[发明专利]光二极管互补金属氧化物半导体图像传感器的制造方法

说明书

本发明涉及一种传感器的制造方法，特别是涉及一种主动式光二极管互补金属氧化物半导体图像传感器(Photodiode CMOS Image Sensor)的制造方法。

光二极管图像传感器是目前常见的一种图像传感元件。典型的光二极管图像传感器，至少包括一个重置晶体管(Reset Transistor)以及一个二极管所形成的光传感区。以n型掺杂区、p型基体(n⁺/p)所形成的二极管作为感光区域为例，光二极管图像传感器在操作时是在重置晶体管的栅极施加一电压，使重置晶体管开启后，对n⁺/p二极管接面电容充电。当充电到一高电位之后，关掉重置晶体管，使n⁺/p二极管产生逆偏而形成空乏区。当光照射在此n⁺/p二极管感光区时，产生的电子电洞对会被空乏区的电场分开，使电子往n型掺杂区移动，而使n型掺杂区的电位降低，至于电洞则会往p型基体流走。若此时以一个晶体管把n型掺杂区的电子传到输出端(Bus Line)，使照光所产生的电荷直接传到输出端进行读取，而没有经由任何的放大元件，此种光传感器则是所谓的被动式光二极管图像传感器(Passive Pixel Photodiode)。若n型掺杂区接到一个传送晶体管(Transfer Transistor)所形成的源极随耦器(Source Folower)，则可以利用源极随耦器所提供的大电流，快速地对输出端充放电，使输出端的电压稳定，杂音较小，此种光传感器泛称的主动式光二极管传感器(Active Pixel Photodiode)。

近年来在许多低价位图像传感器的应用上，主动式光二极管互补金属氧化物半导体图像传感器已成为电荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)的替代品。由于主动式光二极管互补式金属氧化物图像传感器具有高量子率(Quantum Efficiency)、低读出噪声(Read Noise)、高动态范围(Dynamic Range)以及随机存取(Random Access)等特性，而且与互补金属氧化物半导体(CMOS)元件的制作工艺具有百分之百的兼容性，因此可以很容易地将其与其他的控制电路、模拟转换数字电路(A/D Converter)以及数字信号处理电路整合在同一片芯片上，达到所谓的系统单一芯片(System On a Chip，SOC)。主动式光二极管互补金属氧化物半导体图像传感器是未来发展图像传感器的一种趋势。

图1是现有一种主动式光二极管互补金属氧化物半导体图像传感器的上视图。图2为图1的II-II切面的剖视图。请参照图1，现有主动式光二极管互补金属氧化物半导体传感器的制造方法在基体100中形成隔离区102，之后，在基体100上沉积一层氧化层与复晶硅层，然后，经由光刻与蚀刻技术，构成氧化层与复晶硅层，以形成重置定晶体120的栅极氧化层122以及复晶硅栅极124。接着，以隔离区102以及复晶硅栅极124作为植入掩模，利用离子植入法，在基体100中形成源极/漏极130的轻掺杂区125以及二极管感光区110的掺杂区112。其后，在复晶硅栅极124以及栅极氧化层122的侧壁形成间隙壁126，再于基体100中形成源极/漏极130的重掺杂区128。

典型的互补金属氧化物半导体晶体管标准制作工艺中，还包括一道自动对准金属化制作工艺(Self-Aligned Silicide，Salicide)，以在复晶硅栅极124以及源极/漏极130上形成金属硅化物，用以降低元件的阻值。但是，当上述典型的互补金属氧化物半导体晶体管标准制作工艺应用于主动式光二极管互补金属氧化物半导体图像传感器的制作时，二极管感光区110在施行自动对准金属化制作工艺之后也会如同复晶硅栅极124以及源极/漏极130一样形成金属硅化物。覆盖金属硅化物的二极管感光区110，将造成入射光大量反射，而使得光电转移效率大幅度降低。为了去除覆盖于二极管感光体110的金属硅化物，典型的制作工艺，则必须额外增加一道光掩模，以将其去除。然而，增加一道光掩模不但增加制作工艺的时间，而且也将提高制造成本。

本发明的目的在于提供一种主动式光二极管互补金属氧化物半导体图像传感器的制造方法，可以在不增加制作工艺步骤的前提下，使二极管的感光区不形成金属硅化物，以增加光转移效率。