感光二極體及其形成方法、cmos圖像傳感器的製作方法
2023-06-25 04:37:01
專利名稱：感光二極體及其形成方法、cmos圖像傳感器的製作方法
技術領域：
本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及感光二極體及其形成方法、CMOS圖像傳感器。
背景技術：
圖像傳感器屬於光電產業裡的光電元件類，隨著數碼技術、半導體製造技術以及網絡的迅速發展，目前市場和業界都面臨著跨越各平臺的視訊、影音、通訊大整合時代的到來，勾劃著未來人類的日常生活的美景。以其在日常生活中的應用，無疑要屬數位相機產品，其發展速度可以用日新月異來形容。短短的幾年，數位相機就由幾十萬像素，發展到 400、500萬像素甚至更高。不僅在發達的歐美國家，數位相機已經佔有很大的市場，就是在發展中的中國，數位相機的市場也在以驚人的速度在增長，因此，其關鍵零部件-圖像傳感器產品就成為當前以及未來業界關注的對象，吸引著眾多廠商投入。以產品類別區分， 圖像傳感器產品主要分為電荷耦合圖像傳感器(Charge-coupled Device image sensor, 簡稱CCD圖像傳感器)、互補型金屬氧化物圖像傳感器(Complementary Metal Oxide Semiconductor image sensor,簡禾爾 CMOS 傳感器)。CMOS圖像傳感器中很重要的一個元件為感光二極體，通過感光二極體產生光生電子，然後通過CMOS圖像傳感器中的傳輸電晶體、源跟隨電晶體讀出光生電子產生的電壓。 現有技術中的感光二極體普遍採用埋藏型感光二極體，圖1 圖3為現有技術中形成埋藏型感光二極體方法的剖面結構示意圖，參考圖1 圖3，現有技術中形成埋藏型感光二極體的方法為參考圖1，提供基底10，對基底10進行離子注入，在基底10中形成阱區(圖中未示)；接著再次對基底10進行離子注入，在基底10表面形成摻雜區11，該摻雜區11離子注入類型與阱區離子注入類型相同；之後，在摻雜區11表面形成柵介質層和導電層，對柵介質層和導電層進行光刻、刻蝕形成包括柵介質層12和柵極13的柵極結構。參考圖2，在基底10上形成圖形化的掩膜層(未示出)，定義出感光二極體的區域，以該圖形化的掩膜層為掩膜對基底10進行離子注入形成摻雜區14，該離子注入類型與阱區離子注入類型相反，該摻雜區14與阱區形成PN結，該PN結形成感光二極體。參考圖3，去除圖形化的掩膜層後， 在柵極結構周圍形成側牆15 ；之後，再次形成圖形化的掩膜層，定義出感光二極體區域，並以該圖形化的掩膜層為掩膜對感光二極體區域進行離子注入，在摻雜區14上形成另一摻雜區16，該另一摻雜區16的摻雜類型與阱區的摻雜類型相同、與摻雜區14的摻雜類型相反，且該另一摻雜區16將摻雜區14埋在基底10內，因此感光二極體為埋藏型感光二極體。埋藏型感光二極體的工作方式為在感光二極體光生電子過程結束後，對柵極13 施加電壓使感光二極體中的光生電子傳輸到浮置擴散區時，光生電子的轉移方向如圖3中箭頭方向所示，光生電子經由摻雜區14、柵介質層12、柵極下方的溝道區轉移到浮置擴散區。然而，現有技術中的感光二極體在光生電子轉移時易產生噪聲、暗電流，影響CMOS 圖像傳感器的成像質量。現有技術中，有許多關於CMOS圖像傳感器的專利以及專利申請，例如2007年7月4日公開的公開號為CN1992305A的中國專利申請文件，然而均沒有解決以上的技術問題。
