半导体结构的制备方法及半导体结构与流程

本申请涉及半导体，特别是涉及一种半导体结构的制备方法及半导体结构。

背景技术：

1、随着半导体技术的发展，对bsi（back side illumination，背照式）半导体器件中的感光器件区的感光性能要求越来越高，为提升感光性能，需要对感光器件区进行隔离保护。

2、而常规的隔离保护方式仅是在相邻的感光器件区之间设置简单填充的隔离结构，这种方式无法充分将感光器件区进行隔离保护，会造成相邻感光器件区之间以及感光器件区与其他结构层之间产生ct（cross talk，串扰）等负面效应。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述问题提供一种半导体结构的制备方法及半导体结构。

2、为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种半导体结构的制备方法，包括：

3、提供基底，所述基底具有相对的第一面和第二面；

4、于所述基底内形成第一离子注入层；

5、于所述基底内形成多个间隔排布的感光器件区，所述感光器件区位于所述第一离子注入层远离所述第一面的表面；

6、于所述基底内形成深沟槽，所述深沟槽位于相邻所述感光器件区之间；

7、于所述深沟槽和所述感光器件区之间形成隔离环，所述隔离环与所述第一离子注入层远离所述第一面的表面相接触。

8、本申请的半导体结构的制备方法中，通过在相邻的感光器件区之间形成深沟槽，深沟槽可以将感光器件区分离开来，以及通过在深沟槽和感光器件区之间形成隔离环，隔离环可以将各个感光器件区进行隔离保护，可以避免各个感光器件区之间发生串扰；且隔离环与第一离子注入层远离第一面的表面相接触，以将感光器件区与半导体结构内的其他结构层相隔离，可以避免感光器件区与其他结构层之间产生短路连接，实现对感光器件区的充分隔离和保护。

9、在其中一个实施例中，所述于所述深沟槽和所述感光器件区之间形成隔离环，包括：

10、至少于所述深沟槽的侧壁形成牺牲层，所述牺牲层内包括iii族元素中的任意一种或几种的组合；

11、对所得结构进行退火处理，以使所述牺牲层内的iii族元素移动至所述深沟槽与所述感光器件区之间，以形成所述隔离环。

12、在其中一个实施例中，所述牺牲层包括硼硅层；所述对所得结构进行退火处理的过程中，所述硼硅层分解为硼离子和硅离子，所述硼离子移动至所述深沟槽与所述感光器件区之间，以形成所述隔离环，所述硅离子被氧化至少于所述深沟槽的侧壁形成第一介质层。

13、在其中一个实施例中，所述于所述基底内形成所述第一离子注入层之后，于所述基底内形成多个间隔排布的感光器件区之前，所述半导体结构的制备方法还包括：于所述基底内形成第二离子注入层，所述第二离子注入层位于所述第一离子注入层与所述基底的所述第一面之间；

14、所述对所得结构进行退火处理的过程中，所述第二离子注入层转变为第二介质层。

15、在其中一个实施例中，所述基底内形成有浅沟槽隔离结构，所述浅沟槽隔离结构自所述第一面延伸至所述基底内，所述浅沟槽隔离结构的深度小于所述基底的厚度；所述第二离子注入层位于所述浅沟槽隔离结构远离所述第一面的一侧；

