[发明专利]一种半浮栅感光器件的制造方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体感光器件技术领域，具体涉及一种半浮栅感光器件的制造方法。

背景技术

图像传感器是将光信号转换为电信号的半导体感光器件，由图像传感器器件组成的图像传感器芯片被广泛应用于数码相机、摄像机及手机等产品中。

中国专利200910234800.9中提出了一种半导体感光器件，如图1所示，半导体感光器件10通常在一个半导体衬底或掺杂的阱500内形成，半导体衬底或掺杂的阱500掺杂有低浓度的n型或p型杂质，半导体感光器件10的两边通过浅沟槽隔离结构501或者硅的局部氧化与周围相隔离。漏区514和源区511的掺杂类型与半导体衬底或阱500的掺杂类型相反。沟道512通常位于半导体衬底或掺杂的阱500之内。漏区514作为一个MOSFET的漏极可以通过接触体513与外部电极连接。源区511作为一个MOSFET的源极可以通过接触体510与外部电极连接。在沟道区域512与浅沟槽隔离结构501之间为阱区503，其掺杂类型通常与源区511和漏区514相同。反掺杂区502位于阱区503内，具有和阱区503相反的掺杂类型，从而形成了一个p-n结二极管。沟道区域512之上形成覆盖整个沟道区域的第一层绝缘膜506。在该第一层绝缘膜之上形成的一个作为电荷存储节点的具有导电性的浮栅区505。浮栅区505可以作为一个MOSFET的浮动栅极，通过对它施加不同大小的电压，可以控制流过沟道512的电流密度。浮栅区505通常与漏区514的掺杂属性相反，例如，浮栅区505由p型掺杂的多晶硅形成，而漏区514则掺有n型杂质。浮栅区505通过绝缘膜506中的窗口504与反掺杂区502相接触。 因此浮栅区505也与由反掺杂区502和阱区503形成的p-n结相连。第二层绝缘薄膜509覆盖在浮栅区505上，并在第二层绝缘膜509之上形成控制栅极507以及侧墙508。

中国专利200910234800.9中还提出了上述半导体感光器件10的制造方法，其中，浮栅区505和控制栅极507的形成过程为：首先，淀积第一层导电薄膜，然后通过光刻工艺刻蚀所述第一层导电薄膜形成浮栅区505，如图2a所示；然后，覆盖浮栅区505形成第二层绝缘薄膜509，然后在第二层绝缘509之上淀积第二层导电薄膜，然后通过光刻工艺和刻蚀工艺刻蚀所述第二层导电薄膜形成控制栅极507，如图2b所示。如上所述，在浮栅区和控制栅极的形成过程中需要进行两次光刻工艺，不仅过程复杂，还会容易引入对准偏差。同时，浮栅区505通常采用多晶硅、钨、氮化钛和金属材料，多晶硅与与之相接触的硅衬底之间没有能带差，不利于空穴从硅向多晶硅的流动，收集效率不高，而且，该半导体感光器件10在读取电流的时候会对在控制栅极507施加正电压，这个正电压会抵消加在漏极上的正电压，这也会导致浮栅区505中的空穴向反掺杂区502的流动。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出半浮栅感光器件的制造方法，以简化半浮栅感光器件的制造工艺，并提高空穴在半浮栅感光器件的浮栅中的收集效率。

本发明的目的将通过以下技术方案得以实现：

半浮栅感光器件的制造方法，包括浮栅和控制栅的形成方法，所述浮栅和控制栅的形成方法包括以下步骤：

覆盖所形成的结构淀积第一层导电薄膜；

在所述第一层导电薄膜之上形成第二层绝缘薄膜；

在所述第二层绝缘薄膜之上淀积第二层导电薄膜；

通过光刻工艺和刻蚀工艺刻蚀所述第二层导电薄膜，刻蚀后剩余的所述第二层导电薄膜形成器件的控制栅；

沿着所述控制栅的两侧边沿，继续刻蚀掉暴露出的所述第二层绝缘薄膜和所述第一层导电薄膜，刻蚀后剩余的所述第一层导电薄膜形成器件的浮栅，所述浮栅与部分所述具有第一种掺杂类型的掺杂阱连接，将另一部分所述具有第一种掺杂类型的掺杂阱暴露出来。

优选的，上述的半浮栅感光器件的制造方法，其中：在所述浮栅和控制栅的形成方法之前还包括以下步骤：

在具有第一种掺杂类型的半导体衬底内形成浅沟槽隔离结构或者硅局部氧化结构；

在所述半导体衬底内形成具有第二种掺杂类型的掺杂阱；

在所述半导体衬底的表面形成第一层绝缘薄膜，然后通过光刻工艺形成图形；

以光刻胶为掩膜刻蚀掉暴露出的所述第一层绝缘薄膜；

以刻蚀后剩余的所述第一层绝缘薄膜为掩膜，进行离子注入，在所述具有第二种掺杂类型的掺杂阱内形成具有第一种掺杂类型的掺杂阱，所述具有第一种掺杂类型的掺杂阱与所述具有第二种掺杂类型的掺杂阱形成用于产生光电效应的pn结二极管。