CMOS图像传感器的制造制造技术

本发明专利技术提供了一种ＣＭＯＳ图像传感器及其制造方法。该方法包括在器件隔离区域和像素区域之间边界区域上形成氮化物层，在像素区域中形成硅化物阻挡层并进行硅化物处理。当以湿法蚀刻工艺移除硅化物阻挡层时，可防止形成在像素区域中的硅化物阻挡层的边界部分被湿法蚀刻。

【技术实现步骤摘要】
CMOS图像传感器的制造
技术介绍
本专利技术涉及互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器及其制 造方法。尤其是，通过使用氮化物层可使CMOS图像传感器中像素区 域的硅化物阻挡层的边界区域免受湿法蚀刻。可以改善CMOS图像传 感器的性態及其制造方法。CMOS图像传感器将光信号转换为电信号。CMOS图像传感器包 括响应光信号的像素区域，和不响应光信号的外围区域。像素区域可 通过器件隔离区域与外围区域隔离。器件隔离区域可通过浅沟槽隔离 (STI)工艺形成。在STI工艺中，可以通过蚀刻半导体衬底形成沟槽。 然后可以以电介质材料填充沟槽。可以将电介质填充材料平坦化以形 成器件隔离区域。其中将金属原子扩散到硅衬底中以减小接触电阻的硅化物处理可 用于CMOS图像传感器的制造。可以在通过光电效应产生电的像素区 域的外部的外围区域中形成硅化物。形成在像素区域中的硅化物可能 降低光传输特性以及可能引起像素区域中的结泄漏，从而使器件的电 学特性恶化。图IA至ID为示出现有技术CMOS图像传感器的制造方法的截面 图。参照图1A，用作栅电极的侧壁的氮化物层130被淀积在半导体衬 底上。在有源区中形成的光电二极管100，包括注入的n型杂质离子。 在其中注入n型杂质离子的有源区外的其余区域中，通过调节对应的 光学掩膜步骤，可在淀积氮化物层130之前或之后进行其它杂质离子 的注入步骤。图1A示出了布在浅沟槽隔离(STI) 120区域的多晶线 条(polyline) 120。多晶线条120可以是与构成CMOS图像传感器的像素的晶体管中选择晶体管连接的选择线。在形成于其间具有选择晶体管的多晶线条120的像素区域中的硅 化物阻挡层可以具有最小化的宽度。该最小化的宽度可引起与硅化物 阻挡层淀积工艺有关的质量和成品率问题。在图1B中，可在不进行掩膜处理的情况下跨表面蚀刻氮化物层，以形成多晶线条120的隔离片(spacer) 130。在图1C中，淀积硅化物 阻挡层140，形成光致抗蚀剂层150，并进行光刻处理。硅化物阻挡层 140可以通过利用低压化学气相淀积(LPCVD)或等离子增强化学气 相淀积(PECVD)淀积原硅酸四乙酯(tetraethylorthosilicate, TEOS) 形成。履盖在硅化物阻挡层140上的光致抗蚀剂150可以形成为从STI 区域110和像素区域100之间的边界起与STI区域110重叠0.2pm。参见图1D， STI区域110的硅化物阻挡层140，其没有被光致抗 蚀剂层履盖，可以通过湿法蚀刻处理将其移除。由于湿法蚀刻处理可 以提高工艺成品率和质量，因此可以选择湿法蚀刻处理。p-MOS晶体 管相对灵敏，千法蚀刻的等离子可能会损害图像传感器的像素区域。湿法蚀刻后，像素区域100的边缘部分140a上的硅化物阻挡层可 以非常薄或完全被移除。因此，像素区域100的边缘部分在后续的硅 化物处理中可能再被硅化。为了避免这种情况发生，像素区域100的硅化物阻挡层140可以 向邻近像素区域的外围区域凸出。然而，要被硅化的部分，例如选择 晶体管的多晶线条120，可能被遮挡，从而导致多晶线条120的硅化部 分失效。这可能导致在形成图像中的错误。
技术实现思路
本专利技术实施例涉及一种互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器及其制造方法。在本专利技术实施例中，通过使用氮化物层可使CMOS 图像传感器中的像素区域的硅化物阻挡层免受湿法蚀刻。从而可改善CMOS图像传感器的性能，及其制造方法。本专利技术实施例涉及CMOS图像传感器，其中器件隔离区域被充分 硅化而像素区域的边界没有被硅化，因此提高了 CMOS图像传感器的 性能。本专利技术实施例还涉及CMOS图像传感器的制造方法，其中器件 隔离区域上的多晶线条被充分硅化。像素区域的边界没有被硅化。本 专利技术也涉及提高CMOS图像传感器的性能。在实施例中，互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器可以 包括具有像素区域以及与像素区域相邻的器件隔离区域的半导体衬底。可以在半导体衬底上形成多晶线条。可以在半导体衬底的像素区 域中形成掺杂有第一类型杂质的第一类型光电二极管。可以在第一类 型光电二极管上形成掺杂有第二类型杂质的第二类型光电二极管。可 以在多晶线条的侧壁上形成第一氮化物层。可以在像素区域和器件隔 离区域之间边界上形成第二氮化物层，第二氮化物层与像素区域和器 件隔离区域重叠预定长度。在实施例中，制造CMOS图像传感器的方法可以包括制备半导体 衬底，在其中限定了器件隔离区域和像素区域并在其上形成多晶线条。 可以通过将第一类型杂质离子注入到半导体衬底中形成第一类型光电 二极管。可以通过将第二类型杂质注入到第一类型光电二极管中，在 第一类型光电二极管的上部形成第二类型光电二极管。可以将氮化物 层淀积在半导体衬底上。可以将氮化物层形成图案，以在多晶线条的 侧壁上形成第一氮化物层，以及与像素区域和器件隔离区域重叠的第 二氮化物层。可以在半导体衬底上淀积硅化物阻挡层。所淀积的硅化 物阻挡层在像素区域中形成图案。可以在半导体衬底上进行硅化物处 理。可以将硅化物阻挡层图案从外围区域和器件隔离区域移除。在实施例中，制造CMOS图像传感器的方法包括制备半导体衬底， 其中限定了器件隔离区域和像素区域并且在其上形成多晶线条。可以 通过将第一类型杂质离子注入到半导体衬底的像素区域中，形成第一 类型光电二极管。可以形成用作多晶线条的隔离片的第一氮化物层。 可以形成第二氮化物层以与像素区域和器件隔离区域重叠。可以通过将第二类型杂质注入到第一类型光电二极管中，在第一类型光电二极 管的上部形成第二类型光电二极管。可以在半导体衬底上形成硅化物 阻挡层。所淀积的硅化物阻挡层可以在像素区域中形成图案。可以在 半导体衬底上进行硅化物处理。可以利用湿法蚀刻处理将硅化物阻挡 层图案从外围区域和器件隔离区域移除。附图说明图la至Id为示出现有技术CMOS图像传感器的制造方法的截面图2为根据本专利技术实施例的CMOS图像传感器的截面图； 图3a至3e为根据本专利技术实施例制造CMOS图像传感器的方法的 截面图；以及图4为根据本专利技术实施例的倾斜离子注入工艺的示意截面图。 具体实施例方式参见图2的例子，形成在半导体衬底上的像素区域200邻近器件 隔离区域210。形成在衬底上的多晶线条240可包括形成在其侧壁上的 第一氮化物层250a。可以在像素区域200和器件隔离区域210的边界 上形成第二氮化物层250b。第二氮化物层250b可以向像素区域200和 器件隔离区域210两者延伸预定长度。像素区域200可包括具有n型杂质的n型光电二极管220，以及形 成在n型光电二极管220上并具有p型杂质的p型光电二极管230。 n 型杂质在这里称为第一类型杂质，p型杂质称为第二类型杂质。第二氮化物层250b在外围区域的硅化期间保护像素区域200的边缘部分。第二氮化物层250b可以从像素区域200和器件隔离区域210 之间的边界起与它们等距地重叠0.2pm，形成0.4pm的特征尺寸(critical dimension)。参见图3A的例子，可以将第一类型杂质注入与器件隔离区域210 相邻的像素区域200，以形成n型光电二极管220。其后将第二类型杂 质注入n型光电二极管220，以在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：半导体衬底，其包括像素区域以及与像素区域相邻的器件隔离区域；形成在所述半导体衬底上的多晶线条；在所述半导体衬底的所述像素区域中的第一类型光电二极管；在所述第一类型光电二极管上的第二类型光电二极 管；在所述多晶线条的侧壁上的第一氮化物层；在所述像素区域和所述器件隔离区域之间的边界上的第二氮化物层；以及在所述器件隔离区域中的硅化物层。

