DE102005063113B4 - Verfahren zum Herstellen eines Bildsensors - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Herstellen eines CMOS-Bildsensors, welches die folgenden Schritte umfasst:
Ausbilden einer Element-Isolierung (102) in einem Feld-Bereich eines Halbleiter-Substrates (101), wo ein Fotodioden-Bereich, Transistor-Bereiche vom ersten und zweiten Leitfähigkeits-Typ, der Feld-Bereich und ein Attrappen-Graben-Bereich definiert sind;
Ausbilden einer Fotodiode (103) in dem Fotodioden-Bereich des Halbleiter-Substrates (101);
Ausbilden eines Quell-/Vertiefungs-Bereiches (105) vom ersten Leitfähigkeits-Typ und eines Quell-/Vertiefungs-Bereiches (107) vom zweiten Leitfähigkeits-Typ durch Implantieren von Verunreinigungs-Ionen vom ersten und zweiten Leitfähigkeits-Typ in den Transistor-Bereichen vom ersten beziehungsweise zweiten Leitfähigkeits-Typ des Halbleiter-Substrates (101);
Ausbilden einer Gate-Elektrode (109) auf dem Halbleiter-Substrat (101) in den Transistor-Bereichen vom ersten und zweiten Leitfähigkeits-Typ mit einer zwischengeschalteten Gate-Isolier-Schicht (108);
Ausbilden eines leicht dotierten Verunreinigungs-Bereiches (113) vom ersten Leitfähigkeits-Typ und eines leicht dotierten Verunreinigungs-Bereiches (111) vom zweiten Leitfähigkeits-Typ in dem zweiten Quell-/Vertiefungs-Bereich (107) beziehungsweise dem ersten Quell-/Veiefungs-Bereich (105) an beiden Seiten der Gate-Elektrode (109);
Ausbilden eines stark dotierten Verunreinigungs-Bereiches (118) vom ersten...

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Bereich der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einen Bildsensors, und insbesondere einen CMOS-Bildsensor, welcher dazu geeignet ist, durch Getterung von Metall-Ionen-Verunreinigung durch Implantieren von p-Typ-Verunreinigungs-Ionen in einen Attrappen-Graben-Bereich einen Leckstrom zu reduzieren.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Im Allgemeinen sind Bildsensoren eine Halbleiter-Vorrichtung zum Konvertieren eines optischen Bildes in ein elektrisches Signal. Unter den Bildsensoren ist ein ladungsgekoppeltes Bauteil (”Charge Coupled Device”, CCD) ein Bauteil, in welchem individuelle MOS(Metall-Oxid-Silizium)-Kondensatoren nahe beieinander angeordnet sind, und Ladungsträger in den Kondensatoren gespeichert sind.
  • Ein CMOS-Bildsensor ist ein Schalt-Typ-Bauteil, in welchem MOS-Transistoren, welche zu der Anzahl von Pixeln korrespondieren, unter Verwendung einer CMOS-Technik ausgebildet sind, wobei eine Steuer-Schaltung und eine Signal-Verarbeitungs-Schaltung als periphäre Schaltungen verwendet werden, und Ausgaben sequentiell detektiert werden.
  • Bei dem CCD-Bauteil ist der Treiber-Mechanismus kompliziert und der Leistungsverbrauch ist groß. Da darüber hinaus die Anzahl an Fotormasken-Prozess-Schritten groß ist, ist der Prozess zu seiner Herstellung kompliziert. Da eine Signalverarbeitungs- Schaltung in dem CCD-Chip nicht angeordnet werden kann, ist es auch schwierig, das CCD-Bauteil in Form eines Chips auszubilden. Kürzlich wurde ein CMOS-Bildsensor unter Verwendung einer Submikrometer CMOS-Herstellungs-Technik untersucht und entwickelt, um die vorher genannten Probleme zu lösen.
  • Der CMOS-Bildsensor wird durch Aufbringen einer Fotodiode und eines MOS-Transistors in jedem der Einheits-Pixel aufgebaut, und detektiert sequentiell Signale in dem Schalt-Schema, um ein Bild zu bilden. Da die CMOS-Herstellungs-Technik verwendet wird, ist der/ein Leistungsverbrauch gering. Da darüber hinaus die Anzahl von Masken ungefähr 20 beträgt, ist der Prozess im Vergleich zum CCD-Prozess, welcher 30 bis 40 Masken benötigt, sehr einfach. Es können verschiedene Signal-Verarbeitungs-Schaltungen auf einem Chip konstruiert werden. Daher wurde dem CMOS-Bildsensor als einem Bildsensor der nächsten Generation Aufmerksamkeit zuteil. Der CMOS-Bildsensor wurde in Breite in vielen Anwendungen, wie DSCs (”Digital Still-Cameras”, digitalen Standbildkameras), PC-Kameras und mobilen Kameras verwendet.
