[发明专利]一种晶圆表面键合工艺及一种半导体器件结构

说明书

本发明涉及半导体器件制备技术领域，尤其涉及一种晶圆表面键合工艺及一种半导体器件结构，通过在晶圆表面沉积薄膜层，然后沉积一包括H+离子的介质层，最后采用Anneal工艺，促进介质层中的H+离子与晶圆Si界面悬挂键键合，提高晶圆Si界面悬挂键键合程度。通过采用本技术方案，器件的Dark Current和BLC性能明显得到改善。

技术领域

本发明涉及半导体器件制备技术领域，尤其涉及一种晶圆表面键合工艺及一种半导体器件结构。

背景技术

在晶圆制造过程中，由于Si界面成键Si原子缺少以及界面Si原子未成键电子的存在，在Si界面形成具有电学活性的悬挂键(一般晶体因晶格在表面处突然终止，在表面的最外层的每个原子将有一个未配对的电子，即有一个未饱和的键，这个键称为悬挂键，简称Traps)，该悬挂键的键合程度较低，现有技术中与悬挂键形成键合的原子来源较少且缺乏键合动力，造成Si界面间悬挂键的键合程度较低，导致器件的Dark Current(暗电流)，BLC(背光补偿功能)等性能较差。

因此，如何键合能使悬挂键的键合程度较高，同时使器件的Dark Current，BLC等性能较高成为本领域技术人员面临的一大难题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种晶圆表面键合工艺及一种半导体器件结构，通过在晶圆表面沉积一薄膜层，然后沉积一包括H+离子的介质层，最后采用Anneal工艺，促进介质层中的H+离子与晶圆Si界面悬挂键键合，该技术方案具体为：

一种晶圆Si表面键合工艺，其中，所述工艺包括：

提供一晶圆，所述晶圆的表面包含有悬挂键；

沉积一薄膜层覆盖所述晶圆的表面；

沉积一包含H+离子的介质层覆盖所述薄膜层的上表面；

采用Anneal工艺，使所述介质层的H+离子与所述晶圆的表面的悬挂键键合。

上述的晶圆Si表面键合工艺，其中，所述薄膜层包括第一薄膜层和第二薄膜层。

上述的晶圆Si表面键合工艺，其中，所述介质层材质为SiN。

一种半导体器件结构，其中，所述结构包括：

晶圆，表面残留有悬挂键；

薄膜层，覆盖所述晶圆的表面；

介质层，覆盖所述薄膜层的上表面，且所述介质层中具有H+离子；以及

利用退火工艺，使所述H+离子与所述悬挂键键合，以提高所述晶圆表面的键合程度。

上述的半导体器件结构，其中，所述薄膜层包括第一薄膜层和第二薄膜层；

所述第一薄膜层覆盖所述晶圆的表面，所述第二薄膜层覆盖所述第一薄膜层的表面，且所述介质层覆盖所述第二薄膜层的表面。

上述的半导体器件结构，其中，所述介质层材质为SiN。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：

采用本技术方案，经过SiN DEP和Anneal工艺促进SiN层中H+离子与晶圆表面的Si的悬挂键进行键合，提高晶圆Si界面悬挂键键合程度，器件的Dark Current和BLC性能明显得到改善。

附图说明

参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。

图1是本发明实施例中晶圆表面键合工艺流程图；

图2a-2d是本发明实施例中晶圆表面键合工艺结构示意图；