专利名称：沟槽的制造方法及其应用于制造图像传感器方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种在叠层介质层中形成沟 槽的方法及其应用于制造金属氧化物半导体图像传感器的方法。
背景技术：
金属氧化物半导体图像传感器(CMOS image sensor, CIS )由于其低功耗， 高响应速率等优点而被广泛应用于数码相机、摄像机、掌上电脑、可拍照手 机等装置上，其主要原理为通过光敏单元接收光信号并通过光电二极管转 换成电信号，通过金属氧化物半导体器件对所述电信号做进一步的处理，而 转移到存储介质上。随着半导体制造技术向更高技术节点的发展以及对图像 传感器灵敏度及其它性能方面的要求，铜逐渐代替铝作为金属氧化物半导体
一种铜作为互连线的金属氧化物半导体图像传感器的制造方法。图1至图5为 该公开的CIS制造方法的剖面示意图。如图l所示，首先提供一半导体衬底100， 在所述半导体衬底100上形成金属氧化物半导体晶体管104和光敏二极管103， 所述金属氧化物半导体晶体管104和光敏二极管103由浅沟槽隔离102所绝缘 隔离。在所述半导体衬底IOO、金属氧化物半导体晶体管104以及光敏二极管 103上形成绝缘层108,在所述绝缘层108中形成接触孔110并在所述接触孔110 中填充导电物质。在所述绝缘层108上形成介质层112、 118、 126和金属导线 层114、 120、 130的堆栈结构。所述金属导电层之间通过连接孔122和128中填 充金属材料电连通。金属导线层114、 120、 130为金属铜，由于铜易于扩散和 易被氧化的特点，在所述金属导线层114、 120和130上形成还形成有阻挡层116 和124。所述阻挡层116和124可以是氮化硅、碳化硅、碳氮硅化合物中的一种。 在所述介质层126和金属导线层130上形成一覆盖层132。
如图2所示，通过光刻刻蚀在所述光敏二极管上方的绝缘层108、介质层 112、 118、 126和阻挡层116、 124的堆栈结构中形成开口 134,所述开口134底 部的尺寸和光敏二极管的面积相当，所述开口底部露出所述氧化层106。
如图3所示，在所述开口134中沉积介质材料134，所述介质材料134可以 是氣化硅，沉积的厚度至少填满所述开口134。
如图4所示，通过光刻、刻蚀及化学机械研磨去除所述覆盖层132上方的 介质材料134。如图5所示在所述介质材料134，上方形成滤光层(filter) 136、 介质层138和微透镜140。图5所示的结构即构成图像传感器的一个象素，光信 号通过微透镜140、滤光层136、介质材料134，后被光敏二极管103接收而转换 成电信号，然后通过金属氧化物半导体晶体管104控制该电信号的处理。
上述金属氧化物半导体图像传感器的制造方法存在如下缺陷图2所示的 开口 134是通过光刻刻蚀而形成的，然而由于光敏二极管103上方的绝缘层 108、介质层112、 118、 126和阻挡层116、 124的堆栈结构具有较大的厚度, 例如在三层金属导线层时其厚度为2.5至3.0um，从而导致在刻蚀形成开口 134 时很难控制其轮廓，导致开口134的深度和宽度难以达到理想的要求，以至于 填充的介质材料134'影响了到达光敏二极管的光通量或强度，降低了图像传感 器的灵敏度。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种在叠层介质层中形成沟槽的方法及其 应用于制造金属氧化物半导体图像传感器的方法，以解决现有制造铜互连线 的金属氧化物半导体图像传感器中形成沟槽时轮廓难以控制的问题。
为达到上述目的，本发明提供的一种在叠层介质层中形成沟槽的方法， 包括在一半导体基底上形成第一介质层；在所述第一介质层中形成第一开 口；在所述第一开口中填充第一牺牲层；在所述第一介质层上至少形成一第 二介质层，并在所迷第二介质层中形成第二开口，所述第二开口位于所述第 一开口上方，且所述第二开口的深度和所述第二介质层的厚度相同；在所述 第二开口中填充第二牺牲层；去除所述第一牺牲层和第二牺牲层。
所述第一开口和第二开口的线宽相同。
去除所述第一牺牲层和第二牺牲层的方法为湿法刻蚀。
所述第 一牺牲层和第二牺牲层为同种物质。
所述第一牺牲层和第二牺牲层为铜、铝、金、银、钽、钛、氮化钽、氮 化钛、抗反射层、光刻胶中的一种或其组合。
所述第一介质层和第二介质层是氧化硅、氮化硅、碳化硅、氮氧硅化合 物、碳氧硅化合物、碳氮硅化合物、氟硅玻璃、磷硅玻璃、硼硅玻璃、硼磷 硅玻璃、黑钻石中的 一种或其组合。
相应的，本发明还提供一种应用所述方法制造金属氧化物半导体图像传
感器的方法，包括提供一半导体基底，在所述半导体基底中形成有光敏元 件；在所述半导体基底上形成第一介质层；在所述第一介质层中形成第一沟 渠和第一开口，其中所述第一开口位于所述光每文元件上方，且该第一开口的 深度和所述第一介质层的厚度相同；在所述第一沟渠和第一开口中填充第一 导电材料；在所述第一介质层上至少形成一第二介质层，并在所述第二介质 层中形成第二沟渠和第二开口，其中所述第二开口位于所述第一开口的上方， 且该第二开口的深度和所述第二介质层的厚度相同；在所述第二沟渠和第二
开口中填充第二导电材料；去除所述第二开口中的第二导电材料和第 一开口 中的第一导电材料，在所述第一介质层和第二介质层中形成沟槽；在所述沟 槽中填充介质材料；在所述介质材料上方形成用于接受光信号的微透镜。
所述第 一开口和第二开口的线宽相同。
所述第 一开口和第二开口的线宽与所述光敏元件的线宽相同。
所述第 一导电材料和第二导电材料为同种物质。
所述第一导电材料和第二导电材料为铝、铜、金、银、钽、钛、氮化钽 中的一种或其组合。
去除所述第二开口中的第二导电材料和第一开口中的第一导电材料，在 所述第一介质层和第二介质层中形成沟槽的步骤包括在所述第二介质层上 形成覆盖层；通过光刻刻蚀去除所述第二导电材料上方的覆盖层；以所述覆 盖层为硬掩膜，通过湿法刻蚀移除所述第二开口中的第二导电材料和第一开 口中的第一导电材料。
该方法进一步包括在填充介质材料后通过化学机械研磨进行平坦化， 在形成微透镜前在所述介质材料上方形成一 滤光器。
与现有技术相比，本发明具有以下优点
本发明在叠层介质层中形成沟槽的方法将一步同时刻蚀叠层介质层的工 艺分解为多个刻蚀步骤，减小了每一步刻蚀的深度，从而能够很好的控制每 一步中刻蚀的开口的轮廓，在所述每一 步刻蚀的开口中填充与相应介质层具 有较高的刻蚀选"t奪比的材料，即牺牲层，最后通过一步湿法刻蚀去除开口中 的牺牲层，该方法能够4艮好的控制刻蚀出的沟槽的轮廓。
本发明叠层介质层中形成沟槽的方法应用于金属氧化物半导体图像传感 器的制造工艺中，在形成多层铜互连的同时，在光敏元件上方的叠层介质层 中形成开口并填充金属铜，形成牺牲层，然后用湿法刻蚀去除所述光敏元件 上方的介质层的开口中的牺牲层，通过将刻蚀光敏元件上方叠层介质层形成 沟槽的工艺分散于每一步铜互连工艺中，与铜互连工艺同时进行，不但没有 增加额外的工艺，也减小了每一步刻蚀的深度，降低刻蚀的难度，更有利于
控制刻蚀出的开口的轮廓；同时在每一层介质层的开口中填充金属铜，并通 过高选择比的湿法刻蚀移除所述光敏元件上方介质层的开口中的铜，不但避 免了干法刻蚀中等离子体对所述半导体基底的轰击损伤，更使得形成沟槽的 工艺变得易于控制，形成的沟槽具有很好的轮廓。在所述沟槽中填充单一的 介质材料，形成的图像传感器具有较高的灵敏度。
图1至图5为现有一种金属氧化物半导体图像传感器制造方法各步骤相 应的结构的剖面示意图6至图11为根据本发明在叠层介质层中形成沟槽的方法的实施例各步 骤相应结构的剖面示意图12为应用本发明在叠层介质层中形成沟槽的方法制造金属氧化物半导 体图像传感器的实施例的流程图13至图14、图14a、图15至图27为应用本发明形成沟槽的方法制造 金属氧化物半导体图像传感器的实施例各步骤相应结构的剖面示意图。
