[发明专利]一种半导体器件阱隔离形成方法及图像传感器

权利要求书

1.一种半导体器件隔离阱形成方法，其特征在于，包括以下步骤：

在半导体衬底上刻蚀形成第一深沟槽；

通过填充介质，在所述第一深沟槽中形成深沟槽介质隔离结构；

在所述第一深沟槽和所述半导体衬底上方外延形成器件层；

在所述器件层中通过离子注入，和/或浅沟槽刻蚀和介质填充，在对应所述深沟槽介质隔离结构的区域形成浅层隔离结构；

所述深沟槽介质隔离结构和所述浅层隔离结构共同构成器件阱隔离结构。

2.如权利要求1所述的半导体器件隔离阱形成方法，其特征在于，所述通过填充介质，在所述第一深沟槽中形成深沟槽介质隔离结构包括：

在所述第一深沟槽内通过外延工艺形成第一外延层；

通过热氧化在所述第一外延层表面形成第一氧化物层；

在所述第一氧化物层中填充多晶半导体，形成所述深沟槽介质隔离结构。

3.如权利要求2所述的半导体器件隔离阱形成方法，其特征在于，所述在所述第一深沟槽内通过外延工艺形成第一外延层包括：

在所述第一深沟槽表面外延生长形成本征半导体层；

在所述本征半导体层表面外延与所述半导体衬底性质相反的半导体，形成所述第一外延层。

4.如权利要求1所述的半导体器件隔离阱形成方法，其特征在于，所述在所述第一深沟槽和所述半导体衬底上方外延形成器件层之前，还包括：

在所述第一深沟槽和所述半导体衬底上沉积氧化物，形成第二氧化物层；

对所述半导体器件表面进行减薄和平整化处理。

5.如权利要求4所述的半导体器件隔离阱形成方法，其特征在于，所述对所述半导体器件表面进行减薄和平整化处理包括：

对所述半导体器件表面进行无选择性的化学机械研磨；

对所述第二氧化物层进行湿法刻蚀，使所述第一深沟槽中的所述第二氧化物层表面低于所述第一深沟槽的开口；

以所述第二氧化物层为停止层，对所述半导体衬底进行化学机械研磨。

6.如权利要求4所述的半导体器件隔离阱形成方法，其特征在于，所述在所述第一深沟槽和所述半导体衬底上方外延形成器件层包括：

在所述第二氧化物层表面进行选择性的外延，形成所述器件层；

对所述器件层表面进行平整化处理。

7.如权利要求1所述的半导体器件隔离阱形成方法，其特征在于，对所述半导体器件的背面进行减薄，直至露出所述填充介质，以实现背部的完全隔离。

8.一种半导体器件隔离阱形成方法，其特征在于，包括以下步骤：

在半导体衬底上刻蚀形成第二深沟槽；

通过外延工艺，在所述第二深沟槽中形成第二外延层，与所述半导体衬底形成侧向PN结结构；

在所述侧向PN结和所述半导体衬底上方外延形成器件层；

在所述器件层中通过离子注入，和/或浅沟槽刻蚀和介质填充，在对应所述侧向PN结结构的区域形成浅层隔离结构；

所述侧向PN结结构和浅层隔离结构共同构成器件阱隔离结构。

9.如权利要求8所述的半导体器件隔离阱形成方法，其特征在于，所述通过外延工艺，在所述第二深沟槽中形成第二外延层，与所述半导体衬底形成侧向PN结结构包括：

在所述第二深沟槽内通过外延工艺形成第二外延层；

调整所述外延工艺的生长方向和速率，使所述第二外延层在所述第二深沟槽开口处快速封合，在第二外延层中间形成中空间隙。

10.如权利要求8所述的半导体器件隔离阱形成方法，其特征在于，所述在所述第一深沟槽内通过外延工艺形成第一外延层包括：

在所述第二深沟槽表面外延生长形成本征半导体层；

在所述本征半导体层表面外延与所述半导体衬底性质相反的半导体，形成所述第二外延层。