[發明專利]采用量子點薄膜的圖像傳感器及制備方法

有效

• 申請號: 201611224308.X
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN107068698B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 楊冰;周偉;胡少堅;耿陽;肖慧敏
• 申請（專利權）人: 上海集成電路研發中心有限公司;成都微光集電科技有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;陳慧弘

1.一種圖像傳感器，其特征在于，包括：

襯底，在襯底表面設置有底部隔離層；

位于底部隔離層上的N層隔離層，其中，每層隔離層中設置有金屬互連線和位于金屬互連線上的金屬接觸孔；每層隔離層中，金屬互連線與其下方的隔離層相接觸，每個金屬接觸孔的底部與相應層的金屬互連線的頂部一一對應且相接觸；金屬接觸孔的頂部與相應層的隔離層的頂部齊平；相鄰上層隔離層的金屬互連線底部與下層隔離層的金屬接觸孔頂部相接觸；N為整數且N≥1；

位于第N層隔離層上的第N+1層隔離層，第N+1層隔離層中貫穿設置有第N+1層金屬互連線；第N+1層金屬互連線底部與第N層金屬接觸孔頂部一一對應且相接觸；

在第N+1層金屬互連線頂部設置有金屬電極；其中，每個像素內位于同一隔離層中的金屬互連線的個數大于1；以及

在金屬電極表面和暴露的第N+1層隔離層表面覆蓋有量子點薄膜。

2.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其特征在于，所述第N+1層隔離層的相鄰像素分界處還設置有像素間隔離結構。

3.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其特征在于，所述金屬互連線的高度為0.4～0.5微米，所述金屬接觸孔的高度為0.4～0.5微米，N層隔離層中，其中一層隔離層的厚度為0.5～1微米。

4.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其特征在于，所述N+1層隔離層中，每個隔離層之間還設置有氮化硅層。

5.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其特征在于，所述第N+1層隔離層的高度為0.5～0.6微米。

6.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其特征在于，在量子點薄膜周圍的第N+1層金屬互連線上還設置有焊盤結構；所述焊盤結構和所述第N+1層隔離層是一體的。

7.一種圖像傳感器的制備方法，其特征在于，包括：

步驟01：提供一襯底；并且，在襯底表面形成底部隔離層；

步驟02：在底部隔離層上形成第一層金屬鋁，并且，圖案化第一層金屬鋁，從而形成第一層金屬互連線；其中，每個像素內的第一層金屬互連線的個數大于1；

步驟03：在第一層金屬互連線和暴露的底部隔離層上形成第一層隔離層；第一層隔離層的頂部高出所述第一層金屬互連線的頂部；

步驟04：在對應于第一層金屬互連線上的第一層隔離層中刻蝕出第一層接觸孔；

步驟05：在第一層接觸孔中填充金屬鎢，從而形成第一層金屬接觸孔；

步驟06：在第一層金屬接觸孔頂部和第一層隔離層表面形成第二層金屬鋁，并且再重復循環步驟02至步驟05K次，直至形成N層隔離層以及相應層的金屬互連線和金屬接觸孔；其中，K為整數且K≥0；N為整數且N≥1；且K+1＝N；

步驟07：在第N層隔離層和第N層金屬接觸孔上形成第N+1層金屬鋁，并且，圖案化第N+1層金屬鋁，從而形成第N+1層金屬互連線；

步驟08：在第N+1層金屬互連線和第N層隔離層表面覆蓋一層第N+1層隔離層，并且，平坦化第N+1層隔離層頂部；

步驟09：在第N+1層金屬互連線頂部形成金屬電極；

步驟10：在金屬電極表面和暴露的第N+1層隔離層表面覆蓋一層量子點薄膜；平坦化后的第N+1層隔離層頂部仍高于第N+1層金屬互連線頂部。

8.根據權利要求7所述的圖像傳感器的制備方法，其特征在于，所述步驟07中，在形成第N+1層金屬互連線之后，在第N+1層金屬互連線和暴露的第N層隔離層表面覆蓋一層氮化硅層。

9.根據權利要求7所述的圖像傳感器的制備方法，其特征在于，所述步驟08之后且在步驟09之前，包括：在第N+1層隔離層中定義焊盤結構區域和非焊盤結構區域；并且，對應于焊盤結構區域的第N+1層金屬互連線上的第N+1層隔離層中刻蝕出焊盤結構；在刻蝕所述焊盤結構的同時，保留對應于相鄰像素分界處的第二層隔離層，從而形成像素間隔離結構；

步驟10具體包括：在非焊盤結構區域的金屬電極表面和暴露的第N+1層隔離層表面覆蓋一層量子點薄膜。

10.根據權利要求7所述的圖像傳感器的制備方法，其特征在于，所述步驟03中，設置所述第一層隔離層的頂部高出所述第一層金屬互連線的頂部的高度等于所述第一層接觸孔的高度；

所述步驟08中，設置平坦化后的第N+1層隔離層頂部高出第N+1層金屬互連線頂部的高度等于焊盤結構的高度。