[发明专利]CMOS图像传感器的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种CMOS图像传感器的制作方法。

背景技术

互补金属氧化物(CMOS)图像传感器(image sensor)芯片是一种将光信号转换为电信号的半导体器件，近年来，由于在电路集成，能量消耗和制造成本方面的诸多优点，CMOS图像传感器得到了快速发展。CMOS图像传感器包括一系列的象素单位(pixel cells)和外围电路(periphery circuit)，每个象素单位包括一个发光二极管和至少一个MOS晶体管，从而通过处于开光模式中的MOS晶体管检测各个单位象素的电信号，所述的发光二极管用于吸收入射光能量并且将光能量转化为光电流。

在CMOS图像传感器的制作工艺中，关键的是要减少发光二极管产生的暗电流(dark current)，以改善CMOS图像传感器的图像质量。

参考附图1至附图4所示，为现有的CMOS图像传感器制作工艺各步骤的结构示意图，参考附图1，在半导体衬底100内具有浅沟槽隔离结构101(STI)，相邻的浅沟槽隔离结构101之间用于形成发光二极管和MOS晶体管，所述的半导体衬底例如为P型掺杂。在所述半导体衬底的用于形成MOS晶体管的区域上依次沉积栅极氧化层102和栅极103，所述的栅极氧化层102和栅极103构成MOS晶体管的栅极结构，可选的，所述的栅氧化层的材料例如为氧化硅等，栅极的材料例如为多晶硅。

参考附图2，在所述半导体衬底的用于形成发光二极管的区域内进行第一离子注入，在所述的半导体衬底内形成一定深度和掺杂浓度的第一掺杂区域104，所述的第一离子注入工艺中注入的离子类型与半导体衬底的掺杂离子类型相反，例如，所述的半导体衬底为N型掺杂，则所述的第一掺杂区域104的掺杂类型为P型掺杂。所述的第一掺杂区域104与半导体衬底形成一个PN结，形成光电二极管，用于将入射的光子转化为电子。

参考附图3，在所述的用于形成MOS晶体管的区域沉积覆盖所述栅极结构的绝缘材料层，并采用等离子刻蚀工艺刻蚀所述绝缘材料层，以在所述栅极结构侧壁形成侧墙105(spacer)。在所述的等离子体刻蚀形成侧墙的工艺中，等离子体对所述的绝缘材料层同时进行化学刻蚀和物理轰击，某些刻蚀离子会碰撞到栅极结构的侧壁，并且改变原来的运动方向，这些改变运动方向的离子可能会轰击位于半导体衬底上的用于形成发光二极管的区域，从而对用于形成发光二极管的区域造成损伤，如附图3所示，在第一掺杂区域104的表面造成凹陷型的损伤，这种损伤会造成CMOS图像传感器发生漏电流。

参考附图4所示，在所述的第一掺杂区域104的表面进行第二离子注入，在第一掺杂区域104上形成覆盖层106，所述的覆盖层106的掺杂类型与第一掺杂区域104的掺杂类型相反。覆盖层106与第一掺杂区域204之间又形成一个PN结，用于控制第一掺杂区域104与半导体衬底100之间形成的PN结在将光子转化为电子后形成的电流的流动方向。

从附图4中可以看出，形成所述覆盖层106之后，在第一掺杂区域104表面产生的凹陷型的损伤依然存在，在产生凹陷型损伤的位置，会产生较大的暗电流，会导致CMOS图像传感器发生漏电流。

发明内容

本发明提供一种CMOS图像传感器的制作方法，以解决现有的CMOS图像传感器制作方法会在用于形成发光二极管的区域形成凹陷型损伤的问题。

一种CMOS图像传感器的制作方法，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底中形成有用于隔离有源区的隔离结构，所述的有源区包括用于形成MOS晶体管的区域和用于形成发光二极管的区域；在所述半导体衬底的用于形成MOS晶体管的区域上形成栅极结构；

在所述半导体衬底的用于形成发光二极管的区域上进行第一离子注入，形成与半导体衬底掺杂类型相反的第一掺杂区域；

形成覆盖所述半导体衬底，栅极结构以及第一掺杂区域的牺牲层；

在所述牺牲层上形成暴露出第一掺杂区域的光刻胶图案层；

以所述光刻胶图案层为掩膜，进行第二离子注入，以在所述第一掺杂区域表面形成覆盖层，所述的覆盖层的掺杂离子类型与第一掺杂区域的掺杂离子类型相反；

去除光刻胶图案层以及覆盖层之外其它位置的牺牲层；

在所述的栅极结构侧壁形成侧墙。

本发明实施例还提供了一种CMOS图像传感器，包括：