【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及感光，尤其涉及一种cmos图像传感器及一种cmos图像传感器的形成方法。
技术介绍
1、全局曝光和高动态范围是cmos图像传感器发展中的重要技术指标。为了进一步提升cmos图像传感器的应用水平，横向溢出积分电容(lateral overflow integratedcapacitor，简称lofic电容)被广泛使用。lofic电容通常耦接于浮置扩散区(fd)，以便于容纳光电二极管产生的光生电荷的一部分，有助于增大传感器的动态范围，实现高亮画面的清晰显示。
2、现有工艺中，为了形成lofic电容，在形成有光电二极管以及浮置扩散区的衬底上方制作一平面式电容结构作为lofic电容，这种平面式的lofic电容的极板平面平行于衬底表面，通常，设置其中下极板的面积大于上极板的面积，以便于在远离衬底的一侧分别形成耦接下极板和上极板的导通孔，导致下极板和上极板相对部分的面积有限，电容密度较小；此外，为了提高可靠性，电容极板以及介质层的厚度设计得较大，导致这种平面式的lofic电容通常只能在较厚的金属互连层之间集成，如此造成器件设计规则尺寸较大，不利于器件小型化，而随着技术发展，为了提高传感器的分辨率，像素的尺寸越来越小，衬底上用于容纳lofic电容的面积有限，进一步限制了这种平面式的lofic电容在高分辨率小尺寸像素图像传感器中的应用，也限制了cmos图像传感器的性能提升。
技术实现思路
1、为了在容纳面积有限的情况下增大lofic电容的电容密度，提升cmos图像传感器的
2、一方面，本专利技术提供一种cmos图像传感器，所述cmos图像传感器包括：
3、基底，所述基底中设置有光敏器件以及用于耦接lofic电容的浮置扩散区；
4、第零层间介质层，覆盖所述基底；
5、金属互连层，设置于所述第零层间介质层表面，所述金属互连层耦接所述浮置扩散区；
6、第一层间介质层，覆盖所述金属互连层和所述第零层间介质层，所述第一层间介质层中形成有至少一个暴露所述金属互连层的贯穿孔；以及
7、lofic电容，包括下极板、电容介质层以及上极板，所述下极板沿所述贯穿孔内壁设置并通过所述金属互连层耦接至所述浮置扩散区，所述电容介质层覆盖所述下极板，所述上极板形成于所述电容介质层表面且填充所述贯穿孔。
8、可选地，所述第一层间介质层中形成有多个所述贯穿孔，所述lofic电容的上极板填充至少两个所述贯通孔。
9、可选地，所述金属互连层在所述第零层间介质层表面延伸以形成遮光区，所述lofic电容位于所述遮光区正上方。
10、可选地，所述lofic电容的下极板的顶端低于所述贯穿孔开口处的所述第一层间介质层顶表面。
11、可选地，所述cmos图像传感器还包括：
12、第二刻蚀阻挡层，叠置于所述上极板的顶表面；
13、第二氧化物介质层，覆盖所述第二刻蚀阻挡层、所述lofic电容以及所述第一层间介质层；以及
14、上极板接触插塞，所述上极板接触插塞贯穿所述第二氧化物介质层和所述第二刻蚀阻挡层并耦接所述上极板。
15、另一方面，本专利技术提供一种cmos图像传感器的形成方法，所述形成方法包括：
16、提供基底，所述基底中形成有光敏器件以及用于耦接lofic电容的浮置扩散区；
17、形成第零层间介质层，所述第零层间介质层覆盖所述基底；
18、形成金属互连层，所述金属互连层耦接所述浮置扩散区；
19、形成第一层间介质层，所述第一层间介质层覆盖所述金属互连层和所述第零层间介质层；
20、在所述第一层间介质层中形成至少一个暴露所述金属互连层的贯穿孔；以及
21、形成lofic电容，所述lofic电容包括下极板、电容介质层以及上极板，所述下极板沿所述贯穿孔内壁形成并通过所述金属互连层耦接至所述浮置扩散区，所述电容介质层覆盖所述下极板，所述上极板形成于所述电容介质层表面且填充所述贯穿孔。
22、可选地，形成lofic电容包括：
23、沿所述第一层间介质层顶表面以及所述贯通孔内表面形成下极板材料层；
24、在所述贯通孔内和所述第一层间介质层上形成牺牲层，并进行平坦化处理以暴露出位于所述贯通孔外的所述下极板材料层；
25、刻蚀所述下极板材料层以形成所述下极板，所述下极板位于所述贯通孔内且顶端低于所述贯穿孔开口处的所述第一层间介质层顶表面；
26、沿所述第一层间介质层顶表面以及所述贯通孔内表面形成电容介质材料层，所述电容介质材料层覆盖所述下极板；
27、在所述贯通孔内和所述第一层间介质层上形成上极板材料层，所述上极板材料层覆盖所述电容介质材料层且填充所述贯通孔；以及
28、刻蚀所述上极板材料层和所述电容介质材料层，以形成所述上极板和所述电容介质层。
29、可选地，刻蚀所述上极板材料层和所述电容介质材料层之前，所述形成方法还包括：
30、在所述上极板材料层表面堆叠第二刻蚀阻挡层；以及
31、刻蚀所述第二刻蚀阻挡层，剩余的所述第二刻蚀阻挡层位于所述上极板的形成区域。
32、可选地，形成所述lofic电容后，所述形成方法还包括：
33、形成第二氧化物介质层，所述第二氧化物介质层覆盖所述lofic电容、所述第二刻蚀阻挡层和所述第一层间介质层；以及
34、形成上极板接触插塞，所述上极板接触插塞贯穿所述第二氧化物介质层和所述第二刻蚀阻挡层并耦接所述上极板。
35、本专利技术提供的cmos图像传感器以及cmos图像传感器的形成方法中，形成于基底上的lofic电容耦接至所述基底中的浮置扩散区，可用于选择性地增大所述浮置扩散区节点的电容容量，所述lofic电容的下极板覆盖于第一层间介质层中的贯通孔内壁，所述电容介质层覆盖所述下极板，所述上极板形成于所述电容介质层表面且填充所述贯穿孔，所述下极板与上极板在所述贯通孔内形成较大的极板面积，相对于平面式的电容结构，在容纳面积有限的情况下本专利技术中的lofic电容的电容密度更大，有助于减小传感器的像素区面积，便于应用于高分辨率小尺寸像素图像传感器，有助于提升cmos图像传感器的性能。
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1.一种CMOS图像传感器，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的CMOS图像传感器，其特征在于，还包括贯穿所述第零层间介质层且耦接所述金属互连层和所述浮置扩散区的底层接触插塞。
3.如权利要求1所述的CMOS图像传感器，其特征在于，所述第一层间介质层中形成有多个所述贯穿孔，所述LOFIC电容的上极板填充至少两个所述贯通孔。
4.如权利要求1所述的CMOS图像传感器，其特征在于，所述金属互连层在所述第零层间介质层表面延伸以形成遮光区，所述LOFIC电容位于所述遮光区正上方。
5.如权利要求1所述的CMOS图像传感器，其特征在于，所述LOFIC电容的下极板的顶端低于所述贯穿孔开口处的所述第一层间介质层顶表面。
6.如权利要求1至5任一项所述的CMOS图像传感器，其特征在于，还包括：
7.一种CMOS图像传感器的形成方法，其特征在于，包括：
8.如权利要求7所述的形成方法，其特征在于，形成所述LOFIC电容包括：
9.如权利要求8所述的形成方法，其特征在于，刻蚀所述上极板材料层和所述电
10.如权利要求9所述的形成方法，其特征在于，形成所述LOFIC电容后，还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种cmos图像传感器，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的cmos图像传感器，其特征在于，还包括贯穿所述第零层间介质层且耦接所述金属互连层和所述浮置扩散区的底层接触插塞。
3.如权利要求1所述的cmos图像传感器，其特征在于，所述第一层间介质层中形成有多个所述贯穿孔，所述lofic电容的上极板填充至少两个所述贯通孔。
4.如权利要求1所述的cmos图像传感器，其特征在于，所述金属互连层在所述第零层间介质层表面延伸以形成遮光区，所述lofic电容位于所述遮光区正上方。
5.如权利要求1所述的cmos图...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡华，罗清威，
申请(专利权)人：武汉新芯集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：
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