專利名稱：Cmos圖像傳感器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及CMOS圖像傳感器及其制造方法。
背景技術(shù)：
通常，圖像傳感器是一種用于將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的半導(dǎo)體器件。圖像傳感器大體上分為電荷耦合器件(CCD)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像傳感器(CIS)。
CMOS圖像傳感器包括光電二極管和形成在單元像素中的MOS晶體管，其能夠通過(guò)使用切換方法依次檢測(cè)每個(gè)像素中的電信號(hào)來(lái)顯示圖像。
根據(jù)單元像素中的晶體管的數(shù)目，將CMOS圖像傳感器分為3T型、4T型、和5T型等。3T型CMOS圖像傳感器包括一個(gè)光電二極管和三個(gè)晶體管，而4T型CMOS圖像傳感器包括一個(gè)光電二極管和四個(gè)晶體管。
圖1是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的4T型CMOS圖像傳感器的單元像素的布局圖，以及圖2是圖1沿線II-II′的剖視圖。
參照?qǐng)D1和圖2，在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的4T型CMOS圖像傳感器中，P阱區(qū)32形成在其中限定了有源區(qū)和器件隔離區(qū)的半導(dǎo)體襯底31中。器件隔離層34形成在半導(dǎo)體襯底31的器件隔離區(qū)上。
四個(gè)晶體管的柵電極23、33、43、和53形成在通過(guò)器件隔離層34隔離的半導(dǎo)體襯底31的有源區(qū)上。
四個(gè)晶體管的柵電極23、33、43、和53包括轉(zhuǎn)移晶體管柵電極23、復(fù)位晶體管柵電極33、激勵(lì)晶體管柵電極43和選擇晶體管柵電極53。
光電二極管‘PD’60形成在轉(zhuǎn)移晶體管的柵電極23的一側(cè)。
這里，通過(guò)以高濃度將相同濃度n+雜質(zhì)離子注入除光電二極管‘PD’60和每個(gè)晶體管23、33、43、和53下面的一部分以外的每個(gè)晶體管的有源區(qū)中，以在每個(gè)晶體管的有源區(qū)中形成n+擴(kuò)散區(qū)36，即，源極/漏極區(qū)。
圖2的柵電極33是復(fù)位晶體管的柵電極33，在轉(zhuǎn)移晶體管的柵電極23和復(fù)位晶體管的柵電極33之間的n+擴(kuò)散區(qū)36是浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)(floating diffusion region)‘FD’。
未描述的粗實(shí)線‘L’表示連接浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)‘FD’和激勵(lì)晶體管柵電極43的連接線。
在相關(guān)技術(shù)的CMOS圖像傳感器中，通過(guò)在所有外圍電路(除像素陣列以外的其余器件區(qū))中執(zhí)行相同的離子注入工藝，在除光電二極管‘PD’區(qū)以外的整個(gè)有源區(qū)(即，均勻虛線部分)中形成用于每個(gè)晶體管的n+擴(kuò)散區(qū)36。
在相關(guān)技術(shù)的CMOS圖像傳感器中，由于n+擴(kuò)散區(qū)36具有相同的離子注入濃度，所以其具有相同的漏電流和每單位面積相同的結(jié)電容。
因此，在包括四個(gè)晶體管和一個(gè)光電二極管的CMOS圖像傳感器中，減少浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)中的結(jié)泄漏(junction leakage)是非常重要的。這是因?yàn)楦?dòng)擴(kuò)散區(qū)的電勢(shì)用作激勵(lì)晶體管的直接輸入電勢(shì)。
然而，根據(jù)相關(guān)技術(shù)，由于在輸入節(jié)點(diǎn)‘Vin’、輸出節(jié)點(diǎn)‘Vout’、和外圍電路中，浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)的結(jié)泄漏具有每單位面積相同的值，因此，浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)不能執(zhí)行其實(shí)際的作用。
