[發(fā)明專利]CMOS圖像傳感器及其形成方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110960594.0
• 申請日: 2021-08-20
• 公開（公告）號: CN115911063A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐濤;付文;鄭展
• 申請（專利權(quán)）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: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 武振華;張振軍

一種CMOS圖像傳感器及其形成方法，所述方法包括：提供半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成多個N型源漏區(qū)；其中，在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成多個N型源漏區(qū)包括：在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成多個砷摻雜區(qū)；其中，在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成多個砷摻雜區(qū)之前，還包括：在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成多個氮摻雜區(qū)，所述氮摻雜區(qū)與所述砷摻雜區(qū)一一對應(yīng)，且對應(yīng)的氮摻雜區(qū)與砷摻雜區(qū)具有重疊區(qū)域。本發(fā)明可以在不改變已有的重原子砷摻雜工藝的基礎(chǔ)上，有效改善CMOS圖像傳感器的器件品質(zhì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種CMOS圖像傳感器及其形成方法。

背景技術(shù)

圖像傳感器是將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電信號的半導(dǎo)體器件，由于CMOS圖像傳感器(CMOS?Image?Sensor，CIS)具有低功耗和高信噪比的優(yōu)點(diǎn)，因此在各種領(lǐng)域內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。

其中，白像素(White?Pixel，WP)以及暗電流(Dark?Current)被視為評價CIS器件性能的關(guān)鍵參數(shù)。

具體地，在半導(dǎo)體制造工藝中，導(dǎo)致白像素數(shù)量增加的原因之一是缺陷，例如在半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成N型源漏區(qū)的過程中，就會添加重原子砷(As)摻雜的步驟，以降低歐姆接觸電阻。

由于重原子砷的注入會在硅晶格中產(chǎn)生離子注入損傷從而引起晶體缺陷，如果在后續(xù)過程中沒有相對較長時間的熱處理以修復(fù)此缺陷，則此缺陷就會導(dǎo)致圖像傳感器產(chǎn)生很大的暗電流，甚至白點(diǎn)。

亟需一種CMOS圖像傳感器的形成方法，在不改變已有的重原子砷摻雜工藝的基礎(chǔ)上，改善器件品質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種CMOS圖像傳感器及其形成方法，可以在不改變已有的重原子砷摻雜工藝的基礎(chǔ)上，有效改善CMOS圖像傳感器的器件品質(zhì)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種CMOS圖像傳感器的形成方法，包括：提供半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成多個N型源漏區(qū)；其中，在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成多個N型源漏區(qū)包括：在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成多個砷摻雜區(qū)；其中，在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成多個砷摻雜區(qū)之前，還包括：在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成多個氮摻雜區(qū)，所述氮摻雜區(qū)與所述砷摻雜區(qū)一一對應(yīng)，且對應(yīng)的氮摻雜區(qū)與砷摻雜區(qū)具有重疊區(qū)域。

可選的，在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成多個N型源漏區(qū)之前，所述方法還包括：形成N型輕摻雜區(qū)；其中，在形成所述N型輕摻雜區(qū)之前或之后，形成所述氮摻雜區(qū)。

可選的，在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成多個N型輕摻雜區(qū)之前，所述方法還包括：在所述半導(dǎo)體襯底的表面形成第一掩膜層；其中，所述N型輕摻雜區(qū)以及所述氮摻雜區(qū)均是采用所述第一掩膜層為掩膜形成的。

可選的，在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成多個N型源漏區(qū)還包括：進(jìn)行一次或多次N型摻雜離子注入，且多次N型離子注入的能量和/或注入離子濃度不同；其中，在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成所述氮摻雜區(qū)的步驟在所述一次N型摻雜離子注入或多次N型摻雜離子注入的步驟之前或之后，或在所述多次N型摻雜離子注入的步驟之間。

可選的，在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成所述氮摻雜區(qū)包括：注入氮離子以形成所述氮摻雜區(qū)；在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成砷摻雜區(qū)包括：注入砷離子以形成所述砷摻雜區(qū)；其中，至少一次的N型摻雜離子注入的注入深度大于等于氮離子注入深度；和/或，氮離子注入深度大于等于砷離子注入深度。

可選的，在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成N型源漏區(qū)之前，所述方法還包括：在所述半導(dǎo)體襯底的表面形成第二掩膜層；其中，所述N型源漏區(qū)以及氮摻雜區(qū)均是采用所述第二掩膜層為掩膜形成的。

可選的，所述氮摻雜區(qū)的形成工藝的參數(shù)選自以下一項或多項：注入離子包括氮離子；注入離子濃度為1E13原子數(shù)/平方厘米至1E16原子數(shù)/平方厘米。