[发明专利]CMOS图像传感器的制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2006年12月26日提交的韩国专利申请No.10-2006-0133461的优先权，通过引用并入其全部内容。

背景技术

图像传感器是将光信号转换为电信号的器件。图像传感器可以分为互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器和电荷耦合器件(CCD)图像传感器。和CMOS图像传感器相比，CCD图像传感器在灵敏度和噪声方面具有优良的特性，但是难以实现高度集成并且具有高功耗。相反，CMOS图像传感器相对于CCD图像传感器的优点在于其制造方法简单并且适于高度集成和具有低功耗。

CMOS图像传感器分成光接收元件区域和CMOS元件区域。典型的是分别在半导体衬底中的光接收元件区域和CMOS元件区域中形成光电二极管(PD)和晶体管。

通常使用单晶硅衬底作为半导体衬底。未与氢原子结合的硅原子存在于硅衬底的表面上。这些硅原子在所述衬底的表面上形成悬挂键。这引起电流流动，甚至当位于光接收元件区域中的光电二极管未接收光时也是如此。这称作暗电流或暗缺陷。

为了增加CMOS图像传感器的可靠性，必须移除在半导体衬底表面上产生的悬挂键。然而，所述悬挂键的移除过程难以实现。

发明内容

本发明的实施方案提供一种制造CMOS图像传感器的方法，其中通过在进行热处理以前将氢原子注入半导体衬底表面来移除悬挂键。

本发明的实施方案还提供一种制造CMOS图像传感器的方法，其中通过增加处理室的压力以增加进行热处理的处理室内的H₂气体分子来增加H₂气体的扩散量从而进一步移除悬挂键。

在一个实施方案中，一种制造CMOS图像传感器的方法包括：在包括晶体管结构的半导体衬底上形成金属线；在所述半导体衬底上注入预定量的氢(H)原子以移除悬挂键；和对所得结构进行热处理。

在附图和以下的说明中阐述了一个或多个实施方案的细节。其他特征将由说明书和附图以及权利要求而显而易见。

附图说明

图1是用于解释根据本发明的一个实施方案制造CMOS图像传感器的方法的横截面图。

图2是说明根据本发明的一个实施方案制造CMOS图像传感器的方法的流程图。

具体实施方式

在本发明中使用“上(on)”或“上方(over)”时，当涉及层、区域、图案或结构的时候，理解为所述层、区域、图案或结构可以直接在另一个层或结构上，或也可存在插入的层、区域、图案或结构。在本发明中使用“下(under)”或“下方(below)”的时候，当涉及层、区域、图案或结构的时候，理解为所述层、区域、图案或结构可以直接在另一个层或结构下，或也可存在插入的层、区域、图案或结构。

参考图1和2，在步骤100中，可以制备半导体衬底1，例如p-型半导体衬底，并且可以在p-型半导体衬底1上形成器件隔离层(未显示)以限定有源区。在步骤110中，可以在具有所述器件隔离层的半导体衬底1上顺序形成氧化物层和栅电极层。在CMOS元件区域中顺序图案化所述栅电极层和所述氧化物层以形成栅极图案5。栅极图案5可包括叠加在半导体衬底1上的栅极氧化物层3和栅电极4。

在一个实施方案中，n-型扩散区可以形成在光接收元件区域限定的有源区中的光电二极管区域中。p-型扩散区(未显示)可以形成在所述n-型扩散区和所述有源区的表面之间的光电二极管区域中。

在步骤120中，低浓度杂质扩散层8可以形成在栅极图案5的侧面的有源区中。可以在具有低浓度杂质扩散层8的半导体衬底1上形成间隔层。可以在所述间隔层上进行选择性的各向同性蚀刻以在栅极图案5的侧面上形成隔离物9a。在一个实施方案中，光电二极管区域上的间隔层可保留覆盖所述光电二极管。

在步骤130中，可以在间隔物9a侧面的有源区中形成高浓度的杂质扩散层8a。可以在具有高浓度杂质扩散层8a的半导体衬底1上形成金属层10。金属层10可以硅化以形成金属硅化物层10a。金属硅化物层10a可以选择性地形成在高浓度杂质扩散层8a的表面上。所述间隔层可抑制金属硅化物层10a形成在具有间隔层的区域上，例如，间隔物9a和光电二极管区域(未显示)。可以移除未反应的金属10。

在步骤140中，可以形成金属线。可以在具有金属硅化物层10a的衬底上形成层间介电层11，并且可以在层间介电层11上形成金属线12。可以根据需要形成多个金属线12。例如，可以形成三个金属线层。金属线12可以通过任意适合的金属线形成方法形成。例如，可以使用镶嵌法。