用于制造CMOS图像传感器的方法技术

本发明专利技术提供了用于制造ＣＭＯＳ图像传感器的方法，能够减少泄漏电流并提高成品率，包括以下步骤：准备包括外围电路和像素阵列的半导体衬底，其中，所述像素阵列包括光电二极管和读出电路；在所述半导体衬底中限定有源区和场区；在所述半导体衬底的所述场区中形成场氧化层；在所述外围电路和所述像素阵列的所述读出电路中形成栅电极；在所述像素阵列的光电二极管部中形成光电二极管；在所述有源区的所述半导体衬底中的所述栅电极的两侧处形成源漏结；在所述像素阵列的所述半导体衬底中形成自对准多晶硅化物防护层；以及使用所述自对准多晶硅化物防护层作为掩模，在所述外围电路中的所述栅电极和所述源漏结的表面中形成自对准多晶硅化物层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于制造图像传感器的方法，更具体而言，涉及用于制造CMOS图像传感器以减少泄漏电流的方法。
技术介绍
通常，图像传感器是用于将光学图像转换成电信号的半导体器件。图像传感器可被大致分为电荷耦合器件(charge coupled device，简称为CCD)和互补金属氧化物半导体(complementary metal oxidesemiconductor，简称为CMOS)图像传感器。在CCD的情形下，相应的金属氧化硅MOS电容器相邻设置，其中，电荷载流子被储存到并传输给电容器。同时，CMOS图像传感器采用将控制电路和信号处理电路用作外围电路的CMOS技术。CMOS图像传感器采用通过形成对应于像素数量的预定数量的MOS晶体管来顺序检测输出信号的切换方法。CCD的功率消耗高且掩模工艺复杂。另外，在CCD的内部设置信号处理电路是不可能的，因此，其不能被形成在一个芯片上。为了解决这些问题，已经研究并开发出亚微米CMOS制造技术。CMOS图像传感器可以具有多种像素。通常，CMOS图像传感器可以具有3-T(3-Transistor，3晶体管)结构的像素，也可以具有4-T(4-Transistor，4晶体管)结构的像素。此时，3-T结构的像素包括一个光电二极管和三个晶体管，4-T结构的像素包括一个光电二极管和四个晶体管。图1示出了根据相关技术的3-T结构CMOS图像传感器的2×2像素阵列。在图1中，单位像素包括一个光电二极管PD和读出电路。该读出电路由三个晶体管构成。在这种情况下，三个晶体管由复位晶体管(reset transistor)Rx、激励晶体管(drive transistor)Dx、和选择晶体管(select transistor)Sx形成。复位晶体管Rx用于使收集在光电二极管PD中的光学电荷复位。另外，激励晶体管Dx起到源跟随缓冲放大器的作用，且选择晶体管Sx用于切换并寻址光电荷。多个单位像素被设置以形成像素阵列，其中，每个单位像素均具有光电二极管和读出电路。另外，额外的外围电路被提供以输出像素阵列所产生的光电荷。在包括光电二极管PD的光电二极管部(A)中，没有形成自对准多晶硅化物层(salicide layer)。然而，自对准多晶硅化物层被形成在除了光电二极管部(A)之外的读出电路和外围电路的其它部分中。由于自对准多晶硅化物层被形成在读出电路和外围电路中，所以通过降低信号线和栅极的阻抗提高速度是可能的。同时，由于自对准多晶硅化物层反射光，所以自对准多晶硅化物层没有形成在光电二极管部(A)中。对于光电二极管PD而言，接收光并再现图像是必要的。下面，将参考附图描述根据相关技术的用于制造CMOS图像传感器的方法。图2A至图2H是根据相关技术的用于制造CMOS图像传感器的截面图，其中，左侧示出外围电路，右侧示出像素阵列。首先，如图2A所示，包括外围电路和像素阵列的半导体衬底10被限定为有源区和场区。接着，在半导体衬底10的场区中形成沟道。此后，通过用绝缘层填充沟道形成STI(Shallow TrenchIsolation，浅槽绝缘、浅沟道隔离)结构的场氧化层11。因此，半导体衬底10被分成有源区和场区。参考图2B，栅绝缘层和多晶硅的导电层(a gate insulating layerand a conductive layer of polysilicon)被顺序沉积到半导体衬底10的整个表面上。随后，通过使用用于制作栅电极图样的掩模的蚀刻工艺来选择性地去除栅绝缘层和导电层。因此，在外围电路和像素阵列的读出电路中形成栅绝缘层19和栅电极12。参考图2C，使用掩模将杂质离子掺杂到半导体衬底10中，从而形成光电二极管PD。在这种情况下，提供掩模以在像素阵列的半导体衬底10中限定光电二极管PD。如果半导体衬底10是p型的，则将n型杂质离子掺杂到p型半导体衬底中，以形成光电二极管PD。接着，在半导体衬底10的整个表面上形成氮化硅层SiN，然后对氮化硅层进行回蚀刻(etch-back)，以在栅电极12的两侧形成绝缘层隔离物13。如图2D所示，在半导体衬底10的整个表面上形成氧化物类型的绝缘层14a。