[發(fā)明專利]一種半導(dǎo)體器件及其制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310454314.4
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN104517841B
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬燕春
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/265;H01L29/78;H01L29/10
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 李儀萍

本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件及其制作方法，包括步驟：1）于半導(dǎo)體襯底表面形成介質(zhì)柵層、多晶硅柵層及柵極側(cè)墻；2）對多晶硅柵層及柵極側(cè)墻兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底進行N型離子注入及退火，形成N型多晶硅柵層、源區(qū)及漏區(qū)；3）形成覆蓋N型多晶硅柵層、源區(qū)及漏區(qū)的光刻膠，并于N型多晶硅柵層上方的光刻膠中形成注入窗口；4）對N型多晶硅柵層進行P型離子注入，使N型多晶硅柵層部分反型為P型多晶硅柵層，并去除光刻膠。本發(fā)明通過于N型多晶硅柵層中注入高濃度濃度P型離子使柵極形成P?N二極管結(jié)構(gòu)，通過離焦曝光工藝制作具有注入窗口的光刻膠以保護源區(qū)及漏區(qū)，從而大大提高器件的性能及穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別是涉及一種半導(dǎo)體器件及其制作方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的圖像傳感器通常可以分為兩類：電荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)圖像傳感器和互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像傳感器。其中，CMOS圖像傳感器具有體積小、功耗低、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點，因此，CMOS圖像傳感器易于集成在例如手機、筆記本電腦、平板電腦等便攜電子設(shè)備中，作為提供數(shù)字成像功能的攝像模組使用。

CMOS圖像傳感器通常采用3T或4T的像素結(jié)構(gòu)。圖1顯示為一種傳統(tǒng)CMOS圖像傳感器的4T像素結(jié)構(gòu)，包括光電二極管11、轉(zhuǎn)移晶體管12、復(fù)位晶體管13、源跟隨晶體管14以及行選擇晶體管15。其中，光電二極管11用于感應(yīng)光強變化而形成相應(yīng)的圖像電荷信號。轉(zhuǎn)移晶體管12用于接收轉(zhuǎn)移控制信號TX，在轉(zhuǎn)移控制信號TX的控制下，轉(zhuǎn)移晶體管12相應(yīng)導(dǎo)通或關(guān)斷，從而使得光電二極管11所感應(yīng)的圖像電荷信號被讀出到與該轉(zhuǎn)移晶體管12的漏極耦接的浮動擴散區(qū)(floating diffusion)，進而由該浮動擴散區(qū)存儲圖像電荷信號。復(fù)位晶體管13用于接收復(fù)位控制信號RST，在該復(fù)位控制信號RST的控制下，復(fù)位晶體管13相應(yīng)導(dǎo)通或關(guān)斷，從而向源跟隨晶體管14的柵極提供復(fù)位信號。源跟隨晶體管14用于將轉(zhuǎn)移晶體管12獲得的圖像電荷信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，并且該電壓信號可以通過行選擇晶體管15輸出到位線BL上。

隨著CMOS圖像傳感器的發(fā)展，光電二極管造成的噪聲大大降低，現(xiàn)在，CMOS圖像傳感器的噪聲的主要來源為1/f噪聲，而這種1/f噪聲主要來自于傳統(tǒng)的表面溝道型NMOS源跟隨晶體管。為了解決這個重大的缺陷，埋溝型NMOS源跟隨管由于可以實現(xiàn)較低的1/f噪聲，而逐漸取代了表面溝道型NMOS源跟隨晶體管。

但是，由于埋溝型NMOS源跟隨晶體管需要在多晶硅柵中注入較大濃度的P型離子，這很難便面會導(dǎo)致N型源漏區(qū)被注入一定量的P型離子而降低其摻雜濃度甚至使其反型，從而導(dǎo)致源跟隨管性能的降低甚至失效。

因此，提供一種可以有效解決上述問題的埋溝型NMOS源跟隨晶體管及其制作方法實屬必要。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體器件及其制作方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中埋溝型源跟隨晶體管在柵極結(jié)構(gòu)的離子注入過程中容易導(dǎo)致源漏區(qū)反型的問題。

為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的制作方法，至少包括以下步驟：

1）提供一半導(dǎo)體襯底，于所述半導(dǎo)體襯底表面依次形成介質(zhì)層及多晶硅層，定義柵極結(jié)構(gòu)區(qū)域，去除所述柵極結(jié)構(gòu)區(qū)域以外的多晶硅層及介質(zhì)層，形成柵極結(jié)構(gòu)的介質(zhì)柵層及多晶硅柵層，并于所述介質(zhì)柵層及多晶硅柵層兩側(cè)形成柵極側(cè)墻；

2）對所述多晶硅柵層及所述柵極側(cè)墻兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底進行N型離子注入及退火，形成N型多晶硅柵層及分別位于所述柵極側(cè)墻兩側(cè)下方的源區(qū)及漏區(qū)；

3）于上述結(jié)構(gòu)表面形成至少覆蓋所述N型多晶硅柵層、源區(qū)及漏區(qū)的光刻膠，并于所述N型多晶硅柵層上方的光刻膠中形成注入窗口；

4）藉由所述注入窗口對所述N型多晶硅柵層進行P型離子注入，使所述N型多晶硅柵層部分反型為P型多晶硅柵層，并去除所述光刻膠。