CN104157661A - 一种cmos图像传感器的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种CMOS图像传感器的制作方法，CMOS图像传感器包括基底及位于基底上方的像素单元和逻辑电路，像素单元包括光电二极管、浅槽隔离区，光电二极管与浅槽隔离区之间设有P型注入层。浅槽隔离区、P型注入层和光电二极管的形成采用一层像素专用掩膜版实现，且像素专用掩膜版只用到一次，像素单元的其它部分的形成共用逻辑电路的掩膜版；采用自对准注入工艺对光电二极管的表面进行P型杂质注入，形成表面掩蔽层。大大精简了像素所用掩膜版，在不牺牲像素性能的前提下大大缩减了制造成本。

Description

一种CMOS图像传感器的制造方法
技术领域
本发明涉及一种图像传感器，尤其涉及一种CMOS图像传感器的制造方法。
背景技术
现有技术中的CMOS图像传感器制造大都是在成熟的逻辑电路制造工艺基础之上增加像素制造工艺，因此像素结构的复杂程度直接制约着像素制造工艺的实现，而像素结构的复杂程度直接由所需的掩膜版的数量决定。
现有技术中的CMOS图像传感器制造工艺除了逻辑电路所必须的掩膜版外，一般还需要增加五张到十几张不等的像素专用掩埋版。
发明内容
本发明的目的是提供一种像素所用掩膜版数量少、制造成本低的CMOS图像传感器的制造方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的CMOS图像传感器的制作方法，所述CMOS图像传感器包括基底及位于基底上方的像素单元和逻辑电路，所述像素单元包括光电二极管、浅槽隔离区，所述光电二极管与浅槽隔离区之间设有P型注入层，所述制作方法包括步骤：
在所述基底上设置P型掩埋层，并在该P型掩埋层上设置所述像素单元和逻辑电路；
进行所述浅槽隔离区的腐蚀以及所述P型注入层的注入和所述光电二极管的注入，所述浅槽隔离区、P型注入层和光电二极管的形成采用一层像素专用掩膜版实现，且所述像素专用掩膜版只用到一次，所述像素单元的其它部分的形成共用所述逻辑电路的掩膜版；
采用自对准注入工艺对所述光电二极管的表面进行P型杂质注入，形成表面掩蔽层。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的CMOS图像传感器的制造方法。由于浅槽隔离区、P型注入层和光电二极管的形成采用一层像素专用掩膜版实现，且像素专用掩膜版只用到一次，大大精简了像素所用掩膜版，在不牺牲像素性能的前提下大大缩减了制造成本。
附图说明
图1是本发明实施例一的CMOS图像传感器的剖面结构示意图；
图2是本发明实施例二的CMOS图像传感器制造方法的流程图；
图3至图12是本发明实施例二的CMOS图像传感器制造方法各步骤的剖面结构示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。
本发明的CMOS图像传感器的制作方法，其较佳的具体实施方式是：
所述CMOS图像传感器包括基底及位于基底上方的像素单元和逻辑电路，所述像素单元包括光电二极管、浅槽隔离区，所述光电二极管与浅槽隔离区之间设有P型注入层，所述制作方法包括步骤：
在所述基底上设置P型掩埋层，并在该P型掩埋层上设置所述像素单元和逻辑电路；
进行所述浅槽隔离区的腐蚀以及所述P型注入层的注入和所述光电二极管的注入，所述浅槽隔离区、P型注入层和光电二极管的形成采用一层像素专用掩膜版实现，且所述像素专用掩膜版只用到一次，所述像素单元的其它部分的形成共用所述逻辑电路的掩膜版；
采用自对准注入工艺对所述光电二极管的表面进行P型杂质注入，形成表面掩蔽层。
所述基底为厚度2-8um的P型外延层，其掺杂浓度为1E15～1E16/cm3。
所述光电二极管的感光区的N型注入层的注入浓度为1E16～1E18/cm3，注入结深为0.3-0.8um。
所述浅槽隔离区的深度为0.3-0.7um。
所述浅槽隔离区的P型注入层的浓度为1E17～1E20/cm3，注入结深为0.02-0.2um。
本发明的CMOS图像传感器的制造方法，采用一张像素专用掩膜版，精简了制造工艺，降低了制造成本。
具体实施例：
实施例一：
本实施例以图1为例介绍CMOS图像传感器的结构及其组成。如图1所示，逻辑电路区的基底1011和像素区域的基底1012属于同一种规格的材料，即P型外延层，其厚度约为2～8μm，其掺杂浓度为1E15～1E16/cm3，置于传感器底部。基底1012上分布着像素结构组成的阵列，所述像素结构包括光电二极管(PD)107、电荷转移晶体管(TX)、复位晶体管(RX)，其中PD107与浅槽隔离区(STI)108之间分布着P型注入层106；P阱109作为防穿通注入层隔离PD107和RX的源区，栅氧110和多晶硅栅113构成栅极结构，以多晶硅栅作为对准，采用自对准工艺进行P型杂质注入形成PD107的表面掩蔽层114。需要特别说明的是图1实例CMOS图像传感器中，PD107和STI108、P型注入层106采用同一张掩膜版并且只光刻一次，连续两次注入形成。
因此，图1实例CMOS图像传感器无论是掩膜版的制造和使用成本还是工艺制造流程的复杂性都在很大程度的得以优化。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
实施例二：
如图2所示，为本实施例提供的一种CMOS图像传感器制造方法的流程图，主要包括如下步骤：
如图3所示，基底101的制备，所述基底101为P型外延硅，其厚度约为2-8um，掺杂类型为P型杂质，如硼等，浓度约为1E15～1E16/cm3；
如图4所示，在所述基底101上依次生长SiO2102和Si3N4103，其中SiO2102厚度为4-30nm，Si3N4103厚度约为100-300nm。为了将版图上的图像转移到基底101上，首先就要在基底表面101上涂覆上光刻胶1041，接着通过掩膜版的对位、曝光和显影得到实际需要的图形，如图4所示，有光刻胶1041的地方是电路有源区，无光刻胶的地方为STI区，同时像素有源区和逻辑电路有源区也形成。
如图5所示，通过刻蚀工艺形成STI的浅槽105，其深度约为0.3-0.7um。接着清洗掉基底101表面的光刻胶1041，得到如图6所示的形貌。
在图6基础之上，进一步的在基底101上涂覆光刻胶1042，如图7所示，采用像素专用掩膜版进行对位、曝光和显影后，基底上存有光刻胶1042的区域是逻辑电路区1011，没有光刻胶的区域是像素区1012，进一步的采用离子注入工艺进行P型杂质注入形成STI注入层106，其浓度为1E17～1E20/cm3，注入结深为0.02-0.2um，其目的是隔离后续工艺生成的PD107和STI108以便减小像素的暗电流，此形貌可参见图1。在STI注入层106形成的过程中，需要进一步说明的是光刻胶1042有效的掩蔽了逻辑电路区，在进行P型杂质注入时，离子无法进入逻辑电路区，对像素区，基底1012上面的Si3N4103和SiO2102有效的掩蔽了所注入的P型杂质离子无法进入有源区，只能通过STI的浅槽105形成P型隔离层106。
进一步的，如图8所示，采用刻蚀工艺去除基底1012表面的Si3N4103和SiO2102。
进一步的，如图9所示，采用离子注入工艺进行N型杂质注入形成感光二极管PD107，所述感光二极管的感光区的N型注入层的注入浓度为1E16～1E18/cm3，注入结深为0.3-0.8um。在形成PD107后，通过清洗工艺将光刻胶1042去除。需要进一步说明的是光刻胶1042有效的掩蔽了逻辑电路区，在进行N型杂质注入时，离子无法进入逻辑电路区基底1011，只能在像素区基底1012内形成二极管。
进一步的，如图10所示，在基底101上涂覆光刻胶1043，采用逻辑电路的P阱掩膜版进行对位、曝光和显影后，光刻胶1043掩蔽住光电二极管PD，进一步采用离子注入工艺进行P阱注入，逻辑电路的P阱注入工艺一般采用3道以上的P型杂质离子注入最终形成P阱109，P阱109中的P型杂质浓度分布要远高于PD107的N型杂质浓度。因此，在没有光刻胶1043掩蔽的基底内部是以P型杂质占主导。
进一步的，如图11所示，栅极的形成。栅极由栅氧化层110和多晶硅电极111(112或113)组成，首先是在基底表面淀积一层栅氧化层110，其厚度为5-8nm，接着淀积多晶硅，其厚度为150-240nm，进一步的采用光刻、腐蚀等工艺形成多晶硅电极111。进一步的，以多晶硅电极为掩蔽，通过自对准工艺采用离子注入工艺进行P型掩埋层114的注入，其注入浓度为2E18～1E20/cm3，注入结深为0.05-0.08um，所述P型掩埋层114掩蔽了PD107表面的缺陷，有效的改善了暗电流的产生。
进一步的，如图12所示，按照逻辑电路的常规制造工艺和制造顺序形成晶体管的源漏108区域。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种CMOS图像传感器的制作方法，所述CMOS图像传感器包括基底及位于基底上方的像素单元和逻辑电路，其特征在于，所述像素单元包括光电二极管、浅槽隔离区，所述光电二极管与浅槽隔离区之间设有P型注入层，所述制作方法包括步骤：
在所述基底上设置P型掩埋层，并在该P型掩埋层上设置所述像素单元和逻辑电路；
进行所述浅槽隔离区的腐蚀以及所述P型注入层的注入和所述光电二极管的注入，所述浅槽隔离区、P型注入层和光电二极管的形成采用一层像素专用掩膜版实现，且所述像素专用掩膜版只用到一次，所述像素单元的其它部分的形成共用所述逻辑电路的掩膜版；
采用自对准注入工艺对所述光电二极管的表面进行P型杂质注入，形成表面掩蔽层。
2.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器的制作方法，其特征在于，所述基底为厚度2-8um的P型外延层，其掺杂浓度为1E15～1E16/cm3。
3.根据权利要求2所述的CMOS图像传感器的制作方法，其特征在于，所述光电二极管的感光区的N型注入层的注入浓度为1E16～1E18/cm3，注入结深为0.3-0.8um。
4.根据权利要求3所述的CMOS图像传感器的制作方法，其特征在于，所述浅槽隔离区的深度为0.3-0.7um。
5.根据权利要求4所述的CMOS图像传感器的制作方法，其特征在于，所述浅槽隔离区的P型注入层的浓度为1E17～1E20/cm3，注入结深为0.02-0.2um。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105047517A (zh) * 2015-07-08 2015-11-11 武汉旧邦科技有限公司 一种数字光电倍增器件
CN108281442A (zh) * 2018-01-24 2018-07-13 德淮半导体有限公司 图像传感器及其形成方法
CN117766556A (zh) * 2023-12-25 2024-03-26 脉冲视觉(北京)科技有限公司 感光器件及其制备方法和传感器像素单元

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040043530A1 (en) * 2002-06-27 2004-03-04 Hoon Jang Methods of making shallow trench-type pixels for CMOS image sensors
US20050233494A1 (en) * 2004-03-31 2005-10-20 Hong Hee J Image sensor and method for fabricating the same
US20050285167A1 (en) * 2003-06-16 2005-12-29 Chandra Mouli Photodiode with self-aligned implants for high quantum efficiency and method of formation
CN1819138A (zh) * 2004-12-30 2006-08-16 东部亚南半导体株式会社 制造cmos图像传感器中的隔离层的方法
CN1860610A (zh) * 2003-07-30 2006-11-08 微米技术有限公司 用于高量子效率的倾斜钉扎光电二极管及形成方法
TW201133813A (en) * 2010-01-15 2011-10-01 Omnivision Tech Inc CMOS image sensor with self-aligned photodiode implants

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040043530A1 (en) * 2002-06-27 2004-03-04 Hoon Jang Methods of making shallow trench-type pixels for CMOS image sensors
US20050285167A1 (en) * 2003-06-16 2005-12-29 Chandra Mouli Photodiode with self-aligned implants for high quantum efficiency and method of formation
CN1860610A (zh) * 2003-07-30 2006-11-08 微米技术有限公司 用于高量子效率的倾斜钉扎光电二极管及形成方法
US20050233494A1 (en) * 2004-03-31 2005-10-20 Hong Hee J Image sensor and method for fabricating the same
CN1819138A (zh) * 2004-12-30 2006-08-16 东部亚南半导体株式会社 制造cmos图像传感器中的隔离层的方法
TW201133813A (en) * 2010-01-15 2011-10-01 Omnivision Tech Inc CMOS image sensor with self-aligned photodiode implants

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105047517A (zh) * 2015-07-08 2015-11-11 武汉旧邦科技有限公司 一种数字光电倍增器件
CN105047517B (zh) * 2015-07-08 2017-11-14 武汉京邦科技有限公司 一种数字光电倍增器件
CN108281442A (zh) * 2018-01-24 2018-07-13 德淮半导体有限公司 图像传感器及其形成方法
CN108281442B (zh) * 2018-01-24 2021-01-22 德淮半导体有限公司 图像传感器及其形成方法
CN117766556A (zh) * 2023-12-25 2024-03-26 脉冲视觉(北京)科技有限公司 感光器件及其制备方法和传感器像素单元

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