一種通過改變sab膜質(zhì)降低cis器件噪聲的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種通過改變SAB膜質(zhì)降低CIS器件噪聲的方法，通過采用HARP工藝制備具有疏松膜質(zhì)的SAB層，改變了以往由PECVD工藝制備的SAB層致密膜質(zhì)，可大大減少Si?SiO2界面附近陷阱，同時降低聲子的散射，并可利用HARP工藝制備的SAB層較厚的厚度，在后續(xù)帶有等離子體的工藝中減少等離子體損傷對柵氧化層的影響，從而可有效降低CIS產(chǎn)品的各類噪聲。
【專利說明】
一種通過改變SAB膜質(zhì)降低CIS器件噪聲的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及微電子技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種通過改變SAB膜質(zhì)以降低CIS器件各類噪聲的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]ClS(CMOS Image Sensor，CM0S圖像傳感器)器件的噪聲是制約其性能、質(zhì)量和可靠性的關(guān)鍵因素，它嚴重影響著深亞微米集成電路的可靠性。因此，降低各類噪聲(noise)一直是CIS產(chǎn)品性能提升的一個重要方向。
[0003]通常認為，CIS器件的噪聲來自溝道中載流子密度或迀移率的不規(guī)則變化。前者取決于S1-S12界面附近陷阱對載流子的熱激俘獲和發(fā)射，S卩S1-S12界面態(tài)密度及其在禁帶能級中的位置;而后者則由載流子與聲子群的散射決定。因此，提升CIS器件噪聲性能的兩個重要方向，就是減少界面態(tài)密度，同時減少載流子與聲子的散射。另外，隨著工藝尺寸的減小和柵介質(zhì)厚度的降低，邊界陷阱引起的溝道噪聲也正逐漸增大。柵介質(zhì)中邊界陷阱的個數(shù)也不斷減小，當器件尺寸小至有源區(qū)只有一個或數(shù)個陷阱時，就會出現(xiàn)幅度很大的溝道電流漲落，且時常數(shù)呈隨機分布波形的噪聲。
[0004]以往由于位于CIS產(chǎn)品像素區(qū)(pixel)的SAB(salicide block layer，自對準娃化物阻擋層)與大面積的有源區(qū)(AA)表面直接接觸，使得SIN阻擋層吸附了大量的電子，從而影響了像素區(qū)AA表面的像素性能。因此，為了防止SIN阻擋層吸附大量的電子，目前CIS器件的SAB—般采取較為致密的PECVD (等離子體加強化學沉積)純氧化膜。
[0005]在PECVD沉積工藝中，會引入等離子體(Plasma)。雖然沉積結(jié)束后已經(jīng)不再長膜，但反應腔仍處于等離子體的環(huán)境中。并且，雖然淀積結(jié)束后關(guān)掉了原通入的主要反應氣流，但仍然會繼續(xù)通入原氣流中的Ar和02，同時用于激發(fā)等離子體的RF(射頻)源功率降低。此時反應腔中等離子體將產(chǎn)生大量高能UV(紫外)光子。如果這些光子能量大于S12柵氧化層的禁帶寬度，S12材料的價帶電子吸收光子后，將由價帶躍迀入導帶，產(chǎn)生電子空穴對，使得柵氧化層處于導通狀態(tài)，造成其絕緣能力大大下降。當柵上收集的電荷越來越多時，柵電壓相應地越來越高，最終會引起柵氧化層產(chǎn)生FN(Fowler-Nordheim)隧穿。當FN隧穿電流等于收集到的等離子體電流時，柵上會出現(xiàn)一個穩(wěn)態(tài)的電壓。而電子由襯底注入進柵氧化層以后，在柵電場的作用下將獲得更大的動能，這些高能電子會產(chǎn)生陷阱和界面態(tài)，這些陷阱和界面態(tài)在CIS器件的工作過程中，會形成各類噪聲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種通過改變SAB膜質(zhì)降低CIS器件噪聲的方法。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]—種通過改變SAB膜質(zhì)降低CIS器件噪聲的方法，包括以下步驟:
