CIS的制作方法与流程

cis的制作方法
技术领域
1.本技术涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种cis的制作方法。


背景技术：

2.互补金属氧化物半导体图像传感器(complementary metal oxide semiconductor contact image sensor，cis)是采用cmos器件制作的图像传感器，由于其具有集成度高、供电电压低和技术门槛低等优势，广泛应用于摄影摄像、安防系统、智能便携电话以及医疗电子等领域。
3.在cis的制作过程中，由于等离子体、湿法刻蚀等工艺均会对晶圆的表面造成损伤，从而导致暗电流，影响其性能，鉴于此，相关技术中，在cis的晶圆上通过引入钳位光电二极管(pinned-photodiode，pd)以解决暗电流问题。
4.参考图1至图3，其示出了相关技术中提供的包含钳位光电二极管的cis的制作过程示意图。示例性的，如图1所示，衬底110上包括第一区域101和第二区域102(图1、图2和图3中未示出用于形成cis的区域)，第一区域101用于形成钳位光电二极管，第二区域102用于形成逻辑(logic)器件。衬底110上形成有氧化层120，第二区域102的氧化层上形成有逻辑器件的栅极131；如图2所示，在栅极131的两侧形成第一侧墙141，在形成第一侧墙141的过程中，由于需要进行刻蚀，氧化层120被减薄；如图3所示，在第一侧墙141的外侧形成第二侧墙142后，沉积氧化物加厚氧化层120。
5.对于cis，其白噪声问题一直是其性能提升的重要研究点，白噪声的表现直接决定了cis的性能，而白噪声的本质原因是工艺过程对晶圆表面的损伤，由于在形成第一侧墙的过程中氧化层会被减薄，因此工艺过程中的等离子体等会对晶圆表面造成损伤，从而导致暗电流，造成器件的白噪声。


