源极跟随管及CMOS传感器的形成方法技术

本发明专利技术提供了一种源极跟随管及CMOS传感器的形成方法，包括：提供衬底，在所述衬底上形成有源区和与所述有源区相邻的浅沟槽隔离结构；在所述有源区内形成埋沟通道，所述埋沟通道的两侧与所述浅沟槽隔离结构接触；在所述有源区上形成栅氧化硅；部分刻蚀所述栅氧化硅的中部位置以形成中间薄两边厚的图案化的栅氧化硅；在所述栅氧化硅和所述浅槽隔离结构上形成栅极结构。通过刻蚀形成两边厚中间薄的图案化的栅氧化硅，使得埋沟通道中的大部分的载流子从图案化的栅氧化硅的中间部分传输，从而远离浅沟槽隔离结构的界面，改善浅沟槽隔离结构界面对载流子的扰动，从而改善CMOS传感器的抗噪声能力和提高CMOS传感器获得的图像的质量。

【技术实现步骤摘要】
源极跟随管及CMOS传感器的形成方法
本专利技术涉及半导体
，尤其是涉及一种源极跟随管及CMOS传感器的形成方法。
技术介绍
通常CMOS图像传感器的一个有源像素单元包含位于P型外延层100中的一个P+/N+/P-光电二极管200(PD，PhotoDiode)和若干晶体管，以4T结构CMOS图像传感器为例，四个晶体管具体包括转移管300(TX，Transfer)、源极跟随管400(SF，SourceFollow)、复位管500(RST，Reset)和行选择管600(RS，RowSelect)。图1示出了4T结构CMOS图像传感器的示意图。如图1所示的CMOS图像传感器，其基本工作原理是这样的：光照前，打开复位管500和转移管300，将光电二极管200区域的原有的电子释放；在光照时，关闭所有晶体管，在光电二极管200的空间电荷区产生电荷；读取时，打开转移管300，将存储在PD区的电荷传输到浮动扩散节点700(FD，FloatingDiffusion)，传输后，转移管关闭，并等待下一次光照的进入。在浮动扩散节点700上的电荷信号随后用于调整源极跟随管400，将电荷转变为电压，并通过行选择管600将电流输出到模数转换电路中。由于光电二极管200的尺寸较大，满阱容量(光电二极管存储电荷的能力)得到提升，可以存储更多电子，从而可以提高像素单元的动态范围(最亮与最暗情况的比值)，降低噪声对像素的影响，信噪比会有所提高。随着对于高像素的要求，像素区中晶体管面积，以及隔离的距离都要进行缩减，其中器件的本身性能也会影响整体像素结构性能。继续参照图2，现有技术的源极跟随管，埋沟通道140位于有源区120内，直接覆盖有源区120的横截面上，而有源区120两侧为浅沟槽隔离结构130，有源区上方为栅氧化硅150和栅极结构160。因此，埋沟通道140的边缘与浅沟槽隔离结构130的边缘相接触，而浅沟槽隔离结构130内填充的氧化物为二氧化硅，因此，在浮动扩散节点700上的电荷信号用于调整源极跟随管400，将电荷转变为电压，并通过行选择管600将电流输出到模数转换电路中这个步骤时，载流电子通过埋沟通道140时会与浅沟槽隔离结构130的二氧化硅界面产生撞击，二氧化硅界面会对载流子造成严重的散射行为，影响晶体管的抗噪声能力，最终影响CMOS传感器获得的图像的质量。并且随着CMOS传感器的尺寸的减小，这个散射行为的影响在增加。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种源极跟随管及CMOS传感器的形成方法，在载流子经过埋沟通道时，可以减少浅沟槽隔离结构的界面对载流子的扰动，从而改善CMOS传感器的抗噪声能力和提高CMOS传感器获得的图像的质量。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种源极跟随管的形成方法，包括：提供衬底，在所述衬底上形成有源区和与所述有源区相邻的浅沟槽隔离结构；在所述有源区内形成埋沟通道，所述埋沟通道的两侧与所述浅沟槽隔离结构接触；在所述有源区的衬底上形成栅氧化硅；部分刻蚀所述栅氧化硅的中部位置以形成中间薄两边厚的图案化的栅氧化硅；在所述栅氧化硅和所述浅槽隔离结构上形成栅极结构。可选的，在所述的源极跟随管的形成方法中，所述衬底包括硅衬底以及在硅衬底上生长的P型外延层。可选的，在所述的源极跟随管的形成方法中，所述有源区和所述浅沟槽隔离结构均为多个，多个所述有源区和多个所述浅沟槽隔离结构间隔设置，所述有源区的表面低于所述浅沟槽隔离结构的表面。可选的，在所述的源极跟随管的形成方法中，所述有源区注入的离子为：P型离子。可选的，在所述的源极跟随管的形成方法中，所述形成所述埋沟通道的方法为，向所述有源区内用于形成所述埋沟通道的区域注入N型掺杂的离子。可选的，在所述的源极跟随管的形成方法中，所述图案化的栅氧化硅呈凹字形的形状。可选的，在所述的源极跟随管的形成方法中，所述图案化的栅氧化硅的厚的部分的厚度与薄的部分的厚度的比例在1.5～2.5之间。可选的，在所述的源极跟随管的形成方法中，所述浅沟槽隔离结构的形成方法为：刻蚀所述衬底形成沟槽；向所述沟槽内填充二氧化硅形成浅沟槽隔离结构。可选的，在所述的源极跟随管的形成方法中，所述氧化物为二氧化硅。本专利技术还提供了一种CMOS传感器的形成方法，包括：形成上述所述的源极跟随管；形成与所述源极跟随管连通的光电二极管、转移管、复位管和行选择管。在本专利技术提供的源极跟随管及CMOS传感器的形成方法中，刻蚀形成两边厚中间薄的图案化的栅氧化硅，使得埋沟通道中的大部分的载流子从图案化的栅氧化硅的中间部分传输，从而远离浅沟槽隔离结构的界面，改善浅沟槽隔离结构界面对载流子的扰动，从而改善CMOS传感器的抗噪声能力和提高CMOS传感器获得的图像的质量。附图说明图1是CMOS图像传感器的结构示意图；图2是现有技术的源极跟随管的结构示意图；图3是本专利技术实施例的源极跟随管的形成方法的流程图；图4是本专利技术实施例的源极跟随管的结构示意图；120-有源区、130-浅沟槽隔离结构、140-埋沟通道、150-栅氧化硅、160-栅极结构、210-衬底、220-有源区、230-浅沟槽隔离结构、240-埋沟通道、250-图案化的栅氧化硅、260-栅极结构、200-光电二极管、300-转移管、400-源极跟随管、500-复位管、600-行选择管。具体实施方式下面将结合示意图对本专利技术的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，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。在下文中，术语“第一”“第二”等用于在类似要素之间进行区分，且未必是用于描述特定次序或时间顺序。要理解，在适当情况下，如此使用的这些术语可替换。类似的，如果本文所述的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些所述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被添加到该方法。参照图3，本专利技术提供了一种源极跟随管的形成方法，包括：S11：提供衬底，在所述衬底上形成有源区和与所述有源区相邻的浅沟槽隔离结构；S12：在所述有源区内形成埋沟通道，所述埋沟通道的两侧与所述浅沟槽隔离结构接触；S13：在所述有源区上形成栅氧化硅；S14：部分刻蚀所述栅氧化硅的中部位置以形成中间薄两边厚的图案化的栅氧化硅；S15：在所述栅氧化硅和所述浅槽隔离结构上形成栅极结构。参照图4，首先，提供一衬底210，衬底210可以是硅衬底以及在硅衬底上生长的一P型外延层。在衬底210上通过注入P型掺杂离子形成有源区220。接着，刻蚀衬底210形成多个沟槽，向沟槽内填充氧化物形成浅沟槽隔离结构230，例如，氧化物可以是二氧化硅，在其他实施例中，也可以填充其他类型的氧化物。有源区220和浅沟槽隔离结构230均为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种源极跟随管的形成方法，其特征在于，包括：/n提供衬底，在所述衬底上形成有源区和与所述有源区相邻的浅沟槽隔离结构；/n在所述有源区内形成埋沟通道，所述埋沟通道的两侧与所述浅沟槽隔离结构接触；/n在所述有源区的衬底上形成栅氧化硅；/n部分刻蚀所述栅氧化硅的中部位置以形成中间薄两边厚的图案化的栅氧化硅；/n在所述栅氧化硅和所述浅槽隔离结构上形成栅极结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种源极跟随管的形成方法，其特征在于，包括：
提供衬底，在所述衬底上形成有源区和与所述有源区相邻的浅沟槽隔离结构；
在所述有源区内形成埋沟通道，所述埋沟通道的两侧与所述浅沟槽隔离结构接触；
在所述有源区的衬底上形成栅氧化硅；
部分刻蚀所述栅氧化硅的中部位置以形成中间薄两边厚的图案化的栅氧化硅；
在所述栅氧化硅和所述浅槽隔离结构上形成栅极结构。


2.如权利要求1所述的源极跟随管的形成方法，其特征在于，所述衬底包括硅衬底以及在硅衬底上生长的P型外延层。


3.如权利要求1所述的源极跟随管的形成方法，其特征在于，所述有源区和所述浅沟槽隔离结构均为多个，多个所述有源区和多个所述浅沟槽隔离结构间隔设置，所述有源区的表面低于所述浅沟槽隔离结构的表面。


4.如权利要求1所述的源极跟随管的形成方法，其特征在于，所述有源区注入的离子为：P型离子。


5.如权利要求1所述的源极跟随...

【专利技术属性】
技术研发人员：田志，李娟娟，邵华，陈昊瑜，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31