版圖、像素單元結(jié)構(gòu)及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種版圖、像素單元結(jié)構(gòu)及其制備方法，包括光電二極管陣列和用于光電二極管之間互連的互連層，互連層包括：第一金屬互連線和位于第一金屬互連線間的第一介質(zhì)層，以及位于其上方的第二金屬互連線和位于第二金屬互連線間的第二介質(zhì)層，第一金屬互連線包括用作信號輸出線的橫向互連線，以及用作傳輸控制線、復(fù)位控制線或行選控制線的縱向互連線；縱向互連線由與橫向金屬互連線在同一高度上的縱向金屬互連線、和與縱向金屬互連線通過接觸孔連接的多晶跳線構(gòu)成；表面覆蓋有金屬硅化物層的多晶跳線位于縱向互連線與橫向互連線相交的區(qū)域下方；第二金屬互連線用作電源線，其將光電二極管之間的區(qū)域覆蓋，將用于光電二極管區(qū)域暴露出來。
【專利說明】版圖、像素單元結(jié)構(gòu)及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像傳感器領(lǐng)域，具體涉及一種CMOS圖像傳感器像素單元結(jié)構(gòu)及其制備方法，以及像素單元結(jié)構(gòu)版圖。

【背景技術(shù)】
[0002]通常，圖像傳感器是指將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的裝置。圖像傳感器包括電荷耦合器件(CXD)和互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像傳感器芯片.
[0003]CMOS圖像傳感器和傳統(tǒng)的(XD傳感器相比具有的低功耗，低成本和與CMOS工藝兼容等特點(diǎn)，因此得到越來越廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)在CMOS圖像傳感器不僅用于微型數(shù)碼相機(jī)(DSC)、手機(jī)攝像頭、攝像機(jī)和數(shù)碼單反(DSLR)等消費(fèi)電子領(lǐng)域，而且在汽車電子、監(jiān)控、生物技術(shù)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用。
[0004]CMOS圖像傳感器的像素單元是圖像傳感器實(shí)現(xiàn)感光的核心器件。最常用像素單元為包含一個光電二極管和四個晶體管的有源像素結(jié)構(gòu)，這些器件中光電二極管是感光單元，實(shí)現(xiàn)對光線的收集和光電轉(zhuǎn)換，其它的M0S晶體管是控制單元，主要實(shí)現(xiàn)對光電二極管的選中、復(fù)位、信號放大和讀出的控制。
[0005]在圖像傳感器芯片的各種性能評價指標(biāo)中，靈敏度和暗角現(xiàn)象都是影響圖像質(zhì)量的重要的技術(shù)指標(biāo)，像素單元的靈敏度指的是單位入射光強(qiáng)對應(yīng)的像素單元輸出的大小，靈敏度越高則對于相同的入射光強(qiáng)得到的輸出信號越強(qiáng)。對于圖像傳感器在低照度條件下的使用，只有高靈敏度的像素單元才能得到足夠幅度的輸出信號供后續(xù)電路進(jìn)行處理，靈敏度偏低則像素單元的輸出信號可能被電路噪聲完全淹沒，無法產(chǎn)生有效的信號輸出，因此高靈敏度的像素單元在CMOS圖像傳感器在暗光條件下的應(yīng)用尤其重要。在CMOS圖像傳感器的實(shí)際應(yīng)用中，入射光是有一定角度進(jìn)入像素單元表面的，在像素陣列邊緣由于入射光的角度最大，因此入射光線較難到達(dá)像素單元的感光二極管區(qū)域，造成輸出信號偏小，也就是所謂的暗角現(xiàn)象，暗角現(xiàn)象造成輸出圖像的中間區(qū)域較亮，圖像邊緣區(qū)域較暗，嚴(yán)重影響圖像質(zhì)量。
