[發明專利]CMOS圖像傳感器的實現方法

在審

• 申請號: 201910558918.0
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN112151557A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 趙立新;徐濤
• 申請（專利權）人: 格科微電子（上海）有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種CMOS圖像傳感器的實現方法，其特征在于，包括：

于半導體襯底上形成溝槽，至少部分所述溝槽用于后續步驟中形成圖像傳感器像素單元的源跟隨晶體管；

填充第三阻擋層，覆蓋溝槽；

采用圖形化工藝刻蝕溝槽周圍的部分區域，形成淺溝槽隔離結構；

填充氧化層覆蓋所述淺溝槽隔離結構；

采用化學機械研磨所述氧化層停止至第三阻擋層；

去除第三阻擋層；

在所述溝槽中填充多晶硅層，刻蝕至少部分溝槽形成源跟隨晶體管。

2.根據權利要求1所述的CMOS圖像傳感器的實現方法，其特征在于，所述源跟隨晶體管是鰭形場效應晶體管，所述源跟隨晶體管柵極的下端與半導體襯底之間是通過柵極氧化層隔離。

3.根據權利要求1所述的CMOS圖像傳感器的實現方法，其特征在于，所述溝槽包括兩種不同深度；其中，深溝槽比所述淺溝槽隔離結構的深度深500埃以上，淺溝槽比所述淺溝槽隔離結構的深度淺100埃以上；所述深溝槽用于形成垂直轉移晶體管，所述淺溝槽用于形成源跟隨晶體管或其他晶體管。

4.根據權利要求1所述的CMOS圖像傳感器的實現方法，其特征在于，在圖形化工藝刻蝕溝槽周圍的部分區域形成淺溝槽隔離結構的步驟中，采用自對準工藝技術刻蝕。

5.根據權利要求3所述的CMOS圖像傳感器的實現方法，其特征在于，刻蝕垂直轉移晶體管柵極與浮置擴散區相鄰的區域使得所述區域的垂直轉移晶體管柵極低于浮置擴散區的下表面100埃以上，以減少垂直轉移晶體管柵極與浮置擴散區之間的電容，提高轉換增益。

6.根據權利要求5所述的CMOS圖像傳感器的實現方法，其特征在于，所述垂直轉移晶體管柵極遠離浮置擴散區的區域位于淺溝槽隔離結構的上部，便于后續垂直轉移晶體管柵極的電學連接。

7.根據權利要求3所述的CMOS圖像傳感器的實現方法，其特征在于，采用第一阻擋層保護圖像傳感器像素單元區域，先形成圖像傳感器外圍電路區域的淺溝槽隔離結構、并進行阱離子注入；

去除第一阻擋層，采用第二阻擋層保護外圍電路區域，再形成圖像傳感器像素單元區域的兩種深度的溝槽、以及采用第三阻擋層覆蓋溝槽, 通過圖形化工藝刻蝕溝槽周圍的部分區域，形成圖像傳感器像素單元區域的淺溝槽隔離結構。

8.根據權利要求7所述的CMOS圖像傳感器的實現方法，其特征在于，所述圖像傳感器像素單元區域的淺溝槽隔離結構與圖像傳感器外圍電路區域的淺溝槽隔離結構可采用同一刻蝕步驟形成。

9.根據權利要求2所述的CMOS圖像傳感器的實現方法，其特征在于，所述圖像傳感器外圍電路區域的晶體管采用與圖像傳感器像素單元內源跟隨晶體管相似的鰭形場效應晶體管結構，以提高外圍電路的性能。

10.根據權利要求1所述的CMOS圖像傳感器的實現方法，其特征在于，在圖像傳感器像素單元區域的光電二極管形成過程中，在形成淺溝槽隔離結構之前完成部分或全部光電二極管的P型阱注入, 部分或全部光電二極管的N型阱注入，在后續形成淺溝槽隔離結構的步驟中不采用高溫氧化工藝步驟，以避免前序步驟離子注入形成光電二極管的摻雜區域的離子擴散。

11.根據權利要求7所述的CMOS圖像傳感器的實現方法，其特征在于，在圖像傳感器像素單元區域的淺溝槽隔離結構形成后，采用自對準工藝形成光電二極管的P型釘扎層。

12.根據權利要求11所述的CMOS圖像傳感器的實現方法，其特征在于，形成圖像傳感器像素單元區域的淺溝槽隔離結構，采用自對準工藝形成光電二極管的P型釘扎層，

再形成側墻結構；自對準注入光電二極管N型摻雜，所述側墻結構提高光電二極管N型摻雜區域與垂直轉移晶體管的對準精度。