換言之，浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)的實(shí)際作用是保持從光電二極管擴(kuò)散出來(lái)的少量電子沒(méi)有任何變化。然而，如果由于泄漏而失去這種電子的話，則擴(kuò)散區(qū)就不能執(zhí)行其實(shí)際的作用，這樣就使得CMOS圖像傳感器的性能劣化。
在相關(guān)技術(shù)CMOS圖像傳感器的情況下，3T型CMOS圖像傳感器具有和4TCMOS圖像傳感器一樣的問(wèn)題。
也就是說(shuō)，在3T型CMOS圖像傳感器中，光電二極管區(qū)和復(fù)位晶體管的柵電極之間的區(qū)的電勢(shì)用作激勵(lì)晶體管的直接輸入電勢(shì)，而在輸入節(jié)點(diǎn)‘Vin’、輸出節(jié)點(diǎn)‘Vout’、以及外圍電路中，光電二極管區(qū)和復(fù)位晶體管柵電極之間的結(jié)泄漏具有每單位面積相同的值。因此，發(fā)生泄漏損失。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明旨在提供一種用于處理和/或充分消除相關(guān)技術(shù)中一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題、局限性和/或和缺陷的CMOS圖像傳感器及其制造方法。
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種4T型CMOS圖像傳感器及其制造方法，其中使注入浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)中的雜質(zhì)離子的濃度不同于注入到其他晶體管的源極/漏極區(qū)中的雜質(zhì)離子的濃度，以減少浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)中的漏電流，從而提高圖像傳感器的性能。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種能夠減少光電二極管和復(fù)位晶體管之間區(qū)域中的漏電流的3T型CMOS圖像傳感器及其制造方法。
本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目的和特征將作為說(shuō)明書(shū)的一部分隨后闡述，在本領(lǐng)域技術(shù)人員分析以下內(nèi)容的基礎(chǔ)上變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。
為實(shí)現(xiàn)這些目的和其他優(yōu)點(diǎn)以及根據(jù)本文中所體現(xiàn)和主要說(shuō)明的本發(fā)明的目，提供了一種具有光電二極管、轉(zhuǎn)移晶體管、復(fù)位晶體管、激勵(lì)晶體管、和選擇晶體管的CMOS圖像傳感器，該CMOS圖像傳感器包括器件隔離層，形成在其中限定了有源區(qū)和器件隔離區(qū)的第一導(dǎo)電型襯底的器件隔離區(qū)上；轉(zhuǎn)移晶體管、復(fù)位晶體管、激勵(lì)晶體管、和選擇晶體管的柵電極，形成在有源區(qū)上，在這些柵電極之間設(shè)有柵極絕緣層；第一擴(kuò)散區(qū)，在有源區(qū)的第一區(qū)中由第二導(dǎo)電型形成，其中第一區(qū)既不包括浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)(轉(zhuǎn)移晶體管和復(fù)位晶體管之間)也不包括光電二極管區(qū)；以及第二擴(kuò)散區(qū)，在浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)中以比第一擴(kuò)散區(qū)中的濃度更低的濃度由第二導(dǎo)電型形成。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種用于制造具有光電二極管、轉(zhuǎn)移晶體管、復(fù)位晶體管、激勵(lì)晶體管、和選擇晶體管的CMOS圖像傳感器的方法，該方法包括以下步驟在限定了有源區(qū)和器件隔離區(qū)的第一導(dǎo)電型襯底的器件隔離區(qū)上形成器件隔離層；在有源區(qū)上形成轉(zhuǎn)移晶體管、復(fù)位晶體管、激勵(lì)晶體管、和選擇晶體管各自的柵電極，在這些柵電極之間設(shè)有柵極絕緣層；在有源區(qū)的第一區(qū)中形成第二導(dǎo)電型的第一擴(kuò)散區(qū)，其中第一區(qū)不包括浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)(轉(zhuǎn)移晶體管和復(fù)位晶體管之間)和光電二極管區(qū)；以及通過(guò)以比第一擴(kuò)散區(qū)濃度更低的濃度將雜質(zhì)粒子注入到浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)中，形成第二導(dǎo)電型的第二擴(kuò)散區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供了一種具有光電二極管、復(fù)位晶體管、激勵(lì)晶體管、和選擇晶體管的CMOS圖像傳感器。