CMOS圖像傳感器及其形成方法技術(shù)

一種CMOS圖像傳感器及其形成方法，其中方法包括：提供襯底；在所述襯底內(nèi)形成光電二極管的第一光電摻雜區(qū)，所述第一光電摻雜區(qū)內(nèi)具有第一離子；在所述襯底表面形成介質(zhì)層；向所述襯底表面注入第二離子，形成光電二極管的釘扎層，所述第二離子的導(dǎo)電類(lèi)型與第一離子的導(dǎo)電類(lèi)型相反，所述釘扎層與所述第一光電摻雜區(qū)相接觸，且位于所述第一光電摻雜區(qū)上方；在所述介質(zhì)層和所述釘扎層表面中的一者或兩者內(nèi)摻入鈍化離子，形成鈍化層，所述鈍化層位于所述介質(zhì)層內(nèi)、或者位于所述介質(zhì)層與所述釘扎層的界面處、或者位于所述介質(zhì)層內(nèi)至所述介質(zhì)層與所述釘扎層的界面處。所述鈍化層可降低等離子體誘發(fā)損傷產(chǎn)生暗電流的情況，提高圖像傳感器的性能。器的性能。器的性能。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
CMOS圖像傳感器及其形成方法


[0001]本專(zhuān)利技術(shù)涉及半導(dǎo)體制造
，尤其涉及一種CMOS圖像傳感器及其形成方法。

技術(shù)介紹

[0002]圖像傳感器是將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的裝置，在數(shù)字電視、可視通信市場(chǎng)中有著廣泛的應(yīng)用。目前應(yīng)用廣泛的主要是CCD(Charge
?
Coupled Device，電荷耦合器件)與CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補(bǔ)金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)管)這兩種。其中，CMOS是目前最引人注目，且被認(rèn)為是最有發(fā)展?jié)摿Φ摹?br/>[0003]對(duì)于半導(dǎo)體器件來(lái)說(shuō)，暗電流(Dark Current)是圖像傳感器工藝面臨的難題之一。對(duì)于半導(dǎo)體器件來(lái)說(shuō)，只要其溫度不是絕對(duì)零度，器件內(nèi)部的電子
?
空穴對(duì)就將處于產(chǎn)生、遷移和湮滅的動(dòng)態(tài)平衡中，溫度越高，電子
?
空穴對(duì)產(chǎn)生和遷移的速率就越快，暗電流就越大。通常認(rèn)為，暗電流是在沒(méi)有入射光時(shí)光電二極管所產(chǎn)生的電子，暗電流越大，對(duì)圖像傳感器的性能影響就越大。在半導(dǎo)體的制造過(guò)程中，會(huì)用到很多的等離子體干法刻蝕過(guò)程，所述干法刻蝕過(guò)程會(huì)在硅表面或者硅表面的氧化層中產(chǎn)生損傷，即等離子體誘發(fā)損傷(Plasma induced damage,PID)。等離子體誘發(fā)損傷是暗電流的形成一個(gè)重要原因。
[0004]因此，優(yōu)化光電二極管的制作工藝，降低等離子體誘發(fā)損傷，以減少圖像傳感器的暗電流成為本領(lǐng)域需要解決的一項(xiàng)重要問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0005]本專(zhuān)利技術(shù)解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種CMOS圖像傳感器及其形成方法，以提高形成的CMOS圖像傳感器的性能。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)技術(shù)方案提供一種CMOS圖像傳感器，包括：提供襯底；在所述襯底內(nèi)形成光電二極管的第一光電摻雜區(qū)，所述第一光電摻雜區(qū)內(nèi)具有第一離子；在所述襯底表面形成介質(zhì)層；向所述襯底表面注入第二離子，形成光電二極管的釘扎層，所述第二離子的導(dǎo)電類(lèi)型與第一離子的導(dǎo)電類(lèi)型相反，所述釘扎層與所述第一光電摻雜區(qū)相接觸，且位于所述第一光電摻雜區(qū)上方；在所述介質(zhì)層和所述釘扎層表面中的一者或兩者內(nèi)摻入鈍化離子，形成鈍化層，所述鈍化層位于所述介質(zhì)層內(nèi)、或者位于所述介質(zhì)層與所述釘扎層的界面處、或者位于所述介質(zhì)層內(nèi)至所述介質(zhì)層與所述釘扎層的界面處。
