專利名稱：Cmos圖像傳感器的制造方法
CMOS圖像傳感器的制造方法相關(guān)申請的交叉引用本申請要求2006年12月26日提交的韓國專利申請No. 10-2006-0133461的優(yōu)先權(quán)，通過引用并入其全部內(nèi)容。
背景技術(shù)：
圖像傳感器是將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的器件。圖像傳感器可以分為 互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像傳感器和電荷耦合器件(CCD) 圖像傳感器。和CMOS圖像傳感器相比，CCD圖像傳感器在靈敏度和 噪聲方面具有優(yōu)良的特性，但是難以實現(xiàn)高度集成并且具有高功耗。相 反，CMOS圖像傳感器相對于CCD圖像傳感器的優(yōu)點在于其制造方法 筒單并且適于高度集成和具有低功耗。CMOS圖像傳感器分成光接收元件區(qū)域和CMOS元件區(qū)域。典型 的是分別在半導(dǎo)體襯底中的光接收元件區(qū)域和CMOS元件區(qū)域中形成 光電二極管(PD)和晶體管。通常使用單晶硅襯底作為半導(dǎo)體襯底。未與氫原子結(jié)合的硅原子存 在于硅襯底的表面上。這些硅原子在所述襯底的表面上形成懸桂鍵。這 引起電流流動，甚至當(dāng)位于光接收元件區(qū)域中的光電二極管未接收光時 也是如此。這稱作暗電流或暗缺陷。為了增加CMOS圖像傳感器的可靠性，必須移除在半導(dǎo)體襯底表面 上產(chǎn)生的懸桂鍵。然而，所述懸掛鍵的移除過程難以實現(xiàn)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的實施方案提供一種制造CMOS圖像傳感器的方法，其中通 過在進行熱處理以前將氫原子注入半導(dǎo)體襯底表面來移除懸掛鍵。本發(fā)明的實施方案還提供一種制造CMOS圖像傳感器的方法，其中 通過增加處理室的壓力以增加進行熱處理的處理室內(nèi)的H2氣體分子來 增加H2氣體的擴散量從而進一步移除懸掛鍵。在一個實施方案中， 一種制造CMOS圖像傳感器的方法包括在包 括晶體管結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體襯底上形成金屬線；在所述半導(dǎo)體襯底上注入預(yù) 定量的氫(H)原子以移除懸掛鍵；和對所得結(jié)構(gòu)進行熱處理。
在附圖和以下的說明中闡述了一個或多個實施方案的細(xì)節(jié)。其他特 征將由說明書和附圖以及權(quán)利要求而顯而易見。


圖l是用于解釋根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案制造CMOS圖像傳感器 的方法的橫截面圖。圖2是說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案制造CMOS圖像傳感器的方 法的流程圖。
具體實施方式
在本發(fā)明中使用"上(on)"或"上方(over)"時，當(dāng)涉及層、區(qū) 域、圖案或結(jié)構(gòu)的時候，理解為所述層、區(qū)域、圖案或結(jié)構(gòu)可以直接在 另一個層或結(jié)構(gòu)上，或也可存在插入的層、區(qū)域、圖案或結(jié)構(gòu)。在本發(fā) 明中使用"下(under)"或"下方(below)"的時候，當(dāng)涉及層、區(qū)域、 圖案或結(jié)構(gòu)的時候，理解為所述層、區(qū)域、圖案或結(jié)構(gòu)可以直接在另一 個層或結(jié)構(gòu)下，或也可存在插入的層、區(qū)域、圖案或結(jié)構(gòu)。參考圖1和2，在步驟100中，可以制備半導(dǎo)體襯底1，例如p-型 半導(dǎo)體襯底，并且可以在p-型半導(dǎo)體襯底1上形成器件隔離層(未顯示) 以限定有源區(qū)。在步驟110中，可以在具有所述器件隔離層的半導(dǎo)體襯 底1上順序形成氧化物層和柵電極層。在CMOS元件區(qū)域中順序圖案 化所述柵電極層和所述氧化物層以形成柵極圖案5。柵極圖案5可包括 疊加在半導(dǎo)體襯底1上的柵極氧化物層3和柵電極4。在一個實施方案中，n-型擴散區(qū)可以形成在光接收元件區(qū)域限定的 有源區(qū)中的光電二極管區(qū)域中。p-型擴散區(qū)(未顯示)可以形成在所述 n-型擴散區(qū)和所述有源區(qū)的表面之間的光電二極管區(qū)域中。在步驟120中，低濃度雜質(zhì)擴散層8可以形成在柵極圖案5的側(cè)面 的有源區(qū)中?？梢栽诰哂械蜐舛入s質(zhì)擴散層8的半導(dǎo)體襯底1上形成間 隔層。可以在所述間隔層上進行選擇性的各向同性蝕刻以在柵極圖案5 的側(cè)面上形成隔離物9a。在一個實施方案中，光電二極管區(qū)域上的間隔 層可保留覆蓋所述光電二極管。在步驟130中，可以在間隔物9a側(cè)面的有源區(qū)中形成高濃度的雜 質(zhì)擴散層8a?？梢栽诰哂懈邼舛入s質(zhì)擴散層8a的半導(dǎo)體襯底1上形成 金屬層10。金屬層10可以硅化以形成金屬硅化物層10a。金屬硅化物 層10a可以選擇性地形成在高濃度雜質(zhì)擴散層8a的表面上。所述間隔 層可抑制金屬硅化物層10a形成在具有間隔層的區(qū)域上，例如，間隔物 9a和光電二極管區(qū)域(未顯示)?？梢砸瞥捶磻?yīng)的金屬10。在步驟140中，可以形成金屬線?？梢栽诰哂薪饘俟杌飳?0a的 村底上形成層間介電層ll，并且可以在層間介電層11上形成金屬線12。 可以根據(jù)需要形成多個金屬線12。例如，可以形成三個金屬線層。金屬 線12可以通過任意適合的金屬線形成方法形成。例如，可以使用鑲嵌 法。在步驟150中，可以通過將預(yù)定量的氫(H)原子注入半導(dǎo)體襯底1 的表面來移除懸掛鍵。在另一個實施方案中，在步驟160中，可以在對 CMOS圖像傳感器進行熱處理的處理室中在高壓下進行懸桂鍵的移除過程，使得通過增加H2氣體的擴散量來移除所述懸桂鍵。