成像探测器及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种成像探测器及其制造方法。
【背景技术】
[0002]微机电系统(MicroelectroMechanical Systems,简称MEMS)是在微电子技术基础上发展起来的多学科交叉的前沿研究领域，是一种采用半导体工艺制造微型机电器件的技术。与传统机电器件相比，MEMS器件在耐高温、小体积、低功耗方面具有十分明显的优势。经过几十年的发展，已成为世界瞩目的重大科技领域之一，它涉及电子、机械、材料、物理学、化学、生物学、医学等多种学科与技术，具有广阔的应用前景。
[0003]成像探测器是一种将光信号转换为电信号的换能器。现有的成像探测器的结构如图1所不:包括:基底10,其包括半导体衬底11和第一介质层12,在第一介质层12内嵌有呈阵列排布的第一互连孔13，所述基底10表面具有位于四个相邻的第一互连孔13之间的反射层14 ;所述基底10上具有第二介质层15、热敏电阻20和第二互连孔30，所述基底10和第二介质层15、热敏电阻20和第二互连孔30围成一个空腔35。热敏电阻20为导电材料，且位于反射层14上方，反射层14可以将入射的光信号反射到热敏电阻20上，使光信号的损失率降到最低。第二互连孔30与第一互连孔13 —一贯通相连。在第二互连孔30和热敏电阻20之间形成导电互连的金属互连线50，在形成金属互连线50时，通常先形成一层金属互连层，在金属互连层上形成一层介质层，由于牺牲层的存在，不能使用带有灰化的干法刻蚀，所以采用湿法刻蚀形成金属互连线50，参见图2，使第二互连孔30阵列中相邻的四个互连孔vl, v2, v3, v4中，对角的两个互连孔vl、v3和热敏电阻20导通互连,另外两个对角的互连孔v3、v4不导电互连，但是采用湿法刻蚀横向效应严重，会使得热敏电阻和金属层断开，导致上下连通性不好，影响器件性能，并且需要采用一步干法刻蚀介质层和一步湿法刻蚀金属互连层的两步刻蚀工艺，兼容性差，工艺复杂。
【发明内容】
[0004]本发明解决的技术问题提供一种成像探测器及其制造方法，大大提高器件的成品率，简化了工艺。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明提供成像探测器的制造方法，一种成像探测器的制造方法，包括步骤:提供基底，其包括半导体衬底和第一介质层，在半导体衬底内具有CMOS电路，在第一介质层内具有呈阵列排布的第一互连孔，所述基底表面具有位于四个相邻的接触孔之间的反射层；还包括步骤:
[0006]在所述基底上形成牺牲层；
[0007]刻蚀所述牺牲层，形成暴露所述第一互连孔的通孔；
[0008]利用导电材料填充所述通孔形成第二互连孔；
[0009]在所述牺牲层和第二互连孔上形成金属层；
[0010]在金属层上形成第二介质层；
[0011]利用干法刻蚀去掉部分区域的第二介质层和金属层，使得相邻的四个第二互连孔分别通过4根金属线和其上的第二介质层连接到所述反射层上方的位置，并且其中连接对角的两个第二互连孔的金属线被第二介质层覆盖；连接另外对角的两个第二互连孔的金属线延伸到反射层上方的部分被暴露，其中所述干法刻蚀方法为:利用HBr气体对第二介质层和金属层同步刻蚀。
[0012]在反射层所对应的第二介质层上形成热敏电阻，所述热敏电阻覆盖延伸到反射层上方的暴露的金属线；
[0013]去除牺牲层。
[0014]优选的，所述热敏电阻为非晶硅材料。
[0015]优选的，形成牺牲层步骤之前还包括在所述基底上形成覆盖所述反射层的粘附层，粘附层材料为锗硅和/或多晶锗。
[0016]优选的，所述牺牲层的材料为非晶碳和/或PI。
[0017]优选的，在刻蚀牺牲层之前还包括在牺牲层上形成粘附层，粘附层的材料为:锗硅和/或含氧氮化硅；在形成第二互连孔之后去除所述粘附层。
[0018]优选的，填充所述通孔是利用锗硅材料。
