CN108133944B - 一种通过增加热处理过程改善cis白色像素点的方法 - Google Patents
一种通过增加热处理过程改善cis白色像素点的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108133944B CN108133944B CN201711387099.5A CN201711387099A CN108133944B CN 108133944 B CN108133944 B CN 108133944B CN 201711387099 A CN201711387099 A CN 201711387099A CN 108133944 B CN108133944 B CN 108133944B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- temperature annealing
- barrier layer
- semiconductor substrate
- treatment
- white pixel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 40
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 25
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 238000005234 chemical deposition Methods 0.000 claims description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 4
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 abstract description 20
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 abstract description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/011—Manufacture or treatment of image sensors covered by group H10F39/12
- H10F39/028—Manufacture or treatment of image sensors covered by group H10F39/12 performed after manufacture of the image sensors, e.g. annealing, gettering of impurities, short-circuit elimination or recrystallisation
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/011—Manufacture or treatment of image sensors covered by group H10F39/12
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
本发明涉及一种通过增加热处理过程改善CIS白色像素点的方法，包括以下步骤：步骤S1、提供一用于形成图像传感器的半导体衬底，所述半导体衬底至少具有栅极和源、漏结构；步骤S2、在所述半导体衬底表面形成一阻挡层；步骤S3、对所述阻挡层进行第一高温退火处理；步骤S4、对进行第一高温退火处理后的所述阻挡层进行第二高温退火处理。其优点在于，通过在沉积阻挡层与快速高温退火之间增加一道高温退火工序，可以增强阻挡层捕获浸入的金属离子，有效防止其他电子污染像素区，同时修复等离子体损伤；有效降低图像传感器在图像信号传输过程中的失真度，减少白色像素点；在像素其他性能不变的情况下，有效提高白色像素点性能。
Description
技术领域
本发明涉及半导体集成电路制造技术领域，尤其涉及一种通过增加热处理过程改善 CIS白色像素点的方法。
背景技术
随着集成电路设计技术和工艺水平的提高，互补金属氧化物半导体图像传感器(CMOS Image Sensor)因其固有的诸如低功耗，低成本，体积小，可随机读取，集成度高等优点得到广泛地应用。
白色像素(White Pixel，WP)是指在无光照条件下CIS器件输出的DN值>64的像素数量，是评估CIS器件性能的一个重要指标，直接反应器件的成像质量。因此，提高 CIS器件WP性能，即改善白色像素点(WP Count)是CIS器件制造工艺的一个长期目标。
在55nm制程的CIS制造工艺中，白色像素点的数目是非常重要的参数，大量的白色污点会影响整个图像的质量。而金属杂质离子和界面的缺陷对于白色像素点的形成具有重大的贡献作用。CIS芯片分为像素区和逻辑区。理论上，像素区存储的电子应该全部都是光电二极管中的光子转化而来。但是芯片中受到金属污染或是其他电子的浸入，都会产生白色像素点。因此需要采取措施防止金属离子的污染。
中国发明专利CN201610835441.2，公开日为2017.05.10，并具体公开了一种半导体器件的制造方法，对半导体衬底进行单次离子注入，所注入杂质的原子半径大于半导体衬底材料的原子半径；然后使用电磁包对半导体衬底进行数次退火再解决工艺，每次使用不同波长的电磁波，电磁波包括可见光和红外光波段。通过在传统的退火工艺基础上，增加红外光波段的退火工艺，可以抵达硅片表面以下更深的区域，从而提高衬底的再结晶恢复能力，有效减少晶格位错，抑制金属杂质向衬底扩散。但是该发明仅仅依靠扩大可见光波段范围，从而深入芯片内部，提高陈定结晶恢复能力，减少深掺杂区域的品格位错，抑制金属杂质向半导体衬底扩散，而无法减少界面的缺陷。