具体实施例方式
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 对本发明的具体实施方式
做详细的说明。
下面结合实施例对在叠层介质层中形成沟槽的方法进行详细描述。图6 至图11为本发明方法的实施例各步骤相应的结构的剖面示意图。
如图6所示，首先提供一半导体基底300，所述半导体基底300材质可以 是单晶硅、多晶硅、非晶硅、绝缘层上硅、硅锗组合物中的一种。在所述半 导体基底300上形成第一介质层310。所述第一介质层31G为氧化硅、氮化硅、 碳化硅、氮氧硅化合物、碳氧硅化合物、碳氮硅化合物、氟硅玻璃、磷硅玻 璃、硼硅玻璃、硼磷硅玻璃、黑钻石中的一种。其形成方法为物理气相沉积、
化学气相沉积中的一种。
如图7所示，通过光刻刻蚀在所述第一介质层310中形成第一开口 320, 所述第一开口 320的深度和所述第一介质层310的深度相同。如图8所示， 在所述第一开口 320中填充第一牺牲层320a。所述第一牺牲层320a材料为铜、 铝、金、银、钽、钛、氮化钽、氮化钛、抗反射层、光刻胶中的一种或其组 合。其形成的方法为物理气相沉积、化学气相沉积、原子层沉积、旋涂中的 一种。通过化学机械研磨去除所述第一介质层310表面的第一牺牲层320a材 料。
如图9所示，在所述第一介质层310上形成第二介质层330。所述第二介 质层330为氧化硅、氮化硅、碳化硅、氮氧硅化合物、碳氧硅化合物、碳氮 硅化合物、氟硅玻璃、磷硅玻璃、硼硅玻璃、硼磷硅玻璃、黑钻石中的一种。 其形成方法为物理气相沉积、化学气相沉积中的一种。通过光刻刻蚀在所述 第二介质层33Q中形成第二开口 340。所述第二开口 340的线宽和所述第一开 口 320的线宽相同，深度和所述第二介质层330的厚度相同。即所述第二开 口 340的底部全部露出所述第一牺牲层320a的上表面。
如图IO所示，在所述第二开口 340中填充第二牺牲层340a。并通过化学 机械研磨去除所述第二介质层330表面的第二牺牲层340a材料。所述第二牺 牲层340a材质和所述第一牺牲层320a相同。
如图11所示，通过湿法刻蚀去除所述第二开口 340中的第二牺牲层340a 和所述第一开口 320中的第一牺牲层320a，在所述第二介质层330和第一介 质层310中形成沟槽350。湿法刻蚀溶液可选择对所述第二牺牲层340a和第 一牺牲层320a刻蚀速率较大而对所述第二介质层330和第一介质层330刻蚀 速率较小的溶液。
上述在叠层介质层中形成沟槽的方法将一步同时刻蚀叠层介质层的工艺 分解为多个刻蚀步骤，减小了每一步刻蚀的深度，从而能够很好的控制每一 步中刻蚀的开口的轮廓，在所述每一步刻蚀的开口中填充与相应介质层具有 高的刻蚀选择比的材料，即牺牲层，最后通过一步湿法刻蚀去除开口中的牺 牲层，该方法能够很好的控制刻蚀出的沟槽的轮廓。上述叠层介质层不仅可 以是两层，其可以是多层，例如三层、四层、五层等，用同样的方法在所述 多层介质层中分别形成垂直对准的多个开口，并填充牺牲层，最后通过湿法 刻蚀去除所述牺牲层便在上述多个介质层中形成了沟槽。
上述在叠层介质层中形成沟槽的方法可应用于制造金属氧化物半导体图 像传感器工艺中。
图12为所述在叠层介质层中形成沟槽的方法应用于制造金属氧化物半导 体图像传感器的工艺流程图。
如图12所示，提供一半导体基底，在所述半导体上具有金属氧化物半导 体晶体管和光敏元件的(S200)。所述半导体基底材质可以是单晶硅、多晶 硅、非晶硅、绝缘层上硅、硅锗组合物中的一种或其组合，所述金属氧化物 半导体晶体管具有源极、栅极和漏极。所述光敏元件可以是光电二极管。在
所述半导体基底中形成有浅沟槽隔离以绝缘隔离所述金属氧化物半导体晶体 管和光敏元件。
在所述半导体基底上形成第一介质层(S210)。所述第一介质层为氧化硅。
