[发明专利]CMOS图像传感器及其制造工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器；本发明还涉及该图像传感器的制造工艺方法。

背景技术

在图像传感器领域，CCD(电荷藕合器件)一直处于主导地位。但是，由于其制造工艺与CMOS工艺无法兼容，信号处理电路无法与CCD集成在同一芯片上，给CCD在制造成本和系统解决方案上带来了无法克服的局限。

近年来，CMOS图像传感器(有源像素)技术迅速发展。CMOS图像传感器的制造工艺与信号处理芯片的CMOS电路制造工艺完全兼容，因此可以很方便的将图像传感器与信号处理集成在同一芯片上，不仅降低了系统成本，而且使系统的功耗降低，系统集成方案更加简单，并更加微型化。

通常地，一个CMOS有源像素包含了3-4个MOS晶体管和一个光电二极管。

如图1和图2所示，现有的NMOS晶体管和PMOS晶体管通常都具有侧墙(spacer)结构。在现有的CMOS集成电路制造工艺中，侧墙用于改善晶体管的电流电压特性，其具体工艺流程为：在多晶硅刻蚀后，先进行P管(PMOS晶体管)和N管(NMOS晶体管)的LDD(Light Doped Drain，轻掺杂的源漏区)注入，然后淀积一定厚度的SiO₂和/或Si₃N₄膜，再用干法刻蚀方法除去这层膜，残余在多晶硅侧壁的SiO₂/Si₃N₄膜就是侧墙；接着进行高掺杂的源漏区注入，完成晶体管的源漏结构。

但是，在现有的侧墙制造工艺过程中，不可避免的会造成硅表面的损伤和热过程引起的杂质再分布，由此大大地降低了CMOS图像传感器的性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种CMOS图像传感器，其具有较好的光学性能，且制造工艺简单、制造成本低；为此，本发明还要提供一种CMOS图像传感器的制造工艺方法。

为解决上述技术问题，本发明CMOS图像传感器，其采用无侧墙结构的MOS晶体管。

上述CMOS图像传感器的制造工艺方法如下：

在进行多晶硅栅或多晶硅化合物栅刻蚀后，用单次的NMOS晶体管源漏区注入和单次的PMOS晶体管源漏区注入即完成晶体管源漏结构，省略现有工艺中的侧墙形成工艺、NMOS晶体管源漏区重掺杂注入和PMOS晶体管源漏区重掺杂注入的工艺步骤。

本发明具有以下有益效果：由于省略了侧墙刻蚀的侧墙形成工艺，光电二极管的表面缺陷减少，从而显著改善CMOS图像传感器的光学性能。此外，热过程的减少使得杂质分布更加容易控制。同时，由于这种方案省略了侧墙形成，P+注入，N+注入等工艺模块，显著降低了制造工艺的复杂度和制造成本。

附图说明

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细的说明：

图1是现有的有侧墙结构的NMOS晶体管结构示意图；

图2是现有的有侧墙结构的PMOS晶体管结构示意图；

图3是本发明CMOS图像传感器中无侧墙结构的NMOS晶体管结构示意图；

图4是本发明CMOS图像传感器中无侧墙结构的PMOS晶体管结构示意图。

具体实施方式

本发明在现有的NMOS晶体管和PMOS晶体管制造工艺方法的基础上省略侧墙形成工艺，形成如图3和图4所示的无侧墙结构的NMOS晶体管和PMOS晶体管。

本发明采用如下工艺制造无侧墙结构的MOS晶体管：

1、调整(加大)NMOS晶体管、PMOS晶体管的LDD注入浓度，并跳过侧墙形成模块(包括侧墙膜淀积、刻蚀等侧墙形成工艺)以及P+、N+注入模块。

2、将Salicide(自对准硅化物)工艺改为Polycide(多晶硅化合物)工艺或多晶硅工艺。

由于本发明省略了侧墙刻蚀，CMOS光电二极管的表面缺陷减少，从而显著改善CMOS图像传感器的光学性能。此外，热过程的减少使得杂质分布更加容易控制。同时，由于这种方案省略了侧墙形成，P+注入，N+注入等工艺模块，显著降低了制造工艺的复杂度和制造成本。