發明內容
本發明解決的問題是現有技術的CMOS圖像傳感器中感光二極體在光生電子轉移的過程中容易產生噪聲以及容易產生暗電流的問題。為解決上述問題，本發明提供一種感光二極體的形成方法，包括提供基底，所述基底內形成有阱區，所述基底上形成有柵極結構；在所述基底上形成具有開口的掩膜層，所述開口定義出感光二極體的區域；以所述具有開口的掩膜層為掩膜，對所述基底進行第一離子注入在所述阱區內形成第一摻雜區，所述第一離子注入的方向沿順時針偏離垂直基底表面的方向第一預定角度，以使所述第一摻雜區與所述柵極結構有相互疊置的部分，所述第一摻雜區的摻雜類型與所述阱區相反，所述第一摻雜區與所述阱區形成感光二極體；以所述具有開口的掩膜層為掩膜，對所述基底進行第二離子注入，在所述第一摻雜區上形成第二摻雜區，所述第二摻雜區的摻雜類型與所述阱區相同。可選的，在所述基底上形成具有開口的掩膜層，定義出感光二極體的區域之後，對所述基底進行第一離子注入在所述阱區內形成第一摻雜區之前，還包括去除沒有被所述的掩膜層覆蓋的基底，在所述開口區域的基底形成凹槽。可選的，所述基底上還形成有第三摻雜區，所述柵極結構形成在第三摻雜區上；在去除沒有被所述掩膜層覆蓋的基底時，還去除沒有被所述掩膜層覆蓋的第三摻雜區。可選的，所述第二離子注入的方向沿順時針偏離垂直基底表面的方向第二預定角度，以使所述第二摻雜區與所述柵極結構具有疊置部分，且所述第二摻雜區與所述柵極結構的疊置面積小於所述第一摻雜區與所述柵極結構的疊置面積。可選的，對所述基底進行第二離子注入之前，還包括以所述具有開口的掩膜層為掩膜，對所述基底進行第三離子注入，所述第三離子注入的方向垂直於基底表面，所述第三離子注入的類型與所述第一離子注入的類型相同。可選的，所述開口的孔徑大於感光二極體區域的孔徑，且所述開口暴露出所述柵極的邊緣部分。可選的，所述掩膜層的材料為光刻膠。可選的，形成第二摻雜區後，還包括去除所述掩膜層，在所述柵極結構兩側形成側牆。本發明還提供一種感光二極體，包括位於基底內的阱區，所述基底上具有柵極結構；位於阱區內的第一摻雜區，所述第一摻雜區上形成有第二摻雜區，且第一摻雜區位於所述柵極結構的一側；所述第一摻雜區與所述柵極結構具有疊置部分。可選的，所述第二摻雜區也與所述柵極結構具有疊置部分，且所述第二摻雜區與柵極結構的疊置面積小於第一摻雜區與柵極結構的疊置面積。
可選的，所述基底上還具有第三摻雜區，覆蓋基底且暴露出所述第二摻雜區，所述柵極結構形成於所述第三摻雜區上。本發明還提供一種CMOS圖像傳感器，包括所述的感光二極體。與現有技術相比，本發明具有以下優點本技術方案形成的感光二極體，位於基底內且與柵極結構具有疊置的部分，在柵極上施加電壓時，感光二極體內的光生電子經由柵介質層進入柵極結構下方的溝道區域時，由於感光二極體與柵極介質層具有疊置的部分，因此光生電子向柵介質層轉移時，減弱了現有技術中光生電子向柵極的尖角方向聚集的現象，光生電子進入柵介質層的面積變大，這樣可以減小光生電子的密度，從而可以減小光生電子轉移時形成的噪聲。另外，在具體實施例中，由於形成在感光二極體上方的第二摻雜區不僅在垂直基底表面的上下方向上覆蓋了感光二極體，而且與柵極結構也有疊置部分，使感光二極體與柵極結構的疊置部分錯開了柵極結構的邊緣，這樣在光生電子轉移時，避開了現有技術中柵極的尖角強場，避免形成熱電子進入柵介質層，可以進一步減小光生電子轉移時產生的噪聲；而且，由於感光二極體與柵極結構的疊置部分錯開了柵極結構的邊緣，光生電子不會被刻蝕形成柵極結構時在柵介質層邊緣處形成的缺陷所捕獲，因此也就不會產生暗電流。而且，本技術方案的形成感光二極體的方法，在形成感光二極體上的第二摻雜區後才形成柵極結構的側牆，也就是說，以具有開口的掩膜層對基底進行離子注入形成感光二極體後，繼續以該掩膜層為掩膜對基底進行離子注入形成第二摻雜區，兩道工藝共用一個掩膜，相對於現有技術節省了一次掩膜的過程。
