本发明涉及半导体器件技术领域，尤其是涉及一种半导体器件的制作方法。
背景技术：
为了满足半导体技术高集成度和高性能的需求，芯片结构向着三维方向发展，晶圆级键合技术得到了广泛的应用。在晶圆键合之后，需要对晶圆进行减薄，为了快速有效地将晶圆减薄至需要的厚度，会逐步进行粗磨、刻蚀和细磨的工艺。但是在减薄工艺中，很难达到所需的平坦度，延续至后续的工艺，最终会影响器件的性能。而采用机台进行细磨又需要高精度机台，成本较高。
技术实现要素：
本发明提供一种半导体器件的制作方法，用以提高晶圆背面的平坦度，提高器件性能。
为解决上述技术问题，本发明提供的第一个技术方案为：提供一种半导体器件的制作方法，包括：提供第一晶圆，所述第一晶圆具有第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面；在所述第一晶圆内注入氧化性离子，并使得所述氧化性离子与所述第一晶圆形成阻止层，所述阻止层位于所述第一表面与所述第二表面之间；从所述第二表面对所述第一晶圆进行减薄，并去除所述阻止层。
其中，在所述第一晶圆内注入氧化性离子，并使得所述氧化性离子与所述第一晶圆形成阻止层包括：从所述第一晶圆的第一表面注入所述氧化性离子；对注入的所述氧化性离子进行热处理，以使得所述氧化性离子与所述第一晶圆结合，以形成所述阻止层。
其中，从所述第一晶圆的第一表面注入所述氧化性离子之前包括：在所述第一晶圆的第一表面形成保护层；对注入的所述氧化性离子进行热处理，以使得所述氧化性离子与所述第一晶圆结合，以形成所述阻止层之后还包括：去除所述保护层。
其中，对注入的所述氧化性离子进行热处理，以使得所述氧化性离子与所述第一晶圆结合，以形成所述阻止层包括：对注入的所述氧化性离子进行高温退火、快速冷却处理，以使得所述氧化性离子与所述第一晶圆结合形成所述阻止层；其中，所述高温退火的温度为800-1000℃。
其中，从所述第二表面对所述第一晶圆进行减薄，并去除所述阻止层之前还包括：提供第二晶圆；将所述第二晶圆与所述第一晶圆的所述第一表面进行键合。
其中，从所述第二表面对所述第一晶圆进行减薄，并去除所述阻止层包括：对所述第一晶圆的第二表面进行平坦化，并去除位于所述阻止层远离所述第一表面的一侧的部分第一晶圆；对位于所述阻止层远离所述第一表面的一侧的剩余部分第一晶圆进行蚀刻，并去除剩余部分第一晶圆；对所述阻止层进行蚀刻，并去除所述阻止层。
其中，在所述对所述第一晶圆的第二表面进行平坦化，并去除位于所述阻止层远离所述第一表面的一侧的部分第一晶圆的步骤之后，位于所述阻止层远离所述第一表面的一侧的剩余部分第一晶圆的厚度大于0.7μm。
其中，所述第一表面与所述阻止层之间的部分第一晶圆的厚度为3μm～7μm。
其中，所述保护层的厚度为50～100a。
其中，所述氧化性离子的注入剂量大于10e16个/cm2。
其中，所述阻止层的厚度为0.1-0.5μm。
本发明的有益效果，本发明提供的半导体器件的制作方法，其在第一晶圆内注入氧化性离子，使得氧化性离子与第一晶圆结合形成阻止层，阻止层位于所述第一表面与第二表面之间，在进行背面蚀刻时，从第二表面一侧对第一晶圆进行减薄，并去除阻止层。以此能够提高晶圆背面的平坦度，提高器件性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1为本发明半导体器件的制作方法的第一实施例的流程示意图；
图2为图1中步骤s13的一实施例的流程示意图；
图3为本发明半导体器件的制作方法的第二实施例的流程示意图；
图4a-图4h为本发明半导体器件的制作方法的一实施例的结构工艺流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。此外，本文中的“多”表示两个或者多于两个。
