成像探測(cè)器及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別涉及一種成像探測(cè)器及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]微機(jī)電系統(tǒng)(MicroelectroMechanical Systems,簡(jiǎn)稱MEMS)是在微電子技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的多學(xué)科交叉的前沿研究領(lǐng)域，是一種采用半導(dǎo)體工藝制造微型機(jī)電器件的技術(shù)。與傳統(tǒng)機(jī)電器件相比，MEMS器件在耐高溫、小體積、低功耗方面具有十分明顯的優(yōu)勢(shì)。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，已成為世界矚目的重大科技領(lǐng)域之一，它涉及電子、機(jī)械、材料、物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等多種學(xué)科與技術(shù)，具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]成像探測(cè)器是一種將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的換能器。現(xiàn)有的成像探測(cè)器的結(jié)構(gòu)如圖1所不:包括:基底10,其包括半導(dǎo)體襯底11和第一介質(zhì)層12,在第一介質(zhì)層12內(nèi)嵌有呈陣列排布的第一互連孔13，所述基底10表面具有位于四個(gè)相鄰的第一互連孔13之間的反射層14 ;所述基底10上具有第二介質(zhì)層15、熱敏電阻20和第二互連孔30，所述基底10和第二介質(zhì)層15、熱敏電阻20和第二互連孔30圍成一個(gè)空腔35。熱敏電阻20為導(dǎo)電材料，且位于反射層14上方，反射層14可以將入射的光信號(hào)反射到熱敏電阻20上，使光信號(hào)的損失率降到最低。第二互連孔30與第一互連孔13 —一貫通相連。在第二互連孔30和熱敏電阻20之間形成導(dǎo)電互連的金屬互連線50，在形成金屬互連線50時(shí)，通常先形成一層金屬互連層，在金屬互連層上形成一層介質(zhì)層，由于犧牲層的存在，不能使用帶有灰化的干法刻蝕，所以采用濕法刻蝕形成金屬互連線50，參見(jiàn)圖2，使第二互連孔30陣列中相鄰的四個(gè)互連孔vl, v2, v3, v4中，對(duì)角的兩個(gè)互連孔vl、v3和熱敏電阻20導(dǎo)通互連,另外兩個(gè)對(duì)角的互連孔v3、v4不導(dǎo)電互連，但是采用濕法刻蝕橫向效應(yīng)嚴(yán)重，會(huì)使得熱敏電阻和金屬層斷開(kāi)，導(dǎo)致上下連通性不好，影響器件性能，并且需要采用一步干法刻蝕介質(zhì)層和一步濕法刻蝕金屬互連層的兩步刻蝕工藝，兼容性差，工藝復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題提供一種成像探測(cè)器及其制造方法，大大提高器件的成品率，簡(jiǎn)化了工藝。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供成像探測(cè)器的制造方法，一種成像探測(cè)器的制造方法，包括步驟:提供基底，其包括半導(dǎo)體襯底和第一介質(zhì)層，在半導(dǎo)體襯底內(nèi)具有CMOS電路，在第一介質(zhì)層內(nèi)具有呈陣列排布的第一互連孔，所述基底表面具有位于四個(gè)相鄰的接觸孔之間的反射層；還包括步驟:
[0006]在所述基底上形成犧牲層；
[0007]刻蝕所述犧牲層，形成暴露所述第一互連孔的通孔；
[0008]利用導(dǎo)電材料填充所述通孔形成第二互連孔；
[0009]在所述犧牲層和第二互連孔上形成金屬層；
[0010]在金屬層上形成第二介質(zhì)層；
[0011]利用干法刻蝕去掉部分區(qū)域的第二介質(zhì)層和金屬層，使得相鄰的四個(gè)第二互連孔分別通過(guò)4根金屬線和其上的第二介質(zhì)層連接到所述反射層上方的位置，并且其中連接對(duì)角的兩個(gè)第二互連孔的金屬線被第二介質(zhì)層覆蓋；連接另外對(duì)角的兩個(gè)第二互連孔的金屬線延伸到反射層上方的部分被暴露，其中所述干法刻蝕方法為:利用HBr氣體對(duì)第二介質(zhì)層和金屬層同步刻蝕。
[0012]在反射層所對(duì)應(yīng)的第二介質(zhì)層上形成熱敏電阻，所述熱敏電阻覆蓋延伸到反射層上方的暴露的金屬線；
[0013]去除犧牲層。
[0014]優(yōu)選的，所述熱敏電阻為非晶硅材料。
[0015]優(yōu)選的，形成犧牲層步驟之前還包括在所述基底上形成覆蓋所述反射層的粘附層，粘附層材料為鍺硅和/或多晶鍺。
[0016]優(yōu)選的，所述犧牲層的材料為非晶碳和/或PI。
[0017]優(yōu)選的，在刻蝕犧牲層之前還包括在犧牲層上形成粘附層，粘附層的材料為:鍺硅和/或含氧氮化硅；在形成第二互連孔之后去除所述粘附層。
[0018]優(yōu)選的，填充所述通孔是利用鍺硅材料。
[0019]優(yōu)選的,所述第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層的材料為氮化娃,厚度100至150埃。
[0020]優(yōu)選的，金屬層為鈦或氮化鈦層厚度為:80至100埃，并且在形成金屬層之前包括在犧牲層上形成粘附層。
