[發(fā)明專利]隔離結(jié)構(gòu)及其形成方法、包括其的圖像傳感器及制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310737755.5
• 申請(qǐng)日: 2013-12-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104217987B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔充碩;文章源;金鍾采;金都煥;魯景旭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 愛(ài)思開(kāi)海力士有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/762
• 分類號(hào): H01L21/762;H01L21/76;H01L27/146
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11363
• 代理人: 俞波;周曉雨

公開(kāi)了一種隔離結(jié)構(gòu)及其形成方法。隔離結(jié)構(gòu)包括：第一隔離結(jié)構(gòu)，具有形成在襯底中的溝槽內(nèi)的絕緣層；以及第二隔離結(jié)構(gòu)，形成在第一隔離結(jié)構(gòu)上。第二隔離結(jié)構(gòu)包括：形成在襯底中的第一雜質(zhì)區(qū)，第一雜質(zhì)區(qū)具有第一雜質(zhì)摻雜濃度；以及第二雜質(zhì)區(qū)，形成為圍繞第一雜質(zhì)區(qū)，第二雜質(zhì)區(qū)具有大于第一摻雜濃度的第二雜質(zhì)摻雜濃度。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求2013年5月31日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)第10-2013-0062477號(hào)和第10-2003-0062478號(hào)的優(yōu)先權(quán)，其全文以引用的方式并入于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的示例性實(shí)施方式涉及半導(dǎo)體器件制造技術(shù)，更具體地，涉及隔離結(jié)構(gòu)和用于形成隔離結(jié)構(gòu)的方法，以及包括隔離結(jié)構(gòu)的圖像傳感器和用于制造圖像傳感器的方法。

背景技術(shù)

圖像傳感器是將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的半導(dǎo)體器件。圖像傳感器可分為電荷耦合器件（CCD）型和互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）型。CMOS型圖像傳感器通常縮寫為“CIS”。CIS可包括以二維排列的多個(gè)像素，每個(gè)像素可通過(guò)隔離結(jié)構(gòu)來(lái)隔離。通過(guò)隔離結(jié)構(gòu)隔離的每個(gè)像素可包括光電二極管（PD）。光電二極管將入射光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。

隨著半導(dǎo)體器件制造技術(shù)的發(fā)展，圖像傳感器的集成度增加。圖像傳感器的高集成度需要像素更小。結(jié)果，像素之間容許的空間更小。像素之間的空間縮減可因?yàn)橄袼刂g的串?dāng)_而導(dǎo)致器件特性劣化。

發(fā)明內(nèi)容

一種用于將多個(gè)器件區(qū)彼此隔離的示例性實(shí)施的隔離結(jié)構(gòu)可包括：第一隔離結(jié)構(gòu)，具有形成在襯底中的溝槽內(nèi)的絕緣層；以及第二隔離結(jié)構(gòu)，形成在第一隔離結(jié)構(gòu)上，第二隔離結(jié)構(gòu)包括：形成在襯底中的第一雜質(zhì)區(qū)，第一雜質(zhì)區(qū)具有第一雜質(zhì)摻雜濃度；以及第二雜質(zhì)區(qū)，形成為圍繞第一雜質(zhì)區(qū)，第二雜質(zhì)區(qū)具有大于第一摻雜濃度的第二雜質(zhì)摻雜濃度。

一種形成用于將多個(gè)器件區(qū)彼此隔離的隔離結(jié)構(gòu)的示例性方法可包括以下步驟：刻蝕襯底以形成溝槽；在襯底中形成非晶區(qū)，非晶區(qū)限定溝槽的底部，且非晶區(qū)具有低于襯底的熔化溫度的熔化溫度；將雜質(zhì)注入至非晶區(qū)中以形成非晶雜質(zhì)區(qū)；以及對(duì)非晶雜質(zhì)區(qū)執(zhí)行退火工藝以激活雜質(zhì)。

形成隔離結(jié)構(gòu)的示例性方法還可包括以下步驟：在形成非晶區(qū)之前或在執(zhí)行退火工藝之后以絕緣層來(lái)填充溝槽；以及在形成非晶區(qū)之前執(zhí)行另一退火工藝以在襯底的背面上形成突出部分。

形成非晶區(qū)還可包括以下步驟：對(duì)襯底執(zhí)行預(yù)非晶化工藝。

執(zhí)行退火工藝以激活雜質(zhì)還可包括以下步驟：執(zhí)行激光退火工藝。

執(zhí)行激光退火工藝可包括以下步驟：使激光束以一定時(shí)間照射在非晶雜質(zhì)區(qū)上以熔化非晶雜質(zhì)區(qū)；以及從非晶雜質(zhì)區(qū)移除激光束以固化非晶雜質(zhì)區(qū)。

將雜質(zhì)注入至非晶區(qū)還可包括以下步驟：注入雜質(zhì)，所述雜質(zhì)起到位于襯底的與器件區(qū)相對(duì)應(yīng)的部分之間的勢(shì)壘的作用。

一種示例性圖像傳感器可包括：襯底；多個(gè)光電轉(zhuǎn)換區(qū)，形成在襯底中，其中光電轉(zhuǎn)換區(qū)中的每個(gè)與圖像傳感器的像素相對(duì)應(yīng)；以及隔離結(jié)構(gòu)，形成在襯底中，位于所述多個(gè)光電轉(zhuǎn)換區(qū)中的每個(gè)之間，隔離結(jié)構(gòu)包括：第一隔離結(jié)構(gòu)，形成在襯底中的溝槽內(nèi)；以及第二隔離結(jié)構(gòu)，相鄰于第一隔離結(jié)構(gòu)而形成，第二隔離結(jié)構(gòu)包括：形成在襯底中的第一雜質(zhì)區(qū)，第一雜質(zhì)區(qū)具有第一雜質(zhì)摻雜濃度；以及第二雜質(zhì)區(qū)，形成為圍繞第一雜質(zhì)區(qū)，第二雜質(zhì)區(qū)具有大于第一雜質(zhì)摻雜濃度的第二雜質(zhì)摻雜濃度。

一種形成圖像傳感器的示例性方法可包括以下步驟：在襯底中形成光電轉(zhuǎn)換區(qū)，光電轉(zhuǎn)換區(qū)中的每個(gè)與圖像傳感器的像素相對(duì)應(yīng)；在襯底中形成位于光電轉(zhuǎn)換區(qū)中的每個(gè)之間的溝槽；在襯底中形成非晶區(qū)，其中非晶區(qū)限定溝槽的底部，并具有低于襯底的熔化溫度的熔化溫度；將雜質(zhì)注入至非晶區(qū)中以形成非晶雜質(zhì)區(qū)；以及通過(guò)熔化非晶雜質(zhì)區(qū)并使熔化的非晶雜質(zhì)區(qū)再結(jié)晶來(lái)激活雜質(zhì)。