一种半导体结构的制作方法技术

本发明专利技术公开了一种半导体结构的制作方法，属于半导体技术领域。所述制作方法包括：提供一衬底；在所述衬底上形成结构层；在所述衬底远离所述结构层一侧的表面上形成牺牲氧化层；刻蚀部分所述牺牲氧化层和部分所述衬底，形成深沟槽；界面修复处理所述深沟槽，并去除所述牺牲氧化层；在所述衬底以及所述深沟槽的底部和侧壁上形成第一介质层；在所述第一介质层上形成第二介质层；以及在所述第二介质层上沉积绝缘介质。通过本发明专利技术提供的一种半导体结构的制作方法，能够降低包括半导体结构的半导体器件的暗电流，提高半导体器件的性能。提高半导体器件的性能。提高半导体器件的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体结构的制作方法


[0001]本专利技术属于半导体
，特别涉及一种半导体结构的制作方法。

技术介绍

[0002]在半导体器件中，CMOS图像传感器(Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensors，CIS)能够将光信号转化为电信号，且具有集成度高、供电的电压低和技术门槛低等优势，被广泛应用于摄影摄像、安防系统、智能便携电话、传真机、扫描仪以及医疗电子等领域。在CMOS图像传感器中，通过离子注入隔离对像素区域进行隔离，但无法满足暗电流（Dark Current，DC）的需要，导致CMOS图像传感器的白色像素（White Pixel）增加，造成CMOS图像传感器的性能降低或失效。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种半导体结构的制作方法，通过本专利技术提供的半导体结构的制作方法，能够降低包括半导体结构的半导体器件的暗电流和白像素，提高半导体器件的性能。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种半导体结构的制作方法，包括：提供一衬底；在所述衬底上形成结构层；在所述衬底远离所述结构层一侧的表面上形成牺牲氧化层；刻蚀部分所述牺牲氧化层和部分所述衬底，形成深沟槽；界面修复处理所述深沟槽，并去除所述牺牲氧化层；在所述衬底以及所述深沟槽的底部和侧壁形成第一介质层；在所述第一介质层上形成第二介质层；以及在所述第二介质层上沉积绝缘介质，形成半导体结构。
[0005]在本专利技术一实施例中，所述界面修复处理包括以下步骤：将带有所述深沟槽的所述衬底放入反应腔室内；在预设温度下向所述反应腔室内，通入强氧化气体，以在所述深沟槽的侧面和底部形成氧化层；所述氧化层和所述牺牲氧化层通过湿法刻蚀去除；以及重复氧化和湿法刻蚀至预设次数。
[0006]进一步的，所述预设温度为20℃~30℃。
[0007]进一步的，所述强氧化气体包括臭氧，所述湿法刻蚀的刻蚀液包括稀氢氟酸。
[0008]进一步的，所述第一介质层的形成过程包括以下步骤：将带有所述深沟槽的所述衬底放入沉积腔室内；向所述沉积腔室内通入第一预设时间的前驱体；通入稳定气体进行吹扫，且吹扫时间为第一吹扫时间；
向所述沉积腔室内通入反应气体进行反应；通入所述稳定气体进行吹扫，且吹扫时间为第二吹扫时间；以及重复上述步骤，形成预设厚度的第一介质层。
[0009]进一步的，所述第二吹扫时间大于所述第一吹扫时间。
[0010]进一步的，所述制作方法还包括在形成所述第一介质层后，对所述第一介质层进行退火处理。
[0011]进一步的，所述第一介质层在氮气和氢气的混合气体的氛围下进行退火。
[0012]进一步的，所述第二介质层包括第一高介电层和第二高介电层，所述第一高介电层形成在所述第一介质层上，所述第二高介电层形成在所述第一高介电层上，且所述第二高介电层的厚度大于所述第一高介电层的厚度。
[0013]进一步的，所述绝缘介质内形成空气间隙，所述空气间隙的顶部与所述衬底的表面齐平，或低于所述衬底的表面。
[0014]综上所述，本专利技术提供一种半导体结构的制作方法，本申请意想不到的技术效果是能够修复深沟槽的刻蚀损伤，确保深沟槽的底部和侧壁的界面平整，减少界面缺陷，提高界面的接触性；能够确保后续的第一介质层与衬底完全接触，避免第二介质层通过缺陷处与衬底接触，减少暗电流的产生；能够提高第一介质层的致密性和减少界面陷阱密度，从而提高隔离效果；形成的深沟隔离结构为多层结构，多层结构之间的界面清晰，接触性良好，能够降低包括半导体结构的CMOS图像传感器的暗电流和白像素，提高CMOS图像传感器的性能。
