[发明专利]提高离子注入区的深宽比的制造方法

权利要求书

1.一种提高离子注入区的深宽比的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、提供一用于形成离子注入区的半导体衬底，在所述半导体衬底的正面依次形成第一隔离层和第一多晶硅层，所述第一隔离层隔离在所述半导体衬底和所述第一多晶硅层之间并用于在对所述第一多晶硅层进行去除时对所述半导体衬底表面进行保护；所述第一多晶硅层作为后续第二多晶硅层的多晶硅外延工艺的种子层；

所述半导体衬底为硅衬底；所述第一隔离层由依次叠加的第一氧化层和第二氮化层组成；

所述第一氧化层采用炉管工艺形成，所述第一氧化层在形成于所述半导体衬底的正面的同时还形成于所述半导体衬底的背面；

所述第二氮化层采用炉管工艺形成，所述第二氮化层在形成于所述半导体衬底的正面的同时还形成于所述半导体衬底的背面；

所述第一多晶硅层采用炉管工艺形成，所述第一多晶硅层在形成于所述半导体衬底的正面的同时还形成于所述半导体衬底的背面；

步骤二、在所述第一多晶硅层表面形成第二介质层，所述第二介质层的厚度根据形成所述离子注入区的深度所需的注入能量进行设置，保证所述离子注入区对应的注入能量不穿透和所述第二介质层的厚度相同的后续形成的所述第二多晶硅层；

步骤三、进行光刻将所述离子注入区之外的区域打开以及将所述离子注入区的形成区域保护，之后对所述第二介质层进行刻蚀将所述离子注入区之外的所述第二介质层去除直至露出所述第一多晶硅层的表面以及将所述离子注入区的形成区域的所述第二介质层保留；保留的所述第二介质层的宽度和所述离子注入区的宽度相同；

步骤四、进行选择性多晶硅外延生长形成所述第二多晶硅层，所述第二多晶硅层的选择性多晶硅外延生长工艺以所述第一多晶硅层为种子层并自对准形成于所述离子注入区之外的所述第二介质层被去除区域；之后，采用化学机械研磨工艺对所述第二多晶硅进行平坦化从而使所述第二多晶硅层的厚度和所述第二介质层的厚度相同；

步骤五、去除所述第二介质层；

步骤六、以所述第二多晶硅层为阻挡层进行离子注入形成所需深度的所述离子注入区，所述离子注入区的宽度由步骤三的光刻工艺定义，所述离子注入区的深度由步骤六的离子注入的注入能量确定，所述阻挡层的厚度在保证所述离子注入区的注入能量的同时独立于所述离子注入区的宽度的设置，使所述离子注入区的宽度和深度分开可调，从而能提高所述离子注入区的深宽比；

步骤七、之后去除所述第二多晶硅层、所述第一多晶硅层和所述第一隔离层。

2.如权利要求1所述的提高离子注入区的深宽比的制造方法，其特征在于：所述第一氧化层的厚度为100埃；所述第二氮化层的厚度为1000埃～1500埃；所述第一多晶硅层的厚度为1000埃～2000埃。

3.如权利要求1所述的提高离子注入区的深宽比的制造方法，其特征在于：所述第二介质层为一采用化学气相淀积形成的氧化层。

4.如权利要求1或3所述的提高离子注入区的深宽比的制造方法，其特征在于：所述第二介质层的厚度为3微米以上，步骤六中所述离子注入区的注入能量为950kev以上。

5.如权利要求4所述的提高离子注入区的深宽比的制造方法，其特征在于：所述离子注入区的宽度为0.17微米以下。

6.如权利要求5所述的提高离子注入区的深宽比的制造方法，其特征在于：所述离子注入区为P型离子注入区，用于实现CMOS图像传感器的各相邻的像素单元的感光二极管之间的隔离，通过缩小所述P型离子注入区的宽度提高所述CMOS图像传感器的像素的集成度，通过提高所述P型离子注入区的结深来提高所述像素单元的所述感光二极管之间的隔离性能。

7.如权利要求3所述的提高离子注入区的深宽比的制造方法，其特征在于：步骤二在形成所述第二介质层之后，还包括在所述第二介质层的表面形成一层对所述第二介质层进行刻蚀时的刻蚀阻挡层，所述刻蚀阻挡层为非定型碳或有机碳。

8.如权利要求7所述的提高离子注入区的深宽比的制造方法，其特征在于：所述刻蚀阻挡层的厚度为1微米。