本发明中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果所述特定姿态发生改变时，则所述方向性指示也相应地随之改变。本申请实施例中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或组件。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现所述短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
器件晶圆在键合翻转后，需要快速有效的将晶圆减薄至所需厚度，会逐步进行粗磨、刻蚀和细磨的工艺。但是其在减薄工艺中，由于衬底本身没有高选择比的阻止层，所以衬底的厚度的平整度较差，很难达到所需的平坦度，延续至后续的工艺，最终影响器件的性能。本发明基于上述问题提出一种半导体器件的制作方法，下面结合附图以及实施例对本发明进行说明。
请参见图1，为本发明半导体器件的制作方法的第一实施例的流程示意图，本实施例包括：
步骤s11：提供第一晶圆，所述第一晶圆具有第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面。
请结合图4a，具体的，第一晶圆41具有第一表面411以及与第一表面411相对的第二表面412。第一晶圆41的材料可以是硅、锗、硅锗、碳化硅、砷化镓、磷化镓、磷化铟、砷化铟或锑化铟等，也可以是绝缘体上覆硅(soi)或者绝缘体上覆锗(goi)，或者还可以为其它的材料，例如gaas、gaasp、alinas、algaas、gainas、gainp或gainasp等，或者还可以是上述材料的组合。也可以包括掺杂的外延层、梯度半导体层和位于不同类型的其它半导体层上面的半导体层(例如锗硅层上的硅层)。此处第一晶圆41例如为硅衬底，可以是掺杂过的衬底。第一晶圆41的尺寸和厚度不限，可以根据需要选择。在一个实施例中，第一晶圆41为单晶硅晶圆。在另一个实施例中，第一晶圆41包括硅晶圆以及生长在硅晶圆表面的外延层。
步骤s12：在第一晶圆内注入氧化性离子，并使得氧化性离子与第一晶圆形成阻止层，阻止层位于第一表面与第二表面之间。
具体的，请结合图4a，从第一晶圆41的第一表面411注入氧化性离子，并对注入的氧化性离子进行热处理，以使得氧化性离子在第一晶圆41内与部分第一晶圆41结合形成阻止层43。例如，若第一晶圆41的材料为硅，则氧化性离子注入第一晶圆41内时，能够与硅结合形成氧化硅。在一具体实施例中，氧化性离子可以为氧离子。即从第一晶圆41的第一表面411注入氧离子，以使得氧离子在第一晶圆41内与部分第一晶圆41结合形成阻止层43。第一表面411可以为第一晶圆41的正面。
在一实施例中，在注入氧化性离子时，可以从第一晶圆41的第一表面411或者第二表面412注入。以下实施例以从第一表面411注入氧化性离子为例。
氧化性离子可以根据需要形成的阻止层43材料选择，而阻止层43的材料根据后续步骤中第一晶圆41背面蚀刻的反应液选择。可以理解，阻止层43的尺寸/面积等于第一表面411的尺寸/面积。
在一实施例中，对注入的氧化性离子进行高温退火、快速冷却处理，以使得氧化性离子在第一晶圆41内与部分第一晶圆41结合形成所述阻止层43。具体的，对注入的氧离子进行高温退火、快速冷却处理，氧离子与第一晶圆41结合形成所述阻止层43。在一实施例中，高温退火的温度为800-1000℃。
阻止层43位于第一表面411与第二表面412之间。在一实施例中，还可以控制阻止层43在第一晶圆41内的深度，例如，控制阻止层43与第一晶圆41的第一表面411的距离以及阻止层43与第一晶圆41的第二表面412的距离，具体过程在此不做限定，可以根据需要设置。优选的，阻止层43与第一表面411平行设置，阻止层43与第一表面411的距离可以根据后续步骤中形成的器件层以及半导体器件的最终产品中需要保留的第一晶圆41厚度选择。注入氧化性离子的能量可以根据阻止层43与第一表面411的距离设计。在一实施例中，阻止层43与第一晶圆41的第一表面411的距离为3～7μm。
注入的氧化性离子的总量可以根据阻止层43的面积设计。在一实施例中，向硅晶圆注入的氧化性离子为氧离子，其注入剂量大于10e16个/cm2。形成的阻止层43的厚度为0.1-0.5μm。
请结合图4d，在形成阻止层43之后，在第一晶圆41的第一表面上形成器件单元44，器件单元44为通过半导体工艺制备的电子器件，例如晶体管、像素单元。在一实施例中，器件单元44可以为基于第一晶圆41的材料制作而成的半导体器件，其可以通过对第一晶圆41的材料进行处理进而形成器件单元44。进一步地，在制作好器件单元44后还可以进一步制作与器件单元44连接的互联结构46。互联结构46用于将器件单元44与外部电路连接。该互联结构46与现有技术中的结构相同，在此不再赘述。
在一实施例中，在第一晶圆41的第一表面411上形成器件单元44，所述第一晶圆41为背照式图像传感器晶圆，进一步包括感光区、转移区、读取区。
步骤s13：从第二表面一侧对第一晶圆进行减薄，并去除阻止层。
在对第一晶圆41的第二表面412进行减薄时，需要将半导体器件的第二表面412裸露，以便于对其进行蚀刻，还需要提供第二晶圆45，将第二晶圆45与第一晶圆41的第一表面411进行键合，或者将第二晶圆45键合在器件单元44一侧。具体的，第二晶圆45位于第一晶圆41的第一表面411的一侧，在键合完成后，对其进行翻转，将第二表面412裸露出来，如图4e所示，此时再从第二表面412一侧对第一晶圆41进行减薄，并去除阻止层43。具体的，第二晶圆45与第一晶圆41在垂直方向的投影完全重合，或者第二晶圆45在垂直方向的投影大于第一晶圆41在垂直方向的投影。具体的，请参见图2，步骤s13具体包括：
步骤s131：对第一晶圆的第二表面进行平坦化，并去除位于阻止层远离器件单元的一侧的部分第一晶圆。
具体的，请参见图4f，对第一晶圆41的第二表面412进行平坦化，并去除位于阻止层43远离器件单元44的一侧的部分第一晶圆41。具体的，可以利用粗磨工艺去除位于阻止层43远离器件单元44的一侧的部分第一晶圆41。
在一实施例中，对第一晶圆41的第二表面412进行平坦化，并去除位于阻止层43远离器件单元44的一侧的部分第一晶圆41之后，位于阻止层43远离器件单元44的一侧的剩余部分第一晶圆41的厚度大于0.7μm，以便于保证后续减薄后的半导体器件的厚度。
步骤s132：对位于阻止层远离器件单元的一侧的剩余部分第一晶圆进行蚀刻，并去除剩余部分第一晶圆。
具体的，请参见图4g，对位于阻止层43远离器件单元44的一侧的剩余部分第一晶圆41进行蚀刻，并去除剩余部分第一晶圆41。在一实施例中，为了保证平坦化需求，可以利用湿法精蚀刻的工艺对位于阻止层43远离器件单元44的一侧的剩余部分第一晶圆41进行蚀刻，并去除剩余部分第一晶圆41。例如，可以选用刻蚀选择比较高的硅/氧化硅的化学试剂对第一晶圆41进行蚀刻。该步骤中，阻止层43远离器件单元44的表面作为湿法精蚀刻的停止层。
步骤s133：对阻止层进行蚀刻，去除阻止层。
具体的，请参见图4h，对阻止层43进行蚀刻，去除阻止层43。在一实施例中，可以利用湿法精蚀刻的工艺对对阻止层43进行蚀刻，并去除阻止层43。
本申请的技术方案中，其对第一晶圆41注入氧化性离子，在第一晶圆41内形成阻止层43，形成的阻止层43的深度可控，并且均一性较好，以此作为减薄工艺中的化学蚀刻阻止层，其制程简单，容易控制，能够提高第一晶圆的均一性，节约成本，并能够达到平坦化的需求，提高器件性能，降低平坦化工艺的设备要求，降低成本。
请参见图3，为本发明半导体器件的制作方法的第二实施例的流程示意图，其中，步骤s21、步骤s23、步骤s25与图1所示的第一实施例中的步骤s11、步骤s12、步骤s13相同，在此不再赘述，与上述图1所示的第一实施例的区别在于，步骤s21之后步骤s23之前还包括：
步骤s22：在第一晶圆的第一表面形成保护层。
具体的，请结合图4a，在注入氧化性离子之前，在第一晶圆41的第一表面411形成保护层42，具体的，保护层42可以为牺牲氧化层，保护层42的厚度为50～100a。其中，保护层42用于保护第一晶圆41，以防止第一晶圆41材料被损坏，或者第一晶圆41的第一表面411的平整度被破坏。在一个实施例中，保护层42为氧化硅层，厚度70a。
