一种提高CIS性能的方法与流程

本申请涉及半导体制造的，具体涉及一种提高cis性能的方法。

背景技术：

1、cis传感器以其低功耗、小尺寸、低成本、可随机读取以及与标准的cmos工艺兼容等优点得到了快速发展。目前，对cis传感器性能的影响主要来自于暗电流和串扰等缺陷，其中，串扰是指相邻的像素间互相干扰的现象，对于某个像素而言，其输出信号不仅取决于该像素的入射光，而且还受到相邻的其他像素的影响，从而对成像质量造成影响。

2、为了减少串扰的产生，目前的解决方式主要是采用纵向隔离，即通过纵向掺杂与光电二极管(photodiode，pd)反型的杂质形成pn结以解决串扰的问题，然而，这种方法的隔离效果有限。

技术实现思路

1、为了进一步提高隔离效果，以提高器件性能，本申请提供了一种提高cis性能的方法。

2、本申请实施例提供了一种提高cis性能的方法，包括：

3、提供一衬底，所述衬底由下至上依次包括硅衬底和第一外延层，所述硅衬底中掺杂有第一类型的杂质，所述第一外延层中掺杂有第二类型的杂质，所述衬底包括用于集成cis的像素单元的第一区域，以及用于集成cis的逻辑器件的第二区域；

4、在所述第一区域中的第一外延层表层注入第一类型的杂质，形成间隔设置的多个横向隔离结构；

5、在所述第一外延层上生长掺杂有第二类型的杂质的第二外延层；

6、在后续的有源区制备工艺过程中，在进行sti填充的步骤前，进行退火处理，以激活所述横向隔离结构，形成横向隔离；

7、其中，所述第一类型的杂质为与光电二极管反型的元素。

8、在一些实施例中，所述在所述第一区域中的第一外延层表层注入第一类型的杂质，形成间隔设置的多个横向隔离结构，包括：

9、在所述第一区域中的第一外延层表面形成具有开口区域的光刻胶层；

10、以所述光刻胶层为掩膜，在所述第一外延层表层注入第一类型的杂质，形成间隔设置的多个横向隔离结构。

11、在一些实施例中，在向所述第一区域中的第一外延层表层注入第一类型的杂质的步骤中，注入能量为40kev，每平方厘米的注入剂量为1e12量级。

12、在一些实施例中，在进行退火处理时，退火温度不小于1100℃，退火时长不低于2小时。

13、在一些实施例中，在经过所述退火处理后，所述横向隔离结构中的第一类型的杂质发生扩散，形成所述横向隔离，所述横向隔离的顶部位于所述第二外延层的底部。

14、在一些实施例中，所述第一类型的杂质为硼。

15、本申请技术方案，至少包括如下优点：

16、1. 通过在第一外延层中横向掺杂与光电二极管（pd）反型的元素形成pn结，相较于单一的纵向隔离，能够进一步提高隔离效果，解决串扰问题，提高器件性能。

技术特征：

1.一种提高cis性能的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述第一区域中的第一外延层表层注入第一类型的杂质，形成间隔设置的多个横向隔离结构，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在向所述第一区域中的第一外延层表层注入第一类型的杂质的步骤中，注入能量为40kev，每平方厘米的注入剂量为1e12量级。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在进行退火处理时，退火温度不小于1100℃，退火时长不低于2小时。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在经过所述退火处理后，所述横向隔离结构中的第一类型的杂质发生扩散，形成所述横向隔离，所述横向隔离的顶部位于所述第二外延层的底部。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一类型的杂质为硼。

技术总结
本申请公开了一种提高CIS性能的方法，包括：提供一衬底，衬底由下至上依次包括硅衬底和第一外延层，硅衬底中掺杂有第一类型的杂质，第一外延层中掺杂有第二类型的杂质，衬底包括用于集成CIS的像素单元的第一区域，以及用于集成CIS的逻辑器件的第二区域；在第一区域中的第一外延层表层注入第一类型的杂质，形成间隔设置的多个横向隔离结构；在第一外延层上生长掺杂有第二类型的杂质的第二外延层，第二外延层的厚度大于第一外延层；在后续的有源区制备工艺过程中，在进行STI填充的步骤前，进行退火处理，以激活横向隔离结构，形成横向隔离；其中，第一类型的杂质为与光电二极管反型的元素。本申请通过上述方案，能够提高隔离效果。

技术研发人员：米魁,陈志伟,季霄,程刘锁,张继亮
受保护的技术使用者：华虹半导体（无锡）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21