[发明专利]图像感测元件及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像感测元件(image sensor)及其制作方法。

背景技术

互补式金属氧化物半导体(complementary metal-oxide semiconductor，CMOS)图像感测元件是现今一种普遍的固态图像感测元件，且CMOS图像传感器已有逐渐取代电荷耦合装置(charge-coupled device，CCD)的趋势。这是因为CMOS图像感测元件是以传统的半导体工艺制作，因此具有制作成本较低以及元件尺寸较小的优点，此外，CMOS图像感测元件还具有高量子效率(quantum efficiency)以及低噪声(read-out noise)等优势，因此已广泛应用在个人电脑相机(PC camera)以及数字相机(digital camera)等电子产品上。

典型的CMOS图像感测元件包括一个光电二极管，用来感测光照的强度，以及三个或者四个金属氧化物半导体(metal-oxide semiconductor，MOS)晶体管，分别具有重置(reset)、放大(amplification)以及选择(select)等功用。

请参考图1，图1是现有技术图像感测元件的工艺示意图。图像感测元件100设置在一半导体基底102上，图像感测元件100又区分为非感光区A、感光区B，且感光区B具有光电二极管(photo diode)104在半导体基底102中，非感光区A具有浅沟隔离(shallow trench isolation，STI)103位于半导体基底102中。半导体基底102上方又具有栅电极(gate electrode)106、108，其中，栅电极108介于非感光区A、感光区B之间。现有图像感测元件100的工艺是先于半导体基底102中形成所需的浅沟隔离103、光电二极管104以及栅电极106、108，接着，对半导体基底102进行一化学气相沉积工艺(chemical vapor deposition，CVD)，形成一遮蔽层(未显示)覆盖于栅电极106、108和半导体基底102上方。然后，对遮蔽层进行一各向异性蚀刻工艺(anisotropic etch)，以于栅电极106、108周围分别形成一间隙壁(spacer)110。接着，进行一离子注入工艺(ion implantation)，以于栅电极106、108侧边形成掺杂区漏极/源极(source/drain)116、118、120。

随后形成一图案化的自对准金属硅化物阻挡层112，覆盖在感光区B和邻近感光区B的部分栅电极108上方。然后，进行一自对准金属硅化物工艺(self-alignment silicide，salicide)，以于栅电极106上方、未被自对准金属硅化物阻挡层112覆盖的栅电极108上方以及漏极/源极上方形成金属硅化物122、124、126、128。

尔后，形成一层抗反射层(anti-reflection，AR)114位于半导体基底102上方，接着，再进行内层介电层(inter-layer-dielectrics，ILD)的沉积和形成接触孔(contact hole)的光刻、蚀刻等工艺，以逐步完成电连接CMOS图像感测元件的其他连接电路。在此现有技术中，由于形成间隙壁110的蚀刻工艺常会发生离子轰击(ion-bombardment)、电荷囤积损害(charge-up damage)、等离子体蚀刻损害(plasma etching damage)等情况，进而破坏感光区B的结构，所以，常导致图像感测元件容易产生噪声(noise)。而且，抗反射层114是位于自对准金属硅化物阻挡层112上，而自对准金属硅化物阻挡层112的材料又并非是抗反射材料，所以，使得抗反射层114的抗反射效果亦不佳。