[發明專利]圖像傳感器的柵氧化層結構的制備方法

在審

• 申請號: 202210746249.1
• 申請日: 2022-06-27
• 公開（公告）號: CN115084178A
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 羅呼學;劉敏;張棟;范曉
• 申請（專利權）人: 華虹半導體（無錫）有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 焦健

本發明提供一種圖像傳感器的柵氧化層結構的制備方法，方法包括：提供一半導體結構，包括襯底及形成于襯底表面的第一柵氧化層，其中，襯底通過隔離結構定義出邏輯器件區和像素器件區，且邏輯器件區包括第一輸入輸出區，像素器件區包括源跟隨晶體管區；去除源跟隨晶體管區的第一柵氧化層以漏出其所對應的襯底，并于漏出的襯底的表面形成第二柵氧化層；去除邏輯器件第一輸入輸出區的第一柵氧化層以漏出其所對應的襯底，并于漏出的襯底的表面形成第三柵氧化層。通過本發明解決了現有的圖像傳感器器件所存在的溝道電阻大、噪聲大及讀取速度慢的問題。

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，特別是涉及一種圖像傳感器的柵氧化層結構的制備方法。

背景技術

圖像傳感器是指將光信號轉換成電信號的半導體器件。通常大規模商用的圖像傳感器芯片包括電荷耦合器件(CCD)和互補金屬氧化物半導體(CMOS)圖像傳感器芯片兩大類。而CMOS圖像傳感器(CMOS Image Sensor，CIS)因具有低功耗和高信噪比的優點，而在各種領域內得到廣泛的應用。

CMOS圖像傳感器的像素單元是圖像傳感器實現感光的核心器件。最常用的像素單元為包含一個光電二極管和多個晶體管的有源像素結構，其中，光電二極管是感光單元，實現對光線的收集和光電轉換，晶體管包括轉移晶體管TX、復位晶體管RST、源跟隨晶體管SF和線位選擇晶體管SEL，這些晶體管實現對光電二極管的選中、復位、信號放大和讀出的控制。隨著圖像傳感器器件密度逐漸提高(像素從8M增加到32/64M，甚至增加到108M)，對其性能要求也越來越高。然而，圖像傳感器的源跟隨晶體管SF的柵氧厚度在一定程度上制約著圖像傳感器的性能，對其溝道電阻、噪聲及讀取速度均存在一定的影響。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供圖像傳感器的柵氧化層結構的制備方法，用于解決現有的圖像傳感器器件存在的溝道電阻大、噪聲大及讀取速度慢的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種圖像傳感器的柵氧化層結構的制備方法，所述方法包括：

提供一半導體結構，包括襯底及形成于所述襯底表面的第一柵氧化層，其中，所述襯底通過隔離結構定義出邏輯器件區和像素器件區，且所述邏輯器件區包括第一輸入輸出區，所述像素器件區包括源跟隨晶體管區；

去除所述源跟隨晶體管區的所述第一柵氧化層以漏出其所對應的所述襯底，并于漏出的所述襯底的表面形成所述第二柵氧化層；

去除所述第一輸入輸出區的所述第一柵氧化層以漏出其所對應的所述襯底，并于漏出的所述襯底的表面形成第三柵氧化層；

其中，所述第一柵氧化層的厚度大于所述第二柵氧化層及所述第三柵氧化層的厚度。

可選地，利用爐管工藝形成所述第一柵氧化層。

可選地，利用ISSG工藝形成所述第二柵氧化層及所述第三柵氧化層。

可選地，所述ISSG工藝的預設溫度不超過1000℃。

可選地，于所述源跟隨晶體管區漏出的所述襯底的表面形成所述第二柵氧化層時，同時于未被去除的所述第一柵氧化層的表面形成所述第二柵氧化層。

可選地，去除所述第一輸入輸出區的所述第一柵氧化層以漏出其所對應的所述襯底之前，所述方法包括去除形成于所述第一輸入輸出區的所述第一柵氧化層表面的所述第二柵氧化層的步驟。

可選地，于所述第一輸入輸出區漏出的所述襯底的表面形成第三柵氧化層時，同時于未被去除的所述第二柵氧化層的表面形成所述第三柵氧化層。

可選地，通過利用濕法刻蝕工藝以去除所述源跟隨晶體管區的所述第一柵氧化層及所述第一輸入輸出區的所述第一柵氧化層。

可選地，所述邏輯器件區還包括第二輸入輸出區。