制作的图像传感器，由于其具有集成度高、供电电压低和技术门槛低等优势，广泛应用于摄影摄像、安防系统、智能便携电话以及医疗电子等领域。
[0003]CIS的感光度与像素区(pixel)的尺寸大小强相关，传统的光电二极管(photo diode，PD)是通过光刻工艺和离子注入工艺形成，会受到光阻的深宽比以及离子注入的深度和浓度的限制。为了在小尺寸的像素上提高感光度，可纵向拓展PD的空间，以避开光阻深宽比的限制，鉴于此，相关技术中提出了在CIS中形成悬梁结构，形成深层的PD后，再形成表面的器件结构，可避开离子注入和光刻的工艺极限。
[0004]然而，在横梁结构的沟槽刻蚀过程中，容易在沟槽开口处堆积氧化聚合物，从而形成空洞缺陷，降低了器件的可靠性和良率。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种悬梁结构的形成方法，可以解决相关技术中提供的CIS的制作方法容易在悬链结构的沟槽开口处堆积氧化聚合物的问题，该方法包括：
[0006]通过光刻工艺在衬底上覆盖光阻，暴露出目标区域；
[0007]进行第一次刻蚀，刻蚀至所述目标区域的衬底中的第一深度，形成第一沟槽；
[0008]在所述第一沟槽表面形成线性氧化层；
[0009]进行第二次刻蚀，刻蚀至所述第一沟槽下方的第二深度，在所述第一沟槽下方形成第二沟槽，所述第二沟槽的宽度大于所述第一沟槽的宽度，在进行第二次刻蚀的过程中，通过提高源功率和反应气体中碳元素和氟元素的含量以去除第一沟槽周侧的氧化聚合物；
[0010]去除线性氧化层。
[0011]在一些实施例中，在进行第二次刻蚀的过程中，还通过降低气压以减少氧化聚合物的停留。
[0012]在一些实施例中，所述第二次刻蚀过程中的气压为200毫托至300毫托。
[0013]在一些实施例中，所述第二次刻蚀过程中的源功率为400瓦至600瓦。
[0014]在一些实施例中，所述方法应用于CIS的制作工艺中。
[0015]在一些实施例中，所述衬底从下而上依次包括硅衬底和形成于所述硅衬底上的外延层。
[0016]在一些实施例中，在进行第二次刻蚀后，所述第二沟槽底部的硅衬底暴露。
[0017]本申请技术方案，至少包括如下优点：
[0018]通过在CIS的制作过程中，在刻蚀形成悬梁结构的沟槽的过程中，通过提高源功率
和反应气体中碳元素和氟元素的含量以去除沟槽上方周侧的氧化聚合物，从而降低了后续工艺中产生空洞缺陷的几率，提高了器件的可靠性和良率。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，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。
[0020]图1是本申请一个示例性实施例提供的悬梁结构的形成方法的流程图；
[0021]图2至图5是本申请一个示例性实施例提供的悬梁结构的形成示意图。
具体实施方式
[0022]下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
[0023]在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0024]在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0025]此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0026]参考图1，其示出了本申请一个示例性实施例提供的悬梁结构的形成方法的流程图，该方法可应用于CIS的制作工艺中(尤其是工艺制程在55纳米(nm)及以下的CIS的制作工艺中)，如图1所示，该方法包括：
[0027]步骤S1，通过光刻工艺在衬底上覆盖光阻，暴露出目标区域。
[0028]参考图2，其示出了通过光刻工艺在衬底上覆盖光阻的剖面示意图。示例性的，如图2所示，通过光刻工艺在衬底上覆盖光阻300，暴露出目标区域，该目标区域是需要进行刻蚀的区域。其中，衬底从下而上依次包括硅衬底210和形成于硅衬底210上的外延层211。
[0029]步骤S2，进行第一次刻蚀，刻蚀至目标区域的衬底中的第一深度，形成第一沟槽。
[0030]参考图3，其示出了进行第一次刻蚀后的剖面示意图。示例性的，如图3所示，第一次刻蚀至外延层211中的第一深度(但不刻穿外延层211)，形成第一沟槽201。
[0031]步骤S3，在第一沟槽表面形成线性氧化层。
[0032]参考图4，其示出了在第一沟槽表面形成线性氧化层的剖面示意图。示例性的，如图4所示，可通过炉管氧化工艺在第一沟槽201的表面形成线性氧化层220。
[0033]步骤S4，进行第二次刻蚀，刻蚀至第一沟槽下方的第二深度，在第一沟槽下方形成第二沟槽，第二沟槽的宽度大于第一沟槽的宽度，在进行第二次刻蚀的过程中，通过提高源功率和反应气体中碳元素和氟元素的含量以去除第一沟槽周侧的氧化聚合物。
[0034]步骤S5，去除线性氧化层。
[0035]参考图5，其示出了形成第二沟槽且去除线性氧化层后的剖面示意图。示例性的，如图5所示，进行第二次刻蚀后，在第一沟槽201下方第二深度的区域形成有第二沟槽202，第一沟槽201和第二沟槽202构成的腔室可作为后续工艺中形成悬梁结构的腔室，第二沟槽202的宽度大于第一沟槽201的宽度，第二沟槽202底部的硅衬底210暴露。由于在进行第二次刻蚀的过程中，通过提高源功率和反应气体中碳元素(C)和氟元素(F)的含量以去除第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种悬梁结构的形成方法，其特征在于，包括：通过光刻工艺在衬底上覆盖光阻，暴露出目标区域；进行第一次刻蚀，刻蚀至所述目标区域的衬底中的第一深度，形成第一沟槽；在所述第一沟槽表面形成线性氧化层；进行第二次刻蚀，刻蚀至所述第一沟槽下方的第二深度，在所述第一沟槽下方形成第二沟槽，所述第二沟槽的宽度大于所述第一沟槽的宽度，在进行第二次刻蚀的过程中，通过提高源功率和反应气体中碳元素和氟元素的含量以去除第一沟槽周侧的氧化聚合物；去除线性氧化层。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在进行第二次刻蚀的过程中，还通...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭理，王玉新，丁佳，郑晓辉，
申请(专利权)人：华虹半导体无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：