[发明专利]CMOS图像传感器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种CMOS图像传感器及其制造方法。

背景技术

CMOS图像传感器可以作为将光信号转换为电信号的机械视觉装置。这种CMOS图像传感器可以分为可以对光信号作出响应的像素区域以及不可以对光信号作出响应的外围区域。

为了保持CMOS图像传感器的高性能，在制造CMOS图像传感器的过程中需要硅化工艺。因此必须在外围区域内形成硅化物。这是因为在像素区域内形成的二极管硅化物可降低光传输特性以及可导致像素晶体管的结点泄漏。

根据现有的制造方法，可以通过刻蚀工艺从像素区域去除硅化物阻挡层，并且还可去除在像素区域内形成的栅极氧化层。因此，光电二极管的性能可能降低，并且CMOS图像传感器的产量减少。

发明内容

本发明实施例涉及一种互补型金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器，以及关于一种CMOS图像传感器，其可以保护栅极氧化层和提高CMOS图像传感器性能。本发明实施例还涉及一种CMOS图像传感器的制造方法，其可以保护栅极氧化层和提高CMOS图像传感器性能

根据本发明实施例，提供一种生产CMOS图像传感器的方法，包含下列步骤：制备定义有像素区域和外围区域的半导体衬底，其中在该半导体衬底上形成有栅电极；在该半导体衬底上涂覆多氧化层；在经过这样处理的结构上沉积线性氮化物层；在该像素区域中形成硅化物阻挡层；在该外围区域中形成硅化物层；以及去除在该像素区域中形成的硅化物阻挡层。

根据本发明实施例，提供一种CMOS图像传感器，包含：半导体衬底，在其中定义有像素区域和外围区域，并且在该半导体衬底上形成有栅电极；栅电极，在半导体衬底的像素区域中；线性氮化物层，在该栅极氧化层上；以及硅化物层，在该外围区域内。

附图说明

图1A至图1H为示出根据本发明实施例的CMOS图像传感器以及CMOS图像传感器的制造方法的横截面图。

具体实施方式

请参见图1A，半导体衬底可以分为像素区域101和外围区域103。可以在半导体衬底上形成栅电极105，以及可以在这样的结构上形成多氧化层(poly oxide layer)107。栅电极105可以包括栅极氧化层和间隔件。可以在该半导体衬底内形成源极/漏极区域以及轻掺杂漏极(LDD)结构。在图1a至图1h中，为了清楚不再示出这些元件。还可以配置有绝缘层102。

请参见图1B，可以在这样的结构上沉积线性氮化物层109。线性氮化物层109可以具有大约300至大约500范围的厚度。

当线性氮化物层109的厚度小于300时，多氧化层107在随后的去除阻挡层的工艺步骤中不能受到有效的保护。在本发明的实施例中，如果线性氮化物层109的厚度大于500，则由于应力可能在其中产生变形。

请参见图1C，可以将硅化物阻挡层111涂覆在半导体衬底上的线性氮化物层109上。硅化物阻挡层111可以由氧化物材料形成，例如，等离子体增强的四乙基原硅酸盐(PETEOS)。

请参见图1D，可以通过光刻工艺来蚀刻与外围区域103相对应的硅化物阻挡层111、线性氮化物层109以及氧化层107。

请参见图1E，可在外围区域103内沉积硅化物层113。硅化物沉积工艺可以包括对金属材料，例如钴(Co)进行溅射以及退火。由于硅化物阻挡层111，所以在像素区域内可能不会形成硅化物。

可以在外围区域103内形成硅化物层113，并且所述硅化物层113可以防止光传输穿过外围区域103以及漏电。

请参见图1F，可以移除硅化物阻挡层111。这样做的原因是由于硅化物阻挡层111可能会阻挡和反射被照射在像素区域上的光，从而使其降低图像传感器的性能。在本发明实施例中，可以通过光刻工艺来去除硅化物阻挡层111。

线性氮化物109可能已经形成于栅电极105之上。因此，形成在线性氮化物层109下面的多氧化层107可以不会暴露于去除硅化物阻挡层111的刻蚀工艺下。因此多氧化层107可以通过线性氮化物层109受到保护。

因此，线性氮化物层109可以防止多氧化层107受到刻蚀工艺造成的损坏。

请参见图1G，绝缘层115可以形成于这样结构之上。绝缘层115可以由磷硅酸盐玻璃(PSG)制成。

请参见图1H，绝缘层115可以被平坦化以及可以形成接触部(contact)117。在本发明实施例中，可以通过化学机械抛光(CMP)工艺来执行绝缘层115的平面化。