處理室內(nèi)部的壓力可以為約1托~約10托。此外，注入氫原子之 后，可以在約400。C 約450。C的溫度下進行熱處理。以下將更詳細(xì)地說明移除懸掛鍵的過程。對于形成所述器件的金屬線12的每個金屬層可以重復(fù)步驟140和 150。在步驟140中，金屬層可以形成在半導(dǎo)體襯底1上，并且可以圖 案化以形成金屬線12。在步驟150中，可以通過充分注入預(yù)定量的氫(H) 原子到半導(dǎo)體襯底1的表面中以移除所述懸掛鍵。就此，可以更精確地注入氫(H)原子。這對于Si-H鍵是有利的。 因此，移除所述懸掛鍵可降低暗電流。氫氣可以與氮氣混合然后注入半 導(dǎo)體襯底1中。氫氣的含量可以為約10%~約30%。在步驟160中，可以進行使用H2的熱處理。因為增加處理室的溫度所產(chǎn)生的副作用，壓力反而會增加。通過表 示為PV =nRT的理想氣體方程確定處理室內(nèi)的分子量。因此，通過增 加壓力(P)可以增加n的值，而不是簡單地增加氣體的量。即使大量氣體流動，在壓力恒定的時候釋放大量的氣體。因此，沒有增加處理室內(nèi)的H2分子數(shù)目。因此，為了增加H2分子的數(shù)目應(yīng)該增加壓力?？梢酝ㄟ^增加處理室的壓力到約1~10托來增加處理室內(nèi)112分子 的數(shù)目。因而，增加了H2氣體的擴散量，從而減小CMOS圖像傳感器
的暗電流。如上所述，可以通過在進行熱處理以前將所需量的氫原子注入半導(dǎo) 體襯底的表面來移除懸桂鍵。此外，因為通過增加處理室的壓力以增加用于進行熱處理的處理室內(nèi)的H2氣體分子而增加H2氣體的擴散量，所 以可以進一步移除懸掛鍵。在該說明書中對"一個實施方案"、"實施方案"、"例子實施方案" 等的任何引用，表示與所述實施方案相關(guān)的具體的特征、結(jié)構(gòu)、或性能 包含于本發(fā)明的至少一個實施方案中。在本說明書中不同地方出現(xiàn)的這些術(shù)語不必都表示相同的實施方案。此外，當(dāng)參考某一實施方案描述具 體的特征、結(jié)構(gòu)或性能的時候，認(rèn)為在本領(lǐng)域技術(shù)人員范圍能夠?qū)崿F(xiàn)涉 及其他的實施方案的這些特征、結(jié)構(gòu)或性能。盡管已經(jīng)參考其許多說明性的實施方案描述了實施方案，但是很清楚 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以知道很多的其它改變和實施方案，這些也在本公開的 原理的精神和范圍內(nèi)。更具體地，在公開、附圖和所附的權(quán)利要求的范圍 內(nèi)，在本發(fā)明的組合排列的構(gòu)件和/或結(jié)構(gòu)中可能具有許多變化和改變。除 構(gòu)件和/或結(jié)構(gòu)的變化和改變之外，對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，可替代的用途 會是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種制造CMOS圖像傳感器的方法，包括在包括晶體管結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體襯底上形成金屬線；和將預(yù)定量的氫原子注入到所述具有金屬線的半導(dǎo)體襯底的表面上，以移除懸掛鍵；和對具有注入的氫原子的所述半導(dǎo)體襯底進行熱處理。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中進行所述熱處理包括使所述半導(dǎo)體襯 底在用于進行所述熱處理的處理室內(nèi)經(jīng)受高壓，從而增加H2氣體的擴 散量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述處理室內(nèi)的高壓為約1托~約10 托。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在所述氫原子注入之后，在約400°C~ 約450°C下進行所述熱處理。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中注入所述氫原子包括混合氫氣與氮氣。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所述氫氣的含量是約10% ~約30%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，還包括在進行所述熱處理以前，重復(fù)所 述金屬線的形成和所述預(yù)定量氫原子的注入至少一次。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括 在所述半導(dǎo)體襯底中限定有源區(qū)；通過在所述半導(dǎo)體襯底的有源區(qū)上形成柵極圖案、在所述柵極圖案所述晶體管結(jié)構(gòu)；和在所述源極/漏極區(qū)和所述柵極圖案上形成金屬珪化物層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制造CMOS圖像傳感器的方法。可以在包括晶體管結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體襯底上形成金屬線。在形成金屬線之后，可以通過注入預(yù)定量的氫(H)原子到所述半導(dǎo)體襯底的表面上以移除所述半導(dǎo)體襯底表面上的懸掛鍵。然后，可以對所得結(jié)構(gòu)進行熱處理。
文檔編號H01L21/822GK101211836SQ20071016642
公開日2008年7月2日 申請日期2007年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月26日
發(fā)明者劉持煥 申請人:東部高科股份有限公司