晶体管及其制造方法以及CMOS图像传感器技术

本公开涉及晶体管及其制造方法以及CMOS图像传感器。晶体管可以包括：半导体衬底；在所述半导体衬底上的栅极绝缘膜；在所述栅极绝缘膜上的Hf层；以及在所述Hf层上的栅极。

【技术实现步骤摘要】
晶体管及其制造方法以及CMOS图像传感器
本公开涉及晶体管及其制造方法以及CMOS图像传感器。
技术介绍
在数字照相机、智能手机和摄像头等产品上广泛使用图像传感器。通常可将常用的图像传感器大致分类为CCD图像传感器和CMOS图像传感器。随着技术的发展，对图像传感器性能的要求也越来越高，尤其希望在保持图像传感器的结构简单、功耗低、高速、集成度高等优点的前提下进一步降低噪声。
技术实现思路
本公开的实施例的一个目的是提供一种新颖的晶体管及其制造方法以及CMOS图像传感器。根据本公开的实施例，能够降低CMOS图像传感器中的噪声，尤其能够降低CMOS图像传感器的像素单元中的源极跟随器导致的随机噪声。根据本公开的一个方面，提供了一种晶体管，其包括：半导体衬底；在所述半导体衬底上的栅极绝缘膜；在所述栅极绝缘膜上的Hf层；以及在所述Hf层上的栅极。根据本公开的另一方面，提供了一种晶体管，其包括：半导体衬底；在所述半导体衬底上的栅极绝缘膜；以及在所述栅极绝缘膜上的栅极，其中，所述栅极绝缘膜掺杂有Hf。根据本公开的另一方面，提供了一种CMOS图像传感器，其中，所述CMOS图像传感器中的像素单元包括所述晶体管。根据本公开的另一方面，提供了一种晶体管的制造方法，其包括如下步骤：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上形成栅极绝缘膜；在所述栅极绝缘膜上形成Hf层；以及在所述Hf层上形成栅极材料层。根据本公开的另一方面，提供了一种晶体管的制造方法，其包括如下步骤：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上形成栅极绝缘膜；对所述栅极绝缘膜进行Hf掺杂；以及在掺杂了Hf的所述栅极绝缘膜上形成栅极材料层。根据本公开的另一方面，提供了一种晶体管的制造方法，其包括如下步骤：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上形成第一绝缘膜；在所述栅极绝缘膜上形成第二绝缘膜；在所述第二绝缘膜上形成Hf层；在非氧化气氛中对所述第二绝缘膜和所述Hf层进行加热，以使Hf扩散到所述第一绝缘膜；以及去除所述Hf层和一部分或全部的所述第二绝缘膜。通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。附图说明构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：图1示出根据本公开一个实施例的CMOS图像传感器中的像素单元的示意性电路示意图。图2是实施方式1的晶体管的部分剖面图。图3A～3D是说明实施方式1的晶体管的制造工序的图。图4是实施方式2的晶体管的部分剖面图。图5A～5D是说明实施方式2的晶体管的制造工序的图。图6是实施方式3的晶体管的部分剖面图。图7A～7E是说明实施方式3的晶体管的制造工序的图。图8A～8F是说明实施方式4的晶体管的制造工序的图。注意，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在本说明书中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。为了便于理解，在附图等中所示的各结构的位置、尺寸及范围等有时不表示实际的位置、尺寸及范围等。因此，所公开的专利技术并不限于附图等所公开的位置、尺寸及范围等。具体实施方式现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。另外，对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在说明书及权利要求中的词语“前”、“后”、“顶”、“底”、“之上”、“之下”等，如果存在的话，用于描述性的目的而并不一定用于描述不变的相对位置。应当理解，这样使用的词语在适当的情况下是可互换的，使得在此所描述的本公开的实施例，例如，能够在与在此所示出的或另外描述的那些取向不同的其他取向上操作。在此示例性描述的任意实现方式并不一定要被解释为比其它实现方式优选的或有利的。而且，本公开不受在上述
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技术介绍