  • Das herkömmliche Verfahren eines CMOS-Bildsensors wird nun im Detail mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
  • 1A bis 1G sind Querschnitt-Ansichten eines Halbleiter-Bauteils, welches ein konventionelles Verfahren zum Herstellen eines CMOS-Bildsensors zeigt.
  • Wie in 1A gezeigt, sind Element-Isolier-Filme 32 in einem Feld-Bereich eines Halbleiter-Substrates 31 ausgebildet, welcher einen aktiven Bereich, den Feld-Bereich und einen Attrappen-Graben-Bereich aufweist.
  • Hierbei wird der Element-Isolier-Film 32 durch Verwenden eines STI(”Shallow Trench Isolation”, Schmale-Rille-Isolierung)-Prozesses zum Ätzen des Feld-Bereiches des Halbleiter-Substrates 31 zu einer vorbestimmten Tiefe gebildet, um eine Rille auszubilden, und ein Isolier-Material in einem inneren Abschnitt der Rille zu bedecken.
  • Der aktive Bereich beinhaltet einen PMOS-Transistor-Bereich und einen NMOS-Transistor-Bereich und in dem NMOS-Transistor-Bereich ist ein Fotodioden-Bereich ausgebildet.
  • Anschließend wird eine Fotodiode 33 durch Implantieren von Verunreinigungs-Ionen gebildet, welche einen Leitfähigkeits-Typ aufweisen, welcher zu demjenigen des Halbleiter-Substrates 31 in dem Fotodioden-Bereich des Halbleiter-Substrates 31 entgegengesetzt ist.
  • Anschließend wird, nachdem ein erster fotosensitiver Film 34 auf die gesamte Oberfläche des Halbleiter-Substrates 31 appliziert ist, der erste fotosensitive Film 34 unter Verwendung von Belichtungs- und Entwicklungs-Prozessen derart strukturiert, dass er den PMOS-Transistor-Bereich mit Ausnahme des NMOS-Transistor-Bereiches, des Attrappen-Graben-Bereiches, maskiert.
  • Anschließend werden durch Verwendung des strukturierten ersten fotosensitiven Films 34 als einer Maske p-Typ-Verunreinigungs-Ionen in die gesamte Oberfläche des Halbleiter-Substrates 31 implantiert, um einen p-Quell-/Vertiefungs-Bereich 35 in den NMOS-Transistor-Bereich und dem Attrappen-Graben-Bereich auszubilden.
  • Wie in 1B gezeigt, wird der erste fotosensitive Film 34 entfernt, und nachdem ein zweiter fotosensitiver Film 36 auf der gesamten Oberfläche des Halbleiter-Substrates 31 appliziert ist, wird der zweite fotosensitive Film 36 unter Verwendung von Belichtungs- und Entwicklungs-Prozessen selektiv strukturiert, um den PMOS-Transistor-Bereich zu öffnen.
  • Anschließend werden unter Verwendung des strukturierten zweiten fotosensitiven Films 36 als einer Maske Verunreinigungs-Ionen vom n-Typ in dem PMOS-Transistor-Bereich implantiert, um einen N-Quell-/Vertiefungs-Bereich 37 auszubilden.
  • Wie in 1C gezeigt, werden, nachdem der zweite fotosensitive Film 36 entfernt ist, ein Gate-Isolier-Film 38 und ein Polysilizium-Gate-Elektroden-Film sequentiell auf dem Halbleiter-Substrat 31 ausgebildet.
  • Anschließend werden der Polysilizium-Film und der Gate-Isolierungs-Film 38 selektiv geätzt, um eine Gate-Elektrode 39 in dem Halbleiter-Substrat 31 in dem PMOS-Transistor-Bereich und dem NMOS-Transistor-Bereich auszubilden.
