專利名稱：具有傳感器的集成電路及制造這種集成電路的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集成電路(1C)，包括承載多個電路元件的襯底；互連所述電路元件的金屬化疊層，所述金屬化疊層包括圖案化上金屬化層，該圖案化上金屬化層包括第一金屬部；覆蓋金屬化疊層的鈍化疊層；以及傳感器。本發(fā)明還涉及制造這種IC的方法。
背景技術(shù)：
如今，集成電路(IC)可以包括濕敏傳感器，如相對濕度(RH)傳感器或浸液檢測傳感器。由于多種原因，這種傳感器可以包括在IC設(shè)計(jì)中。例如，這種傳感器可以包括在IC中，以確定如已經(jīng)返回其制造廠商的故障IC是否 由于暴露至濕氣，如浸水事件，而已經(jīng)損壞，或者確定IC本身是否存在故障。這種作為故障原因的外部影響的確定對于確定將IC或包括該IC的電子裝置返回的消費(fèi)者是否有權(quán)利對該裝置要求保修主張來說可能是至關(guān)重要的，因?yàn)橹T如前述浸水事件之類的誤用通常使保修無效。可替換地，這種傳感器可以為IC功能性的一部分。例如，存在為近場通信IC如射頻(RF)識別(ID)芯片提供各種傳感器的趨勢，傳感器如溫度傳感器、環(huán)境光傳感器、機(jī)械沖擊傳感器、浸液傳感器、濕度傳感器、CO2傳感器、O2傳感器、pH傳感器和乙烯傳感器，其例如可以用來監(jiān)控貼有該芯片的產(chǎn)品的環(huán)境條件，以便能夠通過監(jiān)控芯片的傳感器讀數(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量控制。特別吸引人的是將這些傳感器中的至少一些集成在IC制造工藝的后端，如集成在金屬化疊層中，因?yàn)檫@便于經(jīng)濟(jì)劃算地達(dá)成這種集成，這歸功于可以在對工藝流程變更最少的情況下實(shí)現(xiàn)這種集成。然而，IC設(shè)計(jì)者在將多個傳感器集成在金屬化疊層中時所面臨的一個挑戰(zhàn)是環(huán)境傳感器必須與環(huán)境可連通的接觸。這增加了濕氣滲透金屬化疊層并干擾IC的下層電路元件正確操作的風(fēng)險(xiǎn)。為此，諸如Ta2O5層的濕氣阻擋層或鈍化層可以沉積在金屬化疊層上方以避免下層電路暴露至濕氣。不幸的是，當(dāng)在金屬化層中集成具有不同功能的多個傳感器時，總是不能避免這種阻擋層的部分去除。US 4，057，823公開了一種環(huán)境傳感器的示例，即一種用于相對濕度監(jiān)測的結(jié)構(gòu)，其可以構(gòu)建在集成電路芯片中。通過陽極浸蝕法使硅芯片上的一小片區(qū)域成為多孔的。隨后氧化該區(qū)域，并且在該多孔區(qū)域的一部分上沉積金屬對電極(counter electrode)。由于對電極下的電介質(zhì)中相對大的表面積和該結(jié)構(gòu)的開放性，環(huán)境濕氣會快速地?cái)U(kuò)散到電極下面的電介質(zhì)中并吸附在二氧化硅表面上，以便通過該裝置的電容或電導(dǎo)的可測量變化來反映環(huán)境濕度的變化。明顯的是，由于多種原因(它們中的一些已經(jīng)在上文提出)，存在將多種傳感器集成在IC上的要求。然而，濕敏傳感器的集成不是沒有問題，因?yàn)樽C實(shí)至少難以以經(jīng)濟(jì)劃算的方式防止IC的其它電路暴露至濕氣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種包括低成本傳感器的1C，其中防止?jié)駳饨?jīng)由傳感器滲入金屬