[0009]步驟一:提供一襯底，所述襯底至少具有柵極和源、漏結(jié)構(gòu)；
[0010]步驟二:在所述襯底表面形成具有疏松膜質(zhì)的SAB層；
[0011]步驟三:退火。
[0012]優(yōu)選地，步驟二中，采用HARP工藝在所述襯底表面沉積具有疏松膜質(zhì)的SAB層。
[0013]優(yōu)選地，步驟三中，所述退火為高溫退火。
[0014]優(yōu)選地，所述退火為RTA高溫退火。
[0015]優(yōu)選地，在D2氣氛中進行RTA高溫退火。
[0016]優(yōu)選地，還包括步驟四:對所述SAB層進行圖形化，暴露出需要形成自對準硅化物的區(qū)域；以及步驟五:在所述襯底上形成自對準硅化物層。
[0017]優(yōu)選地，所述SAB層為純氧化物層。
[0018]優(yōu)選地，所述純氧化物層為氧化硅層。
[0019]從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明通過采用HARP工藝制備具有疏松膜質(zhì)的SAB層，改變了以往由PECVD工藝制備的SAB層致密膜質(zhì)，可大大減少S1-S12界面附近陷阱，同時降低聲子的散射，并可利用HARP工藝制備的SAB層較厚的厚度，在后續(xù)帶有等離子體的工藝中減少等離子體損傷(plasma damage)對柵氧化層的影響，從而可有效降低CIS產(chǎn)品的各類噪聲。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明一種通過改變SAB膜質(zhì)降低CIS器件噪聲的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步的詳細說明。
[0022]在以下本發(fā)明的【具體實施方式】中，請參閱圖1，圖1是本發(fā)明一種通過改變SAB膜質(zhì)降低CIS器件噪聲的方法流程圖。如圖1所示，本發(fā)明的一種通過改變SAB膜質(zhì)降低CIS器件噪聲的方法，可包括以下步驟:
[0023]步驟一:提供一襯底，所述襯底至少具有柵極和源、漏結(jié)構(gòu)。
[0024]本發(fā)明的方法通過改變SAB膜質(zhì)，來降低CIS器件的各類噪聲。首先，在用于制備CIS器件的襯底上制作形成柵極和源、漏結(jié)構(gòu)，也可包括符合設(shè)計規(guī)則的其他器件結(jié)構(gòu)。
[0025]步驟二:在所述襯底表面形成具有疏松膜質(zhì)的SAB層。
[0026]接著，需要在所述襯底表面形成具有疏松膜質(zhì)的SAB層，以改變現(xiàn)有的由PECVD工藝制備的具有致密膜質(zhì)的SAB層，因為具有致密膜質(zhì)的SAB層無益于減少CIS器件中S1-S12界面態(tài)密度，從而也就無法提升CIS器件的噪聲性能。
[0027]作為一優(yōu)選的實施方式，本步驟可采用HARP(高深寬比)工藝，在所述襯底表面沉積具有疏松膜質(zhì)的SAB層。所述SAB層可采用純氧化物層，例如，可采用HARP工藝，在所述襯底表面沉積具有疏松膜質(zhì)的氧化硅SAB層。通過HARP工藝沉積的氧化硅SAB層厚度將明顯大于現(xiàn)有采用PECVD工藝制備的具有致密膜質(zhì)的SAB層厚度。
[0028]步驟三:退火。
[0029]本步驟中，可采用RTA(快速熱退火)對器件進行高溫退火。并且，退火可在D2(氘)氣氛中進行。
[0030]在進行高溫退火后，還可繼續(xù)進行:
[0031]步驟四:對所述SAB層進行圖形化，暴露出需要形成自對準硅化物的區(qū)域。
[0032]步驟五:在所述襯底上形成自對準硅化物層。
[0033]步驟四和步驟五可采用現(xiàn)有常規(guī)工藝執(zhí)行，本例不再贅述。
[0034]通過本發(fā)明的上述方法，并采用疏松的SAB薄膜替代現(xiàn)有致密的SAB薄膜后，可以使出退火中的D離子更易穿過HARP薄膜，從而更容易有效地鈍化S1-S12界面態(tài)陷阱。
