一种CMOS图像传感器及其制备方法和电子装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种CMOS图像传感器及其制备方法和电子装置。所述图像传感器包括：半导体衬底，所述半导体衬底具有第一导电类型掺杂；二极管区域，所述二极管区域具有第二导电类型掺杂，位于所述半导体衬底中；MOS晶体管，位于所述半导体衬底上方并且部分地位于所述二极管区域的上方；第一离子注入区域，所述第一离子注入区域部分地覆盖所述二极管区域并且部分地位于所述MOS晶体管的下方。所述图像传感器显著提高了CMOS图像传感器的电子迁移率，有效改善拖影现象，提高了CMOS图像传感器的灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
一种CMOS图像传感器及其制备方法和电子装置
本专利技术涉及半导体
，具体而言涉及一种CMOS图像传感器及其制备方法和电子装置。
技术介绍
在半导体
中，图像传感器是一种能将光学图像转换成电信号的CMOS图像传感器。图像传感器大体上可以分为电荷耦合元件(CCD)和互补金属氧化物半导体图像传感器(CMOSImageSensor，CIS)。CCD图像传感器的优点是对图像敏感度较高，噪声小，但是CCD图像传感器与其他器件的集成比较困难，而且CCD图像传感器的功耗较高。相比之下，CMOS图像传感器由于具有工艺简单、易与其他器件集成、体积小、重量轻、功耗小、成本低等优点而逐渐取代CCD的地位。目前CMOS图像传感器被广泛应用于数码相机、照相手机、数码摄像机、医疗用摄像装置(例如胃镜)、车用摄像装置等领域之中。目前在高速CIS像素设计中存在以下两个主要问题：第一由于曝光时间非常短，为了增加灵敏度需要很大的像素满阱容量(FullWellCapacity,FWC)。第二成像滞后(ImageLag)问题成为高速CIS像素设计的重大挑战。因此，为解决目前工艺中的上述技术问题，有必要提出一种新的半导体器件及其制备方法和电子装置。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。为了克服目前存在的问题，本专利技术的实施例提供了一种CMOS图像传感器，所述图像传感器包括：半导体衬底，所述半导体衬底具有第一导电类型掺杂；二极管区域，所述二极管区域具有第二导电类型掺杂，位于所述半导体衬底中；MOS晶体管，位于所述半导体衬底上方并且部分地位于所述二极管区域的上方；第一离子注入区域，所述第一离子注入区域部分地覆盖所述二极管区域并且部分地位于所述MOS晶体管的下方。可选地，在所述半导体衬底中还形成有浮置扩散区，部分所述浮置扩散区位于所述MOS晶体管的下方。可选地，在所述半导体衬底的表面还形成有第二离子注入区域，以将所述二极管区域从所述半导体衬底表面隔离。可选地，所述半导体衬底中还形成有第一导电类型阱区，以隔离所述二极管区域。本专利技术还提供了一种CMOS图像传感器的制备方法，所述方法包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底具有第一导电类型掺杂；执行第一离子注入，以在所述半导体衬底表面形成第一离子注入区域；在所述半导体衬底中形成具有第二导电类型掺杂的二极管区域，其中，所述第一离子注入区域部分地覆盖所述二极管区域；形成MOS晶体管，其中，所述MOS晶体管部分地覆盖所述第一离子注入区域，并且所述MOS晶体管位于所述第一离子注入区域与所述二极管区域部分重叠的一侧。可选地，改变所述第一离子注入步骤中的注入掩膜，以使所述注入掩膜仅露出所述二极管区域的一侧，使所述第一离子注入区域部分地覆盖所述二极管区域。可选地，所述方法在形成所述MOS晶体管之前还进一步包括在形成第一导电类型阱区的步骤，以隔离所述二极管区域。可选地，所述方法还进一步包括执行第二离子注入的步骤，以形成浮置扩散区，部分所述浮置扩散区位于所述MOS晶体管的下方。可选地，所述方法还进一步包括执行第三离子注入的步骤，以在所述半导体衬底的表面形成第二离子注入区域，以将所述二极管区域从所述半导体衬底表面隔离。本专利技术还提供了一种电子装置，包括上述的CMOS图像传感器。为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种CMOS图像传感器及其制备方法，在所述方法中通过改变离子注入的掩膜，使所述CMOS图像传感器中的第一离子注入区域(TP)仅部分地覆盖所述二极管区域(PPD)，通过所述第一离子注入区域(TP)的优化，可以弱化像素满阱容量(FullWellCapacity,FWC)和耗尽电压Vpin的影响，可以更加优化所述像素性能，通过所述改变所述第一离子注入区域(TP)电子传输性能显著提高，显著提高了CMOS图像传感器的电子迁移率，有效改善拖影现象，提高了CMOS图像传感器的灵敏度。本专利技术的半导体器件，由于采用了上述制造方法，因而同样具有上述优点。本专利技术的电子装置，由于采用了上述半导体器件，因而同样具有上述优点。附图说明本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施例及其描述，用来解释本专利技术的原理。附图中：图1为本专利技术的一个实施例的一种CMOS图像传感器的制备方法的示意性流程图；图2为本专利技术的一实施例中的一种CMOS图像传感器结构的剖视图；图3为本专利技术的一实施例中的一种CMOS图像传感器制备中离子注入掩膜结构俯视图；图4示出了根据本专利技术一实施方式的电子装置的示意图。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。应当理解的是，本专利技术能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本专利技术的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本专利技术教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种CMOS图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括：半导体衬底，所述半导体衬底具有第一导电类型掺杂；二极管区域，所述二极管区域具有第二导电类型掺杂，位于所述半导体衬底中；MOS晶体管，位于所述半导体衬底上方并且部分地位于所述二极管区域的上方；第一离子注入区域，所述第一离子注入区域部分地覆盖所述二极管区域并且部分地位于所述MOS晶体管的下方。

【技术特征摘要】
1.一种CMOS图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括：半导体衬底，所述半导体衬底具有第一导电类型掺杂；二极管区域，所述二极管区域具有第二导电类型掺杂，位于所述半导体衬底中；MOS晶体管，位于所述半导体衬底上方并且部分地位于所述二极管区域的上方；第一离子注入区域，所述第一离子注入区域部分地覆盖所述二极管区域并且部分地位于所述MOS晶体管的下方。2.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器，其特征在于，在所述半导体衬底中还形成有浮置扩散区，部分所述浮置扩散区位于所述MOS晶体管的下方。3.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器，其特征在于，在所述半导体衬底的表面还形成有第二离子注入区域，以将所述二极管区域从所述半导体衬底表面隔离。4.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器，其特征在于，所述半导体衬底中还形成有第一导电类型阱区，以隔离所述二极管区域。5.一种CMOS图像传感器的制备方法，其特征在于，所述方法包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底具有第一导电类型掺杂；执行第一离子注入，以在所述半导体衬底表面形成第一离子注入区域；在所述半导体衬底中...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈德艳，郑大燮，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31