一种图像传感器及其半导体结构制造技术

本申请描述了一种半导体结构，包括：半导体衬底，半导体衬底内具有光电转换区以及位于光电转化区上的栅极；有源区，位于半导体衬底中且分布于栅极两侧；接触扩散区，位于半导体衬底中，接触扩散区至少包括第一接触扩散区，且第一接触扩散区位于有源区背离栅极的一侧且与有源区仅部分交叠；介质层，位于半导体衬底以及栅极上方，介质层内开设有至少部分暴露接触扩散区的通孔；金属插塞层，位于通孔内

【技术实现步骤摘要】
一种图像传感器及其半导体结构


[0001]本技术涉及图像传感器领域，特别是涉及一种图像传感器及其半导体结构
。

技术介绍

[0002]目前
CMOS
传感器工艺由传统逻辑电路工艺演化而来，其中有很多工艺步骤在传感器感光器件性能与外围逻辑电路性能之间互相制约
。
因此实际生产设计中无法做到最佳的图像传感器性能
。
随着像素特殊工艺的不断优化，以及堆叠方式的出现，更进一步优化感光器件性能成为可能
。
本专利提出了一种优化感光器件的接出孔工艺步骤，用以实现更好像素性能优化
。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本技术提供一种图像传感器的半导体结构，包括：半导体衬底，半导体衬底内具有光电转换区以及位于光电转化区上的栅极；有源区，位于半导体衬底中且分布于栅极两侧；接触扩散区，位于半导体衬底中，接触扩散区至少包括第一接触扩散区，且第一接触扩散区位于有源区背离栅极的一侧且与有源区仅部分交叠；介质层，位于半导体衬底以及栅极上方，介质层内开设有至少部分暴露接触扩散区的通孔；金属插塞层，位于通孔内
。
[0004]可选的，第一接触扩散区与有源区交叠区域面积为
a
，第一接触扩散区与有源区非交叠区域面积为
b
；其中，
a
＞
b。
[0005]可选的，第一接触扩散区与有源区交叠区域的离子掺杂浓度大于第一接触扩散区与有源区未交叠区域的离子掺杂浓度
。
[0006]可选的，第一接触扩散区与有源区交叠区域的横向宽度为
n
，有源区的横向宽度为
m
，栅极侧墙的横向宽度为
s
，其中，
m
‑
n≥s。
[0007]可选的，接触扩散区还包括第二接触扩散区，第二接触扩散区在竖向上的投影位于有源区内
。
[0008]可选的，栅极包括传输栅
、
复位栅
、
源跟随栅以及行选择栅中的一者或多者
。
[0009]可选的，半导体结构还包括：像素隔离结构，位于相邻的光电转换区之间；第一接触扩散区在竖向上的投影与像素隔离结构部分交叠
。
[0010]可选的，第一接触扩散区的横向宽度始终大于位于同一水平面上的金属插塞的横向宽度
。
[0011]本技术还提供一种图像传感器，包含上述图像传感器的半导体结构
。
[0012]与现有技术相比，本技术至少具有如下突出的优点之一：
[0013]本技术通过将第一接触扩散区设置于有源区背离栅极的一侧，使得第一接触扩散区与有源区仅部分交叠，从而像素尺寸小型化工艺中，即使离子横向扩散，其沟道受影响依旧较小，而离子扩散并不会影响到源漏极的寄生电容，使得晶体管的工作效率得到提升，并且，通过接触扩散区的离子横向扩散亦可以进行足够的连接，进而降低有源区与金属
插塞之间的接触电阻
。
附图说明
[0014]图1是一种传统图像传感器半导体结构的形成工艺步骤图；
[0015]图2是本技术实施例提供的一种半导体结构的局部剖面示意图；
[0016]图3是本技术实施例提供的一种第一接触扩散区的结构示意图；
[0017]图4是本技术实施例提供的一种像素电路的结构示意图；
[0018]图5是本技术实施例提供的另一种半导体结构的局部剖面示意图；
[0019]图6是本技术实施例提供的一种半导体结构的制造方法步骤；
[0020]图7是图2所示半导体结构的制造方法步骤图；
