[發(fā)明專利]圖像傳感器及圖像傳感器像素結(jié)構(gòu)的形成方法

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• 申請日: 2022-04-20
• 公開（公告）號: CN114975497A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王潤澤;王明;梅翠玉
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 上海思捷知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31295
• 代理人: 張亞靜

1.一種圖像傳感器像素結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，包括：

提供一半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底的表面上形成有圖形化的柵極結(jié)構(gòu)，以及在位于所述圖形化的柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)分別形成有光電二極管區(qū)和浮動擴(kuò)散區(qū)；

利用預(yù)設(shè)的離子注入光罩，對所述光電二極管區(qū)和浮動擴(kuò)散區(qū)的至少部分表層區(qū)域進(jìn)行第一導(dǎo)電類型離子注入，其中，所述預(yù)設(shè)的離子注入光罩定義出所述光電二極管區(qū)和浮動擴(kuò)散區(qū)所對應(yīng)的半導(dǎo)體襯底進(jìn)行第一導(dǎo)電類型離子注入的位置；

在注入了所述第一導(dǎo)電類型離子的光電二極管區(qū)和浮動擴(kuò)散區(qū)的表面上沉積金屬層，以在所述光電二極管區(qū)和浮動擴(kuò)散區(qū)的表面上形成相應(yīng)的導(dǎo)電插塞。

2.如權(quán)利要求1所述的圖像傳感器像素結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述第一導(dǎo)電類型離子為P型離子。

3.如權(quán)利要求2所述的圖像傳感器像素結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述第一導(dǎo)電類型離子包括碳離子。

4.如權(quán)利要求1所述的圖像傳感器像素結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，利用預(yù)設(shè)的離子注入光罩，對所述光電二極管區(qū)和浮動擴(kuò)散區(qū)的至少部分表層區(qū)域進(jìn)行第一導(dǎo)電類型離子注入的步驟，包括：

形成第一光罩，所述第一光罩遮蔽所述圖形化的柵極結(jié)構(gòu)，并同時暴露出所述光電二極管區(qū)和所述浮動擴(kuò)散區(qū)所對應(yīng)的半導(dǎo)體襯底的整個表面；

以所述第一光罩為掩膜，對所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行第一導(dǎo)電類型離子注入，以在所述光電二極管區(qū)和所述浮動擴(kuò)散區(qū)所對應(yīng)的半導(dǎo)體襯底的整個表層上形成第一注入層。

5.如權(quán)利要求1所述的圖像傳感器像素結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，利用預(yù)設(shè)的離子注入光罩，對所述光電二極管區(qū)和浮動擴(kuò)散區(qū)的至少部分表層區(qū)域進(jìn)行第一導(dǎo)電類型離子注入的步驟，包括：

形成第二光罩，所述第二光罩遮蔽所述圖形化的柵極結(jié)構(gòu)以及所述電二極管區(qū)和所述浮動擴(kuò)散區(qū)所對應(yīng)的半導(dǎo)體襯底表面上用于形成所述導(dǎo)電插塞之外的所有區(qū)域，并同時暴露出所述光電二極管區(qū)和所述浮動擴(kuò)散區(qū)所對應(yīng)的半導(dǎo)體襯底表面上用于形成所述導(dǎo)電插塞的區(qū)域；

以所述第二光罩為掩膜，對暴露出的所述光電二極管區(qū)和所述浮動擴(kuò)散區(qū)所對應(yīng)的半導(dǎo)體襯底表面上用于形成所述導(dǎo)電插塞的區(qū)域進(jìn)行第一導(dǎo)電類型離子注入，以在所述電二極管區(qū)和所述浮動擴(kuò)散區(qū)所對應(yīng)的半導(dǎo)體襯底表面上用于形成所述導(dǎo)電插塞的表層區(qū)域上形成第二注入層。

6.如權(quán)利要求1所述的圖像傳感器像素結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，利用預(yù)設(shè)的離子注入光罩，對所述光電二極管區(qū)和浮動擴(kuò)散區(qū)的至少部分表層區(qū)域進(jìn)行第一導(dǎo)電類型離子注入的步驟，包括：

形成第三光罩，所述第三光罩遮蔽所述圖形化的柵極結(jié)構(gòu)以及所述電二極管區(qū)和所述浮動擴(kuò)散區(qū)所對應(yīng)的半導(dǎo)體襯底表面上用于形成所述導(dǎo)電插塞之外的部分區(qū)域，并同時暴露出所述光電二極管區(qū)和所述浮動擴(kuò)散區(qū)所對應(yīng)的半導(dǎo)體襯底表面上用于形成所述導(dǎo)電插塞的區(qū)域以及其旁邊一側(cè)區(qū)域；

以所述第三光罩為掩膜，對暴露出的所述光電二極管區(qū)和所述浮動擴(kuò)散區(qū)所對應(yīng)的半導(dǎo)體襯底表面上用于形成所述導(dǎo)電插塞的區(qū)域以及其旁邊一側(cè)區(qū)域進(jìn)行第一導(dǎo)電類型離子注入，以在所述電二極管區(qū)和所述浮動擴(kuò)散區(qū)所對應(yīng)的半導(dǎo)體襯底表面上用于形成所述導(dǎo)電插塞以及其旁邊一側(cè)的表層區(qū)域上形成第三注入層。

7.如權(quán)利要求1所述的圖像傳感器像素結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，沉積的所述金屬層的材料包括金屬鎢。

8.如權(quán)利要求1所述的圖像傳感器像素結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在利用預(yù)設(shè)的離子注入光罩，對所述光電二極管區(qū)和浮動擴(kuò)散區(qū)的至少部分表層區(qū)域進(jìn)行第一導(dǎo)電類型離子注入之前，還包括在所述圖形化的柵極結(jié)構(gòu)的兩側(cè)形成側(cè)墻結(jié)構(gòu)。

9.如權(quán)利要求1所述的圖像傳感器像素結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在利用預(yù)設(shè)的離子注入光罩，對所述光電二極管區(qū)和浮動擴(kuò)散區(qū)的至少部分表層區(qū)域進(jìn)行第一導(dǎo)電類型離子注入之后，還包括對進(jìn)行第一導(dǎo)電類型離子注入后的半導(dǎo)體襯底進(jìn)行退火處理。

10.一種圖像傳感器，其特征在于，所述圖像傳感器包括多個像素結(jié)構(gòu)，其中每個所述像素結(jié)構(gòu)采用權(quán)利要求1至9中任一項所述的圖像傳感器像素結(jié)構(gòu)的形成方法形成。