[发明专利]背照式CMOS图像传感器及其形成方法

权利要求书

1.一种背照式CMOS图像传感器的形成方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供一P型的半导体衬底，在所述半导体衬底上生长有P型外延层，在所述P型外延层中形成有用于定义像素单元有源区的隔离沟槽；

在所述像素有源区的选定区域上，对所述P型外延层进行第一次N型离子注入工艺，以形成光电二极管的第一N型掺杂区；

在所述半导体衬底上形成所述图形化的掩模层；

以所述图形化的掩模层为掩模，对所述P型外延层进行第一次P型离子注入工艺，以形成光电二极管的P型插入掺杂区的第一部分，所述P型插入掺杂区的第一部分位于所述第一N型掺杂区内，且所述P型插入掺杂区的第一部分的最深处与所述第一N型掺杂区的最深处在同一位置；

以所述图形化的掩模层为掩模，对所述P型外延层进行第二次P型离子注入工艺，以形成光电二极管的P型插入掺杂区的第二部分，所述P型插入掺杂区的第二部位于所述第一N型掺杂区内，且所述P型插入掺杂区的第一部分位于所述P型插入掺杂区的第二部分底部，形成光电二极管的P型插入掺杂区；以及

去除所述图形化的掩模层。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述掩模层包括光刻胶层，所述光刻胶层的厚度为

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，图形化的所述光刻胶层的掩模图形的开口尺寸为0.2～0.6μm。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述掩模图形在横向位置上位于所述第一N型掺杂区中间位置。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一次P型离子注入工艺中的P型离子包括硼离子。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一次P型离子注入工艺中的P型离子的剂量为5E15～1E16，能量为1500Kev～2500Kev，所述P型离子的入射角度相对于所述半导体衬底的表面相垂直的角度呈-0.8°～-1.3°。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二次P型离子注入工艺中的P型离子包括硼离子。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二次P型离子注入工艺中的P型离子的剂量为2E15～5E15，能量为200Kev～1400Kev，所述P型离子的入射角度相对于所述半导体衬底的表面相垂直的角度呈-0.8°～-1.3°。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述隔离沟槽中以及所述P型外延层上还形成有一氧化层，用于填充所述隔离沟槽，还用于隔离P型外延层中各结构与P型外延层上后续工艺中的所形成的各结构。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在去除所述图形化的掩模层之后还包括以下步骤：

在所述P型外延层上形成有栅极结构，在沿所述半导体衬底水平向上，所述第一N型掺杂区位于所述隔离沟槽与所述栅极结构之间，且所述第一N型掺杂区的部分与所述栅极结构重叠；

对所述P型外延层进行第二次N型离子注入工艺，以形成光电二极管的第二N型掺杂区，所述第二N型掺杂区位于所述第一N型掺杂区内，且位于所述P型插入掺杂区与所述P型外延层上表面之间；

在所述栅极结构的两侧形成侧墙，以形成转移控制晶体管；以及

对所述P型外延层进行第三次P型离子注入工艺，以形成光电二极管的顶部P型掺杂区，所述顶部P型掺杂区位于所述第一N型掺杂区内，其位于所述第二N型掺杂区上，且暴露所述顶部P型掺杂区。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第二N型掺杂区在横向上的尺寸小于所述第一N型掺杂区在横向上的尺寸，大于所述P型插入掺杂区在横向上的尺寸，且所述第二N型掺杂区在横向上未暴露在所述P型外延层中。