  • Anschließend wird, nachdem ein dritter fotosensitiver Film 40 auf dem Halbleiter-Substrat 31 appliziert ist, der dritte fotosensitive Film 40 unter Verwendung von Belichtungs- und Entwicklungs-Prozessen selektiv strukturiert, um den NMOS-Transistor-Bereich und den Attrappen-Graben-Bereich zu öffnen.
  • Anschließend werden unter Verwendung des strukturierten dritten fotosensitiven Films 40 als einer Maske Verunreinigungs-Ionen vom n-Typ in dem P-Quell-/Vertiefungs-Bereich 35 und dem Attrappen-Graben-Bereich implantiert, um einen leicht dotierten n-Typ-Verunreinigungs-Bereich 41 auszubilden.
  • Wie in 1D gezeigt, wird der dritte fotosensitive Film 40 entfernt, und nachdem ein vierter fotosensitiver Film 42 auf die gesamte Oberfläche des Halbleiter-Substrates 31 appliziert ist, wird der vierte fotosensitive Film 42 unter Verwendung von Belichtungs- und Entwicklungs-Prozessen selektiv strukturiert, um den PMOS-Transistor-Bereich zu öffnen.
  • Anschließend werden unter Verwendung des strukturierten vierten fotosensitiven Films 42 als einer Maske leicht dotierte p-Typ-Verunreinigungs-Ionen in dem N-Quell- /Vertiefungs-Bereich 37 implantiert, um einen leicht dotierten Verunreinigungs-Bereich vom p-Typ 43 auszubilden.
  • Wie in 4E gezeigt, wird der vierte fotosensitive Film 42 entfernt, und nachdem ein isolierender Film auf der gesamten Oberfläche des Halbleiter-Substrates 31 aufgebracht ist, wird ein Rückätz-Prozess ausgeführt, um Isolier-Film-Seitenwände 44 an beiden Seiten der Gate-Elektrode 39 auszubilden.
  • Anschließend wird, nachdem ein fünfter fotosensitiver Film 45 auf der gesamten Oberfläche des Halbleiter-Substrates 31 appliziert ist, der fünfte fotosensitive Film 45 unter Verwendung von Belichtungs- und Entwicklungs-Verfahren selektiv strukturiert, um den NMOS-Transistor-Bereich zu öffnen.
  • Anschließend werden, unter Verwendung des strukturierten fünften fotosensitiven Films 45 als einer Maske, stark dotierte Verunreinigungs-Ionen vom n-Typ (beispielsweise As) in den P-Quell-/Vertiefungs-Bereich 35 und den Attrappen-Graben-Bereich implantiert, um den stark dotierten Verunreinigungs-Bereich vom n-Typ 46 und einen N+ Bereich 47 simultan auszubilden.
  • Wie in 1F gezeigt, wird der der fünfte fotosensitive Film 45 entfernt, und nachdem ein sechster fotosensitiver Film 48 auf der gesamten Oberfläche des Halbleiter-Substrates 31 appliziert, ist, wird der sechste fotosensitive Film 48 unter Verwendung von Belichtungs- und Entwicklungs-Prozessen selektiv strukturiert, um den PMOS-Transistor-Bereich und den Attrappen-Graben-Bereich zu öffnen.
  • Anschließend werden unter Verwendung des strukturierten sechsten fotosensitiven Films 48 als einer Maske stark dotierte P-Typ-Verunreinigungs-Ionen in den N-Quell-/Vertiefungs-Bereich 37 implantiert, um den stark dotierten p-Typ-Verunreinigungs-Bereich 49 auszubilden.
  • Wie in 1G gezeigt, wird, nachdem der sechste fotosensitive Film 48 entfernt ist, ein Wärmebehandlungs-Prozess an dem Halbleiter-Substrat 301 ausgeführt, um die in dem Halbleiter-Substrat 31 implantierten Verunreinigungs-Ionen zu aktivieren.
  • In den folgenden (nicht gezeigten) Prozessen wird eine Mehrzahl von isolierenden Zwischen-Filmen, Metall-Draht-Leitungen, Farbfilter-Schichten und Mikrolinsen auf dem Halbleiter-Substrat 31 ausgebildet, so dass ein Bildsensor hergestellt ist/wird.
  • Bei dem Verfahren zum Herstellen des CMOS-Bildsensors in der vorher genannten konventionellen Technik gibt es das folgende Problem.
