本發(fā)明涉及半導(dǎo)體，具體而言涉及一種半導(dǎo)體器件及其制造方法、電子裝置。

背景技術(shù)：

1、在cis（cmos?image?sensor，cmos圖像傳感器）中，有成百上千萬的pd（photodiode，光電轉(zhuǎn)換區(qū)），當(dāng)pd受到光照時(shí)會(huì)產(chǎn)生電子躍遷，將光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電學(xué)信號(hào)。圖像傳感器主要分為fsi（front?side?illumination?cmos?imager?sensor，前照式圖像傳感器）和bsi（backside?illumination?cmos?image?sensor，背照式圖像傳感器）兩種結(jié)構(gòu)。bsi將包含pd的感光區(qū)布置在電路的上面，減少光線損失，如金屬線反射、介質(zhì)層吸收等，使得光電轉(zhuǎn)換效果得到顯著增加，成像質(zhì)量明顯改善。bdti（backside?deep?trenchisolation，背側(cè)深溝槽隔離）作為bsi中一種重要的結(jié)構(gòu)，尤其是在小尺寸大像素的產(chǎn)品中，既可以作為電學(xué)隔離，也可以作為光學(xué)隔離，防止pd區(qū)的電子或光子遷移到相鄰的pd區(qū)引起電學(xué)/光學(xué)串?dāng)_，降低成像質(zhì)量。

2、在bsi制程中，bdti工藝雖然可以形成很好的作為電學(xué)/光學(xué)隔離結(jié)構(gòu)，但是形成bdti?溝槽的刻蝕工藝會(huì)對(duì)器件表面造成損傷，而且在bsi工藝中無法通過長(zhǎng)時(shí)間的高溫退火修復(fù)損傷，否則會(huì)引起器件電性漂移。因此，刻蝕帶來的損傷是引起bdti工藝白像素（white?pixel）和暗電流（dark?current）的重要來源之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、在
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
部分中引入了一系列簡(jiǎn)化形式的概念，這將在具體實(shí)施方式部分中進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。

2、針對(duì)目前存在的問題，本發(fā)明實(shí)施例一方面提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括：

3、提供第一半導(dǎo)體襯底，所述第一半導(dǎo)體襯底包括相對(duì)的第一表面和第二表面；

4、對(duì)所述第一半導(dǎo)體襯底的所述第一表面進(jìn)行刻蝕，以在所述第一表面形成深溝槽；

5、對(duì)所述第一半導(dǎo)體襯底進(jìn)行退火，以修復(fù)所述第一半導(dǎo)體襯底的晶格損傷；

6、在所述深溝槽中形成第一填充層；

7、對(duì)所述第一半導(dǎo)體襯底的所述第一表面進(jìn)行離子注入，以形成像素單元，所述深溝槽位于相鄰所述像素單元之間。

8、在一個(gè)實(shí)施例中，在形成所述像素單元之后，所述方法還包括：

9、在所述第一半導(dǎo)體襯底的所述第一表面形成層間介電層，所述層間介電層中形成有互連結(jié)構(gòu)；

10、提供第二半導(dǎo)體襯底，將所述層間介電層與所述第二半導(dǎo)體襯底鍵合；

11、對(duì)所述第一半導(dǎo)體襯底的所述第二表面進(jìn)行減薄，以暴露所述深溝槽的底部；

12、去除所述深溝槽中填充的所述第一填充層；

13、在所述深溝槽中形成第二填充層。

14、在一個(gè)實(shí)施例中，所述對(duì)所述第一半導(dǎo)體襯底的所述第一表面進(jìn)行刻蝕，以在所述第一表面形成深溝槽，包括：

15、在所述第一半導(dǎo)體襯底的所述第一表面形成圖案化的第一硬掩膜層；

16、以所述圖案化的第一硬掩膜層為掩膜對(duì)所述第一半導(dǎo)體襯底的所述第一表面進(jìn)行刻蝕，以形成所述深溝槽；

17、去除所述第一硬掩膜層。

18、在一個(gè)實(shí)施例中，在所述深溝槽中形成所述第一填充層之后、對(duì)所述第一半導(dǎo)體襯底進(jìn)行離子注入之前，還包括：

19、在所述第一半導(dǎo)體襯底的所述第一表面形成圖案化的第二硬掩膜層；

20、以所述圖案化的第二硬掩膜層為掩膜對(duì)所述第一半導(dǎo)體襯底進(jìn)行刻蝕，以形成淺溝槽；

21、在所述淺溝槽中填充第三填充層，以形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)；

22、去除所述第二硬掩膜層。

23、在一個(gè)實(shí)施例中，在對(duì)所述第一半導(dǎo)體襯底的所述第一表面進(jìn)行刻蝕，以形成所述深溝槽之前，所述方法還包括：

24、在所述第一半導(dǎo)體襯底的所述第一表面形成緩沖層；

25、依次刻蝕所述緩沖層和所述第一半導(dǎo)體襯底，以形成對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記；

26、去除所述緩沖層。

27、在一個(gè)實(shí)施例中，所述退火的溫度不低于750℃，所述退火的時(shí)間不少于30分鐘。

28、在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一填充層的材料包括氮化硅和/或氧化硅。

29、在一個(gè)實(shí)施例中，去除所述第一填充層的工藝包括濕法刻蝕工藝。

30、在一個(gè)實(shí)施例中，所述第二填充層的材料包括以下至少一種：氧化硅、高k介質(zhì)層、金屬。

31、本發(fā)明實(shí)施例第二方面提供一種半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件采用如上所述的方法制成。

32、本發(fā)明實(shí)施例第三方面提供一種電子裝置，所述電子裝置包括如上所述的半導(dǎo)體器件。

33、根據(jù)本發(fā)明所提供的半導(dǎo)體器件的制造方法，在執(zhí)行離子注入之前完成深溝槽的刻蝕，再進(jìn)行高溫退火修復(fù)半導(dǎo)體襯底的晶格損傷，在不使器件的電性發(fā)生漂移的前提下抑制晶格損傷帶來的白像素和暗電流。

技術(shù)特征：

1.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，在形成所述像素單元之后，所述方法還包括：

3.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述對(duì)所述第一半導(dǎo)體襯底的所述第一表面進(jìn)行刻蝕，以在所述第一表面形成深溝槽，包括：

4.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，在所述深溝槽中形成所述第一填充層之后、對(duì)所述第一半導(dǎo)體襯底進(jìn)行離子注入之前，還包括：

5.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，在對(duì)所述第一半導(dǎo)體襯底的所述第一表面進(jìn)行刻蝕，以形成所述深溝槽之前，所述方法還包括：

6.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述退火的溫度不低于750℃，所述退火的時(shí)間不少于30分鐘。

7.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述第一填充層的材料包括氮化硅和/或氧化硅。

8.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，去除所述第一填充層的工藝包括濕法刻蝕工藝。

9.如權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述第二填充層的材料包括以下至少一種：氧化硅、高k介質(zhì)層、金屬。

10.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述半導(dǎo)體器件采用權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的方法制成。

11.一種電子裝置，其特征在于，所述電子裝置包括如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體器件。

技術(shù)總結(jié)
一種半導(dǎo)體器件及其制造方法、電子裝置，該方法包括：提供第一半導(dǎo)體襯底，所述第一半導(dǎo)體襯底包括相對(duì)的第一表面和第二表面；對(duì)所述第一半導(dǎo)體襯底的所述第一表面進(jìn)行刻蝕，以在所述第一表面形成深溝槽；在所述深溝槽中形成第一填充層；對(duì)所述第一半導(dǎo)體襯底進(jìn)行退火，以修復(fù)所述第一半導(dǎo)體襯底的晶格損傷；對(duì)所述第一半導(dǎo)體襯底的所述第一表面進(jìn)行離子注入，以形成像素單元，所述深溝槽位于相鄰所述像素單元之間。本發(fā)明在執(zhí)行離子注入之前完成深溝槽的刻蝕，再進(jìn)行高溫退火修復(fù)半導(dǎo)體襯底的晶格損傷，能夠在不使半導(dǎo)體器件的電性發(fā)生漂移的前提下抑制晶格損傷帶來的白像素和暗電流。

技術(shù)研發(fā)人員：趙培培,吳勝武
受保護(hù)的技術(shù)使用者：榮芯半導(dǎo)體（寧波）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23