[发明专利]CMOS图像传感器的制造

说明书

背景技术

本发明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图像传感器的性能及其制造方法。

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1A至1D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0.2μm。

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，干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。

发明内容

本发明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。在本发明实施例中，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。

本发明实施例涉及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。本发明实施例还涉及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。本发明也涉及提高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。