[發(fā)明專利]紅外圖像傳感器及其形成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210521002.6
• 申請(qǐng)日: 2012-12-07
• 公開（公告）號(hào): CN102983145A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛劍宏;唐德明;張鐳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海麗恒光微電子科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L27/146
• 分類號(hào): H01L27/146
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及紅外圖像傳感器及其形成方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的紅外圖像傳感器需要單獨(dú)的封裝工藝。圖1為現(xiàn)有的紅外圖像傳感器封裝結(jié)構(gòu)示意圖，參考圖1，在形成紅外圖像傳感器10后，將紅外圖像傳感器10放置在金屬基座21上，然后在紅外圖像傳感器10上設(shè)置溫度控制部件（圖中未示出）；之后利用鍺窗22將金屬基座21上的開口封閉，接著，對(duì)金屬基座抽真空后，將金屬基座密封，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)紅外圖像傳感器的封裝工藝。

然而，現(xiàn)有的紅外圖像傳感器的形成工藝為標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體工藝，上述封裝工藝與半導(dǎo)體工藝不兼容。

另外，現(xiàn)有的紅外圖像傳感器的形成方法工藝復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是現(xiàn)有的紅外圖像傳感器的封裝工藝與半導(dǎo)體工藝不兼容；

以及，紅外圖像傳感器的形成方法工藝復(fù)雜。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種形成紅外圖像傳感器的方法，包括：

提供具有CMOS控制電路的襯底；

在所述襯底上方形成像素結(jié)構(gòu)、所述像素結(jié)構(gòu)和所述控制電路電連接的插栓；像素結(jié)構(gòu)和所述襯底之間還形成有第一犧牲層；

形成像素結(jié)構(gòu)以及插栓之后，還包括：

形成具有第一開口的第二犧牲層，覆蓋所述像素結(jié)構(gòu)，所述第一開口位于所述插栓上方；

在所述第二犧牲層上、所述第一開口的側(cè)壁和底部形成支撐層；

在所述支撐層中形成第二開口，通過所述第二開口去除所述第一犧牲層、第二犧牲層；

去除所述第一犧牲層、第二犧牲層后，形成封蓋層，覆蓋所述支撐層、填滿所述第一開口、第二開口，所述封蓋層為對(duì)紅外線的透射層；

在所述封蓋層和支撐層中形成第三開口，之后利用物理氣相沉積工藝在所述第三開口中形成密封層，密封所述第三開口。

可選的，所述封蓋層為多層結(jié)構(gòu)，從所述支撐層上由下至上依次包括：鍺層和硫化鋅層的疊層結(jié)構(gòu)，所述疊層結(jié)構(gòu)至少為一組；所述支撐層的材料為非晶硅、微晶硅或多晶硅。

可選的，所述密封層的形成工藝為準(zhǔn)真空的物理氣相沉積工藝，使密封層達(dá)到真空密封的作用。

可選的，所述密封層的材料包括鋁、鈦、金、鉭、鎳、鈷、鎘其中之一或者他們的合金之一，或者包括絕緣材料。

可選的，利用物理氣相沉積工藝在所述第三開口中形成密封層的方法包括：

利用物理氣相沉積工藝沉積密封層，覆蓋所述封蓋層且填充所述第三開口；

利用光刻、刻蝕工藝去除像素區(qū)域的密封層。

可選的，在所述襯底上方形成像素結(jié)構(gòu)、所述像素結(jié)構(gòu)和所述控制電路電連接的插栓的方法包括：

在所述襯底上由下至上依次形成具有第四開口的粘附層和第一犧牲層，所述第四開口暴露出像素結(jié)構(gòu)與CMOS控制電路電連接的位置；

在所述第四開口中形成第一介質(zhì)層，所述第一介質(zhì)層的表面與所述第一犧牲層的表面相平；

在所述第一介質(zhì)層中形成插栓，所述插栓與所述CMOS控制電路電連接；

在所述第一犧牲層和插栓形成的表面上形成紅外圖像傳感器的像素結(jié)構(gòu)。

可選的，所述粘附層的材料為多晶鍺或多晶鍺硅。

可選的，所述插栓的材料為鎢、鋁、銅、鈦、鎳、鈷、鉻、鎘其中之一或者他們的合金之一，或者導(dǎo)電的非金屬。

可選的，在所述第四開口中形成第一介質(zhì)層的方法包括：

形成第一介質(zhì)層，覆蓋所述第一犧牲層、填滿所述第四開口；

對(duì)所述第一介質(zhì)層進(jìn)行平坦化，直至暴露出所述第一犧牲層。

可選的，在所述第一介質(zhì)層中形成插栓的方法包括：

形成保護(hù)層，覆蓋所述第一犧牲層和所述第一介質(zhì)層；

利用光刻、刻蝕工藝在所述第一介質(zhì)層、保護(hù)層中形成通孔；

形成導(dǎo)電層，覆蓋所述保護(hù)層、填滿所述通孔；

去除所述保護(hù)層、高出所述通孔的導(dǎo)電層，剩余通孔內(nèi)的導(dǎo)電層作為插栓。

可選的，去除所述保護(hù)層、高出所述通孔的導(dǎo)電層的方法為化學(xué)機(jī)械拋光工藝或者回刻蝕工藝。

可選的，所述保護(hù)層的材料為氧化硅、氮化硅或者氮氧化硅。

本發(fā)明還提供一種紅外圖像傳感器，包括：

具有CMOS控制電路的襯底；

位于所述襯底上方的像素結(jié)構(gòu)，所述像素結(jié)構(gòu)和所述控制電路通過插栓電連接；

所述襯底和所述像素結(jié)構(gòu)之間為第一空腔；

位于所述像素結(jié)構(gòu)上方的支撐層，所述支撐層和所述像素結(jié)構(gòu)之間為第二空腔；