本发明专利技术公开了一种CMOS图像传感器全局像元存储电容的制作方法，通过在存储电容的上极板侧壁形成不透光的金属硅化物层替代原有的边墙结构，并通过绝缘阻挡层形成MOS电容上、下极板金属硅化物之间的绝缘间隙，使入射到存储电容上的光线被金属硅化物层反射，避免了入射光从上极板的侧壁进入MOS电容电荷信号存储区，从而可以减小存储节点的光源寄生响应，保证全局曝光像素单元存储电容中信号的准确性，防止存储信号的失真，并可有效防止上、下极板之间的短路发生。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种CMOS图像传感器全局像元存储电容的制作方法，通过在存储电容的上极板侧壁形成不透光的金属硅化物层替代原有的边墙结构，并通过绝缘阻挡层形成MOS电容上、下极板金属硅化物之间的绝缘间隙，使入射到存储电容上的光线被金属硅化物层反射，避免了入射光从上极板的侧壁进入MOS电容电荷信号存储区，从而可以减小存储节点的光源寄生响应，保证全局曝光像素单元存储电容中信号的准确性，防止存储信号的失真，并可有效防止上、下极板之间的短路发生。【专利说明】一种CMOS图像传感器全局像元存储电容的制作方法
本专利技术涉及集成电路制造工艺
，更具体地，涉及一种CMOS图像传感器全局像元防漏光存储电容的制作方法和结构。
技术介绍
图像传感器是指将光信号转换为电信号的装置，通常大规模商用的图像传感器芯片包括电荷耦合器件(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器芯片两大类。 CMOS图像传感器和传统的CXD传感器相比，具有低功耗、低成本以及与CMOS工艺相兼容等特点，因此得到越来越广泛的应用。现在，CMOS图像传感器不仅已应用于消费电子领域，例如微型数码相机(DSC)、手机摄像头、摄像机和数码单反(DSLR)中，而且，在汽车电子、监控、生物技术及医学等领域也得到了广泛的应用。 CMOS图像传感器的像素单元是图像传感器实现感光的核心器件，最常用的像素单元为包含一个光电二极管和四个晶体管的有源像素结构。在这些器件中，光电二极管是感光单元，实现对光线的收集和光电转换；其它的MOS晶体管是控制单元，主要实现对光电二极管的选中、复位、信号放大和读出的控制。一个像素单元中MOS晶体管的多少，决定了非感光区域所占的面积大小。包含四个晶体管的像素结构通常称为4T像素单元。 在数码相机中通常有两种快门控制方式:即机械快门和电子快门。机械快门通过安装在CMOS图像传感器前面的机械件的开合来控制曝光时间；电子快门通过像素单元的时序控制来改变积分时间，从而达到控制曝光时间的目的。由于机械快门需要机械件，会占用数码相机的面积，因此不适用于便携式的数码相机。对于视频监控应用而言，由于通常是进行视频采集，因此，一般采用电子快门控制曝光时间。电子快门又分为两种:即卷帘式和全局曝光式。卷帘式电子快门的每行之间的曝光时间是不一致的，在拍摄高速物体时容易造成拖影现象；而全局曝光式电子快门的每一行在同一时间曝光，然后同时将电荷信号存储在像素单元的存储节点，最后将存储节点的信号逐行输出。全局曝光式电子快门由于所有行在同一时间进行曝光，所以不会造成拖影现象。 随着CMOS图像传感器在工业、车载、道路监控和高速相机中越来越广泛的应用，对于可以捕捉高速运动物体图像的图像传感器的需求进一步提高。为了监控高速物体，CMOS图像传感器需要使用全局曝光的像素单元(简称全局像元)，而全局曝光像素单元中用于存储电荷信号的存储节点对于光源的寄生响应是一个非常重要的指标。在实际应用中，根据每个像素单元使用晶体管的数目，全局曝光像素单元有4T、5T、6T、8T和12T等。虽然各种像素单元中的晶体管数目不同，但它们对其中的存储电容的防漏光要求是相同的。 请参阅图1，图1是现有的一种8T全局曝光像素单元的电路结构。如图1所示，以8T全局曝光像素单元为例，电荷存储节点就是其中的MOS电容Cl和C2。存储节点的光源寄生响应是指存储节点电容对入射光的寄生响应。对于像素单元而言，入射到像素单元表面的光线由于折射和散射的原因而不能全部聚焦到光电二极管表面，有部分光线可能入射到存储节点Cl和C2上，Cl和C2在入射光的照射下也可以像光电二极管一样产生光电响应。由于入射光的照射而在Cl和C2上产生的电荷,会影响原来存储在上面的由光电二极管产生的电压信号，因而造成了信号的失真。 CMOS工艺中的MOS存储电容包括MOS常规电容和MOS变容电容，MOS电容按照掺杂类型又可以分为N型和P型两种结构。请进一步参阅图2，图2是现有的一种常规N型MOS变容电容结构。