[發明專利]圖像傳感器的制造方法

在審

• 申請號: 202110342838.9
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113035895A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 孫成洋;錢俊;孫昌;秋沉沉
• 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: 周耀君

本發明提供了一種圖像傳感器的制造方法，包括提供一半導體襯底，所述半導體襯底上形成有第一介質層和第一掩膜層，所述第一介質層和第一掩膜層中形成有淺溝槽隔離結構，所述淺溝槽隔離結構貫穿所述第一介質層和第一掩膜層并延伸至所述半導體襯底中；進行第一刻蝕工藝，去除所述第一掩膜層，并去除部分所述第一介質層；進行第二刻蝕工藝，繼續去除部分所述第一介質層，以達到所述第一介質層的預設厚度；進行離子注入工藝，在所述半導體襯底和所述淺溝槽隔離結構內全注入氟離子，以增加圖像傳感器的抗輻射性；還可以減少圖像傳感器的像素區域的白色像素和暗電流；增強淺溝槽隔離結構的隔離效果。

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，特別涉及一種圖像傳感器的制造方法。

背景技術

地球空間存在帶電粒子，這是衛星在軌工作要經受的環境之一。帶電粒子對衛星及星上的電子設備，電子元器件的功能材料會形成損傷，引起共性能衰退，影響衛星任務的完成，這已由許多在軌工作的衛星發生的異常和故障所證實。隨著衛星技術的發展,在不斷提高衛星性能的同時,其工作壽命長達數月數年,中小規模的集成電路開始用于星載電子設備,輻射效應顯示出對衛星的危害加大,引起對衛星抗輻射加固工作的重視。

當今,衛星已商業化,在世界上已形成了一種產業,國際競爭非常激烈。從適應我國國防建設,國民經濟和社會發展之需要,用戶對衛星性能要求越來越高,即要求衛星提供高的有效載荷比衛星有效載荷重量與衛星總重量之比,又要求衛星在軌自主能力強、精度高、動態性能好。在衛星設計中,需要采用大規模集成電路和星載計算機,以達到長壽命、高可靠、高性能設計要求。但它們的缺陷之一是對輻射敏感,抗輻射能力差,尤其是單粒子翻轉和單粒子鎖定等單粒子效應對其影響更大。電離輻射會使MOS器件界面陷阱密度和半導體襯底摻雜濃度增加,溝道載流子遷移率減少,從而導致閾值電壓漂移、跨導退化和漏極電流下降。

目前抗輻射加固技術主要體現在客戶設計端，主要有以下幾個方面：電荷補充技術、時間濾波技術、空間冗余技術(多種組合電路并聯工作，其中某一電路故障，其余電路也可以正常工作)、編碼技術以及環形柵/H型柵設計。正常柵極的NMOS管會發生邊緣漏電流，場氧漏電流。通過版圖的布局，環形柵/H型柵使得在這個晶體管周圍不存在寄生場晶體管，所以輻射時這個晶體管不會發生場氧漏電流。而在半導體制造工藝還沒有抗輻射加固技術，因此改善MOS器件界面態、提高MOS器件抗輻射能力成為半導體制造工藝中重要的一環。

發明內容

本發明的目的在于提供一種圖像傳感器的制造方法，以有效加固圖像傳感器抗輻射能力。

為解決上述技術問題，本發明提供一種圖像傳感器的制造方法，包括

提供一半導體襯底，所述半導體襯底上形成有第一介質層和第一掩膜層，所述第一介質層和第一掩膜層中形成有淺溝槽隔離結構，所述淺溝槽隔離結構貫穿所述第一介質層和第一掩膜層并延伸至所述半導體襯底中；

進行第一刻蝕工藝，去除所述第一掩膜層，并去除部分所述第一介質層；

進行第二刻蝕工藝，繼續去除部分所述第一介質層，以達到所述第一介質層的預設厚度；

進行離子注入工藝，在所述半導體襯底和所述淺溝槽隔離結構中全注入氟離子，以增加圖像傳感器的抗輻射性。

可選的，所述第二刻蝕工藝為先進過程控制的濕法刻蝕工藝。

可選的，所述第二刻蝕工藝的刻蝕溶液為包含氫氟酸的溶液。

可選的，所述第一介質層的預設厚度為70埃-73埃。

可選的，所述離子注入工藝中，注入能量為175keV-185keV。

可選的，所述離子注入工藝后，所述半導體襯底中的氟離子的濃度為1.2E15cm^-2-1.4E15 cm^-2。

可選的，所述第一刻蝕工藝為濕法刻蝕工藝。