[0007]可選的，形成所述介質(zhì)層后，形成所述光電二極管的釘扎層之前還包括：在所述介質(zhì)層上形成分立的傳輸柵極層和復(fù)位柵極層；在所述傳輸柵極層側(cè)壁和所述復(fù)位柵極層側(cè)壁形成側(cè)墻。
[0008]可選的，所述釘扎層的形成方法還包括：在所述襯底上形成圖形化的第一掩膜層，所述第一掩膜層暴露出所述第一光電摻雜區(qū)上方的介質(zhì)層；以所述第一掩膜層為掩膜，向所述襯底表面注入第二離子，形成所述釘扎層。
[0009]可選的，所述摻入鈍化離子的方法包括：以所述第一掩膜層為掩膜，在所述介質(zhì)層和所述釘扎層表面中的一者或兩者內(nèi)摻入氮離子。
[0010]可選的，所述摻入鈍化離子的方法還包括：通過(guò)離子注入，向所述介質(zhì)層和所述釘扎層表面中的一者或兩者內(nèi)注入氮離子；所述離子注入工藝后，通過(guò)熱處理工藝，使氮離子擴(kuò)散至所述介質(zhì)層和所述襯底的界面處。
[0011]可選的，所述離子注入工藝后，所述熱處理工藝前，還包括：形成位于復(fù)位柵極層兩側(cè)的襯底內(nèi)的初始浮置擴(kuò)散區(qū)和初始漏區(qū)，且所述初始浮置擴(kuò)散區(qū)位于傳輸柵極層和復(fù)位柵極層之間；所述初始漏區(qū)在所述熱處理工藝條件下形成漏區(qū)；所述初始浮置擴(kuò)散區(qū)在所述熱處理工藝條件下形成浮置擴(kuò)散區(qū)。
[0012]可選的，所述離子注入工藝的工藝參數(shù)包括：氮離子劑量范圍為1E13atom/cm2至1E16 atom/cm2；所述熱處理工藝參數(shù)包括：溫度為1000攝氏度至1200攝氏度；時(shí)間范圍為10秒至300秒。
[0013]相應(yīng)的，本專(zhuān)利技術(shù)的技術(shù)方案還提供一種CMOS圖像傳感器的形成方法，包括：襯底；位于所述襯底內(nèi)的光電二極管的第一光電摻雜區(qū)，所述第一光電摻雜區(qū)內(nèi)具有第一離子；位于所述襯底表面的介質(zhì)層；位于所述襯底內(nèi)的釘扎層，所述釘扎層與所述第一光電摻雜區(qū)相接觸，且位于所述第一光電摻雜區(qū)上方，所述釘扎層內(nèi)具有第二離子，所述第二離子的導(dǎo)電類(lèi)型與第一離子的導(dǎo)電類(lèi)型相反；鈍化層，所述鈍化層位于所述介質(zhì)層內(nèi)、或者位于所述介質(zhì)層與所述釘扎層的界面處、或者位于所述介質(zhì)層內(nèi)至所述介質(zhì)層與所述釘扎層的界面處。
[0014]可選的，還包括：位于介質(zhì)層上分立的傳輸柵極層和復(fù)位柵極層；位于所述傳輸柵極層側(cè)壁和所述復(fù)位柵極層側(cè)壁的側(cè)墻。
[0015]現(xiàn)有技術(shù)相比，本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例的技術(shù)方案具有以下有益效果：
[0016]本專(zhuān)利技術(shù)技術(shù)方案提供的CMOS圖像傳感器的形成方法中，在所述介質(zhì)層和所述釘扎層表面中的一者或兩者內(nèi)摻入鈍化離子，形成鈍化層，所述鈍化層位于所述介質(zhì)層內(nèi)、或者位于所述介質(zhì)層與所述釘扎層的界面處、或者位于所述介質(zhì)層內(nèi)至所述介質(zhì)層與所述釘扎層的界面處。所述鈍化層內(nèi)具有較強(qiáng)鍵合能力的化學(xué)鍵，從而在后續(xù)等離子體的工藝制程中，所述化學(xué)鍵不易被在所述等離子體的轟擊下發(fā)生斷裂，具有較好的抗等離子體誘發(fā)損傷的效果，從而降低等離子體誘發(fā)損傷產(chǎn)生暗電流的情況，進(jìn)而提供器件的性能。
[0017]進(jìn)一步，以所述第一掩膜層為掩膜，在所述介質(zhì)層和所述釘扎層表面中的一者或兩者內(nèi)摻入氮離子。一方面，所述氮離子能夠與襯底內(nèi)的硅懸掛鍵形成結(jié)合力較強(qiáng)的Si
?