該CMOS圖像傳感器包括器件隔離層，形成在其中限定了有源區(qū)和器件隔離區(qū)的第一導(dǎo)電型襯底的器件隔離區(qū)上；復(fù)位晶體管、激勵(lì)晶體管、和選擇晶體管的柵電極，形成在有源區(qū)上，在這些柵電極之間設(shè)有柵極絕緣層；第一擴(kuò)散區(qū)，在有源區(qū)的第一區(qū)中由第二導(dǎo)電型形成，其中第一區(qū)不包括浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)(復(fù)位晶體管和光電二極管之間)和光電二極管區(qū)；以及第二擴(kuò)散區(qū)，在第二區(qū)中以比第一擴(kuò)散區(qū)中濃度更低的濃度由第二導(dǎo)電型形成。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供了一種用于制造具有光電二極管、復(fù)位晶體管、激勵(lì)晶體管、和選擇晶體管的CMOS圖像傳感器的方法，該方法包括以下步驟在限定了有源區(qū)和器件隔離區(qū)的第一導(dǎo)電型襯底的器件隔離區(qū)上形成器件隔離層；在有源區(qū)上形成復(fù)位晶體管、激勵(lì)晶體管、和選擇晶體管的柵電極，在這些柵電極之間設(shè)有柵極絕緣層；在有源區(qū)的第一區(qū)中形成第二導(dǎo)電型的第一擴(kuò)散區(qū)，其中第一區(qū)不包括浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)(復(fù)位晶體管和光電二極管之間)和光電二極管區(qū)；以及通過(guò)以比第一擴(kuò)散區(qū)的濃度更低的濃度將雜質(zhì)離子注入到浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)中，在第二區(qū)中形成第二導(dǎo)電型的第二擴(kuò)散區(qū)。
應(yīng)明白，關(guān)于本發(fā)明以上概括描述和以下詳細(xì)描述僅是示例性和說(shuō)明性的，旨在提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步闡述。


圖1是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的4T型CMOS圖像傳感器中單元像素的布局圖；圖2是圖1沿線II-II′的剖視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的4T型CMOS圖像傳感器中單元像素的布局圖；圖4是圖3沿線IV-IV′的剖視圖；圖5到圖8示出了用于制造根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的4T型CMOS圖像傳感器的方法的剖視圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的3T型CMOS圖像傳感器中單元像素的布局圖；圖10是圖9沿線IV-IV′的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，附圖中示出了這些實(shí)施例的實(shí)例。
(第一實(shí)施例)
圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的4T型CMOS圖像傳感器中單元像素的布局圖，而圖4是圖3沿線IV-IV′的剖視圖。
參照?qǐng)D3和圖4，P阱區(qū)102可以形成在P型半導(dǎo)體襯底101的表面中，其中在半導(dǎo)體襯底101中限定了有源區(qū)和器件隔離區(qū)，而器件隔離層103可以形成在半導(dǎo)體襯底101的器件隔離區(qū)上。
在具體實(shí)施例中，可以以1E17/cm3～1E18/cm3的濃度范圍形成P阱區(qū)102。
四個(gè)柵電極105、115、125、和135可以形成在半導(dǎo)體襯底101的有源區(qū)上，且在其間設(shè)置有柵極絕緣層104，通過(guò)器件隔離層103使這些柵電極隔離。