[0006]影響像素單元靈敏度的因素有很多，包括光電二極管的面積、光電二極管上介質(zhì)層的類型和厚度、像素單元的懸浮漏極電容和光電二極管的注入能量、劑量等。其中光電二極管上介質(zhì)層的厚度直接影響入射光子到達(dá)光電二極管的數(shù)量，介質(zhì)層越薄則入射光損耗越少，像素單元的靈敏度越高；因此，影響圖像暗角現(xiàn)象的主要因素是介質(zhì)層的厚度，介質(zhì)層的較薄有利于有角度的入射光到達(dá)光電二極管的表面，減輕暗角現(xiàn)象。但是，像素單元通常需要三層金屬層來實(shí)現(xiàn)復(fù)位、行選、傳輸管、電源電壓和信號輸出，使用三層金屬層造成入射光線到達(dá)光電二極管的感光區(qū)域之前需要經(jīng)過三層金屬層之間的介質(zhì)層，造成入射光子的損耗和靈敏度的下降，較厚的介質(zhì)層也造成暗角現(xiàn)象較嚴(yán)重。
[0007]常規(guī)的CMOS圖像傳感器像素單元陣列的版圖結(jié)構(gòu)，請參閱圖1和圖2，圖1為常規(guī)的CMOS圖像傳感器像素單元結(jié)構(gòu)版圖的示意圖，圖2為常規(guī)的CMOS圖像傳感器像素單元結(jié)構(gòu)沿圖1中AB方向的截面結(jié)構(gòu)示意圖；這里以2x2的像素單元陣列為例，陣列中一共四個像素單元，每個像素單元中的感光部分即光電二極管101處于像素單元的中心，負(fù)責(zé)將光信號轉(zhuǎn)換為電信號；在光電二極管101之間的水平方向是使用金屬一的信號輸出線102，每一行共用一條信號輸出線102 ;在光電二極管101之間的垂直是使用金屬二 108的傳輸控制線104、復(fù)位控制線105和行選控制線106每一列共用這三條控制線；電源線107使用金屬三109，在光電二極管101之間形成網(wǎng)格狀分布，可以防止不同像素之間的光學(xué)串?dāng)_。常規(guī)的像素單元工作時序是逐列或逐行輸出，這就要求控制線和信號輸出線是互相垂直分布的，也就意味著控制線和信號輸出線需要使用不同的金屬層，也就是使用金屬一和金屬二兩層互連金屬層。為了保證每個像素單元得到的光學(xué)信號就是入射到其表面的光線，而不是從相鄰的像素單元通過金屬層間隙串?dāng)_進(jìn)入的光線，我們需要進(jìn)行防光線串?dāng)_的版圖設(shè)計。如圖1所示，為了防止像素單元之間的光學(xué)串?dāng)_，常規(guī)像素單元使用網(wǎng)格狀的金屬三109互連層，通過大面積的金屬三109進(jìn)行像素單元之間的光學(xué)隔離，這樣常規(guī)的像素單元就需要用到三層金屬互連。同時由于金屬硅化物是不透光的，因此常規(guī)像素單元被硅化物阻擋層103全部覆蓋，以保證在光電二極管區(qū)域沒有金屬硅化物形成。
[0008]如圖2所示為圖1沿AB方向的截面圖，其中傳輸控制線104、復(fù)位控制線105和行選控制線106使用金屬二 108，金屬三109為網(wǎng)格狀的電源線。由于常規(guī)像素單元使用三層金屬互連，光電二極管101上面覆蓋的介質(zhì)層110較厚，造成了入射光線的損耗；如圖2所示，對于有一定入射角度的入射光而言，較厚的介質(zhì)層110可能造成光線無法到達(dá)光電二極管101表面，由于在CMOS圖像傳感器的應(yīng)用中，通過鏡頭進(jìn)入傳感器表面的光線在圖像邊緣區(qū)域入射角最大，因此較厚的介質(zhì)層降低了圖像邊緣像素的靈敏度，造成了暗角現(xiàn)象。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了克服以上問題，本發(fā)明提出了一種CMOS圖像傳感器像素單元結(jié)構(gòu)及其制備方法，以及像素單元結(jié)構(gòu)版圖，通過減少介質(zhì)層厚度來提高像素單元的靈敏度。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種像素單元結(jié)構(gòu)，其應(yīng)用于CMOS圖像傳感器中，其包括光電二極管陣列和用于將各個所述光電二極管之間進(jìn)行互連的互連層，所述互連層包括:
[0011]第一金屬互連線和位于第一金屬互連線間的第一介質(zhì)層，其具有:
[0012]橫向互連線，用作信號輸出線；
[0013]縱向互連線，用作傳輸控制線、復(fù)位控制線或行選控制線；其由與所述橫向金屬互連線在同一高度上的縱向金屬互連線、和與所述縱向金屬互連線通過接觸孔連接的多晶跳線構(gòu)成；所述多晶跳線表面覆蓋有金屬硅化物層，其位于所述縱向互連線與所述橫向互連線相交的區(qū)域下方，避免所述橫向互連線與所述縱向互連線在所述相交的區(qū)域產(chǎn)生短路；