N化學(xué)鍵，在后續(xù)等離子體的工藝制程中，所述結(jié)合力較強(qiáng)的Si
?
N化學(xué)鍵不易被在所述等離子體的轟擊下發(fā)生斷裂。另一方面，所述介質(zhì)層和所述釘扎層表面處摻入氮離子，可以阻擋釘扎層內(nèi)的硼離子向外擴(kuò)散，進(jìn)而提高器件內(nèi)摻雜離子濃度的穩(wěn)定性，提高器件的性能。
附圖說(shuō)明
[0018]圖1至圖4是本專(zhuān)利技術(shù)一實(shí)施例的CMOS圖像傳感器的形成方法各步驟的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
[0019]如
技術(shù)介紹
所述，采用現(xiàn)有的CMOS圖像傳感器技術(shù)形成的CMOS圖像傳感器，性能亟需提升。
[0020]需要注意的是，本說(shuō)明書(shū)中的“表面”、“上”，用于描述空間的相對(duì)位置關(guān)系，并不
限定于是否直接接觸。
[0021]為了解決上述問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)提供的一種CMOS圖像傳感器的形成方法中，在所述介質(zhì)層和所述釘扎層表面中的一者或兩者內(nèi)摻入鈍化離子，形成鈍化層，所述鈍化層位于所述介質(zhì)層內(nèi)、或者位于所述介質(zhì)層與所述釘扎層的界面處的鈍化層、或者位于所述介質(zhì)層內(nèi)至所述介質(zhì)層與所述釘扎層的界面處。所述鈍化層內(nèi)具有較強(qiáng)鍵合能力的化學(xué)鍵，從而在后續(xù)等離子體的工藝制程中，所述化學(xué)鍵不易被在所述等離子體的轟擊下發(fā)生斷裂，具有較好的抗等離子體誘發(fā)損傷的效果，從而降低等離子體誘發(fā)損傷產(chǎn)生暗電流的情況，進(jìn)而提供器件的性能。
[0022]為使本專(zhuān)利技術(shù)的上述目的、特征和有益效果能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說(shuō)明。
[0023]圖1至圖4是本專(zhuān)利技術(shù)一實(shí)施例的CMOS圖像傳感器的本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種CMOS圖像傳感器的形成方法，其特征在于，包括：提供襯底；在所述襯底內(nèi)形成光電二極管的第一光電摻雜區(qū)，所述第一光電摻雜區(qū)內(nèi)具有第一離子；在所述襯底表面形成介質(zhì)層；向所述襯底表面注入第二離子，形成光電二極管的釘扎層，所述第二離子的導(dǎo)電類(lèi)型與第一離子的導(dǎo)電類(lèi)型相反，所述釘扎層與所述第一光電摻雜區(qū)相接觸，且位于所述第一光電摻雜區(qū)上方；在所述介質(zhì)層和所述釘扎層表面中的一者或兩者內(nèi)摻入鈍化離子，形成鈍化層，所述鈍化層位于所述介質(zhì)層內(nèi)、或者位于所述介質(zhì)層與所述釘扎層的界面處、或者位于所述介質(zhì)層內(nèi)至所述介質(zhì)層與所述釘扎層的界面處。2.如權(quán)利要求1所述的CMOS圖像傳感器形成方法，其特征在于，形成所述介質(zhì)層后，形成所述光電二極管的釘扎層之前還包括：在所述介質(zhì)層上形成分立的傳輸柵極層和復(fù)位柵極層；在所述傳輸柵極層側(cè)壁和所述復(fù)位柵極層側(cè)壁形成側(cè)墻。3.如權(quán)利要求2所述的CMOS圖像傳感器形成方法，其特征在于，所述釘扎層的形成方法還包括：在所述襯底上形成圖形化的第一掩膜層，所述第一掩膜層暴露出所述第一光電摻雜區(qū)上方的介質(zhì)層；以所述第一掩膜層為掩膜，向所述襯底表面注入第二離子，形成所述釘扎層。4.如權(quán)利要求3所述的CMOS圖像傳感器形成方法，其特征在于，所述摻入鈍化離子的方法包括：以所述第一掩膜層為掩膜，在所述介質(zhì)層和所述釘扎層表面中的一者或兩者內(nèi)摻入氮離子。5.如權(quán)利要求4所述的CMOS圖像傳感器形成方法，其特征在于，所述摻入鈍化離子的方法還包括：通過(guò)離子注入，向所述介質(zhì)層和所述釘扎層表面中的...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：徐濤，付文，鄭展，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：格科微電子上海有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：