[发明专利]一种降低CMOS图像传感器白点缺陷的方法

说明书

本公开涉及CMOS图像传感器及降低CMOS图像传感器白点缺陷的方法。其中一个实施例提供了一种CMOS图像传感器的制作方法，其包括：提供一半导体衬底，在所述半导体衬底上依次形成栅极氧化层和栅极硅层；以及随后在形成栅极之前，利用栅极硅层作为保护层，对半导体衬底进行多次离子注入，以在半导体衬底内部形成多个掺杂区。

技术领域

本公开涉及半导体技术领域，具体来说，涉及一种CMOS图像传感器及降低CMOS图像传感器白点缺陷的方法。

背景技术

图像传感器是将光学图像转换成电子信号的设备，被广泛地应用在数码相机和其他电子光学设备中。通常，图像传感器主要分为电荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)和金属氧化物半导体元件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，CMOS)两大类。其中，CMOS传感器具有集成度高、功耗小、响应速度快、成本低等优点。随着CMOS制造工艺和技术不断提升，以及高端CMOS传感器价格不断下降，在高清摄像机未来的发展中，CMOS传感器将占据越来越重要的地位。

在CMOS图像传感器中，采用传输管(transfer transistor，TX)来传输光电二极管中的光生电子。图1例示出了传统CMOS图像传感器的结构示意图。如图1中所示，传统图像传感器包括：半导体衬底100、感光二极管区101、钉扎二极管区102(包括N型掺杂区102-1、P型掺杂区102-2和102-3)、浮置扩散区103、栅极104、栅极侧墙105以及栅极氧化层106。其中，半导体衬底100中布置了感光二极管区101、钉扎二极管区102和浮置扩散区103；钉扎二极管区102的P型掺杂区102-2和102-3以及浮置扩散区103位于半导体衬底的表面区域。栅极104、栅极侧墙105、栅极氧化层106构成位于半导体衬底上方的栅极结构。

在传统CMOS图像传感器的制造过程中，形成器件的离子注入是在栅极图形定义之后完成的，这会对半导体衬底表面造成损伤，从而导致CMOS图像传感器出现白点。为减少离子注入对半导体衬底表面的损伤，通常采用一定厚度的氧化层作为离子注入的保护层，但是这增加了再形成氧化层的过程，增大了时间开销并且使得工艺变得复杂。此外，在干法刻蚀和湿法清洗等工艺过程中都会消耗氧化层，这会增加对离子注入的分布进行控制的难度，进而对CMOS晶体管的性能造成不利影响。

可以看出，存在减少离子注入对半导体衬底表面的损伤，同时也不增加工艺步骤的需求。

发明内容

本公开的一个目的是提供一种CMOS图像传感器及制造CMOS图像传感器的方法，以提高CMOS图像传感器的性能。

根据本公开的第一方面，提供了一种CMOS图像传感器的制作方法，包括：提供一半导体衬底，在所述半导体衬底上依次形成栅极氧化层和栅极硅层；以及随后在形成栅极之前，利用栅极硅层作为保护层，对半导体衬底进行多次离子注入，以在半导体衬底内部形成多个掺杂区。

根据本公开的第一方面，在形成栅极氧化层和栅极硅层之前，对半导体衬底进行第一次离子注入，以在半导体衬底内部形成第一掺杂区。

根据本公开的第一方面，在形成栅极氧化层和栅极硅层之后、形成栅极之前，对半导体衬底进行第二次离子注入，在所述半导体衬底内部形成第二掺杂区，所述第二掺杂区位于所述第一掺杂区的上方且与所述第一掺杂区接触，并且所述第二掺杂区位于所述栅极的一侧。

根据本公开的第一方面，在形成第二掺杂区之后，对半导体衬底进行第三次和第四次离子注入，以在所述半导体衬底内部形成第三掺杂区和第四掺杂区，所述第三掺杂区位于所述第二掺杂区的一侧的上方且与所述第二掺杂区接触，所述第四掺杂区位于所述第二掺杂区的另一侧的上方且与所述第二掺杂区接触，并且所述第三掺杂区和所述第四掺杂区位于所述栅极的一侧。