一种图像传感器及其制备方法与流程

本申请涉及图像传感器制作，特别涉及一种图像传感器及其制备方法。

背景技术：

1、如图1-图3所示，图像传感器的金属网格2由下至上依次包括氮化钛层、金属钨层和氮化钛层，金属网格2上设置有teos（四乙氧基硅烷）层3。当前在图像传感器制作过程中，在刻蚀teos层3并暴露出衬底1上的金属网格2时，由于刻蚀气体中的氟离子与金属网格2的氮化钛层中的钛离子发生反应，生成副产物a（即固体四氟化钛），该副产物a覆盖在金属网格2的表面，该副产物a在刻蚀金属网格2时会与金属钨层发生反应，从而造成刻蚀缺陷b的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种图像传感器及其制备方法，可以在形成金属网格时不产生刻蚀缺陷问题。

2、为了解决以上问题，本发明提供一种图像传感器的制备方法，包括以下步骤：包括以下步骤：

3、提供衬底，所述衬底上依次形成有金属结构层、硬掩模复合层和第一teos层，所述硬掩模复合层由下至上依次包括氧化物层和氮化物层；

4、刻蚀所述第一teos层，并刻蚀停止在所述氮化物层中，以形成开口；

5、采用氮化物层对氧化物层高刻蚀选择比的刻蚀工艺，在所述开口处刻蚀所述氮化物层，并暴露出所述氧化物层；

6、采用不含氟元素的刻蚀气体，在所述开口处干法刻蚀所述氧化物层，以暴露出所述金属结构层，再刻蚀所述金属结构层，以形成金属网格。

7、可选的，所述氧化物层包括二氧化硅层，所述氮化物层包括氮化硅层。

8、可选的，所述氧化物层的厚度小于所述氮化物层的厚度。

9、进一步的，所述氧化物层的厚度为50å ~150å；所述氮化物层的厚度为150 å ~250å。

10、可选的，所述金属结构层由下至上依次包括第一氮化钛层、金属层和第二氮化钛层，其中，所述金属层包括钨层。

11、可选的，刻蚀所述第一teos层之前还包括：

12、在所述第一teos层上依次形成无定型碳层、氮氧化物层和图形化的光刻胶层，图形化的所述光刻胶层具有第一初始开口；

13、在所述第一初始开口处，以图形化的所述光刻胶层为掩膜，依次刻蚀所述氮氧化物层和无定型碳层，并暴露出所述第一teos层，所述氮氧化物层和无定型碳层中具有第二初始开口，所述第二初始开口位于所述第一初始开口的正下方，且第一初始开口和第二初始开口连通；

14、去除剩余所述光刻胶层。

15、进一步的，刻蚀所述第一teos层的具体步骤为：

16、在所述第二初始开口处，以所述氮氧化物层和无定型碳层为掩膜刻蚀所述第一teos层，并刻蚀停止在所述氮化物层中，其中，所述开口位于所述第二初始开口正下方，且所述开口和第二初始开口连通；

17、去除所述氮氧化物层和无定型碳层。

18、可选的，不含氟元素的刻蚀气体包括氯气。

19、可选的，氮化物层对氧化物层高刻蚀选择比的刻蚀工艺时使用高刻蚀选择比气体包括ch3f气体。

20、另一方面，本发明还提供一种图像传感器，采用所述的图像传感器的制备方法制备而成，所述图像传感器包括衬底，所述衬底上依次形成有金属网格、硬掩模复合层和第一teos层，所述硬掩模复合层由下至上依次包括氧化物层和氮化物层，所述第一teos层中具有开口，且所述金属网格、硬掩模复合层和第一teos层沿厚度方向对齐设置。

21、与现有技术相比，本发明具有意想不到的技术效果为：

22、本发明提供一种图像传感器及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：提供衬底，所述衬底上依次形成有金属结构层、硬掩模复合层和第一teos层，所述硬掩模复合层由下至上依次包括氧化物层和氮化物层；刻蚀所述第一teos层，并刻蚀停止在所述氮化物层中，以形成开口；采用氮化物层对氧化物层高刻蚀选择比的刻蚀工艺，在所述开口处刻蚀所述氮化物层，并暴露出所述氧化物层；采用不含氟元素的刻蚀气体，在所述开口处干法刻蚀所述氧化物层，以暴露出所述金属结构层，再刻蚀所述金属结构层，以形成金属网格。本发明通过在金属结构层和第一teos层之间增设硬掩模复合层所取得的意想不到的技术效果是：将刻蚀第一teos层时的刻蚀停止层从现有的氮化钛层表面调整至氮化物层中，使得刻蚀第一teos层时刻蚀气体并没有氮化钛接触，不会在该步骤产生副产物，同时在刻蚀所述氧化物层时采用不含氟元素的刻蚀气体，避免了生成副产物四氟化钛，这样在后续刻蚀金属结构层以形成金属网格时不会出现金属刻蚀缺陷。

技术特征：

1.一种图像传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的图像传感器的制备方法，其特征在于，所述氧化物层包括二氧化硅层，所述氮化物层包括氮化硅层。

3.如权利要求1所述的图像传感器的制备方法，其特征在于，所述氧化物层的厚度小于所述氮化物层的厚度。

4.如权利要求3所述的图像传感器的制备方法，其特征在于，所述氧化物层的厚度为50å ~150å；所述氮化物层的厚度为150 å ~250 å。

5.如权利要求1~4中任一项所述的图像传感器的制备方法，其特征在于，所述金属结构层由下至上依次包括第一氮化钛层、金属层和第二氮化钛层，其中，所述金属层包括钨层。

6.如权利要求1~4中任一项所述的图像传感器的制备方法，其特征在于，刻蚀所述第一teos层之前还包括：

7.如权利要求6所述的图像传感器的制备方法，其特征在于，刻蚀所述第一teos层的具体步骤为：

8.如权利要求1~4中任一项所述的图像传感器的制备方法，其特征在于，不含氟元素的刻蚀气体包括氯气。

9.如权利要求1~4中任一项所述的图像传感器的制备方法，其特征在于，氮化物层对氧化物层高刻蚀选择比的刻蚀工艺时使用高刻蚀选择比气体包括ch3f气体。

10.一种图像传感器，采用如权利要求1所述的图像传感器的制备方法制备而成，其特征在于，所述图像传感器包括衬底，所述衬底上依次形成有金属网格、硬掩模复合层和第一teos层，所述硬掩模复合层由下至上依次包括氧化物层和氮化物层，所述第一teos层中具有开口，且所述金属网格、硬掩模复合层和第一teos层沿厚度方向对齐设置。

技术总结
本发明提供一种图像传感器及其制备方法，制备方法包括以下步骤：提供衬底，衬底上依次形成有金属结构层、硬掩模复合层和第一TEOS层，硬掩模复合层依次包括氧化物层和氮化物层；刻蚀第一TEOS层，刻蚀停止在氮化物层中，以形成开口；采用氮化物层对氧化物层高刻蚀选择比的刻蚀工艺，在开口处刻蚀所述氮化物层；采用不含氟元素的刻蚀气体，在开口处干法刻蚀所述氧化物层，以通过在金属结构层和第一TEOS层之间增设硬掩模复合层，以将刻蚀第一TEOS层时的刻蚀停止层从现有的氮化钛层表面调整至氮化物层中，使得刻蚀第一TEOS层时刻蚀气体并没有氮化钛接触，不会产生副产物，同时在刻蚀氧化物层时采用不含氟元素的刻蚀气体，避免生成副产物，并不会出现金属刻蚀缺陷。

技术研发人员：游奕廷,林成芝
受保护的技术使用者：合肥晶合集成电路股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/8