[发明专利]一种半导体器件及其制作方法

说明书

本发明提供一种半导体器件及其制作方法，包括步骤：1）于半导体衬底表面形成介质栅层、多晶硅栅层及栅极侧墙；2）对多晶硅栅层及栅极侧墙两侧的半导体衬底进行N型离子注入及退火，形成N型多晶硅栅层、源区及漏区；3）形成覆盖N型多晶硅栅层、源区及漏区的光刻胶，并于N型多晶硅栅层上方的光刻胶中形成注入窗口；4）对N型多晶硅栅层进行P型离子注入，使N型多晶硅栅层部分反型为P型多晶硅栅层，并去除光刻胶。本发明通过于N型多晶硅栅层中注入高浓度浓度P型离子使栅极形成P‑N二极管结构，通过离焦曝光工艺制作具有注入窗口的光刻胶以保护源区及漏区，从而大大提高器件的性能及稳定性。

技术领域

本发明属于半导体制造领域，特别是涉及一种半导体器件及其制作方法。

背景技术

传统的图像传感器通常可以分为两类：电荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)图像传感器和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。其中，CMOS图像传感器具有体积小、功耗低、生产成本低等优点，因此，CMOS图像传感器易于集成在例如手机、笔记本电脑、平板电脑等便携电子设备中，作为提供数字成像功能的摄像模组使用。

CMOS图像传感器通常采用3T或4T的像素结构。图1显示为一种传统CMOS图像传感器的4T像素结构，包括光电二极管11、转移晶体管12、复位晶体管13、源跟随晶体管14以及行选择晶体管15。其中，光电二极管11用于感应光强变化而形成相应的图像电荷信号。转移晶体管12用于接收转移控制信号TX，在转移控制信号TX的控制下，转移晶体管12相应导通或关断，从而使得光电二极管11所感应的图像电荷信号被读出到与该转移晶体管12的漏极耦接的浮动扩散区(floating diffusion)，进而由该浮动扩散区存储图像电荷信号。复位晶体管13用于接收复位控制信号RST，在该复位控制信号RST的控制下，复位晶体管13相应导通或关断，从而向源跟随晶体管14的栅极提供复位信号。源跟随晶体管14用于将转移晶体管12获得的图像电荷信号转换为电压信号，并且该电压信号可以通过行选择晶体管15输出到位线BL上。

随着CMOS图像传感器的发展，光电二极管造成的噪声大大降低，现在，CMOS图像传感器的噪声的主要来源为1/f噪声，而这种1/f噪声主要来自于传统的表面沟道型NMOS源跟随晶体管。为了解决这个重大的缺陷，埋沟型NMOS源跟随管由于可以实现较低的1/f噪声，而逐渐取代了表面沟道型NMOS源跟随晶体管。

但是，由于埋沟型NMOS源跟随晶体管需要在多晶硅栅中注入较大浓度的P型离子，这很难便面会导致N型源漏区被注入一定量的P型离子而降低其掺杂浓度甚至使其反型，从而导致源跟随管性能的降低甚至失效。

因此，提供一种可以有效解决上述问题的埋沟型NMOS源跟随晶体管及其制作方法实属必要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种半导体器件及其制作方法，用于解决现有技术中埋沟型源跟随晶体管在栅极结构的离子注入过程中容易导致源漏区反型的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种半导体器件的制作方法，至少包括以下步骤：

1）提供一半导体衬底，于所述半导体衬底表面依次形成介质层及多晶硅层，定义栅极结构区域，去除所述栅极结构区域以外的多晶硅层及介质层，形成栅极结构的介质栅层及多晶硅栅层，并于所述介质栅层及多晶硅栅层两侧形成栅极侧墙；

2）对所述多晶硅栅层及所述栅极侧墙两侧的半导体衬底进行N型离子注入及退火，形成N型多晶硅栅层及分别位于所述栅极侧墙两侧下方的源区及漏区；

3）于上述结构表面形成至少覆盖所述N型多晶硅栅层、源区及漏区的光刻胶，并于所述N型多晶硅栅层上方的光刻胶中形成注入窗口；

4）藉由所述注入窗口对所述N型多晶硅栅层进行P型离子注入，使所述N型多晶硅栅层部分反型为P型多晶硅栅层，并去除所述光刻胶。