圖1 圖3是現有技術中形成感光二極體的方法的剖面結構示意圖；圖4為本發明具體實施例的感光二極體的形成方法的流程示意圖；圖5 圖10為本發明具體實施例的感光二極體的形成方法的剖面結構示意圖。
具體實施例方式發明人經過研究發現參考圖1 圖3，由於現有技術中形成的感光二極體與柵極結構兩者相互相鄰的邊緣基本在一個平面內，而且柵極結構與感光二極體相鄰邊緣處為尖角，該尖角處電場很強，因此光生電子向柵介質層12轉移時，經過柵極13邊緣的高場區，在此處容易形成熱電子進入柵介質層12，這些被柵介質層12捕獲的電子在一定條件下又重新進入感光二極體，造成噪聲，影響圖像傳感器的成像質量；另外，在利用光刻、刻蝕工藝刻蝕柵介質層時，容易在柵介質層12的邊緣形成缺陷，由於該缺陷的存在，在光生電子向柵介質層12轉移時，該缺陷也會捕獲光生電子，捕獲的光生電子從缺陷中流出時，容易產生暗電流，這樣也會影響CMOS圖像傳感器的成像質量。本發明具體實施方式
的感光二極體的形成方法，通過沿順時針偏離垂直基底表面的方向第一預定角度對基底進行第一離子注入形成第一摻雜區，該第一摻雜區與基底內的阱區形成感光二極體，以使感光二極體與所述柵極結構有相互疊置的部分。並且，對基底進行第二離子注入形成第二摻雜區時，其注入方向沿順時針偏離垂直基底表面的方向第二預定角度，這樣可以使第二摻雜區也與柵極結構具有疊置部分，使感光二極體避開柵極的尖角強場。為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式
做詳細的說明。在以下描述中闡述了具體細節以便於充分理解本發明。但是本發明能夠以多種不同於在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似推廣。因此本發明不受下面公開的具體實施方式
的限制。圖4為本發明具體實施例的感光二極體的形成方法的流程示意圖，參考圖4，本發明具體實施例的感光二極體的形成方法包括步驟S41，提供基底，所述基底內形成有阱區，所述基底上形成有柵極結構；步驟S42，在所述基底上形成具有開口的掩膜層，所述開口定義出感光二極體的區域；步驟S43，以所述具有開口的掩膜層為掩膜，對所述基底進行第一離子注入在所述阱區形成第一摻雜區，所述第一離子注入的方向沿順時針偏離垂直基底表面的方向第一預定角度，以使所述第一摻雜區與所述柵極結構有相互疊置的部分，所述第一摻雜區的摻雜類型與所述阱區相反，所述第一摻雜區與所述阱區形成感光二極體；步驟S44，以所述具有開口的掩膜層為掩膜，對所述基底進行第二離子注入，在所述第一摻雜區上形成第二摻雜區，所述第二摻雜區的摻雜類型與所述阱區相同。在本發明具體實施例中，在步驟S42和步驟S43之間，還包括步驟S43-1，去除沒有被所述掩膜層覆蓋的基底，在所述開口區域的基底形成凹槽。圖5 圖10為本發明具體實施例的感光二極體的形成方法的剖面結構示意圖，結合參考圖4和圖5 圖10詳述本發明具體實施例的感光二極體的形成方法。