CN104103511B

CN104103511B - 一种半导体器件及其制造方法

Info

Publication number: CN104103511B
Application number: CN201310116110.XA
Authority: CN
Inventors: 汪新学; 奚民伟; 伏广才; 张复雄; 王冲
Original assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Current assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority date: 2013-04-03
Filing date: 2013-04-03
Publication date: 2017-03-08
Anticipated expiration: 2033-04-03
Also published as: CN104103511A

Abstract

本发明提供一种半导体器件及其制造方法，涉及半导体技术领域。该半导体器件的制造方法包括：步骤S101、提供包括浅沟槽隔离和层间介电层的半导体衬底，在半导体衬底的背面形成掩膜层；步骤S102、以第一刻蚀气体对半导体衬底未被掩膜层覆盖的区域进行刻蚀，使刻蚀停止于浅沟槽隔离的上方；步骤S103、以第二刻蚀气体对半导体衬底未被掩膜层覆盖的区域继续进行刻蚀，去除半导体衬底未被掩膜层覆盖的部分，形成用于制造焊盘的沟槽。该方法通过将形成用于制造焊盘的沟槽的步骤分两步完成，形成了具有良好形貌且侧壁比较平缓的沟槽，提高了焊盘的电流传输能力。本发明的半导体器件，采用上述方法制得，保证了焊盘具有较高的电流传输能力。

Description

一种半导体器件及其制造方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种半导体器件及其制造方法。

背景技术

在背照式图像传感器(BSI)等半导体器件的制造过程中，常常需要在半导体衬底上刻蚀出沟槽以用于形成焊盘(PAD)。然而，形成的同一个用于制造焊盘的沟槽，往往同时位于浅沟槽隔离(STI)与层间介电层(ILD)的上方，而ILD一般位于STI的下一层。因此，在对半导体衬底进行刻蚀以形成沟槽时，在对应STI的区域应保证刻蚀停止于STI之上，在对应ILD的区域则应保证刻蚀停止于ILD之上。

现有技术中，在半导体衬底上刻蚀形成用于制造焊盘的沟槽的工艺中，在刻蚀半导体衬底时通常采用干法刻蚀方法。并且，一般采用如下两种干法刻蚀方法进行：第一种方法为采用SF₆作为刻蚀气体进行干法刻蚀形成用于制造焊盘的沟槽；第二种方法为采用CF₄、Cl₂和HBR作为刻蚀气体进行干法刻蚀形成用于制造焊盘的沟槽。上述两种刻蚀方法各有优缺点，但均已难以满足实际工业生产的对半导体器件性能的需求。

图1A至1C示出了现有技术中的一种半导体器件的制造方法，主要涉及在半导体衬底上刻蚀形成用于制造焊盘的沟槽的过程。该方法在对半导体衬底进行刻蚀以形成沟槽时，采用上述的第一种方法，即采用SF₆作为刻蚀气体。示例性地，该半导体器件的制造方法可以包括如下步骤：

步骤A1：提供包括浅沟槽隔离(STI)101和层间介电层(ILD)102的半导体衬底100，在半导体衬底100未形成器件的表面(即，与ILD等器件相对的一面)上形成包括图形化的硬掩膜层104和图形化的光刻胶层105的掩膜层。形成的图形，如图1A所示。

其中，半导体衬底100还可以包括其他膜层103。其他膜层103，可以为一层，也可以为多层，在此并不做限定。

步骤A2：以SF₆作为刻蚀气体对半导体衬底100进行刻蚀，在半导体衬底100上形成沟槽1001。形成的图形，如图1B所示。

由于SF₆对硅(半导体衬底的材料)和氧化物(浅沟槽隔离101和层间介电层102的材料)的刻蚀选择比一般大于30，即，具有很高的刻蚀选择比,因此，在刻蚀形成沟槽1001的过程中，一般不会对沟槽位置处的浅沟槽隔离101和层间介电层102造成刻蚀；并且，形成的沟槽1001的侧壁一般具有垂直的形貌。然而，由于半导体衬底100在对应浅沟槽隔离101的位置和对应层间介电层102的位置处需要去除的深度不同(对应层间介电层102位置处的半导体衬底需要被去除的较多)，因此往往造成在沟槽1001中在浅沟槽隔离101位置处的半导体衬底被过度刻蚀而形成底切(undercut)现象，如图1B中标号1011所示。