以N型MOS变容电容为例，其截面结构如图2所示，MOS电容是一个在P型衬底I上形成的两端器件。电容的上极板5为N型多晶，金属硅化物4-2作为上极板5的引出；下极板2为N阱，N阱2上方为N+源漏区3，金属硅化物4-1作为下极板2的引出；CMOS工艺中的栅氧化层6作为电容极板之间的介质层。在CMOS工艺中，为了减小器件的横向电场，需要使用轻掺杂的源漏区。因此，需要使用边墙?将N+注入和NLDD注入分开，边墙的引入也同时可以防止N+多晶和N+源漏区上面的金属硅化物之间的短接。但是，由于边墙使用的介质层通常是氧化硅或氮化硅，而氧化硅和氮化硅对于入射光线来说是全透明的，故入射光线可以穿透边墙7进入电容的多晶上极板5和N阱下极板2区域(如图中箭头所指)，造成MOS电容中存储的电荷信号的失真，最终造成CMOS图像传感器输出信号的失真。 因此，如何有效防止入射光进入MOS电容电荷信号存储区，以避免存储信号的失真，已成为业界一个重要课题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种CMOS图像传感器全局像元存储电容的制作方法，通过在存储电容的上极板侧壁形成不透光的金属硅化物层替代原有的边墙结构，使入射到存储电容上的光线被金属硅化物层反射，避免了入射光从上极板的侧壁进入MOS电容电荷信号存储区，从而可以减小存储节点的光源寄生响应，防止存储信号的失真。 为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下: 一种CMOS图像传感器全局像元存储电容的制作方法，包括: 步骤一:提供一衬底，在所述衬底上形成存储电容的下极板、上极板和MOS管的阱区、栅极； 步骤二:淀积绝缘阻挡层，然后，去除所述上极板的上表面及侧壁覆盖的所述绝缘阻挡层，保留所述上极板侧壁底部及以外区域的所述绝缘阻挡层； 步骤三:在所述上极板的上表面及侧壁淀积第一金属硅化物层，然后，去除所述上极板的侧壁底部位于所述第一金属硅化物下方以外区域的所述绝缘阻挡层； 步骤四:对所述存储电容和所述MOS管进行边墙刻蚀和源漏注入，然后，去除所述存储电容的边墙； 步骤五:在所述存储电容的所述绝缘阻挡层外侧的下极板上方、所述MOS管的源漏区和栅极上方淀积第二金属硅化物层，并使所述第一金属硅化物在所述上极板侧壁底部通过所述绝缘阻挡层与所述存储电容的所述第二金属硅化物层之间具有绝缘间隙。 优选地，所述衬底为P型或N型衬底。 优选地，步骤二中，采用光刻工艺，进行光刻胶的涂布、曝光和显影，以去除所述上极板的上表面及侧壁覆盖的光刻胶，然后，采用干法或湿法刻蚀去除所述上极板的上表面及侧壁覆盖的所述绝缘阻挡层，保留所述上极板侧壁底部及以外区域的所述绝缘阻挡层。 优选地，步骤三中，采用干法或湿法刻蚀去除所述上极板的侧壁以外覆盖的所述绝缘阻挡层，保留所述上极板侧壁底部的所述绝缘阻挡层。 优选地，步骤四中，采用光刻工艺，进行光刻胶的涂布、曝光和显影，以去除所述存储电容区域覆盖的光刻胶，然后，采用干法或湿法刻蚀去除所述存储电容的边墙。 优选地，所述绝缘阻挡层为单层或多层。 优选地，所述绝缘阻挡层为采用二氧化硅、氮化硅或氮氧化硅其中的一种本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种CMOS图像传感器全局像元存储电容的制作方法，其特征在于，包括：步骤一：提供一衬底，在所述衬底上形成存储电容的下极板、上极板和MOS管的阱区、栅极；步骤二：淀积绝缘阻挡层，然后，去除所述上极板的上表面及侧壁覆盖的所述绝缘阻挡层，保留所述上极板侧壁底部及以外区域的所述绝缘阻挡层；步骤三：在所述上极板的上表面及侧壁淀积第一金属硅化物层，然后，去除所述上极板的侧壁底部位于所述第一金属硅化物下方以外区域的所述绝缘阻挡层；步骤四：对所述存储电容和所述MOS管进行边墙刻蚀和源漏注入，然后，去除所述存储电容的边墙；步骤五：在所述存储电容的所述绝缘阻挡层外侧的下极板上方、所述MOS管的源漏区和栅极上方淀积第二金属硅化物层，并使所述第一金属硅化物在所述上极板侧壁底部通过所述绝缘阻挡层与所述存储电容的所述第二金属硅化物层之间具有绝缘间隙。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：顾学强，赵宇航，周伟，
申请(专利权)人：上海集成电路研发中心有限公司，成都微光集电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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