半导体器件及其制备方法与流程

本公开涉及半导体，尤其涉及一种半导体器件及其制备方法。

背景技术：

1、在半导体技术领域，随着像素缩小至亚微米级，为避免光信号串扰，需通过深阱技术进行隔离，采用厚光阻旋涂和高能离子注入工艺制备深阱。厚光阻制备高深宽比光阻图形时，显影、甩干及离子注入的过程均存在光阻倒塌和剥离的风险，从而影响后续的离子注入的精度。

2、因此，如何提高光阻的结构稳定性，从而提高半导体器件的电学性能，成为领域内有待解决的问题。

技术实现思路

1、本公开的实施例的目的在于提供一种半导体器件及其制备方法，用于提高光阻的结构稳定性，从而提高半导体器件的电学性能。

2、为达到上述目的，本公开的实施例提供了如下技术方案：

3、一方面，提供一种半导体器件，该半导体器件包括衬底、牺牲氧化层、多个光阻和离子注入区。牺牲氧化层设置于衬底上。牺牲氧化层包括多个凹槽，凹槽从牺牲氧化层的远离衬底的一侧表面，延伸至牺牲氧化层内。多个光阻设置于牺牲氧化层的远离衬底的一侧。至少一个光阻的部分嵌入凹槽内。离子注入区设置于衬底内，且沿平行于衬底的方向，离子注入区位于相邻两个光阻之间。

4、上述半导体器件包括衬底、牺牲氧化层、多个光阻和离子注入区。牺牲氧化层和多个光阻依次层叠设置于衬底上，且至少一个光阻的部分嵌入牺牲氧化层的凹槽内。离子注入区置于衬底内，且沿平行于衬底的方向，离子注入区位于相邻两个光阻之间。可以理解的是，光阻可以作为形成离子注入区的掩膜，离子注入区位于相邻两个光阻之间，对半导体器件内部结构进行隔离，防止光信号串扰，从而保证半导体器件的电学隔离性能。

5、并且，在形成光阻以及离子注入区的过程中，光阻可能出现倒塌或者剥离的风险，通过设置至少一个光阻的部分嵌入牺牲氧化层的凹槽内，使嵌入凹槽内的光阻与凹槽紧密贴合，增大了光阻与凹槽的接触面积，并且使光阻与凹槽形成机械咬合效应，实现光阻与牺牲氧化层的机械咬合与粘性结合的双重强化，从而提高了光阻与牺牲氧化层的结合力，从而使得在形成光阻以及离子注入区的过程中，光阻出现倒塌或者剥离的风险降低，从而提高了光阻的结构稳定性，保证了离子注入区的注入深度以及注入范围，从而提高半导体器件的电学性能。

6、在一些实施例中，光阻包括相连的第一部和第二部，第一部填充凹槽，第二部位于第一部的远离衬底的一侧。第一部包括靠近衬底的第一表面，以及远离衬底的第二表面。第一表面为曲面，或者，第一表面为平面。

7、在一些实施例中，第一表面为曲面。沿垂直于衬底的平面，凹槽的截面形状为圆弧状。

8、在一些实施例中，圆弧对应的圆心角小于或等于60°。圆弧对应的圆的半径范围为200nm~600nm。

9、在一些实施例中，第一表面为平面。第一表面在衬底上的正投影，与第二表面在衬底上的正投影至少部分交叠。

10、在一些实施例中，光阻在沿垂直于衬底的方向的高度，与凹槽在沿平行于衬底的方向的宽度的比值范围为4~10。

11、另一方面，提供一种半导体器件的制备方法，该制备方法包括：在衬底上形成牺牲氧化层。在牺牲氧化层内形成多个凹槽，凹槽从牺牲氧化层的远离衬底的一侧表面，延伸至牺牲氧化层内。在牺牲氧化层的远离衬底的一侧形成多个光阻，至少一个光阻的部分嵌入凹槽内。在衬底内形成离子注入区，沿平行于衬底的方向，离子注入区位于相邻两个光阻之间。

12、上述半导体器件的制备方法包括在衬底上形成牺牲氧化层，在牺牲氧化层内形成多个凹槽，凹槽从牺牲氧化层的远离衬底的一侧表面，延伸至牺牲氧化层内。在牺牲氧化层的远离衬底的一侧形成多个光阻，至少一个光阻的部分嵌入凹槽内。在衬底内形成离子注入区，沿平行于衬底的方向，离子注入区位于相邻两个光阻之间。可以理解的是，光阻可以作为形成离子注入区的掩膜，离子注入区位于相邻两个光阻之间，对半导体器件内部结构进行隔离，防止光信号串扰，从而保证半导体器件的电学隔离性能。

13、并且，在形成光阻以及离子注入区的过程中，光阻可能出现倒塌或者剥离的风险，通过设置至少一个光阻的部分嵌入牺牲氧化层的凹槽内，使嵌入凹槽内的光阻与凹槽紧密贴合，增大了光阻与凹槽的接触面积，并且使光阻与凹槽形成机械咬合效应，实现光阻与牺牲氧化层的机械咬合与粘性结合的双重强化，从而提高了光阻与牺牲氧化层的结合力，从而使得在形成光阻以及离子注入区的过程中，光阻出现倒塌或者剥离的风险降低，从而提高了光阻的结构稳定性，保证了离子注入区的注入深度以及注入范围，从而提高半导体器件的电学性能。

14、在一些实施例中，在牺牲氧化层内形成多个凹槽，包括：在牺牲氧化层的远离衬底的一侧形成第一光刻胶层。对第一光刻胶层进行曝光与显影，形成多个第一开口，第一开口暴露牺牲氧化层。通过第一开口，刻蚀牺牲氧化层，以形成多个凹槽。

15、在一些实施例中，在牺牲氧化层的远离衬底的一侧形成多个光阻，包括：在牺牲氧化层的远离衬底的一侧形成第二光刻胶层。对第二光刻胶层进行曝光与显影，形成多个光阻。

16、在一些实施例中，第一光刻胶层的材料包括负胶，第二光刻胶层的材料包括正胶。或者，第一光刻胶层的材料包括正胶，第二光刻胶层的材料包括负胶。

1.一种半导体器件，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述光阻包括相连的第一部和第二部，所述第一部填充所述凹槽，所述第二部位于所述第一部的远离所述衬底的一侧；

3.根据权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，所述第一表面为曲面；沿垂直于所述衬底的平面，所述凹槽的截面形状为圆弧状。

4.根据权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，所述圆弧对应的圆心角小于或等于60°；

5.根据权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，所述第一表面为平面；

6.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述光阻在沿垂直于所述衬底的方向的高度，与所述凹槽在沿平行于所述衬底的方向的宽度的比值范围为4~10。

7.一种半导体器件的制备方法，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在所述牺牲氧化层内形成多个凹槽，包括：

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在所述牺牲氧化层的远离所述衬底的一侧形成多个光阻，包括：

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述第一光刻胶层的材料包括负胶，所述第二光刻胶层的材料包括正胶；或，