[發明專利]圖像傳感器及圖像傳感器像素結構的形成方法

在審

• 申請號: 202210420940.0
• 申請日: 2022-04-20
• 公開（公告）號: CN114975497A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 王潤澤;王明;梅翠玉
• 申請（專利權）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: 上海思捷知識產權代理有限公司 31295
• 代理人: 張亞靜

1.一種圖像傳感器像素結構的形成方法，其特征在于，包括：

提供一半導體襯底，所述半導體襯底的表面上形成有圖形化的柵極結構，以及在位于所述圖形化的柵極結構兩側的半導體襯底內分別形成有光電二極管區和浮動擴散區；

利用預設的離子注入光罩，對所述光電二極管區和浮動擴散區的至少部分表層區域進行第一導電類型離子注入，其中，所述預設的離子注入光罩定義出所述光電二極管區和浮動擴散區所對應的半導體襯底進行第一導電類型離子注入的位置；

在注入了所述第一導電類型離子的光電二極管區和浮動擴散區的表面上沉積金屬層，以在所述光電二極管區和浮動擴散區的表面上形成相應的導電插塞。

2.如權利要求1所述的圖像傳感器像素結構的形成方法，其特征在于，所述第一導電類型離子為P型離子。

3.如權利要求2所述的圖像傳感器像素結構的形成方法，其特征在于，所述第一導電類型離子包括碳離子。

4.如權利要求1所述的圖像傳感器像素結構的形成方法，其特征在于，利用預設的離子注入光罩，對所述光電二極管區和浮動擴散區的至少部分表層區域進行第一導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構，并同時暴露出所述光電二極管區和所述浮動擴散區所對應的半導體襯底的整個表面；

以所述第一光罩為掩膜，對所述半導體襯底進行第一導電類型離子注入，以在所述光電二極管區和所述浮動擴散區所對應的半導體襯底的整個表層上形成第一注入層。

5.如權利要求1所述的圖像傳感器像素結構的形成方法，其特征在于，利用預設的離子注入光罩，對所述光電二極管區和浮動擴散區的至少部分表層區域進行第一導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構以及所述電二極管區和所述浮動擴散區所對應的半導體襯底表面上用于形成所述導電插塞之外的所有區域，并同時暴露出所述光電二極管區和所述浮動擴散區所對應的半導體襯底表面上用于形成所述導電插塞的區域；

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

6.如權利要求1所述的圖像傳感器像素結構的形成方法，其特征在于，利用預設的離子注入光罩，對所述光電二極管區和浮動擴散區的至少部分表層區域進行第一導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構以及所述電二極管區和所述浮動擴散區所對應的半導體襯底表面上用于形成所述導電插塞之外的部分區域，并同時暴露出所述光電二極管區和所述浮動擴散區所對應的半導體襯底表面上用于形成所述導電插塞的區域以及其旁邊一側區域；

以所述第三光罩為掩膜，對暴露出的所述光電二極管區和所述浮動擴散區所對應的半導體襯底表面上用于形成所述導電插塞的區域以及其旁邊一側區域進行第一導電類型離子注入，以在所述電二極管區和所述浮動擴散區所對應的半導體襯底表面上用于形成所述導電插塞以及其旁邊一側的表層區域上形成第三注入層。

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

8.如權利要求1所述的圖像傳感器像素結構的形成方法，其特征在于，在利用預設的離子注入光罩，對所述光電二極管區和浮動擴散區的至少部分表層區域進行第一導電類型離子注入之前，還包括在所述圖形化的柵極結構的兩側形成側墻結構。

9.如權利要求1所述的圖像傳感器像素結構的形成方法，其特征在于，在利用預設的離子注入光罩，對所述光電二極管區和浮動擴散區的至少部分表層區域進行第一導電類型離子注入之后，還包括對進行第一導電類型離子注入后的半導體襯底進行退火處理。

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構，其中每個所述像素結構采用權利要求1至9中任一項所述的圖像傳感器像素結構的形成方法形成。