一种半导体结构及其制作方法与流程

本发明属于半导体，特别涉及一种半导体结构及其制作方法。

背景技术：

1、cis（cmos image sensor）图像传感器是互补金属氧化物半导体图像传感器，能够将光信号转换为电信号，并通过读出电路转为数字化信号，广泛应用于视觉领域，是摄像头模组的核心元器件。

2、在cis图像传感器中，包括分为逻辑区和像素区，逻辑区和像素区中包括多个半导体器件，不同半导体器件之间通过浅沟槽隔离结构(shallow trench isolation，sti)进行隔离。在不同区域中，sti的深度不同，在制作过程中，易导致半导体器件漏电、性能及可靠性下降等问题，限制cis图像传感器的发展。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种半导体结构及其制作方法，能够提高半导体结构的形成质量，减少漏电，提升了半导体器件性能、稳定性及可靠性。

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、本发明提供一种半导体结构，至少包括：

4、衬底，包括并列设置的第一区域和第二区域；

5、垫氮化层，设置在所述衬底上；

6、补偿氮化层，设置在所述垫氮化层上；

7、第一浅沟槽，设置在所述第一区域内；

8、第二浅沟槽，与所述第一浅沟槽并列设置在所述第二区域内；

9、绝缘介质，设置在所述第一浅沟槽和所述第二浅沟槽内，所述绝缘介质的表面与补偿氮化层的表面齐平。

10、在本发明一实施例中，所述绝缘介质包括第一绝缘介质，位于所述第一浅沟槽和/或所述第二浅沟槽侧壁的所述第一绝缘介质的最高处与所述垫氮化层的表面齐平

11、在本发明一实施例中，所述绝缘介质包括第二绝缘介质，所述第二绝缘介质设置在所述第一绝缘介质上，所述第二绝缘介质的顶部与所述补偿氮化层的表面齐平。

12、在本发明一实施例中，所述垫氮化层和所述补偿氮化层的材料相同。

13、在本发明一实施例中，所述第二浅沟槽的深度大于所述第一浅沟槽的深度。

14、本发明还提供一种半导体结构的制作方法，至少包括以下步骤：

15、提供一衬底，所述衬底包括并列设置的第一区域和第二区域；

16、在所述衬底上形成垫氮化层；

17、在所述垫氮化层上形成补偿氮化层；

18、在所述第一区域内形成第一浅沟槽；

19、在所述第二区域内形成第二浅沟槽，所述第二浅沟槽与所述第一浅沟槽并列设置；

20、在所述第一浅沟槽和所述第二浅沟槽内形成绝缘介质，所述绝缘介质的表面与补偿氮化层的表面齐平。

21、在本发明一实施例中，所述制作方法还包括：

22、所述衬底上形成垫氧化层；

23、在所述垫氧化层上形成所述垫氮化层；

24、刻蚀部分所述垫氮化层、所述垫氧化层和所述衬底，形成所述第一浅沟槽和所述第二浅沟槽，且所述第二区域上剩余的所述垫氮化层的厚度小于所述第一区域上的所述垫氮化层的厚度；

25、在所述第一浅沟槽和所述第二浅沟槽内沉积第一绝缘介质；以及

26、平坦化所述第一绝缘介质和所述垫氮化层，直至所述第一绝缘介质与所述第一浅沟槽和所述第二浅沟槽两侧的所述垫氮化层齐平。

27、在本发明一实施例中，所述制作方法还包括：

28、在所述第一绝缘介质和所述垫氮化层上形成补偿氮化层；

29、刻蚀部分所述补偿氮化层，形成凹部，所述凹部与所述第一绝缘介质对准；

30、在所述凹部内沉积第二绝缘介质，直至覆盖所述补偿氮化层；

31、平坦化所述第二绝缘介质，直至与所述凹部两侧的所述补偿氮化层齐平；以及

32、去除所述补偿氮化层和所述垫氮化层，形成第一浅沟槽隔离结构和第二浅沟槽隔离结构。

33、在本发明一实施例中，所述第一浅沟槽隔离结构和/或所述第二浅沟槽隔离结构与所述垫氧化层之间的台阶高度为40nm~50nm。

34、在本发明一实施例中，平坦化所述第一绝缘介质时的研磨液中的氢氟酸的比例，大于平坦化所述第一绝缘介质和所述垫氮化层时的研磨液中的氢氟酸的比例。

35、综上所述，本发明提供的一种半导体结构及其制作方法，通过对半导体结构的制作方法进行改进，本申请意想不到的效果是提高浅沟槽隔离结构的台阶高度，减少对半导体器件的影响。能够实现凹部和浅沟槽的自对准，提高浅沟槽隔离结构的性能，且不需要额外增加掩膜版的数量，降低掩膜版成本。半导体器件漏电问题得以改善，提升了半导体器件性能、稳定性及可靠性，且提高半导体结构的制作方法的适用性。

36、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所述的半导体结构，其特征在于，所述绝缘介质包括第一绝缘介质，位于所述第一浅沟槽和/或所述第二浅沟槽内的所述第一绝缘介质的最高处与所述垫氮化层的表面齐平。

3.根据权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，所述绝缘介质包括第二绝缘介质，所述第二绝缘介质设置在所述第一绝缘介质上，所述第二绝缘介质的顶部与所述补偿氮化层的表面齐平。

4.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述垫氮化层和所述补偿氮化层的材料相同。

5.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第二浅沟槽的深度大于所述第一浅沟槽的深度。

6.一种半导体结构的制作方法，其特征在于，至少包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的半导体结构的制作方法，其特征在于，所述制作方法还包括：

8.根据权利要求7所述的半导体结构的制作方法，其特征在于，所述制作方法还包括：

9.根据权利要求8所述的半导体结构的制作方法，其特征在于，所述第一浅沟槽隔离结构和/或所述第二浅沟槽隔离结构与所述垫氧化层之间的台阶高度为40nm~50nm。

10.根据权利要求8所述的半导体结构的制作方法，其特征在于，平坦化所述第一绝缘介质时的研磨液中的氢氟酸的比例，大于平坦化所述第一绝缘介质和所述垫氮化层时的研磨液中的氢氟酸的比例。

技术总结
本发明公开了一种半导体结构及其制作方法，属于半导体技术领域。所述半导体结构包括：衬底，包括并列设置的第一区域和第二区域；垫氮化层，设置在所述衬底上；补偿氮化层，设置在所述垫氮化层上；第一浅沟槽，设置在所述第一区域内；第二浅沟槽，与所述第一浅沟槽并列设置在所述第二区域内；绝缘介质，设置在所述第一浅沟槽和所述第二浅沟槽内，所述绝缘介质的表面与所述补偿氮化层的表面齐平。通过本发明提供的一种半导体结构及其制作方法，提高半导体结构的性能。

技术研发人员：江道
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