专利名称：Cmos图像传感器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种CMOS图像传感器及其制造方法。
技术背景CMOS图像传感器可以作为将光信号转换为电信号的机械视觉装置。这 种CMOS图像传感器可以分为可以对光信号作出响应的像素区域以及不可 以对光信号作出响应的外围区域。为了保持CMOS图像传感器的高性能，在制造CMOS图像传感器的过 程中需要硅化工艺。因此必须在外围区域内形成硅化物。这是因为在像素区 域内形成的二极管硅化物可降低光传输特性以及可导致像素晶体管的结点 泄漏。根据现有的制造方法，可以通过刻蚀工艺从像素区域去除硅化物阻挡 层，并且还可去除在像素区域内形成的栅极氧化层。因此，光电二极管的性 能可能降低，并且CMOS图像传感器的产量减少。发明内容本发明实施例涉及一种互补型金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器， 以及关于一种CMOS图像传感器，其可以保护栅极氧化层和提高CMOS图 像传感器性能。本发明实施例还涉及一种CMOS图像传感器的制造方法，其 可以保护栅极氧化层和提高CMOS图像传感器性能根据本发明实施例，提供一种生产CMOS图像传感器的方法，包含下列 步骤制备定义有像素区域和外围区域的半导体衬底，其中在该半导体衬底 上形成有栅电极；在该半导体衬底上涂覆多氧化层；在经过这样处理的结构 上沉积线性氮化物层；在该像素区域中形成硅化物阻挡层；在该外围区域中 形成硅化物层；以及去除在该像素区域中形成的硅化物阻挡层。根据本发明实施例，提供一种CMOS图像传感器，包含半导体衬底，
在其中定义有像素区域和外围区域，并且在该半导体衬底上形成有栅电极； 栅电极，在半导体衬底的像素区域中；线性氮化物层，在该栅极氧化层上； 以及硅化物层，在该外围区域内。
图1A至图1H为示出根据本发明实施例的CMOS图像传感器以及 CMOS图像传感器的制造方法的横截面图。
具体实施方式
请参见图1A，半导体衬底可以分为像素区域101和外围区域103。可以 在半导体衬底上形成栅电极105，以及可以在这样的结构上形成多氧化层 (poly oxide layer) 107。栅电极105可以包括栅极氧化层和间隔件。可以在 该半导体衬成内形成源极/漏极区域以及轻掺杂漏极(LDD)结构。在图la 至图lh中，为了清楚不再示出这些元件。还可以配置有绝缘层102。请参见图1B，可以在这样的结构上沉积线性氮化物层109。线性氮化物 层109可以具有大约300A至大约500A范围的厚度。当线性氮化物层109的厚度小于300A时，多氧化层107在随后的去除 阻挡层的工艺步骤中不能受到有效的保护。在本发明的实施例中，如果线性 氮化物层109的厚度大于500A，则由于应力可能在其中产生变形。请参见图1C，可以将硅化物阻挡层111涂覆在半导体衬底上的线性氮 化物层109上。硅化物阻挡层lll可以由氧化物材料形成，例如，等离子体 增强的四乙基原硅酸盐(PETEOS)。请参见图1D，可以通过光刻工艺来蚀刻与外围区域103相对应的硅化 物阻挡层111、线性氮化物层109以及氧化层107。请参见图1E，可在外围区域103内沉积硅化物层113。硅化物沉积工艺 可以包括对金属材料，例如钴(Co)进行溅射以及退火。由于硅化物阻挡层 111，所以在像素区域内可能不会形成硅化物。可以在外围区域103内形成硅化物层113，并且所述硅化物层113可以 防止光传输穿过外围区域103以及漏电。请参见图1F，可以移除硅化物阻挡层lll。这样做的原因是由于硅化物
阻挡层111可能会阻挡和反射被照射在像素区域上的光，从而使其降低图像 传感器的性能。在本发明实施例中，可以通过光刻工艺来去除硅化物阻挡层 111。线性氮化物109可能已经形成于栅电极105之上。因此，形成在线性氮 化物层109下面的多氧化层107可以不会暴露于去除硅化物阻挡层111的刻 蚀工艺下。因此多氧化层107可以通过线性氮化物层109受到保护。因此，线性氮化物层109可以防止多氧化层107受到刻蚀工艺造成的损坏。请参见图1G，绝缘层115可以形成于这样结构之上。绝缘层115可以 由磷硅酸盐玻璃(PSG)制成。请参见图1H，绝缘层115可以被平坦化以及可以形成接触部(contact) 117。