互补金属氧化物半导体图像传感器的制造方法技术

本发明专利技术的目标是提供一种CMOS图像传感器的制造方法，该方法能够防止在CMOS图像传感器中由配线升起现象引起的小丘缺陷。为此，本发明专利技术提供一种CMOS图像传感器的制造方法，包括步骤：准备在其上形成有第一金属配线的基板；在第一金属配线上形成层间绝缘层；蚀刻层间绝缘层以形成暴露第一金属配线的一部分的接触孔；沿接触孔的内表面在层间绝缘层上形成缓冲层；进行热处理工艺；蚀刻缓冲层以在接触孔的内壁形成间隔物；沿层间绝缘层的包括间隔物的内表面形成阻挡金属层；在阻挡金属层上形成接触插塞以使得接触孔被掩埋；以及在层间绝缘层上形成第二金属配线以使得第二金属配线连接到接触插塞。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造技术，更具体地，涉及用于制造包括具有多层结构的金属互连的CMOS图像传感器的形成接触插塞的方法。
技术介绍
在CMOS图像传感器的制造方法中，为了改善暗特性，在沉积钝化层之后进行高温热处理。然而，如图I所示，可由于高温热处理而发生互连分层，从而器件的产率降低且器件可能变为有缺陷的。这是在形成钝化层之后在高温进行长时间的热处理的缘故。
技术实现思路
技术问题进行本专利技术以解决现有技术中产生的问题，且本专利技术的目标是提供一种CMOS图像传感器的制造方法，该方法能够防止由CMOS图像传感器的互连分层引起的小丘型缺陷。技术方案为了实现该目标，提供一种CMOS图像传感器的制造方法，包括步骤准备具有第一金属互连的基板；在第一金属互连之上形成层间绝缘层；通过蚀刻层间绝缘层形成接触孔以暴露第一金属互连的一部分；在层间绝缘层上以及在接触孔的内表面上形成缓冲层；进行退火工艺；通过蚀刻缓冲层在接触孔的侧壁形成间隔物；在层间绝缘层的包括间隔物的表面上形成阻挡金属层；在阻挡金属层上形成接触插塞以使得接触孔被接触插塞填充；以及在层间绝缘层上形成第二金属互连以使得第二金属互连与接触插塞接触。优选地，缓冲层包括氮化物层。优选地，退火工艺包括氢(H2)退火工艺。优选地，退火工艺在400°C至700°C的温度进行。优选地，在氢(H2)退火工艺中H2的浓度在1%至80%的范围内。优选地，间隔物通过干法蚀刻工艺或湿法蚀刻工艺形成。优选地,干法蚀刻工艺包括回蚀工艺或毪式工艺(blanket process)。优选地，阻挡金属层包括从由Ti、TiN, Ta、TaN, AlSiTiN,NiTi、TiBN, ZrBN, TiAlN,TiB2、Ti/TiN以及Ta/TaN组成的组中选择的一种。优选地，第二金属互连包括从由Ti/Al/TiN、Ti/Al/Ti/TiN 以及 Ti/TiN/Al/Ti/TiN组成的组中选择的一种。有益效果根据具有上述结构的本专利技术的CMOS图像传感器的制造方法，在形成接触孔后使用缓冲层作为保护层来进行用于改善CMOS图像传感器的暗特性的退火工艺，从而钝化工艺后进行退火工艺的时间可以省去。因此，可以降低热预算，从而可以防止互连分层。附图说明图I是示出根据现有技术的CMOS图像传感器的制造方法中发生的小丘型缺陷的图；以及 图2至8是示出根据本专利技术实施例的CMOS图像传感器的制造方法的截面图。<附图中附图标记的说明>100 :基板102 :第一金属互连104 :层间绝缘层106 :接触孔108:缓冲层112:阻挡金属层114:接触插塞 116:第二金属互连具体实施例方式在下文，将参照附图描述本专利技术的示范性实施例。在附图中，层和区域的厚度和间隔可以为了方便解释而被夸大。当第一层被指在第二层或基板“上”或“之上”时，这可以表示第一层可以直接在第二层或基板上，或这也可以表示第三层可以形成在第一层和基板之间。此外，在所有附图中相同的附图标记表示相同的层。另外，附图标记的英文字母指相同的层由蚀刻工艺或抛光工艺的局部修饰。实施例图2至8是示出根据本专利技术实施例的CMOS图像传感器的制造方法的截面图。如图2所示，第一金属互连102形成在包括半导体结构的基板100上，该半导体结构包括多个晶体管和用于光接收器件的光电二极管。在此情况下，第一金属互连102可以包括从由铝(AL)、铜(Cu)、钨(W)或钼(Pt)组成的组中选择的一种。优选地，第一金属互连102包括Al。然后，层间绝缘层104形成在基板100上以覆盖第一金属互连102。在此情况下，层间绝缘层104包括氧化物，优选地，包括氧化硅(Si02)。例如，层间绝缘层104可以包括从由BPSG (硼磷硅酸盐玻璃)膜、PSG (磷硅酸盐玻璃)膜、BSG (硼硅酸盐玻璃)膜、USG (未掺杂硅酸盐玻璃)膜、PE-TEOS (等离子体增强四乙基正硅酸盐)膜、HDP (高密度等离子体)膜以及FSG (氟化硅酸盐玻璃)膜。另外，层间绝缘层104可以通过SOG (旋涂玻璃)基氧化层形成。另外，该膜可以具有至少两种层的层叠结构。例如，如果该膜具有层叠结构，该膜包括 S0G/PE-TE0S 膜或 FSG/PE-TE0S 膜。随后，尽管未示出，如果在层间绝缘层104中存在台阶，可以通过CMP(化学机械抛光)工艺来平坦化层间绝缘层104。下面，蚀刻层间绝缘层104，因而形成接触孔106以暴露第一金属互连106的一部分。蚀刻工艺包括干法蚀刻工艺或湿法蚀刻工艺。此后，如图3所示，缓冲层108形成在层间绝缘层104上以及接触孔106的内表面上(见图2)。在此情况下，缓冲层108可以包括氮化物层，优选地，包括氮化硅层(SixNy,乂和y为自然数)。缓冲层108可以通过由PECVD (等离子体增强化学气相沉积)工艺、ALD (原子层沉积)工艺和MOCVD (金属有机CVD)工艺组成的组中选择的一种形成。此后，如图4所示，进行热处理工艺110以改善暗特性。热处理工艺110包括氢退火工艺，其在约400°C至约700°C的范围内的温度进行并使用缓冲层108作为保护层。在氢退火工艺中，H2的浓度在1%至80%的范围内。此后，如图5所示，在接触孔106的侧壁上通过蚀刻缓冲层108形成间隔物108A。蚀刻工艺包括干法蚀刻工艺或湿法蚀刻工艺。干法蚀刻工艺可以包括回蚀工艺或毯式工艺。下面，如图6所示，阻挡金属层112沿接触孔106的内表面形成在间隔物108A、第一金属互连102以及层间绝缘层104上。阻挡金属层112可以包括从由Ti、TiN, Ta、TaN,AlSiTiN, NiTi, TiBN, ZrBN, TiAlN, TiB2, Ti/TiN 以及 Ta/TaN 组成的组中选择的一种。 然后，如图7所示，在阻挡金属层112a上沉积用于接触插塞的导电材料，从而接触孔106被导电材料填充，所得的结构通过回蚀工艺或CMP工艺被平坦化，从而形成接触插塞114。在此情况下，进行平坦化工艺直到暴露层间绝缘层104的顶表面。换言之，当进行平坦化工艺时，层间绝缘层104用作蚀刻停止层或抛光停止层。在此情况下，接触插塞114包括钨(W)或多晶硅层。优选地，接触插塞114包括W。然后，如图8所示，第二金属互连116形成在接触插塞114和层间绝缘层104上，使得第二金属互连116与接触插塞114接触。第二金属互连116可以包括从由Ti/Al/TiN、Ti/Al/Ti/TiN以及Ti/TiN/Al/Ti/TiN组成的组中选择的一种。另外，第二金属互连116可以具有阻挡金属层/Al/阻挡金属层的结构。在此情况下，阻挡金属层可以包括从由Ta、TaN, AlSiTiN, NiTi, TiBN, ZrBN, TiAlN, TiB2 以及 Ta/TaN 组成的组中选择的一种。尽管为了说明的目的对本专利技术的示范性实施例进行了描述，但本领域的技术人员应该了解，在不脱离所附权利要求所解释的本专利技术的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造CMOS图像传感器的方法，该方法包括：在所述图像传感器的基板上形成第一金属互连；在所述第一金属互连上形成层间绝缘层；形成穿过所述层间绝缘层的接触孔，以暴露所述第一金属互连；在所述接触孔的内侧壁上形成间隔物；在所述间隔物的内侧壁上形成阻挡金属层；用导电材料填充所述接触孔，以在所述阻挡金属层上形成接触插塞。