【技术特征摘要】
KR 2006-8-23 10-2006-00796341.一种装置，包括半导体衬底，其包括像素区域以及与像素区域相邻的器件隔离区域；形成在所述半导体衬底上的多晶线条；在所述半导体衬底的所述像素区域中的第一类型光电二极管；在所述第一类型光电二极管上的第二类型光电二极管；在所述多晶线条的侧壁上的第一氮化物层；在所述像素区域和所述器件隔离区域之间的边界上的第二氮化物层；以及在所述器件隔离区域中的硅化物层。2. 如权利要求l所述的装置，其中所述第二氮化物层与所述像素 区域和所述器件隔离区域重叠预定长度。3. 如权利要求2所述的装置，其中所述第二氮化物层以从所述像 素区域和所述器件隔离区域之间的边界起等距地与所述像素区域和所 述器件隔离区域重叠大约0.2;imi。4. 如权利要求2所述的装置，其中所述第二氮化物层以从所述像 素区域和所述器件隔离区域之间的边界起等距地与所述像素区域和所 述器件隔离区域重叠大约O.lprai至0.6jwn。5. 如权利要求l所述的装置，其中所述第一类型光电二极管掺杂 有第一类型杂质。6. 如权利要求l所述的装置，其中所述第二类型光电二极管掺杂 有第二类型杂质。7. 如权利要求l所述的装置，其中所述装置为互补金属氧化物半 导体图像传感器。8. —种方法，包括制备其中限定了器件隔离区域和像素区域并且其上形成多晶线条 的半导体衬底；形成第一类型光电二极管；在所述第一类型光电二极管的上部形成第二类型光电二极管； 在所述半导体衬底上淀积氮化物层；构图所述氮化物层，以在所述多晶线条的侧壁上形成第一氮化物 层，以及形成第二氮化物层，该第二氮化物层从所述像素区域和所述 器件隔离区域之间的边界起与所述像素区域和所述器件隔离区域重叠 预定长度；在所述半导体衬底上淀积硅化物阻挡层；构图所淀积的硅化物阻挡层，以在所述像素区域中形成硅化物阻 挡层图案；对所述半导体衬底进行硅化物处理；以及将所述硅化物阻挡层图案从外围区域和所述器件隔离区域移除。9. 如权利要求8所述的方法，其中所述方法用于制造互补金属氧 化物半导体图像传感器。10. 如权利要求8所述的方法，其中所述形成第一类型光电二极 管包括，将第一类型杂质离子注入到所述半导体衬底的所述像...

【专利技术属性】
技术研发人员：金唇翰，
申请(专利权)人：东部高科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]