步骤A3：去除掩膜层，在半导体衬底100和沟槽1001的表面沉积形成金属层106。形成的图形，如图1C所示。

其中，金属层106的材料可以为铝、铜、钨等，在此不做限定。

由于底切(undercut)现象以及沟槽1001的侧壁比较垂直，往往导致形成的金属层106位于沟槽1001侧壁位置的部分厚度较薄。在现有技术中，当沉积的金属层的厚度在半导体衬底100的表面的部分满足厚度要求时，金属层位于沟槽1001侧壁位置的部分的厚度一般则会因为比较薄而可能无法满足器件的要求。

一般而言，如果金属层106过薄，将影响半导体器件的焊盘的电流传输能力，进而影响半导体器件的性能。虽然可以通过沉积更厚的金属层来增加金属层106位于沟槽1001侧壁位置处的厚度，但是，这往往会导致金属层106在其他区域的厚度超过器件的设计规则(Design Rule)，因而是不能被接受的。

并且，更为严重的是，在现有技术中的这一半导体器件的制造方法中，形成的金属层106在沟槽1001的顶部转角处的厚度远远低于金属层106在沟槽1001的侧壁位置的厚度，当沉积的金属层的厚度在半导体衬底100的表面的部分满足厚度要求时，金属层106在沟槽1001的顶部转角处的厚度一般已经特别薄，甚至有断线的风险(为了简要，图1C未示出这一情况)。因此，上述第一种半导体器件的制造方法形成的金属层106很容易出现缺陷，因而无法满足实际需要。

图2A至2C示出了现有技术中的另一种半导体器件的制造方法，主要涉及在半导体衬底上刻蚀形成用于制造焊盘的沟槽的过程。该方法在对半导体衬底进行刻蚀以形成沟槽时，采用上述的第二种方法，即采用CF₄、Cl₂和HBR作为刻蚀气体。示例性地，该半导体器件的制造方法可以包括如下步骤：

步骤B1：提供包括浅沟槽隔离(STI)201和层间介电层(ILD)202的半导体衬底200，在半导体衬底200的没有形成器件的表面(即，与ILD等器件相对的一面)上形成包括图形化的硬掩膜层204和图形化的光刻胶层205的掩膜层。形成的图形，如图2A所示。

其中，半导体衬底200还可以包括其他膜层203。其他膜层203，可以为一层，也可以为多层，在此并不做限定。

步骤B2：以CF₄、Cl₂和HBR作为刻蚀气体对半导体衬底200进行刻蚀，在半导体衬底200上形成沟槽2001。形成的图形，如图2B所示。

显然，这一方案可以获得较缓的沟槽侧壁形貌且不会导致半导体衬底位于沟槽2001内且位于STI之上的部分形成底切(undercut)现象。因此，这可以改善后续形成的金属层在沟槽的侧壁位置的厚度。

然而，由于CF₄、Cl₂和HBR对硅(半导体衬底的材料)和氧化物(浅沟槽隔离201和层间介电层202的材料)的刻蚀选择比较小(小于5)，因此，在刻蚀形成沟槽2001的过程中，往往造成在沟槽2001中的浅沟槽隔离201被过度刻蚀，如图2B中标号2011所示。并且，刻蚀过程还可能进一步造成沟槽2001位置处的层间介电层202被不当刻蚀。

