[发明专利]CMOS图像传感器及其制造方法

说明书

本发明公开了一种CMOS图像传感器及其制造方法，属于半导体制造技术领域，该CMOS图像传感器的制造方法，包括以下步骤：提供一衬底，所述衬底上具有用于形成MOS管的源漏极区；在所述源漏极区范围内的第一离子注入区注入第一预定剂量的碳离子，后向所述源漏极区范围内的第二离子注入区注入第二预定剂量的氟离子，其中，所述第一离子注入区和所述第二离子注入区至少部分地重合。通过依次向MOS管的源漏极区域依次注入碳离子和氟离子，利用在碳离子注入后会产生晶体缺陷的特性，使用晶体缺陷捕获氟离子，从而保证退火后源漏极区残留的氟离子，有效改善暗电流特性。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种CMOS图像传感器及其制造方法。

背景技术

近来对高分辨率互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器的需求急剧增加。然而，随着像素尺寸的不断减小，传感器图像的质量也会逐步下降，其中，暗电流可以充当大噪声源，因此随着像素尺寸的减小，暗电流影响逐渐增大，导致传感器图像质量下降。

通常注入氟离子以通过降低陷阱态密度来改善暗电流，其对暗电流的改善程度在10％～40％。然而，当氟注入到硅晶圆中时，由于离子注入过程中的高能量，硅表面被破坏，需要通过退火或快速热处理(RTP)等工艺以修复损坏的晶格。当退火工艺在550℃以上进行时，具有高电负性的氟会在非晶区与单晶区的边界与硅结合，并沿着外延生长方向移动到硅表面，即注入的部分氟扩散到硅表面并最终消失，氟离子的浓度较预期大打折扣，从而导致其对暗电流的改善效果有限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种CMOS图像传感器及其制造方法，以解决由于退火工艺会降低氟离子浓度的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种CMOS图像传感器及其制造方法，包括以下步骤：

提供一衬底，所述衬底上具有用于形成MOS管的源漏极区；

在所述源漏极区范围内的第一离子注入区注入第一预定剂量的碳离子，后向所述源漏极区范围内的第二离子注入区注入第二预定剂量的氟离子，其中，所述第一离子注入区和所述第二离子注入区至少部分地重合。

优选地，向所述源漏极区注入第二预定剂量的氟离子后进行退火工艺，以改善晶格缺陷。

优选地，进行退火工艺的温度为750℃～850℃。

优选地，所述第一预定剂量是所述第二预定剂量的4～6倍。

优选地，所述第一预定剂量是所述第二预定剂量的5倍。

优选地，在所述衬底上形成所述源漏极区之前：在所述衬底上刻蚀形成沟槽结构，并向沟槽结构中淀积氧化物形成浅槽隔离结构，然后向所述衬底注入第一导电类型离子形成阱区，在所述阱区上淀积多晶硅并刻蚀以形成栅极。

优选地，在形成所述栅极后，还在所述阱区中注入第二导电类型离子，以形成位于所述栅极两侧的所述源漏极区。

本发明还提供了一种CMOS图像传感器，所述CMOS图像传感器包括：

衬底，所述衬底上具有用于形成MOS管的源漏极区；

第一离子注入区，位于所述源漏极区的范围内，所述第一离子注入区中注入有第一预定剂量的碳离子；

第二离子注入区，位于所述源漏极区的范围内，所述第二离子注入区中注入有第二预定剂量的氟离子，其中，所述第一离子注入区和所述第二离子注入区至少部分地重合。

优选地，所述第一预定剂量是所述第二预定剂量的4-6倍。

优选地，所述第一预定剂量是所述第二预定剂量的5倍。