半导体器件和制造方法以及电子设备技术

本公开涉及一种能够以高精度制造堆叠结构的半导体器件和制造方法以及电子设备。一种固态图像传感器包括：半导体衬底，其中形成光电二极管；以及外延层，其中形成转移晶体管，所述转移晶体管堆叠在所述半导体衬底的所述光电二极管上，所述外延层是通过在所述半导体衬底上生长具有对准晶轴的晶体层来形成的。对准测量标记的端部处形成的凹角部分被形成为与用于检测所述对准测量标记的检测区域相距预定距离，所述对准测量标记用于进行针对执行形成所述外延层的步骤之前和之后的相对调节的对准测量。本技术可应用于例如具有堆叠结构的各种半导体器件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及半导体器件和制造方法以及电子设备，特别地讲，具体涉及一种能够以高精度制造堆叠结构的半导体器件和制造方法以及电子设备。
技术介绍
近年来，基于莫尔定律(Moore’slaw)的尺寸缩小正面临极限并且半导体器件的制造成本也在增加。因此，将元件堆叠在用作半导体器件衬底的硅的内部并且利用它们来增加每单位体积的元件和功能的数量等等被认为是非常有效的。例如，专利文献1公开了一种通过用外延生长堆叠硅而使堆叠方向上的功能增强的图像传感器，在外延生长中，在硅表面上形成结构之后，在衬底上生长具有对准晶轴的晶体层。专利文献1还提出了使用由除了硅之外的材料制成的结构来形成标记。然而，当使用除了硅之外的材料时，材料和硅之间的晶格不匹配在外延生长期间引起缺陷；因此，期望使用通过蚀刻硅而形成的高度差作为标记。专利文献2公开了一种固态图像传感器，其包括通过用外延生长堆叠硅并且用离子注入在硅表面上形成P型阱区之后再次形成P型阱区而形成的多个半导体层。在有效抑制了自动掺杂并且减少了因离子注入而形成的层扩散的低温外延条件下，标记畸变有增加的倾向。因此，专利文献2提出了在两种类型的条件(即，虽然提供最佳特性但造成标记畸变的外延条件和虽然表现出对标记畸变的影响极小但牺牲了特性的外延条件)下堆叠两个硅层。然而，在两个层中执行外延生长的这种技术是标记畸变与特性和质量的一个折衷。起初期望允许在有利于特性和质量的外延条件下进行精确的标记检测。另外，专利文献3公开了一种固态图像传感器，其中，硅包括堆叠的像素结构。此外，已经针对双极器件、功率器件等，制造了通过外延生长形成的堆叠半导体器件。另外，专利文献4公开了一种技术：在执行外延生长的步骤之后，将畸变的形状(横截面)浸泡在氢氧化钾(KOH)溶液中并且蚀刻硅的晶体平面以增强标记的对比度。然而，当对外延生长之后的标记进行额外处理时，处理本身造成标记形状变化；因此，期望尽可能地避免增加针对标记的处理步骤的数量。引用列表专利文献专利文献1：JP2008-300614A专利文献2：JP2002-343956A专利文献3：JP2012-238648A专利文献4：JP2008-130919A
技术实现思路
技术问题上述用于制造堆叠半导体器件的制造方法包括执行外延生长的步骤，并且重要的是在执行外延生长的步骤之前和执行外延生长的步骤之后之间确实地的执行对准。为了执行这个对准，需要在执行外延生长的步骤之后检测在执行外延生长的步骤之前已形成的定位标记和对准测量标记。然而，这些标记在执行外延生长的步骤中发生畸变，从而难以进行高精度检测。因此，在专利文献1或专利文献3中的图像传感器、金属氧化物半导体(MOS)器件等中实现一般要求的几十纳米或更小的对准精度是非常困难的。另外，尽管经常使用光学显微镜或图像传感器对标记的平面形状执行标记检测，但专利文献1至4都没有公开对平面形状的直接改进。具体而言，为了增强晶圆的产量，其中布置有标记的切割道的尺寸已经减小至100μm或更小，并且布置在其中的标记从而减小尺寸。由于标记越小，表现出标记畸变的影响越大，因此需要改进标记的平面形状本身的技术。依据这类情形专利技术的本公开使得能够以高精度制造堆叠结构。问题的解决方案本公开的一方面的一种半导体器件包括：半导体层，其中形成预定的第一元件；以及生长层，其中形成堆叠在所述半导体层的所述第一元件上的第二元件，所述生长层是通过在所述半导体层上生长具有对准晶轴的晶体层来形成的。形成在测量标记的端部处的凹角部分被形成为与用于检测所述测量标记的检测区域相距预定距离，所述测量标记用于进行针对执行形成所述生长层的步骤之前和之后的相对调节的测量。本公开的一方面的一种制造方法包括：在半导体层中形成预定的第一元件；通过在所述半导体层上生长具有对准晶轴的晶体层来形成生长层；以及在所述生长层上形成第二元件，所述第二元件被堆叠在所述半导体层的所述第一元件上。