步骤s23之后步骤s25之前还包括：
步骤s24：去除保护层。
具体的，利用湿法蚀刻的方式去除保护层42，如图4b所示。
本申请的技术方案中，其对第一晶圆41注入氧化性离子，在第一晶圆41内形成阻止层43，形成的阻止层43的深度可控，并且均一性较好，以此作为减薄工艺中的化学蚀刻阻止层，其制程简单，容易控制，能够提高第一晶圆的均一性，节约成本，并能够达到平坦化的需求，提高器件性能，降低平坦化工艺的设备要求，降低成本。
以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
1.一种半导体器件的制作方法，其特征在于，包括：
提供第一晶圆，所述第一晶圆具有第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面；
在所述第一晶圆内注入氧化性离子，并使得所述氧化性离子与所述第一晶圆形成阻止层，所述阻止层位于所述第一表面与所述第二表面之间；
从所述第二表面对所述第一晶圆进行减薄，并去除所述阻止层。
2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在所述第一晶圆内注入氧化性离子，并使得所述氧化性离子与所述第一晶圆形成阻止层包括：
从所述第一晶圆的第一表面注入所述氧化性离子；
对注入的所述氧化性离子进行热处理，以使得所述氧化性离子与所述第一晶圆结合，以形成所述阻止层。
3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，从所述第一晶圆的第一表面注入所述氧化性离子之前包括：
在所述第一晶圆的第一表面形成保护层；
形成所述阻止层之后还包括：
去除所述保护层。
4.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，对注入的所述氧化性离子进行热处理，以使得所述氧化性离子与所述第一晶圆结合，以形成所述阻止层包括：
对注入的所述氧化性离子进行高温退火、快速冷却处理，以使得所述氧化性离子与所述第一晶圆结合形成所述阻止层；
其中，所述高温退火的温度为800-1000℃。
5.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，从所述第二表面对所述第一晶圆进行减薄，并去除所述阻止层之前还包括：
提供第二晶圆；
将所述第二晶圆与所述第一晶圆的所述第一表面进行键合。
6.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，从所述第二表面对所述第一晶圆进行减薄，并去除所述阻止层包括：
对所述第一晶圆的第二表面进行平坦化，并去除位于所述阻止层远离所述第一表面的一侧的部分第一晶圆；
对位于所述阻止层远离所述第一表面的一侧的剩余部分第一晶圆进行蚀刻，并去除剩余部分第一晶圆；
对所述阻止层进行蚀刻，并去除所述阻止层。
7.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，在对所述第一晶圆的第二表面进行平坦化，并去除位于所述阻止层远离所述第一表面的一侧的部分第一晶圆的步骤之后，位于所述阻止层远离所述第一表面的一侧的剩余部分第一晶圆的厚度大于0.7μm。
8.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述第一表面与所述阻止层之间的部分第一晶圆的厚度为3μm～7μm。
9.根据权利要求3所述的制作方法，其特征在于，所述保护层的厚度为
10.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述氧化性离子的注入剂量大于10e16个/cm2。
11.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述阻止层的厚度为0.1-0.5μm。
技术总结