半导体器件及其制造方法技术

一种半导体器件及其制造方法，该半导体器件具有包括层间绝缘膜的低轮廓层叠结构，并且该半导体器件包括容易形成的对准标记。半导体器件包括在半导体衬底中形成的光电转换器、在标记区域中的阻拦膜、在所述阻拦膜和光电转换器之上形成的第一层间绝缘膜、第一金属互连和第二层间绝缘膜。制作穿入第一层间绝缘膜和第二层间绝缘膜并到达阻拦膜的通孔，并在通孔中的导电层的上表面中制作第一凹陷。在第一凹陷之上的第二金属互连中制作用作对准标记的第二凹陷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，更为具体而言，本专利技术涉及包括诸如光电二极管之类的光电转换器的。
技术介绍
对于在数码相机特别是单镜头反光数码相机中使用的图像传感器而言，对外部光的感光性的改善是理想的。例如，当在图像传感器中使用光电二极管时，光电二极管的顶部通常覆有层叠结构，在该层叠结构中堆叠了包括层间绝缘膜的薄膜。在制作这种层叠结构的过程中，使用之前形成的层来作为用于对准的标记，以根据期望对在后一步骤中形成的薄膜进行构图。此处，用于对准的标记例如是在金属层的一部分中制作的凹陷。例如，日本未审专利公开No. Hei 3(1991)-138920公开了其中制作这样的对准标记的半导体器件。
技术实现思路
为了让图像传感器提升对接收的外部光的感光性，理想的是降低位于例如作为图像传感器构成物的光电二极管之上的层叠结构的厚度(高度)。通过降低作为层叠结构构成物的层间绝缘膜的厚度，可以减小由于层间绝缘膜所导致的从外部进入光电二极管的光强度降低的可能性。然而，当层叠结构的高度降低时，在金属膜的上表面中制作的凹陷的深度同样降低，在穿入层叠结构中的孔中填充该金属膜。因而，如果层叠结构的高度降低，则将难于在孔中制作像在足够厚的金属膜中的凹陷那样的清楚的对准标记。如果对准标记凹陷不够深并且不够清楚，则在后期光刻工艺的曝光步骤中将难于对准。另一方面，如果增加层叠结构的高度，则将易于制作足够深且充足清楚的凹陷，但是从外部进入光电二极管的光强度将降低。这可以导致对进入光电二极管的外部光的感光性恶化。在日本未审专利公开No. Hei 3 (1991)-138920中描述的半导体器件中，用于对准标记的孔到达半导体衬底的表面。从而对准标记孔是深的，并且在对准标记孔的侧壁上的金属互连膜的厚度在孔的径向方向上在很大程度上变化。这引起对准准确性的恶化。鉴于上述问题而做出本专利技术，而本专利技术的目的在于提供具有低轮廓或薄的层叠结构并确保高对准准确性的，该层叠结构包括层间绝缘膜。依据本专利技术的一个方面，一种半导体器件配置如下。该半导体器件包括具有主表面的半导体衬底；在半导体衬底中形成的光电转换器；在半导体衬底的主表面之上形成的阻拦膜；在阻拦膜之上和光电转换器之上形成的第一层间绝缘膜；在第一层间绝缘膜之上形成的第一金属互连；以及形成为覆盖第一金属互连和光电转换器的第二层间绝缘膜。制作穿入第一层间绝缘膜和第二层间绝缘膜并到达阻拦膜的孔。该器件还包括孔内导电层和第二金属互连，该孔内导电层沿孔的侧壁和底壁形成并在其上表面具有第一凹陷，在孔内导电层和第二层间绝缘膜之上形成第二金属互连，其中用作对准标记的第二凹陷位于第一凹陷的正上方并且位于第二金属互连的上表面中。依据本专利技术的第二方面，一种用于制造半导体器件的方法包括如下步骤。首先，在具有主表面的半导体衬底中形成光电转换器。在半导体衬底的主表面之上形成金属互连。 在金属互连和光电转换器之上形成层间绝缘膜。在层间绝缘膜中制作到达金属互连的孔。 形成用于填充该孔的导电层。选择性地移除导电层的上表面从而制作从层间绝缘膜上表面处凹陷的导电层上表面。在导电层上表面和层间绝缘膜上表面之上形成金属层以便在导电层的正上方的金属层的上表面中制作用作对准标记的凹陷。依据本专利技术的第一方面，其中形成对准标记的孔的深度等于第一层间绝缘膜和第二层间绝缘膜的厚度之和。在沿该深孔的侧壁和底壁形成的孔内导电层的上表面中制作了充足深的凹陷。因而，半导体器件可以具有清楚的对准标记，该对准标记具有凹陷之上形成的充足的深度。在依据本专利技术第二方面的制造方法中，填充该孔的导电层的上表面从层间绝缘膜的上表面处凹陷。在导电层的凹陷的上表面之上制作用作对准标记的凹陷。作为结果，形成具有充足深度的清楚的对准标记。