CMOS图像传感器的制备方法和CMOS图像传感器与流程
本发明涉及半导体，特别涉及一种cmos图像传感器的制备方法和cmos图像传感器。
背景技术：
1、cmos图像传感器(cis)产品是一种图形收集处理半导体器件，光电二极管(photodiode，简称pd)作为光电转换器件应用于cis产品中，使得cis产品可以实现将光学信号转化成电学信号进行存储和显示。cmos图像传感器的基本单元称为像素，其由1个光电二极管和3个或4个mos晶体管构成，其中，由1个光电二极管和3个mos晶体管构成的像素结构通常称为3t像素区电路，由1个光电二极管和4个mos晶体管构成的像素结构通常称为4t像素区电路。
2、评估cmos图像传感器的像素区性能的重要指标之一是暗电流，暗电流的存在会使得图像成像时产生白色像素，从而使得图像失真，严重影响图像质量。引起暗电流的原因有很多，主要包括金属杂质，等离子体损伤(plasma damage)，界面态缺陷，器件间隔离不佳以及一些设计缺陷等。其中金属杂质的引入和等离子体损伤导致的缺陷，目前现有的制造工艺限制，无法完全避免，等离子体损伤会产生悬挂键，金属杂质会导致晶格缺陷，均容易产生暗电流。
3、需要说明的是，公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种cmos图像传感器的制备方法和cmos图像传感器，通过在图像传感器的像素区的pp s/d(pp源/漏极)离子注入过程中增加碳氢磷化合物的注入，可以吸附金属杂质，同时修补浅沟槽隔离损伤(sti damage)，从而可以有效减少暗电流的产生，提高cmos图像传感器的像素区性能。
2、为达到上述目的，本发明提供一种cmos图像传感器的制备方法，所述制备方法包括：
3、提供半导体衬底；
4、在所述半导体衬底上形成浅沟槽隔离结构、阱区和像素单元；
5、在所述浅沟槽隔离结构、所述阱区和所述像素单元的表面形成图形化的光刻胶层；
6、以所述图形化的光刻胶层为掩膜对所述阱区进行多次离子注入，以在所述浅沟槽隔离结构的远离所述像素单元的一侧形成pp源漏极区，其中，最后一次离子注入包括注入碳氢磷化合物，所述pp源漏极区用于接地；
7、去除所述图形化的光刻胶层。
8、可选的，所述碳氢磷化合物的浓度为1e16atoms/cm3～1e20atoms/cm3。
9、可选的，所述碳氢磷化合物的注入深度为0.1μm～1μm。
10、可选的，所述对所述阱区进行多次离子注入，包括：
11、对所述阱区依次进行第一次离子注入、第二次离子注入、第三次离子注入和最后一次离子注入。
12、可选的，所述第一次离子注入包括注入硼离子。
13、可选的，所述第二次离子注入包括注入硼氟化合物。
14、可选的，所述第三次离子注入包括注入氟离子。
15、可选的，所述去除所述图形化的光刻胶层，包括：
16、依次采用干法去除工艺和湿法去除工艺去除所述图形化的光刻胶层。
17、可选的，所述半导体衬底为p型衬底。
18、为达到上述目的，本发明还提供一种cmos图像传感器，所述cmos图像传感器包括半导体衬底、位于所述半导体衬底上的浅沟槽隔离结构、阱区、像素单元和pp源漏极区，所述pp源漏极区位于所述浅沟槽隔离结构的远离所述像素单元的一侧，所述pp源漏极区用于接地。
19、与现有技术相比，本发明提供的cmos图像传感器的制备方法和cmos图像传感器具有以下有益效果：
20、本发明提供的cmos图像传感器的制备方法通过以图形化的光刻胶层为掩膜对阱区进行多次离子注入，以在所述浅沟槽隔离结构的远离所述像素单元的一侧形成pp源漏极区，其中，最后一次离子注入包括注入碳氢磷化合物，由此，通过在图像传感器的像素区的pp s/d离子注入过程中增加碳氢磷化合物的注入，可以通过所述碳氢磷化合物中的c元素吸附阱区以及像素单元形成过程中产生的金属杂质，同时由于所述碳氢磷化合物中的p元素易与其它金属离子形成金属络化物，从而增大了吸附金属杂质的能力。此外，由于所述碳氢磷化合物中的h元素可以与sio2/si表面产生的悬挂键结合，由此可以修补浅沟槽隔离结构形成过程中产生的损伤(sti damage)。从而通过注入所述碳氢磷化合物可以有效减少暗电流的产生，提高cmos图像传感器的像素区性能。
21、由于本发明提供的cmos图像传感器与本发明提供的cmos图像传感器的制备方法属于同一发明构思，因此本发明提供的cmos图像传感器至少具有本发明提供的cmos图像传感器的制备方法的所有优点，具体可以参考上文中的相关描述，故在此不再对本发明提供的cmos图像传感器所具有的有益效果进行赘述。
技术特征：
1.一种cmos图像传感器的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的cmos图像传感器的制备方法，其特征在于，所述碳氢磷化合物的浓度为1e16atoms/cm3～1e20atoms/cm3。
3.根据权利要求1所述的cmos图像传感器的制备方法，其特征在于，所述碳氢磷化合物的注入深度为0.1μm～1μm。
4.根据权利要求1所述的cmos图像传感器的制备方法，其特征在于，所述对所述阱区进行多次离子注入，包括：
5.根据权利要求4所述的cmos图像传感器的制备方法，其特征在于，所述第一次离子注入包括注入硼离子。
6.根据权利要求4所述的cmos图像传感器的制备方法，其特征在于，所述第二次离子注入包括注入硼氟化合物。
7.根据权利要求4所述的cmos图像传感器的制备方法，其特征在于，所述第三次离子注入包括注入氟离子。
8.根据权利要求1所述的cmos图像传感器的制备方法，其特征在于，所述去除所述图形化的光刻胶层，包括：
9.根据权利要求1所述的cmos图像传感器的制备方法，其特征在于，所述半导体衬底为p型衬底。
10.一种cmos图像传感器，其特征在于，所述cmos图像传感器采用权利要求1至9中任一项所述的制备方法制成，所述cmos图像传感器包括半导体衬底、位于所述半导体衬底上的浅沟槽隔离结构、阱区、像素单元和pp源漏极区，所述pp源漏极区位于所述浅沟槽隔离结构的远离所述像素单元的一侧，所述pp源漏极区用于接地。
技术总结
本发明提供了一种CMOS图像传感器的制备方法和CMOS图像传感器，该制备方法包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上形成浅沟槽隔离结构、阱区和像素单元；在所述浅沟槽隔离结构、所述阱区和所述像素单元的表面形成图形化的光刻胶层；以所述图形化的光刻胶层为掩膜对所述阱区进行多次离子注入，以在所述浅沟槽隔离结构的远离所述像素单元的一侧形成PP源漏极区，其中，最后一次离子注入包括注入碳氢磷化合物，所述PP源漏极区用于接地；去除所述图形化的光刻胶层。本发明通过在图像传感器的像素区的PP S/D离子注入过程中增加碳氢磷化合物的注入，可以吸附金属杂质，同时修补浅沟槽隔离损伤(STI damage)，从而可以有效减少暗电流的产生，提高CMOS图像传感器的像素区性能。
技术研发人员：沈鑫,陈辉,秋沉沉,钱俊,孙昌
受保护的技术使用者：上海华力微电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23