紅外圖像傳感器及其形成方法

專利名稱：紅外圖像傳感器及其形成方法
技術領域：
本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及紅外圖像傳感器及其形成方法。
背景技術：
現有的紅外圖像傳感器需要單獨的封裝工藝。圖I為現有的紅外圖像傳感器封裝結構示意圖，參考圖I，在形成紅外圖像傳感器10后，將紅外圖像傳感器10放置在金屬基座21上，然后在紅外圖像傳感器10上設置溫度控制部件(圖中未示出)；之后利用鍺窗22將金屬基座21上的開口封閉，接著，對金屬基座抽真空后，將金屬基座密封，從而實現對紅外圖像傳感器的封裝工藝。然而，現有的紅外圖像傳感器的形成工藝為標準的半導體工藝，上述封裝工藝與
半導體工藝不兼容。另外，現有的紅外圖像傳感器的形成方法工藝復雜。

發明內容
本發明解決的問題是現有的紅外圖像傳感器的封裝工藝與半導體工藝不兼容；以及，紅外圖像傳感器的形成方法工藝復雜。為解決上述問題，本發明提供一種形成紅外圖像傳感器的方法，包括提供具有CMOS控制電路的襯底；在所述襯底上方形成像素結構、所述像素結構和所述控制電路電連接的插栓；像素結構和所述襯底之間還形成有第一犧牲層；形成像素結構以及插栓之后，還包括 形成具有第一開口的第二犧牲層，覆蓋所述像素結構，所述第一開口位于所述插栓上方；在所述第二犧牲層上、所述第一開口的側壁和底部形成支撐層；在所述支撐層中形成第二開口，通過所述第二開口去除所述第一犧牲層、第二犧牲層；去除所述第一犧牲層、第二犧牲層后，形成封蓋層，覆蓋所述支撐層、填滿所述第一開口、第二開口，所述封蓋層為對紅外線的透射層；在所述封蓋層和支撐層中形成第三開口，之后利用物理氣相沉積工藝在所述第三開口中形成密封層，密封所述第三開口。可選的，所述封蓋層為多層結構，從所述支撐層上由下至上依次包括鍺層和硫化鋅層的疊層結構，所述疊層結構至少為一組；所述支撐層的材料為非晶硅、微晶硅或多晶硅。可選的，所述密封層的形成工藝為準真空的物理氣相沉積工藝，使密封層達到真空密封的作用。可選的，所述密封層的材料包括鋁、鈦、金、鉭、鎳、鈷、鎘其中之一或者他們的合金之一，或者包括絕緣材料。可選的，利用物理氣相沉積工藝在所述第三開口中形成密封層的方法包括利用物理氣相沉積工藝沉積密封層，覆蓋所述封蓋層且填充所述第三開口 ；利用光刻、刻蝕工藝去除像素區域的密封層。可選的，在所述襯底上方形成像素結構、所述像素結構和所述控制電路電連接的插栓的方法包括在所述襯底上由下至上依次形成具有第四開口的粘附層和第一犧牲層，所述第四開口暴露出像素結構與CMOS控制電路電連接的位置；在所述第四開口中形成第一介質層，所述第一介質層的表面與所述第一犧牲層的表面相平；在所述第一介質層中形成插栓，所述插栓與所述CMOS控制電路電連接；在所述第一犧牲層和插栓形成的表面上形成紅外圖像傳感器的像素結構。可選的，所述粘附層的材料為多晶鍺或多晶鍺硅。可選的，所述插栓的材料為鎢、鋁、銅、鈦、鎳、鈷、鉻、鎘其中之一或者他們的合金
