CMOS图像传感器的形成方法技术

本发明专利技术提供一种CMOS图像传感器的形成方法，包括：提供一半导体衬底，所述半导体衬底上包括像素区和逻辑区；在所述半导体衬底的像素区和逻辑区上形成不同厚度的介质层；在像素区的不同厚度的所述介质层上进行离子注入氮离子，形成超浅结，以吸附金属杂质；去除所述半导体衬底的像素区和逻辑区上不同厚度的所述介质层；在所述半导体衬底的像素区形成深N型注入光电二极管。通过在不同厚度的介质层离子注入氮离子，能够获得最佳深度的N离子吸附金属杂质的能力来改善白色像素，以及通过氮离子的注入抑制金属杂质的扩散并吸附金属杂质来减少白色像素从而提高CMOS图像传感器图像质量。少白色像素从而提高CMOS图像传感器图像质量。少白色像素从而提高CMOS图像传感器图像质量。

【技术实现步骤摘要】
CMOS图像传感器的形成方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种CMOS图像传感器的形成方法。

技术介绍

[0002]CMOS image sensor(CIS)器件主要由逻辑区和像素区组成，CIS是一种光学传感器，其功能是将光信号转换成电信号，并通过读出电路转为数字化信号，其中像素区承担了器件重要的传感功能，是影响器件性能的重要因素。
[0003]在背照式图像传感器中，光线是从衬底的背面直接照射至光电二极管，无需经过逻辑电路，提高了光线接收的效能，大幅度地提升了成像效果。但受到原材料变化、工艺波动、杂质离子污染等各种因素的影响，背照式图像传感器易出现白像素(White Pixel，WP)问题。在正常情况下，没有光线入射至像素单元，像素单元产生的暗电流很小。但当存在金属杂质污染等情况时，像素单元自身会产生电荷，暗电流增大，导致像素单元在完全暗场下也会存在亮点，即为白像素，这对成像效果造成了严重的影响。
[0004]减少白像素对CMOS图像传感器实现高图像质量至关重要。众所周知，白斑是由金属污染物引起的深度块状缺陷造成的暗电流特别大的缺陷像素。工艺过程中应避免金属污染物。然而，在实际应用中，离子注入的含能金属离子也是一个不可避免的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种CMOS图像传感器的形成方法，以解决CMOS图像传感器中的金属污染物影响像素区的性能的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种CMOS图像传感器的形成方法，包括：
[0007]提供一半导体衬底，所述半导体衬底上包括像素区和逻辑区；
[0008]在所述半导体衬底的像素区和逻辑区上形成不同厚度的介质层；
[0009]在像素区的不同厚度的所述介质层上进行离子注入氮离子，形成超浅结，以吸附金属杂质；
[0010]去除所述半导体衬底的像素区和逻辑区上不同厚度的所述介质层；
[0011]在所述半导体衬底的像素区形成深N型注入光电二极管。
[0012]可选的，离子注入工艺中的注入相同剂量的氮离子。
[0013]可选的，离子注入工艺中的注入不同剂量的氮离子。
[0014]可选的，所述介质层为氧化层。
[0015]可选的，不同厚度的所述介质层包括第一厚度介质层、第二厚度介质层和第三厚度介质层。
[0016]可选的，所述第一厚度介质层的厚度为50埃～90埃。
[0017]可选的，所述第二厚度介质层的厚度为100埃～150埃。
[0018]可选的，所述第三厚度介质层的厚度为160埃～200埃。
[0019]可选的，在进行离子注入工艺时，所述逻辑区上设置有掩模板。
[0020]可选的，采用湿法刻蚀工艺去除所述半导体衬底的像素区和逻辑区上不同厚度的所述介质层。
[0021]在本专利技术提供的一种CMOS图像传感器的形成方法中，通过在半导体衬底的像素区形成深N型注入光电二极管之前，先在半导体衬底的像素区和逻辑区上形成不同厚度的介质层；在像素区的不同厚度的介质层上进行离子注入氮离子，形成超浅结，以吸附金属杂质；去除半导体衬底的像素区和逻辑区上不同厚度的介质层；通过在不同厚度的介质层离子注入氮离子，能够获得最佳深度的N离子吸附金属杂质的能力来改善白色像素，以及通过氮离子的注入抑制金属杂质的扩散并吸附金属杂质来减少白色像素从而提高CMOS图像传感器图像质量。光电二极管(PD)中的金属污染物导致白点可以被通过离子注入的氮离子化合物捕获，作为金属吸除位点，形成于CMOS图像传感器的接触区域下方没有任何布局面积损失，从而可以有效降低CMOS图像传感器的白相素。
附图说明
[0022]本领域的普通技术人员将会理解，提供的附图用于更好地理解本专利技术，而不对本专利技术的范围构成任何限定。其中：
[0023]图1是本专利技术实施例的CMOS图像传感器的形成方法流程图；
[0024]图2是本专利技术实施例的第一厚度介质层的离子注入结构示意图；
[0025]图3是本专利技术实施例的第二厚度介质层的离子注入结构示意图；
[0026]图4是本专利技术实施例的第三厚度介质层的离子注入结构示意图；
[0027]图5是本专利技术实施例的去除介质层后的CMOS图像传感器结构示意图；
[0028]图6是本专利技术实施例的形成深N型注入光电二极管结构示意图；
[0029]附图中：
[0030]10
‑
半导体衬底；10a
‑
像素区；10b
‑
逻辑区；11
‑
P阱；12
‑
浅沟槽隔离结构；13
‑
N型光电二极管；14
‑
介质层；15
‑
N离子层；16
‑
深N型光电二极管。
具体实施方式
[0031]为使本专利技术的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。
[0032]如在本专利技术中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，术语“若干”通常是以包括“至少一个”的含义而进行使用的，术语“至少两个”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者至少两个该特征，术语“近端”通常是靠近操作者的一端，术语“远端”通常是靠近患者的一端，“一端”与“另一端”以及“近端”与“远端”通常是指相对应的两部分，其不仅包括端点，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，
也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。此外，如在本专利技术中所使用的，一元件设置于另一元件，通常仅表示两元件之间存在连接、耦合、配合或传动关系，且两元件之间可以是直接的或通过中间元件间接的连接、耦合、配合或传动，而不能理解为指示或暗示两元件之间的空间位置关系，即一元件可以在另一元件的内部、外部、上方、下方或一侧等任意方位，除非内容另外明确指出外。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0033]图1是本专利技术实施例的CMOS图像传感器的形成方法流程图。如图1所示，本实施例提供一种CMOS图像传感器的形成方法，包括：
[0034]步骤S10，提供一半导体衬底，所述半导体衬底上包括像素区和逻辑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CMOS图像传感器的形成方法，其特征在于，包括：提供一半导体衬底，所述半导体衬底上包括像素区和逻辑区；在所述半导体衬底的像素区和逻辑区上形成不同厚度的介质层；在像素区的不同厚度的所述介质层上进行离子注入氮离子，形成超浅结，以吸附金属杂质；去除所述半导体衬底的像素区和逻辑区上不同厚度的所述介质层；在所述半导体衬底的像素区形成深N型注入光电二极管。2.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器的形成方法，其特征在于，离子注入工艺中的注入相同剂量的氮离子。3.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器的形成方法，其特征在于，离子注入工艺中的注入不同剂量的氮离子。4.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器的形成方法，其特征在于，所述介质层为氧化层。5.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器的形...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾勤勤，王璐，梅翠玉，
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：