步骤B3：去除掩膜层，在半导体衬底200和沟槽2001的表面沉积形成金属层206。形成的图形，如图2C所示。

其中，金属层206的材料可以为铝、铜、钨等，在此不做限定。

由于不存在底切(undercut)现象以及沟槽2001的侧壁比较平缓(指侧壁具有一定的倾斜度)，可以保证形成的金属层206在位于沟槽2001侧壁位置的部分厚度较厚(相对于上述第一种半导体器件的制造方法)。当沉积的金属层的厚度在半导体衬底200的表面的部分满足厚度要求时，金属层206在沟槽2001的侧壁位置处的部分一般也可以满足设计要求。也就是说，当沟槽2001的侧壁比较平缓的情况下，形成的金属层的厚度在各个位置均比较理想。虽然这一半导体器件的制造方法可以保证金属层的厚度，在一定程度上保证焊盘的电流传输能力。然而，由于该方法往往造成在沟槽2001中的浅沟槽隔离201被过度刻蚀，甚至会造成沟槽2001位置处的层间介电层202被刻蚀。因此，将严重影响半导体器件的良率。

可见，现有技术中的上述两种半导体器件的制造方法，均因难以形成形貌良好的沟槽，进而无法保证焊盘的电流传输能力，或者无法满足半导体器件对良率的要求，所以难以满足实际工业生产的需要。因此，有必要提出一种新的半导体器件的制造方法，以在保证半导体器件良率的同时，形成具有良好形貌的用于制造焊盘的沟槽，进而保证沟槽侧壁位置处的金属层厚度，提高半导体器件的电流传输能力。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种半导体器件及其制造方法。

一方面，本发明提供一种半导体器件的制造方法，所述方法包括：

步骤S101：提供包括浅沟槽隔离和层间介电层的半导体衬底，在所述半导体衬底的背面形成掩膜层，其中，所述层间介电层形成于所述浅沟槽隔离和所述半导体衬底之上；

步骤S102：以第一刻蚀气体对所述半导体衬底未被所述掩膜层覆盖的区域进行刻蚀，使刻蚀停止于所述浅沟槽隔离的上方；

步骤S103：以第二刻蚀气体对所述半导体衬底未被所述掩膜层覆盖的区域继续进行刻蚀，去除所述半导体衬底未被所述掩膜层覆盖的部分，形成用于制造焊盘的沟槽，所述沟槽位于所述浅沟槽隔离与所述层间介电层的交界处；

其中，所述第一刻蚀气体对所述半导体衬底的刻蚀速率大于所述第二刻蚀气体；所述第二刻蚀气体对所述半导体衬底和所述浅沟槽隔离的刻蚀选择比大于所述第一刻蚀气体，并且，所述第二刻蚀气体对所述半导体衬底和所述层间介电层的刻蚀选择比大于所述第一刻蚀气体。

进一步的，所述半导体衬底的材料为硅，所述浅沟槽隔离和所述层间介电层的材料为氧化物。

其中，所述第一刻蚀气体包括CF₄、Cl₂和HBR。

其中，所述第二刻蚀气体包括SF₆。

其中，所述掩膜层包括图形化的硬掩膜层和位于其上的图形化的光刻胶层。

其中，在所述步骤S102中，所述半导体衬底未被所述掩膜层覆盖的部分被刻蚀去除其厚度的三分之二。

其中，在所述步骤S102中，刻蚀停止的位置与所述浅沟槽隔离的距离大于

其中，在所述步骤S103之后还包括：

步骤S104：去除所述掩膜层，在所述半导体衬底和所述沟槽的表面形成金属层。

其中，所述金属层的材料为铝。

其中，所述半导体器件为背照式图像传感器。

另一方面，本发明还提供一种半导体器件，包括半导体衬底、形成于所述半导体衬底上的浅沟槽隔离，以及形成于所述浅沟槽隔离和所述半导体衬底之上的层间介电层，其中，所述半导体器件还包括形成于所述半导体衬底背面的焊盘，所述焊盘包括贯穿所述半导体衬底的沟槽和覆盖所述沟槽表面的金属层；其中，所述沟槽位于所述浅沟槽隔离与所述层间介电层的交界处，并且，所述沟槽的侧壁的上半部分与所述半导体衬底的表面呈倾角。

