半导体器件及其制造方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115863369A(43)申请公布日2023.03.28(21)申请号202211437833.5(22)申请日2022.11.15(71)申请人武汉新芯集成电路制造有限公司地址430205湖北省武汉市东湖开发区高新四路18号(72)发明人周璐王鹏熊子遥(74)专利代理机构上海思微知识产权代理事务所(普通合伙)31237专利代理师郑星(51)Int.Cl.H01L27/146(2006.01)H01L21/31(2006.01)H01L21/311(2006.01)H01L23/29(2006.01)H01L23/31(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图4页(54)发明名称半导体器件及其制造方法(57)摘要本发明提供了一种半导体器件及其制造方法，所述半导体器件的制造方法包括：提供一半导体结构，所述半导体结构表面形成有氧化钝化层和悬挂键；采用等离子体轰击所述半导体结构表面，以去除所述氧化钝化层以及使得所述等离子体中的离子与所述悬挂键结合；形成介质层于所述半导体结构表面。本发明的技术方案能够去除半导体结构表面的氧化钝化层以及明显减少悬挂键的数量，使得能够改善半导体器件的性能。CN115863369ACN115863369A权利要求书1/1页1.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，包括：提供一半导体结构，所述半导体结构表面形成有氧化钝化层和悬挂键；采用等离子体轰击所述半导体结构表面，以去除所述氧化钝化层以及使得所述等离子体中的离子与所述悬挂键结合；形成介质层于所述半导体结构表面。2.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，产生所述等离子体的气体源为活跃性气体。3.如权利要求2所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述活跃性气体包括氢气或氮气。4.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，采用物理气相沉积机台、化学气相沉积机台、离子注入机台或干法刻蚀机台产生所述等离子体。5.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，采用所述等离子体轰击所述半导体结构表面的时间为30s～2min。6.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述半导体结构包括衬底，所述氧化钝化层和所述悬挂键形成于所述衬底表面。7.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述介质层的材质包括氮化硅、氧化硅和氮氧化硅中的至少一种。8.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述半导体器件的制造方法还包括：执行退火工艺。9.如权利要求8所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，退火温度为200℃～500℃。10.一种半导体器件，其特征在于，采用如权利要求1～9中任一项所述的半导体器件的制造方法制造。11.如权利要求10所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体器件为图像传感器或逻辑芯片。2CN115863369A说明书1/6页半导体器件及其制造方法技术领域[0001]本发明涉及半导体领域，特别涉及一种半导体器件及其制造方法。背景技术[0002]半导体材料在生产制备和器件加工的工艺过程中会引入很多深能级缺陷，这些缺陷成为载流子复合中心，降低了载流子寿命，从而严重影响器件的各种性能参数，其中包括图像传感器的白色像素或逻辑芯片的暗电流。[0003]参阅图1a，由于衬底11表面的缺陷会导致衬底11表面形成悬挂键(图1a中所示的为衬底11的材质为硅时形成的硅悬挂键)，悬挂键作为有效的陷阱中心，能够获取电子或空穴形成有效化学键，但是若悬挂键过多，会影响半导体器件的性能。因此，需要减少悬挂键的数量。[0004]并且，由于衬底11放置在空气中，会使得衬底11表面被氧化形成一层薄薄的氧化钝化层(未图示)，导致阻挡后续有效化学键(即后续形成氮化硅介质层)的形成，因此，一般采用酸泡刻蚀的方式去除氧化钝化层；但是，酸溶液会损坏衬底11表面，导致衬底11表面产生很多缺陷，进而导致缺陷位置会吸收空气中的氧而快速地重新形成氧化钝化层，如图1b所示，缺陷位置的部分硅悬挂键上结合了氧离子重新形成了氧化钝化层，重新形成的氧化钝化层仍然会阻挡后续有效化学键的形成；并且，在后续形成氮化硅介质层时，通过将反应气体中的NH3浓度提高，使得SixNy中氢离子浓度升高形成为SixNyHz，进而使得SixNyHz中的氢离子扩散至衬底11表面后与悬挂键结合，如图1c所示，部分硅悬挂键上结合了氢离子，但是仍有较多的悬挂键未与任何离子结合，导致影响半导体器件的性能，且SixNyHz中存在的氢离子会影响形成的氮化硅介质层的质量。[0005]因此，需要对现有去除衬底表面氧化钝化层以及减少悬挂键的方法进行改进，以改善半导体器件的性能。发明内容[0006]本发明的目的在于提供一种半导体器件及其制造