四個(gè)晶體管的柵電極包括復(fù)位晶體管柵電極105、轉(zhuǎn)移晶體管柵電極115、激勵(lì)晶體管柵電極125和選擇晶體管柵電極135。
第二導(dǎo)電型第一擴(kuò)散區(qū)107可以形成在有源區(qū)的第一區(qū)上。第一擴(kuò)散區(qū)107沒(méi)有形成在轉(zhuǎn)移晶體管和復(fù)位晶體管之間的浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)‘FD’上。第一擴(kuò)散區(qū)107也沒(méi)有形成在光電二極管‘PD’區(qū)上。
也就是說(shuō)，第二導(dǎo)電型第一擴(kuò)散區(qū)107可以形成于在復(fù)位晶體管柵電極105的一側(cè)以及在激勵(lì)晶體管的柵電極125和選擇晶體管的柵電極135兩側(cè)的有源區(qū)中。在一個(gè)實(shí)施例中，第二導(dǎo)電型第一擴(kuò)散區(qū)107可以是第一n+擴(kuò)散區(qū)107。圖3中，均勻虛線表示可以形成第一n+擴(kuò)散區(qū)107的位置。
在一個(gè)具體實(shí)施例中，可以以1E20/cm3～1E22/cm3的濃度范圍形成第二導(dǎo)電型第一擴(kuò)散區(qū)107。
可以通過(guò)將離子以低于第二導(dǎo)電型第一擴(kuò)散區(qū)107濃度的濃度注入到浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)‘FD’中來(lái)形成第二導(dǎo)電型第二擴(kuò)散區(qū)109。
也就是說(shuō)，第二導(dǎo)電型第二擴(kuò)散區(qū)109可以以低于第二導(dǎo)電型第一擴(kuò)散區(qū)107中離子濃度的濃度形成在復(fù)位晶體管柵電極105的另一側(cè)。在一個(gè)實(shí)施例中，第二導(dǎo)電型的第二擴(kuò)散區(qū)109可以是第二n+擴(kuò)散區(qū)109。圖3中，點(diǎn)劃線表示可以形成第二n+擴(kuò)散區(qū)109的位置。
在具體實(shí)施例中，可以以1E18/cm3到1E20/cm3的濃度范圍形成第二導(dǎo)電型第二擴(kuò)散區(qū)109。
接下來(lái)，可以在轉(zhuǎn)移晶體管柵電極115的一側(cè)形成光電二極管區(qū)‘PD’。
圖4中示出的柵電極105是復(fù)位晶體管柵電極。第二n+擴(kuò)散區(qū)109可以形成在轉(zhuǎn)移晶體管柵電極115和復(fù)位晶體管柵電極105之間的有源區(qū)中。第二n+擴(kuò)散區(qū)109對(duì)應(yīng)于浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)‘FD’。
未描述的粗實(shí)線表示連接浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)‘FD’和激勵(lì)晶體管的連接線。
根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的4T型CMOS圖像傳感器的特征在于，用作晶體管的源極/漏極區(qū)的第一n+擴(kuò)散區(qū)107的雜質(zhì)濃度不同于第二n+擴(kuò)散區(qū)(即，浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū))109的雜質(zhì)濃度。
也就是說(shuō)，使圖4中在復(fù)位晶體管柵電極105一側(cè)形成的第一n+擴(kuò)散區(qū)107的濃度不同于在柵電極105另一側(cè)形成的第二n+擴(kuò)散區(qū)109的濃度，然而使第一n+擴(kuò)散區(qū)107的雜質(zhì)濃度與其余晶體管柵電極兩側(cè)的濃度相同。
因此，在上述實(shí)施例中所描述的4T型CMOS圖像傳感器中，使用作復(fù)位晶體管和轉(zhuǎn)移晶體管的共源極或漏極區(qū)的浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)中的雜質(zhì)離子濃度低于其他晶體管的該濃度，從而降低浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)中的漏電流，以提高圖像傳感器的性能。
圖5到圖8示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的4T型CMOS圖像傳感器的剖視圖。