进一步的，所述半导体器件为背照式图像传感器。

本发明的半导体器件的制造方法，通过将刻蚀半导体衬底形成用于制造焊盘的沟槽的步骤分成两步来完成，形成了具有良好形貌且侧壁比较平缓的沟槽，保证了后续形成的金属层在位于沟槽侧壁的部分具有合适的厚度，提高了焊盘的电流传输能力，进而提高了整个半导体器件的性能。本发明的半导体器件，由于沟槽的侧壁的上半部分与半导体衬底的表面呈倾角，因此保证了金属层在沟槽侧壁位置处具有合适的厚度，提高了焊盘的电流传输能力，进而提高了整个半导体器件的性能。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。

附图中：

图1A至1C为现有技术中一种半导体器件的制造方法的相关步骤形成的器件结构的示意性剖视图；

图2A至2C为现有技术中另一种半导体器件的制造方法的相关步骤形成的器件结构的示意性剖视图；

图3A至3D为本发明提出的一种半导体器件的制造方法的相关步骤形成的器件结构的示意性剖视图；

图4为利用本发明提出的一种半导体器件的制造方法的流程图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

除非另外定义，在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明领域的普通技术人员所通常理解的相同的含义。还将理解，诸如普通使用的字典中所定义的术语应当理解为具有与它们在相关领域和/或本规格书的环境中的含义一致的含义，而不能在理想的或过度正式的意义上解释，除非这里明示地这样定义。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明提出的半导体器件的制造方法。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

下面，参照图3A至3D和图4来描述本发明实施例提出的半导体器件的制造方法。其中，图3A至3D为本发明实施例提出的半导体器件的制造方法的相关步骤形成的器件结构的示意性剖视图；图4为利用本发明提出的半导体器件的制造方法的流程图。本发明实施例的半导体器件的制造方法，包括如下步骤：

步骤C1：提供形成有浅沟槽隔离(STI)301和层间介电层(ILD)302的半导体衬底300，在半导体衬底300的背面(即，半导体衬底未形成器件的表面；也即，与ILD等器件所处的半导体衬底的表面相对的一面)形成包括图形化的硬掩膜层304和位于其上的图形化的光刻胶层305的掩膜层。形成的图形，如图3A所示。

其中，图形化的硬掩膜层304和图形化的光刻胶层305构成掩膜层用作刻蚀半导体衬底以形成用于制造焊盘的沟槽的掩膜。并且，掩膜层并不以包括图形化的硬掩膜层304和图形化的光刻胶层305为限，还可以具有其他变形，比如仅包括图形化的硬掩膜层或仅包括图形化的光刻胶层等，在此并不进行限定。

在本实施例中，在半导体衬底300位于掩膜层(例如图形化的硬掩膜层304和图形化的光刻胶层305)的开口区域的部分(即半导体衬底300未被掩膜层所覆盖的部分)的下方，一部分与浅沟槽隔离(STI)301相邻，一部分与层间介电层(ILD)302相邻，具体可以参见附图3A。

其中，半导体衬底300还可以包括其他膜层303。其他膜层303，可以为一层(比如金属层)，也可以为多层(比如金属层、层间介电层等)，在此并不做限定。在本实施例步骤C1中，半导体衬底300和位于其上的除了掩膜层之外的各种膜层，实际上构成了一个未形成焊盘(PAD)的半导体器件。该半导体器件的具体结构可以与现有技术中的各种半导体器件相同，此处不再赘述。

步骤C2：以第一刻蚀气体对半导体衬底300进行刻蚀(具体的，对半导体衬底300未被掩膜层覆盖的区域进行刻蚀)，使刻蚀停止于浅沟槽隔离301之上但并未刻蚀到浅沟槽隔离301，形成初步的沟槽3001’。形成的图形，如图3B所示。

其中，第一刻蚀气体选用对半导体衬底(材料一般为硅)刻蚀速率较快的刻蚀气体，以保证较快的刻蚀速率。示例性的，第一刻蚀气体可以采用包括CF₄、Cl₂和HBR的混合气体；或者，也可以采用与包括CF₄、Cl₂和HBR的刻蚀气体的刻蚀属性相同或相近的刻蚀气体。

