[发明专利]图像传感器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像传感器及其制造方法。

背景技术

一般而言，图像传感器是将光学图像转换为电信号的半导体器件，主要分为电荷耦合器件(CCD)和CIS(CMOS[互补金属氧化物半导体]图像传感器)器件。CMOS图像传感器包括在单位像素中形成的一个光电二极管和一个或更多MOS晶体管，并以开关模式来依次检测电信号，从而获得图像。

现有技术的CIS器件分为光电二极管区和晶体管区，光电二极管区接收光信号，将其转换为电信号，而晶体管区处理这些电信号。但是根据现有技术，在具有光电二极管的衬底上形成的金属互连具有这样的结构：在金属互连的一侧或两侧有阻挡金属。

但是如图1所示，根据现有技术，在形成金属互连以及上绝缘层后进行烧结工艺时，金属互连可能会破损，从而造成金属空隙(V)或者圆形缺陷(S)。此外，根据现有技术，在形成金属互连以及上绝缘层后进行烧结工艺的过程中也会出现圆形缺陷(S)。

因为插塞与层间介电层直接接触，所以会出现圆形缺陷(S)或者金属空隙(V)。也就是说，插塞与层间介电层之间的粘附力弱，从而在烧结工艺中层间介电层会由于施加于其上的热而破损。

此外，出现圆形缺陷(S)或者金属空隙(V)的另一个原因是由于层间介电层、金属互连以及插塞之间的应力差。尤其是根据现有技术，形成在金属互连下侧或上侧的阻挡金属的厚度并非最佳，从而会出现圆形缺陷(S)或者金属空隙(V)。

发明内容

本发明的实施例提供一种图像传感器及其制造方法，其能够防止在烧结工艺中(在形成金属互连或屏蔽层以及上绝缘层之后)出现金属空隙(V)或者圆形缺陷(S)。

根据本发明实施例的图像传感器包括：介电层，位于具有光电二极管(或光电二极管阵列)的衬底上；金属互连或屏蔽层，位于所述介电层上；以及上绝缘层，位于所述金属互连或屏蔽层上，所述金属互连或屏蔽层包括：下阻挡层；块金属层，位于所述下阻挡层上；以及上阻挡层，形成在所述块金属层上，所述上阻挡层的预定厚度为所述下阻挡层的厚度的0.8倍至1.5倍。

根据本发明的图像传感器，其中，所述下阻挡层包括：第一下阻挡和/或粘合层，以大约300至400的厚度位于所述介电层上；以及第二下阻挡层，以大约200至250的厚度位于所述第一下阻挡和/或粘合层上。

根据本发明的图像传感器，其中，所述第一下阻挡和/或粘合层包含Ti，而所述第二下阻挡层包含TiN。

根据本发明的图像传感器，其中，所述块金属层以大约2000至7000的厚度位于所述第二下阻挡层上。

根据本发明的图像传感器，其中，所述块金属层包含Al。

根据本发明的图像传感器，其中，所述上阻挡层包括：第一上阻挡和/或粘合层，以大约30至60的厚度位于所述块金属层上；以及第二上阻挡层，以大约300至500的厚度位于所述第一上阻挡和/或粘合层上。

根据本发明的图像传感器，其中，所述第一上阻挡和/或粘合层包含Ti，而所述第二上阻挡层包含TiN。

根据本发明一个实施例的制造图像传感器的方法包括以下步骤：在具有光电二极管(或光电二极管阵列)的衬底上形成介电层；在所述介电层上形成下阻挡层；在所述下阻挡层上形成金属互连或屏蔽层；在所述金属互连或屏蔽层上形成上阻挡层，所述上阻挡层的预定厚度为所述下阻挡层的厚度的0.8倍至1.5倍；在所述上阻挡层上形成上绝缘层；以及将包括所述上绝缘层的所述衬底进行烧结处理。

根据本发明的方法，其中，在所述介电层上形成下阻挡层的步骤包括以下步骤：在所述层间介电层上以300至400的厚度形成第一下阻挡和/或粘合层；以及在所述第一下阻挡和/或粘合层上以大约200至250的厚度形成第二下阻挡层。

根据本发明的方法，其中，所述第一下阻挡和/或粘合层包含Ti，而所述第二下阻挡层包含TiN。

根据本发明的方法，其中，所述块金属层具有大约2000至7000的厚度。

根据本发明的方法，其中，在所述块金属层上形成上阻挡层的步骤包括以下步骤：在所述金属互连上以大约30至60的厚度形成第一上阻挡和/或粘合层；以及在所述第一上阻挡和/或粘合层上以大约300至500的厚度形成第二上阻挡层。