參照?qǐng)D5，P阱區(qū)102可以形成在半導(dǎo)體襯底101的表面中。在一個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯底101可以是P型單晶硅。在一個(gè)實(shí)施例中，可以通過(guò)以低于半導(dǎo)體襯底101的雜質(zhì)離子濃度的濃度注入p型雜質(zhì)離子來(lái)形成P阱區(qū)102。在另一個(gè)實(shí)施例中，可以通過(guò)對(duì)半導(dǎo)體襯底101進(jìn)行外延處理來(lái)形成P阱區(qū)102。
P阱區(qū)102使光電二極管中的耗盡區(qū)能夠形成得大且深，并且起到了提高低壓光電二極管收集光電荷的能力以及提高感光性的作用。
在具體實(shí)施例中，可以以1E17/cm3到1E18/cm3的濃度范圍形成P阱區(qū)102。
接下來(lái)，可以在半導(dǎo)體襯底101上限定有源區(qū)和器件隔離區(qū)，然后可以利用STI(Shallow Trench Isolation，淺溝道隔離)或LOCOS(Local Oxidation of Silicon，硅的局部氧化)技術(shù)在器件隔離區(qū)上形成器件隔離層103。
接下來(lái)，可以在包括器件隔離層103的半導(dǎo)體襯底101的整個(gè)上表面上形成柵極絕緣層和導(dǎo)電層(例如，高濃度多晶硅層)。然后，可以通過(guò)光刻法和蝕刻處理來(lái)選擇性地去除導(dǎo)電層，形成柵電極105。
當(dāng)形成復(fù)位晶體管的柵電極105時(shí)，可以同時(shí)形成其他晶體管的柵電極(即，轉(zhuǎn)移晶體管的柵電極115、激勵(lì)晶體管的柵電極125、以及選擇晶體管的柵電極135)。
此后，參照?qǐng)D6，可以在包括柵電極105的半導(dǎo)體襯底101的整個(gè)上表面上形成第一光刻膠膜106，并且可以通過(guò)曝光和顯影處理來(lái)使其形成圖樣，以露出有源區(qū)不包括浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)和光電二極管區(qū)的一部分。
此后，可以使用形成圖樣的第一光刻膠膜106作為掩模，將高濃度n+雜質(zhì)離子注入到露出的有源區(qū)中，以形成第一n+擴(kuò)散區(qū)107。在具體實(shí)施例中，可以以1E20/cm3到1E22/cm3的濃度范圍形成n+擴(kuò)散區(qū)107。
也就是說(shuō)，可以在復(fù)位晶體管的柵電極105的一側(cè)，和激勵(lì)晶體管柵電極125和選擇晶體管柵電極135各自兩側(cè)的有源區(qū)中，形成n+擴(kuò)散區(qū)107。圖9中，均勻虛線表示可以形成第一n+擴(kuò)散區(qū)的區(qū)域。
接下來(lái)，參照?qǐng)D7，在去除第一光刻膠膜106后，可以將第二光刻膠膜108涂覆在半導(dǎo)體襯底101的整個(gè)表面上，然后通過(guò)曝光和顯影處理來(lái)使其形成圖樣，以限定浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)。
此后，可以利用形成圖樣的第二光刻膠膜108作為掩模，將高濃度n+雜質(zhì)離子注入到露出的有源區(qū)中，以形成濃度低于第一n+擴(kuò)散區(qū)107濃度的第二n+擴(kuò)散區(qū)(即，浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū))109。
接下來(lái)，參照?qǐng)D8，在去除第二光刻膠膜108后，可以對(duì)半導(dǎo)體襯底101進(jìn)行加溫退火(例如，快速加溫退火)，以使第一n+擴(kuò)散區(qū)107和第二n+擴(kuò)散區(qū)109中的雜質(zhì)離子能夠擴(kuò)散。
該用于制造根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的4T型CMOS圖像傳感器的方法，其特征在于使第一n+擴(kuò)散區(qū)107和第二n+擴(kuò)散區(qū)(即，浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū))109的雜質(zhì)濃度互不相同。
也就是說(shuō)，使圖8中在復(fù)位晶體管柵電極105一側(cè)所形成的第一n+擴(kuò)散區(qū)107的濃度不同于在柵電極105另一側(cè)所形成的第二n+擴(kuò)散區(qū)109的濃度，然而使第一n+擴(kuò)散區(qū)107的雜質(zhì)濃度與其余晶體管柵電極兩側(cè)的雜質(zhì)濃度相同。
