CMOS图像传感器(CIS)是近十年来图像传感器领域的研究热点,同传统的CCD图像传感器相比,CMOS图像传感器具有体积小巧、低功耗和低成本的优点,而且由于和CMOS工艺兼容的特点,CMOS图像传感器可以实现功能强大的片上系统芯片。本文通过研究在55nm CMOS基准工艺平台上进行图像传感器工艺集成的方法、像素单元相关工艺的开发和它们对传感器性能影响的分析,开发出具有业内领先水平的55nm CMOS图像传感器工艺平台。论文首先通过工艺流程截面图对55nm CMOS基准工艺平台的关键工艺模块进行了分析,然后在55nm CMOS基准工艺平台基础上,基于CMOS图像传感器的像素单元的器件需求、电路结构和版图结构的设计,对基准工艺平台进行修改,将CMOS图像传感器像素单元相关的VTMN注入、VTHN注入、Sensor注入和PIN注入等工艺模块集成进基准工艺平台。为了提高像素单元的填充因子,我们开发了非硅化物区的接触孔刻蚀工艺,形成了55nm CMOS图像传感器工艺平台。接着,在55nm CMOS图像传感器全集成工艺平台的基础上,对不同工艺条件对像素单元的灵敏度和暗电流的影响进行了分析,通过实验发现通过工艺条件的变化可以实现不同灵敏度的像素单元和改善暗电流的方法,因此可以根据不同CIS产品的需要,提供不同响应特性的像素单元。本文的创新之处在于首次提出了在55nm工艺平台上进行CMOS图像传感器工艺集成的方法,并对CIS相关工艺对像素单元的影响进行了分析,实验结果对CIS制造工艺优化具有指导意义,有工业应用实际价值。