[发明专利]一种全局曝光像素单元及其制备方法

权利要求书

1.一种全局曝光像素单元的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S01：准备一衬底，在所述衬底中形成光电二极管、分别位于光电二极管两侧的晶体管和注入区；在所述衬底表面沉积第一介质层，并在所述第一介质层中形成第一金属层，所述第一金属层的上表面与所述第一介质层的上表面齐平；所述第一金属层通过接触孔与所述晶体管和注入区互连；

S02：依次在所述第一金属层表面沉积第二刻蚀阻挡层和第二介质层；

S03：在所述第二介质层中刻蚀出第二金属互连沟槽；

S04：在所述第二金属互连沟槽中刻蚀出第二接触通孔和第二沟槽通孔，其中，所述第二接触通孔刻蚀停止于所述第一金属层，所述第二沟槽通孔刻蚀停止于所述第二刻蚀阻挡层；

S05：在所述第二介质层表面填充第二金属层，形成位于所述第二沟槽通孔中的第二接触金属和位于所述第二接触通孔中的第二沟槽金属；

S06：重复步骤S02-S05，依次形成第M介质层和第M金属层；第N金属层中形成第N接触金属和第N沟槽金属；M为大于1的整数，N为大于1小于等于M的整数；其中，位于大于1的奇数层的沟槽金属通过对应的接触金属以及第一金属层与所述晶体管的源漏连接形成存储电容的上极板，位于偶数层的沟槽金属通过对应的接触金属以及第一金属层与所述注入区连接形成存储电容的下极板；

S07：在第M金属层上沉积第M+1层介质层，并对所述衬底进行背面减薄至所述光电二极管。

2.根据权利要求1所述的一种全局曝光像素单元的制备方法，其特征在于，所述步骤S04具体包括：

S041：在所述第二金属互连沟槽中刻蚀出所述第二接触通孔和所述第二沟槽通孔，停止于所述第二刻蚀阻挡层；

S042：继续刻蚀所述第二接触通孔，停止于所述第一金属层。

3.根据权利要求1所述的一种全局曝光像素单元的制备方法，其特征在于，同一金属层中相邻的沟槽金属分别连接至存储电容的上极板和下极板，形成同层金属间电容。

4.根据权利要求1所述的一种全局曝光像素单元的制备方法，其特征在于，所述刻蚀阻挡层为SiCN，所述刻蚀阻挡层厚度为100-500埃。

5.根据权利要求1所述的一种全局曝光像素单元的制备方法，其特征在于，所述上极板和下极板可以互换。

6.根据权利要求1所述的一种全局曝光像素单元的制备方法，其特征在于，所述第一介质层、第二介质层直至第M介质层均为相同的介质层，且所述介质层的介电常数低于刻蚀阻挡层的介电常数。

7.一种全局曝光像素单元，其特征在于，包括在竖直方向排布的衬底和介质层区域，所述衬底中包括光电二极管、分别位于光电二极管两侧的晶体管和注入区；所述介质层区域包括第一介质层、第二介质层直至第M介质层，且相邻的介质层之间通过刻蚀阻挡层隔离；

所述第一介质层、第二介质层直至第M介质层中分别含有第一金属层、第二金属层直至第M金属层；所述第一金属层通过接触孔与所述晶体管和注入区互连，第N金属层包括第N接触金属和第N沟槽金属；M为大于1的整数，N为大于1小于等于M的整数；第N接触金属用于连接相邻的沟槽金属，第N沟槽金属与相邻的金属层仅通过刻蚀阻挡层隔离；所述介质层区域还包括第M+1介质层，所述第M+1介质层覆盖所述第M介质层和第M金属层；

位于大于1的奇数层的沟槽金属通过对应的接触金属以及第一金属层与所述晶体管的源漏连接形成存储电容的上极板，位于偶数层的沟槽金属通过对应的接触金属以及第一金属层与所述注入区连接形成存储电容的下极板；相邻沟槽金属之间的刻蚀阻挡层作为电容介质层，形成像素单元的存储电容。

8.根据权利要求7所述的一种全局曝光像素单元，其特征在于，同一金属层中相邻的沟槽型金属分别连接至存储电容的上极板和下极板，形成同层金属间电容。