图像传感器及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种图像传感器及其制备方法。其中，所述方法包括：提供一衬底，所述衬底包括像素区和逻辑区；形成栅极材料层，所述栅极材料层覆盖所述像素区和所述逻辑区的表面；形成图案化光刻胶层，所述图案化光刻胶层遮蔽所述逻辑区，并暴露出位于所述像素区的所述栅极材料层；执行离子注入工艺，以在暴露出的所述栅极材料层中掺杂吸附材料。可见，本发明专利技术通过向像素区的栅极材料层中掺杂吸附材料，以利用所述吸附材料的吸附性，来吸附所述像素区中的金属离子，从而缓解因金属离子的扩散造成白像素问题，提高了像素性能和成像质量。同时，所述离子注入工艺对逻辑区的电路结构没有影响，且无需新增掩模，工艺操作简单。工艺操作简单。工艺操作简单。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种图像传感器及其制备方法。

技术介绍

[0002]图像传感器是将光学信号转化为电信号的半导体器件。根据所采用原理的不同，可以将其分为电荷耦合装置(Charge
‑
Coupled Device，CCD)图像传感器以及互补型金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)图像传感器。其中，根据光线入射方式的不同，CMOS图像传感器又可以分为前照式(Front Side Illumination，FSI)图像传感器和背照式(Back Side Illumination，BSI)图像传感器。
[0003]在背照式图像传感器中，光线是从衬底的背面直接照射至光电二极管，无需经过逻辑电路，提高了光线接收的效能，大幅度地提升了成像效果。但受到原材料变化、工艺波动、杂质离子污染等各种因素的影响，背照式图像传感器易出现白像素(White Pixel，WP)问题。在正常情况下，没有光线入射至像素单元，像素单元产生的暗电流很小。但当存在金属杂质污染等情况时，像素单元自身会产生电荷，暗电流增大，导致像素单元在完全暗场下也会存在亮点，即为白像素，这对成像效果造成了严重的影响。
[0004]因此，亟需一种新的图像传感器的制备方法，以改善白像素问题，提高像素性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种图像传感器及其制备方法，以解决如何改善白像素问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种图像传感器的制备方法，包括：
[0007]提供一衬底，所述衬底包括像素区和逻辑区；
[0008]形成栅极材料层，所述栅极材料层覆盖所述像素区和所述逻辑区的表面；
[0009]形成图案化光刻胶层，所述图案化光刻胶层遮蔽所述逻辑区，并暴露出位于所述像素区的所述栅极材料层；
[0010]执行离子注入工艺，以在暴露出的所述栅极材料层中掺杂吸附材料。
[0011]可选的，在所述的图像传感器的制备方法中，在执行离子注入工艺过程中，所注入的离子种类包括碳离子。
[0012]可选的，在所述的图像传感器的制备方法中，在形成所述栅极材料层之前，在所述衬底中形成浅沟槽隔离结构，且所述浅沟槽隔离结构分布于所述像素区和所述逻辑区中。
[0013]可选的，在所述的图像传感器的制备方法中，在形成所述浅沟槽隔离结构之后，在所述像素区中形成多个光电二极管，以及在所述逻辑区中形成P阱区和N阱区；其中，相邻的所述光电二极管之间设置有所述浅沟槽隔离结构，以及相邻的所述P阱区和所述N阱区之间也设置有所述浅沟槽隔离结构。
[0014]可选的，在所述的图像传感器的制备方法中，在形成所述光电二极管、所述P阱区和所述N阱区之后，在所述衬底上形成氧化层，以覆盖所述逻辑区和所述像素区的表面。
[0015]可选的，在所述的图像传感器的制备方法中，在所述氧化层上形成所述栅极材料层。
[0016]可选的，在所述的图像传感器的制备方法中，在执行离子注入之后，去除所述图案化光刻胶层，并刻蚀所述栅极材料层，以在所述像素区形成第一栅极结构，在所述逻辑区形成第二栅极结构。
[0017]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供一种图像传感器，包括：
[0018]衬底，所述衬底包括像素区和逻辑区；
[0019]氧化层，所述氧化层覆盖所述像素区和所述逻辑区的表面；