  • Da die stark dotierten Verunreinigungs-Ionen vom n-Typ in dem Attrappen-Graben-Bereich implantiert werden, ist der/ein Getterungs-Effekt für die Metall-Ionen zu klein, um den Leck-Strom zu reduzieren.
  • US 6498357 B2 offenbart ein Verfahren, um in einem shallow-trench-isolation (STI) CMOS-Prozess die Ausbildung einer lateralen SCR-Vorrichtung für an-chip ESD-Schutz zur ermöglichen. In der SCR-Vorrichtung wird die STI im Strompfad entfernt und durch ein Dummy-Gate ersetzt, wodurch die SCR-Vorrichtung im Falle eines ESD-Ereignisses schneller angeschaltet werden kann, um die CMOS-Schaltung zu schützen. In dem Verfahren wird, unter anderem, eine stark dotierte Region in einem Attrappen-Graben ausgebildet.
  • KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Dementsprechend zielt die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines CMOS-Bildsensors, welches im Wesentlichen eines oder mehrere der Probleme aufgrund der Begrenzungen und Nachteile des Standes der Technik vermeidet.
  • Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass das Verfahren einen CMOS-Bildsensor bereitstellt, welcher dazu geeignet ist, einen Leckstrom, durch Getterung von Metall-Ionen-Kontamination durch Implantieren von P-Typ-Verunreinigungs-Ionen (beispielsweise B) in einem Attrappen-Graben-Bereich zu reduzieren.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung dargelegt, und werden aus der Beschreibung heraus offensichtlich werden, oder können durch Ausführen der Erfindung gelernt werden. Diese und andere Vorteile der Erfindung werden durch die insbesondere in der geschriebenen Beschreibung und den Ansprüchen hiervon, sowie den beigefügten Zeichnungen, ausgedrückte Struktur realisiert und erreicht.
  • Gemäß des Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines CMOS-Bildsensors bereitgestellt, welches die folgenden Schritte umfasst: Ausbilden einer Element-Isolation in einem Feld-Bereich eines Halbleiter-Substrates, wo ein Fotodioden-Bereich, Transistor-Bereiche vom ersten und zweiten Leitfähigkeits-Typ, der Feld-Bereich und ein Attrappen-Graben-Bereich definiert sind; Ausbilden einer Fotodiode in dem Fotodioden-Bereich des Halbleiter-Substrates 1; Ausbilden eines Quell-/Vertiefungs-Bereiches vom ersten Leitfähigkeits-Typ und eines zweiten Quell-/Vertiefungs-Bereiches vom zweiten Leitfähigkeits-Typ durch Implantieren von Verunreinigungs-Ionen vom ersten und vom zweiten Leitfähigkeits-Typ in den Transistor-Bereichen vom ersten beziehungsweise vom zweiten Leitfähigkeits-Typ des Halbleiter-Substrates; Ausbilden einer Gate-Elektrode auf dem Halbleiter-Substrat in den Transistor-Bereichen vom ersten und zweiten Leitfähigkeits-Typ mit einem dazwischenliegenden Gate-Isolier-Film; Ausbilden eines leicht dotierten Verunreinigungs-Bereiches vom ersten Leitfähigkeits-Typ und eines leicht dotierten Verunreinigungs-Bereiches vom zweiten Leitfähigkeits-Typ in dem zweiten Quell-/Vertiefungs-Bereich beziehungsweise dem ersten Quell-/Vertiefungs-Bereich an beiden Seiten der Gate-Elektrode; Ausbilden eines stark dotierten Verunreinigungs-Bereiches vom ersten Leitfähigkeits-Types und eines stark dotierten Verunreinigungs-Bereiches vom zweiten Leitfähigkeits-Typ, in dem ersten Quell-/Vertiefungs-Bereich beziehungsweise dem zweiten Quell-/Vertiefungs-Bereich an beiden Seiten der Gate-Elektrode; und Ausbilden eines stark dotierten dritten Verunreinigungs-Bereiches vom ersten Leitfähigkeits-Typ in dem Attrappen-Graben-Bereich, wobei der stark dotierte dritte Verunreinigungs-Bereich vom ersten Leitfähigkeits-Typ des Attrappen-Graben-Bereiches und der stark dotierte erste Verunreinigungs-Bereich vom ersten Leitfähigkeits-Typ des zweiten Quell-/Vertiefungs-Bereiches simultan ausgebildet werden.