結合參考圖4和圖5，執行步驟S41，提供基底20，所述基底20內形成有阱區(圖中未示)，所述基底20上形成有柵極結構。所述柵極結構包括柵介質層22以及位於所述柵介質層22上的柵極23。本發明具體實施例中，基底20上還形成有第三摻雜區21，因此柵極結構實際形成在第三摻雜區21上。本發明具體實施例中，基底20的材料可以為單晶矽 (Si)、單晶鍺(Ge)、或矽鍺(GeSi)、碳化矽(SiC)；也可以是絕緣體上矽(SOI)，絕緣體上鍺 (GOI)；或者還可以為其它的材料，例如砷化鎵等III-V族化合物。提供基底20後，對基底 20進行離子注入，在基底20內形成阱區(未示出)，離子注入的類型根據需要形成的阱區的類型確定。形成阱區後，再次對基底20進行離子注入，在阱區的表面部分，也就是在基底 20的表面部分形成第三摻雜區21，該第三摻雜區21的摻雜類型與阱區的摻雜類型相同，用來調整傳輸電晶體的閾值電壓。形成第三摻雜區21後，在第三摻雜區21上形成介質層和導電層，然後利用光刻、刻蝕工藝圖形化介質層和導電層形成包括柵介質層22和柵極23的柵極結構，該柵極結構與之後形成的第一摻雜區以及圖像傳感器中的浮置擴散區共同形成了傳輸電晶體。其中，柵介質層22的材料通常為氧化矽，但不限於氧化矽，也可以為本領域技術人員公知的其他材料。柵極23的材料通常為多晶矽，但不限於多晶矽，也可以為本領域技術人員公知的其他材料。在提供了具有阱區、第三摻雜區21以及包括柵介質層22和柵極23的柵極結構的基底20後，結合參考圖4和圖6，執行步驟S42，在所述基底20上形成具有開口 31的掩膜層30，所述開口 31定義出感光二極體的區域。本發明具體實施例中，開口 31暴露出所述柵極23的邊緣部分，開口 31的口徑大於感光二極體區域的口徑，使開口 31不僅暴露出感光二極體的區域，而且也暴露出柵極23的邊緣部分。這樣做的好處是，由於本實施例中，具有開口的掩膜層的材料為光刻膠，在形成具有開口的光刻膠層的過程中，對光刻膠進行曝光、 顯影時，會出現圖形偏移的情況，如果僅僅光刻膠層中開口的口徑與感光二極體區域的口徑相等，如果一旦圖形出現偏移，則可能會出現與柵極結構靠近區域沒有被開口暴露出，本發明的目的比較難實現。當然，如果光刻技術能確保光刻膠中開口的口徑和感光二極體區域的口徑吻合，即使開口 31不暴露出柵極23的邊緣部分，也可以實現本發明的目的。本發明具體實施例中，在步驟S42執行完後，即在基底20上形成具有開口的掩膜層30，定義出感光二極體的區域之後，進行下列步驟中的對基底進行第一離子注入形成第一摻雜區之前，參考圖7，執行步驟S43-1，去除沒有被所述掩膜層覆蓋的基底，在所述開口區域的基底形成凹槽32。由於基底上形成有第三摻雜區，因此本發明具體實施例中，形成凹槽32時，先去除開口暴露出的第三摻雜區後，繼續去除第三摻雜區下方的部分基底，形成凹槽32。這個凹槽32靠近柵極23的側壁使得之後的第一離子注入41 (參考圖8)形成的第一摻雜區M、第二離子注入43 (參考圖9)形成的第二摻雜區25更容易與柵極結構形成交疊區，因為注入能量受到其它參數的限制不能很大，如果沒有這個凹槽，僅靠傾斜注入則很難形成好的交疊區。結合參考圖4和圖8，執行步驟S43，以所述具有開口 31的掩膜層30為掩膜，對所述基底20進行第一離子注入41形成第一摻雜區M，所述第一離子注入41的方向沿順時針偏離垂直基底表面的方向第一預定角度A，以使所述第一摻雜區M與所述柵極結構有相互疊置的部分，所述第一摻雜區M與所述阱區的摻雜類型相反，所述第一摻雜區M與所述阱區形成感光二極體。