化疊層。本發(fā)明還旨在提供一種制造這種IC的方法。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種集成電路(1C)，包括襯底，承載多個電路元件；金屬化疊層，將所述電路元件互連，所述金屬化疊層包括圖案化上金屬化層，所述圖案化上金屬化層包括至少一個傳感器電極部和鍵合焊盤部，濕氣阻擋膜至少覆蓋圖案化上金屬化層的所述至少一個傳感器電極部；以及鈍化疊層，覆蓋金屬化疊層，所述鈍化疊層包括露出所述至少一個傳感器電極部的第一溝槽以及露出所述鍵合焊盤部的第二溝槽，所述第一溝槽填充有傳感器活性材料。這種IC可以以更節(jié)省成本的方式來制造，這是因?yàn)?，為了在IC設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)傳感器，標(biāo)準(zhǔn)制造工藝需要很少的修改或不需要修改。通過對溝槽進(jìn)行加襯或密封除了鍵合焊 盤接觸表面之外的整個圖案化上金屬化層，利用濕氣阻擋膜(例如Ta2O5薄層)將作為濕氣能夠到達(dá)的區(qū)域(即，第一溝槽)密封。優(yōu)選地，Ta2O5膜是化學(xué)氣相沉積膜，因?yàn)檫@種膜具有高保形度(conformality)并且能夠防止斷裂，從而進(jìn)一步降低了濕氣滲入金屬化疊層的風(fēng)險(xiǎn)。此外，Ta2O5的介電常數(shù)(k = 22)比諸如Si3N4之類的金屬化疊層電介質(zhì)材料的介電常數(shù)(k = 5)高，所以在覆蓋其電極時進(jìn)一步提聞了傳感器的靈敏度。在實(shí)施例中，IC還包括直接位于圖案化上金屬化層下方的蝕刻停止層。這具有的優(yōu)點(diǎn)是，在形成溝槽時，所述至少一個電極部的側(cè)部也可以露出，從而由于傳感器的接觸表面增大而提高了傳感器的靈敏度。這在所述至少一個傳感器電極部包括通過傳感器活性材料橫向分離的電極對的情況下是特別有意義的。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種制造包括傳感器的集成電路的方法，包括提供承載多個電路元件的襯底；在襯底上方形成將電路元件互連的金屬化疊層，所述金屬化疊層包括圖案化上金屬化層，所述圖案化上金屬化層包括至少一個傳感器電極部和鍵合焊盤部；形成至少覆蓋圖案化上金屬化層的所述至少一個傳感器電極部的濕氣阻擋層；以及在金屬化疊層上方形成鈍化疊層；將鈍化疊層圖案化，以形成露出所述至少一個傳感器電極部的第一溝槽以及露出所述鍵合焊盤部的第二溝槽；以及利用傳感器活性材料來填充第一溝槽。本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚，本發(fā)明的工藝步驟全都可以使用諸如CMOS工藝步驟等標(biāo)準(zhǔn)工藝步驟來執(zhí)行，使得IC的制造工藝不需要許多(任何)附加工藝步驟，從而產(chǎn)出節(jié)省成本的傳感器。盡管在標(biāo)準(zhǔn)IC中可以不形成濕氣阻擋膜，然而可以使用諸如標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝等標(biāo)準(zhǔn)工藝中已經(jīng)可用的工藝技術(shù)(例如，化學(xué)氣相沉積(CVD))來形成這種濕氣阻擋膜。優(yōu)選地以CVD Ta2O5膜作為濕氣阻擋膜，因?yàn)檫@種層即使在應(yīng)用于臺階式輪廓時也具有高保形度并且能夠防止斷裂，并且如前所述當(dāng)傳感器被Ta2O5膜覆蓋時可以提高傳感器的靈敏度。在實(shí)施例中，形成金屬化疊層的步驟包括形成直接位于圖案化上金屬化層下方的蝕刻停止層，將鈍化疊層圖案化的步驟包括蝕刻鈍化疊層以形成第一溝槽和第二溝槽，所述第一溝槽的蝕刻終止于蝕刻停止層。這需要將蝕刻停止層添加到金屬化疊層形成工藝中的單一附加工藝步驟，這產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)是能夠使傳感器電極的側(cè)部露出，進(jìn)而提高傳感器靈敏度。各個溝槽可以順序地形成。例如，該方法可以包括形成第一溝槽；在得到的結(jié)構(gòu)上形成濕氣阻擋層；在得到的結(jié)構(gòu)上形成圖案化抗蝕劑層，所述圖案化抗蝕劑層露出鈍化層在鍵合焊盤部上方的區(qū)域；形成第二溝槽；去除圖案化抗蝕劑層；以及利用傳感器活性材料來填充第一溝槽。這具有的優(yōu)點(diǎn)是，由于第二溝槽的蝕刻原本可能會引起第一溝槽的過蝕刻，所以改善了對溝槽形成工藝的控制。備選地，將鈍化疊層圖案化以形成露出所述至少一個傳感器電極部的第一溝槽以及露出所述鍵合焊盤部的第二溝槽的步驟可以包括同時打開第一溝槽和第二溝槽。該實(shí)施例在第一溝槽的過蝕刻是可接受的情況下是特別有意義的，因?yàn)檫@簡化了制造工藝，從 而進(jìn)一步降低了具有傳感器的IC的制造成本。


