[发明专利]一种掺杂阱的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺，特别涉及一种掺杂阱的制作方法。

背景技术

随着半导体技术的不断发展，半导体器件的集成化程度也越来越高，因此，对于半导体器件的关键尺寸的要求也越来越高。

在对半导体器件的关键尺寸进行控制的同时，为了优化结深和减少漏电的原因，对半导体器件之间的接触面积也有所要求。例如现有制作图像传感器的光电二极管掺杂阱的过程中，将掺杂阱做成离子深度分布梯度，以增加半导体器件与衬底间的接触面积，即PN结面积，进而使结电容增大、电阻增大，提高抗击穿的能力，并减小漏电流的产生。

图1A至图1C示出了现有技术形成深度梯度分布掺杂阱的示意图。

如图1A所示，在半导体衬底100上形成光刻胶层101，经过曝光显影工艺，定义出第一离子注入开口图案102；以光刻胶层101为掩膜，沿第一离子注入开口图案102，向半导体衬底100中进行第一次离子 103注入，形成第一阱104，所述离子可以是磷，注入离子的剂量为1E13cm^-2，浓度为IE17cm^-3~IE18cm^-3，注入能量为15KeV。

如图1B所示，将带有各膜层的半导体衬底100 放入灰化炉中，通过控制氧气的注入剂量、注入能量及注入时间等，增大第一离子注入开口图案102的关键尺寸，形成第二离子注入开口图案105。

如图 1C 所示，以光刻胶层101为掩膜，沿第二离子注入开口图案 105，向半导体衬底 100 中进行第二次离子 106注入，形成第二阱 107，所述离子可以是磷，注入离子的剂量为IE13cm^-2，浓度为IE17cm^-3~IElscm^-3，注入能量为140KeV；其中第二阱207与第一阱104之间由于离子注入的深度不一致，产生深度梯度。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

一种掺杂阱的制作方法，其特征在于包括：

- 提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有带有图案的光刻胶层；

- 以所述光刻胶层为掩膜，向所述半导体衬底中进行第一次离子注入，以形成第一阱；

- 在所述光刻胶层中的图案的内侧形成侧壁层；

- 以所述光刻胶层和所述侧壁层为掩膜，向所述半导体衬底中进行第二次离子注入，以形成第二阱，所述第二阱的离子注入深度大于所述第一阱的离子注入深度。                                                                                                                                                        所述向半导体衬底中进行第二次离子注入之后，还包括：去除所述光刻胶层和所述侧壁层。

所述侧壁层的形成方法为：在所述光刻胶层的上表面、与所述图案对应的半导体衬底上和所述图案的内侧形成侧壁材料层，通过刻蚀去除所述侧壁材料层的位于所述光刻胶层的上表面和位于与所述图案对应的半导体衬底上的部分，保留所述侧壁材料层位于所述图案的内侧的部分作为所述侧壁层。

所述侧壁材料层采用化学气相沉积法或者旋涂法而形成。

所述侧壁材料层的材料选自包含聚砜类、聚脲类、聚砜脲类、聚丙烯酸酯类和聚乙烯基吡啶的聚合物或者无定形碳中的一种。

所述第一阱和第二阱同时为P型阱或者同时为N型阱。

所述第一次离子注入和第二次离子注入所采用的掺杂离子为选自硼离子、磷离子和砷离子中的一种。

所述第一次离子注入的能量小于第二次离子注入的能量。

所述第一次离子注入的剂量为0.5×10¹³cm^-2~1.5 ×10¹³cm^-2，浓度为1×10¹⁷cm^-3~1×10¹⁸cm^-3，能量为20KeV~120KeV。