电容式指纹传感器及其形成方法和电子产品技术

一种电容式指纹传感器及其形成方法和电子产品。其中，电容式指纹传感器的形成方法包括：提供前端器件层；在前端器件层上形成金属互连结构；形成金属互连结构至少包括：形成次顶层金属互连层；在次顶层金属互连层上形成第一绝缘层；在第一绝缘层中形成第一通孔，第一通孔暴露至少部分次顶层金属互连层；在第一通孔内形成第一插塞；在第一绝缘层和第一插塞上形成第一刻蚀停止层；在第一刻蚀停止层上形成第二绝缘层；在第二绝缘层和第一刻蚀停止层中形成第二通孔，第二通孔暴露至少部分第一插塞表面；在第二通孔内形成第二插塞；在第二绝缘层和第二插塞上方形成顶层金属互连层。所述形成方法形成的电容式指纹传感器中，指纹识别灵敏度提高。

Capacitive fingerprint sensor and method of forming the same and electronic product

Capacitive fingerprint sensor and method for forming the same and electronic product. The method includes forming a capacitive fingerprint sensor: front end device layer; forming a metal interconnection structure in the front-end device layer; forming a metal interconnection structure includes at least a top metal interconnect layer is formed; the first insulating layer is formed on the metal interconnection layer on the top floor; on the first insulating layer formed in the first through hole, the first pass at least part of the top hole exposing the metal interconnection layer; forming a first plug within the first through-hole; forming a first etching stop layer on the first insulating layer and the first plug; in the first etching stop layer on the second insulating layer is formed on the second insulating layer; and the first etching stop form second hole second hole layer. Exposure to at least a portion of the first plug surface; in the second through hole formed second plug; on the second insulating layer and second plug formed above the top metal interconnection layer. In the capacitive fingerprint sensor formed by the forming method, the sensitivity of the fingerprint identification is improved.