因此，可以使用作復(fù)位晶體管和轉(zhuǎn)移晶體管的共源極或漏極的浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)中的雜質(zhì)離子的濃度低于其他晶體管的該濃度。從而減少浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)中的漏電流，以提高圖像傳感器的性能。
(第二實(shí)施例)圖9是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的3T型CMOS圖像傳感器中單元像素的布局圖，而圖10是圖9沿線IV-IV′的剖視圖。
如圖9所示，根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的3T型CMOS圖像傳感器是包括一個(gè)光電二極管160和三個(gè)晶體管的CMOS圖像傳感器。這三個(gè)晶體管包括一個(gè)復(fù)位晶體管、一個(gè)激勵(lì)晶體管、和一個(gè)選擇晶體管。
根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的3T型CMOS圖像傳感器可以合并關(guān)于根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的4T型圖像傳感器所述的元件。
下文中，將說(shuō)明本發(fā)明第二實(shí)施例的特征部件。
在根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的3T型CMOS圖像傳感器中，可以在有源區(qū)的第一區(qū)107中形成第二導(dǎo)電型第一擴(kuò)散區(qū)107。第一區(qū)107不包括復(fù)位晶體管和光電二極管之間的第二區(qū)209。第一區(qū)107也不包括光電二極管‘PD’區(qū)160。
第二導(dǎo)電型第一擴(kuò)散區(qū)107可以是n+擴(kuò)散區(qū)107，并且在一個(gè)具體實(shí)施例中，其可以以1E20/cm3到1E22/cm3的濃度范圍形成。
接下來(lái)，可以以低于第二導(dǎo)電型第一擴(kuò)散區(qū)107濃度的濃度將雜質(zhì)離子注入第二區(qū)209中，以形成第二導(dǎo)電型第二擴(kuò)散區(qū)209。第二導(dǎo)電型第二擴(kuò)散區(qū)209可以是第二n+擴(kuò)散區(qū)209，并且在一個(gè)具體實(shí)施例中，其可以以1E18/cm3到1E20/cm3的濃度范圍形成。
也就是說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的3T型圖像傳感器和制造3T型CMOS圖像傳感器方法，其特征在于使第一n+擴(kuò)散區(qū)107和第二n+擴(kuò)散區(qū)(即，浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū))209的雜質(zhì)濃度互不相同。
也就是說(shuō)，使圖10中在復(fù)位晶體管柵電極105一側(cè)形成的第一n+擴(kuò)散區(qū)107的濃度不同于在柵電極105另一側(cè)形成的第二n+擴(kuò)散區(qū)109的濃度，然而使第一n+擴(kuò)散區(qū)107的雜質(zhì)濃度與其余晶體管柵電極兩側(cè)的雜質(zhì)濃度相同。
在用于制造根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的3T型圖像傳感器的方法中，使在復(fù)位晶體管和光電二極管之間區(qū)中的雜質(zhì)離子濃度低于其他晶體管的該濃度，從而減少漏電流，以提高圖像傳感器的性能。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白的是，可以對(duì)本發(fā)明做各種改變和變化。因此，在不脫離權(quán)利要求及其等同物范圍的條件下，可以對(duì)本發(fā)明做各種改變和變化。
權(quán)利要求