由于以第一刻蚀气体对半导体衬底300进行刻蚀时并未刻蚀到浅沟槽隔离301，因此不会导致在浅沟槽隔离301上方与半导体衬底300相邻的位置出现现有技术中的底切(undercut)现象。并且，可以保证形成的初步的沟槽3001’具有较好的形貌，形成的初步的沟槽3001’的侧壁与半导体衬底300的表面呈一倾角，因而侧壁比较平缓，该初步的沟槽3001’的整体上呈一个上宽下窄的结构(开口位置处相对底部位置比较宽)，如图3B所示。

示例性的，在本步骤中以第一刻蚀气体对半导体衬底300进行刻蚀时，可以刻蚀掉半导体衬底300的厚度的三分之二；或者，可以使刻蚀停止于浅沟槽隔离301之上大于的位置，即在浅沟槽隔离301的上方保留大于的半导体衬底，也就是说，刻蚀停止的位置与浅沟槽隔离301的距离(具体地，指到浅沟槽隔离301的上表面的距离)大于当然，本实施例并不对具体的刻蚀停止位置进行限定，只要保证停止于浅沟槽隔离301之上并且未刻蚀到浅沟槽隔离301即可。优选的，应保证刻蚀停止时浅沟槽隔离301的上方保留厚度大于的半导体衬底，这可以避免对浅沟槽隔离301造成不当刻蚀。

步骤C3：以第二刻蚀气体对半导体衬底300继续进行刻蚀(具体地，对半导体衬底300未被掩膜层覆盖的区域继续进行刻蚀)，去除初步的沟槽3001’下方剩余的硅(即，去除了半导体衬底300未被掩膜层覆盖的部分)，形成沟槽3001。形成的图形，如图3C所示。其中，沟槽3001用于在后续工艺中形成焊盘(PAD)。

在本实施例中，第一刻蚀气体对所述半导体衬底的刻蚀速率大于所述第二刻蚀气体；并且，第二刻蚀气体对半导体衬底和浅沟槽隔离的刻蚀选择比(具体而言，指对组成半导体衬底的材料与组成浅沟槽隔离的材料的刻蚀选择比)大于所述第一刻蚀气体，第二刻蚀气体对半导体衬底和层间介电层的刻蚀选择比(具体而言，指对组成半导体衬底的材料与组成层间介电层的材料的刻蚀选择比)大于所述第一刻蚀气体。

一般而言，半导体衬底300的材料通常为硅，浅沟槽隔离301和层间介电层302的材料通常为氧化物。因此，相应地，应保证第二刻蚀气体对硅(半导体衬底的组成材料)和氧化物(STI和ILD的组成材料)的刻蚀选择比大于第一刻蚀气体；并且，第一刻蚀气体对硅的刻蚀速率大于第二刻蚀气体。

进一步的，为取得更好的技术效果，在保证第二刻蚀气体对硅(半导体衬底的组成材料)和氧化物(STI和ILD的组成材料)的刻蚀选择比大于第一刻蚀气体的基础上，可以进一步使得第二刻蚀气体选用对硅和氧化物具有高刻蚀选择比的刻蚀气体。在本实施例中，将“高刻蚀选择比”定义为刻蚀选择比大于等于10。示例性的，第二刻蚀气体可以选择SF₆或者与其刻蚀属性相同或相近的刻蚀气体。一般而言，SF₆对硅(半导体衬底的材料)和氧化物(浅沟槽隔离101和层间介电层102的材料)的刻蚀选择比大于30。

在本实施例中，在对半导体衬底300继续进行刻蚀以形成最终的沟槽3001的过程中，由于采用的第二刻蚀气体相对于硅和氧化物具有高刻蚀选择比，因此，一般不会对沟槽位置处的浅沟槽隔离301和层间介电层302造成刻蚀。即不会产生现有技术中对浅沟槽隔离301甚至层间介电层302造成不当刻蚀的问题。

