40nm BSI CMOS Image Sensor预览

会被永久埋入高k堆叠层下，从根本上限制化学钝化和场效应钝化的有效性 [P1]。该步骤主要通过化学驱动的选择性相互作用而非物理溅射进行操作 [P6]。在射频（RF）氢气或成型气等离子体中，高能电子使气体分子解离，产生高活性的原子氢和其他不带电自由基 [P2]。这些反应性中性物质扩散到硅表面，与痕量碳、自然氧化层及其化合物（例如 C–C、Si–O 键）反应，形成挥发性副产物（如 CHx 或 H2O），随后在真空中被抽走 [P6]。同时，高迁移率的原子氢有效地终止了表面的硅悬挂键，显著降低了界面陷阱密度（$D_{it}$） [P2]。这种非热缺陷修复机制还中和了潜在的正固定电荷和深能级陷阱，否则这些陷阱会增强陷阱辅助隧穿和多余暗电流的产生 [P3]。RF Plasma优于传统的超高温热脱氧，因为它提供了一种严格的低热预算解决方案，与深度集成的金属化和结轮廓相兼容 [P2]。通常优先采用远程或低功率等离子体配置，以将反应性中性物质与高能离子轰击区解耦，从而避免等离子体诱导的晶格位错、非晶化或脆弱硅表面的粗糙化 [P6]。RF功率密度直接决定了这些活性物质的通量；较低的功率范围有助于温和的缺陷钝化和清洗，而过高的功率则存在引入新的等离子体诱导缺陷的风险，从而抵消预期的电气性能改善 [P2]。此外，衬底温度和腔室压力相互作用，共同控制表面反应动力学和挥发性副产物的解吸速率 [P6]。这种参数的协同优化确保了原子级清洁且重构后的表面，非常适合随后高k氧化物的保形生长 [P3]。在 40nm BSI CMOS图像传感器中，像素间距高度微缩，导致光电二极管收集区域的表面积与体积比大大增加 [P1]。因此，表面载流子复合对总暗电流的相对贡献被大幅放大 [P5]。因此，通过RF Plasma预处理实现超低界面态密度，是满足 纳米尺度 技术节点严格的暗电流和白点缺陷指标的强制性物理前提 [P2]。