CN1877845A - 制备互补金属氧化物图像传感器－混合硅化物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种制备CMOS图像传感器的技术。提供了一个半导体衬底，并且在衬底的外围区和衬底的感光区之间形成至少一个隔离区。形成了衬底的外围区中的第一阱和感光区中的第二阱。还形成了与光电二极管相关联的第三阱。栅极氧化物层、多晶硅层和第一金属层分别被沉积。多晶硅层和第一金属层被刻蚀以在感光区中形成至少一个栅极并在外围区中形成至少一个栅极。形成第一阱中的至少两个掺杂区，并形成第二阱中的一个掺杂区。在衬底的感光区上沉积硅化物块体层。在沉积了硅化物块体之后，至少在外围区上沉积第二金属层。衬底被暴露给热环境以形成硅化物。通过刻蚀去除第二金属层。
Description
技术领域
本发明一般地涉及集成电路以及制造半导体器件的集成电路加工方法。更具体地说，本发明提供了一种形成选择性硅化物的方法与器件。本发明仅仅是以示例的方式被应用于互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。但是应当认识到，本发明具有更广阔的应用范围。
背景技术
集成电路或“IC”已经从单个硅晶片上制备的少数互连器件发展成为数以百万计的器件。当前IC提供的性能和复杂度远远超出了最初的预想。一类这样的IC是CMOS成像系统。CMOS成像系统可以在标准硅生产线上制备，所以造价低廉。此外，CMOS图像传感器消耗较低的功率，所以特别适用于便携式应用。
具体而言，CMOS成像系统将光信号转换成电信号，电信号的强度与光强度有关。图1是传统CMOS成像系统100的简化示图。系统100被配置成两个区：感光区110和外围区120。在感光区110中，以行和列的方式组织了CMOS图像传感器的阵列来检测光强度。用于提供其它功能的电路被布置在外围区120中。例如，外围区120可以包括信号放大电路、模数转换器、图像信号处理器或数字信号处理器。
图2是CMOS图像传感器的简化电路图。CMOS图像传感器200对应于一个像素，并且包括复位晶体管210、光电二极管220、源极跟随器230、选择晶体管240和偏压电阻器250。光电二极管220接收光信号，并且产生从节点260到节点262的光电流。此外，漏电流也在相同方向上流过光电二极管220。该漏电流有时被称作CMOS图像传感器的暗电流(dark current)。漏电流的一个源头是复位晶体管210的源极区，复位晶体管210的源极区连接到光电二极管220。大的漏电流对CMOS图像传感器的性能产生不利影响。
在CMOS器件中，包括CMOS成像系统，可以使用硅化物来改进RC延迟。但是，传统硅化物工艺在应用于CMOS成像系统时具有某些限制。在CMOS图像传感器的感光区的绝大部分区域(例如感光区域中的源/漏极区和光电检测二极管区域)中形成的硅化物通常增加漏电流，并且因而劣化传感器图像的质量。
因此，已经提出了使用光处理的传统硅化物块体技术。遗憾的是，该技术一般不具有必要的对准精度。其通常不能提供对选择性生长硅化物的一致控制。也就是说，很难在感光区中的多晶硅栅极上形成硅化物的同时不在感光区的其它区域上形成多余硅化物。另一种传统方法是回蚀(etchback)工艺，用以从感光区域的源/漏极区去除硅化物以在栅极上选择性形成硅化物。然而，回蚀工艺通常很难控制并且降低了产率。
从上面可以看出，需要一种用于CMOS图像传感器的改进技术。
发明内容
根据本发明，提供了涉及集成电路以及制造半导体器件的集成电路加工方法的技术。更具体地说，本发明提供了一种为制备集成电路而用于选择性硅化物形成的方法与器件。本发明仅仅是以示例的方式被应用于CMOS图像传感器。但是应当认识到，本发明具有更广阔的应用范围。
在一个具体实施例中，本发明提供了一种用于制备CMOS图像传感器的方法。提供了一个半导体衬底，并且在所述衬底的外围区和所述衬底的感光区之间形成了至少一个隔离区。形成了所述衬底的所述外围区中的第一阱和所述感光区中的第二阱。在所述衬底的所述感光区中还形成了与光电二极管相关联的第三阱。栅极氧化物层、多晶硅层和第一金属层被分别沉积在所述衬底的表面上。所述多晶硅层和所述第一金属层被刻蚀以在所述感光区中形成至少一个栅极并在所述外围区中形成至少一个栅极。形成用于所述感光区中的所述至少一个栅极和所述外围区中的所述至少一个栅极中的每个栅极的隔离物。通过注入第一复数个离子形成所述第一阱中的至少两个掺杂区。注入第二复数个离子以在所述第二阱中形成一个掺杂区。在所述衬底的所述感光区上沉积硅化物块体层。在沉积了硅化物块体之后，至少在所述外围区上沉积第二金属层。所述衬底被暴露到热环境，以在所述第一阱中的至少两个掺杂区和所述感光区中的至少一个栅极区中形成硅化物。然后，通过刻蚀去除残余的第二金属层。
在另一个实施例中，可以通过使用第一和第二热处理来完成硅化物的选择性形成。在使用多晶硅层和金属层形成栅极结构之后，第一热处理可以在图像传感器的栅极区中形成硅化物。在所述感光区上沉积了硅化物块体以及在衬底表面上沉积了第二金属层之后，可以使用第二热处理来在所述外围区中的晶体管的暴露的源/漏极区中形成硅化物。
通过本发明，实现了许多优于传统技术的优点。例如，本发明的技术易于使用依赖于传统技术的工艺。此外，本方法提供的工艺与传统工艺技术相兼容，不用对传统设备和工艺进行实质的修改。根据实施例，可以实现这些优点中的一个或多个。在本说明书特别是下文中，将详细描述这些以及其它优点。
参考随后的详细说明和附图，可以更全面地理解本发明的各种其它目的、特征和优点。
附图说明
图1是传统CMOS图像系统的简化示图；
图2是传统CMOS图像传感器的简化示图；
图3图示了根据本发明实施例的制造CMOS图像系统的简化方法；
图4A-4H是图示了根据本发明实施例在制造期间的CMOS图像系统的简化示图；以及
图5图示了根据本发明实施例的简化CMOS成像器件。
具体实施方式
根据本发明，提供了涉及集成电路以及制造半导体器件的集成电路加工方法的技术。更具体地说，本发明提供了一种为制备集成电路而用于选择性硅化物形成的方法与器件。本发明仅仅是以示例的方式被应用于CMOS图像传感器。但是应当认识到，本发明具有更广阔的应用范围。
图3示出了根据本发明实施例的用于形成图像传感器的简化方法300。根据本发明实施例的方法可以如下简要描述。
1.在步骤302中，提供一个衬底；
2.在步骤304中，在衬底的外围区和衬底的感光区之间形成至少一个隔离区；
3.在步骤306中，形成晶体管的阱；
4.在步骤308中，在衬底的表面上沉积氧化物层；
5.在步骤310中，在氧化物层上沉积多晶硅层；
6.在步骤312中，在氧化物层上沉积第一金属层；
7.在步骤314中，刻蚀多晶硅层和第一金属层以在每一个感光区和外围区中形成至少一个栅极结构；
8.在步骤316中，在衬底的感光区中形成第三阱，第三阱与光电二极管相关联；
9.在可选步骤318中，将衬底暴露给第一热环境，以形成用于栅极结构的硅化物；
10.在步骤320中，为感光区中的至少一个栅极和外围区中的至少一个栅极中的每个栅极形成隔离物；
11.在步骤322中，注入第一复数个离子以在第一阱中形成掺杂源极区和掺杂漏极区；
12.在步骤324中，注入第二复数个离子以在第二阱中形成掺杂源极区和掺杂漏极区；
13.在步骤326中，在衬底的感光区上沉积硅化物块体层；
14.在步骤328中，至少在外围区上沉积第二金属层；
15.在步骤330中，将衬底暴露给第二热环境，以在第二阱(并且可选地，在感光区的至少一个栅极结构上)中的源极和漏极区中形成硅化物；
16.在步骤332中，在将衬底暴露给热环境之后，进行刻蚀以去除第二金属层的所有残余物；以及
17.执行所需的其它步骤。
如图所示，上述步骤序列提供了一种处理多个区的方法，用于栅极结构和外围源/漏极区的选择性硅化物的形成，而没有在感光区的某些区域中形成多余的硅化物。因此，与传统的方法相比，本发明改进了器件性能并提高了器件产率。在本说明书特别是在下文中，可以找到这些步骤的进一步细节。这些步骤仅仅是示例，它们不应不适当地限制这里的权利要求的范围。本领域普通技术人员将意识到许多其它变化、修改和替换。例如，在替代性实施例中，可以省略步骤318。衬底优选地可以暴露给单个热环境以在所有需要的区域中一次形成硅化物。
图4A-4F示出了根据本发明实施例的形成图像传感器的工艺。这些示图仅仅是示例，它们不应不适当地限制权利要求的范围。本领域普通技术人员将意识到许多其它变化、修改和替换。
如图4A所示，在衬底400中形成隔离区402或浅槽隔离。衬底400可以是半导体衬底，例如是硅衬底。每个隔离区402可以是由氧化硅、二氧化硅或其它绝缘材料填充的沟槽。外围区404和感光区406至少部分的由隔离区402限定。在本发明的一个具体实施例中，在外围区404和感光区404之间需要至少一个隔离区。
如图4B所示，形成晶体管阱408和410。在半导体衬底400中形成n型阱410和p型阱408。在本发明的一个实施例中，可以利用离子注入工艺和/或扩散工艺来形成n型阱410和p型阱408。N型掺杂剂一般可以是砷、磷或锑，而p型掺杂剂一般可以是硼。n型阱410的深度范围在0.5μm到1.0μm之间，并且n型阱410的掺杂浓度在5×1016cm-3到3×1017cm-3之间。p型阱408的深度范围在0.5μm到1.0μm之间，并且p型阱408的掺杂浓度在5×1016cm-3到3×1017cm-3之间。
仍旧参考图4B，在半导体衬底400上形成栅极氧化物层414。在一个实施例中，栅极氧化物层414包括氧化硅。栅极氧化物层414是生长或沉积而成的。氧化物层414的厚度在150埃到400埃之间。
接下来，如图4C所示，在栅极氧化物层414上沉积多晶硅层416。在一个实施例中，沉积可以包括化学气相沉积、低压化学气相沉积、等离子增强化学气相沉积和/或溅射沉积。多晶硅层416的厚度可以在1800埃到2200埃之间。在另一个实施例中，多晶硅层416被掺杂为n型或p型。掺杂浓度可以在1×1018cm-3到4×1019cm-3之间。然后在多晶硅层416上沉积金属层418。在一个实施例中，金属层418可以包括钨、钛、镍和钴中的至少一种。金属层418的沉积可以包括化学气相沉积、低压化学气相沉积、等离子增强化学气相沉积和/或溅射沉积。
在图4D中，根据本发明的一个实施例，多晶硅层416和金属层418被刻蚀。如图4D所示，多晶硅层416和金属层418被选择性刻蚀以形成多晶硅栅极。刻蚀工艺可以包括干法刻蚀和/或湿法刻蚀。在一个实施例中，一个多晶硅栅极位于n型阱410上，并且另一个多晶硅栅极位于p型阱408上。
接下来，在半导体衬底400中形成光电二极管阱412。在一个实施例中，光电二极管阱412具有p型传导性。在另一个实施例中，利用穿过栅极氧化物层414的离子注入工艺形成光电二极管阱412。例如，注入能量在100Kev到250Kev之间，剂量在1012到1014cm-2之间。作为另一个示例，利用阻挡层来进行离子注入工艺。可以由光刻工艺使用光掩模来图案化阻挡层。
在图4E中，在一个实施例中，在多晶硅栅极的每个侧面上形成隔离物419。并且，由穿过栅极氧化物层414的离子注入工艺和/或扩散工艺来形成源/漏极区420、424、426和428。例如，注入能量在40Kev到80Kev之间，并且剂量在103到105cm-2之间。作为另一个示例，利用阻挡层来进行离子注入工艺。可以由光刻工艺使用光掩模来图案化阻挡层。
如图4F所示，在感光区406上沉积硅化物块体层430。然后至少在外围区404的期望区域之上沉积金属层432，用于硅化物形成。在一个实施例中，通过化学气相沉积来沉积金属层432。在本发明的一个实施例中，可以在衬底400的整个表面上沉积金属层432。硅化物块体层430将防止金属层432在感光区406中的硅化物形成。接下来，衬底被暴露给快速热处理工艺中的热环境以形成硅化物434。热环境的温度可以在约500摄氏度到约900摄氏度之间。温度可以取决于金属层432的成分。例如，在一个具体实施例中，如果金属层432是钛，则温度可以在约600摄氏度到约800摄氏度之间。在图4H中，在热处理和硅化物形成之后，由刻蚀工艺来去除金属层432剩下的残余物。还可以去除硅化物块体430。
如图5所示，提供了一种根据本发明实施例的用于图像传感的简化器件500。器件500包括下述组成部分：
1.衬底502；
2.晶体管阱504和506；
3.浅槽隔离508；
4.源极和漏极区510；
5.栅极氧化物层512；
6.栅极结构514；
7.隔离物516；
8.光电二极管阱518；
9.硅化物块体层520；和
10.硅化物形成区522。
上面的组成部分组提供了根据本发明一个实施例的器件。在不脱离这里权利要求的范围的条件下，还可以提供其它替代物，其中添加组成部分、去除一个或多个组成部分、或者以不同的安排来提供一个或多个组成部分。例如，器件500中还设置了源极跟随器、选择晶体管和偏压电阻器。作为另一示例，根据方法300来制备器件500。
尽管上面示出并描述了多个具体实施例。但是本发明的实施例不限于此。例如，可以理解，在不脱离本发明的条件下，可以改变各种元素的掺杂浓度以及/或者可以使示出并描述的结构的掺杂极性相反。
还应当理解，这里所描述的示例和实施例只是为了说明的目的，本领域的普通技术人员可以根据上述实施例对本发明进行各种修改和变化。这些修改和变化都在本申请的精神和范围内，并且也在权利要求的范围内。
Claims (21)
1.一种用于制备互补金属氧化物半导体图像传感器的方法，所述方法包括：
提供一个半导体衬底；
在所述衬底的外围区和所述衬底的感光区之间形成至少一个隔离区；
在所述衬底的所述外围区中形成一个第一阱，并在所述衬底的所述感光区中形成一个第二阱；
在所述衬底的所述感光区中形成与一个光电二极管相关联的一个第三阱；
在所述衬底的表面上沉积一个栅极氧化物层；
在所述氧化物层上沉积一个多晶硅层；
在所述氧化物层上沉积一个第一金属层；
刻蚀所述多晶硅层和所述第一金属层，以在所述感光区中形成至少一个栅极并在所述外围区中形成至少一个栅极；
形成用于所述感光区中的所述至少一个栅极和所述外围区中的所述至少一个栅极中的每个栅极的隔离物；
注入第一复数个离子以在所述第一阱中形成至少两个掺杂区；
注入第二复数个离子以在所述第二阱中形成一个掺杂区；
在所述衬底的所述感光区上沉积一个硅化物块体层；
在沉积了所述硅化物块体层之后，至少在所述外围区上沉积一个第二金属层；
将所述衬底暴露到热环境，以在所述第一阱中的至少两个掺杂区和所述感光区中的至少一个栅极区中同时形成硅化物；以及
在暴露到所述热环境之后进行刻蚀以去除所述第二金属层。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一金属层包括钨、钛、镍和钴中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二金属层包括钨、钛、镍和钴中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述硅化物块体层包括氧化物。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述硅化物块体层包括氧化硅和二氧化硅中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二金属层在整个硅化物块体层上延伸。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述热环境包括范围在约500摄氏度到约900摄氏度之间的温度。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述硅化物块体层在所述衬底的整个感光区上延伸。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个隔离区包括氧化硅和二氧化硅中的至少一种。
10.一种用于制备互补金属氧化物半导体图像传感器的方法，所述方法包括：
提供一个半导体衬底；
在所述衬底的一个外围区和所述衬底的一个感光区之间形成至少一个隔离区；
在所述衬底的所述外围区中形成一个第一阱，并在所述衬底的所述感光区中形成一个第二阱；
在所述衬底的所述感光区中形成与一个光电二极管相关联的一个第三阱；
在所述衬底的表面上沉积栅极氧化物层；
在所述氧化物层上沉积一个多晶硅层；
在所述氧化物层上沉积一个第一金属层；
刻蚀所述多晶硅层和所述第一金属层，以在所述感光区中形成至少一个栅极并在所述外围区中形成至少一个栅极；
形成用于所述感光区中的所述至少一个栅极和所述外围区中的所述至少一个栅极中的每个栅极的隔离物；
将所述衬底暴露到第一热环境，以在所述外围区中的所述至少一个栅极中形成硅化物；
注入第一复数个离子以在所述第一阱中形成至少两个掺杂区；
注入第二复数个离子以在所述第二阱中形成一个掺杂区；
在所述衬底的所述感光区上沉积硅化物块体层；
在沉积了所述硅化物块体之后，至少在所述外围区上沉积一个第二金属层；
将所述衬底暴露到一个第二热环境，以在所述第一阱中的所述至少两个掺杂区中形成硅化物；以及
在暴露到所述热环境之后进行刻蚀以去除所述第二金属层。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述第一金属层包括钨、钛、镍和钴中的至少一种。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述第二金属层包括钨、钛、镍和钴中的至少一种。
13.根据权利要求10所述的方法，其中所述硅化物块体层包括氧化物。
14.根据权利要求10所述的方法，其中所述硅化物块体层包括氧化硅和二氧化硅中的至少一种。
15.根据权利要求10所述的方法，其中所述第二金属层在整个硅化物块体层上延伸。
16.根据权利要求10所述的方法，其中所述第一热环境包括范围在约500摄氏度到约900摄氏度之间的温度。
17.根据权利要求10所述的方法，其中所述至少一个隔离区包括氧化硅和二氧化硅中的至少一种。
18.根据权利要求10所述的方法，其中所述硅化物块体层在所述衬底的整个感光区上延伸。
19.根据权利要求10所述的方法，其中所述第二热环境包括范围在约500摄氏度到约900摄氏度之间的温度。
20.根据权利要求10所述的方法，其中所述第一热环境不同于所述第二热环境。
21.根据权利要求10所述的方法，其中所述第一金属层和所述第二金属层在组成成分上不同。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7656000B2 (en) | 2007-05-24 | 2010-02-02 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Photodetector for backside-illuminated sensor |
| CN101304035B (zh) * | 2007-05-08 | 2010-06-09 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 图像传感器及其形成方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| US20070001100A1 (en) * | 2005-06-30 | 2007-01-04 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Light reflection for backside illuminated sensor |
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| US7732885B2 (en) * | 2008-02-07 | 2010-06-08 | Aptina Imaging Corporation | Semiconductor structures with dual isolation structures, methods for forming same and systems including same |
| US8405115B2 (en) * | 2009-01-28 | 2013-03-26 | Maxim Integrated Products, Inc. | Light sensor using wafer-level packaging |
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Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6137127A (en) * | 1997-08-07 | 2000-10-24 | Foveonics, Inc. | Low leakage active pixel using spacer protective mask compatible with CMOS process |
| US6023081A (en) * | 1997-11-14 | 2000-02-08 | Motorola, Inc. | Semiconductor image sensor |
| US5863820A (en) * | 1998-02-02 | 1999-01-26 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Integration of sac and salicide processes on a chip having embedded memory |
| KR100291179B1 (ko) * | 1998-06-29 | 2001-07-12 | 박종섭 | 자기정렬된실리사이드층을갖는씨모스이미지센서및그제조방법 |
| TW405164B (en) * | 1999-01-04 | 2000-09-11 | United Microelectronics Corp | Method for manufacturing self-aligned silicide |
| JP2000353803A (ja) * | 1999-06-10 | 2000-12-19 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
