[发明专利]CIS光电二极管及其制作方法

说明书

本申请书涉及半导体集成电路制造领域，具体涉及一种CIS光电二极管及其制作方法。其中方法包括提供包括有第一导电类型外延层的CIS基底层；在第一导电类型外延层上，淀积形成掩模层；通过光刻刻蚀工艺，使得掩模层定义出光电二极管图案；根据光电二极管图案，刻蚀第一导电类型外延层，形成光电二极管深孔结构；光电二极管深孔结构，由第一导电类型外延层上表面向下延伸；通过掺杂外延工艺，在光电二极管深孔结构的表面，生长形成具有掺杂浓度梯度的光电二极管器件，使得光电二极管器件，填满光电二极管深孔结构。根据上述方法能够制作出本申请的光电二极管，使得本申请可以解决相关技术限制光电二极管感光度的问题。

技术领域

本申请书涉及半导体集成电路制造领域，具体涉及一种CIS(CMOS Image Sensor，CMOS图像传感器)光电二极管及其制作方法。

背景技术

CMOS图像传感器，其核心结构为光电转换单元，该光电转换单元的核心器件为光电二极管。通常，图像传感器的光电转换单元包括多个呈阵列式排布的光电二极管，光电二极管能够将采集到的光子转变为电子，然后通过其他辅助电路结构将该电子转变为电信号，并进行输出。

相关技术中，在制作光电二极管时，通常先在外延层上通过光刻胶定义出光电二极管图案，在通过杂质离子注入工艺，基于该光电二极管图案形成光电二极管，隔离区隔离在相邻光电二极管之间。

但是，相关技术中光刻胶的深宽比，以及杂质离子注入的深度和浓度，均会限制所形成光电二极管的感光度。

发明内容

本申请提供了一种CIS光电二极管的制作方法，可以解决相关技术限制光电二极管感光度的问题。

为了解决背景技术中相关技术存在的技术问题，本申请提供一种CIS光电二极管的制作方法，包括以下步骤：

提供包括有第一导电类型外延层的CIS基底层；

在所述第一导电类型外延层上，淀积形成掩模层；

通过光刻刻蚀工艺，使得所述掩模层定义出光电二极管图案；

根据所述光电二极管图案，刻蚀所述第一导电类型外延层，形成光电二极管深孔结构；所述光电二极管深孔结构，由所述第一导电类型外延层上表面向下延伸；

通过掺杂外延工艺，在所述光电二极管深孔结构的表面，生长形成具有掺杂浓度梯度的光电二极管器件，使得所述光电二极管器件，填满所述光电二极管深孔结构。

可选的，所述步骤：通过掺杂外延工艺，在所述光电二极管深孔结构的表面，生长形成具有掺杂浓度梯度的光电二极管器件，使得所述光电二极管器件，填满所述光电二极管深孔结构中：

所形成所述光电二极管器件的掺杂浓度，由外向内逐渐增高。

可选的，在所述步骤：通过掺杂外延工艺，在形成有所述光电二极管深孔结构的器件表面，逐层生长形成具有掺杂浓度梯度的光电二极管器件，使得所述光电二极管器件，填满所述光电二极管深孔结构之后，还进行：

进行化学机械研磨工艺，使得器件表面平坦化；

刻蚀去除所述掩模层。

可选的，在所述步骤：刻蚀去除所述掩模层完成后，所述光电二极管器件超出器件表面，再进行以下步骤：

通过化学机械研磨工艺，去除超出器件表面的部分光电二极管器件，使得器件表面平坦化。

可选的，所述步骤：通过掺杂外延工艺，在形成有所述光电二极管深孔结构的器件表面，生长形成具有掺杂浓度梯度的光电二极管器件，使得所述光电二极管器件，填满所述光电二极管深孔结构，包括：

在所述光电二极管深孔结构的表面，进行多次掺杂外延工艺，使得各次所述掺杂外延工艺中的杂质浓度不同；