之一，或者導電的非金屬。可選的，在所述第四開口中形成第一介質層的方法包括形成第一介質層，覆蓋所述第一犧牲層、填滿所述第四開口 ；對所述第一介質層進行平坦化，直至暴露出所述第一犧牲層。可選的，在所述第一介質層中形成插栓的方法包括形成保護層，覆蓋所述第一犧牲層和所述第一介質層；利用光刻、刻蝕工藝在所述第一介質層、保護層中形成通孔；形成導電層，覆蓋所述保護層、填滿所述通孔；去除所述保護層、高出所述通孔的導電層，剩余通孔內的導電層作為插栓。可選的，去除所述保護層、高出所述通孔的導電層的方法為化學機械拋光工藝或者回刻蝕工藝。可選的，所述保護層的材料為氧化硅、氮化硅或者氮氧化硅。本發明還提供一種紅外圖像傳感器，包括具有CMOS控制電路的襯底；位于所述襯底上方的像素結構，所述像素結構和所述控制電路通過插栓電連接；所述襯底和所述像素結構之間為第一空腔；位于所述像素結構上方的支撐層，所述支撐層和所述像素結構之間為第二空腔；位于所述支撐層上的封蓋層，所述封蓋層為對紅外線的透射層；所述封蓋層具有開口，所述開口中具有密封層。可選的，所述支撐層的材料為非晶硅、微晶硅或多晶硅；所述封蓋層為多層結構，從所述支撐層上由下至上依次包括鍺層和硫化鋅層的疊層結構，所述疊層結構至少為一組。可選的，所述密封層的材料包括鋁、鈦、金、鉭、鎳、鈷、鎘其中之一或者他們的合金之一，或者包括絕緣材料。可選的，密封層的形成工藝為準真空的物理氣相沉積工藝。
與現有技術相比，本發明具有以下優點本發明的紅外圖像傳感器的形成方法，不需要像現有技術那樣進行單獨的封裝工藝，而是在形成像素結構之后，直接對紅外圖像傳感器進行自封蓋工藝。該自封蓋工藝的具體工藝為形成具有第一開口的第二犧牲層，覆蓋所述像素結構，所述第一開口位于所述插栓上方；在所述第二犧牲層上、所述第一開口的側壁和底部形成支撐層，在支撐層中形成第二開口，通過第二開口去除第二犧牲層；去除第二犧牲層后，形成封蓋層，覆蓋支撐層、填滿第一開口、第二開口，封蓋層為對紅外線的透射層；之后在封蓋層中形成第三開口，之后利用物理氣相沉積工藝在所述第三開口中形成密封層，密封所述第三開口。該自封蓋工藝與傳統的半導體工藝兼容。 另外，本發明中，形成像素結構以及插栓的方法具體為在襯底上由下至上依次形成具有第四開口的粘附層和第一犧牲層，第四開口暴露出像素結構與CMOS控制電路電連接的位置；在第四開口中形成第一介質層，第一介質層的表面與第一犧牲層的表面相平；在第一介質層中形成插栓，該插栓與CMOS控制電路電連接；在第一犧牲層和插栓形成的表 面上形成紅外圖像傳感器的像素結構。其形成工藝較現有技術簡單。


圖I為現有的紅外圖像傳感器封裝結構示意圖；圖2為本發明具體實施例的形成紅外圖像傳感器的流程圖；圖3為本發明具體實施例的紅外圖像傳感器的像素結構示意圖；圖4為本發明具體實施例的紅外圖像傳感器的像素布局示意圖；圖5至圖17為本發明具體實施例的形成紅外圖像傳感器沿圖3中a-a方向的剖面結構示意圖。
具體實施例方式為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式
做詳細的說明。在以下描述中闡述了具體細節以便于充分理解本發明。但是本發明能夠以多種不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似推廣。因此本發明不受下面公開的具體實施方式
的限制。圖2為本發明具體實施例的形成紅外圖像傳感器的流程圖，參考圖2，本發明具體實施例的形成紅外圖像傳感器的方法包括步驟S21，提供具有CMOS控制電路的襯底；步驟S22，在所述襯底上方形成像素結構、所述像素結構和所述控制電路電連接的插栓；像素結構和所述襯底之間還形成有第一犧牲層；形成像素結構以及插栓之后，還包括步驟S23，形成具有第一開口的第二犧牲層，覆蓋所述像素結構，所述第一開口位于所述插栓上方；步驟S24，在所述第二犧牲層上、所述第一開口的側壁和底部形成支撐層；步驟S25，在所述支撐層中形成第二開口，通過所述第二開口去除所述第二犧牲層；步驟S26，去除所述第二犧牲層后，形成封蓋層，覆蓋所述支撐層、填滿所述第一開口、第二開口，所述封蓋層為對紅外線的透射層；步驟S27，在所述封蓋層和支撐層中形成第三開口，之后利用物理氣相沉積工藝在所述第三開口中形成密封層，密封所述第三開口。圖3為本發明具體實施例的紅外圖像傳感器的像素結構示意圖，圖4為本發明具體實施例的紅外圖像傳感器的像素布局示意圖，圖5至圖17為本發明具體實施例的形成紅外圖像傳感器沿圖3中a-a方向的剖面結構示意圖。由于，紅外圖像傳感器中的像素結構呈陣列排布，而且各個像素結構相同，在圖5至圖15僅示意出一個像素結構。下面結合參考圖2、圖3、圖4和圖5-圖17詳述本發明具體實施例的形成紅外圖像傳感器的方法。
參考圖2和圖5，執行步驟S21，提供具有CMOS控制電路(圖中未示)的襯底30。在CMOS控制電路上具有介質層31，該介質層31中具有與CMOS控制電路電連接的互連結構32。在介質層31的表面具有反射層33，該反射層33的材料為鋁，但不限于鋁。襯底30的材料可以為單晶硅、單晶鍺或者單晶鍺硅、III - V族元素化合物、單晶碳化硅。參考圖2和圖6至圖10、圖3，執行步驟S22，在所述襯底上方形成像素結構50、所述像素結構和所述控制電路電連接的插栓442a、442b。該步驟S22可以為現有的方法，也可以不是現有的方法，在本實施例中，采用和現有技術不同的方法，具體的形成工藝包括參考圖6，形成反射層33后，在所述襯底30上由下至上依次形成具有第四開口 44的粘附層34和第一犧牲層35，所述第四開口 44暴露出與像素結構CMOS控制電路電連接的位置即插栓的位置，所述第一犧牲層35的材料為非晶碳，但不限于非晶碳。具體方法為在所述反射層33上形成粘附層34，在粘附層34上形成第一犧牲層35，在第一犧牲層35上形成抗反射層(圖中未示出)，該抗反射層的作用是防止在光刻過程中出現反射、衍射等效應，如果光刻過程中不會出現反射、衍射等效應則無需形成抗反射層；之后，利用光刻、刻蝕工藝對粘附層34和第一犧牲層35進行刻蝕，在粘附層34和第一犧牲層35中形成第四開口44，其中，該第四開口 44定義之后形成的像素結構與CMOS控制電路電連接的位置。其中，粘附層的材料為多晶鍺或多晶鍺硅，但不限于多晶鍺、多晶鍺硅，粘附層的作用是為了提高反射層與第一犧牲層之間的粘附力，如果直接在反射層上形成材料為非晶碳的第一犧牲層，反射層和第一犧牲層之間粘附力較差，兩層之間容易出現剝離現象。參考圖7,在所述第四開口中形成第一介質層441,所述第一介質層441的表面與所述第一犧牲層35的表面相平。具體為利用氣相沉積方法形成第一介質層，覆蓋所述第一犧牲層35、填滿所述第四開口，第一介質層的材料可以為氧化硅或氮化硅等本領域技術人員公知的介質材料；利用化學機械拋光工藝對所述第一介質層進行平坦化，直至暴露出第一犧牲層35。接著，參考圖8、圖9和圖10，且參考圖3，在所述第一介質層441中形成插栓442，插栓442與所述CMOS控制電路電連接，在圖3的示意圖中，將插栓442根據形成位置的不同，分為插栓442a、插栓442b。