[发明专利]沟槽形成方法

说明书

本申请案涉及沟槽形成方法。提供了在半导体衬底中形成不同深度的沟槽结构的方法。在所述半导体衬底上提供形成第一开口及第二开口的第一掩模。通过所述第一开口及所述第二开口对所述半导体衬底进行蚀刻，由此形成第一沟槽及第二沟槽。将沟槽结构材料沉积在所述第一沟槽及所述第二沟槽中，由此形成第一沟槽结构及第二沟槽结构。在所述第一掩模上提供第二掩模，其中所述第二掩模覆盖所述第一开口且具有叠加在所述第一掩模的所述第二开口之上的第三开口。通过所述第一掩模的所述第二开口及通过所述第二掩模的所述第三开口对所述第二沟槽结构进行蚀刻。

技术领域

本申请案一般来说涉及制造像素及图像传感器，且更特定来说，涉及沟槽形成方法。

背景技术

在像素结构中，将光电二极管深埋在半导体衬底内以便减小像素大小并将光电二极管与其它像素元件隔离通常是有利的。提供垂直转移栅极以将电荷载流子从光电二极管转移到例如浮动扩散部的其它像素元件。另外，通常提供例如浅沟槽隔离结构的隔离结构，以将光电二极管与例如一或多个像素晶体管的其它像素元件隔离。

根据已知方法，在同一半导体衬底上形成垂直转移栅极及隔离结构需要具有至少两个临界掩模的制造工艺，例如，具有隔离结构的临界尺寸的第一硬掩模以及具有垂直转移栅极的临界尺寸的第二硬掩模。此类工艺既费钱又费时。

因此，需要制造像素及图像传感器的经改进方法。

发明内容

本公开的方面提供一种在半导体衬底中形成沟槽结构的方法，其中所述方法包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上提供第一掩模；在所述第一掩模中形成至少第一开口及第二开口，其中所述第一开口具有第一尺寸并且所述第二开口具有对应第二尺寸；通过所述第一开口及所述第二开口对所述半导体衬底进行蚀刻，由此分别形成第一沟槽及第二沟槽；将沟槽结构材料沉积在所述第一沟槽中及所述第二沟槽中，由此形成第一沟槽结构及第二沟槽结构；在所述第一掩模上提供第二掩模，其中所述第二掩模覆盖所述第一开口且具有叠加在所述第一掩模的所述第二开口之上的第三开口，其中所述第三开口具有对应于所述第一尺寸及所述第二尺寸的第三尺寸，所述第三尺寸大于所述第二尺寸；通过所述第一掩模的所述第二开口及通过所述第二掩模的所述第三开口对所述第二沟槽结构进行蚀刻；以及移除所述第一掩模及所述第二掩模。

附图说明

参考以下各图描述本发明的非限制性及非穷尽性实施例，其中除非另有规定，否则贯穿各个视图，相似元件符号指代相似部件。

图1是根据本公开的沟槽形成方法的示意性流程图。

图2A图解说明根据本公开的方法在第一掩模中形成第一开口及第二开口。

图2B图解说明根据本公开的教导形成第一沟槽及第二沟槽。

图2C图解说明根据本公开的教导形成第一沟槽结构及第二沟槽结构。

图2D图解说明根据本公开的教导在第二掩模中形成第三开口。

图2E图解说明根据本公开的教导对第二沟槽结构进行蚀刻并加深第二沟槽。

图2F图解说明根据本公开的教导形成光电二极管区域。

图2G图解说明根据本公开的教导形成隔离层。

图2H图解说明根据本公开的教导对栅极材料进行沉积。

图2I图解说明根据本公开的教导形成垂直转移栅极电极。

图3A图解说明根据本公开的替代方法的第一掩模中第一开口及第二开口的形成。

图3B图解说明根据本公开的教导形成第一沟槽及第二沟槽。

图3C图解说明根据本公开的教导形成第一沟槽结构及第二沟槽结构。

图3D图解说明根据本公开的教导在第二掩模中形成第三开口。