CMOS图像传感器的制作方法

技术领域

本申请涉及半导体集成电路制造技术领域，具体涉及一种CMOS图像传感器的制作方法。

背景技术

由于CMOS技术和工艺的迅速发张，在固态图像传感器领域里，CIS(CMOS ImageSensor，互补金属氧化物半导体图像传感器)芯片，即CMOS图像传感器得到了广泛地应用。CIS芯片包括若干呈阵列排布的光电二极管，主要通过光电二极管实现光电转换，因此光电二极管的性能对于整个成像系统有着重要的作用。

通常要求CIS器件在无光照条件时的信号水平为零。但是相关技术得到的CMOS图像传感器的有源区通常存在漏电流或暗电流的问题，导致在无光时依旧会产生噪声信号，从而在图像上产生噪点即白色像素(WP，White Pixel)问题，降低图像质量。

发明内容

本申请提供了一种CMOS图像传感器的制作方法，可以改善相关技术中白色像素的问题。

为了解决背景技术中所述的技术问题，本申请提供一种CMOS图像传感器的制作方法，所述CMOS图像传感器的制作方法包括以下依次执行的步骤：

提供半导体基底层，所述半导体基底层包括像素区和对位标记区，所述半导体基底层上形成牺牲氧化层；

通过光刻工艺在所述半导体基底层的对位标记区形成对位凹槽；

基于带有所述对位凹槽的半导体基底层进行对位，对所述半导体基底层的像素区进行选择性注入砷离子形成二极管注入区；

在1000℃至1200℃的温度范围内对形成二极管注入区的半导体基底层进行25min至35min时长的退火；

去除所述牺牲氧化层后进行CMOS图像传感器的有源区注入，形成CMOS图像传感器的源漏区。

可选地，所述基于带有所述对位凹槽的半导体基底层进行对位，对所述半导体基底层的像素区进行选择性注入砷离子形成二极管注入区的步骤包括：

所述基于带有所述对位凹槽的半导体基底层，对所述半导体基底层的像素区进行100KeV至4000KeV能量形成二极管注入区。

可选地，所述基于带有所述对位凹槽的半导体基底层进行对位，对所述半导体基底层的像素区进行选择性注入砷离子形成二极管注入区的步骤包括：

所述基于带有所述对位凹槽的半导体基底层，对所述半导体基底层的像素区进行1*10

可选地，所述通过光刻工艺在所述半导体基底层的对位标记区形成对位凹槽的步骤，包括：

在所述牺牲氧化层上形成第一光刻胶层；

通过曝光显影，图案化所述第一光刻胶层，在所述对位标记区的第一光刻胶层中形成对位凹槽图案；

以带有所述对位凹槽图案的第一光刻胶层为掩膜，刻蚀所述对位凹槽图案位置处的牺牲氧化层和半导体基底层，形成对位凹槽。

可选地，所述基于带有所述对位凹槽的半导体基底层进行对位，对所述半导体基底层的像素区进行选择性注入砷离子形成二极管注入区的步骤，包括：

在带有所述对位凹槽的半导体基底层上形成第二光刻胶层，位于所述对位凹槽位置处的第二光刻胶层凹陷形成对位标记；

通过曝光显影，图案化所述第二光刻胶层，在所述像素区的第二光刻胶层中形成二极管注入区图案；

以带有所述二极管注入区图案的第二光刻胶层为掩膜，注入砷离子，在所述二极管注入区图案位置处的半导体基底层中形成二极管注入区。

可选地，所述去除所述牺牲氧化层后进行CMOS图像传感器的有源区注入，形成CMOS图像传感器的源漏区的步骤包括：

采用包括氢氟酸的湿法刻蚀液，对所述牺牲氧化层进行湿法刻蚀去除所述牺牲氧化层；

进行CMOS图像传感器的有源区注入，形成CMOS图像传感器的源漏区。

本申请技术方案，至少包括如下优点：本申请提供的CMOS图像传感器的制作方法能够避免对源漏区造成损坏导致漏电流，进而可以改善相关技术中白色像素的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施方式，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。

图1示出了本申请一实施例提供的CMOS图像传感器的制作方法流程图；

图2示出了本申请一实施例中半导体基底层剖视结构示意图；

图3a示出了在第一光刻胶层中形成对位凹槽图案后的器件剖视结构示意图；

图3示出了一实施例在所述半导体基底层的对位标记区形成对位凹槽后的器件剖视结构示意图；

图4a示出了形成第二光刻胶层后的器件剖视结构示意图；

图4示出了步骤S3过程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，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申请和简化描述，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申请的限制。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。