因此，亟需一种能够抑制金属杂质离子污染，修复界面缺陷的改善CIS白色像素点的方法，而目前关于这种方法还未见报道。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种通过增加热处理过程改善CIS白色像素点的方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种通过增加热处理过程改善CIS白色像素点的方法，包括以下步骤：
步骤S1、提供一用于形成图像传感器的半导体衬底，所述半导体衬底至少具有栅极和源、漏结构；
步骤S2、在所述半导体衬底表面形成一阻挡层；
步骤S3、对所述阻挡层进行第一高温退火处理；
步骤S4、对进行第一高温退火处理后的所述阻挡层进行第二高温退火处理。
优选的，所述步骤S3中，所述第一高温退火处理采用的温度为650～700℃。
优选的，所述步骤S3中，所述第一高温退火处理采用的温度为680℃。
优选的，所述步骤S3中，所述第一高温退火处理进行的时间为10～120min。
优选的，所述步骤S3中，所述第一高温退火处理进行的时间为60min。
优选的，所述步骤S3中，所述第一高温退火处理是在氮气氛围下进行的。
优选的，所述步骤S4中，所述第二高温退火处理为快速高温退火处理。
优选的，所述步骤S2中，形成所述阻挡层的方法为等离子体加强化学沉积法。
优选的，所述步骤S2中，形成所述阻挡层的方法为炉管工艺。
本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
本发明的一种通过增加热处理过程改善CIS白色像素点的方法，通过在沉积阻挡层与快速高温退火之间增加一道高温退火工序，可以增强阻挡层捕获浸入的金属离子，有效防止其他电子污染像素区，同时修复等离子体损伤；有效降低图像传感器在图像信号传输过程中的失真度，减少白色像素点；在像素其他性能不变的情况下，有效提高白色像素点性能。
附图说明
图1是本发明的一个优选实施例的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
作为一个优选的实施例，如图1所示，一种通过增加热处理过程改善CIS白色像素点的方法，包括以下步骤：
步骤S1、提供一用于形成图像传感器的半导体衬底，所述半导体衬底至少具有栅极和源、漏结构；
步骤S2、在所述半导体衬底表面形成一阻挡层；
步骤S3、对所述阻挡层进行第一高温退火处理；
步骤S4、对进行第一高温退火处理后的所述阻挡层进行第二高温退火处理。
采用上述技术方案，通过在形成阻挡层与第二高温退火处理之间增加一道高温退火工序，可以增强阻挡层捕获浸入的金属离子，有效防止其他电子污染像素区，同时修复等离子体损伤；有效降低图像传感器在图像信号传输过程中的失真度，减少白色像素点；在像素其他性能不变的情况下，有效提高白色像素点性能。
作为一个优选的实施例，所述阻挡层为氧化物层。
其中，优选的，所述氧化物层为氧化硅层。
作为一个优选的实施例，所述步骤S3中，所述第一高温退火处理采用的温度为650～700℃。
作为一个优选的实施例，所述步骤S3中，所述第一高温退火处理进行的时间为 10～120min。
作为一个优选的实施例，所述步骤S3中，所述第一高温退火处理是在氮气氛围下进行的。
作为一个优选的实施例，所述步骤S4中，所述第二高温退火处理为快速高温退火处理(RTA)。
作为一个优选的实施例，所述步骤S2中，形成所述阻挡层的方法为等离子体加强化学沉积法(PECVD)。
作为一个优选的实施例，所述步骤S2中，形成所述阻挡层的方法为炉管工艺。
实施例1
本实施例为一种通过增加热处理过程改善CIS白色像素点的方法，包括以下步骤：
步骤S1、提供一用于形成图像传感器的半导体衬底，所述半导体衬底至少具有栅极和源、漏结构；
步骤S2、通过等离子体加强化学沉积法在所述半导体衬底表面沉积形成氧化硅层；
步骤S3、对氧化硅层进行第一高温退火处理，处理温度为660℃，处理时间为80min，处理氛围为氮气；
步骤S4、对氧化硅层进行快速高温退火处理。
采用上述技术方案，利用PECVD能够在衬底表面形成致密的氧化硅层，但是PECVD会带来等离子体损伤，因此，在快速高温退火之前通过680℃长时间高温退火，能够修复等离子体损伤，并且可以增强氧化硅层捕获进入的金属离子，防止其他电子污染CIS的像素区，从而减少白色像素点。
实施例2
本实施例为一种通过增加热处理过程改善CIS白色像素点的方法，包括以下步骤：
步骤S1、提供一用于形成图像传感器的半导体衬底，所述半导体衬底至少具有栅极和源、漏结构；
步骤S2、通过炉管工艺在所述半导体衬底表面沉积形成氧化硅层；
步骤S3、对氧化硅层进行第一高温退火处理，处理温度为680℃，处理时间为60min，处理氛围为氮气；
步骤S4、对氧化硅层进行快速高温退火处理。
采用上述技术方案，在快速高温退火之前通过680℃长时间高温退火，可以增强氧化硅层捕获进入的金属离子，防止其他电子污染CIS的像素区，从而减少白色像素点。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (1)
1.一种通过增加热处理过程改善CIS白色像素点的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、提供一用于形成图像传感器的半导体衬底，所述半导体衬底至少具有栅极和源、漏结构；
步骤S2、通过等离子体加强化学沉积法在所述半导体衬底表面沉积形成氧化硅层；
步骤S3、对氧化硅层进行第一高温退火处理，处理温度为660℃，处理时间为80min，处理氛围为氮气；
步骤S4、对氧化硅层进行快速高温退火处理。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711387099.5A CN108133944B (zh) | 2017-12-20 | 2017-12-20 | 一种通过增加热处理过程改善cis白色像素点的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711387099.5A CN108133944B (zh) | 2017-12-20 | 2017-12-20 | 一种通过增加热处理过程改善cis白色像素点的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108133944A CN108133944A (zh) | 2018-06-08 |