1.一種具有光電二極管、轉(zhuǎn)移晶體管、復(fù)位晶體管、激勵(lì)晶體管、和選擇晶體管的CMOS圖像傳感器，所述CMOS圖像傳感器包括器件隔離層，形成在第一導(dǎo)電型襯底的器件隔離區(qū)上，在所述第一導(dǎo)電型襯底中限定了有源區(qū)和所述器件隔離區(qū)；所述轉(zhuǎn)移晶體管、所述復(fù)位晶體管、所述激勵(lì)晶體管、和所述選擇晶體管的柵電極，形成在所述有源區(qū)上，在這些柵電極之間設(shè)有柵極絕緣層；第一擴(kuò)散區(qū)，在所述有源區(qū)的第一區(qū)中由第二導(dǎo)電型形成；以及第二擴(kuò)散區(qū)，在所述轉(zhuǎn)移晶體管和所述復(fù)位晶體管之間的浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)中由第二導(dǎo)電型形成，其中所述第二擴(kuò)散區(qū)具有低于第一擴(kuò)散區(qū)濃度的濃度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CMOS圖像傳感器，其中，所述第一擴(kuò)散區(qū)形成于在所述復(fù)位晶體管的柵電極一側(cè)以及所述激勵(lì)晶體管和所述選擇晶體管的柵電極兩側(cè)的所述有源區(qū)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的CMOS圖像傳感器，其中，所述第二擴(kuò)散區(qū)以低于所述第一擴(kuò)散區(qū)濃度的濃度形成于在所述復(fù)位晶體管的柵電極的另一側(cè)的所述有源區(qū)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CMOS圖像傳感器，其中，所述第一擴(kuò)散區(qū)以1E20/cm3到1E22/cm3的濃度范圍形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CMOS圖像傳感器，其中，所述第二擴(kuò)散區(qū)以1E18/cm3到1E20/cm3的濃度范圍形成。
6.一種具有光電二極管、復(fù)位晶體管、激勵(lì)晶體管、和選擇晶體管的CMOS圖像傳感器，所述CMOS圖像傳感器包括器件隔離層，形成在第一導(dǎo)電型襯底的器件隔離區(qū)上，在所述第一導(dǎo)電型襯底中限定了有源區(qū)和所述器件隔離區(qū)；所述復(fù)位晶體管、所述激勵(lì)晶體管、和所述選擇晶體管的柵電極，形成在所述有源區(qū)上，在這些柵電極之間設(shè)有柵極絕緣層；第一擴(kuò)散區(qū)，在所述有源區(qū)的第一區(qū)中由第二導(dǎo)電型形成；以及第二擴(kuò)散區(qū)，在所述有源區(qū)位于所述復(fù)位晶體管和所述光電二極管之間的第二區(qū)中由第二導(dǎo)電型形成，其中所述第二擴(kuò)散區(qū)具有低于第一擴(kuò)散區(qū)濃度的濃度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的CMOS圖像傳感器，其中，所述第一擴(kuò)散區(qū)形成于在所述復(fù)位晶體管的柵電極一側(cè)以及所述激勵(lì)晶體管和所述選擇晶體管的柵電極兩側(cè)的所述有源區(qū)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的CMOS圖像傳感器，其中，所述第二擴(kuò)散區(qū)以低于所述第一擴(kuò)散區(qū)濃度的濃度形成于在所述復(fù)位晶體管的柵電極的另一側(cè)的所述有源區(qū)中。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的CMOS圖像傳感器，其中，所述第一擴(kuò)散區(qū)以1E20/cm3到1E22/cm3的濃度范圍形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的CMOS圖像傳感器，其中，所述第二擴(kuò)散區(qū)以1E18/cm3到1E20/cm3的濃度范圍形成。
11.一種用于制造具有光電二極管、轉(zhuǎn)移晶體管、復(fù)位晶體管、激勵(lì)晶體管、和選擇晶體管的CMOS圖像傳感器的方法，所述方法包括以下步驟在第一導(dǎo)電型襯底的器件隔離區(qū)上形成器件隔離層，其中，在所述第一導(dǎo)電型襯底中限定了有源區(qū)和所述器件隔離區(qū)；在所述有源區(qū)上形成所述轉(zhuǎn)移晶體管、所述復(fù)位晶體管、所述激勵(lì)晶體管、和所述選擇晶體管的柵電極，在這些柵電極之間設(shè)有柵極絕緣層；在所述有源區(qū)的第一區(qū)中形成第二導(dǎo)電型的第一擴(kuò)散區(qū)；以及通過(guò)以低于所述第一擴(kuò)散區(qū)濃度的濃度將雜質(zhì)離子注入所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)中，在所述轉(zhuǎn)移晶體管和所述復(fù)位晶體管之間的浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)中形成第二擴(kuò)散區(qū)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述第一擴(kuò)散區(qū)形成于在所述復(fù)位晶體管的柵電極一側(cè)以及所述激勵(lì)晶體管和所述選擇晶體管的柵電極兩側(cè)的所述有源區(qū)中。