固态图像拾取装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及固态图像拾取装置及其制造方法。固态图像拾取装置包括：硅层；形成在硅层中的像素部分，用于处理并输出对入射光线实施光电转换所得到的信号电荷；对准标记，形成在硅层中像素部分的外围；以及接触部分，在硅层的第一表面上形成的布线层内的第一电极和通过绝缘膜在与硅层的第一表面相对的第二表面上形成的第二电极通过该接触部分连接起来，其中，对准标记和接触部分由相同的导电材料制成的导电层形成并且通过相同的材料制成的相应的绝缘层形成在相应的孔内，每个孔完全地延伸通过硅层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
现在将参照图24所示的示意性结构横截面视图描述CMOS(互补金属氧化物半导体)型固态图像拾取元件的示例，后表面照射型结构配置到该固态图像拾取元件，光线从 该后表面照射型结构的一侧入射以被接收，该侧与上面形成有布线层的一侧相对。如图24所示，各个像素的包含有光接收传感器部分的光电二极管PD形成在单晶 硅层361中。并且，颜色滤光片层364和透镜365设置在单晶硅层361的上侧(在光线入 射侧)。应注意如以下所述的，单晶硅层361通过减薄硅基底(未图示)获得。另一方面，多个布线层363设置在单晶硅层361下侧(与光线入射侧相反的一侧) 的中间层绝缘膜362中。并且，其中形成多个布线层363的中间层绝缘膜362由设置在中 间层绝缘膜362下方的支撑基底366支撑。根据上述的制造CMOS型固态图像拾取元件的方法，各个像素的包含有光接收传 感器部分的光电二极管PD通过实施离子注入而形成在硅基底(未图示)的表面的附近。并 且，各个像素晶体管的栅电极372通过各个栅绝缘膜(未图示)形成在硅基底上。此外，在 中间层绝缘膜362中顺序形成布线层363。接下来，中间层绝缘膜362的最上面的表面被平面化，上述的硅基底被倒转，并且 支撑基底366然后粘到中间层绝缘膜362的最上面的平面化的表面。接下来，硅基底的后表面被抛光以减薄硅基底，从而形成上述的单晶硅层361。由 此，光电二极管PD形成在硅基底(即，单晶硅层361)内部。并且，颜色滤光片层364和透 镜365顺序形成在以上的在平面化的层上(未图示)具有预定厚度的单晶硅层361上。采用上述的方式，可以制造图24所示的CMOS型固态图像拾取元件360。CMOS型固 态图像拾取元件例如在日本专利公开No. 2005-150463 (以下称为专利文献1)中描述(参 见图35)。根据上述制造过程，在最后的过程中形成透镜365时，透镜365需要与之前形成的 相应的光电二极管PD对准。鉴于此，对准标记的存在对于透镜365的形成变得至关重要。此外，由于支撑基底366粘到中间层绝缘膜362的侧面，因此不可能通过使用通常 的方法形成垫接触(未图示)。鉴于此，在光电二极管PD形成在硅基底(单晶硅层361)内部时，形成用于对准标 记的孔(未图示)以完全延伸到硅基底的后表面，并且在孔中充填绝缘层，从而形成对准标 记(未图示)。因此，在形成透镜365时，透镜365可以通过使用对准标记来相对于光电二 极管PD对准。然而根据上述的结构，为了引出用于形成垫的电极，因为电极形成在布线层侧，所 以需要从光线入射侧开凿单晶硅层，从而形成通过电极的上部打开的开口部分。该过程导 致过程数量增加以及制造成本增加。此外，在开口部分的底部具有用于垫的电极。因此，元件区域更加增大，因为需要宽广地形成开口部分用于防止连接到该电极的布线接触开口部 分的外围。此外，还公开了一种不同于上述结构的结构。在这种情况下，尽管未示出，例如硅 层形成在其中形成有布线层的布线绝缘层上，并且光电二极管形成在硅层中。并且，形成接 触层从而完全延伸通过硅层以到达布线绝缘层的上部。绝缘层形成在接触层的侧向外围以 与硅层绝缘。并且，上述的接触层的下部连接到形成在布线绝缘层中的布线层中的布线，并 且上述的接触层的上部连接到垫电极，从而构成垫部分。例如钨(W)的金属用作为用于上述接触层的材料。除了钨以外，铝(Al)、铜(Cu)、 银(Ag)、金(Au)或其合金可以用作为用于上述接触层的金属。此外，与上述的绝缘层的材料相同的材料制成的绝缘层形成在硅层中以完全延伸 通过硅层，从而形成对准标记。根据该相关技术，形成对准标记的绝缘层和形成接触层的金属分别在不同的过程 中形成。此外，在形成对准标记的绝缘层充填到形成接触层的连接孔中后，移去充填在连接 孔中的绝缘层。之后，金属通过新形成的绝缘层充 填到连接孔中，从而形成接触层。该技术 例如在专利文献1中描述(参见图1)。至此，完成了制造过程。
技术实现思路
以下描述本专利技术要解决的问题。S卩，用于垫的电极在开口部分的底部形成，该开口 部分形成为完全地延伸通过硅层。因此，为了使布线容易地连接到布线，开口部分需要较大 地形成。鉴于此，元件区域变大。这是一个问题。此外，当形成垫的电极需要形成在光线 入射侧时，由于形成对准标记的过程和形成接触部分的过程彼此不同而迫使制造过程复杂 化。这是另一个问题。为了解决上述问题提出本专利技术，因此需要提供一种固态图像拾取装置及其制造方 法，其中用于垫的电极可以形成在所谓的后表面侧(光线入射侧)以减小元件区域，并且通 过使对准标记和接触部分的结构彼此相同来在相通的过程中形成对准标记和接触部分，从 而简化了加工过程。为了达到上述的目标，根据本专利技术的实施例，提供了一种固态图像拾取装置，包 括硅层；形成在所述硅层中的像素部分，用于处理并输出对入射光线实施光电转换所得 到的信号电荷；对准标记，形成在所述硅层中所述像素部分的外围；以及接触部分，在所述 硅层的第一表面上形成的布线层内的第一电极和通过绝缘膜在与所述硅层的所述第一表 面相对的第二表面上形成的第二电极通过所述接触部分连接起来。在固态图像拾取装置 中，所述对准标记和所述接触部分由相同的导电材料制成的导电层形成并且通过相同的材 料制成的相应的绝缘层形成在相应的孔内，每个所述孔完全地延伸通过所述硅层。在根据本专利技术的实施例的固态图像拾取装置中，不需要形成完全地延伸通过硅层 的开口部分，以暴露用于垫的电极，因为垫部分中的第二电极形成在硅层的第二表面侧。此 夕卜，在将要形成现有开口部分的位置中形成的接触部分可以形成为具有比现有开口更小的 占用面积，因为其全部所占的是获得垫部分中的第二电极和第一电极之间的电连接。此外， 由相同的导电材料制成的相应的导电层形成的对准标记和接触部分通过相同的材料制成 的相应的绝缘层分别形成在用于形成对准标记和接触部分的孔中。由此，固态图像拾取装置具有允许对准标记和接触部分在相同的过程中形成的结构。根据本专利技术的另一个实施例，提供了一种制造固态图像拾取装置的方法，包括以 下步骤从硅基底的第一表面侧形成第一孔和第二孔，所述第一孔中将形成对准标记，所述 第二孔中将形成用于垫的接触部分；通过绝缘层在所述第一孔和所述第二孔的每个中充填 导电层，从而在所述第一孔和所述第二孔中分别形成所述对准标记和所述接触部分；在所 述硅基底中，在像素部分中形成光线接收部分，用于光电地转换入射光线以输出与入射光 线对应的信号电荷；在所述像素部分中形成晶体管，用于读取来自所述光线接收部分的信 号电荷并输出与信号电荷对应的信号；并且在外围电路部分中形成晶体管，用于处理从所 述像素部分输出的信号。该方法还包括在所述硅基底的所述第一表面上形成第一绝缘膜， 并且在所述第一绝缘膜上形成连接电极以连接到所述接触部分；在所述第一绝缘膜上形成 包括垫部分中的第一电极的布线层，所述第一电极连接到所述连接电极；将与所述硅基底 的所述第一表面侧相对的第二表面侧移除，直到所述接触部分被暴露，并且在留下的所述 硅基底的被暴露的表面上形成第二绝缘膜；并且在所述硅基底的所述第二表面侧的所述第 二绝缘膜中形成所述垫部分中的第二电极，所述第二电极连接到所述导电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态图像拾取装置，包括：硅层；形成在所述硅层中的像素部分，用于处理并输出对入射光线实施光电转换所得到的信号电荷；对准标记，形成在所述硅层中所述像素部分的外围；以及接触部分，在所述硅层的第一表面上形成的布线层内的第一电极和通过绝缘膜在与所述硅层的所述第一表面相对的第二表面上形成的第二电极通过所述接触部分连接起来，其中，所述对准标记和所述接触部分由相同的导电材料制成的导电层形成并且通过相同的材料制成的相应的绝缘层形成在相应的孔内，每个所述孔完全地延伸通过所述硅层。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中泽圭一，榎本贵幸，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]