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技术实现思路
或具体实施方式中所给出的任何所表述的或所暗示的理论所限定。如在此所使用的，词语“基本上”意指包含由设计或制造的缺陷、器件或元件的容差、环境影响和/或其它因素所致的任意微小的变化。词语“基本上”还允许由寄生效应、噪音以及可能存在于实际的实现方式中的其它实际考虑因素所致的与完美的或理想的情形之间的差异。上述描述可以指示被“连接”或“耦接”在一起的元件或节点或特征。如在此所使用的，除非另外明确说明，“连接”意指一个元件/节点/特征与另一种元件/节点/特征在电学上、机械上、逻辑上或以其它方式直接地连接(或者直接通信)。类似地，除非另外明确说明，“耦接”意指一个元件/节点/特征可以与另一元件/节点/特征以直接的或间接的方式在机械上、电学上、逻辑上或以其它方式连结以允许相互作用，即使这两个特征可能并没有直接连接也是如此。也就是说，“耦接”意图包含元件或其它特征的直接连结和间接连结，包括利用一个或多个中间元件的连接。另外，仅仅为了参考的目的，还可以在下面描述中使用某种术语，并且因而并非意图限定。例如，除非上下文明确指出，否则涉及结构或元件的词语“第一”、“第二”和其它此类数字词语并没有暗示顺序或次序。还应理解，“包括/包含”一词在本文中使用时，说明存在所指出的特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件，但是并不排除存在或增加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件以及/或者它们的组合。在本公开中，术语“提供”从广义上用于涵盖获得对象的所有方式，因此“提供某对象”包括但不限于“购买”、“制备/制造”、“布置/设置”、“安装/装配”、和/或“订购”对象等。还应理解，以下对至少一个示例性实施例的描述仅仅是说明性的，并非是对本公开及其应用或使用的任何限制。实施方式1图1示出根据本公开一个实施例的CMOS图像传感器中的像素单元的示意性电路图。如图1所示，图像传感器1可以包括像素单元10。图像传感器1还可以包括其他外围电路和逻辑，在图中并未示出。在图1所示的示例中，像素单元10可以包括光电二极管101、转移晶体管102、复位晶体管103、晶体管(也称作放大器晶体管)104以及电容105。这里，应理解，图1所示的仅仅是像素单元的电路结构的一种示例。本公开可以适用于多种多样的像素单元结构。在图1所示的结构中，晶体管104可以作为放大器(这里，作为源极跟随器)，因此，晶体管104也可以被称作放大器晶体管。电容105可以由例如浮动扩散区形成。光电二极管101根据入射光生成相应的电荷。在将读取信号输入到转移晶体管102使其导通时，在光电二极管101中收集的电荷被传输到电容105。在将复位信号输入到复位晶体管103使其导通时，电容被连接到电源电位(例如，负电位)，如此聚集在电容105中的电荷被排除，从而将电容中存储的信息复位。放大器晶体管104的栅极与浮动扩散区连接，作为源极跟随器(放大器的一种)发挥功能。在包括具有图1的结构的像素单元的CMOS图像传感器中，减少随机噪声对提高其整体的性能具有重大意义。对于CMOS图像传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶体管，其特征在于，包括：半导体衬底；在所述半导体衬底上的栅极绝缘膜；在所述栅极绝缘膜上的Hf层；以及在所述Hf层上的栅极。

【技术特征摘要】
1.一种晶体管，其特征在于，包括：半导体衬底；在所述半导体衬底上的栅极绝缘膜；在所述栅极绝缘膜上的Hf层；以及在所述Hf层上的栅极。2.一种晶体管，其特征在于，包括：半导体衬底；在所述半导体衬底上的栅极绝缘膜；以及在所述栅极绝缘膜上的栅极，其中，所述栅极绝缘膜掺杂有Hf。3.根据权利要求1或2所述的晶体管，其特征在于，所述晶体管适于在CMOS图像传感器的像素单元中用作放大器。4.根据权利要求1或2所述的晶体管，其特征在于，所述栅极绝缘膜包括包含硅、氧和氮的绝缘材料或者硅的氧化物。5.根据权利要求2所述的晶体管，其特征在于，Hf被掺杂到所述栅极绝缘膜的上表面。6.根据权利要求2所述的晶体管，其特征在于，在所述栅极绝缘膜中，随着远...

【专利技术属性】
技术研发人员：北村阳介，大石周，黄晓橹，
申请(专利权)人：德淮半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32