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述第二擴(kuò)散區(qū)以低于所述第一擴(kuò)散區(qū)濃度的濃度形成于在所述復(fù)位晶體管的柵電極的另一側(cè)的所述有源區(qū)中。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述第一擴(kuò)散區(qū)以1E20/cm3到1E22/cm3的濃度范圍形成。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述第二擴(kuò)散區(qū)以1E18/cm3到1E20/cm3的濃度范圍形成。
16.一種制造具有光電二極管、復(fù)位晶體管、激勵(lì)晶體管、和選擇晶體管的CMOS圖像傳感器的方法，所述方法包括以下步驟在第一導(dǎo)電型襯底的器件隔離區(qū)上形成器件隔離層，其中，在所述第一導(dǎo)電型襯底中限定了有源區(qū)和所述器件隔離區(qū)；在所述有源區(qū)上形成所述復(fù)位晶體管、所述激勵(lì)晶體管、和所述選擇晶體管的柵電極，在這些柵電極之間設(shè)有柵極絕緣層；在所述有源區(qū)的第一區(qū)中形成第一擴(kuò)散區(qū)；以及通過(guò)以低于所述第一擴(kuò)散區(qū)濃度的濃度將雜質(zhì)離子注入所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)中，在所述有源區(qū)位于所述復(fù)位晶體管和所述光電二極管之間的第二區(qū)中形成第二擴(kuò)散區(qū)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述第一擴(kuò)散區(qū)形成于在所述復(fù)位晶體管的柵電極一側(cè)以及在所述激勵(lì)晶體管和所述選擇晶體管的柵電極兩側(cè)的所述有源區(qū)中。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述第二擴(kuò)散區(qū)以低于所述第一擴(kuò)散區(qū)濃度的濃度形成于在所述復(fù)位晶體管的柵電極另一側(cè)的所述有源區(qū)中。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述第一擴(kuò)散區(qū)以1E20/cm3到1E22/cm3的濃度范圍形成。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述第二擴(kuò)散區(qū)以1E18/cm3到1E20/cm3的濃度范圍形成。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種CMOS圖像傳感器及其制造方法。該CMOS圖像傳感器包括光電二極管、轉(zhuǎn)移晶體管、復(fù)位晶體管、激勵(lì)晶體管、和選擇晶體管。器件隔離層形成在第一導(dǎo)電型襯底上。轉(zhuǎn)移晶體管、復(fù)位晶體管、激勵(lì)晶體管、和選擇晶體管的柵電極形成在襯底的有源區(qū)上，在這些柵電極之間設(shè)有柵極絕緣層。第一擴(kuò)散區(qū)在有源區(qū)的第一區(qū)中由第二導(dǎo)電型形成，其中，第一區(qū)不包括轉(zhuǎn)移晶體管和復(fù)位晶體管之間的浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)和光電二極管區(qū)。第二擴(kuò)散區(qū)以低于第二導(dǎo)電型第一擴(kuò)散區(qū)濃度的濃度在浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)中由第二導(dǎo)電型形成。
文檔編號(hào)H01L21/822GK1941394SQ20061015239
公開(kāi)日2007年4月4日 申請(qǐng)日期2006年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月28日
發(fā)明者全寅均 申請(qǐng)人:東部電子株式會(huì)社