经过上述步骤C2和C3两个步骤，形成了现有技术中用一个步骤形成的用于制造焊盘的沟槽3001。由图3C可以发现，与现有技术相比(例如图1B和图2B)，沟槽3001具有良好的形貌，沟槽3001的侧壁的上半部分与半导体衬底300的表面呈一倾角，侧壁整体上比较平缓；并且，沟槽3001整体上呈一个上宽下窄的结构(开口位置处相对比较宽)。并且，在沟槽3001内没有出现半导体衬底的底切(undercut)现象以及对浅沟槽隔离301甚至层间介电层302的不当刻蚀现象。沟槽3001的这一结构特点，不仅保证了制得的半导体器件的良率(主要是焊盘的良率)，而且可以保证在后续形成金属层时，金属层在沟槽3001的侧壁位置及侧壁的顶部转角处均具有合适的厚度，进而提高焊盘的电流传输能力。

至此，完成了本发明实施例的半导体器件制造方法的关键步骤的介绍。本实施例在步骤C3之后，还可包括如下步骤：

步骤C4：去除掩膜层，在半导体衬底300和沟槽3001的表面形成金属层306。形成的图形，如图3D所示。其中，金属层306主要用于形成焊盘的导电接触部。

在本实施例中，金属层306的材料可以为铝、铜、钨等；形成金属层306的方法，可以为物理气相沉积、电镀等，在此不做限定。

由于沟槽3001具有良好的形貌，沟槽3001的侧壁的上半部分与半导体衬底300的表面呈一倾角，侧壁整体上比较平缓，沟槽3001整体上呈一个上宽下窄的结构(开口位置处相对比较宽)，并且，在沟槽3001内没有出现半导体衬底的底切(undercut)现象；因此，形成的金属层306在位于沟槽3001侧壁位置的部分的厚度较厚，如图3D所示。在同等条件下(指沉积金属层时设定的各项工艺参数相同)，本实施例的方法形成的金属层306位于沟槽侧壁位置处的厚度，比现有技术中的第一种方法形成的金属层位于沟槽侧壁位置处的厚度要厚很多。因此，本实施例的方案可以在沉积厚度较小的金属层的情况下使形成的金属层在沟槽的侧壁位置达到合适的厚度。本领域的技术人员可以理解，虽然在同等条件下(指沉积金属层时设定的各项工艺参数相同)，现有技术中的第二种方法形成的金属层在位于沟槽侧壁位置处的厚度也可以满足要求；但是，该方案由于会对浅沟槽隔离201甚至层间介电层202造成不当刻蚀，将影响半导体器件的良率。本实施例的半导体器件的制造方法，保证了金属层306在沟槽3001侧壁位置处可以达到合适的厚度，因而可以保证焊盘具有良好的电流传输能力，进而提高了整个半导体器件的性能。并且，本实施例的半导体器件的制造方法，由于在沟槽3001内没有出现半导体衬底的底切(undercut)现象以及对浅沟槽隔离301甚至层间介电层302的不当刻蚀现象，也在一定程度上保证了形成焊盘的半导体器件具有更好的性能。

需要解释的是，本发明实施例的半导体器件的制造方法，将焊盘形成在半导体衬底的背面(即与通常形成器件的一侧相对的一面)。形成焊盘的方法是，先形成沟槽，再在沟槽内(以及沟槽两侧的半导体衬底上)形成金属层，金属层和沟槽共同构成了焊盘(PAD)，其中沟槽主要用于容置金属层，而金属层主要用于与半导体器件的内部导电层以及外部的电路相连(即作为导电接触部)。对于上述结构的具体结构，本领域的技术人员是可以理解的，因此本实施例并未进行赘述。

本发明实施例的半导体器件的制造方法，可以用于制造背照式图像传感器(BSI)的焊盘，即，该半导体器件可以为背照式图像传感器(BSI)。在本发明实施例中，将焊盘(PAD)形成在半导体衬底的背面，相对于传统的将PAD形成在半导体衬底的正面(形成有器件的一面)，可以提高半导体器件的空间利用率，并保证半导体器件的可靠性。

本发明实施例的半导体器件的制造方法，通过将刻蚀半导体衬底形成用于制造焊盘的沟槽的步骤分成两步来完成，形成了具有良好形貌且侧壁比较平缓的用于制造焊盘的沟槽，保证了后续形成的金属层在位于沟槽侧壁的部分具有合适的厚度，提高了焊盘的电流传输能力，进而提高了整个半导体器件的性能。

图4示出了本发明实施例提出的半导体器件的制造方法的流程图，用于简要示出该制造工艺的典型流程。具体包括：

步骤S101：提供包括浅沟槽隔离和层间介电层的半导体衬底，在所述半导体衬底的背面形成掩膜层；

步骤S103：以第二刻蚀气体对所述半导体衬底未被所述掩膜层覆盖的区域继续进行刻蚀，去除所述半导体衬底未被所述掩膜层覆盖的部分，形成用于制造焊盘的沟槽。

本发明实施例还提供一种半导体器件，该半导体器件可以采用本发明实施例的半导体器件的制造方法制得。如图3D所示，本发明实施例的半导体器件包括：半导体衬底300、形成于所述半导体衬底300上的浅沟槽隔离301、以及形成于浅沟槽隔离301和半导体衬底300之上的层间介电层302，其中，浅沟槽隔离301和层间介电层302均形成于半导体衬底300的正面。进一步的，本实施例的半导体器件还包括形成于半导体衬底300背面的焊盘，所述焊盘包括贯穿所述半导体衬底300的沟槽和覆盖所述沟槽表面的金属层306。其中，该沟槽位于浅沟槽隔离301与层间介电层302的交界处，并且，沟槽的侧壁的上半部分与半导体衬底300的表面呈倾角。

在本实施例的半导体器件中，沟槽3001的侧壁的上半部分与半导体衬底300的表面呈一倾角，侧壁整体上比较平缓；并且，沟槽整体上呈一个上宽下窄的结构(沟槽的开口位置处相对于底部比较宽)。相应地，覆盖沟槽表面的金属层306的形貌也比较良好，在沟槽的侧壁位置处具有合适的厚度。因此，该半导体器件的焊盘具有较强的电流传输能力，进而保证了半导体器件具有较高的性能。

显然，本发明实施例的半导体器件，不存在半导体衬底300的底切(undercut)现象，也不存在对浅沟槽隔离301甚至层间介电层302的不当刻蚀现象，即，浅沟槽隔离301、层间介电层302以及半导体衬底300均具有良好的形貌。因此，在一定程度上也保证了该半导体器件可以具有更好的性能。

在本实施例中，该半导体器件可以为背照式图像传感器或其他具有上述结构的半导体器件。

本发明实施例的半导体器件，由于沟槽的侧壁的上半部分与半导体衬底的表面呈倾角，因此保证了金属层在沟槽侧壁位置处具有合适的厚度，提高了焊盘的电流传输能力，进而提高了整个半导体器件的性能。

本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims

1.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤S101：提供形成有浅沟槽隔离和层间介电层的半导体衬底，在所述半导体衬底的背面形成掩膜层，其中，所述层间介电层形成于所述浅沟槽隔离和所述半导体衬底之上；

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，所述半导体衬底的材料为硅，所述浅沟槽隔离和所述层间介电层的材料为氧化物。

3.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述第一刻蚀气体包括CF₄、Cl₂和HBR。

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，所述第二刻蚀气体包括SF₆。

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，所述掩膜层包括图形化的硬掩膜层和位于其上的图形化的光刻胶层。

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，在所述步骤S102中，所述半导体衬底未被所述掩膜层覆盖的部分被刻蚀去除其厚度的三分之二。

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，在所述步骤S102中，刻蚀停止的位置与所述浅沟槽隔离的距离大于

8.如权利要求1至7任一项所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，在所述步骤S103之后还包括：

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，所述金属层的材料为铝。

10.一种半导体器件，包括半导体衬底、形成于所述半导体衬底上的浅沟槽隔离、以及形成于所述浅沟槽隔离和所述半导体衬底之上的层间介电层，其特征在于，所述半导体器件还包括形成于所述半导体衬底背面的焊盘，所述焊盘包括贯穿所述半导体衬底的沟槽和覆盖所述沟槽表面的金属层；其中，所述沟槽位于所述浅沟槽隔离与所述层间介电层的交界处，并且，所述沟槽的侧壁的上半部分与所述半导体衬底的表面呈倾角。

11.如权利要求10所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体器件为背照式图像传感器。