在本申请的描述中，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申请中的具体含义。

此外，下面所描述的本申请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。

图1示出了本申请一实施例提供的CMOS图像传感器的制作方法流程图，从图1中可以看出该CMOS图像传感器的制作方法包括以下步骤：

步骤S1：提供半导体基底层，所述半导体基底层包括像素区和对位标记区，所述半导体基底层上形成牺牲氧化层。

步骤S2：通过光刻工艺在所述半导体基底层的对位标记区形成对位凹槽。

步骤S3：基于带有所述对位凹槽的半导体基底层，对所述半导体基底层的像素区进行选择性注入砷离子形成二极管注入区。

步骤S4：在1000℃至1200℃的温度范围内对形成二极管注入区的半导体基底层进行25min至35min时长的退火。

步骤S5：去除所述牺牲氧化层后进行CMOS图像传感器的有源区注入，形成CMOS图像传感器的源漏区。

下面结合图2、图3a、图3、图4a和图4对上述步骤进行进一步阐述。

图2示出了本申请一实施例中半导体基底层剖视结构示意图，从图2中可以看出，该半导体基底层100包括像素区110和对位标记区120，该半导体基底层100上形成有牺牲氧化层130。

其中该牺牲氧化层130的材质可以二氧化硅，该半导体基底层100的的导电类型可以为P型。

图3示出了一实施例在所述半导体基底层的对位标记区形成对位凹槽后的器件剖视结构示意图。从图3中可以看出该对位凹槽200位于半导体基底层100的对位标记区120，该对位凹槽200穿过牺牲氧化层130后伸入半导体基底层100中。

在具体实施中，可以先在所述牺牲氧化层130上形成第一光刻胶层。然后通过曝光显影，图案化所述第一光刻胶层，在所述对位标记区120的第一光刻胶层中形成对位凹槽图案，再以带有所述对位凹槽图案的第一光刻胶层为掩膜，刻蚀所述对位凹槽图案位置处的牺牲氧化层130和半导体基底层100，形成对位凹槽200。

参照图3a，其示出了在第一光刻胶层中形成对位凹槽图案后的器件剖视结构示意图。从图3a中可以看出，牺牲氧化层130上形成第一光刻胶层220，该对位凹槽图案210形成于对位标记区120的第一光刻胶层220中。

图4示出了步骤S3过程示意图，从图4中可以看出，步骤S3完成后形成了二极管注入区300，在制作二极管注入区300时以该对位凹槽200为对位标记进行选择性注入砷离子。

在具体实施中，可以先在带有所述对位凹槽200的半导体基底层100上形成第二光刻胶层，位于所述对位凹槽200位置处的第二光刻胶层凹陷形成对位标记。后通过曝光显影，图案化所述第二光刻胶层，在所述像素区110的第二光刻胶层中形成二极管注入区图案。再以带有所述二极管注入区图案的第二光刻胶层为掩膜，注入砷离子，在所述二极管注入区图案位置处的半导体基底层100中形成二极管注入区300。

参照图4a，其示出了形成第二光刻胶层后的器件剖视结构示意图，从图4a中可以看出，该第二光刻胶层310覆盖在牺牲氧化层130上，并填充图3所示的对位凹槽200，该对位凹槽200位置处的第二光刻胶层310凹陷形成对位标记。然后基于图4a所示的结构进行曝光显影，形成图4所示的二极管注入区图案311。在基于图4所示的二极管注入区图案311进行选择性注入砷离子形成图4所示的二极管注入区300。

在具体实施中，可以基于带有所述对位凹槽的半导体基底层，对所述半导体基底层的像素区进行100KeV至4000KeV能量，1*10

对图4所示结构去除光刻胶后再进行步骤S4所述退火步骤使得二极管注入区中的砷离子激活。由于该高温且较长时间的退火步骤位于有源区注入步骤之前，能够防止该退火步骤对有源区造成损坏而产生漏电流，并且允许该退火步骤具有较大的工艺窗口，即该退火步骤可以在1000℃至1200℃的较高温度范围，在25min至35min较长时长条件下退火，提高二极管注入区的激活效率且不会对有源区造成损坏。

在具体实施中，以1100℃的温度进行30分钟的退火以激活二极管注入区。

在具体实施例中可以先采用包括氢氟酸的湿法刻蚀液，对所述牺牲氧化层进行湿法刻蚀去除所述牺牲氧化层；再进行CMOS图像传感器的有源区注入，形成CMOS图像传感器的源漏区。

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申请创造的保护范围之中。