參照附圖，通過非限制性示例更詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中圖I示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的IC的制造方法；圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的IC的制造方法；圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的IC的制造方法；以及圖4示出了相比于被Si3N4膜覆蓋的相對濕度傳感器，具有被Ta2O5膜覆蓋的相對濕度傳感器的本發(fā)明IC的靈敏度仿真結(jié)果。
具體實(shí)施例方式應(yīng)當(dāng)理解，附圖僅僅是示意性的且未按比例繪制。還應(yīng)當(dāng)理解，相同的附圖標(biāo)記在整個附圖中用來指示相同或相似的部件。圖I示意性地圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制造具有環(huán)境傳感器(即，暴露至IC的環(huán)境中的傳感器)的IC的方法的各個步驟，其中，實(shí)現(xiàn)了對防止?jié)駳鉂B透到IC內(nèi)部的保護(hù)改進(jìn)。如步驟(a)所示，可以設(shè)置包括襯底10的1C，金屬化疊層形成在襯底10上。這種金屬化疊層通常包括通過電絕緣層即電介質(zhì)層14彼此電絕緣的圖案化金屬層12的疊層。不同金屬化層12中的金屬部可以通過通路(via) 16彼此電連接，通路16延伸穿過將這種金屬部彼此隔開的電介質(zhì)層14。襯底10可以為任何合適的襯底材料，如單晶Si、SiGe、絕緣體上硅等等，并且可以承載多個電路元件，如晶體管、二極管等等。同樣地，金屬化疊層可以以任何合適的方式形成，并且可以包括任何合適數(shù)量的金屬層12和電介質(zhì)層14。應(yīng)當(dāng)理解，示出了三個金屬層僅作為非限制性示例。為清楚起見，每個金屬層12和電介質(zhì)層14在圖2中圖示為單層。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，這些層可以由多個堆疊的子層組成，例如亞微米CMOS工藝中，Ti、TiN, AlCu, TiN的疊層可以用來限定金屬化疊層中的單個金屬層。每個電介質(zhì)層14也可以包括多于單個的層。例如，這種電介質(zhì)層可以為包括FSG (氟硅酸鹽玻璃)、SiO2和HDP氧化物(高密度等離子體)的疊層或任何其它適合的電介質(zhì)材料組合。也可以使用其它合適的材料。
類似地，將會明白，通路16可以由多于單種的材料形成。例如，在前述CMOS 14技術(shù)中，通路16可以由Ti/TiN襯層和W插塞形成。其它半導(dǎo)體工藝可以采用不同的材料，如Cu,用于金屬層12和通路16。在圖I中，金屬化疊層的上金屬層包括傳感器電極部20和鍵合焊盤部22。在CMOS工藝中，傳感器電極部20和鍵合焊盤部22可以是鋁。傳感器電極部20優(yōu)選地包括橫向分離的電極對，所述橫向分離的電極對優(yōu)選地具有較大的表面積，例如叉指(interdigitated)(指狀)電極。在包括(一個或多個)傳感器電極部20和鍵合焊盤部22的圖案化上金屬化層上形成電絕緣的濕氣阻擋膜23，例如薄電介質(zhì)層。這種濕氣阻擋膜23例如可以是Ta2O5膜，并且可以是使用諸如等離子體氣相沉積或化學(xué)氣相沉積等合適的沉積技術(shù)來形成的。優(yōu)選的是化學(xué)氣相沉積，因?yàn)榛瘜W(xué)氣相沉積產(chǎn)生能夠以高度抗斷裂性形成在臺階式表面上的高度保形層，從而確?？煽康臐駳庾钃?3。在步驟(b)中，在包括濕氣阻擋膜23的金屬化疊層上形成鈍化疊層。鈍化疊層的形成可以包括沉積高密度等離子體氧化物24，然后執(zhí)行氧化物平坦化步驟，例如化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)步驟，然后可以沉積SiO2層26和Si3N4層28達(dá)到任何合適厚度。在備選實(shí) 施例中，省略氧化物CMP步驟，因?yàn)樵摬襟E對于本發(fā)明來說并不是必須的；即，可以提供一種具有非平坦化鈍化疊層的1C。還可以想到用于鈍化疊層的其他層材料。例如，在不脫離本發(fā)明教義的前提下，可以例如在沉積HDP氧化物24之后將TEOS層添加到疊層。如何形成這種鈍化疊層本身是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，僅為了簡明起見在此沒有對其進(jìn)行詳細(xì)描述。該方法如步驟(C)所示繼續(xù)進(jìn)行，在步驟(C)中，抗蝕劑30沉積在鈍化疊層上，隨后被圖案化以露出鈍化疊層在電極部20上方的部分。任何合適的抗蝕劑材料可以用于此目的，如負(fù)抗蝕劑或正抗蝕劑材料。所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)隨后經(jīng)受刻蝕處理，如反應(yīng)離子刻蝕(RIE)，以從傳感器電極部20和鍵合焊盤部22上方選擇性地去除鈍化疊層的各層，使得傳感器電極部20和鍵合焊盤部22分別通過溝槽32和34而露出，如步驟(d)所示。在該工藝中，濕氣阻擋膜23可以用作蝕刻停止層。接下來如步驟(e)所示，將圖案化的抗蝕劑30從圖案化的鈍化疊層剝離，用傳感器活性材料36 (即，使傳感器對感興趣分析物敏感的材料)填充傳感器電極部20上方的溝槽32。在濕氣傳感器或浸液傳感器的情況下，傳感器活性材料36可以是濕敏材料，所述濕敏材料的介電常數(shù)與該材料中的濕氣含量有關(guān)。傳感器活性材料36的合適實(shí)施例的非限制性示例是聚酰亞胺。應(yīng)注意，在圖1(e)中，傳感器活性材料36使電極部20橫向分離，S卩，延伸超過這些電極部的上表面。這顯著提高了傳感器的靈敏度。此外，在圖1(e)中，以非限制性示例的方式將傳感器活性材料36示為相對于平坦化疊層而平坦化。使傳感器活性材料36延伸超過平坦化疊層且在橫向延伸超過溝槽32的邊緣同樣是可行的，這可以進(jìn)一步提高包括一個或多個電極部20的傳感器的靈敏度，并降低了對于在溝槽32中形成傳感器活性材料36的光刻步驟的精度需求。最后，如步驟(f)所示，通過去除電絕緣的濕氣阻擋膜23和任何其他殘余層，露出鍵合焊盤部22。自此，可以以任何合適的方式完成本發(fā)明的1C，例如通過提供與IC的鍵合焊盤(已經(jīng)由單一鍵合焊盤部22表征)的外部接觸來完成本發(fā)明的1C。本領(lǐng)域技術(shù)人員會認(rèn)識到，僅僅是為了清楚起見而示出了單一鍵合焊盤部22，IC典型地包括多個鍵合焊盤部22。圖2示出了本發(fā)明的制造方法的備選實(shí)施例。在步驟(a)中，可以提供IC，IC包括襯底10，金屬化疊層按照與以上詳細(xì)說明中圖I的步驟(a)中描述的方式相同的方式形成到襯底10上。然而，將蝕刻停止層40添加到金屬化疊層中，直接位于圖案化上金屬化層的下方，即，直接位于所述一個或多個電極部20和鍵合焊盤部22的下方。這種蝕刻停止層40例如可以是通過對形成通路16的工藝步驟加以改變而形成的。用于蝕刻停止層的合適材料的非限制性示例包括氮化硅(Si3N4)和富硅氧化硅(Si0x，x<2)。另一區(qū)別在于，在該階段不形成濕氣阻擋膜23。在步驟(b)，如前所述形成鈍化疊層，在步驟(C)，如前所述在所述一個或多個電極部20和鍵合焊盤部22上方形成溝槽32和34。在步驟(d)，將抗蝕劑30從鈍化疊層剝離，然后如步驟(e)所示在得到的結(jié)構(gòu)上方沉積濕氣阻擋膜23。優(yōu)選地，該膜23是通過化學(xué)氣相沉積(CVD)形成的Ta2O5膜，以防止 該膜斷裂，已知膜的斷裂在使用備選技術(shù)沉積的諸如Ta2O5膜之類的濕氣阻擋膜中是成問題的。此外，CVD膜是高度保形的，因此提高了所沉積的濕氣阻擋膜23的平坦性。接下來，如步驟(f)所示，在所述一個或多個傳感器電極部20上方的溝槽32中形成傳感器活性材料36。傳感器活性材料36還用作在溝槽32內(nèi)形成的濕氣阻擋膜23的保護(hù)性掩模。這與最終步驟(g)相關(guān)，在最終步驟(g)中，如前所述，從鈍化層的剩余部分和鍵合焊盤部22去除濕氣阻擋膜23，以露出鍵合焊盤部22。自此，可以如前所述使用標(biāo)準(zhǔn)制造技術(shù)來完成1C。在圖2(g)所示步驟的備選步驟中，濕氣阻擋膜23可以保留在鈍化疊層的上表面上，即，可以選擇性地僅從溝槽34去除濕氣阻擋膜23。在另一備選實(shí)施例中，可以選擇性地僅從鍵合焊盤去除濕氣阻擋膜23，從而使溝槽34的豎直壁保持襯有濕氣阻擋膜23。本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚，本發(fā)明實(shí)施例中IC與環(huán)境的接觸表面受濕氣阻擋膜23保護(hù)的面積越大，IC在外露于濕氣的情況下魯棒性越強(qiáng)。圖3示出了本發(fā)明方法的另一實(shí)施例。方法的前幾步與圖2所示的步驟(a)和(b)相同，因此為了簡明起見而未示出。方法進(jìn)行至步驟(C)，在步驟(C)中在鈍化疊層上方形成圖案化抗蝕劑30。圖案化抗蝕劑30在所述一個或多個傳感器電極部20上方的鈍化疊層區(qū)域上包括開口 32，但覆蓋鍵合焊盤部22上方的鈍化疊層區(qū)域。接下來，在鈍化疊層中形成溝槽32，以露出所述一個或多個電極部20。步驟(d)示出了得到的結(jié)構(gòu)。在單獨(dú)的步驟中形成溝槽32的優(yōu)點(diǎn)在于由于溝槽32和34的縱橫比可能不同，所以難以提供一種不會將兩個溝槽中較窄的溝槽(通常為所述一個或多個電極部20上方的第一溝槽32)橫向過蝕刻的蝕刻處理。通過分別在不同步驟中形成溝槽32和34，可以針對每個溝槽優(yōu)化蝕刻處理，從而對溝槽形成工藝提供改進(jìn)的控制。蝕刻處理優(yōu)化是本領(lǐng)域技術(shù)人員的常規(guī)工作，因此僅為了簡明起見不再對其進(jìn)行更詳細(xì)的說明。在如步驟(e)所示從鈍化疊層剝離圖案化抗蝕劑30之后，方法進(jìn)行至步驟(f)，在步驟(f)中在得到的結(jié)構(gòu)上方形成濕氣阻擋膜23。同樣，CVD Ta2O5膜是優(yōu)選的，因?yàn)槠湓谂_階式表面上具有高保形度并且能夠防止斷裂。接下來，在濕氣阻擋膜23上方沉積另一圖案化抗蝕劑42，使鍵合焊盤部22上方的區(qū)域露出。步驟(g)中示出了這一操作?？梢詫⑷魏魏线m的抗蝕劑材料用于所述另一圖案化抗蝕劑42，例如，采用與圖案化抗蝕劑30所用材料相同的材料。隨后使用合適的蝕刻步驟形成使鍵合焊盤部22露出的溝槽34，優(yōu)選地優(yōu)化溝槽34的縱橫比。這種蝕刻步驟的非限制性示例是反應(yīng)離子蝕刻，該反應(yīng)離子蝕刻在例如Al之類的鍵合焊盤金屬上停止，以去除由所述另一圖案化抗蝕劑42露出的區(qū)域中的鈍化疊層，然后以任何合適的方式將所述另一圖案化抗蝕劑42從濕氣阻擋膜23剝離，從而得到圖3的步驟(h)所示的結(jié)構(gòu)。最后，如步驟(i)所示，在溝槽32中形成傳感器活性材料36，以完成本發(fā)明的IC的傳感器。同樣，可以如前所述以任何合適的方式完成1C。在本發(fā)明的實(shí)施例中，傳感器包括叉指電極20對，叉指電極20例如是曲折(meandering)電極或指狀(finger)電極，電極通過濕氣吸附傳感器活性材料36 (如,聚酰亞胺或其他合適的電絕緣材料)彼此電絕緣。這有效地提供了一種電容器，該電容器具有叉指電極20形式的大表面積電容器極板，其中感測材料36起到電容器電介質(zhì)的作用。備選地，傳感器電極部20可以是襯底10上的晶體管的延伸柵極，在這種情況下傳感器活性材料36中感興趣分析物的含量(例如，濕氣含量)的變化將會影響晶體管感測到的柵極電位。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會清楚其他布置。 示例使用Rafael 仿真軟件提供了對以下IC的仿真具有相對濕度傳感器的多個1C，所述相對濕度傳感器具有被各種厚度的Ta2O5膜23覆蓋的叉指電極20 (三角形)；具有相對濕度傳感器的多個1C，所述相對濕度傳感器具有被各種厚度的Si3N4膜覆蓋的叉指電極20。在選定的電介質(zhì)層厚度以及30%和70%的相對濕度下，使用實(shí)際IC測量結(jié)果來對軟件進(jìn)行校準(zhǔn)。在仿真中，對于每個厚度，使相應(yīng)的IC處于相對濕度從10%至90%逐步上升的氣氛中，測量在該范圍的極值之間的電容變化。圖4示出了仿真結(jié)果。以三角形示出了 Ta2O5覆蓋傳感器的結(jié)果，以方形示出了 Si3N4覆蓋傳感器的結(jié)果。顯然，對于Ta2O5層23，傳感器靈敏度隨著該層厚度的增大而增大；而對于被同樣厚度的Si3N4層覆蓋的傳感器，呈現(xiàn)了相反的效果。因此，出了提供改進(jìn)的濕氣阻擋特性之外，Ta2O5層23還提高了本發(fā)明IC的相對濕度傳感器或濕氣傳感器的靈敏度。盡管上述實(shí)施例被描述為使本發(fā)明的IC具有單一環(huán)境傳感器，然而應(yīng)理解，在不脫離本發(fā)明范圍的前提下IC設(shè)計(jì)中可以包括其他傳感器。本發(fā)明的IC可以集成在任何適合的電子裝置中，如，諸如移動電話之類的移動通信裝置、個人數(shù)字助理等等，或者可以用作用于監(jiān)測目的的物品用標(biāo)簽，在這種情況中，IC可以擴(kuò)展為具有RF功能，如通信地連接至該IC的傳感器的RF收發(fā)器。應(yīng)當(dāng)注意到，上述實(shí)施方式是說明而不是限制本發(fā)明，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員在不偏離所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍下將能夠設(shè)計(jì)多種替換實(shí)施方式。在權(quán)利要求書中，放在括號之間的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)被解釋為限制該權(quán)利要求。措詞"包括"不排除權(quán)利要求中列出的元件或步驟之外的其它元件或步驟的存在。元件之前的詞語"一"或"一個"不排除多個這種元件的存在。可以借助于包括若干不同元件的硬件來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。在列舉幾種裝置的產(chǎn)品權(quán)利要求中，這些裝置中的一些可以由同一硬件來實(shí)施。在彼此不同的從屬權(quán)利要求中闡述某些措施的事實(shí)并不表明不能有利地使用這些措施的組合。
權(quán)利要求
1.一種集成電路，包括 襯底(10)，承載多個電路元件； 金屬化疊層(12，14，16)，將所述電路元件互連，所述金屬化疊層包括圖案化上金屬化層，所述圖案化上金屬化層包括至少一個傳感器電極部(20)和鍵合焊盤部(22)，濕氣阻擋膜(23)至少覆蓋所述圖案化上金屬化層的所述至少一個傳感器電極部；以及 鈍化疊層(24，26，28)，覆蓋金屬化疊層，所述鈍化疊層包括露出所述至少一個傳感器電極部的第一溝槽(32)以及露出所述鍵合焊盤部的第二溝槽(34)，所述第一溝槽填充有傳感器活性材料(36)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的集成電路，其中，濕氣阻擋膜(23)包括Ta2O5膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的集成電路，其中，Ta2O5膜是具有高保形度的化學(xué)氣相沉積膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的集成電路，還包括直接位于所述圖案化上金屬化層下方的蝕刻停止層(40)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的集成電路，其中，圖案化上金屬化層包括招。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的集成電路，其中，圖案化上金屬化層被濕氣阻擋膜(23)覆蓋，而鍵合焊盤部(22)通過第二溝槽(34)露出。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的集成電路，其中，包括傳感器電極部(20)的第一溝槽(32)襯有濕氣阻擋膜(23)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的集成電路，其中，所述至少一個傳感器電極部(20)包括通過傳感器活性材料(23)橫向隔開的電極對。
9.一種制造包括傳感器的集成電路的方法，包括 提供承載多個電路元件的襯底(10)； 在所述襯底上方形成將所述電路元件互連的金屬化疊層(12，14，16)，所述金屬化疊層包括圖案化上金屬化層，所述圖案化上金屬化層包括至少一個傳感器電極部(20)和鍵合焊盤部(22)； 形成至少覆蓋所述圖案化上金屬化層的所述至少一個傳感器電極部的濕氣阻擋層(23)； 在金屬化疊層上方形成鈍化疊層(24，26，28)； 將鈍化疊層圖案化，以形成露出所述至少一個傳感器電極部的第一溝槽(32)以及露出所述鍵合焊盤部的第二溝槽(34);以及 利用傳感器活性材料(36)來填充第一溝槽。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，形成金屬化疊層(12，14，16)的步驟包括形成直接位于所述圖案化上金屬化層下方的蝕刻停止層(40)，將鈍化疊層(24，26，28)圖案化的步驟包括蝕刻所述鈍化疊層以形成第一溝槽(32)和第二溝槽(34)，所述第一溝槽的蝕刻終止于蝕刻停止層上。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，蝕刻停止層(40)是氮化硅層或富硅氧化硅層。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，其中，將鈍化疊層(24，26，28)圖案化以形成露出所述至少一個傳感器電極部(20)的第一溝槽(32)以及露出所述鍵合焊盤部(22)的第二溝槽(34)的步驟包括形成所述第一溝槽； 在得到的結(jié)構(gòu)上形成濕氣阻擋層(23)； 在得到的結(jié)構(gòu)上形成圖案化抗蝕劑層(42)，所述圖案化抗蝕劑層露出鈍化層在鍵合焊盤部上方的區(qū)域； 形成第二溝槽； 去除圖案化抗蝕劑層；以及 利用傳感器活性材料(36)來填充第一溝槽。
13.根據(jù)權(quán)利要求9-11中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，將鈍化疊層(24，26，28)圖案化以形成露出所述至少一個傳感器電極部(20)的第一溝槽(32)以及露出所述鍵合焊盤部(22)的第二溝槽(34)的步驟包括同時形成第一溝槽和第二溝槽。
14.根據(jù)權(quán)利要求9-13中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，形成濕氣阻擋層的步驟包括沉積Ta2O5膜。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，沉積Ta2O5膜的步驟包括通過化學(xué)氣相沉積來沉積Ta2O5膜。
全文摘要
公開了一種集成電路(IC)，包括襯底(10)，承載多個電路元件；金屬化疊層(12，14，16)，將所述電路元件互連，所述金屬化疊層包括圖案化上金屬化層，所述圖案化上金屬化層包括至少一個傳感器電極部(20)和鍵合焊盤部(22)，濕氣阻擋膜(23)至少覆蓋所述圖案化上金屬化層的所述至少一個傳感器電極部；以及鈍化疊層(24，26，28)，覆蓋金屬化疊層，所述鈍化疊層包括露出所述至少一個傳感器電極部的第一溝槽(32)以及露出所述鍵合焊盤部的第二溝槽(34)，所述第一溝槽填充有傳感器活性材料(36)。還公開了一種制造這種IC的方法。
文檔編號H01L23/31GK102800665SQ20121016271
公開日2012年11月28日 申請日期2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月27日
發(fā)明者羅埃爾·達(dá)門, 卡斯珀·于費(fèi)爾曼斯, 約瑟夫斯·蓋倫, 羅伯特斯·沃特斯 申請人:Nxp股份有限公司