[发明专利]CMOS传感器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种CMOS传感器及其制造方法。

背景技术

CMOS图像传感器(CMOS Image Sensor，CIS)是为了克服电荷耦合器件(CCD)制造工艺复杂并且能耗较高而产生的，应用了CMOS制造技术，采用数量与半导体衬底中单位像素的数量对应的MOS晶体管。CIS由于采用了CMOS技术，可以将像素单元阵列与外围电路集成在同一芯片上，与CCD相比，CIS具有体积小、重量轻、功耗低、编程方便、易于控制以及平均成本低的优点。

在公开号为US2008/0265295A1的美国专利文献中可以发现一种现有图像传感器的制造工艺。如图1所示，CMOS图像传感器包括衬底100，位于衬底100内的光电有源区110、晶体管有源区120以及隔离光电有源区110和晶体管有源区120的浅沟道隔离区101；位于晶体管有源区表面的栅极区102、位于栅极区102两边的侧墙103；位于衬底100表面并覆盖栅极区102和侧墙103的层间介质层130；位于层间介质层130内的第一金属层105、第二金属层107和第三金属层109；连接第一金属层105与栅极区102的第一接触孔104，连接第一金属层105与第二金属层107的第二接触孔106，连接第二金属层107与第三金属层109的第三接触孔108；位于层间介质层130内并与第三金属层109电连接的电容，所述电容包括第一电极113、第二电极111以及位于第一电极113与第二电极111之间的电介质层112；连接第二电极111与第三金属层109的第四接触孔114。

众所周知，衡量CMOS图像传感器性能的一个参数是敏感度(Sensitivity)，所述敏感度与入射光到达光电有源区110的路程成反比例关系，换而言之，如果所述包含有第一金属层105、第二金属层107、第三金属层109、第一接触孔104、第二接触孔106、第三接触孔108以及电容的层间介质层130越薄，所述CMOS图像传感器敏感度越高。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种CMOS传感器的制造方法，能够降低了第一金属层间介质层和第二金属层间介质层的总厚度，提高CMOS图像传感器敏感度。

为解决上述问题，本发明提供一种CMOS传感器的制造方法，包括：提供基底；在所述基底表面形成第一金属层；在所述基底和所述第一金属层表面形成覆盖所述基底和所述第一金属层的第一金属层间介质层；在所述第一金属层间介质层内形成与所述第一金属层对应的第一导电插塞；在所述第一金属层间介质层表面形成第二金属层和电容器第一电极；在所述第一金属层间介质层、所述第二金属层和所述电容器第一电极表面形成覆盖所述第一金属层间介质层、所述第二金属层和所述电容器第一电极的第二金属层间介质层；在所述第二金属层间介质层内形成暴露所述电容器第一电极的沟槽；在所述沟槽的侧壁和底部形成介质层；在所述第二金属层间介质层内形成暴露所述第二金属层的通孔；用金属填充所述沟槽和通孔；在沟槽上形成与所述电容器第一电极对应的第二电极，在通孔上形成与所述第二金属层对应的第三金属层。

本发明还提供一种CMOS传感器，包括：基底；位于基底上的第一金属层；位于基底上并覆盖第一金属层的第一金属层间介质层；位于第一金属层间介质层上的电容器第一电极和第二金属层；连接第一金属层和第二金属层的第一导电插塞；位于第一金属层间介质层上的并覆盖电容器第一电极和第二金属层的第二金属层间介质层；位于电容器第一电极上的U型介质层；位于U型介质层内的导电电极；位于导电电极和第二金属层间介质层上的电容器第二电极；位于第二金属层间介质层上的第三金属层；连接第二金属层和第三金属层的第二导电插塞。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：电容器的第一电极与CMOS传感器的第一金属层位于同一层并通过同步工艺形成，电容器的第二电极与CMOS传感器的第一金属层位于同一层并通过同步工艺形成，电容器的介质层为U型结构，不但节约了工艺步骤，还降低了CMOS传感器的第一金属层间介质层和第二金属层间介质层的总厚度，提高CMOS图像传感器敏感度。并且两个或者两个以上的电容器的U型介质层位于第二金属层与第三金属层之间，U型介质层所对应形成的电容并联组成一个电容组，提高电容器的存储电荷能力，从而达到减薄U型介质层的厚度并且降低电容器的第一电极与第二电极的间距；还能够降低往电容器的U型介质层上填充金属层的难度，使得在U型介质层内填充金属不容易出现金属空隙，提高了形成的电容器的可靠性。

附图说明

图1是现有技术中图像传感器的结构示意图；