[0015]当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。
[0017]图1为本专利技术一实施例中衬底和结构层的截面图。
[0018]图2为本专利技术一实施例中在衬底相对于结构层的一侧形成牺牲氧化层的截面图。
[0019]图3为本专利技术一实施例中在牺牲氧化层上定位深沟槽的位置的截面图。
[0020]图4为本专利技术一实施例中在衬底内形成深沟槽的截面图。
[0021]图5为本专利技术一实施例中通过界面修复处理深沟槽以及去除牺牲氧化层的截面图。
[0022]图6为本专利技术一实施例中在衬底和深沟槽内形成第一介质层的截面图。
[0023]图7为本专利技术一实施例中在第一介质层上形成第二介质层的截面图。
[0024]图8为本专利技术一实施例中沉积绝缘介质的截面图。
[0025]图9为本专利技术一实施例中半导体结构的示意图。
[0026]标号说明：100、衬底；200、结构层；110、牺牲氧化层；120、光刻胶层；121、开口；131、深沟槽；130、第一介质层；140、第二介质层；141、第一高介电层；142、第二高介电层；150、绝缘介质；
151、空气间隙；160、深沟隔离结构。
具体实施方式
[0027]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，所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0029]在本专利技术中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所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，如出现术语“第一”、“第二”仅用于描述和区分目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0030]CMOS图像传感器是一种典型的固体成像传感器，通常包括像素单元阵列、行驱动器、列驱动器、时序控制逻辑、AD转换器、数据总线输出接口和控制接口等半导体器件，多个半导体器件通常都被集成在同一块硅片上，且多个半导体器件之间相互隔离。CMOS图像传感器具有体积小、功耗低、价格低、量产等优点，在图像传感器领域占有份额大。本专利技术提供的一种半导体结构的制作方法，采用深沟隔离技术（Deep Trench Isolation，DTI）进行物理隔离，能够减少CMOS图像传感器在制作过程中的缺陷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构的制作方法，其特征在于，包括：提供一衬底；在所述衬底上形成结构层；在所述衬底远离所述结构层一侧的表面上形成牺牲氧化层；刻蚀部分所述牺牲氧化层和部分所述衬底，形成深沟槽；界面修复处理所述深沟槽，并去除所述牺牲氧化层；在所述衬底以及所述深沟槽的底部和侧壁上形成第一介质层；在所述第一介质层上形成第二介质层；以及在所述第二介质层上沉积绝缘介质。2.根据权利要求1所述的半导体结构的制作方法，其特征在于，所述界面修复处理包括以下步骤：将带有所述深沟槽的所述衬底放入反应腔室内；在预设温度下向所述反应腔室内，通入强氧化气体，以在所述深沟槽的侧面和底部形成氧化层；所述氧化层和所述牺牲氧化层通过湿法刻蚀去除；以及重复氧化和湿法刻蚀至预设次数。3.根据权利要求2所述的半导体结构的制作方法，其特征在于，所述预设温度为20℃~30℃。4.根据权利要求2所述的半导体结构的制作方法，其特征在于，所述强氧化气体包括臭氧，所述湿法刻蚀的刻蚀液包括稀氢氟酸。5.根据权利要求1所述的半导体结构的制作方法，其特征在于，所述第一介质层的形成过程包括以下步骤：将带有所述深沟槽的所述衬底放入沉积腔室...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶磊，
申请(专利权)人：合肥晶合集成电路股份有限公司，
类型：发明
国别省市：