CN101211838A - 图像传感器的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种图像传感器的制造方法，该方法包括以下步骤：使用该第一掩模图案作为掩模，在半导体衬底中，形成第一隔离区及第一对准键；之后使用该第二掩模图案作为掩模，在该半导体衬底中形成第一光电二极管。
Description
技术领域
本发明涉及一种图像传感器的制造方法。
背景技术
图像传感器是一种用于将图像转换为电信号的半导体器件。图像传感器可分为电荷耦合器件传感器(也称为CCD传感器)或互补金属氧化物半导体图像传感器(也称为CMOS传感器)。CCD传感器可包括多个金属氧化物半导体电容器(也称为MOS电容器)，该MOS电容器通过移动由光产生的载流子而进行操作。CMOS图像传感器可包括多个单元像素及控制单元像素的输出信号的CMOS逻辑电路。
图像传感器可具有：衬底；多个包括红色光电二极管、绿色光电二极管及蓝色光电二极管的光电二极管；多个用于将每个光电二极管产生的电信号传送至半导体衬底的表面的塞；以及用于传送该电信号的晶体管。在该图像传感器中，单元像素之间的隔离是重要的。通过进行图案化工艺在像素之间注入用于电隔离的杂质，从而可在半导体衬底中形成隔离区。
发明内容
本发明的实施例涉及图像传感器的制造方法，该方法包括使用一个掩模在光电二极管之间形成隔离区及形成对准键。
本发明的实施例涉及图像传感器的制造方法，该方法通过使用一个掩模，并随后使用该同一个掩模形成对准键，而可以减少用于形成光电二极管之间的隔离区的工艺总数。
本发明的实施例涉及图像传感器的制造方法，该方法可包括以下步骤中的至少一个步骤：使用第一掩模图案作为掩模，在半导体衬底中形成第一隔离区及第一对准键；之后，使用第二掩模图案作为掩模，在半导体衬底中形成第一光电二极管。
本发明的实施例涉及图像传感器的制造方法，该方法可包括以下步骤中的至少一个步骤：在半导体衬底上方形成第一掩模图案，该第一掩模图案具有第一开口及第二开口；使用第一掩模图案作为掩模，在第一开口处形成位于半导体衬底中的隔离区；使用第一掩模图案作为掩模，在第二开口中形成位于半导体衬底中的对准键；去除第一掩模图案；在包括隔离区的半导体衬底上方形成第二掩模图案；之后，使用第二掩模图案作为掩模形成第一光电二极管，并去除第二掩模图案。
本发明的实施例涉及图像传感器的制造方法，该方法可包括以下步骤中的至少一个步骤：使用第一掩模图案作为掩模，在半导体衬底中形成第一隔离区和第一对准键，之后，去除第一掩模图案；使用第二掩模图案作为掩模，在半导体衬底中形成第一光电二极管，并去除第二掩模图案；在半导体衬底上方形成第一外延层；使用第三掩模图案作为掩模，在第一外延层中形成第二隔离区及第二对准键，之后，去除第三掩模图案；使用第四掩模图案作为掩模，在第一外延层中形成第二光电二极管，之后，去除第四掩模图案；在第一外延层上方形成第二外延层；使用第五掩模图案作为掩模，在第二外延层中形成第三隔离区及第三对准键，之后，去除第五掩模图案；之后，使用第六掩模图案作为掩模，在第二外延层中形成第三光电二极管。
附图说明
图1-图4示出了根据本实施例的图像传感器的制造方法。
具体实施方式
同样地，在实施例的描述中，当描述为各层(膜)、区、图案或结构形成于各层(膜)、区、图案或结构的“上面/上方/上/上部”或“下面/下方/下/下部”时，可理解为，各层(膜)、区、图案或结构直接接触各层(膜)、区、图案或结构，也可进一步理解为，两者之间形成有其他的层(膜)、其他的区、其他的图案或其他的结构。因此，所述含义应根据实施例的技术思想来判断。
如图1的示例所示，为了在形成第一光电二极管之前形成第一对准键13及第一隔离区15，可在半导体衬底10之上和/或上方形成第一光致抗蚀剂图案P11。第一光致抗蚀剂图案P11可包括形成于其中的第一开口13a及第二开口15a。第一开口13a及第二开口15a可分别形成在形成第一对准键13及第一隔离区15的区域内。
第一光致抗蚀剂图案P11可通过使用用于形成对准键的掩模而形成，以露出第一隔离区及对准键区。之后，通过使用之前作为掩模的第一光致抗蚀剂图案P11在半导体衬底10中注入诸如硼(B)的杂质离子，在半导体衬底10的第一隔离区形成第一隔离区15。此后进行蚀刻工艺以形成第一对准键13。之后，去除第一光致抗蚀剂图案P11。因此，通过使用一个掩模进行一次图案化工艺即可同时进行用于形成第一隔离区15及第一对准键13的两个工艺。
在蚀刻过程中，在第一隔离区15中会形成蚀刻部。但该蚀刻部对第一隔离区15的隔离质量的影响很小。
如图2的示例所示，用于形成红色光电二极管14的第二光致抗蚀剂图案P12可随后形成于半导体衬底10之上和/或上方。该第二光致抗蚀剂图案P12形成于第一隔离区15之上和/或上方。之后，使用第二光致抗蚀剂图案P12作为掩模注入诸如砷(As)的杂质离子而形成第一光电二极管，如红色光电二极管14。之后，去除第二光致抗蚀剂图案P12。
如图3的示例所示，之后，通过生长形成有红色光电二极管14的半导体衬底10的表面而形成外延层17。然后形成用于形成第二对准键16及第二隔离区19的第三光致抗蚀剂图案P13。该第三光致抗蚀剂图案P13可包括形成于其中的第三开口1 6a及第四开口19a。该第三开口16a及该第四开口19a分别形成在形成第二对准键16及第二隔离区19的区域内。
通过使用用于形成第二对准键16的掩模形成第三光致抗蚀剂图案P13，以露出第二隔离区19和第二对准键区16。
通过使用作为掩模的第三光致抗蚀剂图案P13在外延层17中注入诸如硼(B)的杂质离子而形成第二隔离区19。然后进行蚀刻工艺以形成第二对准键16。之后去除第三光致抗蚀剂图案P13。因此，通过使用一个掩模进行一次图案化工艺即可同时进行用于形成第二隔离区19及第二对准键16的两个工艺。
在蚀刻过程中，在第二隔离区19中会形成蚀刻部。但该蚀刻部对第二隔离区19的隔离质量的影响很小。
如图4的示例所示，用于形成第二光电二极管，如绿色光电二极管18的第四光致抗蚀剂图案P14可随后形成于外延层17之上和/或上方。第四光致抗蚀剂图案P14可之后形成于第二隔离区19之上和/或上方。然后通过使用第四光致抗蚀剂图案P14作为掩模注入诸如砷(As)的杂质离子而形成绿色光电二极管18。
接下来，在通过生长另一外延层而形成该另一外延层之后，进行形成第三光电二极管，如蓝色光电二极管的工艺，从而制造垂直型图像传感器。
根据这些实施例，尽管使用了现有的掩模，但是可减少图案化工艺的数量，从而简化了图像传感器的制造工艺，相应地，降低了制造成本，并可改进其隔离性能。
尽管已经参照在此示出的多个实施例对本发明进行了描述，但应该理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，也可对其进行多种修改及实施，其均落入本发明所公开的原理的精神及范围之内。特别地，在本发明所公开的内容、附图、及所附的权利要求的范围内，可对所涉及的组成部分和/或其排布进行各种变化及修改。除了对组成部分和/或其排布进行各种变化及修改之外，本领域的普通技术人员显然地也可对其进行选择应用。
Claims (20)
1.一种图像传感器的制造方法，包括：
在半导体衬底上方形成第一掩模图案，该第一掩模图案具有第一开口及第二开口；
使用该第一掩模图案作为掩模，在该第一开口处的该半导体衬底中形成第一隔离区；
使用该第一掩模图案作为掩模，在该第二开口处的该半导体衬底中形成第一对准键；
去除该第一掩模图案；
在包括该隔离区的该半导体衬底上方形成第二掩模图案；之后
使用该第二掩模图案作为掩模形成第一光电二极管，并去除该第二掩模图案。
2.如权利要求1所述的制造方法，其中该第一光电二极管包括红色光电二极管及绿色光电二极管中的任意一个。
3.如权利要求1所述的制造方法，还包括，在形成该第一光电二极管之后形成第二光电二极管。
4.如权利要求3所述的制造方法，其中形成该第二光电二极管的步骤包括：
在该半导体衬底的上方形成第一外延层；
在该第一外延层的上方形成第三掩模图案，该第三掩模图案具有第三开口及第四开口；
使用该第三掩模图案作为掩模，在该第三开口处的该第一外延层中形成第二隔离区；
使用该第三掩模图案作为掩模，在该第四开口处的该第一外延层中形成第二对准键；
去除该第三掩模图案；
在包括该第二隔离区的该第一外延层的上方形成第四掩模图案；之后
使用该第四掩模图案作为掩模形成该第二光电二极管，并去除该第二掩模图案。
5.如权利要求4所述的制造方法，其中该第二光电二极管包括红色光电二极管及绿色光电二极管中的任意一个。
6.如权利要求5所述的制造方法，还包括，在形成该第二光电二极管之后，形成第三光电二极管。
7.如权利要求6所述的制造方法，其中形成该第三光电二极管的步骤包括：
在该第一外延层的上方形成第二外延层；
在该第二外延层的上方形成第五掩模图案，该第五掩模图案具有第五开口及第六开口；
使用该第五掩模图案作为掩模，在该第五开口处的该第二外延层中形成第三隔离区；
使用该第五掩模图案作为掩模，在该第六开口处的该第二外延层中形成第三对准键；
去除该第五掩模图案；
在包括该第三隔离区的该第二外延层的上方形成第六掩模图案；之后
使用该第六掩模图案作为掩模形成该第三光电二极管。
8.如权利要求7所述的制造方法，其中该第三光电二极管包括蓝色光电二极管。
9.如权利要求1所述的制造方法，其中该第一掩模图案包括光致抗蚀剂图案。
10.如权利要求1所述的制造方法，其中形成该第一隔离区的步骤包括，使用该第一掩模图案作为掩模注入杂质。
11.如权利要求10所述的制造方法，其中该杂质包括硼。
12.如权利要求1所述的制造方法，其中形成该第一对准键的步骤包括，使用该第一掩模图案作为掩模，对该半导体衬底进行蚀刻。
13.如权利要求1所述的制造方法，其中形成该第一光电二极管的步骤包括，使用该第二掩模图案作为掩模，在该半导体衬底中注入杂质。
14.如权利要求13所述的制造方法，其中该杂质包括砷。
15.一种图像传感器的制造方法，包括：
使用第一掩模图案作为掩模，在半导体衬底中形成第一隔离区及第一对准键，之后去除该第一掩模图案；
使用第二掩模图案作为掩模，在该半导体衬底中形成第一光电二极管，并去除该第二掩模图案；
在该半导体衬底上方形成第一外延层；
使用第三掩模图案作为掩模，在该第一外延层中形成第二隔离区及第二对准键，之后去除该第三掩模图案；
使用第四掩模图案作为掩模，在该第一外延层中形成第二光电二极管，之后去除该第四掩模图案；
在该第一外延层的上方形成第二外延层；
使用第五掩模图案作为掩模，在该第二外延层中形成第三隔离区及第三对准键，之后去除该第五掩模图案；之后
使用第六掩模图案作为掩模，在该第二外延层中形成第三光电二极管。
16.如权利要求15所述的制造方法，其中该第一掩模图案、该第二掩模图案、该第三掩模图案、该第四掩模图案、该第五掩模图案、以及该第六掩模图案均包括光致抗蚀剂图案。
17.如权利要求15所述的制造方法，其中该第一光电二极管、该第二光电二极管、以及该第三光电二极管均由含砷的材料组成。
18.如权利要求17所述的制造方法，其中该第一光电二极管包括红色光电二极管，该第二光电二极管包括绿色光电二极管，以及该第三光电二极管包括蓝色光电二极管。
19.如权利要求15所述的制造方法，其中该第一隔离区、该第二隔离区、以及该第三隔离区均由含硼的材料组成。
20.一种图像传感器的制造方法，包括：
使用第一掩模图案作为掩模，在半导体衬底中形成第一隔离区及第一对准键；之后
使用第二掩模图案作为掩模，在该半导体衬底中形成第一光电二极管。
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