测量标记的端部处形成的凹角部分被形成为与用于检测所述测量标记的检测区域相距预定距离，所述测量标记用于进行针对执行形成所述生长层的步骤之前和之后的相对调节的测量。本公开的一方面的电子设备包括一种半导体器件。所述半导体器件包括：半导体层，其中形成预定的第一元件；以及生长层，其中形成堆叠在所述半导体层的所述第一元件上的第二元件，所述生长层是通过在所述半导体层上生长具有对准晶轴的晶体层来形成的。测量标记的端部处形成的凹角部分被形成为与用于检测所述测量标记的检测区域相距预定距离，所述测量标记用于进行针对执行形成所述生长层的步骤之前和之后的相对调节的测量。在本公开的一方面，测量标记的端部处形成的凹角部分被形成为与用于检测所述测量标记的检测区域相距预定距离，所述测量标记用于进行针对执行形成所述生长层的步骤之前和之后的相对调节的测量。效果根据本公开的一方面，可以以高精度制造堆叠结构。附图说明[图1]图1示出传统对准测量标记。[图2]图2示出应用本技术的对准测量标记的第一实施例的示例构造。[图3]图3示出对准测量标记的第二实施例的示例构造。[图4]图4示出对准测量标记的第三实施例的示例构造。[图5]图5示出对准测量标记的第四实施例的示例构造。[图6]图6示出对准测量标记的第五实施例的示例构造。[图7]图7示出应用本技术的定位标记的第一实施例的示例构造。[图8]图8示出定位标记的第二实施例的示例构造。[图9]图9示出定位标记的第三实施例的示例构造。[图10]图10是固态图像传感器的示例构造的示意性剖视图。[图11]图11是示出安装在电子设备上的成像设备的示例构造的框图。具体实施方式下文中，将参照附图详细地描述应用本技术的具体实施例。首先，参照图1描述传统对准测量标记。在图1中，“A”是对准测量标记11的平面图，以及“B”是沿着“A”中的X-X线截取的对准测量标记11的剖视图如图1中所示，对准测量标记11是通过在硅衬底的表面上进行雕刻而形成的。对准测量标记11是在执行外延生长的步骤之前在硅衬底的表面上形成的主刻度标记12和在执行外延生长的步骤之后在硅衬底的表面上形成的副刻度标记13的组合，并且用于进行对准测量。因为在执行外延生长的步骤中在硅衬底中添加了硅，所以主刻度标记12的横截面形状发生变形。也就是说，如图1的“B”中所示，在执本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，包括：半导体层，其中形成预定的第一元件；以及生长层，其中形成堆叠在所述半导体层的所述第一元件上的第二元件，所述生长层是通过在所述半导体层上生长具有对准晶轴的晶体层来形成的，其中，形成在测量标记的端部处的凹角部分被形成为与用于检测所述测量标记的检测区域相距预定距离，所述测量标记用于进行针对执行形成所述生长层的步骤之前和之后的相对调节的测量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.30 JP 2013-2043191.一种半导体器件，包括：
半导体层，其中形成预定的第一元件；以及
生长层，其中形成堆叠在所述半导体层的所述第一元件上的第二元件，
所述生长层是通过在所述半导体层上生长具有对准晶轴的晶体层来形成的，
其中，形成在测量标记的端部处的凹角部分被形成为与用于检测所述测
量标记的检测区域相距预定距离，所述测量标记用于进行针对执行形成所述
生长层的步骤之前和之后的相对调节的测量。
2.根据权利要求1所述的半导体器件，
其中，按照与所述生长层的生长关联的所述测量标记的变形预测来设置
所述测量标记的端部处形成的所述凹角部分与所述检测区域相距的预定距离。
3.根据权利要求1所述的半导体器件，
其中，所述测量标记被形成为使得多个所述凹角部分中的一部分的开口
侧朝向所述检测区域的相对侧。
4.根据权利要求1所述的半导体器件，
其中，所述测量标记包括四个条形形状的标记，所述标记被布置成使得
彼此面对的成对的所述标记彼此大体正交，各标记被布置成在两个端部附近
与和所述标记大体正交的其它标记交叉。
5.根据权利要求4所述的半导体器件，
其中，通过将所述标记的交叉处向着所述测量标记的外部扩大来形成拐
角部分。
6.根据权利要求1所述的半导体器件，
其中，所述测量标记包括四个条形形状的标记和放大部分，所述标记被
布置成使得彼此面对的成对的所述标记彼此大体正交，所述放大部分在各标
记的两端，是通过在长度方向和宽度方向上放大所述标记的端部来形成的。
7.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：本多孝好，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP