应用于图像传感器的鳍式场效应晶体管的实现方法技术

本发明专利技术公开了一种应用于图像传感器的鳍式场效应晶体管的实现方法，包括：提供衬底；刻蚀所述衬底形成第一沟槽；其中，两个相邻的第一沟槽之间的部分衬底形成所述鳍式场效应晶体管的鳍片结构；填充保护层至所述第一沟槽，避免所述鳍片结构表面在栅极形成前的工艺步骤中受到损伤；通过刻蚀，去除所述鳍片结构以外的部分衬底，形成孤立的鳍片结构

【技术实现步骤摘要】
应用于图像传感器的鳍式场效应晶体管的实现方法


[0001]本专利技术涉及集成电路领域，尤其涉及一种应用于图像传感器的鳍式场效应晶体管的实现方法
。

技术介绍

[0002]图像传感器是利用像素阵列中光电器件的光电转换功能将感光面上的光像转换为与光像成相应比例关系的电信号，再经过外围电路的处理
、
存储等，从而记录图像信息
。
[0003]图像传感器芯片主要由像素区和外围读出电路区组成
。
在芯片面积不变的前提下，为了满足大像素阵列的需求，需要不断缩减外围电路区中的金属氧化物半导体场效应晶体管
(MOSFET)
的尺寸
。
对于传统的平面型
MOSFET
，在尺寸不断缩减的情况下，为了增加驱动电流则需要减小栅极氧化层的厚度
。
然而，这会导致漏电流的增加和栅极氧化层的击穿
。
因此，当栅极氧化层的厚度被不断减薄并趋近极限时，其他增加驱动电流的方法就应用而生
。
其中一种是把平面型
MOSFET
转变成立体型鳍式场效应晶体管
(FinFET)
，通过栅极多晶硅对鳍式结构的包裹来增加器件的沟道宽度
。
[0004]对于外围的电路应用了
FinFET
的图像传感器，它的鳍片结构
(Fin)
通常是孤立的图案，而并非像逻辑芯片一样常见的密集的图案
。
鳍片结构的角度需要接近垂直，这对于密集图案是比较容易实现的，这是由于刻蚀硅产生的聚合物被密集图案分散，因此图形侧壁附着的聚合物较少
。
而对于孤立图案，由于刻蚀硅的面积更大，产生的聚合物更多，且只有孤立的图形侧壁可以附着，因此其角度很难做到接近垂直
。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术提供了一种应用于图像传感器的鳍式场效应晶体管的实现方法
。
该方法包括：提供衬底；刻蚀所述衬底形成第一沟槽；其中，两个相邻的第一沟槽之间的部分衬底形成所述鳍式场效应晶体管的鳍片结构；填充保护层至所述第一沟槽，避免所述鳍片结构表面在栅极形成前的工艺步骤中受到损伤；通过刻蚀，去除所述鳍片结构以外的部分衬底，形成孤立的鳍片结构
。
[0006]在一些实施例中，所述刻蚀所述衬底形成第一沟槽包括：在所述衬底上形成图形化的第一掩膜层；基于所述图形化的第一掩膜层，刻蚀所述衬底形成所述第一沟槽
。
[0007]在一些实施例中，所述通过刻蚀，去除所述鳍片结构以外的部分衬底，形成孤立的鳍片结构包括：在衬底上方形成图形化的第二掩膜层；基于所述图形化的第二掩膜层，去除部分保护层，并暴露出所述第一掩膜层；通过刻蚀，去除所述鳍片结构以外的第一掩膜层
、
第二掩膜层
、
部分保护层和部分衬底，形成孤立的鳍片结构
。
[0008]在一些实施例中，所述通过刻蚀，去除所述鳍片结构以外的第一掩膜层和部分衬底，形成孤立的鳍片结构之后还包括：去除剩余的保护层，以及所述鳍片结构上表面的第一掩膜层；在所述鳍片结构表面形成栅极氧化层和多晶材料，形成所述鳍式场效应晶体管的栅极结构
。
[0009]在一些实施例中，所述去除剩余的保护层，以及所述鳍片结构上表面的第一掩膜层之前还包括：通过刻蚀，修复所述鳍片结构以外的衬底表面的损伤，使衬底表面平整
。
[0010]在一些实施例中，所述鳍片结构的侧面坡度为
89
至
90
度
。
[0011]在一些实施例中，所述第一掩膜层包括氧化硅
、
氮化硅或氮氧化硅中的至少一种
。
[0012]在一些实施例中，所述第二掩膜层的材料为光刻胶
。
[0013]在一些实施例中，所述保护层的材料为有机抗反射层
。
[0014]在一些实施例中，所述第一沟槽的深宽比大于
3。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下有益效果
。
本专利技术通过先刻蚀出密集图案的垂直鳍片结构，之后通过增加一道光刻和一道刻蚀，去除多余的密集图案，只留下一个孤立的鳍片结构，最后增加一道硅表面损伤去除步骤，修复因两次刻蚀造成的沟槽底部的硅衬底不平整的形貌，降低了刻蚀工艺调试的难度，满足了器件对物理结构的要求
。
附图说明
[0016]本专利技术附图构成本说明书的一部分
、
用于进一步理解本专利技术，附图示出了本专利技术的实施例，并与说明书一起用来说明本专利技术的原理
。
[0017]图1为本专利技术一实施例的一种应用于图像传感器的鳍式场效应晶体管的实现方法的流程示意图
。
[0018]图2至图
11
为图1的鳍式场效应晶体管的实现方法过程中结构的截面示意图
。
具体实施方式
[0019]以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明
。
除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义
。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施例
。
[0020]图1为本专利技术一实施例的一种应用于图像传感器的鳍式场效应晶体管的实现方法的流程示意图，该方法包括以下步骤
。
[0021]步骤
S1
：提供衬底
。
[0022]步骤
S2
：刻蚀所述衬底形成第一沟槽；其中，两个相邻的第一沟槽之间的部分衬底形成所述鳍式场效应晶体管的鳍片结构
。
[0023]步骤
S3
：填充保护层至所述第一沟槽，避免所述鳍片结构表面在栅极形成前的工艺步骤中受到损伤
。
[0024]步骤
S4
：通过刻蚀，去除所述鳍片结构以外的部分衬底，形成孤立的鳍片结构
。
[0025]在一些实施例中，所述刻蚀所述衬底形成第一沟槽包括：在所述衬底上形成图形化的第一掩膜层；基于所述图形化的第一掩膜层，刻蚀所述衬底形成所述第一沟槽
。
[0026]在一些实施例中，所述通过刻蚀，去除所述鳍片结构以外的部分衬底，形成孤立的鳍片结构包括：在衬底上方形成图形化的第二掩膜层；基于所述图形化的第二掩膜层，去除部分保护层，并暴露出所述第一掩膜层；通过刻蚀，去除所述鳍片结构以外的第一掩膜层
、
第二掩膜层
、
部分保护层和部分衬底，形成孤立的鳍片结构
。
[0027]在一些实施例中，所述通过刻蚀，去除所述鳍片结构以外的第一掩膜层和部分衬
底，形成孤立的鳍片结构之后还包括：去除剩余的保护层，以及所述鳍片结构上表面的第一掩膜层；在所述鳍片结构表面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种应用于图像传感器的鳍式场效应晶体管的实现方法，其特征在于，包括：提供衬底；刻蚀所述衬底形成第一沟槽；其中，两个相邻的第一沟槽之间的部分衬底形成所述鳍式场效应晶体管的鳍片结构；填充保护层至所述第一沟槽，避免所述鳍片结构表面在栅极形成前的工艺步骤中受到损伤；通过刻蚀，去除所述鳍片结构以外的部分衬底，形成孤立的鳍片结构
。2.
如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述刻蚀所述衬底形成第一沟槽包括：在所述衬底上形成图形化的第一掩膜层；基于所述图形化的第一掩膜层，刻蚀所述衬底形成所述第一沟槽
。3.
如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过刻蚀，去除所述鳍片结构以外的部分衬底，形成孤立的鳍片结构包括：在衬底上方形成图形化的第二掩膜层；基于所述图形化的第二掩膜层，去除部分保护层，并暴露出所述第一掩膜层；通过刻蚀，去除所述鳍片结构以外的第一掩膜层和部分衬底，形成孤立的鳍片结构
。4.
如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过刻蚀，去除所述鳍片结构以外的第一掩膜层
、
第二掩膜层
、
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海平，杨啸，
申请(专利权)人：格科半导体上海有限公司，
类型：发明
国别省市：