【技术实现步骤摘要】
电容式指纹传感器及其形成方法和电子产品
本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种电容式指纹传感器及其形成方法和电子产品。
技术介绍
指纹为皮肤表皮上突起的纹路，并且每个人随着遗传特征的不同，亦各自具有相异的指纹，使得纹指目前已广泛使用于个人身份辨识时的一种生物特征。随着半导体产业的蓬勃发展，利用半导体芯片所制成的电容式指纹传感器，已渐渐的应用于各式各样的电子产品上(例如移动电子装置上)，以实现各种各样的运用(例如身份识别运用)，从而实现各种功能(例如降低该电子产品被盗用的风险等)。电容式指纹传感器中具有电容感测元件，电容感测元件通过检测靠近其的指纹所引起的不同电容变化，实现对指纹的识别。然而，现有电容式指纹传感器的识别灵敏度有待提高，包含现有电容式指纹传感器的电子产品结构有待改进。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种电容式指纹传感器及其形成方法和电子产品，以提高电容式指纹传感器的指纹识别灵敏度，并改进相应电子产品的结构设计。为解决上述问题，本专利技术提供一种电容式指纹传感器的形成方法，电容式指纹传感器的形成方法包括：提供前端器件层；在所述前端器件层上形成金属互连结构；形成所述金属互连结构至少包括：形成次顶层金属互连层；在所述次顶层金属互连层上形成第一绝缘层；在所述第一绝缘层中形成第一通孔，所述第一通孔暴露至少部分所述次顶层金属互连层；在所述第一通孔内形成第一插塞；在所述第一绝缘层和所述第一插塞上形成第一刻蚀停止层；在所述第一刻蚀停止层上形成第二绝缘层；在所述第二绝缘层和所述第一刻蚀停止层中形成第二通孔，所述第二通孔暴露至少部分所述第一插塞表面；在所述第二通孔内形成第二插塞；在所述第二绝缘层和所述第二插塞上方形成顶层金属互连层。可选的，形成所述金属互连结构还包括：在形成所述第二插塞后，在所述第二绝缘层上形成一层或者多层第三绝缘层，并在所述第二绝缘层和所述第三绝缘层之间形成第二刻蚀停止层；当在所述第二绝缘层上形成多层所述第三绝缘层时，在上下两层所述第三绝缘层之间也形成所述第二刻蚀停止层；在形成一层所述第三绝缘层后，在所述第三绝缘层及其下方所述第二刻蚀停止层中形成第三通孔，然后在所述第三通孔内形成第三插塞；所述顶层金属互连层形成在所述第三绝缘层和所述第三插塞上方。可选的，形成所述第一通孔和所述第二通孔包含采用光刻步骤，并且，形成所述第一通孔采用的光刻步骤与形成所述第二通孔的光刻步骤采用同一光刻掩模版。可选的，形成所述第二通孔的步骤包括：刻蚀所述第二绝缘层，直至停止在所述第一刻蚀停止层表面；刻蚀所述第一刻蚀停止层，直至停止在所述第一插塞表面。可选的，所述第一绝缘层的材料为氧化硅，所述第一刻蚀停止层的材料为氮化硅，所述第二绝缘层的材料为氧化硅。为解决上述问题，本专利技术还提供了一种电容式指纹传感器，电容式指纹传感器包括：前端器件层；位于所述前端器件层上的金属互连结构，所述金属互连结构具有顶层金属互连层和次顶层金属互连层，所述顶层金属互连层和所述次顶层金属互连层之间具有顶层金属间介质层；所述顶层金属间介质层至少包括从下到上层叠的第一绝缘层、第一刻蚀停止层和第二绝缘层；所述第一绝缘层内具有第一插塞；所述第二绝缘层内具有第二插塞；所述第二插塞贯穿所述第一刻蚀停止层。可选的，所述顶层金属间介质层还包括位于所述第二绝缘层上的一层或者多层第三绝缘层；所述第二绝缘层和所述第三绝缘层之间具有第二刻蚀停止层；当所述第三绝缘层为多层时，上下两层所述第三绝缘层之间也具有所述第二刻蚀停止层；所述第三绝缘层内具有第三插塞；所述第三插塞贯穿所述第二刻蚀停止层。可选的，所述第一绝缘层的材料为氧化硅，所述第一刻蚀停止层的材料为氮化硅，所述第二绝缘层的材料为氧化硅。为解决上述问题，本专利技术还提供了一种电子产品，所述电子产品具有如上所述的电容式指纹传感器。可选的，所述电子产品具有上盖板，所述电容式指纹传感器直接位于所述上盖板下方。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术的技术方案中，在形成金属互连结构时，通过先形成位于次顶层金属互连层上的第一绝缘层，然后在所述第一绝缘层中形成第一通孔，以在所述第一通孔内形成第一插塞，之后在所述第一绝缘层和所述第一插塞上形成第一刻蚀停止层，在所述第一刻蚀停止层上形成第二绝缘层，在所述第二绝缘层和所述第一刻蚀停止层形成第二通孔，以在所述第二通孔内形成第二插塞，最后在所述第二绝缘层和所述第二插塞上方形成顶层金属互连层。通过上述过程，所述形成方法使得顶层金属间介质层包括第二绝缘层、第一刻蚀停止层和第一绝缘层，此时，顶层金属间介质层的总厚度增加，相比于现有电容式指纹传感器中的顶层金属间介质层而言，厚度至少能够增加一倍，因此，能够增加顶层金属互连层与其下方的导电结构之间的距离，进而减小顶层金属互连层下其下方导电结构之间的寄生电容，提高电容式指纹传感器的指纹识别灵敏度。进一步，形成金属互连结构还包括：在形成第二插塞后，在第二绝缘层上形成一层或者多层第三绝缘层，并在第二绝缘层和第三绝缘层之间形成第二刻蚀停止层。当在第二绝缘层上形成多层第三绝缘层时，在上下两层第三绝缘层之间也形成第二刻蚀停止层。在形成一层第三绝缘层后，在第三绝缘层及其下方第二刻蚀停止层中形成第三通孔，第三通孔在厚度方向上贯穿第三绝缘层及其下方的第二刻蚀停止层，然后在第三通孔内形成第三插塞。顶层金属互连层形成在第三绝缘层和第三插塞上方。通过形成第三绝缘层，可以进一步增加顶层金属间介质层的厚度，在不需要改变设计规则和工艺制程的条件下，顶层金属间介质层的厚度可以增加至现有电容式指纹传感器中顶层金属间介质层厚度的三倍以上，从而进一步减小寄生电容，进一步提高电容式指纹传感器的指纹识别灵敏度。更加重要的是，本专利技术的技术方案中，形成两层或者两层以上的绝缘层，并分别在相应绝缘层中形成插塞，整个形成方法过程中，在不影响相应通孔(包括相应的两个或者两个以上通孔)形成和相应插塞的填充(包括相应的两个或者两个以上插塞)的前提下，实现顶层金属介质层的增厚，并且不需要改变原有电容式指纹传感器的工艺制程和设计规则，因此可以在提高电容式指纹传感器的指纹识别灵敏度的同时，防止工艺步骤的复杂化。附图说明图1是现有电容式指纹传感器的剖面结构示意图；图2至图8是本专利技术实施例所提供的电容式指纹传感器的形成方法各步骤对应剖面结构示意图；图9是本专利技术实施例所提供的电子产品剖面结构示意图。具体实施方式正如
技术介绍
所述，现有电容式指纹传感器(半导体芯片)的识别灵敏度有待提高，采集到的指纹图像中指纹纹路太浅或者根本分辨不出指纹纹路，导致特殊手指应用受到限制，同时如果采集到不清晰的指纹图像，给后续指纹处理及识别造成一定的影响。包含现有电容式指纹传感器的电子产品结构有待改进，而现有电容式指纹传感器的识别灵敏度不高是导致相应电子产品结构复杂的主要原因。由于现有电容式指纹传感器的识别灵敏度不高，为了使电容式指纹传感器尽量能够靠近用户手指指纹，目前通常将电容式指纹识别传感器粘贴在陶瓷、蓝宝石或者微晶锆等较薄的基板下面，然后将这个较薄的基板设置在电子产品外盖板相应开设的开孔中。这种结构不仅增加了工艺难度，提高了成本，而且影响电子产品的外观和使用手感。一种现有电容式指纹传感器的剖面结构如图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电容式指纹传感器的形成方法，其特征在于，包括：提供前端器件层；在所述前端器件层上形成金属互连结构；形成所述金属互连结构至少包括：形成次顶层金属互连层；在所述次顶层金属互连层上形成第一绝缘层；在所述第一绝缘层中形成第一通孔，所述第一通孔暴露至少部分所述次顶层金属互连层；在所述第一通孔内形成第一插塞；在所述第一绝缘层和所述第一插塞上形成第一刻蚀停止层；在所述第一刻蚀停止层上形成第二绝缘层；在所述第二绝缘层和所述第一刻蚀停止层中形成第二通孔，所述第二通孔暴露至少部分所述第一插塞表面；在所述第二通孔内形成第二插塞；在所述第二绝缘层和所述第二插塞上方形成顶层金属互连层。

【技术特征摘要】
1.一种电容式指纹传感器的形成方法，其特征在于，包括：提供前端器件层；在所述前端器件层上形成金属互连结构；形成所述金属互连结构至少包括：形成次顶层金属互连层；在所述次顶层金属互连层上形成第一绝缘层；在所述第一绝缘层中形成第一通孔，所述第一通孔暴露至少部分所述次顶层金属互连层；在所述第一通孔内形成第一插塞；在所述第一绝缘层和所述第一插塞上形成第一刻蚀停止层；在所述第一刻蚀停止层上形成第二绝缘层；在所述第二绝缘层和所述第一刻蚀停止层中形成第二通孔，所述第二通孔暴露至少部分所述第一插塞表面；在所述第二通孔内形成第二插塞；在所述第二绝缘层和所述第二插塞上方形成顶层金属互连层。2.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成所述金属互连结构还包括：在形成所述第二插塞后，在所述第二绝缘层上形成一层或者多层第三绝缘层，并在所述第二绝缘层和所述第三绝缘层之间形成第二刻蚀停止层；当在所述第二绝缘层上形成多层所述第三绝缘层时，在上下两层所述第三绝缘层之间也形成所述第二刻蚀停止层；在形成一层所述第三绝缘层后，在所述第三绝缘层及其下方所述第二刻蚀停止层中形成第三通孔，然后在所述第三通孔内形成第三插塞；所述顶层金属互连层形成在所述第三绝缘层和所述第三插塞上方。3.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成所述第一通孔和所述第二通孔包含采用光刻步骤，并且，形成所述第一通孔采用的光刻步骤与形成所述第二通孔的光刻步骤采用同一光刻掩模版。4.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成所述第二通孔的步骤包括：刻蚀所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：高燕，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31