[0014]第二金屬互連線和位于第二金屬互連線間的第二介質(zhì)層，其位于所述第一金屬互連線和所述第一介質(zhì)層上方，用作電源線；其將用于感光的光電二極管之間的區(qū)域覆蓋，將所述用于感光的光電二極管區(qū)域暴露出來。
[0015]優(yōu)選地，所述橫向互連線與所述縱向互連線相互垂直。
[0016]優(yōu)選地，所述縱向互連線呈條狀。
[0017]優(yōu)選地，所述多晶跳線的材料為多晶硅材料。
[0018]優(yōu)選地，所述第二金屬互連線呈網(wǎng)格狀分布。
[0019]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種像素單元結(jié)構(gòu)版圖，包括:光電二極管陣列圖形和用于將各個所述光電二極管之間進(jìn)行互連的互連層圖形，所述互連層圖形包括:
[0020]第一金屬互連線圖形，其具有:
[0021]橫向互連線圖形，用作信號輸出線圖形；
[0022]縱向互連線圖形，用作傳輸控制線圖形、復(fù)位控制線圖形或行選控制線圖形；其由縱向金屬互連線圖形、位于所述縱向金屬互連線圖形下方的多晶跳線圖形，所述多晶跳線圖形的端部與所述縱向金屬互連線圖形的端部相連接，且在其連接區(qū)域具有接觸孔圖形；
[0023]第二金屬互連線圖形，其位于所述第一金屬互連線圖形上方，用作電源線圖形；其將用于感光的光電二極管圖形之間的區(qū)域覆蓋，將所述用于感光的光電二極管圖形區(qū)域暴露出來；其中，
[0024]在整個像素單元結(jié)構(gòu)版圖圖形中，在所述多晶跳線圖形區(qū)域無金屬硅化物阻擋層圖形覆蓋，在其它區(qū)域有金屬硅化物阻擋層圖形覆蓋。
[0025]優(yōu)選地，所述橫向互連線圖形與所述縱向互連線圖形相互垂直。
[0026]優(yōu)選地，所述縱向互連線圖形呈條狀。
[0027]優(yōu)選地，所述第二金屬互連線圖形呈網(wǎng)格狀分布。
[0028]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種對上述的像素單元結(jié)構(gòu)的制備方法，包括以下步驟:
[0029]步驟01:提供一具有光電二極管陣列的襯底；
[0030]步驟02:在所述襯底上形成所述第一金屬互連線和所述第一介質(zhì)層；其中，包括:
[0031]步驟021:在所述襯底上沉積多晶跳線材料層，經(jīng)光刻和刻蝕工藝，在所述多晶跳線材料層中形成所述多晶跳線；
[0032]步驟022:對所述襯底進(jìn)行金屬硅化物工藝，在所述多晶跳線表面形成金屬硅化物層；
[0033]步驟023:在完成所述步驟022的襯底上沉積第一介質(zhì)層；
[0034]步驟024:經(jīng)光刻和刻蝕工藝，在所述第一介質(zhì)層中形成接觸孔、所述橫向互連線和縱向互連線；
[0035]步驟03:在完成步驟02的襯底上沉積第二介質(zhì)層；
[0036]步驟04:經(jīng)光刻和刻蝕工藝，在所述第二介質(zhì)層中形成所述第二金屬互連線，其將用于感光的光電二極管之間的區(qū)域覆蓋，將所述用于感光的光電二極管區(qū)域暴露出來。
[0037]同常規(guī)的使用三層金屬互連的像素單元相比，本發(fā)明通過在像素單元中使用多晶跳線和兩層金屬互連代替了常規(guī)像素單元中的三層金屬互連。由于本方明提出的像素單元僅使用了兩層金屬互連，因此介質(zhì)層厚度小于常規(guī)像素單元的三分之二，減少了入射光線到達(dá)光電二極管之前的損耗，提高了像素單元的靈敏度，而且由于介質(zhì)層較薄，光電二極管更容易收集到有一定入射角度的光線，有效提高了 CMOS圖像傳感器邊緣區(qū)域像素單元的靈敏度，有效減少了圖像的暗角現(xiàn)象。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1為常規(guī)的CMOS圖像傳感器像素單元結(jié)構(gòu)版圖的示意圖
[0039]圖2為常規(guī)的CMOS圖像傳感器像素單元結(jié)構(gòu)沿圖1中AB方向的截面結(jié)構(gòu)示意圖
[0040]圖3為本發(fā)明的一個較佳實(shí)施例的像素單元結(jié)構(gòu)版圖的示意圖
