[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件及其制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110880144.0
• 申請日: 2021-08-02
• 公開（公告）號: CN113675229A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 廖英凱;劉人誠;黃冠杰;洪志明;朱怡欣;陳祥麟;江欣益
• 申請（專利權(quán)）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京德恒律治知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

提供具有優(yōu)化的Ge?Si界面的光學傳感器的方法和結(jié)構(gòu)包括提供具有像素區(qū)域和邏輯區(qū)域的襯底。在一些實施例中，該方法還包括在像素區(qū)域內(nèi)形成溝槽。在各個示例中，并且在形成溝槽之后，該方法還包括沿著溝槽的側(cè)壁和底面形成摻雜半導(dǎo)體層。在一些實施例中，該方法還包括在溝槽內(nèi)和摻雜半導(dǎo)體層上方形成鍺層。在一些示例中，并且在形成鍺層之后，該方法還包括在鍺層內(nèi)形成光學傳感器。本發(fā)明的實施例還涉及半導(dǎo)體器件及其制造方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實施例涉及半導(dǎo)體器件及其制造方法。

背景技術(shù)

電子工業(yè)經(jīng)歷了對更小和更快的電子器件的不斷增長的需求，該電子器件同時能夠支持更大數(shù)量的日益復(fù)雜和精密的功能。因此，在半導(dǎo)體工業(yè)中存在制造低成本、高性能和低功率集成電路(IC)的持續(xù)趨勢。迄今為止，這些目標在很大程度上是通過按比例縮小半導(dǎo)體IC尺寸(例如，最小部件尺寸)來實現(xiàn)的，從而提高生產(chǎn)效率并且降低相關(guān)成本。然而，這種縮放也引起了半導(dǎo)體制造工藝的增加的復(fù)雜性。因此，實現(xiàn)半導(dǎo)體IC和器件的持續(xù)進步需要半導(dǎo)體制造工藝和技術(shù)的類似進步。

作為一個示例，半導(dǎo)體傳感器廣泛用于各種應(yīng)用以測量物理、化學、生物和環(huán)境參數(shù)。一些特定類型的半導(dǎo)體傳感器包括氣體傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器和光學圖像傳感器等。在光學圖像傳感器中，暗電流是影響器件性能和可靠性的主要問題。暗電流是在沒有光的情況下流動的電流，可以更通常地描述為存在于光學圖像傳感器中的漏電流。在至少一些情況下，光學圖像傳感器中使用的各個半導(dǎo)體層之間的界面質(zhì)量差可能會導(dǎo)致顯著的暗電流。

因此，現(xiàn)有工藝并未證明在所有方面都完全令人滿意。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實施例提供了一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括：提供包括像素區(qū)域和邏輯區(qū)域的襯底；在所述像素區(qū)域內(nèi)形成溝槽；在形成所述溝槽之后，沿著所述溝槽的側(cè)壁和底面形成摻雜半導(dǎo)體層；在所述溝槽內(nèi)和所述摻雜半導(dǎo)體層上方形成鍺層；以及在形成所述鍺層之后，在所述鍺層內(nèi)形成光學傳感器。

本發(fā)明的另一實施例提供了一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括：提供襯底；在所述襯底上方形成鍺層；在形成所述鍺層之后，沿著所述鍺層的底部形成摻雜層，其中，形成所述摻雜層包括對所述鍺層執(zhí)行離子注入工藝；以及在形成所述摻雜層之后，在所述鍺層內(nèi)形成光學傳感器。

本發(fā)明的又一實施例提供了一種半導(dǎo)體器件，包括：硅(Si)襯底，包括像素區(qū)域和與所述像素區(qū)域相鄰的邏輯區(qū)域；鍺(Ge)層，形成在溝槽中，所述溝槽位于設(shè)置在所述像素區(qū)域內(nèi)的所述硅襯底內(nèi)，其中，沿著所述溝槽的側(cè)壁和底面限定Ge-Si界面，并且其中，傳感器設(shè)置在所述鍺層內(nèi)；以及摻雜區(qū)域，靠近所述Ge-Si界面設(shè)置，其中，所述摻雜區(qū)域阻止所述硅襯底內(nèi)的電子進入所述鍺層。

附圖說明

當結(jié)合附圖進行閱讀時，從以下詳細描述可最佳理解本發(fā)明的各方面。應(yīng)該注意，根據(jù)工業(yè)中的標準實踐，各個部件未按比例繪制。實際上，為了清楚的討論，各個部件的尺寸可以任意地增大或減小。

圖1、圖10、圖18、圖26、圖33、圖42、圖50和圖58示出了根據(jù)一些實施例的制造包括Ge基光學傳感器的半導(dǎo)體器件的各種方法；

圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8和圖9是根據(jù)圖1的方法的一個或多個步驟制造的示例性器件的截面圖；

圖11、圖12、圖13、圖14、圖15、圖16和圖17是根據(jù)圖10的方法的一個或多個步驟制造的示例性器件的截面圖；

圖19、圖20、圖21、圖22、圖23、圖24和圖25是根據(jù)圖18的方法的一個或多個步驟制造的示例性器件的截面圖；

圖27、圖28、圖29、圖30、圖31和圖32是根據(jù)圖26的方法的一個或多個步驟制造的示例性器件的截面圖；

圖34、圖35、圖36、圖37、圖38、圖39、圖40和圖41是根據(jù)圖33的方法的一個或多個步驟制造的示例性器件的截面圖；