[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

公开了具有图像传感器的半导体器件及其制造方法。该方法包括：在衬底上沉积介电层；在介电层和衬底内形成沟槽；在沟槽内形成外延结构；以及形成具有第一层部分和第二层部分的势垒层。第一层部分形成在沟槽的未被外延结构覆盖的侧壁部分上。该方法还包括：在外延结构上并与势垒层相邻地形成覆盖层；选择性地掺杂外延结构和覆盖层的区域；在掺杂区域上选择性地形成硅化物层；在硅化物层上沉积蚀刻停止层；以及通过蚀刻停止层在硅化物层上形成导电塞。

技术领域

本发明的实施例涉及半导体器件及其制造方法。

背景技术

半导体图像传感器用于感测入射的可见光或不可见光辐射，例如可见光和红外光。互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器(CIS)和电荷耦合器件(CCD)传感器用于各种应用中，例如数码相机、移动电话、平板电脑和护目镜。这些图像传感器利用吸收(例如，感测)入射辐射并将其转换成电信号的像素阵列。图像传感器的一个示例是背照式(BSI)图像传感器，其检测来自BSI图像传感器的衬底的“背面”的辐射。

发明内容

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种制造半导体器件的方法，包括：在衬底上形成介电层；在介电层和衬底内形成沟槽；在沟槽内形成外延结构；形成具有第一层部分和第二层部分的势垒层，其中，第一层部分形成在沟槽的未被外延结构覆盖的侧壁部分上；在外延结构上并与势垒层相邻地形成覆盖层；选择性地掺杂外延结构和覆盖层的区域；在掺杂区域上选择性地形成硅化物层；在硅化物层上形成蚀刻停止层；以及通过蚀刻停止层在硅化物层上形成导电塞。

根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种制造半导体器件的方法，包括：在衬底上形成介电层；在衬底内形成外延结构；在介电层、外延结构以及介电层与外延结构之间的衬底区域上形成半导体层；从介电层和外延结构蚀刻半导体层的各部分，以在衬底区域上形成包括半导体层的一部分的势垒层；在外延结构上并与势垒层相邻地形成覆盖层；选择性地掺杂外延结构和覆盖层的区域；以及在掺杂区域上形成接触结构。

根据本发明实施例的又一个方面，提供了一种半导体器件，包括：衬底；介电层，设置在衬底上；像素区域，具有像素结构，其中，像素结构包括：外延结构，设置在衬底内；覆盖层，设置在外延结构上；以及势垒层，设置在衬底的与外延结构相邻并围绕外延结构的衬底区域上，其中，势垒层包括衬底的材料的氧化物；隔离区域，具有与像素区域相邻地设置的隔离结构；以及接触焊盘区域，具有与隔离区域相邻地设置的焊盘结构。

附图说明

当结合附图阅读时，根据以下详细描述可以最好地理解本发明的各方面。

图1A示出了根据一些实施例的具有BSI图像传感器的半导体器件的横截面图。

图1B-图1F示出了根据一些实施例的BSI图像传感器的像素结构的横截面图。

图2是根据一些实施例的用于制造具有BSI图像传感器的半导体器件的方法的流程图。

图3-图37示出了根据一些实施例的处于制造过程的各个阶段的具有BSI图像传感器的半导体器件的横截面图。

现在将参考附图描述说明性实施例。在附图中，相同的附图标记通常表示相同的、功能上类似的和/或结构上类似的元件。

具体实施方式

以下公开内容提供了许多用于实现所提供的主题的不同特征的不同的实施例或示例。以下将描述部件和布置的具体示例以简化本发明。当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制本公开。例如，在下面的描述中，用于在第二部件上方形成第一部件的工艺可以包括第一部件和第二部件形成为直接接触的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成附加的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。如本文所使用的，在第二部件上形成第一部件意味着第一部件被形成为与第二部件直接接触。另外，本发明可以在各个示例中重复附图标记和/或字母。该重复本身并不指示所讨论的各种实施例和/或配置之间的关系。