第一離子注入41的離子類型與阱區的離子注入類型相反，由於第一離子注入41的方向沿順時針偏離垂直基底表面的方向第一預定角度A，因此第一離子注入不僅縱向上即垂直基底表面方向上對基底內的阱區進行反型摻雜，在橫向方向上即平行基底表面方向上對基底內的阱區進行反型摻雜，這樣形成的第一摻雜區在橫向方向延伸至柵極結構下方，與柵極結構有疊置的部分。由於第一摻雜區與柵極結構具有疊置的部分，而不像現有技術那樣第一摻雜區的邊緣和柵極結構的邊緣基本在一個平面內，這樣在柵極上施加電壓，使感光二極體內的光生電子向浮置擴散區轉移時，光生電子進入柵介質層時所分布的面積即為疊置的面積，減弱出現有技術中光生電子向柵極的尖角方向聚集的現象，因此進入柵介質層的光生電子的密度減小，可以減小光生電子產生的噪聲。本發明具體實施例中，如果第一離子注入41的深度不能滿足感光二極體對第一摻雜區的深度和/或濃度要求，可以在第一離子注入之後，以掩膜層30為掩膜，對基底20 進行第三離子注入42，所述第三離子注入42的方向垂直於基底表面，第三離子注入42的類型與第一離子注入41的類型相同，增加第一摻雜區M的深度和/或濃度。本發明具體實施例中，進行了第一離子注入和第三離子注入在阱區中形成第一摻雜區，第一離子注入和第三離子注入的離子為P(磷)，第一離子注入的第一預定角度A的範圍為15度-45度，第一離子注入的能量為100-200Kev，第一離子注入的劑量為1θ12-;3θ12αιΓ2 ；第三離子注入的能量為100-200Kev，第三離子注入的劑量為 3el2-5el2cm_20結合參考圖4和圖9，執行步驟S44，以所述具有開口的掩膜層30為掩膜，對所述第一摻雜區M進行第二離子注入43，在所述第一摻雜區M上形成第二摻雜區25，所述第二摻雜區25的摻雜類型與所述阱區的摻雜類型相同。本發明中，第二離子注入的方向可以垂直於基底20的表面，也可以沿順時針偏離垂直基底20表面的方向第二預定角度B，第二離子注入的類型與阱區的離子注入類型相同。在第二離子注入的方向垂直於基底20的表面時，第二摻雜區25僅起到將感光二極體埋藏在基底20內。圖9所示的具體實施例中，第二離子注入43的方向沿順時針偏離垂直基底20表面的方向第二預定角度B，則第二摻雜區25在與所述柵極結構相鄰的側面也覆蓋所述第一摻雜區24，即第二摻雜區25與柵極結構也有相互疊置的部分，且第二摻雜區25與柵極結構疊置面積小於步驟S43形成(圖8中所示)的第一摻雜區M與柵極結構的疊置面積，這樣就使形成第二摻雜區25後，第一摻雜區M與柵極結構的疊置部分延伸在柵極結構邊緣以內。在第一摻雜區M與柵極結構的疊置部分延伸在柵極結構邊緣以內時，在柵極23上施加電壓，感光二極體內的光生電子經柵介質層22、溝道向浮置擴散區轉移時(圖9中箭頭方向示意電子轉移方向)，可以避開柵極 23邊緣處的強場，避免產生熱電子注入柵介質層中，減少光生電子轉移時產生的噪聲；而且光生電子向柵介質層22轉移時的速率降低，可以進一步降低光生電子轉移時產生的噪聲；另外，由於光生電子向柵介質層轉移時避開了柵介質層的邊緣處，因此也就避開了刻蝕形成柵介質層時形成在柵介質層邊緣的缺陷，光生電子也就不會被柵介質層邊緣處的缺陷捕獲，進而也就不會產生捕獲的電子從缺陷中流出時產生暗電流。本發明具體實施例中，第二離子注入的離子為BF2(二氟化硼)，第二離子注入的第二預定角度B為7-15度，第二離子注入的能量為10-15Kev，劑量為&12-8Θ12οιΓ2。本發明具體實施例中，所述阱區為P型阱區，所述第二摻雜區和第三摻雜區為P型摻雜區，所述第一摻雜區為N型摻雜區。參考圖10，形成第二摻雜區25之後，去除具有開口的掩膜層30，在柵極結構周圍形成側牆26。形成側牆沈的方法為本領域技術人員公知技術，不做贅述。參考圖10，本發明的感光二極體為埋藏型感光二極體，包括位於基底20內的阱區 (圖中未示)、位於阱區內的第一摻雜區對，第一摻雜區M和阱區形成PN結作為感光二極體，所述第一摻雜區24上形成有第二摻雜區25，且第一摻雜區M位於與基底20上包括柵介質層22和柵極23的柵極結構的柵極結構一側，且與柵極結構具有疊置部分。本發明具體實施例中，所述第二摻雜區25也與所述柵極結構具有疊置部分，且所述第二摻雜區25與柵極結構的疊置面積小於第一摻雜區與柵極結構的疊置面積。這樣可以使第一摻雜區M與柵極結構的疊置部分延伸在柵極結構邊緣以內。形成感光二極體的方法中對應的內容可以援引於此。基底上20還具有第三摻雜區21，覆蓋基底20且暴露出所述第二摻雜區25，所述柵極結構形成於所述第三摻雜區21上。基於以上對感光二極體的描述，本發明還提供了一種包括以上所述的感光二極體的CMOS圖像傳感器。本技術方案形成的感光二極體，位於基底內且與柵極結構具有疊置的部分，在柵極上施加電壓時，感光二極體內的光生電子經由柵介質層進入柵極結構下方的溝道區域時，由於感光二極體與柵極介質層具有疊置的部分，因此光生電子向柵介質層轉移時，不會出現有技術中光生電子向柵極的尖角處聚集的現象，光生電子進入柵介質層的面積變大，這樣可以減小光生電子的密度，這樣可以減小光生電子轉移時形成的噪聲。另外，在具體實施例中，由於形成在感光二極體上方的第二摻雜區不僅在垂直基底表面的上下方向上覆蓋了感光二極體，在與柵極結構相鄰的側面也覆蓋了感光二極體， 使感光二極體與柵極結構的疊置部分錯開了柵極結構的邊緣，這樣在光生電子轉移時，避開了現有技術中柵極的尖角強場，避免產生熱電子注入柵介質層，減少光生電子轉移時產生的噪聲；而且，由於感光二極體與柵極結構的疊置部分錯開了柵極結構的邊緣，光生電子不會被刻蝕形成柵極結構時在柵介質層邊緣處形成的缺陷所捕獲，因此也就不會產生暗電流。而且，本技術方案的形成感光二極體的方法，在形成感光二極體上的第二摻雜區後才形成側牆，也就是說，以具有開口的掩膜層對基底進行離子注入形成感光二極體後，繼續以該具有開口的掩膜層為掩膜對基底進行離子注入形成第二摻雜區，兩道工藝共用一個掩膜，相對於現有技術節省了一次掩膜的過程。本發明雖然已以較佳實施例公開如上，但其並不是用來限定本發明，任何本領域技術人員在不脫離本發明的精神和範圍內，都可以利用上述揭示的方法和技術內容對本發明技術方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬於本發明技術方案的保護範圍。
權利要求
1.一種感光二極體的形成方法，其特徵在於，包括提供基底，所述基底內形成有阱區，所述基底上形成有柵極結構；在所述基底上形成具有開口的掩膜層，所述開口定義出感光二極體的區域；以所述具有開口的掩膜層為掩膜，對所述基底進行第一離子注入在所述阱區內形成第一摻雜區，所述第一離子注入的方向沿順時針偏離垂直基底表面的方向第一預定角度，以使所述第一摻雜區與所述柵極結構有相互疊置的部分，所述第一摻雜區的摻雜類型與所述阱區相反，所述第一摻雜區與所述阱區形成感光二極體；以所述具有開口的掩膜層為掩膜，對所述基底進行第二離子注入，在所述第一摻雜區上形成第二摻雜區，所述第二摻雜區的摻雜類型與所述阱區相同。