附图说明图1是显示了处于晶圆上状态的依据本专利技术第一实施例的半导体器件的平面示意图；图2是显示了由图1中虚线II包围的区域的放大形式的平面示意图；图3是显示了与图2中虚线III包围的区域对应的芯片的放大形式的平面示意图；图4是显示了第一实施例中对准标记的例子的平面示意图；图5是沿图4中线V-V获取的截面示意图；图6是显示了第一实施例中对准标记的另一例子的平面示意图，该另一例子与图 4中所示的例子不同；图7是沿图6中线VII-VII获取的截面示意图；图8是显示了第一实施例中对准标记的另一例子的平面示意图，该另一例子与图 4和图6中所示的例子不同；图9是沿图8中线IX-IX获取的截面示意图；图10是显示了依据第一实施例的半导体器件的结构的截面示意图；图11是显示了依据第一实施例的半导体器件的制造方法的第一步骤的截面示意图；图12是显示了依据第一实施例的半导体器件的制造方法的第二步骤的截面示意图13是显示了依据第一实施例的半导体器件的制造方法的第三步骤的截面示意图；图14是显示了依据第一实施例的半导体器件的制造方法的第四步骤的截面示意图；图15是显示了依据第一实施例的半导体器件的制造方法的第五步骤的截面示意图；图16是显示了依据第一实施例的半导体器件的制造方法的第六步骤的截面示意图；图17是显示了依据第一实施例的半导体器件的制造方法的第七步骤的截面示意图；图18是显示了依据第一实施例的半导体器件的制造方法的第八步骤的截面示意图；图19是显示了依据第一实施例的半导体器件的制造方法的第九步骤的截面示意图；图20是显示了依据第一实施例的半导体器件的制造方法的第十步骤的截面示意图；图21是显示了依据第一实施例的半导体器件的制造方法的第十一步骤的截面示意图；图22是显示了依据第一实施例的半导体器件的制造方法的第十二步骤的截面示意图；图23是显示了依据第一实施例的半导体器件的制造方法的第十三步骤的截面示意图；图M是显示了依据第一实施例的半导体器件的制造方法的第十四步骤的截面示意图；图25A是显示了第一实施例中标记区域中形成的导电层的截面示意图，而图25B 是显示了作为第一实施例的对比例的导电层的截面示意图；图沈是显示了适于用作对准标记的标记的截面和对应于表1中所示尺寸数据的项编号的照片；图27是显示了不适于用作对准标记的标记的截面和对应于表1中所示尺寸数据的项编号的照片；图观是显示了依据第一实施例的半导体器件的变化形式的截面示意图，其中阻拦膜不同于图10中所示的阻拦膜；图四是显示了依据第一实施例的半导体器件的变化形式的截面示意图，其中导电层不同于图观中所示的导电层；图30是显示了依据第一实施例的半导体器件的变化形式的截面示意图，其中阻拦膜不同于图10和图观中所示的阻拦膜；图31是显示了依据第一实施例的半导体器件的变化形式的截面示意图，其中导电层不同于图30中所示的导电层；图32是显示了依据本专利技术第二实施例的半导体器件的制造方法中在第一实施例中图18中所示步骤之后的步骤的截面示意图；图33是显示了依据第二实施例的半导体器件的制造方法中在图32中所示步骤之后的步骤的截面示意图；图34是显示了依据第二实施例的半导体器件的制造方法中在图33中所示步骤之后的步骤的截面示意图；图35是显示了依据第二实施例的半导体器件的制造方法中在图34中所示步骤之后的步骤的截面示意图；以及图36是显示了依据第二实施例的半导体器件的制造方法中在图35中所示步骤之后的步骤的截面示意图。具体实施例方式接着，将参见附图来描述本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种半导体器件，包括：具有主表面的半导体衬底；在所述半导体衬底中形成的光电转换器；在所述半导体衬底的主表面之上形成的阻拦膜；在所述阻拦膜之上和在所述光电转换器之上形成的第一层间绝缘膜；在所述第一层间绝缘膜之上形成的第一金属互连；形成为覆盖所述第一金属互连和所述光电转换器的第二层间绝缘膜，其中在所述第一层间绝缘膜和所述第二层间绝缘膜中制作孔，所述孔穿入所述第一层间绝缘膜和所述第二层间绝缘膜并到达所述阻拦膜；沿所述孔的侧壁和底壁形成的孔内导电层，所述孔内导电层在其上表面中具有第一凹陷；在所述孔内导电层和所述第二层间绝缘膜之上形成的第二金属互连，所述第二金属互连具有用作对准标记的第二凹陷，所述第二凹陷位于所述第一凹陷的正上方并位于所述第二金属互连的上表面中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：板垣圭一，
申请(专利权)人：瑞萨电子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP