[发明专利]隔离结构及其形成方法

说明书

本申请提供一种隔离结构及其形成方法，所述隔离结构的形成方法包括：在半导体衬底的第一表面上依次形成第一衬垫氧化层和第一硬掩膜层；刻蚀所述第一硬掩膜层和所述第一衬垫氧化层形成开口；通过所述开口进行第一离子注入，在所述半导体衬底中形成第一离子注入区；腐蚀所述第一离子注入区形成多孔硅层；氧化所述多孔硅层形成第一隔离部。所述方法优化了工艺流程，节约一道光罩，减少企业的生产成本。

技术领域

本申请涉及半导体制造领域，具体来说，涉及一种隔离结构及其形成方法。

背景技术

随着集成电路高密度的发展趋势，半导体衬底单位面积上的器件密度不断增加，因此器件之间的有效绝缘隔离变得更加重要。当前的隔离结构主要包括浅沟槽隔离结构和深沟槽隔离结构。

所述浅沟槽隔离结构和深沟槽隔离结构的形成工艺中，通常都包括：在半导体衬底上形成衬垫氧化层和硬掩膜层，刻蚀所述垫氧化层和硬掩膜层形成开口，通过所述开口进一步刻蚀所述半导体衬底形成沟槽。在所述浅沟槽隔离结构和深沟槽隔离结构的形成工艺中，刻蚀工艺会对半导体衬底的晶格造成损伤。

在图像传感器的形成工艺中，所述的浅沟槽隔离结构和深沟槽隔离结构通常用于隔离不同像素区的感光元件。所述的感光元件对半导体衬底的晶格损伤比较敏感。在所述半导体衬底的晶格损伤会使所述图像传感器的暗电流增加，并且会降低白色像素区的像素质量，因此，需要一种新的隔离结构的形成方法，以降低刻蚀步骤对半导体衬底造成的损伤。

除此之外，现有图像传感器的形成工艺中，通常先形成浅沟槽隔离结构，在完成前段工艺和后段工艺并完成金属导线层形成后，再在半导体衬底的背面形成深沟槽隔离结构，随后再形成后端金属互连通孔，所述的形成浅沟槽隔离结构，深沟槽隔离结构以及后端金属互连通孔的工艺中，每一道都需要不同的光罩，增加了企业的生产成本。因此，还需要探索新的隔离结构的形成方法，以降低企业生产成本。

发明内容

本申请技术方案针对现有技术中沟槽隔离结构的形成方法会对半导体衬底造成损伤，并且需要较多光罩，从而导致生产成本较高的缺陷，提供一种沟槽隔离结构及其形成方法，以减少所述隔离结构形成工艺对半导体衬底造成的损伤，并且降低所述隔离结构的形成成本。

本申请的一方面提供一种隔离结构的形成方法，包括：在半导体衬底的第一表面上依次形成第一衬垫氧化层和第一硬掩膜层；刻蚀所述第一硬掩膜层和所述第一衬垫氧化层形成开口；通过所述开口进行第一离子注入，在所述半导体衬底中形成第一离子注入区；腐蚀所述第一离子注入区形成多孔硅层；氧化所述多孔硅层形成第一隔离部。

在本申请的一些实施例中，通过所述开口进行第一离子注入，在所述半导体衬底中形成第一离子注入区后，所述的隔离结构的形成方法还包括：退火。

在本申请的一些实施例中，所述方法进一步包括：在所述第一隔离部以及第一硬掩膜层上沉积第二隔离材料，所述第二隔离材料填满所述开口；去除所述第一硬掩膜层上的第二隔离材料，所述开口内的第二隔离材料形成第二隔离部；去除所述第一衬垫氧化层和第一硬掩膜层，所述第一隔离部和第二隔离部共同构成所述隔离结构。

在本申请的一些实施例中，通过电化学腐蚀工艺腐蚀所述第一离子注入区形成多孔硅层。

在本申请的一些实施例中，所述开口用于定义深沟槽隔离结构或者浅沟槽隔离结构或者金属互连通孔。

在本申请的一些实施例中，所述开口包括第一开口和第二开口，所述第一开口用于定义深沟槽隔离结构或者浅沟槽隔离结构，所述第二开口用于定义金属互连通孔。