本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種圖像傳感器的制備方法。

背景技術(shù)：

在半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域中，圖像傳感器是一種能將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的半導(dǎo)體器件。圖像傳感器大體上可以分為電荷耦合元件(ccd)和互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器(cmosimagesensor，cis)。ccd圖像傳感器的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)圖像敏感度較高，噪聲小，但是ccd圖像傳感器與其他器件的集成比較困難，而且ccd圖像傳感器的功耗較高。相比之下，cmos圖像傳感器由于具有工藝簡(jiǎn)單、易與其他器件集成、體積小、重量輕、功耗小、成本低等優(yōu)點(diǎn)而逐漸取代ccd的地位。目前cmos圖像傳感器被廣泛應(yīng)用于數(shù)碼相機(jī)、照相手機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、醫(yī)療用攝像裝置(例如胃鏡)、車用攝像裝置等領(lǐng)域之中。

cmos圖像傳感器由用于感測(cè)光的光電二極管和用于將所感測(cè)的光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的cmos邏輯電路組成。如果通過(guò)光電二極管接收了較多的光子，則光敏性得到提高。為了提高光敏性，可采取調(diào)制光路以便將光會(huì)聚到光電二極管的方法。其中，一種典型的會(huì)聚光的方法是使用微透鏡，使得光被折射并聚焦到光電二極管上。

現(xiàn)有的cmos圖像傳感器制備過(guò)程為：在半導(dǎo)體襯底上順序形成有多個(gè)光電二極管，在包含光電二極管的半導(dǎo)體襯底上形成有層間介電層，刻蝕層間介質(zhì)層，在層間介電層中形成有微透鏡。由于層間介質(zhì)層刻蝕的不均勻性，使得微透鏡位置不均勻。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種圖像傳感器的制備方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中層間介質(zhì)層刻蝕的不均勻性，提高圖像傳感器的光學(xué)性能。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種圖像傳感器的制備方法，包括：

提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底具有有源像素區(qū)及位于有源像素區(qū)周圍的外圍電路區(qū)；

依次在所述半導(dǎo)體襯底上形成多層金屬互連結(jié)構(gòu)，且倒數(shù)第二層的金屬互連結(jié)構(gòu)的層間介質(zhì)層中形成有刻蝕停止層；

刻蝕所述有源像素區(qū)上方的層間介質(zhì)層，刻蝕停止于所述刻蝕停止層，形成一溝槽；

去除暴露出的所述刻蝕停止層。

可選的，所述刻蝕停止層的材料為氮化硅。

可選的，所述刻蝕停止層的厚度為50nm～150nm。

可選的，所述金屬互連結(jié)構(gòu)包括層間介質(zhì)層、貫穿所述層間介質(zhì)層的通孔及與所述通孔連接的焊盤(pán)。

可選的，所述層間介質(zhì)層的材料為氧化硅。

可選的，所述刻蝕停止層位于第二層金屬互連結(jié)構(gòu)的層間介質(zhì)層中間。

可選的，所述最頂層的金屬互連結(jié)構(gòu)的層間介質(zhì)層中還形成有遮光層，所述遮光層位于有源像素區(qū)的上方。

可選的，所述溝槽的深度為500nm～1500nm。

可選的，所述有源像素區(qū)包括多個(gè)陣列分布的光電二極管。

可選的，所述外圍電路區(qū)包括位于所述有源像素區(qū)周圍的ob區(qū)及位于所述ob區(qū)周圍的邏輯電路區(qū)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的圖像傳感器的制備方法，在次頂層的金屬互連結(jié)構(gòu)的層間介質(zhì)層中形成刻蝕停止層，刻蝕所述有源像素區(qū)上方的層間介質(zhì)層，刻蝕停止于所述刻蝕停止層，形成溝槽，去除刻蝕停止層，在溝槽中形成微透鏡。本發(fā)明中，增加刻蝕停止層，能夠提高層間介質(zhì)層刻蝕的均勻性，從而提高圖像傳感器的光學(xué)性能。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例中的圖像傳感器制備方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中多層金屬互連結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖3為本發(fā)明一實(shí)施例中形成溝槽的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明一實(shí)施例中去除刻蝕停止層的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合示意圖對(duì)本發(fā)明的圖像傳感器的制備方法進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本發(fā)明，而仍然實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對(duì)本發(fā)明的限制。

為了清楚，不描述實(shí)際實(shí)施例的全部特征。在下列描述中，不詳細(xì)描述公知的功能和結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈儠?huì)使本發(fā)明由于不必要的細(xì)節(jié)而混亂。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在任何實(shí)際實(shí)施例的開(kāi)發(fā)中，必須做出大量實(shí)施細(xì)節(jié)以實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)者的特定目標(biāo)，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商業(yè)的限制，由一個(gè)實(shí)施例改變?yōu)榱硪粋€(gè)實(shí)施例。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種開(kāi)發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗費(fèi)時(shí)間的，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)僅僅是常規(guī)工作。

在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。根據(jù)下面說(shuō)明和權(quán)利要求書(shū)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。

