CIS的隔离阱区的形成方法与流程

cis的隔离阱区的形成方法
技术领域
1.本技术涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种cis的隔离阱区的形成方法。


背景技术：

2.图像传感器中，互补金属氧化物半导体图像传感器(complementary metal oxide semiconductor contact image sensor，cis)是采用cmos器件制作的图像传感器，由于其具有集成度高、供电电压低和技术门槛低等优势，广泛应用于摄影摄像、安防系统、智能便携电话以及医疗电子等领域。
3.图形传感器通常包括像素单元(pixel)区域和逻辑(logic)区域，像素单元区域中每个像素单元器件之间通过阱区(well)进行隔离，随着器件密度地不断提高，工艺节点地不断减小，像素单元器件的尺寸也随之减小。
4.参考图1，其示出了相关技术中提供的用于集成cis器件的晶圆的局部俯视示意图，如图1所示，晶圆100上包括由多个矩形的第一区域111组成的阵列，以及第一区域110之间的第二区域112、第三区域113。其中，第一区域111用于形成cis的光电二极管(photo-diode，pd)，第二区域112和第三区域113用于形成环绕pd的隔离阱(well)区。
5.相关技术中，隔离阱区的形成方法为：通过光刻工艺覆盖第一厚度的光阻，暴露出第二区域112，进行离子注入，进而去除光阻；通过光刻工艺覆盖第二厚度的光阻，暴露出第三区域113，进行离子注入，进而去除光阻；通过光刻工艺覆盖第一厚度的光阻，暴露出第二区域112，进行离子注入，进而去除光阻；通过光刻工艺覆盖第二厚度的光阻，暴露出第三区域113，进行离子注入，进而去除光阻，通过四次光刻，四次离子注入形成隔离阱区。
6.然而，由于每次光刻的图形为网状，曝光显影后的光阻图形(即覆盖pd区域的光阻)的剖面图为狭长的竖直条状(其截面尺寸小且其高度较高)，其易受光学邻近效应(optical proximity correction，opc)的影响，其形貌难以维持，从而导致矩形的感光区域(即pd区域)被压缩变形，降低了器件的可靠性。


