固态图像传感器的制造方法技术

本发明专利技术公开了固态图像传感器的制造方法，该制造方法用于制造在基板上具有像素的传感器，各像素包含光电转换器、电荷-电压转换器和用于形成用于将光电转换器中的电荷传送到电荷-电压转换器的沟道的栅极，该方法包括：将离子注入到基板的要形成光电转换器的目标区域内的步骤，其中，该步骤被执行N次，在步骤中的每一个中，离子沿相对于基板表面的法线具有倾斜角的方向被注入，注入离子的目标区域在各步骤中不同，并且，对于各步骤，在基板上形成对于每N个像素具有开口的掩模，多个开口沿表面和由法线和该方向确定的平面之间的交线的方向周期性布置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
具有通过传送开关将在光电转换器中由光电转换产生的电荷传送到诸如浮置扩散的电荷-电压转换器的布置的固态图像传感器是已知的。日本专利特开No. 2007-311803 公开了为了形成构成光电二极管的杂质区域相对于基板的表面的法线以倾斜角将离子注入基板内的方法。根据该方法，还在传送开关的栅极(传送栅极)下面注入离子。如果相对于基板的表面的法线以倾斜角将离子注入基板内，那么产生由限定离子注入区域的掩模遮蔽的区域。如果对于要形成光电二极管的电荷蓄积区域的区域、即要注入离子的区域的一部分的离子注入被妨碍，那么要蓄积的电荷量、即饱和电荷量变少，由此使固态图像传感器的动态范围变窄。
技术实现思路
本专利技术提供了有利于提高饱和电荷量的。本专利技术的各方面中的一个方面提供了一种具有在半导体基板上形成的多个像素的，各像素包含光电转换器、电荷-电压转换器和栅极，该栅极用于形成用于将在光电转换器中产生的电荷传送到电荷-电压转换器的沟道，该方法包括离子注入步骤，用于将离子注入到半导体基板的要形成光电转换器的目标区域内，其中，离子注入步骤被执行N次(N是2或更大的自然数)，在各离子注入步骤中，沿相对于所述半导体基板的表面的法线具有倾斜角的方向注入离子，注入离子的目标区域在各离子注入步骤中不同，并且，对于执行N次的各离子注入步骤，在半导体基板上形成掩模，该掩模对于每N个像素具有开口，多个开口沿半导体基板的表面与由该法线和该具有倾斜角的方向确定的平面之间的交线的方向周期性布置。参照附图从示例性实施例的以下描述，本专利技术的其它特征将变得清晰。 附图说明图1是用于示例性地解释根据本专利技术的第一和第二实施例的一个像素的布置的布局图；图2A 2E是用于解释根据第一实施例的的示图；图3是沿图2C中的线A-A'切取的截面图；图4是用于解释比较例的截面图；图5A 5D是用于解释根据第三实施例的的示图；以及图6是用于解释根据本专利技术的第四实施例的的布局图。具体实施例方式根据本专利技术的实施例的固态图像传感器可包含其中二维布置多个像素的像素阵列、被布置为选择像素阵列中的行的行选择电路、被布置为选择像素阵列中的列的列选择电路和被布置为通过列信号线从像素阵列读出信号的读出电路。在半导体基板上形成像素阵列、行选择电路、列选择电路和读出电路。典型地，读出电路读出像素阵列中的由行选择电路选择的行的像素的信号。列选择电路在由读出电路读出的行的像素的信号中选择要输出到外面的信号。图1是用于示例性地解释根据本专利技术的第一和第二实施例的一个像素的布置的布局图。各像素可包含光电转换器、电荷-电压转换器、传送开关、放大器和复位开关。光电转换器具有光电二极管102。电荷-电压转换器包含浮置扩散(以下，称为FD) 100。传送开关用作将在光电二极管102中蓄积的电荷传送到FD 100的MOS晶体管，并且包含栅极 103。栅极103通过具有接触插头103c的传送控制线与行选择电路连接。当行选择电路将传送控制线驱动到活动电平时，栅极103在自身下面形成用于将在光电二极管102中蓄积的电荷传送到FD100的沟道。复位开关用作用于复位FD 100的MOS晶体管，并且包含栅极 105。栅极105通过具有接触插头105c的复位控制线与行选择电路连接。构成复位开关的 MOS晶体管的一个扩散区域与具有接触插头l(Mc的复位线连接。放大器用作用于将与FD 100的电势对应的信号输出到列信号线的MOS晶体管，并且包含栅极107。栅极107通过具有与栅极107连接的接触插头107c和与FD 100连接的接触插头106c的信号线与FD 100 连接。在有源区域(active region) 101上布置光电二极管102、FD 100、复位开关的扩散区域和放大器的扩散区域。除有源区域101外的区域是隔离区域。参照图2A 2E和图3，将描述根据本专利技术的第一实施例的。图2A 2E仅示出像素阵列中的8个像素区域。图3是沿图2C中的线A-A'切取的截面图。在图2A所示的步骤中，在半导体基板上形成隔离区域，并且，除该隔离区域以外的部分用作有源区域101。随后，形成传送开关的栅极103、复位开关的栅极105和放大器的栅极107。在图2A 2E所示的例子中，平移对称地布置有源区域101、栅极103、105和107。 可通过在半导体基板上形成栅极材料层(例如，多晶硅层)、在其上面形成第一抗蚀剂图案 103'并且通过使用第一抗蚀剂图案103'作为掩模蚀刻栅极材料层，形成栅极103、105和 107。在图2B所示的步骤(同时离子注入步骤)中，通过形成第二抗蚀剂图案108并且通过使用第二抗蚀剂图案108作为掩模将离子注入到半导体基板内，形成光电二极管102。 在图2B所示的步骤中，离子被同时注入到要形成像素阵列的多个像素的所有光电二极管的目标区域内。注意，出于相互区分多个像素的光电二极管102的目的，作为光电二极管 102的替代，图2B 2E示出光电二极管102-1 102-8。在图2B所示的步骤中，离子注入中的对于半导体基板的离子接近方向可与半导体基板的表面的法线平行。换句话说，离子沿与半导体基板的表面的法线平行的方向被注入到半导体基板内。作为替代方案，在图 2B所示的步骤中，对于半导体基板的离子接近方向可以是相对于法线倾斜的方向(例如， 在<100>基板的情况下，倾斜角典型地被设为7° )，以抑制沟道效应(channeling)的影响。通过除了图2C和图2D所示的两个离子注入步骤(后面描述)以外还执行图2B所示的离子注入步骤，能够单独地调整栅极103下面的区域和剩余区域中的杂质分布。在图2B 所示的步骤中，平均离子掺杂深度可落入例如0. 15 μ m(包含) 3.00 μ m(包含)的范围内。掺杂深度是相对于半导体基板的半导体区域和层叠于该半导体区域的表面侧上的绝缘膜之间的界面的深度。注意，图2B所示的步骤可被省略。可以在去除第一抗蚀剂图案103'之后形成第二抗蚀剂图案108，或者可以在不去除第一抗蚀剂图案103'的情况下形成第二抗蚀剂图案108。在后一种情况下，基于栅极 103的厚度和第一抗蚀剂图案103'的厚度确定光电二极管102的在栅极103下面形成的部分的厚度(深度)。在图2C和图3所示的步骤中，在去除第二抗蚀剂图案108之后形成第三抗蚀剂图案109。然后，通过使用第一抗蚀剂图案103'和第三抗蚀剂图案109作为掩模，并且将对于半导体基板的离子接近方向设为相对于半导体基板的表面的法线NL具有倾斜角θ的方向，将离子注入到半导体基板内。换句话说，离子沿相对于半导体基板的表面的法线NL具有倾斜角θ的方向被注入到半导体基板内。倾斜角θ可落入例如5° (包含) 60° (包含)、优选15° (包含) 60° (包含)的范围内。可以确定倾斜角θ，使得在栅极103 下面注入离子。当相对于法线NL以倾斜角注入离子时，产生第三抗蚀剂图案109的遮蔽部 (shadow)、即不注入离子的区域。在图2C所示的例子中，离子被注入到要形成光电二极管 102-1 102-8中的光电二极管102-1、102-3、102-5和102-7的目标区域内。另一方面， 没有离子被注入到要形成光电二极管102-2、102-4本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种具有在半导体基板上形成的多个像素的固态图像传感器的制造方法，各像素包含光电转换器、电荷－电压转换器和栅极，所述栅极用于形成用于将在所述光电转换器中产生的电荷传送到所述电荷－电压转换器的沟道，所述方法包括：离子注入步骤，用于将离子注入到所述半导体基板的要形成所述光电转换器的目标区域内，其中，离子注入步骤被执行Ｎ次，Ｎ是２或更大的自然数，在各离子注入步骤中，沿相对于所述半导体基板的表面的法线具有倾斜角的方向注入离子，注入离子的目标区域在各离子注入步骤中不同，并且，对于各离子注入步骤，在半导体基板上形成掩模，所述掩模对于每Ｎ个像素具有开口，多个所述开口沿所述半导体基板的表面与由所述法线和所述具有倾斜角的方向确定的平面之间的交线的方向周期性布置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：渡边高典，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP