CMOS图像传感器的形成方法与流程

本发明涉及半导体，特别涉及一种cmos图像传感器的形成方法。

背景技术：

1、cmos image sensor(cis)器件主要由逻辑区和像素区组成，cis是一种光学传感器，其功能是将光信号转换成电信号，并通过读出电路转为数字化信号，其中像素区承担了器件重要的传感功能，是影响器件性能的重要因素。

2、在背照式图像传感器中，光线是从衬底的背面直接照射至光电二极管，无需经过逻辑电路，提高了光线接收的效能，大幅度地提升了成像效果。但受到原材料变化、工艺波动、杂质离子污染等各种因素的影响，背照式图像传感器易出现白像素(white pixel，wp)问题。在正常情况下，没有光线入射至像素单元，像素单元产生的暗电流很小。但当存在金属杂质污染等情况时，像素单元自身会产生电荷，暗电流增大，导致像素单元在完全暗场下也会存在亮点，即为白像素，这对成像效果造成了严重的影响。

3、减少白像素对cmos图像传感器实现高图像质量至关重要。众所周知，白斑是由金属污染物引起的深度块状缺陷造成的暗电流特别大的缺陷像素。工艺过程中应避免金属污染物。然而，在实际应用中，离子注入的含能金属离子也是一个不可避免的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种cmos图像传感器的形成方法，以解决cmos图像传感器中的金属污染物影响像素区的性能的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种cmos图像传感器的形成方法，包括：

3、提供一半导体衬底，所述半导体衬底上包括像素区和逻辑区；

4、在所述半导体衬底的像素区和逻辑区上形成不同厚度的介质层；

5、在像素区的不同厚度的所述介质层上进行离子注入氮离子，形成超浅结，以吸附金属杂质；

6、去除所述半导体衬底的像素区和逻辑区上不同厚度的所述介质层；

7、在所述半导体衬底的像素区形成深n型注入光电二极管。

8、可选的，离子注入工艺中的注入相同剂量的氮离子。

9、可选的，离子注入工艺中的注入不同剂量的氮离子。

10、可选的，所述介质层为氧化层。

11、可选的，不同厚度的所述介质层包括第一厚度介质层、第二厚度介质层和第三厚度介质层。

12、可选的，所述第一厚度介质层的厚度为50埃～90埃。

13、可选的，所述第二厚度介质层的厚度为100埃～150埃。

14、可选的，所述第三厚度介质层的厚度为160埃～200埃。

15、可选的，在进行离子注入工艺时，所述逻辑区上设置有掩模板。

16、可选的，采用湿法刻蚀工艺去除所述半导体衬底的像素区和逻辑区上不同厚度的所述介质层。

17、在本发明提供的一种cmos图像传感器的形成方法中，通过在半导体衬底的像素区形成深n型注入光电二极管之前，先在半导体衬底的像素区和逻辑区上形成不同厚度的介质层；在像素区的不同厚度的介质层上进行离子注入氮离子，形成超浅结，以吸附金属杂质；去除半导体衬底的像素区和逻辑区上不同厚度的介质层；通过在不同厚度的介质层离子注入氮离子，能够获得最佳深度的n离子吸附金属杂质的能力来改善白色像素，以及通过氮离子的注入抑制金属杂质的扩散并吸附金属杂质来减少白色像素从而提高cmos图像传感器图像质量。光电二极管(pd)中的金属污染物导致白点可以被通过离子注入的氮离子化合物捕获，作为金属吸除位点，形成于cmos图像传感器的接触区域下方没有任何布局面积损失，从而可以有效降低cmos图像传感器的白相素。

技术特征：

1.一种cmos图像传感器的形成方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的cmos图像传感器的形成方法，其特征在于，离子注入工艺中的注入相同剂量的氮离子。

3.根据权利要求1所述的cmos图像传感器的形成方法，其特征在于，离子注入工艺中的注入不同剂量的氮离子。

4.根据权利要求1所述的cmos图像传感器的形成方法，其特征在于，所述介质层为氧化层。

5.根据权利要求1所述的cmos图像传感器的形成方法，其特征在于，不同厚度的所述介质层包括第一厚度介质层、第二厚度介质层和第三厚度介质层。

6.根据权利要求5所述的cmos图像传感器的形成方法，其特征在于，所述第一厚度介质层的厚度为50埃～90埃。

7.根据权利要求5所述的cmos图像传感器的形成方法，其特征在于，所述第二厚度介质层的厚度为100埃～150埃。

8.根据权利要求5所述的cmos图像传感器的形成方法，其特征在于，所述第三厚度介质层的厚度为160埃～200埃。

9.根据权利要求1所述的cmos图像传感器的形成方法，其特征在于，在进行离子注入工艺时，所述逻辑区上设置有掩模板。

10.根据权利要求1所述的cmos图像传感器的形成方法，其特征在于，采用湿法刻蚀工艺去除所述半导体衬底的像素区和逻辑区上不同厚度的所述介质层。

技术总结
本发明提供一种CMOS图像传感器的形成方法，包括：提供一半导体衬底，所述半导体衬底上包括像素区和逻辑区；在所述半导体衬底的像素区和逻辑区上形成不同厚度的介质层；在像素区的不同厚度的所述介质层上进行离子注入氮离子，形成超浅结，以吸附金属杂质；去除所述半导体衬底的像素区和逻辑区上不同厚度的所述介质层；在所述半导体衬底的像素区形成深N型注入光电二极管。通过在不同厚度的介质层离子注入氮离子，能够获得最佳深度的N离子吸附金属杂质的能力来改善白色像素，以及通过氮离子的注入抑制金属杂质的扩散并吸附金属杂质来减少白色像素从而提高CMOS图像传感器图像质量。

技术研发人员：顾勤勤,王璐,梅翠玉
受保护的技术使用者：上海华力微电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13