一種成像探測器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別涉及一種成像探測器的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]微機(jī)電系統(tǒng)(Microelectro Mechanical Systems,簡稱MEMS)是在微電子技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的多學(xué)科交叉的前沿研究領(lǐng)域，是一種采用半導(dǎo)體工藝制造微型機(jī)電器件的技術(shù)。與傳統(tǒng)機(jī)電器件相比，MEMS器件在耐高溫、小體積、低功耗方面具有十分明顯的優(yōu)勢。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已成為世界矚目的重大科技領(lǐng)域之一，它涉及電子、機(jī)械、材料、物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等多種學(xué)科與技術(shù)，具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]成像探測器是一種將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的換能器?，F(xiàn)有的成像探測器的結(jié)構(gòu)如圖1所不:包括:基底10,其包括半導(dǎo)體襯底11和第一介質(zhì)層12,在第一介質(zhì)層12內(nèi)嵌有呈陣列排布的第一互連孔13，所述基底10表面具有位于四個相鄰的第一互連孔13之間的反射層14 ;所述基底10上具有第二介質(zhì)層15、熱敏電阻20和第二互連孔30，所述基底10和第二介質(zhì)層14、熱敏電阻20和第二互連孔30圍成一個空腔35。熱敏電阻20為導(dǎo)電材料，且位于反射層14上方，反射層14可以將入射的光信號反射到熱敏電阻20上，使光信號的損失率降到最低。第二互連孔30與第一互連孔13 —一貫通相連。在第二互連孔30和熱敏電阻20之間形成導(dǎo)電互連的金屬互連線50。但是基于CMOS上的MEMS制造過程中，需要在大塊的犧牲層上面進(jìn)行通孔的填充，其要求填充的薄膜一方面需要具有良好的導(dǎo)電性和通孔填充能力，另一方面需要填充的薄膜有相對較小的應(yīng)力，而且后續(xù)對填充薄膜的刻蝕不能有灰化步驟，以防止?fàn)奚鼘訐p失，所以選擇金屬填充互連孔就會無法解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明解決的技術(shù)問題提供一種成像探測器的制造方法，大大提高成像探測器的可靠性和精確性。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種成像探測器的制造方法，包括步驟:
[0006]提供基底，其包括半導(dǎo)體襯底和第一介質(zhì)層，在半導(dǎo)體襯底中內(nèi)嵌有CMOS電路，在介質(zhì)層內(nèi)嵌有呈陣列排布的第一互連孔，所述基底表面具有位于四個相鄰的接觸孔之間的反射層；
[0007]其特征在于，還包括步驟:
[0008]在所述基底上形成犧牲層；
[0009]刻蝕所述犧牲層，形成暴露所述第一互連孔的通孔；
[0010]利用導(dǎo)電材料填充所述通孔形成第二互連孔；
[0011 ] 在所述犧牲層和第二互連孔上形成金屬層；
[0012]在金屬層上形成第二介質(zhì)層；
[0013]刻蝕去掉部分區(qū)域的第二介質(zhì)層和金屬層，使得相鄰的四個第二互連孔分別通過4根金屬線連接到所述反射層上方的位置，并且4根金屬線斷開，其中連接對角的兩個第二互連孔的金屬線延伸到反射層上方的位置暴露，連接另外對角的兩個第二互連孔的金屬線被第二介質(zhì)層覆蓋；
[0014]利用氫氣和/或氮?dú)鈱饘賹颖砻孢M(jìn)行處理；
[0015]在反射層所對應(yīng)的第二介質(zhì)層上形成熱敏電阻，所述熱敏電阻覆蓋延伸到反射層上方的暴露的金屬線，所述熱敏電阻的材料為非晶硅；
[0016]去除犧牲層。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明主要具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0018]本發(fā)明的成像探測器的制造方法相比于現(xiàn)有技術(shù):利用鍺硅填充互連孔，由于鍺硅和半導(dǎo)體材質(zhì)的側(cè)壁的粘附性好，因此在通孔側(cè)壁沉積的均勻性好，并且應(yīng)力小，進(jìn)一步的還利用非晶硅制作熱敏電阻，提高了熱敏電阻的精確性，進(jìn)一步的還利用對金屬互連線表面處理的技術(shù)，使得金屬互連線和作為熱敏電阻的非晶硅層之間的接觸表面的電學(xué)性能更好，提高了器件的性能。
【附圖說明】
[0019]通過附圖中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的更具體說明，本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按實(shí)際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的主旨。
[0020]圖1是現(xiàn)有的一種成像探測器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是圖1所示的成像探測器的俯視圖；
[0022]圖3-圖11是本發(fā)明一實(shí)施例的成像探測器的制造方法示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]參考圖2，在傳統(tǒng)的成像探測器的制造方法中，以一個探測單元為例，包括排列在矩形的四個角上的四個互連孔vl、v2、v3、v4,以及位于四個互連孔中間的熱敏電阻20，其中對角的兩個互連孔vl、v3通過金屬互連線50和熱敏電阻20相連，另外兩個對角的互連孔v2、v4通過介質(zhì)層和熱敏電阻相連起到支撐平衡的作用。在探測器工作的時候熱敏電阻可以將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，從而通過一個進(jìn)口和一個出口的金屬互連線將光信號進(jìn)行輸出。在本案基于CMOS上的MEMS制造過程中，需要在大塊的犧牲層上面進(jìn)行通孔的填充，其要求填充的薄膜一方面需要具有良好的導(dǎo)電性和通孔填充能力，另一方面需要填充的薄膜有相對較小的應(yīng)力，而且后續(xù)對填充薄膜的刻蝕不能有灰化步驟，以防止?fàn)奚鼘訐p失，所以選擇鍺硅填充互連孔，但是由于鍺硅需要通過金屬層互連到熱敏電阻，從而如果熱敏電阻和金屬層之間的接觸特性不好就會使得器件的電阻過大，從而使得成像探測器的精確度低，因此發(fā)明人進(jìn)一步的想到了對整體進(jìn)行優(yōu)化以降低接觸電阻:在形成非晶硅層的時候，通過利用氫氣和或氫氣和/或氮?dú)鈱饘賹颖砻孢M(jìn)行處理之后，緊接著淀積非晶硅薄膜。這樣對所述金屬層的處理和非晶硅的形成整合在同一制程中，并使其和熱敏電阻表面的接觸特性變好，降低器件的電阻，增加成像探測器的精確度。
[0024]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)方式做詳細(xì)的說明。為了便于理解本發(fā)明以一具體的成像探測器為例進(jìn)行詳細(xì)的說明，但本發(fā)明并不一定局限于實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行替換的部分，都屬于本發(fā)明公開和要求保護(hù)的范圍。
[0025]如圖3所示，本發(fā)明的成像探測器的制造方法包括下面步驟:
[0026]S10:提供基底，其包括半導(dǎo)體襯底和第一介質(zhì)層，在半導(dǎo)體襯底中內(nèi)嵌有CMOS電路，在介質(zhì)層內(nèi)嵌有呈陣列排布的第一互連孔，所述基底表面具有位于相鄰的四個第一互連孔之間的反射層；
[0027]S20:在所述基底上形成犧牲層；
[0028]S30:刻蝕所述犧牲層，形成暴露所述第一互連孔的通孔；
[0029]S40:利用鍺硅填充所述通孔形成第二互連孔；
[0030]S50:在所述犧牲層和第二互連孔上形成金屬層；
[0031]S60:在金屬層上形成第二介質(zhì)層；
[0032]S70:刻蝕去掉部分區(qū)域的第二介質(zhì)層和金屬層；
[0033]S80:利用氫*氣和或氮?dú)鈱饘賹颖砻孢M(jìn)行處理；
[0034]S90:在反射層所對應(yīng)的第二介質(zhì)層上形成熱敏電阻；
[0035]S100:去除犧牲層。
[0036]在本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，參考圖4，結(jié)合步驟S10，首先提供基底110，其可以包括半導(dǎo)體襯底102，其可以為單晶的硅基底、鍺硅基底，鍺基底，并且在半導(dǎo)體襯底上外延生長有多晶5圭、錯或者錯娃材料，也可以外延生長有氧化5圭等材料，半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成有CMOS電路。在半導(dǎo)體襯底102上具有第一介質(zhì)層104,第一介質(zhì)層的材料為氮化娃或者氧化硅，厚度可以為100-200埃。在第一介質(zhì)層104內(nèi)嵌有互連電路，互連電路包括呈陣列排布的第一互連孔116。相鄰的四個第一互連孔，分布在矩形的四個角上，在相鄰的四個第一互連孔之間具有反射層118。
[0037]在本實(shí)施例中，優(yōu)選的在所述第一互連孔116表面具有電極120,所述電極120和反射層118材料相同，