技术实现要素：

6.本技术提供了一种cis的制作方法，可以解决相关技术中提供的包含钳位光电二极管的cis的制作方法所导致的白噪声较大的问题，该方法包括。
7.提供一衬底，所述衬底上包括第一区域、第二区域和第三区域，所述第一区域用于形成钳位光电二极管，所述第二区域用于形成逻辑器件，所述第三区域用于形成cis，所述衬底上形成有第一氧化层，所述第二区域的第一氧化层上形成有第一栅极，所述第一栅极是所述逻辑器件的栅极；
8.在除所述第二区域外的其它区域覆盖光阻；
9.在所述第一栅极的两侧形成第一侧墙；
10.在所述第一侧墙的外侧形成第二侧墙；
11.去除光阻。
12.在一些实施例中，在形成所述第一侧墙后，所述其它区域的第一氧化层的厚度大于80埃。
13.在一些实施例中，所述第一侧墙包括第二氧化层。
14.在一些实施例中，所述第二侧墙包括氮化层。
15.在一些实施例中，所述去除光阻后，还包括：
16.在所述第一区域形成所述钳位光电二极管；
17.所述钳位光电二极管包括在所述衬底上形成的第二栅极，以及形成于所述衬底中的掺杂区、第一重掺杂区和第二重掺杂区；
18.所述掺杂区和所述第一重掺杂区分别位于所述第二栅极底部的两侧，且分别与所述第二栅极的底部接触，所述第二重掺杂区与所述掺杂区位于同一侧且所述第二重掺杂区位于所述掺杂区的上方，所述第一重掺杂区和所述第二重掺杂区中的杂质浓度大于所述掺杂区中的杂质浓度。
19.在一些实施例中，所述掺杂区和所述第一重掺杂区中的杂质类型相同，所述掺杂区和所述第二重掺杂区中的杂质类型不同。
20.在一些实施例中，所述衬底从下而上依次包括硅衬底和形成于所述硅衬底上的外延层，所述掺杂区、所述第一重掺杂区和所述第二重掺杂区形成于所述外延层中。
21.本技术技术方案，至少包括如下优点：
22.通过在包含钳位光电二极管的cis的制作过程中，在形成逻辑器件的栅极后，用光阻覆盖除逻辑器件所在的区域以外的其它区域，避免了在形成逻辑器件的栅极的侧墙过程中，由于刻蚀工艺对第一氧化层减薄而导致的晶圆表面的损伤，从而在一定程度上降低了cis的白噪声，提高了器件的可靠性。
附图说明
23.为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1至图3是相关技术中提供的包含钳位光电二极管的cis的制作过程示意图；
25.图4是本技术一个示例性实施例提供的cis的制作方法的流程图；
26.图5至图7是本技术一个示例性实施例提供的cis的制作过程示意图；
27.图8是本技术一个示例性实施例提供的钳位光电二极管的剖面示意图。
具体实施方式
28.下面将结合附图，对本技术中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
29.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
31.此外，下面所描述的本技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
32.参考图4，其示出了本技术一个示例性实施例提供的cis的制作方法的流程图，如图4所示，该方法包括：
33.步骤s1，提供一衬底，衬底上包括第一区域、第二区域和第三区域，第一区域用于形成钳位光电二极管，第二区域用于形成逻辑器件，第三区域用于形成cis，衬底上形成有第一氧化层，第二区域的第一氧化层上形成有第一栅极，第一栅极是逻辑器件的栅极。
34.参考图5，其示出了在第二区域形成第一栅极后的剖面示意图。示例性的，如图5所示，衬底510上包括第一区域501、第二区域502和第三区域(图5中未示出)，第一区域501用于形成钳位光电二极管，第二区域502用于形成逻辑器件，第三区域用于形成cis，衬底510上形成有第一氧化层520，第二区域502的第一氧化层520上形成有第一栅极531，第一栅极531是逻辑器件的栅极。其中，第一氧化层520的厚度大于80埃
35.步骤s2，在除第二区域外的其它区域覆盖光阻。
36.步骤s3，在第一栅极的两侧形成第一侧墙。
37.参考图6，其示出了形成第一侧墙后的剖面示意图。示例性的，如图6所示，可用过光刻工艺在除第二区域502以外其它区域覆盖光阻600，暴露出第二区域502，在第一栅极531的两侧形成第一侧墙541，由于形成第一侧墙541的过程中需要进行刻蚀，故第二区域502除第一栅极531和第一侧墙541下方的区域以外的其它区域的第一氧化层520被减薄。其中，第一侧墙541包括第二氧化层。由于其它区域被光阻600覆盖，因此在形成第一侧墙541后，其它区域的第一氧化层520的厚度不变，依然大于80埃。
38.步骤s4，在第一侧墙的外侧形成第二侧墙。
39.步骤s5，去除光阻。
40.参考图7，其示出了形成第二侧墙后的剖面示意图。示例性的，如图7所示，在第一侧墙541的外侧形成第二侧墙542后，可对第二区域502的第二氧化层520进行一定的加厚，然后通过灰化(ashing)工艺去除光阻600。
41.示例性的，在步骤s5之后，还包括：在第一区域501形成钳位光电二极管。
42.如图8所示，钳位光电二极管包括在衬底510上形成的第二栅极532，以及形成于衬底510中的掺杂区511、第一重掺杂区512和第二重掺杂区513。
43.掺杂区511和第一重掺杂区512分别位于第二栅极531底部的两侧，且分别与第二栅极532的底部接触，第二重掺杂区513与掺杂区511位于同一侧且第二重掺杂区513位于掺杂区511的上方，第一重掺杂区512和第二重掺杂区513中的杂质浓度大于掺杂区511中的杂质浓度，掺杂区511和第一重掺杂区512中的杂质类型相同，掺杂区511和第二重掺杂区513中的杂质类型不同。
44.在一些实施例中，衬底510从下而上依次包括硅衬底和形成于硅衬底上的外延层，掺杂区511、第一重掺杂区512和第二重掺杂区513形成于外延层中，掺杂区511和外延层中的杂质类型相同，和硅衬底中的杂质类型不同。
45.若掺杂区511中的杂质类型为n(negative)型，则第一重掺杂区512中的杂质类型为n型，第二重掺杂区513中的杂质类型为p(positive)型，外延层中的杂质类型为n型，硅衬底中的杂质类型为p型；若掺杂区511中的杂质类型为p型，则第一重掺杂区512中的杂质类型为p型，第二重掺杂区513中的杂质类型为n型，外延层中的杂质类型为p型，硅衬底中的杂质类型为n型。
46.综上所述，本技术实施例中，通过在包含钳位光电二极管的cis的制作过程中，在形成逻辑器件的栅极后，用光阻覆盖除逻辑器件所在的区域以外的其它区域，避免了在形成逻辑器件的栅极的侧墙过程中，由于刻蚀工艺对第一氧化层减薄而导致的晶圆表面的损伤，从而在一定程度上降低了cis的白噪声，提高了器件的可靠性。
47.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本技术创造的保护范围之中。