[0020]第一栅极结构和第二栅极结构，所述第一栅极结构和所述第二栅极结构形成于所述氧化层上，且所述第一栅极结构位于所述像素区，所述第二栅极结构位于所述逻辑区；其中，所述第一栅极结构中掺杂有吸附材料。
[0021]可选的，在所述的图像传感器中，所述吸附材料包括碳离子。
[0022]可选的，在所述的图像传感器中，所述像素区中形成有多个光电二极管，所述逻辑区中形成有P阱区和N阱区，且相邻的所述光电二极管之间设置有浅沟槽隔离结构，以及相邻的所述P阱区和所述N阱区之间也设置有所述浅沟槽隔离结构。
[0023]综上所述，本专利技术提供一种图像传感器及其制备方法。其中，在所述方法包括：提供一衬底，所述衬底包括像素区和逻辑区；形成栅极材料层，所述栅极材料层覆盖所述像素区和所述逻辑区的表面；形成图案化光刻胶层，所述图案化光刻胶层遮蔽所述逻辑区，并暴露出位于所述像素区的所述栅极材料层；执行离子注入工艺，以在暴露出的所述栅极材料层中掺杂吸附材料。可见，本专利技术通过向像素区的栅极材料层中掺杂吸附材料，以利用所述吸附材料的吸附性，来吸附所述像素区中的金属离子，从而缓解因金属离子的扩散造成白像素问题，提高了像素性能和成像质量。同时，所述离子注入工艺对逻辑区的电路结构没有影响，且无需新增光罩，工艺操作简单。
附图说明
[0024]图1是本专利技术实施例中图像传感器制备方法的流程图。
[0025]图2是本专利技术实施例中背照式图像传感器的俯视图。
[0026]图3
‑
6是本专利技术实施例中图像传感器制备方法过程中的半导体结构示意图。
[0027]图7是本专利技术实施例中第一栅极结构掺杂碳离子和未掺杂碳离子的白像素对比的折线图。
[0028]其中，说明书附图中的附图标记为：
[0029]100
‑
衬底；101
‑
浅沟槽隔离结构；102
‑
氧化层；103
‑
栅极材料层；103a
‑
第一栅极结构；103b
‑
第二栅极结构；104
‑
图案化光刻胶层；
[0030]11
‑
逻辑区；111
‑
P阱区；112
‑
N阱区；
[0031]12
‑
像素区；121
‑
光电二极管。
具体实施方式
[0032]为使本专利技术的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方
便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。还应当理解的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
[0033]请参阅图1，本实施例提供一种图像传感器的制备方法，包括：
[0034]步骤一S10：提供一衬底，所述衬底包括像素区和逻辑区；
[0035]步骤二S20：形成栅极材料层，所述栅极材料层覆盖所述像素区和所述逻辑区的表面；
[0036]步骤三S30：形成图案化光刻胶层，所述图案化光刻胶层遮蔽所述逻辑区，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器的制备方法，其特征在于，包括：提供一衬底，所述衬底包括像素区和逻辑区；形成栅极材料层，所述栅极材料层覆盖所述像素区和所述逻辑区的表面；形成图案化光刻胶层，所述图案化光刻胶层遮蔽所述逻辑区，并暴露出位于所述像素区的所述栅极材料层；执行离子注入工艺，以在暴露出的所述栅极材料层中掺杂吸附材料。2.根据权利要求1所述的图像传感器的制备方法，其特征在于，在执行离子注入工艺过程中，所注入的离子种类包括碳离子。3.根据权利要求1所述的图像传感器的制备方法，其特征在于，在形成所述栅极材料层之前，在所述衬底中形成浅沟槽隔离结构，且所述浅沟槽隔离结构分布于所述像素区和所述逻辑区中。4.根据权利要求3所述的图像传感器的制备方法，其特征在于，在形成所述浅沟槽隔离结构之后，在所述像素区中形成多个光电二极管，以及在所述逻辑区中形成P阱区和N阱区；其中，相邻的所述光电二极管之间设置有所述浅沟槽隔离结构，以及相邻的所述P阱区和所述N阱区之间也设置有所述浅沟槽隔离结构。5.根据权利要求4所述的图像传感器的制备方法，其特征在于，在形成所述光电二极管、所述P阱区和所述N阱区之...

【专利技术属性】
技术研发人员：董立群，肖海波，林率兵，戴辛志，
申请(专利权)人：豪威科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：