[0041]圖4為本發(fā)明的一個較佳實(shí)施例的像素單元結(jié)構(gòu)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖
[0042]圖5為本發(fā)明的一個較佳實(shí)施例的像素單元結(jié)構(gòu)的沿圖4中CD方向的橫向截面示意圖
[0043]圖6為本發(fā)明的一個較佳實(shí)施例的像素單元結(jié)構(gòu)的沿圖4中EF方向的縱向截面示意圖
[0044]圖7為本發(fā)明的一個較佳實(shí)施例的像素單元結(jié)構(gòu)的制備方法的流程示意圖

【具體實(shí)施方式】
[0045]為使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步說明。當(dāng)然本發(fā)明并不局限于該具體實(shí)施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知的一般替換也涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0046]本發(fā)明的像素單元結(jié)構(gòu)，其應(yīng)用于CMOS圖像傳感器中，其包括光電二極管陣列和用于將各個光電二極管之間進(jìn)行互連的互連層，該互連層包括:第一金屬互連線和位于第一金屬互連線間的第一介質(zhì)層，以及位于第一金屬互連線和第一介質(zhì)層上方的第二金屬互連線和位于第二金屬互連線間的第二介質(zhì)層；第一金屬互連線具有:用作信號輸出線相連的橫向互連線；用作傳輸控制線、復(fù)位控制線或行選控制線相連的縱向互連線，其由與橫向金屬互連線在同一高度上的縱向金屬互連線、和與縱向金屬互連線通過接觸孔連接的多晶跳線構(gòu)成；多晶跳線位于縱向互連線與橫向互連線相交的區(qū)域下方，避免橫向互連線與縱向互連線在相交的區(qū)域產(chǎn)生短路，其表面覆蓋有金屬硅化物層；第二金屬互連線用作電源線；其將用于感光的光電二極管之間的區(qū)域覆蓋，將用于感光的光電二極管區(qū)域暴露出來。
[0047]以下結(jié)合附圖3-6和具體實(shí)施例對本發(fā)明的CMOS圖像傳感器像素單元結(jié)構(gòu)版圖、以及像素單元結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式、使用非精準(zhǔn)的比例，且僅用以方便、清晰地達(dá)到輔助說明本實(shí)施例的目的。
[0048]請參閱圖3，為本發(fā)明的一個較佳實(shí)施例的像素單元結(jié)構(gòu)版圖的示意圖；在本實(shí)施例中，以2X2像素單元陣列版圖為例進(jìn)行說明；該版圖包括:2X2光電二極管陣列圖形201和用于將各個光電二極管圖形201之間進(jìn)行互連的互連層圖形；該互連層圖形包括:第一金屬互連線圖形202和位于其上的第二金屬互連線圖形210;其中，第一金屬互連線圖形202具有:條狀橫向互連線圖形203，用作信號輸出線圖形，以及與橫向互連線圖形203呈垂直相交分布的條狀縱向互連線圖形204、205和206，分別用作傳輸控制線圖形、復(fù)位控制線圖形和行選控制線圖形；縱向互連線圖形204、205和206由縱向金屬互連線圖形207、位于縱向金屬互連線圖形207下方的多晶跳線圖形208，多晶跳線圖形208的端部與縱向金屬互連線圖形207的端部相連接，且在其連接區(qū)域具有接觸孔圖形209 ;第二金屬互連線圖形210，呈網(wǎng)格狀分布，用作電源線圖形；其網(wǎng)格的邊框?qū)⒂糜诟泄獾墓怆姸O管圖形201之間的區(qū)域覆蓋，其網(wǎng)格的鏤空區(qū)域?qū)⒂糜诟泄獾墓怆姸O管圖形201區(qū)域暴露出來；并且，在整個像素單元結(jié)構(gòu)版圖圖形中，在多晶跳線圖形區(qū)域211無金屬硅化物阻擋層圖形覆蓋，在其它區(qū)域有金屬硅化物阻擋層圖形212覆蓋。這樣，可以確保利用該版圖所形成的像素單元結(jié)構(gòu)中的多晶跳線表面具有金屬硅化物層，降低多晶跳線的電阻；而像素單元結(jié)構(gòu)的其它區(qū)域的金屬硅化物阻擋層圖形可以防止光電二極管表面生成金屬硅化物層，避免不透光的金屬硅化物影像像素單元的感光。
[0049]請參閱圖4-6，圖4為本發(fā)明的一個較佳實(shí)施例的像素單元結(jié)構(gòu)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖，圖5為本發(fā)明的一個較佳實(shí)施例的像素單元結(jié)構(gòu)的沿圖4中CD方向的橫向截面示意圖，圖6為本發(fā)明的一個較佳實(shí)施例的像素單元結(jié)構(gòu)的沿圖4中EF方向的縱向截面示意圖；在本實(shí)施例中，以2X2像素單元陣列為例進(jìn)行說明；本實(shí)施例的像素單元結(jié)構(gòu)包括:2X2光電二極管陣列和用于將各個光電二極管301之間進(jìn)行互連的互連層；請結(jié)合附圖4和附圖5，該互連層包括:第一金屬互連線302和位于第一金屬互連線302間的第一介質(zhì)層313，以及位于第一金屬互連線302和第一介質(zhì)層313上方的第二金屬互連線310和位于第二金屬互連線310間的第二介質(zhì)層314 ;第一金屬互連線302具有:條狀橫向互連線303，用作信號輸出線，以及與橫向互連線303呈垂直相交分布的條狀縱向互連線302，用作傳輸控制線304、復(fù)位控制線305或行選控制線306 ;請結(jié)合附圖4、附圖5和附圖6，縱向互連線302由與橫向金屬互連線303在同一高度上的縱向金屬互連線307、和與縱向金屬互連線307通過接觸孔309連接的多晶跳線308構(gòu)成；多晶跳線的材料可以為多晶硅材料，其位于縱向互連線302與橫向互連線303相交的區(qū)域下方，多晶跳線308之所以設(shè)置在橫向303和縱向互連線302相交的區(qū)域，是為了避免橫向互連線303與縱向互連線302在相交區(qū)域發(fā)生短路，從圖中可以看到，多晶跳線308防止了信號輸出線303與傳輸控制線304、復(fù)位控制線305、或行選控制線306之間的短路問題；為了降低多晶跳線308的電阻，對常規(guī)像素單元中全面覆蓋像素單元陣列的硅化物阻擋層也進(jìn)行了調(diào)整，在多晶跳線308的表面覆蓋有金屬硅化物層315，從而降低了多晶跳線308的電阻；第二金屬互連線310，呈網(wǎng)格狀分布，用作電源線；其網(wǎng)格的邊框?qū)⒂糜诟泄獾墓怆姸O管301之間的區(qū)域覆蓋，其網(wǎng)格的鏤空區(qū)域?qū)⒂糜诟泄獾墓怆姸O管301區(qū)域暴露出來。并且，在除了多晶跳線308表面之外的整個像素單元陣列表面無金屬硅化物覆蓋，這樣，可以確保像素單元結(jié)構(gòu)中的多晶跳線表面具有金屬硅化物層，降低多晶跳線的電阻；而像素單元結(jié)構(gòu)的其它區(qū)域的光電二極管表面無金屬硅化物層，避免不透光的金屬硅化物影像像素單元的感光。
[0050]由此，所形成的像素單元結(jié)構(gòu)的互連層僅有兩層金屬互連層和各自的介質(zhì)層構(gòu)成，相比于現(xiàn)有的三層金屬互連線，減少了最上面一層金屬互連層，而現(xiàn)有的最上面一層金屬互連層的厚度是最厚的，因此，通過減少金屬互連層可以減少像素單元中光電二極管上方的介質(zhì)層厚度，其小于常規(guī)像素單元的互連層介質(zhì)層厚度的三分之二，有效減少了入射光線到達(dá)光電二極管之前的損耗，提高了像素單元的靈敏度。同時介質(zhì)層的減少，更容易吸收到一定入射角度的光線，有效地見笑了圖像的暗角現(xiàn)象。而且本發(fā)明的第二金屬互連層可以防止光學(xué)串?dāng)_。
[0051]本發(fā)明還提供了一種對上述的像素單元結(jié)構(gòu)的制備方法，可以采用上述版圖來進(jìn)行制備，請參閱圖7，其包括以下步驟:
[0052]步驟01:提供一具有光電二極管陣列的襯底；
[0053]具體的，這里為2X2光電二極管陣列；襯底可以為任意半導(dǎo)體襯底，例如硅襯底等。
[0054]步驟02:在襯底上形成第一金屬互連線和第一介質(zhì)層；
[0055]具體的可以包括，
[0056]步驟021:在襯底上沉積多晶跳線材料層，經(jīng)光刻和刻蝕工藝，在多晶跳線材料層中形成多晶跳線；
[0057]具體的，可以采用上述像素單元結(jié)構(gòu)版圖中的多晶跳線圖形來進(jìn)行多晶跳線的制備。
[0058]步驟022:對襯底進(jìn)行金屬娃化物工藝，在多晶跳線表面形成金屬娃化物層；
[0059]具體的，可以采用常規(guī)的金屬硅化物工藝來在多晶跳線表面形成金屬硅化物層。
[0060]步驟023:在完成步驟022的襯底上沉積第一介質(zhì)層；
[0061]具體的，第一介質(zhì)層的材料可以但不限于為，可以但不限于采用化學(xué)氣相沉積法來沉積第一介質(zhì)層。第一介質(zhì)層在覆蓋多晶跳線表面金屬硅化物的同時，也填充于多晶跳線之間。
[0062]步驟024:經(jīng)光刻和刻蝕工藝，在第一介質(zhì)層中形成接觸孔、橫向互連線和縱向互連線；
[0063]具體的，可以采用上述像素單元結(jié)構(gòu)版圖中的第一金屬互連線圖形中的接觸孔圖形、橫向互連線圖形和縱向互連線圖形，來刻蝕第一介質(zhì)層，從而將版圖中的第一金屬互連線圖形中的接觸孔圖形、橫向互連線圖形和縱向互連線圖形轉(zhuǎn)移至第一介質(zhì)層中；其中，接觸孔位于縱向金屬互連線與多晶跳線之間的重疊區(qū)域，且將縱向金屬互連線與多晶跳線的端部連接。
[0064]步驟03:在完成步驟02的襯底上沉積第二介質(zhì)層；
[0065]具體的，第二介質(zhì)層的材料可以但不限于為，可以但不限于采用化學(xué)氣相沉積法來沉積第二介質(zhì)層。
[0066]步驟04:經(jīng)光刻和刻蝕工藝，在第二介質(zhì)層中形成第二金屬互連線，其將用于感光的光電二極管之間的區(qū)域覆蓋，將用于感光的光電二極管區(qū)域暴露出來。
[0067]具體的，可以采用上述像素單元結(jié)構(gòu)版圖中的第二金屬互連線圖形來刻蝕第二介質(zhì)層，從而將第二金屬互連線圖形轉(zhuǎn)移至第二介質(zhì)層中；最后，為了保護(hù)互連層，可以在完成步驟04的襯底表面在沉積一層很薄的介質(zhì)層，這不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0068]綜上所述，同常規(guī)的使用三層金屬互連的像素單元相比，本發(fā)明通過在像素單元中使用多晶跳線和兩層金屬互連代替了常規(guī)像素單元中的三層金屬互連。由于本方明提出的像素單元僅使用了兩層金屬互連，因此介質(zhì)層厚度小于常規(guī)像素單元的三分之二，減少了入射光線到達(dá)光電二極管之前的損耗，提高了像素單元的靈敏度，而且由于介質(zhì)層較薄，光電二極管更容易收集到有一定入射角度的光線，有效提高了 CMOS圖像傳感器邊緣區(qū)域像素單元的靈敏度，有效減少了圖像的暗角現(xiàn)象
[0069]雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然所述實(shí)施例僅為了便于說明而舉例而已，并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下可作若干的更動與潤飾，本發(fā)明所主張的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書所述為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種像素單元結(jié)構(gòu)，其應(yīng)用于CMOS圖像傳感器中，其包括光電二極管陣列和用于將各個所述光電二極管之間進(jìn)行互連的互連層，其特征在于，所述互連層包括: 第一金屬互連線和位于第一金屬互連線間的第一介質(zhì)層，其具有: 橫向互連線，用作信號輸出線； 縱向互連線，用作傳輸控制線、復(fù)位控制線或行選控制線；其由與所述橫向金屬互連線在同一高度上的縱向金屬互連線、和與所述縱向金屬互連線通過接觸孔連接的多晶跳線構(gòu)成；其中，所述多晶跳線位于所述縱向互連線與所述橫向互連線相交的區(qū)域下方，其表面覆蓋有金屬硅化物層，從而避免所述橫向互連線與所述縱向互連線在所述相交的區(qū)域產(chǎn)生短路； 第二金屬互連線和位于第二金屬互連線間的第二介質(zhì)層，用作電源線，其位于所述第一金屬互連線和所述第一介質(zhì)層上方，其將用于感光的光電二極管之間的區(qū)域覆蓋，將所述用于感光的光電二極管區(qū)域暴露出來。