專利名稱:Cmos圖像傳感器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種互補金屬氧化物半導體(CMOS)圖像傳感器，尤其是，涉及一種包括四個晶體管的CMOS圖像傳感器。
背景技術：
通常，圖像傳感器是將光學圖像轉換成電信號的半導體器件。圖像傳感器包括電荷耦合器件(CCD)和互補金屬氧化物半導體(CMOS)圖像傳感器。
CMOS圖像傳感器利用CMOS技術制造，并由此具有低功耗。而且，由于CMOS圖像傳感器對其集成有利，所以可制造細長尺寸的產(chǎn)品。
因此，CMOS圖像傳感器已廣泛地用于各種產(chǎn)品，例如數(shù)字照相機和數(shù)字攝像機。
在下文，將參考圖1描述現(xiàn)有技術的CMOS圖像傳感器。
圖1是包括四個晶體管的現(xiàn)有技術的CMOS圖像傳感器的平面圖。
現(xiàn)有技術CMOS圖像傳感器具有包括用于讀出光的光電二極管12和四個N型MOS(NMOS)晶體管的單元像素。
光電二極管12形成在有源區(qū)10的一端。四個晶體管分別是轉移晶體管Tx、復位晶體管Rx、驅(qū)動晶體管Dx和選擇晶體管Sx。
在圖1中，附圖標記14、16、18和20表示柵極圖案。
工作時，光電二極管12吸收光以產(chǎn)生電子。
當轉移晶體管Tx導通時，所產(chǎn)生的電子移向浮置擴散(FD)區(qū)22。
移向FD區(qū)22的電子通過源跟隨器晶體管產(chǎn)生輸出信號。
在現(xiàn)有技術的CMOS圖像傳感器中，F(xiàn)D區(qū)22利用金屬布線24與驅(qū)動晶體管Dx相連接。
因此，應當在FD區(qū)22和驅(qū)動晶體管Dx中形成金屬接觸孔26。
然而，硅襯底在形成金屬接觸孔26的蝕刻工藝期間受到損壞。
其間，在現(xiàn)有的CMOS圖像傳感器中，在形成金屬布線24之前硅化FD區(qū)22。
然而，當硅化FD區(qū)22時，漏電流增加，因而可能會損失在FD區(qū)22中流動的電子或者可能會產(chǎn)生暗電流。
因此，在現(xiàn)有技術的CMOS圖像傳感器中，F(xiàn)D區(qū)22通過非硅化物接觸部、而不是利用硅化物接觸部與驅(qū)動晶體管Dx相連接。
然而，這種非硅化物接觸會導致增加接觸電阻。
另外，由于接觸區(qū)具有比硅化物區(qū)高的蝕刻速率，所以在蝕刻工藝期間甚至會蝕刻硅襯底，這就導致產(chǎn)生漏電流。
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的在于一種CMOS圖像傳感器，其基本上消除了由于現(xiàn)有技術的限制和缺點而引起的一個或多個問題。
本發(fā)明的一個目的在于提供一種CMOS圖像傳感器，其中非硅化物接觸部或金屬布線不用于連接浮置擴散區(qū)與驅(qū)動晶體管。
本發(fā)明的其它優(yōu)點、目的和特征將在下述說明書中部分地描述，并且對于本領域的普通技術人員而言，在研究了下述內(nèi)容之后將部分地變得清楚，或者其可以從本發(fā)明的實踐中獲知。通過在所撰寫的說明書、其權利要求
書以及附圖中所特別指出的結構，可以實現(xiàn)和獲得本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點。為了實現(xiàn)這些目的和其它優(yōu)點并根據(jù)本發(fā)明的意圖，正如在此具體實施和廣泛描述的，提供了一種CMOS圖像傳感器，其包括用于吸收光的光電二極管；轉移晶體管(Tx)；復位晶體管(Rx)；驅(qū)動晶體管(Dx)；和選擇晶體管(Sx)。
浮置擴散區(qū)可形成于轉移晶體管(Tx)和復位晶體管(Rx)之間。
驅(qū)動晶體管(Dx)的柵極可利用多晶硅與該浮置擴散區(qū)相連接。
形成于該浮置擴散區(qū)上的多晶硅的面積可占浮置擴散區(qū)的1/2到4/5。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的CMOS圖像傳感器，通過利用驅(qū)動晶體管的柵極圖案、而不是利用金屬布線來連接浮置擴散區(qū)與驅(qū)動晶體管(Dx)，就可以解決設計余?；蚬に囍谐霈F(xiàn)的問題。
應當理解，本發(fā)明的前述概括性說明和以下的詳細說明均是示范性和解釋性的，并且旨在對所請求保護的本發(fā)明提供進一步的解釋。
所包含的附圖提供對本發(fā)明的進一步理解，其被并入到本申請中并構成本申請的一部分，所述附圖示出了本發(fā)明的實施例并與該描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。在圖中圖1是現(xiàn)有技術的CMOS圖像傳感器的平面圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的根據(jù)CMOS圖像傳感器的平面圖；圖3至圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明制造CMOS圖像傳感器的方法的平面圖；以及圖6是沿著圖5的線A-A′剖開的剖視圖。
具體實施方式現(xiàn)在將詳細參考本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其實例在附圖中示出。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的根據(jù)CMOS圖像傳感器的平面圖。
