专利名称：半导体器件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及半导体器件及其制造方法，更为具体而言，本发明涉及包括诸如光电二极管之类的光电转换器的半导体器件及其制造方法。
背景技术：
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。
发明内容
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发明，而本发明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半导体器件及其制造方法，该层叠结构包括层间绝缘膜。依据本发明的一个方面，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。依据本发明的第二方面，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。依据本发明的第一方面，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。在依据本发明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。
图1是显示了处于晶圆上状态的依据本发明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是显示了依据本发明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发明的优选实施例。第一实施例首先，下面描述处于晶圆上状态的依据第一实施例的半导体器件。参见图1，在半导体晶圆SW上形成用于图像传感器的多个芯片区域IMC。芯片区域IMC分别具有矩形平面形状并被设置成矩阵图案。参见图2，各芯片区域IMC具有用于形成诸如光电二极管之类的光电转换器的区域PDR和用于形成用于控制光电二极管的外围电路的区域PCR。在形成区域PDR的两侧均提供形成区域PCR。在芯片区域IMC之间形成划片线区域DLR。在划片线区域DLR中设置对准标记。通过沿划片线区域DLR对半导体晶圆SW划片来将半导体晶圆SW划分成多个半导体芯片。接着，将描述依据第一实施例的半导体器件，其形式为芯片。参见图3，半导体芯片 SC具有矩形平面形状并且包括光电二极管形成区域PDR、外围电路形成区域PCR和划片线区域DLR。在划片线区域DLR中的对准标记中，一些对准标记被划片切割，而其他一些对准标记保持未切割。在图4和图5中显示对准标记的例子，其中各对准标记在平面视图中的长度位于 30 μ m禾口 34 μ m之间，宽度位于4 μ m禾口 8 μ m之间，并且相邻对准标记之间的间隔是16 μ m。 在图6和图7中显示了另一例子，其中各对准标记在平面视图中具有36 μ m的长度、2 μ m的宽度，并且相邻对准标记之间的间隔是14ym。在图8和图9中显示另一例子，其中各对准标记在平面视图中是4 μ m的方形，并且相邻对准标记之间的间隔是16 μ m。在一些情形中， 膜的上表面中的凹槽或凹陷被用作这样的对准标记。接着，将描述晶圆上状态和芯片形式两者中的图像传感器及其对准标记。参见图10，这个实施例中的图像传感器具有在光电二极管区域中的光电二极管 PTO和在外围电路区域中的控制晶体管CTR。在标记区域中形成作为对准标记的凹陷MK。更为具体而言，在硅半导体衬底SUB的η区域NTR中形成图像传感器。在半导体衬底SUB的表面之上形成的场氧化膜FO将光电二极管区域、外围电路区域和对准标记区域互相分隔。光电二极管PTO包括ρ型阱区域PWRl和η型杂质区域NPR。在半导体衬底SUB的表面中的光电二极管区域中形成P型阱区域PWR1。在半导体衬底SUB的表面中的ρ型阱区域PWRl中形成η型杂质区域NPR，并且η型杂质区域NPR与ρ型阱区域PWRl形成ρη结。光电二极管区域还包括诸如开关晶体管SWTR之类的MIS (金属绝缘体半导体)晶体管。