在本发明实施例中，可以通过化学机械抛光(CMP)工艺来执行绝缘 层115的平面化。接触部117的形成步骤可以包括在绝缘层115中形成孔洞以及利用金属 (例如，钨)插入孔洞。可以通过光刻工艺来形成接触部117的孔洞。根据本发明实施例，线性氮化物层可以在硅化工艺中保护栅极氧化层， 以及因此提高性能和CMOS图像传感器的产量。对于本领域技术人员清楚的是可以对本发明实施例进行各种修改和变 化。因此，本发明实施例可以包括所附权利要求所限定的范围内的各种修改 和变化。还可以理解的是当提及一层在另一层或衬底"上"或"上方"时， 其可以是直接位于另一层或衬底上，或还可插入其它层。
权利要求
1. 一种方法，包含下列步骤制备具有像素区域和外围区域的半导体衬底，其中在所述半导体衬底上 形成有栅电极；仅在该像素区域上形成硅化物阻挡层； 仅在该外围区域上形成硅化物层；以及 去除在该像素区域上形成的硅化物阻挡层。
2. 如权利要求1所述的方法，还包含下列步骤在该像素区域上形成硅化物阻挡层的步骤之前，在该半导体衬底上涂覆 多氧化层；以及在该像素区域上形成硅化物阻挡层的步骤之前，在该多氧化层上沉积线 性氮化物层。
3. 如权利要求2所述的方法，其中该线性氮化物层具有大约300A至大 约500A范围的厚度。
4. 如权利要求2所述的方法，其中该硅化物阻挡层包括等离子体增强的 四乙基原硅酸盐，即PETEOS。
5. 如权利要求2所述的方法，还包含下列步骤 在该半导体衬底上涂覆绝缘层；选择性地刻蚀该绝缘层以形成孔洞；以及 将金属插入该孔洞以形成接触部。
6. 如权利要求5所述的方法，其中该绝缘层包括磷硅酸盐玻璃，即PSG。
7. 如权利要求5所述的方法，还包含下列步骤在该像素区域和该外围 区域中均形成金属接触部。
8. —种装置，其包含半导体衬底，其具有像素区域和外围区域； 栅电极，其在该像素区域和该外围区域中； 栅极氧化层，其仅在该半导体衬底的像素区域上； 线性氮化物层，其仅在该栅极氧化层上；以及 硅化物层，其仅在该半导体衬底的外围区域上。
9. 如权利要求8所述的装置，其中该线性氮化物层具有大约300A至大 约500A范围的厚度。
10. 如权利要求8所述的装置，还包含 绝缘层，其在该半导体衬底上；以及接触部，其在该绝缘层中，且该接触部由金属插塞形成。
11. 如权利要求IO所述的装置，还包含多个接触部，其在该像素区域 上的绝缘层中和该外围区域上的绝缘层中。
12. 如权利要求8所述的装置，其中该绝缘层包括磷硅酸盐玻璃，即PSG。
13. 如权利要求8所述的装置，其中仅在该像素区域上临时形成硅化物阻 挡层，以仅在该外围区域上形成该硅化物层。
14. 一种方法，包含下列步骤制备具有像素区域和外围区域的半导体衬底；在该像素区域和该外围区域上均形成栅电极；在该半导体衬底上涂覆多氧化层；在该多氧化层上沉积线性氮化物层；在该多氧化层上形成硅化物阻挡层；从该外围区域上去除该多氧化层、线性氮化物层以及硅化物阻挡层； 仅在该外围区域上形成硅化物层；以及 去除残留在该像素区域上的硅化物阻挡层。
15. 如权利要求14所述的方法，还包含下列步骤 在该半导体衬底上形成绝缘层；选择性地蚀刻该绝缘层，以在该像素区域和该外围区域中均形成孔洞；以及利用金属填充每个孔洞，以形成多个接触部。
16. 如权利要求15所述的方法，其中该线性氮化物层具有大约300A至 大约500A范围的厚度。
17. 如权利要求16所述的方法，其中该硅化物阻挡层包括等离子体增强 的四乙基原硅酸盐，艮卩PETEOS。
18. 如权利要求17所述的方法，其中该绝缘层包括磷硅酸盐玻璃，即 PSG。
全文摘要
本发明实施例关于一种CMOS图像传感器及其制造方法。该方法包括制备具有像素区域和外围区域的半导体衬底，其中在所述半导体衬底上形成有栅电极；仅在该像素区域上形成硅化物阻挡层；仅在该外围区域上形成硅化物层；以及去除在该像素区域上形成的硅化物阻挡层。在实施例中，在半导体衬底上形成的线性氮化物层可以在去除硅化物阻挡层的过程中保护栅极氧化层，以及可以改善CMOS图像传感器的性能。
文档编号H01L27/146GK101123220SQ200710140900
公开日2008年2月13日 申请日期2007年8月10日 优先权日2006年8月11日
发明者李相起 申请人:东部高科股份有限公司