[發明專利]阻擋CMOS圖像傳感器HDP淺溝槽填充過程中金屬污染的方法

有效

• 申請號: 201610173365.3
• 申請日: 2016-03-24
• 公開（公告）號: CN105575989B
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 王奇偉;陳昊瑜;范曉;田志
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 智云

本發明提供了一種阻擋CMOS圖像傳感器HDP淺溝槽填充過程中金屬污染的方法，包括：第一步驟：在襯底中刻蝕出淺溝槽；第二步驟：在淺溝槽表面生長一層二氧化硅層；第三步驟：對二氧化硅層執行解耦合氮化處理以使二氧化硅層表面形成氮化處理層；第四步驟：利用HDP沉積二氧化硅層，作為淺溝槽填充。

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，更具體地說，本發明涉及一種阻擋CMOS圖像傳感器HDP(High Density Plasma，高密度等離子體)淺溝槽填充過程中金屬污染的方法。

背景技術

隨著CMOS圖像傳感器的發展，對其性能的要求越來越高，特別是如何降低白色像素的數量。金屬污染是造成CMOS圖像傳感器白像素高的主要原因之一。根據55nm CIS(Contact Image Sensor)工藝流程各道工序的ICPMS(電感耦合等離子體質譜儀)數據的結果，HDP(High Density Plasma，高密度等離子體)制程由于有沉積和濺射刻蝕的循環過程，在濺射刻蝕的過程，會從腔體內部濺射出金屬元素，形成金屬污染源，在后續的熱處理過程當中會擴散到光電二極管內部，這樣會造成白像素升高。

在如圖1所示原有工藝流程的CMOS圖像傳感器HDP淺溝槽填充過程中，像素區域內，利用HDP進行填充以形成淺溝槽隔離。在HDP填充之前，會做一道線性的二氧化硅層104，如圖1所示。然后在進行HDP的填充。由于HDP自身工藝特征會引入金屬污染。在后續的熱處理過程當中，會橫向擴散到光電二極管區域102，這樣就會形成白像素。覆蓋在表面的HDP薄膜由于有潛槽刻蝕硬掩膜層101(一般是SI₃N₄)保護，所以不容易向光電二極管區域102擴散。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在上述缺陷，提供一種能 夠阻止金屬污染向光電二極管內部擴散，從而降低白像素的總數的方法。

為了實現上述技術目的，根據本發明，提供了一種阻擋CMOS圖像傳感器HDP淺溝槽填充過程中金屬污染的方法，包括：

第一步驟：在襯底中刻蝕出淺溝槽；

第二步驟：在淺溝槽表面生長一層二氧化硅層；

第三步驟：對二氧化硅層執行解耦合氮化處理以使二氧化硅層表面形成氮化處理層；

第四步驟：利用HDP沉積二氧化硅層，作為淺溝槽填充。

優選地，在第一步驟中，利用襯底表面的掩膜采用干法刻蝕刻蝕出淺溝槽。

優選地，在第二步驟中，利用場水汽生成生長二氧化硅層。

優選地，二氧化硅層的厚度為介于90A至130A之間。

優選地，二氧化硅層的厚度為110A。

優選地，氮化處理層的厚度為10A-15A。

優選地，氮化處理層的厚度為12A-13A。

優選地，氮化處理層含有SION。

優選地，氮化處理層的主要成分為SION。

針對現有技術中存在的問題，本發明在沉積HDP填充之前執行一道解耦合氮化處理以形成一種主要成分為SION的氮化處理層，利用大多數重金屬在SiO₂的擴散速度要高于SION的特性，阻止金屬污染向光電二極管內部擴散，從而降低白像素的總數。

附圖說明

結合附圖，并通過參考下面的詳細描述，將會更容易地對本發明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優點和特征，其中：

圖1示意性地示出了原有工藝流程的CMOS圖像傳感器HDP淺溝槽填充過程的示意圖。