[发明专利]半导体器件及其制备方法

说明书

本发明提供一种半导体器件及其制备方法，所述半导体器件包括：半导体衬底；缓冲层，形成于半导体衬底上；电势调节叠层结构，形成于缓冲层上，用于调节半导体衬底表面的电势，电势调节叠层结构包括形成于缓冲层上的第一电势调节层及形成于第一电势调节层上的第二电势调节层，其中，第一电势调节层包括高介电常数材料层，第二电势调节层包括导电材料层或高介电常数材料层。本发明通过在缓冲层上形成包括第一电势调节层及第二电势调节层的电势调节叠层结构，可以实现电势调节叠层结构与半导体衬底之间更大的功函数差，从而改变半导体衬底表面的电势，降低半导体衬底表面暗电流的发生，从而进一步抑制暗电流，改善图像质量。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种半导体器件及其制备方法。

背景技术

随着半导体制造技术的不断成熟发展，图像传感器越来越被广泛应用于数码相机、PC Camera、影像电话、第三代手机、视讯会议、智能型保全系统、汽车倒车雷达、玩具以及工业、医疗等其他领域中。

图像传感器一般分为前照式(FSI)图像传感器及背照式(BSI)图像传感器。其中，背照式图像传感器能够从其背面接收光照，光照从衬底的背面入射进入，而布线层等可能影响光照接收的部件基本位于衬底的正面，这样，光照就不必经过布线层等结构可以被接收，相较于前照式图像传感器可以大大降低衍射与串扰的影响。

对于背照式图像传感器而言，暗电流是一项重要指标，降低暗电流有助于直接提升拍照成像的品质和降低噪点。暗电流主要通过硅表面的各种缺陷、陷阱、电荷和悬挂键从感测单元(譬如，光电二极管等)里面泄露。

为了防止暗电流的发生，现有技术中一般通过在硅衬底的各个表面进行离子注入以形成表面势垒，从而阻止电子等载流子跨过硅表面从而形成暗电流。但该方式会降低图像传感器的满阱电子容量(Full Well Capacity，FWC)，满阱电子容量是表征光电二极管性能的重要参数，其是指光电二极管电容中可以承载的最大电子数量。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种半导体器件及其制备方法，用于解决现有技术中的背照式图像传感器容易形成暗电流的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种半导体器件，所述半导体器件包括：

半导体衬底；

缓冲层，形成于所述半导体衬底上；

电势调节叠层结构，形成于所述缓冲层上，用于调节半导体衬底表面的电势，所述电势调节叠层结构包括形成于所述缓冲层上的第一电势调节层及形成于所述第一电势调节层上的第二电势调节层，其中，所述第一电势调节层包括高介电常数材料层，所述第二电势调节层包括导电材料层或高介电常数材料层。

优选地，所述半导体器件还包括介质保护层，所述介质保护层形成于所述电势调节叠层结构上。

优选地，所述半导体器件还包括抗反射层，所述抗反射层形成于所述介质保护层上。

优选地，所述电势调节叠层结构还包括第三电势调节层，所述第三电势调节层形成于所述第二电势调节层上，且形成于所述第二电势调节层与所述介质保护层之间。

优选地，所述第三电势调节层包括高介电常数材料层或导电材料层。

优选地，所述半导体衬底包括沟槽及由所述沟槽隔离开的感光区；所述缓冲层覆盖所述沟槽的表面及所述感光区的表面。

优选地，所述沟槽的深宽比大于或等于5:1。

优选地，所述半导体器件还包括填充层，所述填充层填满所述沟槽。

优选地，所述半导体器件还包括感测单元，所述感测单元位于所述半导体衬底内，且与所述感光区上下对应。