[发明专利]像素结构、图像传感器及其制备方法

说明书

本申请属于半导体技术领域，提供了一种像素结构、图像传感器及其制备方法，通过在衬底第一面制备传输晶体管栅极及与传输晶体管栅极相邻的旁路晶体管栅极；在传输晶体管栅极和旁路晶体管栅极显露的表面及其周围的第一面上形成连续的保护层；在连续保护层上形成具有贯通的互连注入接触孔的介质层，通过互连注入接触孔并基于保护层进行离子注入，以在互连注入接触孔对应的衬底中区域形成浮动扩散区，且辅助离子掺杂区两个的外缘超出对应位置的浮动扩散区的外缘，从而通过工艺流程优化避免等离子体工艺造成的像素区域内的晶格损伤或者悬挂键，解决了图像传感器在高温暗光条件下出现白色像素过多的问题。

技术领域

本申请属于半导体技术领域，尤其涉及一种像素结构、图像传感器及其制备方法。

背景技术

图像传感器广泛应用于数码相机、移动手机、医疗器械、汽车和其他应用场合。特别是制造互补型金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)图像传感器技术的快速发展，使人们对图像传感器的输出图像品质有了更高的要求。随着半导体制造技术的不断进步，图像传感器向着低功耗、高度集成及尺寸更小的技术方向发展。在智能手机、微型监控装置、数字照相机等应用领域中，用于采集图像的传感器芯片越来越趋于小型化。

在现有的生产工艺中，由于等离子体(Plasma)容易造成像素区域内的晶格损伤或者悬挂键，CMOS图像传感器(CMOS image sensor，CIS)芯片在高温暗光条件下的图像存在较多的白色像素，极大地影响了图像质量等。

发明内容

为了实现上述目的，本申请实施例提供一种像素结构、图像传感器及其制备方法，旨在解决图像传感器在高温暗光条件下出现白色像素过多等问题。

本申请实施例第一方面提供了一种像素结构的制备方法，包括如下步骤：

提供衬底，所述衬底具有相对的第一面和第二面；

在所述第一面制备传输晶体管栅极及与所述传输晶体管栅极相邻的旁路晶体管栅极；

至少在所述传输晶体管栅极及所述旁路晶体管栅极之间的衬底中形成辅助离子掺杂区；

在所述传输晶体管栅极和所述旁路晶体管栅极显露的表面及其周围的所述衬底的第一面上形成连续的保护层；

在连续所述保护层上形成具有贯通的互连注入接触孔的介质层，所述互连注入接触孔对应位于所述传输晶体管栅极和所述旁路晶体管栅极之间的区域，并使得所述互连注入接触孔显露所述衬底的第一面；

通过所述互连注入接触孔并基于所述保护层进行离子注入，以在所述互连注入接触孔对应的所述衬底中区域形成浮动扩散区，其中，所述浮动扩散区的掺杂类型与所述辅助离子掺杂区的掺杂类型相同，所述辅助离子掺杂区的外缘超出对应位置的所述浮动扩散区的外缘。

在一个实施例中，形成连续的所述保护层的方法包括：

通过热氧化或者化学沉积的工艺在所述衬底的第一面形成所述保护层。

在一个实施例中，所述保护层的厚度介于10nm-20nm之间。

在一个实施例中，形成所述互连注入接触孔的同时形成多个贯通的电性互连接触孔，其中，所述电性互连接触孔对应所述像素结构的电极引出区域。

在一个实施例中，在所述保护层上形成具有所述互连注入接触孔及电性互连接触孔的所述介质层的方法包括：

在所述保护层上形成介质材料层，并在所述介质材料层上制备刻蚀掩膜层，以露出接触孔刻蚀区域；

基于所述刻蚀掩膜层对所述接触孔刻蚀区域进行刻蚀至显露所述衬底，以形成贯通的所述互连注入接触孔及所述电性互连接触孔，得到所述介质层。