[發明專利]圖像傳感器的制造方法

在審

• 申請號: 202110176528.4
• 申請日: 2021-02-07
• 公開（公告）號: CN114914256A
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 楊瑞坤
• 申請（專利權）人: 格科微電子（上海）有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種圖像傳感器的制造方法，至少包括：提供半導體襯底；于所述半導體襯底上形成介質層；刻蝕所述介質層形成至少一個凹槽，并暴露出所述半導體襯底；于所述凹槽內生長外延層；于所述凹槽內的外延層形成相應的半導體器件，至少形成一個場效應晶體管的溝道區、源極和/或漏極。本發明實施例通過在半導體襯底形成外延層作為鰭式場效應晶體管的鰭片，提高了圖像傳感器的像素密度，有效減小圖像傳感器芯片面積。

技術領域

本發明涉及圖像傳感器領域，尤其涉及一種圖像傳感器的制造方法。

背景技術

圖像傳感器是將光信號轉化為電信號的半導體器件，圖像傳感器具有光電轉換元件。相對于傳統平面式晶體管，鰭式場效應晶體管（FinFET）由于具有三維結構的特性，能夠帶來更小的占據面積以及更好的溝道控制能力。因此在高密度互補型金屬氧化物半導體晶體管（CMOS）工藝節點，特別是28 nm以下工藝節點，FinFET成為主要使用的晶體管結構。在圖像傳感器中，隨著像素尺寸的不斷降低，晶體管也需要按需縮小來滿足感光區域的填充因子要求。鰭式場效應晶體管作為一種三維結構晶體管，可以在不降低溝道控制能力的前提下明顯減小晶體管的面積。

發明內容

本發明提供了一種圖像傳感器的制造方法，該方法至少包括：

提供半導體襯底；

于所述半導體襯底上形成介質層；

刻蝕所述介質層形成至少一個凹槽，并暴露出所述半導體襯底；

于所述凹槽內生長外延層；

于所述凹槽內的外延層形成相應的半導體器件，至少形成一個場效應晶體管的溝道區。

在一些實施例中，所述于所述凹槽內的外延層形成相應的半導體器件，至少形成一個場效應晶體管的溝道區、源極和/或漏極還包括：

于所述凹槽內的外延層形成相應的半導體器件，至少形成一個鰭式場效應晶體管的溝道區、源極和/或漏極。

在一些實施例中，在所述于半導體襯底上形成介質層之前，還包括：

于所述半導體襯底形成第一氧化層；

通過離子注入，于所述半導體襯底的像素區形成光電二極管。

在一些實施例中，所述半導體襯底包括邏輯區和像素區；

所述刻蝕所述介質層形成至少一個凹槽，并暴露出所述半導體襯底包括：

刻蝕像素區的介質層，至少形成第二凹槽和第三凹槽，以及邏輯區的介質層，以至少形成第四凹槽。

在一些實施例中，所述于所述凹槽內的外延層形成相應的半導體器件，至少形成一個鰭式場效應晶體管的溝道區、源極和/或漏極還包括：

刻蝕所述多個凹槽內的外延層的部分頂部，形成多個第五凹槽；

氧化保留的外延層的表面，形成第二氧化層；

對所述第三凹槽內保留的外延層進行離子注入，形成浮置擴散區。

在一些實施例中，所述于所述凹槽內的外延層形成相應的半導體器件，至少形成一個鰭式場效應晶體管的溝道區、源極和/或漏極還包括：

于所述外延層上形成第一掩膜層，填充所述多個第五凹槽；其中，所述第二凹槽內的外延層作為所述鰭式場效應晶體管的鰭片；

刻蝕所述鰭片兩側的介質層，形成位于所述鰭片兩側的第六凹槽；

氧化所述鰭片的側表面，形成第三氧化層；

對所述鰭片進行離子注入，形成所述鰭式場效應晶體管的溝道區；

去除所述第一掩膜層；

于所述半導體襯底上方形成第二掩膜層，填充所述第六凹槽。

在一些實施例中，所述于所述凹槽內的外延層形成相應的半導體器件，至少形成一個鰭式場效應晶體管的溝道區、源極和/或漏極還包括：