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像素單元結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述橫向互連線與所述縱向互連線相互垂直。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的像素單元結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述縱向互連線呈條狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像素單元結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多晶跳線的材料為多晶硅材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像素單元結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二金屬互連線呈網(wǎng)格狀分布O
6.—種像素單元結(jié)構(gòu)版圖，其特征在于，包括:光電二極管陣列圖形和用于將各個所述光電二極管之間進(jìn)行互連的互連層圖形，所述互連層圖形包括: 第一金屬互連線圖形，其具有: 橫向互連線圖形，用作信號輸出線圖形； 縱向互連線圖形，用作傳輸控制線圖形、復(fù)位控制線圖形或行選控制線圖形；其由縱向金屬互連線圖形、位于所述縱向金屬互連線圖形下方的多晶跳線圖形，所述多晶跳線圖形的端部與所述縱向金屬互連線圖形的端部相連接，且在其連接區(qū)域具有接觸孔圖形； 第二金屬互連線圖形，其位于所述第一金屬互連線圖形上方，用作電源線圖形；其將用于感光的光電二極管圖形之間的區(qū)域覆蓋，將所述用于感光的光電二極管圖形區(qū)域暴露出來；其中， 在整個像素單元結(jié)構(gòu)版圖圖形中，在所述多晶跳線圖形區(qū)域無金屬硅化物阻擋層圖形覆蓋，在其它區(qū)域有金屬硅化物阻擋層圖形覆蓋。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的像素單元結(jié)構(gòu)版圖，其特征在于，所述橫向互連線圖形與所述縱向互連線圖形相互垂直。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的像素單元結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述縱向互連線圖形呈條狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的像素單元結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二金屬互連線圖形呈網(wǎng)格狀分布。
10.一種權(quán)利要求1所述的像素單元結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟01:提供一具有光電二極管陣列的襯底； 步驟02:在所述襯底上形成所述第一金屬互連線和所述第一介質(zhì)層；其中，包括: 步驟021:在所述襯底上沉積多晶跳線材料層，經(jīng)光刻和刻蝕工藝，在所述多晶跳線材料層中形成所述多晶跳線； 步驟022:對所述襯底進(jìn)行金屬硅化物工藝，在所述多晶跳線表面形成金屬硅化物層； 步驟023:在完成所述步驟022的襯底上沉積第一介質(zhì)層； 步驟024:經(jīng)光刻和刻蝕工藝，在所述第一介質(zhì)層中形成所述接觸孔、所述橫向互連線和所述縱向互連線； 步驟03:在完成步驟02的襯底上沉積第二介質(zhì)層； 步驟04:經(jīng)光刻和刻蝕工藝，在所述第二介質(zhì)層中形成所述第二金屬互連線，其將用于感光的光電二極管之間的區(qū)域覆蓋，將所述用于感光的光電二極管區(qū)域暴露出來。
【文檔編號】H01L27/146GK104465690SQ201410852193
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月26日
【發(fā)明者】顧學(xué)強(qiáng), 周偉, 范春暉 申請人:上海集成電路研發(fā)中心有限公司, 成都微光集電科技有限公司