[0021]图8是本技术实施例提供的另一种半导体结构的制造方法步骤；
[0022]图9是图5所示半导体结构的制造方法步骤图
。
具体实施方式
[0023]为使本技术的上述目的
、
特征和优点能够更为明显易懂，下面将结合附图和实施例对本技术做进一步说明
。
[0024]需要说明的是，在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本技术
。
但是本技术能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似推广
。
因此本技术不受下面公开的具体实施方式的限制
。
[0025]请参考图2，图2是本技术实施例提供的一种半导体结构，包括：
[0026]半导体衬底
10
，半导体衬底内具有光电转换区
(
图中未示出
)
以及位于光电转化区上的栅极
20
；其中，栅极
20
还包括位于其侧面的侧墙
201
，以增大了栅极
20
与漏极
LDD
区宽度，进而有效控制寄生电容影响
。
[0027]有源区
12
，位于半导体衬底
10
中且分布于栅极
20
两侧；不同掺杂类型的有源区可形成
n
型有源区或
p
型有源区，有源区可分为源区和漏区
。
[0028]接触扩散区
14
，位于半导体衬底
10
中，接触扩散区
14
至少包括第一接触扩散区
140
，且第一接触扩散区
140
位于有源区
12
背离所述栅极的一侧且与所述有源区仅部分交叠；在有源区内形成接触扩散区为形成金属插塞的预先步骤，有源区的离子掺杂浓度对金属插塞与有源区之间的接触电阻具有很大影响，因此通过在有源区上进一步离子掺杂形成离子浓度更高的接触扩散区，可以降低有源区与金属插塞之间的接触电阻，且接触扩散区的离子掺杂类型与其对应的有源区的离子掺杂类型一致
。
[0029]介质层
30
，位于半导体衬底
10
以及栅极
20
上方，介质层
30
内开设有至少部分暴露接触扩散区
14
的通孔
32
；可以理解的，此处的介质层
30
可包括不止一层介质层，例如可包括氧化物
、
氧化硅
、
氮化物
、
氮化硅或氮氧化物中的一者或多者的组合，在此不做限定
。
[0030]金属插塞层
40
，位于通孔
32
内
。
将金属或金属化物沉积于通孔
32
内形成金属连接层的过程称为局部互连工艺，在一些实施例中，可选用镍
、
钴
、
铝
、
铜
、
钛或钨等金属中的至本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种图像传感器的半导体结构，其特征在于，包括：半导体衬底，所述半导体衬底内具有光电转换区以及位于所述光电转换区上方的栅极；有源区，位于所述半导体衬底中且分布于所述栅极两侧；接触扩散区，位于所述半导体衬底中，所述接触扩散区至少包括第一接触扩散区，且所述第一接触扩散区位于所述有源区背离所述栅极的一侧且与所述有源区仅部分交叠；介质层，位于所述半导体衬底以及所述栅极上方，所述介质层内开设有至少部分暴露所述接触扩散区的通孔；金属插塞层，位于所述通孔内
。2.
如权利要求1所述图像传感器的半导体结构，其特征在于，所述第一接触扩散区与所述有源区交叠区域面积为
a
，所述第一接触扩散区与所述有源区非交叠区域面积为
b
；其中，
a
＞
b。3.
如权利要求2所述图像传感器的半导体结构，其特征在于，所述第一接触扩散区与所述有源区交叠区域的离子掺杂浓度大于所述第一所述接触扩散区与所述有源区未交叠区域的离子掺杂浓度
。4.
如权利要求1所述图像传感器的半导体结构，其特征在于，所述第一接触扩散区与所述有源区交叠区域的横向宽度为

【专利技术属性】
技术研发人员：张盛鑫，胡泽望，
申请(专利权)人：思特威上海电子科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：