【技术特征摘要】
2008.06.11 KR 10-2008-00548771.一种制造CMOS图像传感器的方法，该方法包括 在所述图像传感器的基板上形成第一金属互连； 在所述第一金属互连上形成层间绝缘层； 形成穿过所述层间绝缘层的接触孔，以暴露所述第一金属互连； 在所述接触孔的内侧壁上形成间隔物； 在所述间隔物的内侧壁上形成阻挡金属层； 用导电材料填充所述接触孔，以在所述阻挡金属层上形成接触插塞。2.根据权利要求I所述的方法，其中形成所述间隔物包括 在所述接触孔的内侧壁上形成缓冲层；以及 蚀刻所述缓冲层。3.根据权利要求2所述的方法，还包括对所述缓冲层进行退火。4.根据权利要求3所述的方法，所述退火包括以在1%至80%的范围内的氢(H2)浓度进行氢(H2)退火工艺。5.根据权利要求I的方法，其中形成所述间隔物包括 在所述接触孔的内侧壁上形成氮化物层；以及 蚀刻所述氮化物层。6.根据权利要求5的方法，其中还包括对所述氮化物层进行退火。7.根据权利要求6的方法，其中所述退火包括以在1%至80%的范围内的氢...

【专利技术属性】
技术研发人员：表成奎，
申请(专利权)人：智慧投资II有限责任公司，
类型：发明
国别省市：