[发明专利]图像传感器的形成方法

说明书

一种图像传感器的形成方法，包括：提供半导体衬底，在所述半导体衬底的表面依次形成第一牺牲层以及第二牺牲层，其中，所述半导体衬底包括逻辑区域与像素区域；采用第一刻蚀工艺对所述第二牺牲层、第一牺牲层以及所述半导体衬底进行刻蚀，以在所述逻辑区域与像素区域形成STI沟槽；在所述逻辑区域，采用第二刻蚀工艺对所述STI沟槽底部的半导体衬底进行二次刻蚀，以形成STI延伸沟槽；去除所述第二牺牲层；向所述STI延伸沟槽以及所述STI沟槽内填充介质材料。本发明方案有助于避免在后续采用刻蚀工艺形成栅极结构时，在像素区域发生多晶硅残留的问题，或者在逻辑区域发生多晶硅过刻蚀的问题，提高图像传感器的性能。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种图像传感器的形成方法。

背景技术

在现有的图像传感器中，通常采用浅槽隔离(Shallow Trench Isolation，STI)结构对相邻的半导体器件进行隔离，以降低漏电流以及击穿等问题。

图像传感器通常包括逻辑区域以及像素区域，在现有的一种STI工艺中，在逻辑区域以及像素区域采用不同的STI形成方法，以避免干法刻蚀(Dry Etch)残留的等离子体(Plasma)对像素区域的光电转换性能产生影响。具体而言，首先通过第一干法刻蚀工艺，刻蚀得到第一深度的STI沟槽。进而，在逻辑区域继续通过第二干法刻蚀工艺，在所述STI沟槽内刻蚀得到第二深度的STI沟槽(又称为STI延伸沟槽或者深槽隔离)，在像素区域，通过离子注入工艺形成深槽隔离。其中，第二深度大于第一深度。

然而，由于逻辑区域采用了两次干法刻蚀工艺，形成更深的STI沟槽，在形成STI之后，逻辑区域与像素区域的STI的顶部表面存在高度差，容易导致在后续采用刻蚀工艺形成栅极结构时，在像素区域发生多晶硅残留的问题，或者在逻辑区域发生多晶硅过刻蚀的问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种图像传感器的形成方法，有助于避免在后续采用刻蚀工艺形成栅极结构时，在像素区域发生多晶硅残留的问题，或者在逻辑区域发生多晶硅过刻蚀的问题，提高图像传感器的性能。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种图像传感器的形成方法，包括：提供半导体衬底，在所述半导体衬底的表面依次形成第一牺牲层以及第二牺牲层，其中，所述半导体衬底包括逻辑区域与像素区域；采用第一刻蚀工艺对所述第二牺牲层、第一牺牲层以及所述半导体衬底进行刻蚀，以在所述逻辑区域与像素区域形成STI沟槽；在所述逻辑区域，采用第二刻蚀工艺对所述STI沟槽底部的半导体衬底进行二次刻蚀，以形成STI延伸沟槽；去除所述第二牺牲层；向所述STI延伸沟槽以及所述STI沟槽内填充介质材料。

可选的，在去除所述第二牺牲层之前，还包括：采用填充材料填充所述STI延伸沟槽以及所述STI沟槽；在去除所述第二牺牲层之后，还包括：去除所述填充材料。

可选的，所述填充材料为光刻胶。

可选的，去除所述填充材料的工艺参数选自：刻蚀气体为含有氢气和氮气的氧气，或含有氮气的氧气，或含有氢气的氮气；刻蚀温度为200℃至300℃。

可选的，所述第一牺牲层、第二牺牲层均为氧化硅与氮化硅的堆叠层。

可选的，所述图像传感器的形成方法还包括：去除所述第一牺牲层。

可选的，所述图像传感器的形成方法还包括：形成多晶硅层；对所述多晶硅层进行刻蚀，以得到栅极结构。

可选的，所述第一刻蚀工艺以及所述第二刻蚀工艺均为干法刻蚀工艺。

可选的，所述第二牺牲层为氧化硅，去除所述第二牺牲层包括：采用DHF湿法刻蚀去除所述氧化硅。

可选的，所述第二牺牲层为氮化硅，去除所述第二牺牲层包括：采用H₃PO₄湿法刻蚀去除所述氮化硅。