[发明专利]一种CMOS图像传感器的形成方法

说明书

本发明公开了一种CMOS图像传感器的形成方法，属于半导体器件制造技术领域，该CMOS图像传感器的形成方法，包括提供衬底，所述衬底中具有第一导电类型的隔离结构；在所述衬底上形成相应的栅极，所述栅极通过栅介质层与衬底绝缘隔离；向所述光电二极管区的所述衬底注入第二导电类型的离子，以形成深掺杂区；向所述深掺杂区的表层注入相应的第一导电类型的离子，形成第一导电类型的浅掺杂区；在所述栅极的侧壁上形成侧墙结构。通过对离子注入的顺序进行调整，即在形成侧墙结构之前先行光电二极管区所需的离子注入形成浅掺杂区，扩大了光电二极管所需的浅掺杂区的离子注入面积，避免了浅掺杂区的纵向扩散过深造成的性能损失。

技术领域

本发明涉及半导体器件制造技术领域，特别涉及一种CMOS图像传感器的形成方法。

背景技术

CMOS图像传感器的性能主要由感光区二极管(photo diode，PD)决定，感光区二极管在制造过程中包括多道离子注入步骤，各道注入的位置、能量与剂量决定了二极管各区域的物理形貌，进而直接影响了传感器的热噪声、白像素、暗电流等各项性能。正如CMOS图像传感器的像素点包括一个PN结，该PN结利用光伏效应将光信号变成电信号，由于这一过程中光电二极管对表面缺陷及热电流极为敏感，因此通常会在感光区二极管的表层掺杂P型离子，利用P型离子掺杂扩散覆盖，以改善PN结利用光伏效应光电转换过程中表面缺陷带来的暗电流、白像素以及感光区二极管结构带来的热噪声问题，这要求感光区二极管的浅层掺杂P型离子的区域要达到较宽的横向面积以及更浅的纵向深度来获得更大的覆盖面积，以降低漏电流，达到更少的性能损失，一般在栅极的侧墙形成之后，再进行浅层P型离子注入，如图1示出的相邻排布的四个光电二极管，虚线处所示出的表层P掺杂区的内缘，由于侧墙结构的阻挡，仅依靠离子的扩散效应，难以在保证表层的P掺杂区的纵向深度更浅的同时，使横向面积达到更宽。

发明内容

本发明的目的在于提供一种CMOS图像传感器的形成方法，以解决的侧墙结构影响浅层离子注入面积问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种CMOS图像传感器的形成方法，包括以下步骤：

提供衬底，所述衬底中具有第一导电类型的隔离结构，以定义出光电二极管区；

在所述衬底上形成相应的栅极，所述栅极通过栅介质层与衬底绝缘隔离；

向所述光电二极管区的所述衬底注入第二导电类型的离子，以形成深掺杂区；

向所述深掺杂区的表层注入相应的第一导电类型的离子，形成第一导电类型的浅掺杂区；

在所述栅极的侧壁上形成侧墙结构。

优选地，形成所述浅掺杂区的步骤包括：

在所述衬底的表面和所述栅极的顶部上形成图案化的光阻层，所述光阻层暴露出所述栅极靠近所述深掺杂区一侧的侧壁；

以所述光阻层为掩膜，向所述衬底注入第一导电类型的离子，形成第一导电类型的浅掺杂区。

优选地，注入形成第一导电类型的浅掺杂区时，注入第一导电类型的离子的能量至多为20KeV。

优选地，形成第一导电类型的浅掺杂区时，注入第一导电类型离子的能量范围为1KeV～15KeV。

优选地，形成第一导电类型的浅掺杂区时，注入第一导电类型的离子的剂量范围为1E13/cm²～3E13/cm²。

优选地，所述侧墙结构包括依次附着在所述栅极侧壁上的侧墙一、侧墙二。

优选地，所述衬底中，四个相邻的所述光电二极管区组成2*2阵列，且四个所述光电二极管区相互紧挨的角区域上对应地设有相互分立的四个所述栅极，所述深掺杂区形成在栅极背向所述2*2阵列的中心的一侧的衬底中。