  • Es versteht sich, dass sowohl die vorangegangene allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung exemplarisch und erklärend sind und dazu vorgesehen sind, eine nähere Erläuterung der Erfindung, wie sie beansprucht ist, bereitzustellen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die begleitenden Zeichnungen, welche beinhaltet sind, um ein weiteres Verständnis der Erfindung bereitzustellen, und welche in diese Spezifikationen eingearbeitet sind und einen Teil von ihr bilden, erläutern exemplarische Ausführungsformen der Erfindung, und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erklären. In den Zeichnungen:
  • sind 1A bis 1G Querschnitt-Ansichten eines CMOS-Bildsensors, welche ein konventionelles Verfahren zum Herstellen des CMOS-Bildsensors zeigen;
  • ist 2 eine schematische Querschnitt-Ansicht, welche einen CMOS-Bildsensor gemäß eines Beispiels zeigt; und
  • sind 3A bis 3G Querschnitt-Ansichten eines CMOS-Bildsensors, welche Prozess-Schritte eines Verfahrens zum Herstellen eines CMOS-Bildsensors gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER GEZEIGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • es wird nun im Detail auf exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, von welchen Beispiele in den begleitenden Zeichnungen gezeigt sind.
  • 2 ist eine schematische Querschnitt-Ansicht, welche einen CMOS-Bildsensor gemäß eines Beispiels zeigt.
  • Wie in 2 gezeigt, beinhaltet der CMOS-Bildsensor: einen Element-Isolier-Film 102, welcher in einem Feld-Bereich eines Halbleiter-Substrates 101 ausgebildet ist, wo ein Fotodioden-Bereich, PMOS- und NMOS-Transistor-Bereiche, der Feld-Bereich und ein Attrappen-Graben-Bereich definiert sind; (eine) in dem Foto-Bereich des Halbleiter-Substrates 101 ausgebildete Fotodiode(n) 103; einen N-Quell-/Vertiefungs-Bereich 107 und einen P-Quell-/Vertiefungs-Bereich 105, welche in dem PMOS- beziehungsweise dem NMOS-Transistor-Bereich des Halbleiter-Substrates 101 ausgebildet sind; eine Gate-Elektrode 109, welche auf dem Halbleiter-Substrat 101 in den PMOS- und NMOS-Transistor-Bereich des Halbleiter-Substrates 101, mit einer dazwischen liegenden Gate-Isolier-Schicht 108 ausgebildet ist; einen leicht dotierten Verunreinigungs-Bereich vom p-Typ 113 und einen leicht dotierten Verunreinigungs-Bereich vom n-Typ 111, welche in dem N-Quell-/Vertiefungs-Bereich 107 beziehungsweise dem P-Quell-/Vertiefungs-Bereich 105 an beiden Seiten der Gate-Elektrode 109 ausgebildet sind; Isolier-Film-Seitenwände 114, welche an beiden Seiten der Gate-Elektrode 109 ausgebildet sind; ein stark dotierter Verunreinigungs-Bereich 118 vom p-Typ und ein stark dotierter Verunreinigungs-Bereich 116 vom n-Typ, welche in dem N-Quell-/Vertiefungs-Bereich 107 und dem P-Quell-/Vertiefungs-Bereich 105 an beiden Seiten der Gate-Elektrode 109, und der Isolier-Film-Seitenwand 114 ausgebildet sind; und ein in dem Attrappen-Graben-Bereich ausgebildeter P+ Bereich 119.
  • In den P+ Bereich 119 wird Bor implantiert.
  • 3A bis 3G sind Querschnitt-Ansichten eines Halbleiter-Bauelements, welche Prozess-Schritte eines Verfahrens zum Herstellen eines CMOS-Bildsensors gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
  • Wie in 3A gezeigt, sind Element-Isolier-Filme 102 in einem Feld-Bereich eines Halbleiter-Substrates 101 ausgebildet, welcher einen aktiven Bereich, den Feld-Bereich und einen Attrappen-Graben-Bereich aufweist.
  • Hierbei wird der Element-Isolier-Film 102 unter Verwendung eines STI(”Shallow Trench Isolation”, Schmale-Rille-Isolation)-Prozesses zum Ätzen des Feld-Bereiches des Halbleiter-Substrates 101 zu einer vorbestimmten Tiefe gebildet, um eine Rille auszubilden, und ein Isolier-Material in einem inneren Abschnitt der Rille zu bedecken.