| CN108133944B true CN108133944B (zh) | 2021-05-21 |
Family
ID=62390980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711387099.5A Active CN108133944B (zh) | 2017-12-20 | 2017-12-20 | 一种通过增加热处理过程改善cis白色像素点的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108133944B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109065556A (zh) * | 2018-08-08 | 2018-12-21 | 上海华力微电子有限公司 | 一种通过优化sab制程改善cis白色像素的方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101266944A (zh) * | 2007-03-16 | 2008-09-17 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 互补式金属氧化物半导体影像传感器制造方法与制造系统 |
| CN105185699A (zh) * | 2015-09-25 | 2015-12-23 | 上海华力微电子有限公司 | 通过c离子注入降低cmos图像传感器白像素的方法 |
| CN107123659A (zh) * | 2017-06-26 | 2017-09-01 | 上海华力微电子有限公司 | 图像传感器的制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100875163B1 (ko) * | 2007-06-26 | 2008-12-22 | 주식회사 동부하이텍 | 수직형 씨모스 이미지 센서 제조 방법 |
-
2017
- 2017-12-20 CN CN201711387099.5A patent/CN108133944B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101266944A (zh) * | 2007-03-16 | 2008-09-17 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 互补式金属氧化物半导体影像传感器制造方法与制造系统 |
| CN105185699A (zh) * | 2015-09-25 | 2015-12-23 | 上海华力微电子有限公司 | 通过c离子注入降低cmos图像传感器白像素的方法 |
| CN107123659A (zh) * | 2017-06-26 | 2017-09-01 | 上海华力微电子有限公司 | 图像传感器的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108133944A (zh) | 2018-06-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4650493B2 (ja) | 固体撮像素子用半導体基板およびその製造方法 | |
| CN105185747B (zh) | 一种降低cmos图像传感器白像素的集成工艺 | |
| CN108133944B (zh) | 一种通过增加热处理过程改善cis白色像素点的方法 | |
| CN105185699B (zh) | 通过c离子注入降低cmos图像传感器白像素的方法 | |
| CN102800593B (zh) | 晶体管形成方法 | |
| JP6122649B2 (ja) | 浅い接合を有する紫外線受光素子 | |
| KR100625945B1 (ko) | 씨모스 이미지 센서의 포토다이오드 제조 방법 | |
| JP2008294479A (ja) | 固体撮像装置 | |
| US20140273328A1 (en) | Semiconductor element producing method | |
| CN103872180A (zh) | 一种利用碳离子注入吸杂的方法 | |
| CN105514130B (zh) | Cmos图像传感器的制造方法 | |
| CN104517841B (zh) | 一种半导体器件及其制作方法 | |
| JP2011054879A (ja) | 裏面照射型イメージセンサ用エピタキシャル基板およびその製造方法。 | |
| CN106449682A (zh) | 一种降低背照式cmos图像传感器白像素的方法 | |
| CN107123659A (zh) | 图像传感器的制备方法 | |
| CN103887223A (zh) | 降低炉管工艺金属污染的方法 | |
| CN105185696B (zh) | 通过多晶硅吸杂降低cmos图像传感器白像素的方法 | |
| JP4667030B2 (ja) | 固体撮像装置用の半導体基板とその製造方法 | |
| CN112382642B (zh) | 用于cis的富硅氧化物层制作方法 | |
| KR100746472B1 (ko) | 시모스 이미지센서의 제조방법 | |
| CN108649043A (zh) | 一种提高硅原子的悬挂键键合的方法 | |
| JP2007234874A (ja) | 固体撮像装置の製造方法 | |
| CN112614859B (zh) | 图像传感器的制备方法 | |
| CN108470785A (zh) | 光电二极管及其制作方法 | |
| CN106653781A (zh) | 半导体器件的制造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |