半导体指纹传感器及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种半导体指纹传感器及其制作方法，通过在一基底的像素区域上形成一金属互连层结构，金属互连层结构至少包括一顶层金属层，顶层金属层至少有部分背离基底的表面为非平面表面，金属层位于半导体指纹传感器的像素区域中，像素区域用于采集指纹信息。因非平面表面的金属层能够有效增加像素区域的导电金属面积，基于电容公式，当像素区域的导电金属面积增加时，则半导体指纹传感器检测的电容也会提高，有利于精确的获得指纹信息。因此，本发明专利技术通过形成具有非平面表面的金属层的像素区域，能够提高像素区域的导电金属面积，相应的提高半导体指纹传感器的性能。

【技术实现步骤摘要】
半导体指纹传感器及其制作方法
本专利技术涉及集成电路
，特别涉及一种半导体指纹传感器及其制作方法。
技术介绍
为了安全目的，人的许多生理特征可用来作为人员身份识别，这些特征诸如指纹、视网膜、虹膜甚至是脸部特征，对这些能够区分人员身份的某些生理特征的装置而言，半导体指纹传感器在许多领域中被广泛地应用。半导体指纹传感器通常根据手指表面与指纹传感面板之间形成的电容来进行指纹检测。其中，指纹传感面板上分布有半导体指纹传感器的像素区域，所述像素区域用于采集指纹信息，具体的，通过采集手指不同区域的电容值，并将电容值转换为电信号，根据电信号便可以获取指纹信息。该电容值与像素区域的导电金属面积有关，因此，面对如何更加精确的获得指纹信息的问题，有必要提供一种新的半导体指纹传感器及其制作方法，以提高半导体指纹传感器的性能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种半导体指纹传感器及其制作方法，以提高半导体指纹传感器的性能。为解决上述技术问题及相关问题，本专利技术提供的半导体指纹传感器的制作方法包括：提供一基底，所述基底包括像素区域；在所述基底的像素区域上形成一金属互连层结构，所述金属互连层结构至少包括一顶层金属层，且所述顶层金属层至少有部分背离所述基底的表面为非平面表面。可选的，在所述基底的像素区域上形成一金属互连层结构，所述金属互连层结构至少包括一顶层金属层的步骤包括：在所述基底的像素区域上形成一介质层；刻蚀部分所述介质层，以形成至少有部分背离所述基底的表面为非平面表面的介质层；在所述非平面表面的介质层上形成所述顶层金属层。可选的，刻蚀部分所述介质层的步骤包括：在所述介质层上形成一光阻层；光刻所述光阻层，形成一光阻图案，暴露出部分所述介质层，所述光阻图案至少有部分背离所述介质层的表面为非平面表面；以所述光阻图案为掩模，刻蚀暴露出的所述介质层。可选的，在所述介质层和光阻层之间，还包括形成一保护介质层。可选的，在所述的半导体指纹传感器的制作方法中，所述保护介质层为富硅氧化层或氮氧化硅层。可选的，在光刻所述光阻层的步骤中，所述光阻层的烘烤温度在150摄氏度至300摄氏度之间。进一步的，在所述的半导体指纹传感器的制作方法中，所述烘烤温度在200摄氏度至250摄氏度之间。进一步的，在所述的半导体指纹传感器的制作方法中，所述非平面表面为凹面、凸面或凹凸面。可选的，在所述的半导体指纹传感器的制作方法中，所述凹面、凸面的截面为三角形或弧形，所述凹凸面由所述凹面、所述凸面交错相连而成。相应的，根据本专利技术的另一面，本专利技术还提供一种半导体指纹传感器，包括：一基底，包括像素区域；一金属互连层结构，所述金属互连层结构位于所述基底的像素区域上，所述金属互连层结构至少包括一顶层金属层，且所述顶层金属层至少有部分背离所述基底的表面为非平面表面。进一步的，在所述的半导体指纹传感器中，所述金属互连层结构中至少还包括一层介质层，所述介质层位于所述基底和所述顶层金属层之间，且所述介质层在背离所述基底的表面形状与顶层金属层背离所述基底的表面形状相同。可选的，在所述的半导体指纹传感器中，所述顶层金属层为铝金属层。可选的，在所述的半导体指纹传感器中，所述非平面表面为凹面、凸面或凹凸面。可选的，在所述的半导体指纹传感器中，所述凹面、凸面的截面为三角形或弧形，所述凹凸面由所述凹面、所述凸面交错相连而成。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术通过在一基底的像素区域上形成一金属互连层结构，所述金属互连层结构至少包括一顶层金属层，所述顶层金属层至少有部分背离所述基底的表面为非平面表面，所述顶层金属层位于所述半导体指纹传感器的像素区域中，所述像素区域用于采集指纹信息。因所述非平面表面的金属层能够有效增加像素区域的导电金属面积，基于电容公式，当所述像素区域的导电金属面积增加时，则半导体指纹传感器检测的电容也会提高，有利于精确的获得指纹信息。因此，本专利技术通过形成具有非平面表面的顶层金属层的像素区域，能够提高所述像素区域的导电金属面积，相应的提高半导体指纹传感器的性能。进一步的，所述顶层金属层具有呈半球形的凸起表面，使得所述顶层金属层的金属表面面积最大化，即最大化所述像素区域的导电金属面积，进一步提高电容，以提高半导体指纹传感器的性能。附图说明图1为一种半导体指纹传感器的结构示意图；图2至图4为本专利技术实施例中半导体指纹传感器的制作方法的流程图；图5至图8为本专利技术一实施例中半导体指纹传感器的制作方法中各步骤对应的结构示意图；图9为本专利技术另一实施例中半导体指纹传感器的结构示意图。具体实施方式请参阅图1，为一种半导体指纹传感器的结构示意图，该半导体指纹传感器包括：一基底10，所述基底10包括半导体衬底以及在半导体衬底上形成的相应的半导体结构，如所述半导体衬底的材质可以为硅、锗、绝缘体上硅(SOI)等，所述半导体结构可以但不限于包括源极、栅极、漏极等；一位于所述基底10上的金属互连层结构，如图1所示，只示意出了金属互连层结构中的顶层介质层11和位于所述顶层介质层11上的顶层金属层12，本领域普通技术人员可以理解的，在所述基底10和所述顶层介质层11之间省略了下层金属互连层结构的示意图，而且所述顶层介质层11中设置有相应的通孔(图中示意图也省略)；通常，所述顶层介质层11为氧化物层，所述顶层金属层12为铝金属层，所述顶层金属层12在背离所述基底10的表面(也可以称为所述顶层金属层12的上表面)是平面的。需要说明的是，在图1的结构示意图中，只示意出了所述半导体指纹传感器中像素区域的基底10、金属互连层结构中的顶层介质层11和顶层金属层12对应的结构示意图，而在实际的半导体指纹传感器中，所述像素区域中还包括位于顶层金属层12上的钝化层和保护层，另外，所述半导体指纹传感器还包括其他结构(如逻辑区域的相关结构)等，这些都是本领域普通技术人员所知晓的，图中示意图均省略。但是专利技术人研究发现，该半导体指纹传感器中因所述顶层金属层12的上表面为平面，即所述像素区域的导电金属面也为平面，而电容与该导电金属面积相关，且平面的面积相对是小的，如所述顶层金属层12的面积S＝L*W，其中，L/W分别为顶层金属层12的长度/宽度，因此，该半导体指纹传感器的性能欠佳。基于上述研究和发现，本专利技术提出一种新的半导体指纹传感器的制作方法，包括：步骤S1、提供一基底，所述基底包括像素区域；步骤S2、在所述基底的像素区域上形成一金属互连层结构，所述金属互连层结构至少包括一顶层金属层，且所述顶层金属层至少有部分背离所述基底的表面为非平面表面。相应的，根据本专利技术的另一面，本专利技术还提供一种半导体指纹传感器，包括：一基底，包括像素区域；一金属互连层结构，所述金属互连层结构位于所述基底的像素区域上，所述金属互连层结构至少包括一顶层金属层，且所述顶层金属层至少有部分背离所述基底的表面为非平面表面。本专利技术通过在一基底的像素区域上形成一金属互连层结构，所述金属互连层结构至少包括一顶层金属层，所述顶层金属层至少有部分背离所述基底的表面为非平面表面，所述顶层金属层位于所述半导体指纹传感器的像素区域中，所述像素区域用于采集指纹信息。因所述非平面表面的金属层能够有效增加像素区域的导电金属面积，基于电容公式，当所述像素区域的导电金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体指纹传感器的制作方法，其特征在于，包括：提供一基底，所述基底包括像素区域；在所述基底的像素区域上形成一金属互连层结构，所述金属互连层结构至少包括一顶层金属层，且所述顶层金属层至少有部分背离所述基底的表面为非平面表面。

【技术特征摘要】
1.一种半导体指纹传感器的制作方法，其特征在于，包括：提供一基底，所述基底包括像素区域；在所述基底的像素区域上形成一金属互连层结构，所述金属互连层结构至少包括一顶层金属层，且所述顶层金属层至少有部分背离所述基底的表面为非平面表面。2.如权利要求1所述的半导体指纹传感器的制作方法，其特征在于，在所述基底的像素区域上形成一金属互连层结构，所述金属互连层结构至少包括一层顶层金属层的步骤包括：在所述基底的像素区域上形成一介质层；刻蚀部分所述介质层，以形成至少有部分背离所述基底的表面为非平面表面的介质层；在所述非平面表面的介质层上形成所述顶层金属层。3.如权利要求2所述的半导体指纹传感器的制作方法，其特征在于，刻蚀部分所述介质层的步骤包括：在所述介质层上形成一光阻层；光刻所述光阻层，形成一光阻图案，暴露出部分所述介质层，所述光阻图案至少有部分背离所述介质层的表面为非平面表面；以所述光阻图案为掩模，刻蚀暴露出的所述介质层。4.如权利要求3所述的半导体指纹传感器的制作方法，其特征在于，在所述介质层和光阻层之间，还包括形成一保护介质层。5.如权利要求4所述的半导体指纹传感器的制作方法，其特征在于，所述保护介质层为富硅氧化层或氮氧化硅层。6.如权利要求3所述的半导体指纹传感器的制作方法，其特征在于，在光刻所述光阻层的步骤中，所述光阻层的烘烤温度在150摄...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈福刚，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造天津有限公司，中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12