专利名称：图像传感器制造方法以及图像传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造工艺，更具体地说，本发明涉及一种图像传感器制造方法以及图像传感器。
背景技术：
图像传感器是组成数字摄像头的重要组成部分。根据元件的不同，可分为CCD (Charge Coupled Device,电荷稱合兀件)和 CMOS (Compl ementary Metal-OxideSemiconductor,金属氧化物半导体元件)两大类。在图像传感器中,采用传输管(transfer transistor, TX)来传输光电二极管中的 光生电子。图I示出了根据现有技术的用于图像传感器的传输晶体管结构。如图I所示，根据现有技术的用于图像传感器的传输晶体管结构包括衬底I、感光二极管区2、感光二极管区表面P型掺杂层5 (用于降低暗电流)、浮置扩散区7 (包括阱区掺杂7a与源极掺杂7b)、栅极多晶硅3、栅极氧化层4、栅极侧壁6。其中，衬底I上布置了感光二极管区2、感光二极管区表面P型掺杂层5以及浮置扩散区7 ;感光二极管区表面P型掺杂层5以及浮置扩散区7位于硅片的表面区域；感光二极管区2位于感光二极管区表面P型掺杂层5下方。栅极多晶硅3、栅极氧化层4、栅极侧壁6构成位于硅片上方的栅极结构。图I示出的根据现有技术的用于图像传感器的传输晶体管结构的制造方法由于形成感光二极管区表面P型掺杂层的离子注入步骤而增加了一个掩模板，希望提供一种能省略由于形成感光二极管区表面P型掺杂层的离子注入步骤而增加的掩模板及其制造方法，达到降低生产成本的目的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够省略由于形成感光二极管区表面P型掺杂层所需的离子注入步骤而增加的掩模板的图像传感器制造方法。为了实现上述技术目的，本发明的第一方面提供了一种图像传感器制造方法，其包括浮置扩散区及栅极形成步骤，用于在衬底的表面区域形成浮置扩散区，并且随后在衬底上依次形成栅极氧化层和栅极多晶硅；第一注入步骤，用于利用图案化的光刻胶以及栅极的组合来执行第一次离子注入，从而在所述衬底内部形成感光二极管区，其中所述图案化的光刻胶部分地覆盖所述栅极，并且其中离子注入的方向垂直于所述衬底的表面；以及第二注入步骤，用于利用所述图案化的光刻胶来执行第二次离子注入，从而在所述衬底的表面区域形成感光二极管区表面P型掺杂层，其中离子注入的方向不垂直于所述衬底的表面，而是朝向栅极方向倾斜。优选地，在所述第二注入步骤中，根据所述感光二极管区表面P型掺杂层在所述衬底的表面区域的期望位置、以及所述图案化的光刻胶相对于所述期望位置的定位来调节所述第二注入步骤中注入离子朝向栅极方向的倾斜角度，从而利用光刻胶阻挡，使注入区域离栅极一定距离，避免在电子传输过程中产生势垒。优选地，所述图像传感器制造方法还包括光刻胶去除，用于去除所述图案化的光刻胶；栅极侧壁形成步骤，用于形成在栅极氧化层和栅极多晶硅的侧部形成栅极侧壁；以及阱区掺杂形成步骤，用于在浮置扩散区中形成阱区掺杂，从而将浮置扩散区分为阱区掺杂与源极掺杂。本发明的第二方面提供了一种图像传感器制造方法，其包括浮置扩散区及栅极形成步骤，用于在衬底的表面区域形成浮置扩散区，并且随后在衬底上依次形成栅极氧化层和栅极多晶硅；第一注入步骤，用于利用图案化的光刻胶以及栅极的组合来执行第一次离子注入，从而在所述衬底内部形成感光二极管区，其中所述图案化的光刻胶部分地覆盖所述栅极，并且其中离子注入的方向垂直于所述衬底的表面；以 及第二注入步骤，用于利用所述图案化的光刻胶和所述栅极的组合来执行第二次离子注入，从而在所述衬底的表面区域形成感光二极管区表面P型掺杂层，其中离子注入的方向不垂直于所述衬底的表面，而是朝向栅极方向倾斜。优选地，在所述第二注入步骤中，根据感光二极管区表面P型掺杂层在所述衬底的表面区域的期望位置、所述图案化的光刻胶相对于所述期望位置的定位、以及栅极的上表面相对于所述期望位置的定位来调节所述第二注入步骤中注入离子朝向栅极方向的倾斜角度，从而利用光刻胶和栅极的阻挡，使注入区域离栅极一定距离，避免在电子传输过程中不会产生势垒。优选地，所述图像传感器制造方法还包括光刻胶去除，用于去除所述图案化的光刻胶；栅极侧壁形成步骤，用于形成在栅极氧化层和栅极多晶硅的侧部形成栅极侧壁；以及阱区掺杂形成步骤，用于在浮置扩散区中形成阱区掺杂，从而将浮置扩散区分为阱区掺杂与源极掺杂。本发明的第一方面提供了一种通过根据本发明的第一方面所述的图像传感器制造方法制成的或本发明的第二方面所述的图像传感器制造方法制成的图像传感器。根据本发明，由于形成感光二极管区的第一注入步骤以及形成域形成感光二极管区表面P型掺杂层的第二注入步骤采用了同一个图案化的光刻胶，从而省略由于形成感光二极管区表面P型掺杂层所需的离子注入步骤而增加的掩模板。
结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中图I示意性地示出了根据现有技术的图像传感器的传输晶体管结构。图2示意性地示出了根据本发明实施例的图像传感器制造方法的浮置扩散区及栅极形成步骤之后的结构。图3示意性地示出了根据本发明实施例的图像传感器制造方法的第一注入步骤之后的结构。图4示意性地示出了根据本发明实施例的图像传感器制造方法的第二注入步骤之后的结构。图5示意性地示出了根据本发明实施例的图像传感器制造方法的光刻胶去除步骤之后的结构。图6示意性地示出了根据本发明实施例的图像传感器制造方法制成的图像传感器传输晶体管结构。需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。
具体实施例方式为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。
如图2至图6所示，根据本发明实施例的图像传感器制造方法包括浮置扩散区及栅极形成步骤，用于在衬底I的表面区域形成浮置扩散区7，并且随后在衬底I上依次形成栅极氧化层4和栅极多晶硅3 ;图2示意性地示出了根据本发明实施例的图像传感器制造方法的浮置扩散区及栅极形成步骤之后的结构。第一注入步骤，用于利用图案化的光刻胶10以及栅极3的组合来执行第一次离子注入，从而在所述衬底I内部形成感光二极管区2，其中所述图案化的光刻胶10部分地覆盖(换言之，遮挡)所述栅极3，并且其中离子注入的方向垂直于所述衬底I的表面；图3示意性地示出了根据本发明实施例的图像传感器制造方法的第一注入步骤之后的结构。更具体地说，在第一注入步骤中，图案化的光刻胶10以及栅极3两者结合起来作为注入步骤的掩膜。第二注入步骤，用于利用所述图案化的光刻胶10或者利用所述图案化的光刻胶10和栅极3的组合来执行第二次离子注入，从而在所述衬底I的表面区域形成感光二极管区表面P型掺杂层5，其中离子注入的方向不垂直于所述衬底I的表面，即离子注入的方向相对于所述衬底I的表面倾斜；图4示意性地示出了根据本发明实施例的图像传感器制造方法的第二注入步骤之后的结构。也就是说，在一种实施方案中，在所述第二注入步骤中，可以仅仅利用所述图案化的光刻胶10来通过倾斜的离子注入在所述衬底I的表面区域形成感光二极管区表面P型掺杂层5 (与栅极保持预定距离)，在这种情况下，仅仅通过所述图案化的光刻胶10来阻挡一部分倾斜离子，从而在所述衬底I的表面区域的期望位置形成感光二极管区表面P型掺杂层5。此时，优选地，在所述第二注入步骤中，根据感光二极管区表面P型掺杂层5在所述衬底I的表面区域的期望位置、以及所述图案化的光刻胶10相对于所述期望位置的定位来调节所述第二注入步骤中注入离子朝向栅极方向的倾斜角度，从而利用光刻胶阻挡，使注入区域离栅极一定距离，避免在电子传输过程中产生势垒。在替换方案中，在所述第二注入步骤中，可以利用所述图案化的光刻胶10和栅极3的组合来通过倾斜的离子注入在所述衬底I的表面区域形成感光二极管区表面P型掺杂层5，在这种情况下，通过所述图案化的光刻胶10和栅极3的组合来阻挡一部分倾斜离子，从而在所述衬底I的表面区域的期望位置形成感光二极管区表面P型掺杂层5。此时，优选地，在所述第二注入步骤中，根据感光二极管区表面P型掺杂层5在所述衬底I的表面区域的期望位置、所述图案化的光刻胶10相对于所述期望位置的定位、以及栅极3的上表面相对于所述期望位置的定位来调节所述第二注入步骤中注入离子朝向栅极方向的倾斜角度，从而利用光刻胶和栅极的阻挡，使注入区域离栅极一定距离，避免在电子传输过程中产生势垒。可以看出，根据本发明的上述实施例，由于形成感光二极管区2的第一注入步骤以及形成域形成感光二极管区表面P型掺杂层5的第二注入步骤采用了同一个图案化的光刻胶10，从而省略由于感光二极管区表面P型掺杂层5所需的离子注入步骤而增加的掩模板。此后，可如现有技术一样地执行后续步骤。具体地说，可执行下述步骤光刻胶去除，用于去除所述图案化的光刻胶10 ;图5示意性地示出了根据本发明实施例的图像传感器制造方法的光刻胶去除步骤之后的结构。栅极侧壁形成步骤，用于形成在栅极氧化层4和栅极多晶硅3的侧部形成栅极侧壁6。阱区掺杂形成步骤，用于在浮置扩散区7中形成阱区掺杂7a，从而将浮置扩散区7分为阱区掺杂7a与源极掺杂7b。图6示意性地示出了根据本发明实施例的图像传感器制造方法制成的图像传感器传输晶体管结构。如图6所示，根据本发明实施例的图像传感器制造方法制成的图像传感器包括衬底I、感光二极管区2、感光二极管区表面P型掺杂层5、浮置扩散区7 (包括阱区掺杂7a与源极掺杂7b)、栅极多晶硅3、栅极氧化层4、栅极侧壁6。其中，衬底I的表面区域上布置了感光二极管区表面P型掺杂层5以及浮置扩散区7 ;衬底I的内部布置了感光二极管区2 ;感光二极管区2部分地位于感光二极管区表面P型掺杂层5下方。可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
权利要求
1.一种图像传感器制造方法，其特征在于包括 浮置扩散区及栅极形成步骤，用于在衬底的表面区域形成浮置扩散区，并且随后在衬底上依次形成栅极氧化层和栅极多晶硅； 第一注入步骤，用于利用图案化的光刻胶以及栅极的组合来执行第一次离子注入，从而在所述衬底内部形成感光二极管区，其中所述图案化的光刻胶部分地覆盖所述栅极，并且其中离子注入的方向垂直于所述衬底的表面；以及 第二注入步骤，用于利用所述图案化的光刻胶来执行第二次离子注入，从而在所述衬底的表面区域形成感光二极管区表面P型掺杂层，其中离子注入的方向不垂直于所述衬底的表面，而是朝向栅极方向倾斜。
2.根据权利要求I所述的图像传感器制造方法，其特征在于，在所述第二注入步骤中，根据所述感光二极管区表面P型掺杂层在所述衬底的表面区域的期望位置、以及所述图案化的光刻胶相对于所述期望位置的定位来调节所述第二注入步骤中注入离子朝向栅极方向的倾斜角度；利用光刻胶和栅极的阻挡，使注入区域离栅极一定距离，避免在电子传输过程中产生势垒。
3.根据权利要求I所述的图像传感器制造方法，其特征在于还包括 光刻胶去除，用于去除所述图案化的光刻胶； 栅极侧壁形成步骤，用于形成在栅极氧化层和栅极多晶硅的侧部形成栅极侧壁；以及阱区掺杂形成步骤，用于在浮置扩散区中形成阱区掺杂，从而将浮置扩散区分为阱区掺杂与源极掺杂。
4.一种图像传感器制造方法，其特征在于包括 浮置扩散区及栅极形成步骤，用于在衬底的表面区域形成浮置扩散区，并且随后在衬底上依次形成栅极氧化层和栅极多晶硅； 第一注入步骤，用于利用图案化的光刻胶以及栅极的组合来执行第一次离子注入，从而在所述衬底内部形成感光二极管区，其中所述图案化的光刻胶部分地覆盖所述栅极，并且其中离子注入的方向垂直于所述衬底的表面；以及 第二注入步骤，用于利用所述图案化的光刻胶和所述栅极的组合来执行第二次离子注入，从而在所述衬底的表面区域形成感光二极管区表面P型掺杂层，其中离子注入的方向不垂直于所述衬底的表面，而是朝向栅极方向倾斜。
5.根据权利要求4所述的图像传感器制造方法，其特征在于，在所述第二注入步骤中，根据感光二极管区表面P型掺杂层在所述衬底的表面区域的期望位置、所述图案化的光刻胶相对于所述期望位置的定位、以及栅极的上表面相对于所述期望位置的定位来调节所述第二注入步骤中注入离子朝向栅极方向的倾斜角度，从而利用光刻胶和栅极的阻挡，使注入区域离栅极一定距离，避免在电子传输过程中产生势垒。
6.根据权利要求4或5所述的图像传感器制造方法，其特征在于还包括 光刻胶去除，用于去除所述图案化的光刻胶； 栅极侧壁形成步骤，用于形成在栅极氧化层和栅极多晶硅的侧部形成栅极侧壁；以及阱区掺杂形成步骤，用于在浮置扩散区中形成阱区掺杂，从而将浮置扩散区分为阱区掺杂与源极掺杂。
7.—种通过根据权利要求I至6之一所述的图像传感器制造方法制成的图像传感器。
全文摘要
本发明提供了一种图像传感器制造方法以及图像传感器。根据本发明的图像传感器制造方法包括浮置扩散区及栅极形成步骤，用于在衬底的表面区域形成浮置扩散区，并且随后在衬底上依次形成栅极氧化层和栅极多晶硅；第一注入步骤，用于利用图案化的光刻胶以及栅极的组合来执行第一次离子注入，从而在所述衬底内部形成感光二极管区，其中所述图案化的光刻胶部分地覆盖所述栅极，并且其中离子注入的方向垂直于所述衬底的表面；以及第二注入步骤，用于利用所述图案化的光刻胶来执行第二次离子注入，从而在所述衬底的表面区域形成感光二极管区表面P型掺杂层，其中离子注入的方向不垂直于所述衬底的表面。此方法可以节约掩模板，降低生产成本。
文档编号H01L27/146GK102800687SQ20121031305
公开日2012年11月28日 申请日期2012年8月29日 优先权日2012年8月29日
发明者饶金华, 孙玉红, 张克云, 苟鸿雁 申请人:上海宏力半导体制造有限公司