CMOS图像传感器及其形成方法技术

本发明专利技术提供了一种CMOS图像传感器及其形成方法，其中，第一高K介质层包括多层第一高K介质子层，相邻两层第一高K介质子层之间界面不连续，由此能够提高耦合效应及抑制晶粒成长，很好的将半导体衬底中的游离负电荷固定于第一氧化层和第一高K介质层之间的界面，将半导体衬底中的游离正电荷固定于半导体衬底和第一氧化层之间的界面，从而很好的降低漏电流，进一步改善/避免亮点问题。

【技术实现步骤摘要】
CMOS图像传感器及其形成方法
本专利技术涉及图像传感器制造
，特别涉及一种CMOS图像传感器及其形成方法。
技术介绍
图像传感器是构成数字摄像头的重要组成部分，是一种将光学图像转换成信号的设备，它被广泛地应用在数码相机、移动终端、便携式电子装置和其他电子光学设备中。图像传感器可分为CCD(ChargeCoupledDevice，电荷耦合元件)和CMOS(ComplementaryMetalSemiconductor，互补型金属氧化物半导体元件)图像传感器两大类。由于CMOS图像传感器是采用传统的CMOS电路工艺制作，因此可将图像传感器以及其所需要的外围电路加以整合，从而使得CMOS图像传感器具有更广的应用前景。CMOS图像传感器中一直存在着亮点(whitepixel)的问题，现有技术中主要通过高K(高介电常数)介质层来企图改善这一问题。具体的，CMOS图像传感器包括：半导体衬底、形成于所述半导体衬底上的氧化层及形成于所述氧化层上的高K介质层。但是，包括高K介质层的CMOS图像传感器中仍旧存在比较严重的亮点的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种CMOS图像传感器及其形成方法，以解决现有技术中的CMOS图像传感器中仍旧存在比较严重的亮点的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种CMOS图像传感器，所述CMOS图像传感器包括：半导体衬底、形成于所述半导体衬底上的第一氧化层及形成于所述第一氧化层上的第一高K介质层，其中，所述第一高K介质层包括多层第一高K介质子层，相邻两层第一高K介质子层之间界面不连续。可选的，在所述的CMOS图像传感器中，每层第一高K介质子层的材料的组成元素的种类相同。可选的，在所述的CMOS图像传感器中，每层第一高K介质子层的材料的组成元素的配比相同或者不同。可选的，在所述的CMOS图像传感器中，每层第一高K介质子层的表面经过半导体工艺处理。可选的，在所述的CMOS图像传感器中，所述CMOS图像传感器还包括形成于所述第一高K介质层上或所述第一高K介质层和所述第一氧化层之间的第二高K介质层，所述第二高K介质层的材料与所述第一高K介质层的材料不同。可选的，在所述的CMOS图像传感器中，所述第二高K介质层包括多层第二高K介质子层，相邻两层第二高K介质子层之间界面不连续。可选的，在所述的CMOS图像传感器中，所述第一高K介质层和所述第二高K介质层的材料包括：钽氧化物、铪氧化物、钛氧化物、锆氧化物或者镧氧化物。可选的，在所述的CMOS图像传感器中，所述CMOS图像传感器还包括形成于所述第二高K介质层或所述第一高K介质层上的第二氧化层。本专利技术还提供一种CMOS图像传感器的形成方法，所述CMOS图像传感器的形成方法包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上形成第一氧化层；在所述第一氧化层上依次形成多层第一高K介质子层，其中，每形成一层第一高K介质子层的同时对所述第一高K介质子层的表面进行半导体工艺处理。可选的，在所述的CMOS图像传感器的形成方法中，所述半导体工艺处理包括：退火工艺、氧化工艺或者等离子体处理工艺。在本专利技术提供的CMOS图像传感器及其形成方法中，通过第一高K介质层包括多层第一高K介质子层，相邻两层第一高K介质子层之间界面不连续，由此能够提高耦合效应及抑制晶粒成长，很好的将半导体衬底中的游离负电荷固定于第一氧化层和第一高K介质层之间的界面，将半导体衬底中的游离正电荷固定于半导体衬底和第一氧化层之间的界面，从而很好的降低漏电流，进一步改善/避免亮点问题。附图说明图1是本专利技术实施例一的CMOS图像传感器的结构示意图；图2是本专利技术实施例一的CMOS图像传感器的作用原理图；图3是本专利技术实施例一的CMOS图像传感器与现有的CMOS图像传感器的效果比较图；图4是本专利技术实施例二的CMOS图像传感器的结构示意图；图5是本专利技术实施例三的CMOS图像传感器的结构示意图；图6是本专利技术实施例四的CMOS图像传感器的结构示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的CMOS图像传感器及其形成方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。