本發(fā)明的核心思想在于，提供的圖像傳感器的制備方法，包括：提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底具有有源像素區(qū)及位于有源像素區(qū)周圍的外圍電路區(qū)；依次在所述半導(dǎo)體襯底上形成多層金屬互連結(jié)構(gòu)，且倒數(shù)第二層的金屬互連結(jié)構(gòu)的層間介質(zhì)層中形成有刻蝕停止層；刻蝕所述有源像素區(qū)上方的層間介質(zhì)層，刻蝕停止于所述刻蝕停止層，形成一溝槽；去除暴露出的所述刻蝕停止層。本發(fā)明中，增加刻蝕停止層，能夠提高層間介質(zhì)層刻蝕的均勻性，從而提高圖像傳感器的光學(xué)性能。

以下結(jié)合附圖1～4對(duì)本發(fā)明的圖像傳感器的制備方法進(jìn)行具體說(shuō)明，圖1為制備方法的流程圖，圖2～4為各步驟對(duì)應(yīng)的剖面示意圖，本發(fā)明的圖像傳感器的制備方法包括如下步驟：

執(zhí)行步驟s1，參考圖2所示，提供半導(dǎo)體襯底10，所述半導(dǎo)體襯底10具有有源像素區(qū)a及位于有源像素區(qū)周圍的外圍電路區(qū)，所述有源像素區(qū)a中包括多個(gè)陣列分布的光電二極管(pd)11。所述外圍電路區(qū)包括位于所述有源像素區(qū)周圍的ob區(qū)b及位于所述ob區(qū)周圍的邏輯電路區(qū)c。其中，有源像素區(qū)中的光電二極管11用于感光，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，通過(guò)外圍電路區(qū)將電信號(hào)輸出，此為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，在此不做贅述。接著，在半導(dǎo)體襯底中形成層間介質(zhì)層11，并形成通孔，將像素結(jié)構(gòu)中的源極、漏極等引出。

執(zhí)行步驟s2，依次在所述半導(dǎo)體襯底10上形成多層金屬互連結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例中在所述半導(dǎo)體襯底10上形成三層金屬互連結(jié)構(gòu)1、2、3，金屬互連結(jié)構(gòu)為后段互連。其中，所述金屬互連結(jié)構(gòu)包括層間介質(zhì)層21、31、41，貫穿所述層間介質(zhì)層的通孔及與所述通孔連接的焊盤(pán)，需要說(shuō)明的是，每一層金屬互連結(jié)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)，例如包括的通孔、焊盤(pán)的數(shù)目及其位置，需要根據(jù)圖像傳感器的設(shè)計(jì)而定，本發(fā)明中并不能以此為限制。其中，所述層間介質(zhì)層21、31、41的材料為氧化硅。此外，所述最頂層的金屬互連結(jié)構(gòu)的層間介質(zhì)層41中還形成有遮光層50，所述遮光層51位于有源像素區(qū)a的上方，以便于對(duì)層間介質(zhì)層進(jìn)行刻蝕。

進(jìn)一步的，本發(fā)明中，在次頂層的金屬互連結(jié)構(gòu)2的層間介質(zhì)層31中形成刻蝕停止32，所述刻蝕停止層32的材料為氮化硅。所述刻蝕停止層32的厚度為50nm～150nm。具體的，形成刻蝕停止層的過(guò)程可以為：采用化學(xué)氣相沉積工藝形成部分的層間介質(zhì)層31，接著在該部分層間介質(zhì)層上形成刻蝕停止層32，之后，再次在刻蝕停止層上沉積層間介質(zhì)層，從而所述刻蝕停止層32位于層間介質(zhì)層31的中間。

執(zhí)行步驟s3，參考圖3所示，刻蝕所述有源像素區(qū)a上方的層間介質(zhì)層，包括刻蝕最頂層的層間介質(zhì)層41及部分的層間介質(zhì)層31，刻蝕停止于所述刻蝕停止層32，暴露出部分刻蝕停止層32，形成一溝槽60。其中，所述溝槽60的深度為500nm～1500nm，例如，600nm、800nm、1000nm等。本發(fā)明中，增加刻蝕停止層，使得層間介質(zhì)層的刻蝕能夠停留在同一位置處，從而提高層間介質(zhì)層刻蝕的均勻性。

執(zhí)行步驟s4，參考圖4所示，去除暴露出的刻蝕停止層32，在溝槽60中形成彩色濾光片(colorfilter)、微透鏡(micronlens)等結(jié)構(gòu)(圖中未示出)，用于將光信號(hào)導(dǎo)入至有源像素區(qū)。本發(fā)明中，層間介質(zhì)層刻蝕過(guò)程均勻使得溝槽的表面平整，使得形成的微透鏡均勻性更好，從而提高圖像傳感器的光學(xué)性能，提高成像質(zhì)量。

綜上所述，本發(fā)明提供的圖像傳感器的制備方法，包括：提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底具有有源像素區(qū)及位于有源像素區(qū)周圍的外圍電路區(qū)；依次在所述半導(dǎo)體襯底上形成多層金屬互連結(jié)構(gòu)，且倒數(shù)第二層的金屬互連結(jié)構(gòu)的層間介質(zhì)層中形成有刻蝕停止層；刻蝕所述有源像素區(qū)上方的層間介質(zhì)層，刻蝕停止于所述刻蝕停止層，形成一溝槽；去除暴露出的所述刻蝕停止層。本發(fā)明中，增加刻蝕停止層，能夠提高層間介質(zhì)層刻蝕的均勻性，從而提高圖像傳感器的光學(xué)性能。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。