[0019]优选的,所述第一介质层和第二介质层的材料为氮化娃,厚度100至150埃。
[0020]优选的，金属层为钛或氮化钛层厚度为:80至100埃，并且在形成金属层之前包括在牺牲层上形成粘附层。
[0021]优选的，所述干法刻蚀具体参数为:压力8-10mT，功率450-500W，利用100_120sccm CL2> 100_120sccm HBr 和 5_50sccm02。
[0022]另外还提供了一种成像探测器，包括:基底，其包括半导体衬底和第一介质层，在半导体衬底内具有CMOS电路，在第一介质层内具有呈阵列排布的第一互连孔，所述基底表面具有位于四个相邻的接触孔之间的反射层，反射层上方具有一空腔；还包括位于空腔内的:和第一互孔贯通的第二互连孔，第二互连孔的材料为:锗硅；所示反射层上方具有热敏电阻，相邻的四个第二互连孔分别通过4根金属线和其上的第二介质层连接到所述反射层上方的热敏电阻，并且其中连接对角的两个第二互连孔的金属线被第二介质层覆盖；连接另外对角的两个第二互连孔的金属线延伸到反射层上方的部分和热敏电阻互连。
[0023]与现有技术相比，本发明主要具有以下优点:
[0024]本发明的成像探测器的制造方法相比于现有技术:改进了互连层的刻蚀技术，摒弃了现有的湿法刻蚀，并且对干法刻蚀进行了改造，去除了其中的灰化工艺，利用对氮化硅材料刻蚀的刻蚀工艺，在同一步骤中实现对氮化硅和金属层的刻蚀，节省了刻蚀步骤，保证了互连层的质量。
【附图说明】
[0025]通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
[0026]图1是现有的一种成像探测器的结构示意图；
[0027]图2是图1所示的成像探测器的俯视图；
[0028]图3-图12是本发明一实施例的成像探测器的制造方法示意图。
【具体实施方式】
[0029]参考图2，在传统的成像探测器的制造方法中，以一个探测单元为例，包括排列在矩形的四个角上的四个互连孔vl、v2、v3、v4,以及位于四个互连孔中间的热敏电阻20，其中对角的两个互连孔vl、v3通过金属互连线50和热敏电阻20相连，另外两个对角的互连孔v2、v4通过覆盖有介质层的金属互连线和热敏电阻相连，起到支撑平衡的作用。在探测器工作的时候热敏电阻可以将光信号转换为电信号,从而通过一个输入和一个输出的金属互连线将探测到的光信号进行输出。但是在传统技术中，通常采用湿法刻蚀，也就是用掩膜遮盖不需要去除的位置，然后将其浸入刻蚀液中，但是这种方法会造成横向刻蚀严重，造成器件上下连通性不好，性能变差，而且通常金属互连层上会有一层介质层，如果刻蚀金属互连层还需要先把介质层去除，额外增加一道刻蚀工艺。因此，在本发明中发明人首先想到干法刻蚀工艺可以避免横向刻蚀，但是传统的干法刻蚀工艺刻蚀金属的工艺中的灰化步骤会严重损坏牺牲层非晶碳完整性，甚至会把非晶碳全部灰化掉，造成整个器件坍塌；另外，直接利用传统干法刻蚀工艺，在该方案中同样需要先刻蚀介质，再刻蚀金属的两道刻蚀工艺，因此，发明人对现有的干法刻蚀工艺进行了改进，利用一道工艺刻蚀步骤对介质层和金属层。
[0030]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实现方式做详细的说明。为了便于理解本发明以一具体的成像探测器为例进行详细的说明，但本发明并不一定局限于实施例中的结构，任何本领域技术人员可以根据现有技术进行替换的部分，都属于本发明公开和要求保护的范围。
[0031]如图3所示，本发明的成像探测器的制造方法包括下面步骤:
[0032]SlO:提供基底，其包括半导体衬底和第一介质层，在半导体衬底内具有CMOS电路，在介质层内具有呈阵列排布的第一互连孔，所述基底表面具有位于相邻的四个第一互连孔之间的反射层；
[0033]S20:在所述基底上形成牺牲层；
[0034]S30:刻蚀所述牺牲层，形成暴露所述第一互连孔的通孔；
[0035]S40