[发明专利]一种通过增加热处理过程改善CIS白色像素点的方法

说明书

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。

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。