[發(fā)明專利]CMOS圖像傳感器的制造方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202111541260.6
• 申請日: 2021-12-16
• 公開（公告）號: CN114242743A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設計）人: 令海陽
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 上海浦一知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 郭四華

1.一種CMOS圖像傳感器的制造方法，其特征在于，包括：

步驟一、提供半導體襯底，在所述半導體襯底中形成有CMOS圖像傳感器的像素區(qū)結(jié)構(gòu)，在所述像素區(qū)的所述半導體襯底上形成有多層金屬互聯(lián)層，在各層所述金屬互聯(lián)層之間間隔有層間膜；在所述像素區(qū)的頂層金屬互聯(lián)層的表面上形成頂層層間膜；

步驟二、定義出頂部溝槽的形成區(qū)域，所述頂部溝槽的形成區(qū)域位于所述像素區(qū)的頂部并為用于形成彩色濾光片或微透鏡的區(qū)域；

步驟三、以所述像素區(qū)的頂層金屬互聯(lián)層的頂部表面為停止層，對所述像素區(qū)的頂層層間膜進行刻蝕形成所述頂部溝槽，通過以所述像素區(qū)的頂層金屬互聯(lián)層的頂部表面為停止層來保證所述頂部溝槽具有平坦的底部表面；

步驟四、沉積形成第一蓋帽層，所述第一蓋帽層至少覆蓋在所述頂部溝槽的底部表面上并作為所述像素區(qū)的保護層，沉積工藝使所述第一蓋帽層的厚度均勻以及所述頂部溝槽的平坦的底部表面使所述第一蓋帽層的頂部表面平坦，以有利于所述彩色濾光片或所述微透鏡的形成。

2.如權(quán)利要求1所述的CMOS圖像傳感器的制造方法，其特征在于：在所述半導體襯底包括硅襯底，SOI襯底。

3.如權(quán)利要求1所述的CMOS圖像傳感器的制造方法，其特征在于：步驟一中，在所述半導體襯底上還形成有外圍電路區(qū)結(jié)構(gòu)，所述外圍電路區(qū)位于所述像素區(qū)的周側(cè)。

4.如權(quán)利要求3所述的CMOS圖像傳感器的制造方法，其特征在于：在所述外圍電路區(qū)和所述像素區(qū)之間還具有遮光區(qū)。

5.如權(quán)利要求4所述的CMOS圖像傳感器的制造方法，其特征在于：所述遮光區(qū)在所述半導體襯底中的結(jié)構(gòu)和所述半導體襯底中的所述像素區(qū)結(jié)構(gòu)相同，所述遮光區(qū)的金屬互聯(lián)層的層數(shù)和所述像素區(qū)的金屬互聯(lián)層的層數(shù)相同；在所述遮光區(qū)的頂層層間膜中還形成有遮光層。

6.如權(quán)利要求5所述的CMOS圖像傳感器的制造方法，其特征在于：所述遮光層采用金屬層組成。

7.如權(quán)利要求4所述的CMOS圖像傳感器的制造方法，其特征在于：所述外部電路區(qū)的金屬互聯(lián)層的層數(shù)大于所述像素區(qū)的金屬互聯(lián)層的層數(shù)。

8.如權(quán)利要求1所述的CMOS圖像傳感器的制造方法，其特征在于：在所述像素區(qū)的金屬互聯(lián)層的層數(shù)為2層，所述像素區(qū)的頂層金屬互聯(lián)層為第二層金屬互聯(lián)層。

9.如權(quán)利要求8所述的CMOS圖像傳感器的制造方法，其特征在于：步驟二中，采用光刻工藝定義出所述頂部溝槽的形成區(qū)域。

10.如權(quán)利要求9所述的CMOS圖像傳感器的制造方法，其特征在于：步驟三中，形成所述頂部溝槽的刻蝕工藝采用干法刻蝕。

11.如權(quán)利要求1所述的CMOS圖像傳感器的制造方法，其特征在于：步驟四中，所述第一蓋帽層還覆蓋在所述頂部溝槽的側(cè)面以及所述頂部溝槽外的所述頂層層間膜的表面。

12.如權(quán)利要求1所述的CMOS圖像傳感器的制造方法，其特征在于：步驟四完成后還包括：

在所述頂部溝槽中依次形成所述彩色濾光片和所述微透鏡。

13.如權(quán)利要求8所述的CMOS圖像傳感器的制造方法，其特征在于：位于所述像素區(qū)的頂層金屬互聯(lián)層的表面上的頂層層間膜的厚度為以上。

14.如權(quán)利要求13所述的CMOS圖像傳感器的制造方法，其特征在于：所述第一蓋帽層的厚度為

15.如權(quán)利要求1所述的CMOS圖像傳感器的制造方法，其特征在于：所述第一蓋帽層的材料包括氧化層。