具體形成插栓442的方法為參考圖8,利用氣相沉積工藝形成保護層36，覆蓋所述第一犧牲層35和所述第一介質層441，保護層的材料可以為氧化硅、氮化硅或者氮氧化硅等本領域技術人員公知的介質材料，該保護層的作用是防止在之后的工藝中利用光刻、刻蝕工藝形成通孔時，對第一犧牲層有損傷；參考圖9，利用光刻、刻蝕工藝在所述第一介質層441、保護層36中形成通孔(圖9中未標號);之后，利用氣相沉積工藝形成導電層37，覆蓋所述保護層36、且填滿所述通孔；之后，參考圖10，利用化學機械拋光工藝或者回刻蝕工藝去除所述保護層36、高出所述通孔的導電層，剩余通孔內的導電層作為插栓442，插栓442的材料為鎢、鋁、銅、鈦、鎳、鈷、鉻、鎘其中之一或者他們的合金之一，或者導電的非金屬，比如多晶鍺硅、非晶鍺硅、多晶硅、非晶硅、多晶鍺、非晶鍺其中之一。可以選擇多晶錯娃、非晶錯娃、多晶娃、非晶娃、多晶錯、非晶錯。之 后形成紅外圖像傳感器的像素結構，具體工藝包括參考圖11、圖12和圖3、圖4，在所述第一犧牲層和插栓上形成紅外圖像傳感器的像素結構50。具體步驟包括利用氣相沉積方法形成第二介質層51，覆蓋所述第一犧牲層35、插栓442以及第一介質層441，第二介質層的材料為氮化硅，或者為本領域技術人員公知的其他介質材料。利用光刻、刻蝕工藝在第二介質層中形成開口(圖中未標號)，該開口暴露出插栓442;形成導電層，覆蓋開口的側壁、底部和第二介質層51，該導電層的材料為氮化鈦(TiN)或鈦(Ti)，但導電層的材料不限于氮化鈦、鈦，可以為其他吸熱的導電材料；利用光刻、刻蝕工藝對導電層進行圖形化，形成紅外線熱吸收結構52，該紅外線熱吸收結構也起到導電的作用，與插栓442電連接。接著，利用氣相沉積工藝形成第三介質層53，覆蓋所述紅外線熱吸收結構52和第二介質層51,第三介質層的材料為氮化娃等本領域技術人員公知的介質材料；利用光刻、刻蝕工藝對第三介質層進行圖形化，暴露出之后形成的熱感應結構與紅外線熱吸收結構接觸的區域。接著，形成熱感應層，覆蓋所述熱吸收結構和第三介質層53，利用光刻、刻蝕工藝對熱感應層進行圖形化，形成熱感應結構54。該實施例中，熱感應層的材料為非晶硅或微晶硅，但不限于非晶硅、微晶硅，也可以為本領域技術人員公知的其他熱感應材料。然后，參考圖12，利用光刻、刻蝕工藝對第二介質層、第三介質層和紅外熱吸收結構進行圖形化，形成互連線55。本發明中形成紅外圖像傳感器的紅外線熱吸收結構以及熱感應結構的方法適用于各種結構的紅外圖像傳感器，只是在圖形化各層時，需要根據各層的圖形調整光罩。參考圖3和圖4，在圖示的實施例中，形成的紅外線熱吸收結構包括兩個并聯部分。每一部分均呈梳齒狀，包括兩個平行排列的梳齒部50a、50b，該梳齒部呈長方形結構，兩個并聯部分的梳齒部間隔排列；還包括連接梳齒部、且分別與一個插栓電連接的互連線55 ;與兩個并聯部分連接的兩個插栓442a呈對角排列。在另外兩個角上的另兩個插栓442b不起電連接作用，僅起到支撐平衡像素結構的作用，因此在圖形化導電層形成熱吸收結構時，該另兩個插栓和梳齒部之間沒有形成互連線。在熱吸收結構中，梳齒部起吸收紅外線熱量的作用，互連線的作用為電連接，將梳齒部通過插栓與CMOS控制電路電連接。形成像素結構后，對紅外圖像傳感器進行自封裝工藝，具體工藝如下結合參考圖13和圖2，執行步驟S23，形成具有第一開口 41的第二犧牲層45，覆蓋所述像素結構，所述第一開口 41位于所述插栓442上方，所述第二犧牲層的材料為非晶碳，但不限于非晶碳。具體方法為利用化學氣相沉積形成第二犧牲層45 ;之后，在第二犧牲層上形成抗反射層(圖中未示)，如果不需要進行抗反射，也可以無需形成抗反射層；接著，利用光刻、刻蝕工藝圖形化第二犧牲層和抗反射層形成第一開口 41 ;然后，去除抗反射層。參考圖14和圖2，執行步驟S24，在所述第二犧牲層45上、所述第一開口 41的側壁和底部形成支撐層61 ;該支撐層61的材料為非晶硅、微晶硅或多晶硅，其形成方法為氣相沉積方法。該支撐層61的作用為在之后的步驟中將第二犧牲層去除后，該支撐層61可以起到支撐像素結構上方的封蓋層以及密封層的作用。形成支撐層61后，繼續參考圖14和圖2，執行步驟S25，利用光刻、刻蝕工藝在所述支撐層中形成第二開口 42，并通過所述第二開口去除所述第二犧牲層、第一犧牲層。去除第二犧牲層、第一犧牲層后，在襯底和像素結構之間形成了第一空腔461，在支撐層61和像素結構之間形成了第二空腔462。第二犧牲層、第二犧牲層的材料為非晶碳，具體的去除方法包括等離化氧氣形成氧等離子體；將所述氧等離子體通入所述第二開口，在溫度范圍為150°C 450°C的條件下灰化所述非晶碳。去除所述第一犧牲層、第二犧牲層后，參考圖15和圖14、圖2，執行步驟S26，形成封蓋層62，覆蓋所述支撐層61、填滿所述第一開口 41、第二開口 42，所述封蓋層為對紅外線的透射層，可以使紅外線從外部透射進像素結構。封蓋層62為多層結構，從所述第二犧牲層上由下至上依次包括鍺層621和硫化鋅層622的疊層結構，該疊層結構至少為一組。具
體來說，當疊層結構為一組時，在支撐層上形成鍺層，在鍺層上形成硫化鋅層。如果疊層結構為兩組時，在支撐層上形成鍺層，在鍺層上形成硫化鋅層；接著，在硫化鋅層上再形成鍺層，在鍺層上再形成硫化鋅層。如果為三組以上包括三組，則依次類推。形成封蓋層后，參考圖16和圖2，執行步驟S27，在所述封蓋層和支撐層中形成第三開口 43，形成第三開口 43的方法為光刻、刻蝕工藝。參考圖17，之后利用物理氣相沉積工藝在所述第三開口中形成密封層63，密封所述第三開口。所述密封層的材料包括鋁、鈦、金、鉭、鎳、鈷、鎘其中之一或者他們的合金之一，或者包括絕緣材料，比如Si02、Si3N4、SiC、SiCO0密封層的形成工藝為準真空的物理氣相沉積工藝，使密封層達到真空密封的作用，也就是使空腔達到真空狀態。利用準真空物理氣相沉積工藝在所述第二開口中形成密封層的方法包括利用物理氣相沉積工藝沉積密封層，覆蓋所述封蓋層且填充所述第三開口 ；利用光刻、刻蝕工藝去除像素區域的密封層。由于物理氣相沉積工藝中，需要在準真空條件下進行，壓強范圍約為10_6torr，因此利用物理氣相沉積工藝密封第三開口可以達到很好的密封效果。本發明的紅外圖像傳感器的形成方法，不需要像現有技術那樣進行單獨的封裝工藝，而是在形成像素結構之后，直接對紅外圖像傳感器進行自封蓋工藝。該自封蓋工藝的具體工藝為形成具有第一開口的第二犧牲層，覆蓋所述像素結構，所述第一開口位于所述插栓上方；在所述第二犧牲層上、所述第一開口的側壁和底部形成支撐層，在支撐層中形成第二開口，通過第二開口去除第二犧牲層；去除第二犧牲層后，形成封蓋層，覆蓋支撐層、填滿第一開口、第二開口，封蓋層為對紅外線的透射層；之后在封蓋層中形成第三開口，之后利用物理氣相沉積工藝在所述第三開口中形成密封層，密封所述第三開口。該自封蓋工藝與傳統的半導體工藝兼容。另外，本發明中，形成像素結構以及插栓的方法具體為在襯底上由下至上依次形成具有第四開口的粘附層和第一犧牲層，第四開口暴露出像素結構與CMOS控制電路電連接的位置；在第四開口中形成第一介質層，第一介質層的表面與第一犧牲層的表面相平；在第一介質層中形成插栓，該插栓與CMOS控制電路電連接；在第一犧牲層和插栓形成的表面上形成紅外圖像傳感器的像素結構。其形成工藝較現有技術簡單。
參考圖15和圖17、圖3和圖4，本發明還提供一種紅外圖像傳感器，包括具有CMOS控制電路的襯底30 ；位于所述襯底上方的像素結構50，所述像素結構和所述控制電路通過插栓442電連接；所述襯底30和所述像素結構之間為第一空腔461 ；位于所述像素結構上方的支撐層61，所述支撐層61和所述像素結構之間為第二空腔462 ；位于所述支撐層61上的封蓋層62，所述封蓋層62為對紅外線的透射層；所述封蓋層具有開口，所述開口中具有密封層63 ;所述支撐層的材料為非晶硅、微晶硅或多晶硅；所述封蓋層為多層結構，從所述支撐層上由下至上依次包括鍺層和硫化鋅層的疊層結構，所述疊層結構至少為一組。所述密封層的材料為鋁。方法部分描述的關于結構和材料的內容可以援引于此，在此不做贅述。本發明雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發明，任何本領域技術人員在不脫離本發明的精神和范圍內，都可以利用上述揭示的方法和技術內容對本發明技術方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發明技術方案的保護范圍。
權利要求
1.一種形成紅外圖像傳感器的方法，其特征在于，包括 提供具有CMOS控制電路的襯底； 在所述襯底上方形成像素結構、所述像素結構和所述控制電路電連接的插栓；像素結構和所述襯底之間還形成有第一犧牲層； 形成像素結構以及插栓之后，還包括 形成具有第一開口的第二犧牲層，覆蓋所述像素結構，所述第一開口位于所述插栓上方； 在所述第二犧牲層上、所述第一開口的側壁和底部形成支撐層； 在所述支撐層中形成第二開口，通過所述第二開口去除所述第一犧牲層、第二犧牲層； 去除所述第一犧牲層、第二犧牲層后，形成封蓋層，覆蓋所述支撐層、填滿所述第一開口、第二開口，所述封蓋層為對紅外線的透射層； 在所述封蓋層和支撐層中形成第三開口，之后利用物理氣相沉積工藝在所述第三開口中形成密封層，密封所述第三開口。
2.如權利要求I所述的形成紅外圖像傳感器的方法，其特征在于，所述封蓋層為多層結構，從所述支撐層上由下至上依次包括鍺層和硫化鋅層的疊層結構，所述疊層結構至少為一組；所述支撐層的材料為非晶硅、微晶硅或多晶硅。
3.如權利要求I所述的形成紅外圖像傳感器的方法，其特征在于，所述密封層的形成工藝為準真空的物理氣相沉積工藝，使密封層達到真空密封的作用。
4.如權利要求3所述的形成紅外圖像傳感器的方法，其特征在于，所述密封層的材料包括鋁、鈦、金、鉭、鎳、鈷、鎘其中之一或者他們的合金之一，或者包括絕緣材料。
5.如權利要求3所述的形成紅外圖像傳感器的方法，其特征在于，利用物理氣相沉積工藝在所述第三開口中形成密封層的方法包括 利用物理氣相沉積工藝沉積密封層，覆蓋所述封蓋層且填充所述第三開口 ； 利用光刻、刻蝕工藝去除像素區域的密封層。
6.如權利要求I所述的形成紅外圖像傳感器的方法，其特征在于，在所述襯底上方形成像素結構、所述像素結構和所述控制電路電連接的插栓的方法包括 在所述襯底上由下至上依次形成具有第四開口的粘附層和第一犧牲層，所述第四開口暴露出像素結構與CMOS控制電路電連接的位置； 在所述第四開口中形成第一介質層，所述第一介質層的表面與所述第一犧牲層的表面相平； 在所述第一介質層中形成插栓，所述插栓與所述CMOS控制電路電連接； 在所述第一犧牲層和插栓形成的表面上形成紅外圖像傳感器的像素結構。