[0021]優(yōu)選的，所述干法刻蝕具體參數(shù)為:壓力8-10mT，功率450-500W，利用100_120sccm CL2> 100_120sccm HBr 和 5_50sccm02。
[0022]另外還提供了一種成像探測(cè)器，包括:基底，其包括半導(dǎo)體襯底和第一介質(zhì)層，在半導(dǎo)體襯底內(nèi)具有CMOS電路，在第一介質(zhì)層內(nèi)具有呈陣列排布的第一互連孔，所述基底表面具有位于四個(gè)相鄰的接觸孔之間的反射層，反射層上方具有一空腔；還包括位于空腔內(nèi)的:和第一互孔貫通的第二互連孔，第二互連孔的材料為:鍺硅；所示反射層上方具有熱敏電阻，相鄰的四個(gè)第二互連孔分別通過(guò)4根金屬線和其上的第二介質(zhì)層連接到所述反射層上方的熱敏電阻，并且其中連接對(duì)角的兩個(gè)第二互連孔的金屬線被第二介質(zhì)層覆蓋；連接另外對(duì)角的兩個(gè)第二互連孔的金屬線延伸到反射層上方的部分和熱敏電阻互連。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明主要具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0024]本發(fā)明的成像探測(cè)器的制造方法相比于現(xiàn)有技術(shù):改進(jìn)了互連層的刻蝕技術(shù)，摒棄了現(xiàn)有的濕法刻蝕，并且對(duì)干法刻蝕進(jìn)行了改造，去除了其中的灰化工藝，利用對(duì)氮化硅材料刻蝕的刻蝕工藝，在同一步驟中實(shí)現(xiàn)對(duì)氮化硅和金屬層的刻蝕，節(jié)省了刻蝕步驟，保證了互連層的質(zhì)量。
【附圖說(shuō)明】
[0025]通過(guò)附圖中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的更具體說(shuō)明，本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢(shì)將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按實(shí)際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的主旨。
[0026]圖1是現(xiàn)有的一種成像探測(cè)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2是圖1所示的成像探測(cè)器的俯視圖；
[0028]圖3-圖12是本發(fā)明一實(shí)施例的成像探測(cè)器的制造方法示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]參考圖2，在傳統(tǒng)的成像探測(cè)器的制造方法中，以一個(gè)探測(cè)單元為例，包括排列在矩形的四個(gè)角上的四個(gè)互連孔vl、v2、v3、v4,以及位于四個(gè)互連孔中間的熱敏電阻20，其中對(duì)角的兩個(gè)互連孔vl、v3通過(guò)金屬互連線50和熱敏電阻20相連，另外兩個(gè)對(duì)角的互連孔v2、v4通過(guò)覆蓋有介質(zhì)層的金屬互連線和熱敏電阻相連，起到支撐平衡的作用。在探測(cè)器工作的時(shí)候熱敏電阻可以將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),從而通過(guò)一個(gè)輸入和一個(gè)輸出的金屬互連線將探測(cè)到的光信號(hào)進(jìn)行輸出。但是在傳統(tǒng)技術(shù)中，通常采用濕法刻蝕，也就是用掩膜遮蓋不需要去除的位置，然后將其浸入刻蝕液中，但是這種方法會(huì)造成橫向刻蝕嚴(yán)重，造成器件上下連通性不好，性能變差，而且通常金屬互連層上會(huì)有一層介質(zhì)層，如果刻蝕金屬互連層還需要先把介質(zhì)層去除，額外增加一道刻蝕工藝。因此，在本發(fā)明中發(fā)明人首先想到干法刻蝕工藝可以避免橫向刻蝕，但是傳統(tǒng)的干法刻蝕工藝刻蝕金屬的工藝中的灰化步驟會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞犧牲層非晶碳完整性，甚至?xí)逊蔷既炕一?，造成整個(gè)器件坍塌；另外，直接利用傳統(tǒng)干法刻蝕工藝，在該方案中同樣需要先刻蝕介質(zhì)，再刻蝕金屬的兩道刻蝕工藝，因此，發(fā)明人對(duì)現(xiàn)有的干法刻蝕工藝進(jìn)行了改進(jìn)，利用一道工藝刻蝕步驟對(duì)介質(zhì)層和金屬層。
[0030]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)方式做詳細(xì)的說(shuō)明。為了便于理解本發(fā)明以一具體的成像探測(cè)器為例進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，但本發(fā)明并不一定局限于實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行替換的部分，都屬于本發(fā)明公開(kāi)和要求保護(hù)的范圍。
[0031]如圖3所示，本發(fā)明的成像探測(cè)器的制造方法包括下面步驟:
[0032]SlO:提供基底，其包括半導(dǎo)體襯底和第一介質(zhì)層，在半導(dǎo)體襯底內(nèi)具有CMOS電路，在介質(zhì)層內(nèi)具有呈陣列排布的第一互連孔，所述基底表面具有位于相鄰的四個(gè)第一互連孔之間的反射層；
[0033]S20:在所述基底上形成犧牲層；
[0034]S30:刻蝕所述犧牲層，形成暴露所述第一互連孔的通孔；
[0035]S40