在所述第一介质层中形成第一沟渠和第一开口 (S220)。其中所述第一 开口位于所述光敏元件上方，且该第一开口的深度和所述第一介质层的厚度
相同。所述第一开口的宽度和所述光敏元件的线宽相同，以保证形成的图像 传感器有足够的光信号到达所述光敏元件。在所述第一沟渠填充导电材料可 形成互连线。
在所述第一沟渠和第一开口中填充第一导电材料(S230)。所述第一导 电材料为铝、铜、金、银、钽、钛、氮化钽中的一种或其组合。通过化学机 械研磨去除所述第一介质层上的第一导电材料。
在所述第一介质层上至少形成一第二介质层，并在所述第二介质层中形 成第二沟渠和第二开口 (S240)。其中所述第二开口位于所述第一开口的上方， 且该第二开口的深度和所述第二介质层的厚度相同，线宽和所述第 一开口线 宽相同 所述第二沟渠底部露出所述第一沟渠中填充的第一导电材料。
在所述第二沟渠和第二开口中填充第二导电材料(S250)。然后通过化学 机械研磨进行平坦化。所述第二导电材料和第一导电材料为同种物质。所述
第一沟渠中的第一导电材料和第二沟渠中的第二导电材料形成多层互连结构。
去除所述第二开口中的第二导电材料和第一开口中的第一导电材料，在
所述第一介质层和第二介质层中形成沟槽(S260)。去除的方法可以是湿法刻 蚀。首先在所述第二介质层上方形成覆盖层，通过光刻刻蚀去除所述第二开 口上方的覆盖层，露出所述第二开口中的第二导电材料的上表面，然后去除 光刻胶，通过湿法刻蚀移除所述第二开口中的第二导电材料和第 一开口中的 第一导电材料，湿法刻蚀可以选择对所述第一、二导电材料和第一、二介质 层具有高选择比的刻蚀溶液，例如硫酸。
在所述沟槽中填充介质材料，填充的介质材料为氧化硅，并至少填满所 述沟槽，然后通过化学机械研磨进行平坦化。在所述介质材料上方形成用于 接收光信号的微透镜(S270)。所述微透镜位于所述光敏元件的上方，若要制 造彩色图像传感器，在所述制造微透镜之前还需要在介质材料上先形成滤光 器，所述滤光器可以是红、绿、蓝三原色滤光器；然后再在所述滤光器上形 成微透镜。上述工艺即形成了图像传感器的一个象素，多个象素阵列同时辅 助于外围的控制电路即形成了图像传感器，象素阵列中象素的大小决定了图 像传感器的分辨率。
在制造金属氧化物半导体图像传感器工艺中，由于铜互连的金属氧化物 半导体图像传感器中引入了阻挡层以保护金属铜不被氧化和阻止铜向介质层
中的扩散，而阻挡层和介质层相比具有较大的折射率和吸收系数，所述阻挡 层和介质层的堆栈结构增加了微透镜接收的光信号向光敏元件的传播过程中 的损耗。因而需要通过刻蚀去除光敏元件上方的介质层和阻挡层的堆栈结构， 并填充单一的介质材料，以使得更高的光通量能够到达光敏元件。本发明在 形成多层铜互连的同时在光敏元件上方的叠层介质层中形成开口并填充金属
中的牺牲层，通过将刻蚀光敏元件上方介质层形成沟槽的工艺分散于每一步 铜互连工艺中，与铜互连工艺同时进行，不但没有增加额外的工艺，也减小 了每一步刻蚀的深度，降低刻蚀的难度，更有利于控制刻蚀出的开口的轮廊； 同时在每一层介质层的开口中填充金属铜，并通过高选择比的湿法刻蚀移除 所述光敏元件上方介质层中的铜，不但避免了干法刻蚀中等离子体对所述半 导体基底的轰击损伤，更使得形成沟槽的工艺变得易于控制，形成的沟槽具 有很好的轮廓。在所述沟槽中填充单一的介质材料，形成的图像传感器具有 较高的灵敏度。
下面结合实施例对叠层介质层中形成沟槽的方法应用于制造金属氧化物 半导体图像传感器的工艺进行详细的描述。本实施例中，互连结构为三层。
图13至图27为根据本发明实施例的制造工艺相应步骤的结构的剖面示意图。
如闺13所示，提供一具有金属氧化物半导体晶体管204和光敏元件203 的半导体基底200。所述半导体基底200材质可以是单晶硅、多晶硅、非晶硅、 绝缘层上硅、硅锗组合物中的一种或其组合，所述金属氧化物半导体晶体管 204具有源极、栅极和漏极。所述光敏元件203可以是光电二极管，具有将光 信号转换成电信号的功能。在所述半导体基底200中形成有浅沟槽隔离202 以绝缘隔离所述金属氧化物半导体晶体管204和光敏元件203。在所述半导体 基底200上形成一氧化层或氮化层206，所述氧化层或氮化层206用于保护金 属氧化物半导体晶体管204的栅极和光敏元件203。