  • Andererseits beinhaltet der aktive Bereich einen PMOS-Transistor-Bereich und einen NMOS-Transistor-Bereich, und ist in dem NMOS-Transistor-Bereich ein Fotodioden-Bereich definiert.
  • Anschließend wird in dem Fotodioden-Bereich des Halbleiter-Substrates 101 eine Fotodiode 103 durch Implantieren von Verunreinigungs-Ionen ausgebildet, welche einen Leitfähigkeits-Typ aufweisen, welcher zu demjenigen des Halbleiter-Substrates 101 entgegengesetzt ist.
  • Nachdem ein erster fotosensitiver Film 104 auf die gesamte Oberfläche des Halbleiter-Substrates 101 appliziert ist, wird mittels Belichtungs- und Entwicklungs-Prozessen der erste fotosensitive Film 104 strukturiert, um den PMOS-Transistor-Bereich, mit Ausnahme des NMOS-Transistor-Bereiches des Attrappen-Graben-Bereiches zu maskieren.
  • Anschließend werden unter Verwendung des strukturierten ersten fotosensitiven Films 104 als einer Maske p-Typ-Verunreinigungs-Ionen in die gesamte Oberfläche des Halbleiter-Substrates 101 implantiert, um einen p-Quell-/Vertiefungs-Bereich 105 in dem NMOS-Transistor-Bereich und dem Attrappen-Graben-Bereich auszubilden.
  • Wie in 3B gezeigt, wird der erste fotosensitive Film 104 entfernt, und nachdem ein zweiter fotosensitiver Film 106 auf der gesamten Oberfläche des Halbleiter-Substrates 101 appliziert ist, wird der zweite fotosensitive Film 106 unter Verwendung von Belichtungs- und Entwicklungs-Prozessen selektiv strukturiert, um den PMOS-Transistor-Bereich zu öffnen.
  • Anschließend werden unter Verwendung des strukturierten zweiten fotosensitiven Films 106 als einer Maske Verunreinigungs-Ionen vom n-Typ in dem PMOS-Transistor-Bereich implementiert, um einen N-Quell-/Vertiefungs-Bereich 107 auszubilden.
  • Wie in 3C gezeigt, wird der zweite fotosensitive Film 106 entfernt, und es werden ein Gate-Isolier-Film 108 und ein leitfähiger Gate-Elektrode-Film (beispielsweise ein Polysilizium-Film) sequentiell auf dem Halbleiter-Substrat 101 ausgebildet.
  • Anschließend werden der leitfähige Film und der Gate-Isolier-Film 108 selektiv geätzt, um eine Gate-Elektrode 109 auf dem Halbleiter-Substrat 101 in dem PMOS-Transistor-Bereich und dem NMOS-Transistor-Bereich auszubilden.
  • Nachdem ein dritter fotosensitiver Film 110 auf das Halbleiter-Substrat 101 appliziert ist, wird der dritte fotosensitive Film 110 unter Verwendung von Belichtungs- und Entwicklungs-Prozessen selektiv strukturiert, um den NMOS-Transistor-Bereich und den Attrappen-Graben-Bereich zu öffnen.
  • Anschließend werden unter Verwendung des strukturierten dritten fotosensitiven Films 110 als einer Maske Verunreinigungs-Ionen vom n-Typ in den P-Quell-/Vertiefungs-Bereich 105 und den Attrappen-Graben-Bereich implantiert, um einen leicht dotierten Verunreinigungs-Bereich vom n-Typ 111 zu bilden.
  • Wie in 3D gezeigt, wird der dritte fotosensitive Film 110 entfernt, und nachdem ein vierter fotosensitiver Film 112 auf die gesamte Oberfläche des Halbleiter-Substrates 101 appliziert ist, wird der vierte fotosensitive Film 112 unter Verwendung von Belichtungs- und Entwicklungs-Prozessen selektiv strukturiert, um den PMOS-Transistor-Bereich zu öffnen.
  • Anschließend werden unter Verwendung des strukturierten vierten fotosensitiven Films 112 als einer Maske leicht dotierte p-Typ-Verunreinigungs-Ionen in den N-Quell-/Vertiefungs-Bereich 107 implantiert, um einen leicht dotierten Verunreinigungs-Bereich vom p-Typ 113 auszubilden.