7.如權利要求6所述的形成紅外圖像傳感器的方法，其特征在于，所述粘附層的材料為多晶錯或多晶錯娃。
8.如權利要求6所述的形成紅外圖像傳感器的方法，其特征在于，所述插栓的材料為鎢、鋁、銅、鈦、鎳、鈷、鉻、鎘其中之一或者他們的合金之一，或者導電的非金屬。
9.如權利要求6所述的形成紅外圖像傳感器的方法，其特征在于，在所述第四開口中形成第一介質層的方法包括形成第一介質層，覆蓋所述第一犧牲層、填滿所述第四開口 ； 對所述第一介質層進行平坦化，直至暴露出所述第一犧牲層。
10.如權利要求6所述的形成紅外圖像傳感器的方法，其特征在于，在所述第一介質層中形成插栓的方法包括 形成保護層，覆蓋所述第一犧牲層和所述第一介質層； 利用光刻、刻蝕工藝在所述第一介質層、保護層中形成通孔； 形成導電層，覆蓋所述保護層、填滿所述通孔； 去除所述保護層、高出所述通孔的導電層，剩余通孔內的導電層作為插栓。
11.如權利要求10所述的形成紅外圖像傳感器的方法，其特征在于，去除所述保護層、高出所述通孔的導電層的方法為化學機械拋光工藝或者回刻蝕工藝。
12.如權利要求10所述的形成紅外圖像傳感器的方法，其特征在于，所述保護層的材料為氧化硅、氮化硅或者氮氧化硅。
13.一種紅外圖像傳感器，其特征在于，包括 具有CMOS控制電路的襯底； 位于所述襯底上方的像素結構，所述像素結構和所述控制電路通過插栓電連接； 所述襯底和所述像素結構之間為第一空腔； 位于所述像素結構上方的支撐層，所述支撐層和所述像素結構之間為第二空腔； 位于所述支撐層上的封蓋層，所述封蓋層為對紅外線的透射層； 所述封蓋層具有開口，所述開口中具有密封層。
14.如權利要求13所述的紅外圖像傳感器，其特征在于，所述支撐層的材料為非晶硅、微晶硅或多晶硅；所述封蓋層為多層結構，從所述支撐層上由下至上依次包括鍺層和硫化鋅層的疊層結構，所述疊層結構至少為一組。
15.如權利要求13所述的紅外圖像傳感器，其特征在于，所述密封層的材料包括鋁、鈦、金、鉭、鎳、鈷、鎘其中之一或者他們的合金之一，或者包括絕緣材料。
16.如權利要求13所述的紅外圖像傳感器，其特征在于，密封層的形成工藝為準真空的物理氣相沉積工藝。
全文摘要
一種紅外圖像傳感器及其形成方法，包括提供具有CMOS控制電路的襯底；在襯底上方形成像素結構、像素結構和控制電路電連接的插栓；像素結構和所述襯底之間還形成有第一犧牲層；還包括形成具有第一開口的第二犧牲層，覆蓋像素結構，第一開口位于插栓上方；在第二犧牲層上、第一開口的側壁和底部形成支撐層；在支撐層中形成第二開口，通過第二開口去除第一犧牲層、第二犧牲層；去除第一犧牲層、第二犧牲層后，形成封蓋層，覆蓋支撐層、填滿第一開口、第二開口，封蓋層為對紅外線的透射層；在封蓋層和支撐層中形成第三開口，利用物理氣相沉積工藝在第三開口中形成密封層，密封第三開口。本技術方案中的封蓋工藝與傳統的半導體工藝兼容。
文檔編號H01L27/146GK102983145SQ20121052100
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月7日 優先權日2012年12月7日
發明者毛劍宏, 唐德明, 張鐳 申請人:上海麗恒光微電子科技有限公司