【实施例一】请参考图1，其为本专利技术实施例一的CMOS图像传感器的结构示意图。如图1所示，在本申请实施例中，所述CMOS图像传感器1包括：半导体衬底10、形成于所述半导体衬底10上的第一氧化层11及形成于所述第一氧化层11上的第一高K介质层12，其中，所述第一高K介质层12包括多层第一高K介质子层，相邻两层第一高K介质子层之间界面不连续。在此，所述第一高K介质层12包括三层第一高K介质子层，分别为第一高K介质子层120、第一高K介质子层121及第一高K介质子层122。具体的，首先提供半导体衬底10。较佳的，所述半导体衬底10为硅衬底。进一步的，所述半导体衬底10中形成有光电二极管(PD)及一些控制电路等。接着，在所述半导体衬底10上形成第一氧化层11，其中，所述第一氧化层11的材料可以为氧化硅。具体的，所述第一氧化层11可以通过化学气相沉积(CVD)或者物理气相沉积(PVD)等半导体工艺形成。请继续参考图1，在本申请实施例中，接着，在所述第一氧化层11上形成第一高K介质子层120。具体的，可先通过化学气相沉积(CVD)或者物理气相沉积(PVD)形成第一高K介质子层，同时，对所述第一高K介质子层进行半导体工艺处理。其中，所述半导体工艺处理包括：退火工艺、氧化工艺或者等离子体处理工艺等工艺。其目的是改变所述第一高K介质子层120表面的性质，从而与后续形成的第一高K介质子层121界面不连续。因此，可以采用任意一种半导体处理工艺，其只要能够使得所述第一高K介质子层120表面的性质发生一定的改变即可。在本申请实施例中，所述第一高K介质子层120的材料为铪氧化物，其中，所述铪氧化物中铪与氧的配比本实施例不作限定。在本申请实施例中，所述第一高K介质子层120的厚度为20埃，在本申请的其他实施例中，所述第一高K介质子层120的厚度可以更厚或者更薄，例如，所述第一高K介质子层120的厚度可以为15埃、25埃、30埃或者40埃等。在本申请实施例中，接着在所述第一高K介质子层120上形成第一高K介质子层121。同样的，可先通过化学气相沉积(CVD)或者物理气相沉积(PVD)形成第一高K介质子层，同时，对所述第一高K介质子层进行半导体工艺处理。其中，所述半导体工艺处理包括：退火工艺、氧化工艺或者等离子体处理工艺等工艺。其目的是改变所述第一高K介质子层121表面的性质，从而与后续形成的第一高K介质子层122界面不连续。因此，可以采用任意一种半导体处理工艺，其只要能够使得所述第一高K介质子层121表面的性质发生一定的改变即可。在本申请实施例中，所述第一高K介质子层121的材料为铪氧化物，其中，所述铪氧化物中铪与氧的配比本实施例不作限定。进一步的，所述第一高K介质子层121中铪与氧的配比与所述第一高K介质子层120中铪与氧的配比可以相同也可以不相同。在本申请实施例中，所述第一高K介质子层121的厚度为20埃，在本申请的其他实施例中，所述第一高K介质子层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种CMOS图像传感器，其特征在于，所述CMOS图像传感器包括：半导体衬底、形成于所述半导体衬底上的第一氧化层及形成于所述第一氧化层上的第一高K介质层，其中，所述第一高K介质层包括多层第一高K介质子层，相邻两层第一高K介质子层之间界面不连续。

【技术特征摘要】
1.一种CMOS图像传感器，其特征在于，所述CMOS图像传感器包括：半导体衬底、形成于所述半导体衬底上的第一氧化层及形成于所述第一氧化层上的第一高K介质层，其中，所述第一高K介质层包括多层第一高K介质子层，相邻两层第一高K介质子层之间界面不连续。2.如权利要求1所述的CMOS图像传感器，其特征在于，每层第一高K介质子层的材料的组成元素的种类相同。3.如权利要求2所述的CMOS图像传感器，其特征在于，每层第一高K介质子层的材料的组成元素的配比相同或者不同。4.如权利要求1～3中任一项所述的CMOS图像传感器，其特征在于，每层第一高K介质子层的表面经过半导体工艺处理。5.如权利要求4所述的CMOS图像传感器，其特征在于，所述CMOS图像传感器还包括形成于所述第一高K介质层上或所述第一高K介质层和所述第一氧化层之间的第二高K介质层，所述第二高K介质层的材料与所述第一高K介质层的材料不同。6.如权利要求5所述的CMO...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶通迪，王从建，翁鸿铭，余兴，
申请(专利权)人：豪威科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31