具体而言，开关晶体管SWTR包括成对的源极/漏极区域NPR和NR/NDR、栅极绝缘膜 GI以及栅极电极GE。成对的η型源极/漏极区域NPR和NR/NDR被间隔开，并且被设置在半导体衬底SUB的表面中的ρ型阱区域PWRl中。作为成对的η型源极/漏极区域NPR和 NR/NDR中的一个的NPR与光电二极管PTO的η型杂质区域NPR形成为一体，并且与其电耦合。作为成对的源极/漏极区域NPR和NR/NDR中的另一个的NR/NDR包括作为高浓度区域的η+杂质区域NDR和作为LDD (轻掺杂漏极)的η型杂质区域NR。栅极电极GE通过栅极绝缘膜GI在成对的源极/漏极区域NI3R和NR/NDR之间的半导体衬底SUB的表面之上形成。此外，在ρ型阱区域PWRl中的半导体衬底SUB表面中形成用于与叠置互连耦合的 P+杂质区域PDR。以覆盖光电二极管PTO的方式在半导体衬底S UB的表面之上形成包括氧化硅膜 OF和氮化硅膜NF的层叠抗反射涂层。该抗反射涂层0F/NF的一端位于栅极电极GE的一个侧壁之上。在栅极电极GE的另一侧壁上形成包括作为抗反射涂层0F/NF剩余物的氧化硅膜OF和氮化硅膜NF的侧壁绝缘层。例如，在外围电路区域中的半导体衬底SUB的表面中形成ρ型阱区域PWR2。在这种P型阱区域PWR2中形成用于控制多个光电二极管PTO的操作的控制元件，并且该控制元件包括例如MIS晶体管CTR。MIS晶体管CTR包括成对的η型源极/漏极区域NR/NDR、栅极绝缘膜GI和栅极电极GE。成对的η型源极/漏极区域NR/NDR被间隔开，并被形成在半导体衬底SUB的表面中。成对的η型源极/漏极区域NR/NDR分别包括作为高浓度区域的η型杂质区域NDR和作为LDD的η型杂质区域NR。栅极电极GE通过栅极绝缘膜GI形成在成对的η型源极/漏极区域NR/NDR之间的半导体衬底SUB的表面之上。在栅极电极GE的侧壁上形成包括氧化膜OF和氮化膜NF 作为抗反射涂层剩余物的侧壁绝缘层。光电二极管区域和外围电路区域中的各MIS晶体管的栅极电极GE的材料可以是掺杂质的多晶硅或诸如TiN之类的金属。在光电二极管区域、外围电路区域和对准标记区域(划片线区域)中，以覆盖上述元件(光电二极管PT0、MIS晶体管SWTR和CTR)的方式在半导体衬底SUB的表面之上形成层间绝缘膜III。在光电二极管区域和外围电路区域中，在层间绝缘膜IIl之上形成构图后的第一金属互连ALl。这个第一金属互连ALl通过接触Cl与例如ρ+杂质区域PDR或η+ 杂质区域NDR电耦合，接触Cl填充层间绝缘膜IIl的接触孔。在对准标记区域中，在层间绝缘膜IIl之上形成阻拦膜AL1。例如，通过使用普通光刻和蚀刻技术分隔与用作金属互连ALl相同的金属膜来形成这个阻拦膜AL1，并且阻拦膜ALl可以由铝(Al)或铜(Cu)制成。以覆盖金属互连ALl和阻拦膜ALl的方式在层间绝缘膜IIl之上形成层间绝缘膜 112。在光电二极管区域和外围电路区域中，在层间绝缘膜112之上形成构图后的第二金属互连AL2。这个第二金属互连AL2通过导电层Tl与第一金属互连ALl电耦合，导电层Tl填充层间绝缘膜Π2的通孔。以覆盖金属互连AL2的方式在层间绝缘膜112之上形成层间绝缘膜113。在光电二极管区域和外围电路区域中，在层间绝缘膜113之上形成构图后的第三金属互连AL3。这个第三金属互连AL3通过导电层T2与第二金属互连AL2电耦合，导电层T2填充层间绝缘膜113的通孔。在对准标记区域中，在层间绝缘膜112和113中制作通孔DTH，通孔DTH穿入层间绝缘膜112和113并到达阻拦膜AL1。沿通孔DTH的侧壁和底壁在通孔DTH内形成导电层 (孔内导电层)DT。这个导电层DT例如是由钨(W)制成。在导电层DT的上表面中制作凹陷(第一凹陷)CAV。在导电层DT的上表面之上和在层间绝缘膜113的上表面之上形成用于对准标记的金属膜(第二金属互连)AL3。在对准标记金属膜AL3的上表面中并且在导电层DT的凹陷CAV的正上方制作将用作对准标记的凹陷(第二凹陷)MK。