[发明专利]CMOS图像传感器的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种CMOS图像传感器的制造方法。

背景技术

目前电荷耦合器件(charge coupled device，CCD)是主要的实用化固态图像传感器件，具有读取噪声低、动态范围大、响应灵敏度高等优点，但是CCD同时具有难以与主流的互补金属氧化物半导体(Complementary-Metal-Oxide-Semiconductor，CMOS)技术相兼容的缺点，即以电荷耦合器件为基础的图像传感器难以实现单芯片一体化。而CMOS图像传感器(CMOS ImageSensor，CIS)由于采用了相同的CMOS技术，可以将像素阵列与外围电路集成在同一芯片上，与电荷耦合器件相比，CMOS图像传感器具有体积小、重量轻、功耗低、编程方便、易于控制以及平均成本低的优点。

CMOS图像传感器包括像素单元阵列，每个像素单元通常包括有光电二极管(一般为一个)和晶体管(一般为三个或者四个)。如图1所示，像素单元版图包括光电二极管有源区a11，晶体管有源区a12，晶体管栅极区a13。光电二极管有源区a11和与所述光电二极管有源区a11相对应的总的像素单元面积比定义为填充因子，所述填充因子为衡量CMOS图像传感器图像质量的最重要因素之一。

在整个像素单元阵列总面积无法改变的基础上，提高CMOS图像传感器填充因子的途径之一为增大光电二极管有源区a11面积，而上述途径会使得光电二极管有源区a11与晶体管栅极区a13的间隔或者晶体管栅极区a13宽度减少，使得器件的可靠性降低，使得器件良率降低。

发明人发现，如图1所示的像素单元版图在实际制备在硅衬底上时，由于光刻制程的局限性(比如关键尺寸和对准精度的漂移)，如图2所示，晶体管栅极区形成在硅衬底上的图案b13对比版图上晶体管栅极区图案a13在拐角会有一定的弧度。导致有效的栅极区宽度W_eff小于实际的栅极区宽度W_total，而先进的光学邻近校准修正由于需要多次反馈实验，成本高昂，一般只会应用于90纳米及以下线宽工艺制程中。所以在像素单元版图设计时，考虑到半导体工艺制程的局限性，为了使得制备的像素单元不会失效，栅极区的宽度会适当放宽来满足有效的栅极区宽度W_eff实际需求，这样就实际上限制了光电二极管有源区的面积。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种CMOS图像传感器的制造方法，能够有效提高CMOS图像传感器的图像质量。

为解决上述问题，本发明提供一种CMOS图像传感器的制造方法，包括，提供像素单元版图；所述像素单元版图包括光电二极管有源区，晶体管有源区，晶体管栅极区；对所述版图的晶体管栅极区进行手动光学邻近修正，得到修正栅极区后的像素单元版图；根据修正栅极区后的像素单元版图对光电二极管有源区和晶体管栅极区进行优化，所述优化的像素单元版图的光电二极管有源区面积大于所述像素单元版图的光电二极管有源区面积；根据优化后的像素单元版图制备像素单元。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：通过对所述版图的晶体管栅极区进行处理，得到优化的CMOS图像传感器的像素单元版图；所述优化的CMOS图像传感器的像素单元版图的光电二极管有源区面积大于所述CMOS图像传感器的像素单元版图的光电二极管有源区面积；利用优化的CMOS图像传感器的像素单元版图制备得到CMOS图像传感器。使得制备得到的CMOS图像传感器满足器件工艺参数并且填充因子高，有效地提高CMOS图像传感器的图像质量。

附图说明

图1是像素单元版图示意图；

图2是图1所示的像素单元版图实际制备在硅衬底上的示意图；

图3是CMOS图像传感器的制造方法的实施方式流程图；

图4至图9是本发明CMOS图像传感器的制造方法的实施例的示意图。

具体实施方式

本发明提供一种CMOS图像传感器的制造方法的实施方式如图3所示，包括如下步骤：

步骤S101，提供像素单元版图；所述像素单元版图包括光电二极管有源区，晶体管有源区，晶体管栅极区；

步骤S102，对所述版图的晶体管栅极区进行手动光学邻近修正，得到修正栅极区后的像素单元版图；

步骤S103，根据修正栅极区后的像素单元版图对光电二极管有源区和晶体管栅极区进行优化，所述优化的像素单元版图的光电二极管有源区面积大于所述像素单元版图的光电二极管有源区面积；

步骤S104，根据优化后的像素单元版图制备像素单元。