| US6194258B1 (en) * | 2000-01-18 | 2001-02-27 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Method of forming an image sensor cell and a CMOS logic circuit device |
| JP3782297B2 (ja) * | 2000-03-28 | 2006-06-07 | 株式会社東芝 | 固体撮像装置及びその製造方法 |
| US6238984B1 (en) * | 2000-05-05 | 2001-05-29 | United Microelectronics Corp. | Integrating high voltage and low voltage device with silicide block mask |
| JP2003264277A (ja) * | 2002-03-07 | 2003-09-19 | Fujitsu Ltd | Ｃｍｏｓイメージセンサおよびその製造方法 |
| US6908839B2 (en) * | 2003-09-17 | 2005-06-21 | Micron Technology, Inc. | Method of producing an imaging device |
| CN100389498C (zh) * | 2005-06-07 | 2008-05-21 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 制备cmos图像传感器-混合硅化物的方法 |
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Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8525286B2 (en) | 2006-05-09 | 2013-09-03 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Method of making wafer structure for backside illuminated color image sensor |
| US8704277B2 (en) | 2006-05-09 | 2014-04-22 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Spectrally efficient photodiode for backside illuminated sensor |
| US8790954B2 (en) | 2006-05-09 | 2014-07-29 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Method of making wafer structure for backside illuminated color image sensor |
| US7791170B2 (en) | 2006-07-10 | 2010-09-07 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Method of making a deep junction for electrical crosstalk reduction of an image sensor |
| US7994032B2 (en) | 2006-07-10 | 2011-08-09 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Method of making deep junction for electrical crosstalk reduction of an image sensor |
| CN101304035B (zh) * | 2007-05-08 | 2010-06-09 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 图像传感器及其形成方法 |
| US7656000B2 (en) | 2007-05-24 | 2010-02-02 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Photodetector for backside-illuminated sensor |
| US7939903B2 (en) | 2007-05-24 | 2011-05-10 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Photodetector for backside-illuminated sensor |
| US7999342B2 (en) | 2007-09-24 | 2011-08-16 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd | Image sensor element for backside-illuminated sensor |
| US8324002B2 (en) | 2007-09-24 | 2012-12-04 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Image sensor element for backside-illuminated sensor |
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