16、于所述基底内形成所述第二离子注入层之后，于所述基底内形成多个间隔排布的感光器件区之前，还包括：于所述基底的所述第一面形成金属互连结构。

17、在其中一个实施例中，所述于所述基底内形成深沟槽之后，于所述深沟槽和所述感光器件区之间形成隔离环之前，还包括：于所述基底的所述第二面形成垫氧层。

18、在其中一个实施例中，所述于所述深沟槽和所述感光器件区之间形成隔离环之后，还包括：

19、于所述深沟槽内填充第三介质层，以形成深沟槽隔离结构；

20、于所述基底的所述第二面形成隔离栅格，所述隔离栅格与所述深沟槽隔离结构对应设置，所述隔离栅格内具有开口，所述开口暴露出所述感光器件区；

21、于所述开口内形成滤光片，所述滤光片与所述感光器件区对应设置；

22、于所述滤光片和所述隔离栅格远离所述基底的表面形成透镜层。

23、本申请还提供一种半导体结构，所述半导体结构包括：

24、基底，所述基底具有相对的第一面和第二面；

25、第一离子注入层，位于所述基底内；

26、多个间隔排布的感光器件区，位于所述第一离子注入层远离所述第一面的表面；

27、深沟槽，位于相邻所述感光器件区之间；

28、隔离环，位于所述深沟槽和所述感光器件区之间，并与所述第一离子注入层远离所述第一面的表面相接触。

29、本申请的半导体结构中，深沟槽设置在相邻的感光器件区之间，深沟槽可以将感光器件区分离开来，以及隔离环位于深沟槽和感光器件区之间，隔离环可以将各个感光器件区进行隔离保护，可以避免各个感光器件区之间发生串扰；且隔离环与第一离子注入层远离第一面的表面相接触，以将感光器件区与半导体结构内的其他结构层相隔离，可以避免感光器件区与其他结构层之间产生短路连接，实现对感光器件区的充分隔离和保护。

30、在其中一个实施例中，所述半导体结构还包括：第一介质层、第二介质层和第三介质层，所述第一介质层至少位于所述深沟槽的侧壁，所述第三介质层填满所述深沟槽；所述第一介质层、所述隔离环及所述第三介质层构成深沟槽隔离结构；所述第二介质层位于所述第一离子注入层与所述第一面之间。

31、在其中一个实施例中，所述基底内形成有浅沟槽隔离结构，所述浅沟槽隔离结构自所述第一面延伸至所述基底内，所述浅沟槽隔离结构的深度小于所述基底的厚度；所述第二介质层位于所述浅沟槽隔离结构远离所述第一面的一侧；所述半导体结构还包括：

32、金属互连结构，位于所述第一面；

33、隔离栅格，位于所述第二面，与所述深沟槽隔离结构对应设置，所述隔离栅格内具有开口，所述开口暴露出所述感光器件区；

34、滤光片，位于所述开口内，与所述感光器件区对应设置；

35、透镜层，位于所述滤光片和所述隔离栅格远离所述基底的表面。

技术特征：

1.一种半导体结构的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述于所述深沟槽和所述感光器件区之间形成隔离环，包括：

3.根据权利要求2所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述牺牲层包括硼硅层；所述对所得结构进行退火处理的过程中，所述硼硅层分解为硼离子和硅离子，所述硼离子移动至所述深沟槽与所述感光器件区之间，以形成所述隔离环，所述硅离子被氧化至少于所述深沟槽的侧壁形成第一介质层。

4.根据权利要求3所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述基底内形成有浅沟槽隔离结构，所述浅沟槽隔离结构自所述第一面延伸至所述基底内，所述浅沟槽隔离结构的深度小于所述基底的厚度；所述第二离子注入层位于所述浅沟槽隔离结构远离所述第一面的一侧；

6.根据权利要求1所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述于所述基底内形成深沟槽之后，于所述深沟槽和所述感光器件区之间形成隔离环之前，还包括：于所述基底的所述第二面形成垫氧层。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述于所述深沟槽和所述感光器件区之间形成隔离环之后，还包括：

8.一种半导体结构，其特征在于，所述半导体结构包括：

9.根据权利要求8所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括：第一介质层、第二介质层和第三介质层，所述第一介质层至少位于所述深沟槽的侧壁，所述第三介质层填满所述深沟槽；所述第一介质层、所述隔离环及所述第三介质层构成深沟槽隔离结构；所述第二介质层位于所述第一离子注入层与所述第一面之间。

10.根据权利要求9所述的半导体结构，其特征在于，所述基底内形成有浅沟槽隔离结构，所述浅沟槽隔离结构自所述第一面延伸至所述基底内，所述浅沟槽隔离结构的深度小于所述基底的厚度；所述第二介质层位于所述浅沟槽隔离结构远离所述第一面的一侧；所述半导体结构还包括：

技术总结
本申请涉及一种半导体结构的制备方法及半导体结构。半导体结构的制备方法包括：提供基底，基底具有相对的第一面和第二面；于基底内形成第一离子注入层；于基底内形成多个间隔排布的感光器件区，感光器件区位于第一离子注入层远离第一面的表面；于基底内形成深沟槽，深沟槽位于相邻感光器件区之间；于深沟槽和感光器件区之间形成隔离环，隔离环与第一离子注入层远离第一面的表面相接触。本申请的半导体结构的制备方法可以避免各个感光器件区之间发生串扰，以及可以将感光器件区与半导体结构内的其他结构层相隔离，避免感光器件区与其他结构层之间产生短路连接，实现对感光器件区的充分隔离和保护。

技术研发人员：陈维邦,郑志成
受保护的技术使用者：合肥新晶集成电路有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11