[發明專利]半導體器件及其制造方法

在審

• 申請號: 202110904006.1
• 申請日: 2021-08-06
• 公開（公告）號: CN113629089A
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 葉國梁;胡勝
• 申請（專利權）人: 武漢新芯集成電路制造有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H01L27/02;H01L23/60
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 田婷

1.一種半導體器件的制造方法，其特征在于，。

提供具有相對設置的第一表面和第二表面的襯底，所述襯底的第一表面上形成有位于外圍區的靜電防護結構以及將所述靜電防護結構掩埋在內的層間介質層，所述層間介質層中形成有與所述靜電防護結構電性連接的金屬互連結構；

在所述襯底的第二表面上形成位于所述外圍區的凹槽以及從所述凹槽的底面穿通至所述金屬互連結構的頂面的穿通孔；

形成填充于所述穿通孔中的導電柱，并在所述凹槽中形成接觸墊，所述接觸墊通過所述導電柱與所述金屬互連結構電性連接，且所述導電柱與所述襯底絕緣；

形成具有開口的緩沖介質層，所述緩沖介質層覆蓋在所述襯底的第二表面和所述凹槽的表面上，并將所述接觸墊與所述襯底絕緣，所述開口暴露出所述接觸墊的至少部分頂面；

在所述緩沖介質層和所述接觸墊的表面上依次覆蓋金屬材料層和介質蓋帽層；

刻蝕所述介質蓋帽層和所述金屬材料層，以形成金屬柵格以及金屬連線，所述金屬柵格位于核心區中，所述金屬連線從所述核心區延伸至所述外圍區中并填充所述開口，以實現所述金屬柵格與所述接觸墊的電性連接。

2.如權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，在所述襯底的第二表面上形成所述凹槽和所述穿通孔的步驟包括：

從所述襯底的第二表面刻蝕部分厚度的所述襯底，以形成凹槽；

在所述襯底和所述凹槽的表面上隨形覆蓋第一緩沖介質層，所述第一緩沖介質層未填滿所述凹槽；

刻蝕所述凹槽中的第一緩沖介質層以及所述凹槽底部的所述襯底，直至暴露出所述金屬互連結構的頂面，以形成所述穿通孔。

3.如權利要求2所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，

形成具有所述開口的緩沖介質層的步驟包括：

在形成所述接觸墊之后，沉積第二緩沖介質層至所述襯底的第二表面上，且沉積的第二緩沖介質層填滿所述凹槽；

對所述第二緩沖介質層的頂面進行平坦化，直至暴露出所述接觸墊的頂面，以在所述第二緩沖介質層中形成所述開口，且剩余的所述第一緩沖介質層和剩余的所述第二緩沖介質層形成為所述具有開口的緩沖介質層；

或者，形成具有所述開口的緩沖介質層的步驟包括：

在形成所述接觸墊之后，沉積第二緩沖介質層至所述襯底的第二表面上，且沉積的第二緩沖介質層填滿所述凹槽；

對所述第二緩沖介質層的頂面進行平坦化，直至所述接觸墊的頂面上的第二緩沖介質層的厚度減薄至要求厚度；

刻蝕打開所述接觸墊頂面上的第二緩沖介質層，以形成所述開口，剩余的所述第一氧化層和剩余的所述第二緩沖介質層形成為所述具有開口的緩沖介質層。

4.如權利要求3所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，所述緩沖介質層的頂面平坦，且所述接觸墊的頂面齊平于或者低于所述緩沖介質層的頂面。

5.如權利要求1-4中任一項所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，提供具有所述靜電防護結構及所述金屬互連結構的襯底的步驟包括：

提供一具有第一表面和第二表面的器件基底，在所述器件基底的第一表面上形成位于所述外圍區的靜電防護結構；

通過金屬互連工藝在所述器件基底的第一表面上形成所述層間介質層以及位于所述層間介質層中的所述金屬互連結構；

提供承載基底，并在所述承載基底上形成鍵合介質層；

將所述層間介質層鍵合到所述鍵合介質層上，以形成具有所述靜電防護結構及所述金屬互連結構的襯底。

6.如權利要求1-4中任一項所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，所述凹槽和所述穿通孔均設置在所述靜電防護結構背向所述核心區的一側。

7.如權利要求1-4中任一項所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，所述半導體器件為背照式圖像傳感器，所述核心區為像素區，所述靜電防護結構包括具有浮柵的靜電防護薄膜晶體管，在所述襯底的第一表面形成所述靜電防護結構時，還在所述襯底的第一表面形成位于所述像素區中的光電二極管陣列。