2.如權利要求1所述的感光二極體的形成方法，其特徵在於，在所述基底上形成具有開口的掩膜層，定義出感光二極體的區域之後，對所述基底進行第一離子注入在所述阱區內形成第一摻雜區之前，還包括去除沒有被所述掩膜層覆蓋的基底，在所述開口區域的基底形成凹槽。
3.如權利要求2所述的感光二極體的形成方法，其特徵在於，所述基底上還形成有第三摻雜區，所述柵極結構形成在所述第三摻雜區上；在去除沒有被所述掩膜層覆蓋的基底時，還去除沒有被所述掩膜層覆蓋的第三摻雜區。
4.如權利要求1所述的感光二極體的形成方法，其特徵在於，所述第二離子注入的方向沿順時針偏離垂直基底表面的方向第二預定角度，以使所述第二摻雜區與所述柵極結構具有疊置部分，且所述第二摻雜區與所述柵極結構的疊置面積小於所述第一摻雜區與所述柵極結構的疊置面積。
5.如權利要求1所述的感光二極體的形成方法，其特徵在於，對所述基底進行第二離子注入之前，還包括以所述具有開口的掩膜層為掩膜，對所述基底進行第三離子注入，所述第三離子注入的方向垂直於基底表面，所述第三離子注入的類型與所述第一離子注入的類型相同。
6.如權利要求1所述的感光二極體的形成方法，其特徵在於，所述開口的孔徑大於感光二極體區域的孔徑，且所述開口暴露出所述柵極的邊緣部分。
7.如權利要求1所述的感光二極體的形成方法，其特徵在於，所述掩膜層的材料為光刻膠。
8.如權利要求1所述的感光二極體的形成方法，其特徵在於，形成第二摻雜區後，還包括去除所述掩膜層，在所述柵極結構兩側形成側牆。
9.一種感光二極體，包括位於基底內的阱區，所述基底上具有柵極結構；位於阱區內的第一摻雜區，所述第一摻雜區上形成有第二摻雜區，且第一摻雜區位於所述柵極結構的一側；其特徵在於，所述第一摻雜區與所述柵極結構具有疊置部分。
10.如權利要求9所述的感光二極體，其特徵在於，所述第二摻雜區也與所述柵極結構具有疊置部分，且所述第二摻雜區與柵極結構的疊置面積小於第一摻雜區與柵極結構的疊置面積。
11.如權利要求10所述的感光二極體，其特徵在於，所述基底上還具有第三摻雜區，覆蓋基底且暴露出所述第二摻雜區，所述柵極結構形成於所述第三摻雜區上。
12.—種CMOS圖像傳感器，其特徵在於，包括權利要求9 11任一項所述的感光二極體。
全文摘要
一種感光二極體及其形成方法、CMOS圖像傳感器，感光二極體的形成方法包括提供基底，基底內形成有阱區，基底上形成有柵極結構；在基底上形成具有開口的掩膜層，開口定義出感光二極體的區域；以具有開口的掩膜層為掩膜，對基底進行第一離子注入在阱區內形成第一摻雜區，第一離子注入的方向沿順時針偏離垂直基底表面的方向第一預定角度，以使第一摻雜區與柵極結構有相互疊置的部分，第一摻雜區的摻雜類型與阱區相反，第一摻雜區與阱區形成感光二極體；以具有開口的掩膜層為掩膜，對基底進行第二離子注入，在第一摻雜區上形成第二摻雜區，第二摻雜區的摻雜類型與阱區相同。本發明可以減小光生電子轉移過程中的噪聲以及暗電流。
文檔編號H01L27/146GK102354715SQ201110298230
公開日2012年2月15日 申請日期2011年9月28日 優先權日2011年9月28日
發明者吳小利, 唐樹澍, 巨曉華 申請人:上海宏力半導體製造有限公司