[发明专利]CMOS传感器及CMOS传感器的形成方法

说明书

本发明提供了一种CMOS传感器，包括：半导体器件、位于所述半导体器件上的电荷阻挡层和栅极结构以及位于所述栅极结构和所述电荷阻挡层上的隔离层，本发明还提供了一种CMOS传感器的形成方法，包括：形成一半导体器件；在所述半导体器件上形成电荷阻挡层；在所述半导体器件上并且在所述电荷阻挡层一侧形成栅极结构；在所述电荷阻挡层和所述栅极结构上形成隔离层。在本发明提供的CMOS传感器及CMOS传感器的形成方法中，形成的电荷阻挡层可以阻挡隔离层产生的正电荷，可以阻挡氮化硅层中的电荷，降低电荷对于钉扎P型层的耗尽，使钉扎P型层增强，来抑制光电二极管中电子与表面态的结合，从而可以降低光电二极管中的暗电流。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种CMOS传感器及CMOS传感器的形成方法。

背景技术

CMOS图像传感器(CIS)由于其制造工艺和现有的集成电路制造工艺兼容，同时其性能上比原有的电荷耦合器件CCD相比有很多优点。CMOS图像传感器可以将驱动电路和像素集成在一起，简化了硬件设计，同时也降低了系统的功耗。CMOS图像传感器由于在采集光信号的同时就可以取出电信号，还能实时处理图像信息，速度比CCD图像传感器快。CMOS图像传感器还具有价格便宜，带宽较大，防模糊，访问的灵活性和较大的填充系数的优点。

传统的有源像素是运用光电二极管作为CMOS图像传感器件。通常的有源像素单元是由三个晶体管和一个P+/N+/P-光电二极管构成，这种结构适合标准的CMOS图像传感器的制造工艺。在对于光电二极管掺杂的空间分布设计中，还必须使空间电荷区避开晶体缺陷等复合中心集中的地区，以减小像素的暗电流。在光照时，光电二极管PD产生电荷，这时转移管TX是关闭状态。然后转移管打开，将存储在光电二极管中的电荷传输到漂浮节点，传输后，转移管关闭，并等待下一次光照的进入。在漂浮节点FD上的电荷信号随后用于调整放大晶体管。读出后，带有复位门的复位晶体管RST将漂浮点复位到一个参考电压。这种设计在大尺寸像素单元上由于光电二极管的尺寸较大，满阱容量(光电二极管存储电荷的能力)得到提升，从而可以存储更多的电子，从而可以提高像素单元的动态范围(最亮与最暗情况的比值)，降低噪声对像素的影响，信噪比会有所提高。

现有结构中由于后续刻蚀中的辉光波长较短产生一定的电子空穴对，电子由于导电性较好会被导走，而对应的空位则留下，形成一层具有正电荷的薄层。这个区域通过下面的氧化硅会将原有重掺杂钉扎层的P型耗尽部分，从而导致这层对应的钉扎效果降低，产生额外的暗电流。

发明内容

本发明的目的在于提供一种CMOS传感器及CMOS传感器的形成方法。

为了达到上述目的，本发明提供了一种CMOS传感器，包括：半导体器件、位于所述半导体器件上的电荷阻挡层和栅极结构以及位于所述栅极结构和所述电荷阻挡层上的隔离层。

可选的，在所述的CMOS传感器中，所述半导体器件包括衬底、位于所述衬底内的浅沟槽隔离结构、光电二极管以及位于所述光电二极管上的钉扎P型层。

可选的，在所述的CMOS传感器中，所述衬底为P型衬底。

可选的，在所述的CMOS传感器中，所述电荷阻挡层和所述钉扎P型层部分相对。

可选的，在所述的CMOS传感器中，所述隔离层的材料为氮化硅。

本发明还提供了一种CMOS传感器的形成方法，包括：

形成一半导体器件；

在所述半导体器件上形成电荷阻挡层；

在所述半导体器件上并且在所述电荷阻挡层一侧形成栅极结构；

在所述电荷阻挡层和所述栅极结构上形成隔离层。