  • Wie in 3E gezeigt, wird der vierte fotosensitive Film 112 entfernt, und nachdem ein isolierender Film auf der gesamten Oberfläche des Halbleiter-Substrates 101 aufgebracht ist, wird ein Rückätz-Prozess ausgeführt, um isolierende Film-Seitenwände 114 an beiden Seiten der Gate-Elektrode 109 aufzubringen.
  • Nachdem ein fünfter fotosensitiver Film 115 auf die gesamte Oberfläche des Halbleiter-Substrates 101 aufgebracht ist, wird der fünfte fotosensitive Film 115 unter Verwendung von Belichtungs- und Entwicklungs-Prozessen selektiv strukturiert, um den NMOS-Transistor-Bereich zu öffnen. Anschließend werden unter Verwendung des strukturierten fünften fotosensitiven Films 115 als einer Maske stark dotierte Verunreinigungs-Ionen vom n-Typ (beispielsweise As) in den P-Quell-/Vertiefungs-Bereich implantiert, um den stark dotierten Verunreinigungs-Bereich vom n-Typ 116 auszubilden.
  • Wie in 3F gezeigt, wird der fünfte fotosensitive Film 115 entfernt, und nachdem der sechste fotosensitive Film 117 auf der gesamten Oberfläche des Halbleiter-Substrates 101 aufgebracht ist, wird der sechste fotosensitive Film 117 unter Verwendung von Belichtungs- und Entwicklungs-Prozessen selektiv strukturiert, um den PMOS-Transistor-Bereich und den Attrappen-Graben-Bereich zu öffnen.
  • Unter Verwendung des strukturierten sechsten fotosensitiven Films 117 als einer Maske, werden stark dotierte p-Typ-Verunreinigungs-Ionen in den n-Quell-/Vertiefungs- Bereich 107 und den Attrappen-Graben-Bereich implantiert, um den stark dotierten Verunreinigungs-Bereich vom p-Typ 118 und den P+ Bereich 119 simultan auszubilden.
  • Wie in 3G gezeigt, wird, nachdem der sechste fotosensitive Film 117 entfernt ist, ein Wärmebehandlungs-Prozess an dem Halbleiter-Substrat 101 ausgeführt, um die implantierten Verunreinigungs-Ionen in dem Halbleiter-Substrat 101 zu aktivieren.
  • In dem anschließenden Prozess-Schritt (nicht gezeigt) werden eine Mehrzahl von isolierenden Zwischenlagen-Filmen, Metall-Draht-Leitungen, Farbfilter-Schichten, Mikrolinsen auf dem Halbleiter-Substrat 101 ausgebildet, so dass ein Bildsensor hergestellt wird/ist.
  • Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind/werden bei dem CMOS-Bildsensor-Herstellungs-Prozess, wenn die stark dotierten Verunreinigungs-Ionen vom p-Typ (beispielsweise B) in den PMOS-Transistor-Bereich implantiert sind/werden, die stark dotierten Verunreinigungs-Ionen vom p-Typ auch in den Attrappen-Graben-Bereich implantiert, so dass Metall-Ionen-Verunreinigung verhindert werden kann.
  • Bei der konventionellen Technik werden, wenn N+ Ionen implantiert werden, Arsen(As)-Ionen in den Attrappen-Graben-Bereich implantiert. Wenn allerdings, gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die P+ Ionen implantiert werden, werden Bor-Ionen in den Attrappen-Graben-Bereich implantiert, so dass die Metall-Ionen-Kontamination durch Verwendung von Fe-B-Bindung verhindert werden kann. Ohne einen zusätzlichen Prozess unterliegt, als ein Ergebnis, die Metall-Ionen-Kontamination einem weiten Bereich des Attrappen-Graben-Bereiches Getterung, so dass ein Leckstrom reduziert werden kann.
  • Obwohl die Beispiel-Ausführungsformen und die modifizierten Beispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben worden sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsformen und Beispiele beschränkt, sondern kann in verschiedenen Formen modifiziert werden, ohne vom Bereich der beigefügten Ansprüche, der detaillierten Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Daher ist es natürlich, dass solche Modifikationen dem Bereich der vorliegenden Erfindung zugehörig sind.
  • Gemäß einem Verfahren zum Herstellen eines CMOS-Bildsensors gemäß der vorliegenden Erfindung können die folgenden Vorteile erreicht werden.
  • Eine hohe Konzentration von Bor-Ionen kann in einen weiten Attrappen-Graben-Bereich des CMOS-Bildsensors während eines P+ Source-Drain-Prozesses implantiert werden, so dass die/eine Getterung von Metall-Ionen-Kontamination ebenfalls verbessert werden kann.
  • Zusätzliche Masken-Design-Aufgaben können ebenfalls reduziert werden, indem ein Masken-Maßnahme(”Task”)-Verfahren zur Getterung verwendet wird.
  • Insbesondere können Bor-Ionen in hoher Dosis in den Attrappen-Graben-Bereich implantiert werden, und daher wird die Metall-Ionen-Kontamination unter Verwendung der/einer Fe-B-Bindung reduziert, so dass ein in einem inneren Silizium-Abschnitt auftretender Leckstrom reduziert werden kann.
  • Es wird für Fachleute offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Variationen an der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden können. Daher ist angestrebt, dass die vorliegende Erfindung die Modifikationen und Variationen dieser Erfindung abdeckt, vorausgesetzt, sie befinden sich innerhalb des Bereiches der beigefügten Ansprüche und ihrer Äquivalente.

Claims (4)

  1. Verfahren zum Herstellen eines CMOS-Bildsensors, welches die folgenden Schritte umfasst: Ausbilden einer Element-Isolierung (102) in einem Feld-Bereich eines Halbleiter-Substrates (101), wo ein Fotodioden-Bereich, Transistor-Bereiche vom ersten und zweiten Leitfähigkeits-Typ, der Feld-Bereich und ein Attrappen-Graben-Bereich definiert sind; Ausbilden einer Fotodiode (103) in dem Fotodioden-Bereich des Halbleiter-Substrates (101); Ausbilden eines Quell-/Vertiefungs-Bereiches (105) vom ersten Leitfähigkeits-Typ und eines Quell-/Vertiefungs-Bereiches (107) vom zweiten Leitfähigkeits-Typ durch Implantieren von Verunreinigungs-Ionen vom ersten und zweiten Leitfähigkeits-Typ in den Transistor-Bereichen vom ersten beziehungsweise zweiten Leitfähigkeits-Typ des Halbleiter-Substrates (101); Ausbilden einer Gate-Elektrode (109) auf dem Halbleiter-Substrat (101) in den Transistor-Bereichen vom ersten und zweiten Leitfähigkeits-Typ mit einer zwischengeschalteten Gate-Isolier-Schicht (108); Ausbilden eines leicht dotierten Verunreinigungs-Bereiches (113) vom ersten Leitfähigkeits-Typ und eines leicht dotierten Verunreinigungs-Bereiches (111) vom zweiten Leitfähigkeits-Typ in dem zweiten Quell-/Vertiefungs-Bereich (107) beziehungsweise dem ersten Quell-/Veiefungs-Bereich (105) an beiden Seiten der Gate-Elektrode (109); Ausbilden eines stark dotierten Verunreinigungs-Bereiches (118) vom ersten Leitfäihigkeits-Typ und eines stark dotierten Verunreinigungs-Bereiches (116) vom zweiten Leitfähigkeits-Typ in dem zweiten Quell-/Vertiefungs-Bereich (107) beziehungsweise dem ersten Quell-/Vertiefungs-Bereich (105) an beiden Seiten der Gate-Elektrode (109); und Ausbilden eines stark dotierten dritten Verunreinigungs-Bereiches (119) vom ersten Leitfähigkeits-Typ in dem Attrappen-Graben-Bereich, wobei der stark dotierte dritte Verunreinigungs-Bereich (119) vom ersten Leitfähigkeits-Typ des Attrappen-Graben-Bereiches und der stark dotierte erste Verunreinigungs-Bereich (118) vom ersten Leitfähigkeits-Typ des zweiten Quell-/Vertiefungs-Bereiches (107) simultan ausgebildet werden.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der stark dotierte dritte Verunreinigungs-Bereich (119) vom ersten Leitfähigkeits-Typ durch Implantieren von stark dotierten Verunreinigungs-Ionen vom p-Typ ausgebildet ist.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die stark dotierten Verunreinigungs-Ionen vom p-Typ Bor-Ionen sind.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 1, ferner einen Schritt zum Ausbilden von Isolier-Film-Seitenwänden (114) an beiden Seiten der Gate-Elektrode (109) umfassend.
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