如图14所示，在所述氧化层或氮化层206上形成一绝缘层208，所述绝 缘层可以是氧化硅，其形成的方式可以是物理气相沉积或化学气相沉积。通 过光刻刻蚀在所述绝缘层208中形成接触孔(contact) 210，在所述接触孔中填 充导电材料，例如铜、钩、钛、氮化钛、铅、钽等，所述接触孔210形成于 所述金属氧化物半导体晶体管204的上方，以连接所述金属氧化物半导体晶 体管204的源极、栅极或漏极，本实施例中所述接触孔210形成于所述金属 氧化物半导体晶体管204栅极的上方。在形成连接孔210时，也可以同时在 光敏元件上方形成一开口，并在所述开口中填充和接触孔210中同样的导电 材料，如图14a所示的开口 210a填充的导电材料。本实施例中以图14所示的 结构继续说明后续的工艺。
如图15所示，在所述绝缘层208上形成第一介质层212,所述第一介质 层212可以是氧化硅、氮化硅、碳化硅、碳氮硅化合物、碳氧硅化合物、氮 氧硅化合物、氟硅玻璃(FSG)、硼磷硅玻璃、硼硅玻璃、黑钻石(Black Diamond ， BD)中的一种，其形成的方式可以是物理气相沉积、化学气相沉 积、原子层沉积中的一种。
如图16所示，通过光刻刻蚀在所述第一介质层212中形成第一沟渠213 和第一开口213a,其中所述第一开口 213a位于所述光敏元件203的上方，所 述第一开口 213a的深度和所述第一介质层212的厚度相同，所述第一开口 213a的面积和所述光敏元件203的面积相同或大致相同，以保证形成图像传
感器后有足够的光信号到达光敏二极管和充分利用光敏二极管的感光面积， 增加灵敏度。
如图17所示，首先在所述第一沟渠213和第一开口 213a侧壁和底部沉 积金属阻挡材料，例如钽、氮化钽、钛、氮化钛中的一种或组合。然后在所 述第一沟渠213和第一开口 213a中填充第一导电材料，形成第一互连层214 和第 一牺牲层214a,所述第 一互连层214和第 一牺牲层214a材质可以是铝、 铜、金、银、钽、钛、氮化钽中的一种或其组合，其形成的方式为电镀、物 理气相沉积或化学气相沉积，通过化学机械研磨(CMP)平坦化，去除形成 于所述第一介质层212上方的多余的第一导电材料。所述第一互连层214和 第一牺牲层214a是同时进行的，没有增加额外的工艺。不同的只是在形成第 一沟渠213的掩模板上增加第一开口 213a的图形，使得光刻刻蚀形成所述第 一沟渠213的同时也形成第一开口 213a。
如图18所示，在所述第一介质层212的上方形成第一阻挡层216。所述 第一阻挡层216材质可以是氮化硅、碳化硅、碳氮硅化合物中的一种，其厚 度为100至800埃。形成的方式可以是物理气相沉积或化学气相沉积。在所 述第一阻挡层上形成第二介质层218。所述第二介质层218可以是氧化硅。
如图19所示，通过光刻刻蚀在所述第二介质层218中形成第二沟渠219、 221和第二开口 219a。所述第二开口 219a位于所述第一开口 213a上方，且所 述第二开口 219a深度和所述第二介质层218的厚度相同，其宽度和所述第一 开口 214a的宽度相同。通过进一步刻蚀去除所述第二沟渠221和第二开口 219a底部的第一阻挡层216,使得第二开口 219a底部露出所述第一牺牲层 214a,第二沟渠221底部露出所述第一互连层214。所述第二沟渠219和221 的形成一般需要两步光刻刻蚀工艺，即双镶嵌结构中的沟槽和连接孔的形成 工艺，这里不再赘述。与形成所述第二沟渠219和221同步进行的第二开口 219a也同样是两步光刻刻蚀工艺而形成。
如图20所示，在所述第二沟渠219、 221和第二开口 219a中填充第二导 电材料，形成第二互连层220和第二牺牲层220a,所述连线222为第一互连 层214和第二互连层220的连接导线。所述第二牺牲层220a位于所述第一牺 牲层214a的正上方，并与所述第一牺牲层214a的上表面完全接触，成为一体。 本实施例中所述第二互连层220、第二牺牲层220a和连线222的材质为金属
铜。
如图21所示，在所述第二介质层218上形成第二阻挡层224和第三介质 层226。所述第二阻挡层224为氮化硅、碳化硅、碳氮硅化合物中的一种。所 述第三介质层226为氧化硅。如图22所示，用同样的方法形成第三互连层230 和第三牺牲层230a，所述连线228连接所述第三互连层230和第二互连层220， 所述第三牺牲层230a与所述第二牺牲层220a、第一牺牲层214a连为一体。 本实施例中所述第三互连层230、第三牺牲层230a和连线228的材质为铜。
如图23所示，在所述第三介质层231上形成第三阻挡层231和覆盖层232。 所述第三阻挡层231为氮化硅、碳化硅、碳氮硅化合物中的一种。所述覆盖 层232为氧化硅和氮氧硅化合物的组合。
如图24所示，在所述覆盖层232上旋涂光刻胶，并通过曝光显影去除所 述第三牺牲层230a上方的光刻胶，通过刻蚀去除所述未^C光刻胶覆盖的覆盖 层232，形成第三开口 234,通过刻蚀所述第三开口 234底部的第三阻挡层使 所述第三开口 234底部露出所述第三牺牲层230a的上表面，去除所述光刻胶。
如图25所示，通过湿法刻蚀去除所述第三牺牲层230a、第二牺牲220a 和第一牺牲214a,形成沟槽234a。所述沟槽234a的底部露出所述绝缘层208 的上表面。若采用如图14a所示的结构，则形成沟槽234a后其底部露出所述 氧化硅或氮化硅206的表面，进一步需要通过刻蚀使得光敏元件203的上表 面露出。
如图26所示，在所述沟槽234a中填充介质材料234b。填充的厚度至少 填满所述沟槽234a，并通过化学机械研磨除去所述覆盖层232上方多余的介
质材料。
如图27所示，在所述介质材料234b上形成滤光器237、保护层236，在 所述保护层236上方与所述滤光器237相应的位置形成微透镜238。所述滤光 器可以是红、绿、蓝三原色滤光器。上述工艺即形成了图像传感器的一个象 素，多个象素阵列同时辅助于外围的控制电路即形成了图像传感器，象素阵 列象素的大小决定了图像传感器的分辨率。
在上述金属氧化物半导体图像传感器的制造工艺中，本发明在形成多层 铜互连的同时在光敏元件上方的叠层介质层中形成开口并填充金属铜，形成 多个牺牲层，然后用湿法刻蚀去除所述光敏元件上方的叠层介质层中的多个
牺牲层，通过将刻蚀光敏元件上方叠层介质层形成开口的工艺分散于每一步 铜互连工艺中，与铜互连工艺同时进行，不但没有增加额外的工艺，也减小
了每一步刻蚀的深度，降低刻蚀的难度，更有利于控制刻蚀出的开口的轮廓；
同时在每一层介质层中的开口中填充金属铜，并通过高选择比的湿法刻蚀移 除所述光敏元件上方介质层的开口中的铜，不但避免了干法刻蚀中等离子体 对所述半导体基底的轰击损伤，更使得形成沟槽的工艺变得易于控制，形成 的沟槽具有很好的轮廓。在所述沟槽中填充单一的介质材料，形成的图像传 感器具有较高的灵敏度。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何 本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和 修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
权利要求
1、一种在叠层介质层中形成沟槽的方法，包括在一半导体基底上形成第一介质层；在所述第一介质层中形成第一开口；在所述第一开口中填充第一牺牲层；在所述第一介质层上至少形成一第二介质层，并在所述第二介质层中形成第二开口，所述第二开口位于所述第一开口上方，且所述第二开口的深度和所述第二介质层的厚度相同；在所述第二开口中填充第二牺牲层；去除所述第一牺牲层和第二牺牲层。
2、 如权利要求1所述的在叠层介质层中形成沟槽的方法，其特征在于 所述第 一开口和第二开口的线宽相同。
3、 如权利要求1所述的在叠层介质层中形成沟槽的方法，其特征在于 用湿法刻蚀去除所述第 一牺牲层和第二牺牲层。
4、 如权利要求1所述的在叠层介质层中形成沟槽的方法，其特征在于 所述第 一牺牲层和第二牺牲层为同种物质。
5、 如权利要求4所述的在叠层介质层中形成沟槽的方法，其特征在于 所述第一牺牲层和第二牺牲层为铜、铝、金、银、钽、钛、氮化钽、氮化钛、 抗反射层、光刻胶中的一种或其组合。
6、 如权利要求1所述的在叠层介质层中形成沟槽的方法，其特征在于 所述第一介质层和第二介质层是氧化硅、氮化硅、碳化硅、氮氧硅化合物、 碳氧硅化合物、碳氮硅化合物、氟硅玻璃、磷硅玻璃、硼硅玻璃、硼磷硅玻 璃、黑钻石中的一种或其组合。
7、 一种应用权利要求1的方法制造金属氧化物半导体图像传感器的方法，包括提供一半导体基底，在所述半导体基底中形成有光敏元件； 在所述半导体基底上形成第一介质层；在所述第一介质层中形成第一沟渠和第一开口，其中所述第一开口位于 所述光敏元件上方，且该第一开口的深度和所述第一介质层的厚度相同； 在所述第一沟渠和第一开口中填充第一导电材料； 在所述第一介质层上至少形成一第二介质层，并在所述第二介质层中形成第二沟渠和第二开口，其中所述第二开口位于所述第一开口的上方，且该 第二开口的深度和所述第二介质层的厚度相同；在所述第二沟渠和第二开口中填充第二导电材料；去除所述第二开口中的第二导电材料和第一开口中的第一导电材料，在所述第一介质层和第二介质层中形成沟槽； 在所述沟槽中填充介质材料；在所述介质材料上方形成用于接受光信号的微透镜。
8、 如权利要求7所述的方法，其特征在于所述第一开口和第二开口的 线宽相同。
9、 如权利要求8所述的方法，其特征在于所述第一开口和第二开口的 线宽与所述光敏元件的线宽相同。
10、 如权利要求7所述的方法，其特征在于所述第一导电材料和第二 导电材料为同种物质。
11、 如权利要求IO所述的方法，其特征在所于所述第一导电材料和第 二导电材料为铝、铜、金、银、钽、钛、氮化钽中的一种或其组合。
12、 如权利要求7所述的方法，其特征在于去除所述第二开口中的第 二导电材料和第一开口中的第一导电材料，在所述第一介质层和第二介质层 中形成沟槽的步骤包括在所述第二介质层上形成覆盖层；通过光刻刻蚀去除所述第二导电材料上方的覆盖层；以所述覆盖层为硬掩膜，通过湿法刻蚀移除所述第二开口中的第二导电 材料和第 一开口中的第 一导电材料。
13、 如权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括在填充介质材料后通过化学机械研磨进行平坦化。
14、 如权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括在形成微透镜前在所述介质材料上方形成一 滤光器。
全文摘要
一种在叠层介质层中形成沟槽的方法，包括在一半导体基底上形成第一介质层；在所述第一介质层中形成第一开口；在所述第一开口中填充第一牺牲层；在所述第一介质层上至少形成一第二介质层，并在所述第二介质层中形成第二开口，所述第二开口位于所述第一开口上方，且所述第二开口的深度和所述第二介质层的厚度相同；在所述第二开口中填充第二牺牲层；去除所述第一牺牲层和第二牺牲层。本发明方法能够形成较好的沟槽轮廓。
文档编号H01L21/70GK101183658SQ20061011830
公开日2008年5月21日 申请日期2006年11月13日 优先权日2006年11月13日
发明者卢普生, 杨建平 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司