例如，使用普通的光刻和蚀刻技术由与用于光电二极管区域和外围电路区域中金属互连AL3的相同的金属膜来形成这个对准标记金属膜AL3，并且这个对准标记金属膜AL3可以由铝或铜制成。以覆盖光电二极管区域和外围电路区域中金属互连AL3和对准标记金属膜AL3的方式在层间绝缘膜113之上形成层间绝缘膜114。在层间绝缘膜114之上形成钝化膜PASF。 在钝化膜PASF之上并且在光电二极管PTO的正上方放置聚光透镜LENS。这个聚光透镜 LENS用于采集光并将光投射在光电二极管PTO上。层间绝缘膜III、112、113和114例如是由氧化硅或是在蚀刻选择性(例如，在为形成通孔DTH而蚀刻层间绝缘膜112或113中的蚀刻选择性)方面不同于金属阻拦膜ALl 的材料制成。通孔DTH的侧壁在从层间绝缘膜113的上表面向阻拦膜ALl的方向上形成连续的表面，而在层间绝缘膜112和层间绝缘膜113之间的边界上没有任何的水平差异。换言之， 在图10所示的截面中，通孔DTH的侧壁从层间绝缘膜113线性延伸至阻拦膜ALl的表面。 尽管并未示出，但可以在通孔DTH的侧壁和底壁上形成阻挡金属膜。在图10的截面视图中显示的凹陷MK是向下的锥形(三角形)。然而，如果增加凹陷CAV的宽度(图10中的水平维度)，则下方宽度将几乎等于图5、图7和图9中所示的上方宽度。图10显示了在光电二极管区域中的一个光电二极管PTO和一个开关元件SWTR、在外围电路区域中的一个控制晶体管CTR和在标记区域中的一个凹陷MK。然而实际上，在如图3中所示的各个单独的芯片中间隔和设置了多于一个的光电二极管PTO和多于一个的开关元件SWTR。接着，将参见图11至图23来说明如图10中所示的依据第一实施例的半导体器件的制造方法。参见图11，制备半导体衬底SUB，该半导体衬底SUB由取决于所使用的光波长的半导体材料(硅、锗等)制成。在半导体衬底SUB的表面中形成作为η-外延生长层的η区域 NTR0然后，分别在光电二极管区域和外围电路区域中形成ρ型阱区域PWRl和PWR2。在光电二极管与外围电路区域之间的边界和外围电路与标记区域之间的边界中形成场氧化膜 F0。场氧化膜FO将光电二极管、外围电路和标记区域的形成区域互相电绝缘。
然后，在期望的位置形成栅极绝缘膜GI和栅极电极GE。具体过程如下。例如通过热氧化在半导体衬底SUB的主表面之上形成栅极绝缘膜。在栅极绝缘膜之上沉积用以形成栅极电极的多晶硅膜等。然后，对栅极绝缘膜和多晶硅等进行构图，使得如图11所示形成栅极绝缘膜GI和栅极电极GE。参见图12，使用普通的光刻和离子注入技术在光电二极管区域的ρ型阱区域PWRl 内部形成η型杂质区域NPR。从而形成包括ρ型阱区域PWRl和η型杂质区域NPR的光电二极管PTO。参见图13，使用普通的光刻和离子注入技术在光电二极管区域的ρ型阱区域PWRl 和PWR2中每一个的内部的半导体衬底SUB的表面中形成将变成为LDD的η型区域NR。参见图14，举例而言，在半导体衬底SUB的全部表面之上依次堆叠沉积氧化硅膜 OF和氮化硅膜NF。然后，使用普通光刻和蚀刻技术以至少覆盖光电二极管PTO的方式对氧化硅膜OF和氮化硅膜NF进行构图，从而制成包括氧化硅膜OF和氮化硅膜NF的抗反射涂层。此外，通过蚀刻氧化硅膜OF和氮化硅膜NF，在各栅极电极GE的侧壁上形成作为抗反射涂层剩余物的侧壁绝缘层。参见图15，使用普通的光刻和离子注入技术在ρ型阱区域PWRl的预定位置中形成 P+区域PDR。参见图16，使用普通的光刻和离子注入技术在光电二极管区域和外围电路区域中的每一个的预定位置中形成η型区域NDR。η型区域NDR是杂质浓度比η型区域NR的杂质浓度更高的η+区域。参见图17，通过CVD (化学气相沉积)形成作为氧化硅膜的层间绝缘膜III。然后通过CMP (化学机械抛光)对层间绝缘膜IIl进行抛光，使得其上表面平坦。此外，使用普通的光刻和蚀刻技术以到达η型区域NDR和ρ型区域PDR的方式在层间绝缘膜IIl中制作接角虫孔CHl。参见图18，在各接触孔CHl中填充例如由钨制成的导电膜Cl。例如，针对这种工艺使用CVD，并且还在层间绝缘膜IIl之上形成薄钨膜。通过CMP移除层间绝缘膜IIl之上的薄钨膜。然后，例如通过溅射在层间绝缘膜IIl之上形成例如由铝制成的薄膜。然后，使用普通的光刻和蚀刻技术，在光电二极管区域和外围电路区域中的每一个中形成例如由铝制成的金属互连AL1，以及在标记区域中形成例如由铝制成的阻拦膜AL1。光电二极管区域和外围电路区域中的金属互连ALl通过接触Cl电耦合至η型区域NDR和ρ型区域PDR。参见图19，在层间绝缘膜III、金属互连ALl和阻拦膜ALl之上形成层间绝缘膜 112，并且在期望的位置(金属互连ALl之上)制作通孔ΤΗ1。使用与形成层间绝缘膜IIl 和接触孔CHl相同的工艺来形成层间绝缘膜112和通孔ΤΗ1。由于层间绝缘膜112的蚀刻选择性不同于金属互连ALl的蚀刻选择性，所以对层间绝缘膜112的向下蚀刻可以容易地终止在到达金属互连ALl的点。参见图20，在各通孔THl中填充例如由钨制成的导电层Tl。然后，在层间绝缘膜 112之上制作例如由铝制成的金属互连AL2的图案。使用与形成接触Cl和金属互连ALl相同的工艺来形成导电层Tl和金属互连AL2。在标记区域中不形成金属互连AL2。
参见图21，在层间绝缘膜112和金属互连AL2之上形成层间绝缘膜113，并且在期望位置(金属互连AL2之上)制作通孔TH2。使用与形成层间绝缘膜112和通孔THl相同的工艺来形成层间绝缘膜Π3和通孔TH2。以从层间绝缘膜113的顶部到达金属互连AL2的方式在光电二极管区域和外围电路区域中形成通孔TH2。另一方面，以从层间绝缘膜113的顶部到达阻拦膜ALl的方式在标记区域中形成通孔DTH。通过以穿入层间绝缘膜112和层间绝缘膜113的方式蚀刻层间绝缘膜Π2和层间绝缘膜113来制作通孔DTH。由于层间绝缘膜112和层间绝缘膜113的蚀刻选择性不同于阻拦膜ALl的蚀刻选择性，所以用于形成通孔DTH的蚀刻可以容易地终止于到达阻拦膜ALl的点。参见图22，以填充通孔TH2和通孔DTH的方式在层间绝缘膜113之上形成例如由钨制成的导电膜DL。通孔DTH的直径和深度大于通孔TH2的直径和深度。因而，尽管导电膜DL完全填充通孔TH2，但是导电膜DL未完全填充通孔DTH，而是沿通孔DTH的侧部和底壁伸展。在此之后，通过CMP抛光和移除导电膜DL，直至露出层间绝缘膜113的上表面。参见图23，作为上述CMP工艺的结果，在通孔TH2中从导电膜DL处形成导电层T2， 并且在通孔DTH中从导电膜DL处形成导电层DT。沿通孔DTH侧壁和底壁形成的导电层DT 在其上表面具有凹陷CAV。在上述膜形成工艺中，在通孔DTH中填充的导电膜DT的一部分在平面视图中并未到达层间绝缘膜Π3的最上方的表面，并且该部分浅于周围的其他部分。因此，形成凹陷 CAV(第一凹陷)。以覆盖导电层DT、导电层T2和层间绝缘膜113的上表面的方式形成金属膜AL3。 在位于凹陷CAV的正上方的金属膜AL3的上表面中制作凹陷MK(第二凹陷)。在用于构图金属膜AL3的光刻工艺中的定位光掩模(中间掩模)中，这个凹陷MK被用作对准标记。具体而言，在对金属膜AL3构图的工艺中，首先在金属膜AL3上涂覆光致抗蚀剂 (光感受体)。然后，在使用凹陷MK作为对准标记定位光掩模之后，光致抗蚀剂的预定部分暴露给传输通过光掩模的光。在此之后，对光致抗蚀剂进行显影，并将其构图为预定形状。 使用构图后的光致抗蚀剂作为掩模，通过蚀刻将金属膜AL3构图成预定形状。然后，通过灰化或类似技术将光致抗蚀剂移除。作为对金属膜AL3构图的结果，由光电二极管和外围电路区域中的金属膜AL3来形成金属互连AL3，并且在标记区域中的导电层DT之上保留用于对准标记的具有凹陷MK的金属膜AL3。参见图24，以覆盖金属互连AL3和对准标记金属膜AL3的方式在层间绝缘膜113 之上形成层间绝缘膜114。例如通过CMP来使层间绝缘膜114的上表面平坦化。在此之后， 例如通过CVD在层间绝缘膜114之上沉积氮化硅膜。这个氮化硅膜变为钝化膜PASF。