如图2E所示，光刻胶(photoresist，光致抗蚀剂)PR被涂覆到绝缘层14a上，对所涂覆的光刻胶PR进行曝光和显影处理，使得光刻胶PR残存在光电二极管PD上。参照2F，使用残存的光刻胶PR作为掩模，去除绝缘层14a，从而形成自对准多晶硅化物防护层(salicide prevention layer，又称自对准多晶硅化物防止层)14。也就是，在光电二极管PD上形成自对准多晶硅化物防止层14。此时，自对准多晶硅化物防护层14和场氧化层11由氧化物类型材料形成。也就是，当形成自对准多晶硅化物防护层14时，场氧化层11被损坏，由此，如图2F的“A”所示出的，暴露出对应于有源区的边缘的半导体衬底10。如图2G所示，去除了光刻胶PR。如图2H所示，通过使用栅电极12和绝缘隔离物13作为掩模，将杂质离子掺杂进对应于外围电路和读出电路的有源区的半导体衬底10，从而形成源漏结15。此后，通过执行自对准多晶硅化物处理，在像素阵列的读出电路和外围电路中的栅电极12和源漏结15的表面上形成自对准多晶硅化物层16。也就是，在包括自对准多晶硅化物防护层14的半导体衬底10的整个表面上沉积难熔金属层(refractory metal layer)(Co、W等)，接着，在所沉积的难熔金属层上执行热处理。结果，所沉积的难熔金属层反作用于底层的硅，从而，在难熔金属层和硅之间的交界面中形成自对准多晶硅化物层16。半导体衬底和栅电极由硅材料制成。就此而言，自对准多晶硅化物层16形成在源漏结15和栅电极12上。然而，由于使用自对准多晶硅化物防护层14遮掩了光电二极管PD，因此，自对准多晶硅化物层16没有被形成在光电二极管PD中。但是，根据相关技术的用于制造CMOS图像传感器的方法具有以下缺点。如图2H的“B”所示，当形成自对准多晶硅化物防护层14时，场氧化层11被损坏。也就是，在场氧化层和有源区之间的交界面，有源区的边缘中形成自对准多晶硅化物层。在自对准多晶硅化物层形成在有源区的边缘中的情况下，将造成像素阵列的光点二极管PD和源漏结15中的泄漏电流。泄漏电流对CMOS图像传感器有不良影响。更具体而言，如果泄漏电流增加，成品率将降低至0％。
技术实现思路
因此，本专利技术涉及用于制造CMOS图像传感器的方法，这种CMOS图像传感器能够基本上消除由于相关技术的局限性和缺陷导致的一个或多个问题。本专利技术的目的在于提供用于制造CMOS图像传感器以减少泄漏电流并提高成品率的方法。本专利技术的其他优点、目的和特征将作为说明书的一部分随后阐述，在本领域技术人员分析以下内容的基础上变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为了实现这些目标和其它优点，并根据本专利技术的目的，如本文中所体现和概括描述的，提供了一种用于制造CMOS图像传感器的方法，包括以下步骤准备包括外围电路和像素阵列的半导体衬底，其中，所述像素阵列包括光电二极管和读出电路；在所述半导体衬底中限定有源区和场区；在所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造ＣＭＯＳ图像传感器的方法，包括：　　　　准备包括外围电路和像素阵列的半导体衬底，其中，所述像素阵列包括光电二极管和读出电路；　　　　在所述半导体衬底中限定有源区和场区；　　　　在所述半导体衬底的所述场区中形成场氧化层；　　　　在所述外围电路和所述像素阵列的所述读出电路中形成栅电极；　　　　在所述像素阵列的光电二极管部中形成光电二极管；　　　　在所述有源区的所述半导体衬底中的所述栅电极的两侧处形成源漏结；　　　　在所述像素阵列的所述半导体衬底中形成自对准多晶硅化物防护层；以及　　　　使用所述自对准多晶硅化物防护层作为掩模，在所述外围电路中的所述栅电极和所述源漏结的表面中形成自对准多晶硅化物层。

【技术特征摘要】
KR 2004-7-5 IO-2004-00520071.一种用于制造CMOS图像传感器的方法，包括准备包括外围电路和像素阵列的半导体衬底，其中，所述像素阵列包括光电二极管和读出电路；在所述半导体衬底中限定有源区和场区；在所述半导体衬底的所述场区中形成场氧化层；在所述外围电路和所述像素阵列的所述读出电路中形成栅电极；在所述像素阵列的光电二极管部中形成光电二极管；在所述有源区的所述半导体衬底中的所述栅电极的两侧处形成源漏结；在所述像素阵列的所述半导体衬底中形成自对准多晶硅化物防护层；以及使用所述自对准多晶硅化物防护层作为掩模，在所述外围电路中的所述栅电极和所述源漏结的表面中形成自对准多晶硅化物层。2.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述自对准多晶硅化...

【专利技术属性】
技术研发人员：全寅均，
申请(专利权)人：东部亚南半导体株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]