[发明专利]CMOS图像传感器的制作方法

说明书

本发明提供一种CMOS图像传感器的制作方法。该制作方法包括：提供包括第一区和第二区的基底，基底上表面形成有硬掩模层；在硬掩模层上形成芯模结构；在芯模结构的侧壁形成侧墙，去除芯模结构，第一区上相邻的侧墙之间具有第一间距，第二区上相邻的侧墙之间具有第二间距；以第一区和/或第二区作为修整区，通过刻蚀工艺修整修整区上的侧墙的轮廓；以侧墙为掩模，刻蚀硬掩模层和基底，在第一区和第二区的基底中分别形成深度不同的第一沟槽和第二沟槽，其中，通过修整修整区上的侧墙的轮廓，以形成设定截面形状的沟槽。如此，可以同时形成尺寸较小且深度不同的沟槽，且沟槽的截面形状可控。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种CMOS图像传感器的制作方法。

背景技术

CMOS图像传感器（CMOS image sensor，CIS）使用于包含数字相机的应用中。在半导体技术中，CIS用于感测投射至半导体基底的光线。一般来说，这些装置利用了包含光电二极管及其他晶体管的像素（Pixel）阵列，将图像转为数字数据或电子信号。

CIS产品通常包含像素区域及逻辑区域。浅沟槽隔离（Shallow Trenchisolation，STI）为集成电路的特征部件，用以防止相邻的半导体部件之间的漏电流（leakage current）。然而随着CIS的像素尺寸越来越小，为了增大像素区域的感光面积以及降低像素的暗电流，与逻辑区域相比，像素区域所使用的浅沟槽隔离需要做的更浅。

图1至图4为一种CMOS图像传感器的制作方法的分步骤结构示意图。该CMOS图像传感器的制作方法包括：如图1所示，基底10包括像素区10a和逻辑区10b，基底10上依次形成有硬掩模层11和图形化的第一光刻胶层12；如图2所示，以图形化的第一光刻胶层12为掩模，刻蚀硬掩模层11和基底10，以在像素区10a和逻辑区10b的基底中均形成第一浅沟槽13，再去除图形化的第一光刻胶层12；如图3所示，在基底10上形成图形化的第二光刻胶层14，图形化的第二光刻胶层14露出逻辑区域10b；如图4所示，以图形化的第二光刻胶层14和硬掩模层11为掩模，在逻辑区10b中第一浅沟槽13的位置向下刻蚀形成第二浅沟槽15。

上述在CMOS图像传感器的像素区和逻辑区的基底中形成不同深度的沟槽的过程中，需要使用两个掩模并进行两道刻蚀，且随着CIS尺寸的缩小，沟槽的尺寸也越来越小，利用现有的方法难以制作小尺寸的沟槽。因此，如何同时形成尺寸较小且深度不同的沟槽值得研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种CMOS图像传感器的制作方法，可以同时形成尺寸较小且深度不同的沟槽，有助于缩小CMOS图像传感器的尺寸以及减少使用的掩模版数量。

为实现上述目的，本发明提供的CMOS图像传感器的制造方法包括：提供基底，所述基底包括第一区和第二区，基底上表面形成有硬掩模层；在所述硬掩模层上形成芯模结构；在所述芯模结构的侧壁形成侧墙，去除所述芯模结构，所述第一区上相邻的侧墙之间具有第一间距，所述第二区上相邻的侧墙之间具有第二间距；以所述第一区和/或所述第二区作为修整区，通过刻蚀工艺修整所述修整区上的侧墙的轮廓；以所述侧墙为掩模，刻蚀所述硬掩模层和所述基底并停止在所述基底中，在所述第一区的基底中形成第一沟槽以及在所述第二区的基底中形成第二沟槽；其中，通过设置不同的所述第一间距和所述第二间距，以形成深度不同的所述第一沟槽和所述第二沟槽；通过修整所述修整区上的侧墙的轮廓，以在所述修整区的基底中形成设定截面形状的沟槽。

可选的，所述第一区为像素区，所述第二区为逻辑区；所述第一沟槽的深度小于所述第二沟槽的深度。

可选的，所述在所述硬掩模层上形成芯模结构的方法包括：在所述硬掩模层上表面形成芯模材料层和位于所述芯模材料层上的图形化的第一掩模层；以所述图形化的第一掩模层为掩模，向下刻蚀所述芯模材料层并停止在所述硬掩模层的上表面，形成所述芯模结构；以及去除所述图形化的第一掩模层。