根據(jù)本發(fā)明的CMOS圖像傳感器具有包括用于光讀出的光電二極管62和四個N溝道MOS(NMOS)晶體管的單位像素。
光電二極管62形成于有源區(qū)60的一端。四個晶體管分別是轉移晶體管Tx、復位晶體管Rx、驅(qū)動晶體管Dx和選擇晶體管Sx。
在圖2中，附圖標記64、66、68和70表示柵極圖案。
CMOS圖像傳感器的基本操作與現(xiàn)有技術的CMOS圖像傳感器的基本操作相同。
就是說，光電二極管62吸收光以產(chǎn)生電子。
當轉移晶體管Tx導通時，所產(chǎn)生的電子移向浮置擴散(FD)區(qū)68。
在此，F(xiàn)D區(qū)68形成于有源區(qū)的位于轉移晶體管Tx與復位晶體管Rx之間的部分中。
移向FD區(qū)68的電子通過源跟隨器晶體管產(chǎn)生輸出信號。
在根據(jù)本發(fā)明的CMOS圖像傳感器中，F(xiàn)D區(qū)68利用多晶硅而非金屬布線與驅(qū)動晶體管Dx相連接。在本發(fā)明中，考慮到電阻特性，增加了多晶硅與FD區(qū)68之間的耦合區(qū)域。
由于不需要用于連接FD區(qū)68與驅(qū)動晶體管Dx的金屬布線，所以可以獲得設計余裕。而且，由于在FD區(qū)68和驅(qū)動晶體管(Dx)中未形成金屬接觸孔，所以硅襯底不會受到損壞。
另外，根據(jù)本發(fā)明的CMOS圖像傳感器可以防止由于FD區(qū)68的非硅化而導致硅襯底的接觸電阻增加以及硅襯底被蝕刻。
圖3至圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明制造CMOS圖像傳感器的方法的平面圖，以及圖6是沿著圖5的線A-A′剖開的剖視圖。在圖2至圖6中，相同的附圖標記表示相同的元件。
參考圖3，在硅襯底(未示出)的有源區(qū)上形成柵極氧化層。就是說，附圖標記60表示形成了柵極氧化層的有源區(qū)。
參考圖4，在形成柵極氧化層的有源區(qū)60上形成掩模圖案80以露出FD區(qū)60b。接下來，蝕刻FD區(qū)60b上的柵極氧化層。
也就是說，附圖標記60b表示蝕刻了柵極氧化層的FD區(qū)60b。
FD區(qū)可以利用離子注入形成為N+區(qū)域。附圖標記60a表示位于有源區(qū)上的非蝕刻柵極氧化層。
參考圖5，在有源區(qū)上的柵極氧化層上形成柵極圖案64、66、68和70。然而，如上所述，在FD區(qū)60b上蝕刻柵極氧化層。
驅(qū)動晶體管Dx的柵極圖案68朝向FD區(qū)60b延伸并與FD區(qū)60b相連接。
因此，如圖6所示，在有源區(qū)60上形成轉移晶體管Tx的柵極圖案64和驅(qū)動晶體管Dx的柵極圖案68。
因此，在本發(fā)明中，驅(qū)動晶體管Dx的柵極圖案68可以利用多晶硅與FD區(qū)60b相連接。
也就是說，當利用多晶硅形成驅(qū)動晶體管Dx的柵極圖案68時，可在FD區(qū)60b的接觸區(qū)中形成多晶硅。
在此，為了降低電阻值，可在FD區(qū)60b的預定面積或更大的面積中形成多晶硅。
形成于FD區(qū)上的多晶硅的最小面積可以是FD區(qū)60b的1/2或更大。
另外，形成于FD區(qū)上的多晶硅的最大面積可以是FD區(qū)60b的近似4/5。
如上所述，在本發(fā)明的CMOS圖像傳感器中，F(xiàn)D區(qū)利用驅(qū)動晶體管的柵極圖案即多晶硅圖案，而非金屬布線與驅(qū)動晶體管Dx相連接。
因此，由于FD區(qū)與驅(qū)動晶體管之間不需要金屬布線，所以可以獲得設計余裕。
而且，根據(jù)本發(fā)明，由于在FD區(qū)和驅(qū)動晶體管Dx中未形成金屬接觸孔，所以硅襯底不會受到損壞。另外，本發(fā)明的CMOS圖像傳感器可以防止由FD區(qū)的非硅化引起的硅襯底的接觸電阻增加以及硅襯底被蝕刻。
對本領域的技術人員而言，顯而易見的是，可以對本發(fā)明進行各種修改和變化。因此，本領域技術人員將會清楚，可以對本發(fā)明進行各種修改和改變。因此，這意味著，本發(fā)明覆蓋在所附權利要求
書及其等同的范圍內(nèi)的所有修改和變化。
權利要求
1.一種互補金屬氧化物半導體圖像傳感器，包括用于吸收光的光電二極管；轉移晶體管；復位晶體管；驅(qū)動晶體管；以及選擇晶體管，其中在轉移晶體管與復位晶體管之間形成浮置擴散區(qū)，以及該驅(qū)動晶體管的柵極利用多晶硅與該浮置擴散區(qū)相連接。
2.根據(jù)權利要求
1所述的互補金屬氧化物半導體圖像傳感器，其中形成于該浮置擴散區(qū)上的多晶硅的面積占該浮置擴散區(qū)的1/2到4/5。
專利摘要
本發(fā)明提供了一種互補金屬氧化物半導體(CMOS)圖像傳感器，其包括用于吸收光的光電二極管、轉移晶體管(Tx)、復位晶體管(Rx)、驅(qū)動晶體管(Dx)和選擇晶體管(Sx)。CMOS圖像傳感器包括轉移晶體管(Tx)和復位晶體管(Rx)之間的浮置擴散區(qū)。驅(qū)動晶體管(Dx)的柵極利用多晶硅與該浮置擴散區(qū)相連接。
文檔編號H01L27/146GK1992305SQ200610170120
公開日2007年7月4日 申請日期2006年12月22日
發(fā)明者任勁赫 申請人:東部電子股份有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan