一种背照式图像传感器的半导体结构及其制作方法与流程

本发明属于半导体，特别涉及一种背照式图像传感器的半导体结构及其制作方法。

背景技术：

1、随着集成电路的内部元件的集成度不断地提升，相邻元件之间的距离缩短，相邻元件之间电子干扰的可能性也随之提高，深沟槽隔离技术在现今的半导体技术中得到较为广泛的应用，使得各种器件例如模拟、数字和高压等集成在一起，而不会引起干扰。例如，在背照式图像传感器中，采用深沟槽隔离结构进行像素区隔离，以获得较好的成像效果。但在深沟槽隔离技术中，容易出现深沟槽隔离良率差问题，导致芯片良率低，不利于半导体技术的发展。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种背照式图像传感器的半导体结构及其制作方法，在深沟槽形成过程中，减少气泡缺陷产生，提高半导体结构的良率，从而提高半导体器件的性能和良率。

2、为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

3、本发明还提供一种背照式图像传感器的半导体结构，至少包括：

4、衬底；

5、多个深沟槽，设置在所述衬底内；

6、内衬氧化层，设置在所述深沟槽的侧壁和底部以及所述衬底上；

7、高介电介质层，设置在所述内衬氧化层上；

8、第一氧化层，设置在所述高介电介质层上，所述第一氧化层填充至所述深沟槽的顶部，且所述第一氧化层在所述深沟槽内形成空气间隙，所述空气间隙的顶部低于所述深沟槽的顶部；

9、第二氧化层，形成在所述第一氧化层上，所述第二氧化层和所述第一氧化层的应力类型相反，所述第一氧化层和所述第二氧化层结合后压力类型为压应力。

10、所述第一氧化层的应力类型为拉应力。

11、在本发明一实施例中，所述第二氧化层的应力类型为压应力。

12、本发明还提供一种背照式图像传感器的半导体结构的制作方法，至少包括以下步骤：

13、提供一衬底；

14、在所述衬底内形成多个深沟槽；

15、在所述深沟槽的侧壁和底部以及所述衬底上形成内衬氧化层；

16、在所述内衬氧化层上形成高介电介质层上

17、在所述高介电介质层上通过第一沉积工艺形成第一氧化层，所述第一氧化层填充至所述深沟槽的顶部，且所述第一氧化层在所述深沟槽内形成空气间隙；

18、对所述第一氧化层进行烘烤工艺处理；

19、在所述第一氧化层上通过第二沉积工艺形成第二氧化层，所述第二氧化层和所述第一氧化层的应力相反，所述第一氧化层和所述第二氧化层结合后压力类型为压应力。

20、在本发明一实施例中，所述第一沉积工艺为高深宽比工艺，且所述第一沉积工艺的反应温度为380℃~400℃。

21、在本发明一实施例中，所述烘烤工艺包括：在预设烘烤温度下，通入设定流量的气体，反应预设时间后，完成对所述第一氧化层的所述烘烤工艺处理。

22、在本发明一实施例中，所述烘烤温度为300℃~350℃。

23、在本发明一实施例中，所述气体包括氦气，且所述气体的流量为8000sccm~10000sccm。

24、在本发明一实施例中，所述第二沉积工艺为等离子增强正硅酸乙酯层沉积工艺，且所述第二沉积工艺的反应温度为300℃~350℃。

25、综上所述，本发明提供一种背照式图像传感器的半导体结构及其制作方法，意想不到的效果是能够减少高深宽比工艺制备的沉积膜的水氧残余物，提高高深宽比工艺制备的沉积膜质量，避免后续产生气泡缺陷，提高后续制备的半导体器件的性能。能够使得膜层应力表现为压应力，从而避免因拉应力膜层与衬底表面粘附性差的问题，减少膜层气泡缺陷的产生。制备的深沟槽隔离结构能够提高相邻元器件之间的光学和电学隔离，减少暗电流串扰和寄生光污染等情况，提高半导体结构的可靠性。在较好去除水氧残余物的同时，减少资源的浪费，节约生产时间，提高生产效率。

26、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

技术特征：

1.一种背照式图像传感器的半导体结构，其特征在于，至少包括：

2.根据权利要求1所述的背照式图像传感器的半导体结构，其特征在于，所述第一氧化层的应力类型为拉应力。

3.根据权利要求1所述的背照式图像传感器的半导体结构，其特征在于，所述第二氧化层的应力类型为压应力。

4.一种背照式图像传感器的半导体结构的制作方法，其特征在于，至少包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的背照式图像传感器的半导体结构的制作方法，其特征在于，所述第一沉积工艺为高深宽比工艺，且所述第一沉积工艺的反应温度为380℃~400℃。

6.根据权利要求4所述的背照式图像传感器的半导体结构的制作方法，其特征在于，所述烘烤工艺包括：在预设烘烤温度下，通入设定流量的气体，反应预设时间后，完成对所述第一氧化层的所述烘烤工艺处理。

7.根据权利要求6所述的背照式图像传感器的半导体结构的制作方法，其特征在于，所述烘烤温度为300℃~350℃。

8.根据权利要求6所述的背照式图像传感器的半导体结构的制作方法，其特征在于，所述气体包括氦气，且所述气体的流量为8000sccm~10000sccm。

9.根据权利要求4所述的背照式图像传感器的半导体结构的制作方法，其特征在于，所述第二沉积工艺为等离子增强正硅酸乙酯层沉积工艺，且所述第二沉积工艺的反应温度为300℃~350℃。

技术总结
本发明公开了一种背照式图像传感器的半导体结构及其制作方法，属于半导体技术领域。所述背照式图像传感器的半导体结构包括：衬底；多个深沟槽，设置在所述衬底内；内衬氧化层，设置在所述深沟槽的侧壁和底部以及所述衬底上；高介电介质层，设置在所述内衬氧化层上；第一氧化层，设置在所述高介电介质层上，所述第一氧化层填充至所述深沟槽的顶部，且所述第一氧化层在所述深沟槽内形成空气间隙，所述空气间隙的顶部低于所述深沟槽的顶部；第二氧化层，形成在所述第一氧化层上，所述第一氧化层和所述第二氧化层结合后压力类型为压应力。通过本发明提供的一种背照式图像传感器的半导体结构及其制作方法，改善衬底与膜层表面的气泡缺陷。

技术研发人员：阮钢,张伟,罗钦贤,陈有德
受保护的技术使用者：合肥晶合集成电路股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15