最后，在光电二极管PTO正上方放置聚光透镜LENS，并且从而完成图10中所示的图像传感器。接着，将参考图25A和图25B描述这个实施例的效果。图25A显示了图10中所示的这个实施例的标记区域的结构。通孔DTH穿入层间绝缘膜112和层间绝缘膜113。图 25B显示了通孔STH仅穿入层间绝缘膜113的对比例。由于图25B中所示的对比例除了通孔STH仅穿入层间绝缘膜113之外在结构上与图25A所述的第一实施例相同，所以使用相同的附图标记指示相同的原件，并且省略对其的描述。类似于图25B中所示对比例的通孔STH的浅孔可以由导电层DT容易地填充。这意味着在填充通孔STH的导电层DT的上表面中难于生成凹陷CAV。如果在导电层DT的上表面中没有凹陷CAV或者凹陷是小的，则在导电层DT之上形成的金属层AL3的上表面中未生成用作对准标记的凹陷。此外，即使生成了用于对准标记的凹陷，其也将是非常小的，并且不适于用作对准标记。另一方面，在图25A中所示的第一实施例中，穿入两个层间绝缘膜112和113的通孔DTH较深。因此，由导电层DT完全填充通孔DTH并不容易，使得在导电层DT的上表面中生成大(深)凹陷CAV更为可能。因而，在导电层DT之上形成的金属膜AL3的上表面中容易生成大凹陷MK。大凹陷MK将用作确保高对准精确性的对准标记。在这个实施例中，由于通孔DTH的深度对应于两个层间绝缘膜的组合厚度，所以可以制作出比对比例中更深的凹陷MK。因此，进入光电二极管PTO的光强度可通过降低层间绝缘膜Π2和层间绝缘膜113的厚度同时保持用作对准标记的凹陷MK的所需深度而增加。如果制作出清楚的深凹陷MK，则在之后的步骤中使用凹陷MK作为对准标记来实施构图将更为容易。这将在下面参见图沈和图27以及下表来描述。表权利要求
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。
2.根据权利要求1的半导体器件，其中所述孔的侧壁在从所述第二层间绝缘膜的上表面到所述阻拦膜的方向上形成连续的表面，并在所述第一层间绝缘膜和所述第二层间绝缘膜之间的边界不具有任何的水平差异。
3.根据权利要求1或2的半导体器件，其中所述阻拦膜由蚀刻选择性不同于所述第一层间绝缘膜和所述第二层间绝缘膜的材料制成。
4.根据权利要求1至3中任一项的半导体器件，其中所述阻拦膜是在所述第一金属互连之下的层中形成的第三金属互连。
5.根据权利要求1至3中任一项的半导体器件，其中所述阻拦膜是使用与用于光电转换器的抗反射涂层的层相同的层来单独形成的膜。
6.根据权利要求1至3中任一项的半导体器件，其中使用与用于晶体管栅极电极的层相同的层来单独形成所述阻拦膜。
7.—种制造半导体器件的方法，包括如下步骤 在具有主表面的半导体衬底中形成光电转换器；在所述半导体衬底的所述主表面之上形成金属互连； 在所述金属互连之上和所述光电转换器之上形成层间绝缘膜； 在所述层间绝缘膜中制作到达所述金属互连的孔； 形成用于填充所述孔的导电层；选择性地移除所述导电层的上表面以使得所述导电层的上表面从所述层间绝缘膜的上表面处凹陷；以及在所述导电层的上表面之上和所述层间绝缘膜的上表面之上形成金属层，以在所述导电层正上方的所述金属层的上表面中制作用作对准标记的凹陷。
8.根据权利要求7的制造半导体器件的方法，其中形成用于填充所述孔的导电层的步骤包括形成所述导电层以填充所述孔并覆盖所述层间绝缘膜的步骤；以及通过化学机械抛光方法来抛光并移除所述导电层直至露出所述层间绝缘膜的上表面的步骤。
9.根据权利要求8的制造半导体器件的方法，其中通过在形成所述膜期间没有溅射的气相生长方法来形成所述导电层。
全文摘要
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。
文档编号H01L23/544GK102237389SQ20111012244
公开日2011年11月9日 申请日期2011年5月5日 优先权日2010年5月6日
发明者板垣圭一 申请人:瑞萨电子株式会社