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【技术实现步骤摘要】
本申请涉及集成电路,特别是涉及一种半导体结构的制备方法及半导体结构。
技术介绍
1、随着半导体工艺的发展,对图像传感器(cmos image sensor,cis)的感光性能也提出了更高的要求。
2、但在传统的背照式(backside illumination,bsi)制程工艺中,由于在前段制程中通过高能量的离子植入方式形成功能区域,会对晶圆造成损伤,导致有光照入时,相邻的功能区域以及功能区域与其他结构之间存在串扰。
技术实现思路
1、基于此,有必要针对传统技术中,图像传感器的功能区和其他结构之间存在串扰的问题,提供一种半导体结构及其制备方法。
2、为了实现上述目的,一方面,本申请提供了一种半导体结构的制备方法,包括:
3、提供衬底,所述衬底中形成有多个浅沟槽隔离结构;
4、于所述衬底内形成第一阻挡层;其中,所述第一阻挡层与所述浅沟槽隔离结构的底部接触;
5、去除位于所述第一阻挡层远离所述浅沟槽隔离结构一侧的所述衬底,以露出所述第一阻挡层的第一表面;
6、于所述第一阻挡层的第一表面上形成功能叠层,所述功能叠层包括多层功能层,各所述功能层的材料不同;
7、于所述功能叠层上形成第二阻挡层;
8、于所述功能叠层和所述第二阻挡层内形成多个间隔排布的深沟槽隔离结构,所述深沟槽隔离结构与所述浅沟槽隔离结构对应设置。
9、在其中一个实施例中,于所述第一阻挡层的第一表面上形成功能叠层,包括:
10、于所述第一阻挡层的第一表面沉积第一材料形成第一功能层;
11、于所述第一功能层上沉积第二材料形成第二功能层;
12、于所述第二功能层上沉积第三材料形成第三功能层,以形成所述功能叠层;其中,所述第一材料、所述第二材料和所述第三材料不同,且分别包括第va族元素的一种。
13、在其中一个实施例中,所述第一材料包括磷化硅,所述第二材料包括砷化硅,所述第三材料包括锑化硅。
14、在其中一个实施例中,所述于所述功能叠层和所述第二阻挡层内形成多个间隔排布的深沟槽隔离结构,包括:
15、于所述功能叠层和所述第二阻挡层内形成多个第一沟槽,所述多个第一沟槽间隔排布;
16、于所述第一沟槽内沉积硼化硅形成初始沟槽结构;
17、对所述初始沟槽结构进行热处理,使得所述硼化硅中硼元素和硅元素分离,以在所述第一沟槽的槽壁形成第一隔离层,以及在所述第一沟槽的中间区域形成第二隔离层,其中,所述第二隔离层的厚度高于所述第一隔离层的厚度。
18、在其中一个实施例中,所述第一隔离层为硼层,所述第二隔离层为二氧化硅层,其中,所述硼层围绕所述二氧化硅层设置。
19、在其中一个实施例中,所述方法还包括:
20、于所述第二阻挡层表面形成多个间隔设置的隔离栅极,所述隔离栅极与所述深沟槽隔离结构对应设置;其中,所述隔离栅极包括多个层叠设置的金属层;
21、于相邻两个所述隔离栅极之间形成滤光片,所述滤光片与所述功能叠层对应设置。
22、在其中一个实施例中,所述于所述第二阻挡层表面形成多个间隔设置的隔离栅极,包括:
23、于所述第二阻挡层上形成氧化钽层;
24、于所述氧化钽层上形成铝层;
25、于所述铝层上形成氮化钛层;
26、对所述氧化钽层、所述铝层和所述氮化钛层内进行刻蚀,形成多个间隔设置的隔离栅极。
27、在其中一个实施例中,所述于所述衬底内形成第一阻挡层,包括:
28、于所述衬底的表面朝所述浅沟槽隔离结构底部所在方向的衬底注入硼元素,以形成所述第一阻挡层。
29、上述半导体结构的制备方法,包括提供衬底,于所述衬底内形成第一阻挡层,去除位于所述第一阻挡层远离所述浅沟槽隔离结构一侧的所述衬底,以露出所述第一阻挡层的第一表面,于第一阻挡层的第一表面形成功能叠层,于功能叠层上形成第二阻挡层,并于功能叠层和第二阻挡层内形成多个间隔排布的深沟槽隔离结构,相较于传统工艺中在前段制程中通过离子注入工艺向浅沟槽隔离结构底部进行高能离子注入的方式形成功能层,本申请在去除第一阻挡层第一表面的衬底之后,通过沉积工艺于第一阻挡层的第一表面形成功能叠层,再对功能叠层进行刻蚀形成深沟槽隔离结构,这样能够避免对功能叠层周围的深沟槽隔离结构和第一阻挡层造成损伤,从而可避免在相邻的功能叠层之间出现串扰;同时,硼元素与功能叠层底部边缘的va族元素结合形成第一阻挡层,可将功能叠层、深沟槽隔离结构等结构和衬底隔离,避免在功能叠层和其他结构层之间产生串扰,以提高由该半导体结构的制备方法制备的图像传感器的图像质量。
30、第二方面,本申请还提供了一种半导体结构,包括:
31、衬底,所述衬底中形成有多个浅沟槽隔离结构;
32、第一阻挡层,所述第一阻挡层与所述浅沟槽隔离结构的底部接触;
33、功能叠层,位于所述第一阻挡层第一表面,所述功能叠层包括多层功能层,各所述功能层的材料不同;
34、第二阻挡层,位于所述功能叠层远离所述第一阻挡层方向的表面;
35、多个深沟槽隔离结构,位于所述功能叠层和所述第二阻挡层内,所述深沟槽隔离结构间隔排布,且与所述浅沟槽隔离结构对应设置。
36、在其中一个实施例中,所述深沟槽隔离结构包括第一隔离层和第二隔离层,所述第二隔离层位于所述深沟槽隔离结构的中间区域,所述第一隔离层围绕所述第二隔离层设置,其中,所述第一隔离层为硼层,所述第二隔离层为二氧化硅层。
37、上述半导体结构,包括衬底、第一阻挡层、功能叠层、第二阻挡层和多个深沟槽隔离结构。其中,衬底中形成有多个浅沟槽隔离结构,第一阻挡层与浅沟槽隔离结构的底部接触,功能叠层位于第一阻挡层的第一表面,第二阻挡层位于功能叠层远离第一阻挡层一侧的表面。其中,第一阻挡层可以隔离功能叠层、深沟槽隔离结构等结构与衬底,避免衬底与功能叠层、深沟槽隔离结构之间出现串扰;深沟槽隔离结构包括第一隔离层和第二隔离层,第一隔离层为硼层,硼和功能叠层边缘的va族元素结合形成的第一隔离层相较于传统的二氧化硅层具有更好的致密性,其可以隔离不同的功能叠层,避免相邻的功能叠层之间出现串扰。
38、本申请意想不到的技术效果是:相较于传统工艺中在前段制程中通过离子注入工艺向浅沟槽隔离结构底部进行高能离子注入的方式形成功能层,本申请在去除第一阻挡层第一表面的衬底之后,通过沉积工艺于第一阻挡层的第一表面形成功能叠层,再对功能叠层进行刻蚀形成深沟槽隔离结构,这样能够避免对功能叠层周围的深沟槽隔离结构和第一阻挡层造成损伤,从而可避免在相邻的功能叠层之间出现串扰;同时,硼元素与功能叠层底部边缘的va族元素结合形成第一阻挡层,可将功能叠层、深沟槽隔离结构等结构和衬底隔离,避免在功能叠层和其他结构层之间产生串扰,以提高图像传感器的图像质量。
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1.一种半导体结构的制备方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,于所述第一阻挡层的第一表面上形成功能叠层,包括:
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述第一材料包括磷化硅,所述第二材料包括砷化硅,所述第三材料包括锑化硅。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述于所述功能叠层和所述第二阻挡层内形成多个间隔排布的深沟槽隔离结构,包括:
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述第一隔离层为硼层,所述第二隔离层为二氧化硅层,其中,所述硼层围绕所述二氧化硅层设置。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述于所述第二阻挡层表面形成多个间隔设置的隔离栅极,包括:
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述于所述衬底内形成第一阻挡层,包括:
9.一种半导体结构,其特征在于,包括:
10.根据权利要求9所述的半导体结构,其特征在于,所述深沟槽隔离结构包括第一隔离层和第二隔离
...【技术特征摘要】
1.一种半导体结构的制备方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,于所述第一阻挡层的第一表面上形成功能叠层,包括:
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述第一材料包括磷化硅,所述第二材料包括砷化硅,所述第三材料包括锑化硅。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述于所述功能叠层和所述第二阻挡层内形成多个间隔排布的深沟槽隔离结构,包括:
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述第一隔离层为硼层,所述第二隔离层为二氧化硅层,其中,所述硼层围绕所述二氧化硅层设置。
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【专利技术属性】
技术研发人员:陈维邦,
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:
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