技术实现要素：

7.本技术提供了一种cis的隔离阱区的形成方法，可以解决相关技术中提供的隔离阱区的形成方法由于光刻后形成的光阻图形为垂直的狭长条形其形貌难以维持从而导致感光区域被压缩变形的问题，该方法包括：
8.通过光刻工艺在衬底上覆盖第一光阻，暴露出第一区域，从俯视角度观察，所述第一区域是由多个第一子区域排成行的区域，每个所述第一子区域的形状和尺寸相同且都为矩形；
9.进行离子注入，对所述第一区域进行掺杂；
10.通过光刻工艺在所述衬底上覆盖第二光阻，暴露出第二区域，从俯视角度观察，所述第二区域是由多个第二子区域排成行的区域，每个所述第二子区域的形状和尺寸相同且都为矩形，所述第二子区域和所述第一子区域相平行且所述第二子区域与所述第一子区域
不具有重叠区域；
11.进行离子注入，对所述第二区域进行掺杂；
12.通过光刻工艺在所述衬底上覆盖第三光阻，暴露出第三区域，从俯视角度观察，所述第三区域是由多个第三子区域排成列的区域，每个所述第三子区域的形状和尺寸相同且都为矩形，所述第三子区域和所述第一子区域相垂直；
13.进行离子注入，对所述第三区域进行掺杂；
14.通过光刻工艺在所述衬底上覆盖第四光阻，暴露出第四区域，从俯视角度观察，所述第四区域是由多个第四子区域排成列的区域，每个所述第四子区域的形状和尺寸相同且都为矩形，所述第四子区域和所述第三子区域相平行且所述第四子区域与所述第三子区域不具有重叠区域；
15.进行离子注入，对所述第四区域进行掺杂；
16.其中，掺杂后的所述第一子区域、所述第二子区域、所述第三子区域和所述第四子区域构成所述cis的隔离阱区，所述第一子区域、所述第二子区域、所述第三子区域和所述第四子区域环绕的区域为感光区域，所述感光区域用于集成所述cis的光电二极管。
17.在一些实施例中，所述第一光阻、所述第二光阻、所述第三光阻和所述第四光阻的厚度相同。
18.在一些实施例中，其特征在于，所述第一光阻、所述第二光阻、所述第三光阻和所述第四光阻的厚度为3000埃至4000埃。
19.在一些实施例中，所述第一子区域之间的距离相等，所述第二子区域之间的距离相等，所述第三子区域之间的距离相等，所述第四子区域之间的距离相等。
20.在一些实施例中，第一子区域和其相邻的第二子区域之间的距离相等，第三子区域和其相邻的第四子区域之间的距离相等。
21.在一些实施例中，所述第一子区域之间的距离和所述第二子区域之间的距离相等，所述第三子区域之间的距离和所述第四子区域之间的距离相等。
22.在一些实施例中，所述第一子区域之间的距离和所述第三子区域之间的距离相等。
23.在一些实施例中，所述隔离阱区和所述感光区域的掺杂类型不同。
24.本技术技术方案，至少包括如下优点：
25.在cis的制作过程中，通过四次光刻后注入离子形成cis的隔离阱区，由于每次光刻后形成的光阻图形为横向的条型，因此解决了相关技术中由于光刻后形成的光阻图形为狭长的竖直条型其形貌难以维持从而导致被压缩变形的问题，在一定程度上提高了器件的可靠性。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术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技术的一些实施方式，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。
27.图1是相关技术中提供的用于集成cis器件的晶圆的局部俯视示意图；
28.图2是本技术一个示例性实施例提供的cis的隔离阱区的形成方法的流程图；
29.图3至图6是本技术一个示例性实施例提供的cis的隔离阱区的形成示意图。
具体实施方式
30.下面将结合附图，对本技术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技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
31.在本技术的描述中，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技术和简化描述，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技术的限制。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。
32.在本技术的描述中，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技术中的具体含义。
33.此外，下面所描述的本技术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。
34.参考图2，其示出了本技术一个示例性实施例提供的cis的隔离阱区的形成方法的流程图，如图2所示，该方法包括：
35.步骤s1，通过光刻工艺在衬底上覆盖第一光阻，暴露出第一区域，从俯视角度观察，第一区域是由多个第一子区域排成行的区域，每个第一子区域的形状和尺寸相同且都为矩形。
36.步骤s2，进行离子注入，对第一区域进行掺杂。
37.参考图3，其示出了对第一区域进行掺杂后的俯视示意图。示例性的，如图3所示，第一区域是由多个第一子区域311排成行的区域，每个第一子区域311的形状和尺寸相同且都为矩形(本技术实施例中，以该矩形的长所在的方向为行所在的方向，以该矩形的宽所在的方向为列所在的方向)，第一子区域311中掺杂有第一类型的杂质。
38.在步骤s1中，需要覆盖第一光阻的区域为衬底300上第一子区域311之间的区域，如图3所示，该第一子区域311之间的区域为矩形，因此其立体的形状为横向的条型(也可以称之为“片状”)而不是狭长的竖直条状，因此其形貌易于维持。其中，第一子区域311之间的距离相等。
39.步骤s3，通过光刻工艺在衬底上覆盖第二光阻，暴露出第二区域，从俯视角度观察，第二区域是由多个第二子区域排成行的区域，每个第二子区域的形状和尺寸相同且都为矩形，第二子区域和第一子区域相平行且第二子区域与第一子区域不具有重叠区域。
40.步骤s4，进行离子注入，对第二区域进行掺杂。
41.参考图4，其示出了对第二区域进行掺杂后的俯视示意图。示例性的，如图4所示，
第二区域是由多个第二子区域312排成行的区域，每个第二子区域312的形状和尺寸相同且都为矩形，第二子区域312中掺杂有第一类型的杂质。
42.在步骤s3中，需要覆盖第二光阻的区域为衬底300上第三子区域313之间的区域，如图4所示，该第三子区域313之间的区域为矩形，因此其立体的形状为横向的条型而不是狭长的竖直条状，因此其形貌易于维持。其中，第三子区域313之间的距离相等。
43.步骤s5，通过光刻工艺在衬底上覆盖第三光阻，暴露出第三区域，从俯视角度观察，第三区域是由多个第三子区域排成列的区域，每个第三子区域的形状和尺寸相同且都为矩形，第三子区域和第一子区域相垂直。
44.步骤s6，进行离子注入，对第三区域进行掺杂。
45.参考图5，其示出了对第三区域进行掺杂后的俯视示意图。示例性的，如图5所示，第三区域是由多个第三子区域312排成列的区域，每个第三子区域313的形状和尺寸相同且都为矩形，第三子区域313中掺杂有第一类型的杂质。
46.在步骤s5中，需要覆盖第三光阻的区域为衬底300上第三子区域313之间的区域，如图5所示，该第三子区域312之间的区域为矩形，因此其立体的形状为横向的条型而不是狭长的竖直条状，因此其形貌易于维持。其中，第二子区域312之间的距离相等，第一子区域311和其相邻的第二子区域312之间的距离相等。
47.步骤s7，通过光刻工艺在衬底上覆盖第四光阻，暴露出第四区域，从俯视角度观察，第四区域是由多个第四子区域排成列的区域，每个第四子区域的形状和尺寸相同且都为矩形，第四子区域和第三子区域相平行且第四子区域与第三子区域不具有重叠区域。
48.步骤s8，进行离子注入，对第四区域进行掺杂。
49.参考图6，其示出了对第四区域进行掺杂后的俯视示意图。示例性的，如图6所示，第四区域是由多个第四子区域314排成列的区域，每个第四子区域314的形状和尺寸相同且都为矩形，第四子区域314中掺杂有第一类型的杂质。
50.在步骤s8中，需要覆盖第四光阻的区域为衬底300上第四子区域314之间的区域，如图6所示，该第四子区域314之间的区域为矩形，因此其立体的形状为横向的条型而不是狭长的竖直条状，因此其形貌易于维持。其中，第四子区域314之间的距离相等，第三子区域313和其相邻的第四子区域314之间的距离相等；第一子区域311之间的距离和第三子区域313之间的距离相等(即第一子区域311之间的距离和第四子区域314之间的距离相等，第二子区域312之间的距离和第三子区域313之间的距离相等，第二子区域312之间的距离和第四子区域314之间的距离相等)。
51.掺杂后的第一子区域311、第二子区域312、第三子区域313和第四子区域314构成cis的隔离阱区，第一子区域311、第二子区域312、第三子区域313和第四子区域314环绕的区域310为感光区域，感光区域用于集成cis的光电二极管，隔离阱区和感光区域的掺杂类型不同，即感光区域中需要掺入第二类型的杂质(当第一类型的杂质为p(positive)型杂质时，第二类型的杂质为n(negative)型杂质；当第一类型的杂质为n型杂质时，第二类型的杂质为p型杂质)。
52.综上所述，本技术实施例中，在cis的制作过程中，通过四次光刻后注入离子形成cis的隔离阱区，由于每次光刻后形成的光阻图形为横向的条型，因此解决了相关技术中由于光刻后形成的光阻图形为狭长的竖直条型其形貌难以维持从而导致被压缩变形的问题，
在一定程度上提高了器件的可靠性。
53.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技术创造的保护范围之中。