[0035]同時，本發(fā)明通過將現(xiàn)有帶有等離子體的PECVD工藝改為不帶有等離子體的HARP工藝，在SAB薄膜沉積工藝中就不會有FN隧穿發(fā)生。而且在后續(xù)帶有等離子體的工藝中，由于HARP自對準硅化物阻擋層的厚度比較厚，也會減少隧穿效應的發(fā)生，從而在柵氧化層界面產(chǎn)生缺陷的概率就會大大降低。
[0036]此外，由于HARP沉積后SAB薄膜中會有多余的H離子，這些離子在后續(xù)的RTA工藝時會被推到S1-S12界面而影響S12界面晶格的排列，會使界面中因晶格不匹配而存在的應力變大，載流子與襯底聲群的散射變小，從而使其溝道迀移率變大，則使得CIS器件的噪聲變小。
[0037]綜上所述，本發(fā)明通過采用HARP工藝制備具有疏松膜質(zhì)的SAB層，改變了以往由PECVD工藝制備的SAB層致密膜質(zhì)，可大大減少S1-S12界面附近陷阱，同時降低聲子的散射，并可利用HARP工藝制備的SAB層較厚的厚度，在后續(xù)帶有等離子體的工藝中減少等離子體損傷對柵氧化層的影響，從而相比現(xiàn)有技術(shù)可將CIS產(chǎn)品的各類噪聲降低至原來的1/6，大大提升了 CIS產(chǎn)品的性能。
[0038]以上所述的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述實施例并非用以限制本發(fā)明的專利保護范圍，因此凡是運用本發(fā)明的說明書及附圖內(nèi)容所作的等同結(jié)構(gòu)變化，同理均應包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種通過改變SAB膜質(zhì)降低CIS器件噪聲的方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一:提供一襯底，所述襯底至少具有柵極和源、漏結(jié)構(gòu)； 步驟二:在所述襯底表面形成具有疏松膜質(zhì)的SAB層； 步驟三:退火。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過改變SAB膜質(zhì)降低CIS器件噪聲的方法，其特征在于，步驟二中，采用HARP工藝在所述襯底表面沉積具有疏松膜質(zhì)的SAB層。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過改變SAB膜質(zhì)降低CIS器件噪聲的方法，其特征在于，步驟三中，所述退火為高溫退火。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的通過改變SAB膜質(zhì)降低CIS器件噪聲的方法，其特征在于，所述退火為RTA高溫退火。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的通過改變SAB膜質(zhì)降低CIS器件噪聲的方法，其特征在于，在D2氣氛中進行RTA高溫退火。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過改變SAB膜質(zhì)降低CIS器件噪聲的方法，其特征在于，還包括: 步驟四:對所述SAB層進行圖形化，暴露出需要形成自對準硅化物的區(qū)域；以及 步驟五:在所述襯底上形成自對準硅化物層。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任意一項所述的通過改變SAB膜質(zhì)降低CIS器件噪聲的方法，其特征在于，所述SAB層為純氧化物層。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的通過改變SAB膜質(zhì)降低CIS器件噪聲的方法，其特征在于，所述純氧化物層為氧化硅層。
【文檔編號】H01L27/146GK105895649SQ201610218970
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月11日
【發(fā)明人】秋沉沉, 曹亞民, 何亮亮, 楊大為, 王艷生, 魏崢穎
【申請人】上海華力微電子有限公司