固体摄像器件、其制造方法及电子装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于制造固体摄像器件的方法。在这种方法中，像素隔离元件形成于包括像素的半导体基板中，通过ＣＭＰ将基板的厚度降低。为形成像素隔离元件，通过在基板的区域中注入杂质离子以形成第一像素隔离元件，使得当从基板的表面看进去时，像素设置于区域的各个部分之间。通过在不同于第一像素隔离元件的区域中形成沟槽以形成第二隔离元件，使得像素设置于区域的各个部分之间，然后用比基板更难通过ＣＭＰ研磨的导电材料填充沟槽。将第二像素隔离元件用作阻挡层以对基板的后侧进行ＣＭＰ。本发明专利技术可提供能以低成本有效率地制造并能拍摄高质量图像的固体摄像器件和电子装置，以及有效率地制造所述固体摄像器件和所述电子装置的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及固体摄像器件、用于制造所述固体摄像器件的方法以及电子装置。
技术介绍
例如数字摄像机和配备有相机的蜂窝式电话等电子装置包括固体摄像器件。固体摄像器件在半导体基板上具有包括多个像素的摄像区。每个像素具有光电转 换部。光电转换部可为光电二极管，其通过接收穿过外部光学系统的光并将该光转换为电 以产生信号电荷。CMOS (互补金属氧化物半导体)图像传感器可用作固体摄像器件。CMOS图像传感器包括像素，每个像素包括光电转换部和一组晶体管。该组晶体管 用作像素晶体管，其读出从光电转换部产生的信号电荷并将该信号电荷作为电信号输出至 信号线。例如，像素晶体管包括四个晶体管在半导体基板的表面上所设置的传输晶体管、 复位晶体管、放大晶体管和选择晶体管。像素晶体管组中的晶体管与设置于半导体基板的 表面上的导线电连接。CMOS图像传感器通常为前发射型，其中的光电转换部接收穿过具有导线和像素 晶体管的半导体基板的前侧而进入的光。在表面发射型中，遗憾的是，导线在光进入光电 转换部所穿过的路径中设置于多个层中。因此，在多个层中的导线会降低光的使用率，从 而降低敏感度。因此，提出了后发射类型，其接收穿过半导体基板的后侧而进入的光，所 述后侧与具有导线和像素晶体管的前侧相反(例如，日本未经审查的专利申请公开公报 No. 2003-31785)。有利的是，CMOS图像传感器更加小型化且获得高的分辨率。为了实现CMOS图像传 感器的小型化而降低像素尺寸，提出了这样一种像素结构，即其中多个光电转换部共用像 素晶体管。例如，提出了一种技术，其中为两个或四个光电转换部设置了单个像素晶体管组 (例如，日本未经审查的专利申请公开公报No. 2004-172950、2006-157953和2006-54276)。在这种技术中，像素隔离元件形成于基板中以将像素彼此隔离。例如，设置浅沟 槽氧化物隔离(STI)结构作为半导体基板中的像素隔离元件。或者，可以设置例如ρ阱的 杂质扩散区作为半导体基板中的像素隔离元件(例如，日本未经审查的专利申请公开公报 No.2006-93319 和 2007-53250)。在后发射CMOS图像传感器中，半导体基板的厚度从几百微米降低为例如ΙΟμπι， 使得光可进入光电转换部。如果在降低厚度的步骤中发生厚度上的变化，那么入射光的强 度会变化。为避免厚度上的变化，在后发射CMOS图像传感器的制造中可使用绝缘硅(S0I， Silicon-On-Insulator)基板。图19A和19B以及图20C和20D是表示制造后发射CMOS图像传感器的处理的截 面图。如这些图所示，后发射CMOS图像传感器按照步骤(A)至(D)的顺序制造。如图19㈧所示，首先制备SOI基板101J。更具体地，SOI基板IOlJ包括隔着氧 化硅层BOX位于硅基板KB上的薄硅层AS。然后参照图19 (B)，p型杂质扩散区PW、光电二极管21J、用作ρ型阱的像素隔离元 件PSJ和η型浮动扩散部FD形成于SOI基板IOlJ的硅层AS中。在此情况下，通过将杂质离子注入到硅层中形成每个元件或部件。然后，在硅层AS 上形成包括传输晶体管的像素晶体管(未图示)之后，通过在绝缘中间层SZ中嵌入导线HT 而在硅层AS中形成多层布线层HS。接下来，如图20C所示，支撑基板SK结合在多层布线层HS上。参照图20D，将SOI基板IOlJ的硅基板KB去除。例如，在将SOI基板IOlJ反转的情况下，通过应用降低厚度的技术，例如应用化学 机械研磨(CMP)可将硅基板KB去除。对于CMP来说，可将SOI基板IOlJ的氧化硅层BOX 用作CMP阻挡层，由此可检测到CMP的端点。然后，通过湿法蚀刻将氧化硅层BOX去除以使硅层AS的后表面露出。将硅层AS 的一部分从后侧去除，一直到P型杂质扩散区PW露出。然后，硅层AS的表面设置有钝化层 (未图示)、滤色器(未图示)和片上透镜(未图示)。于是，后发射CMOS图像传感器制造 完成。当如上所述使用SOI基板101J时，在降低厚度的步骤中，氧化硅层BOX用作阻挡 层，于是避免了厚度上的变化。然而，SOI基板101J很昂贵，SOI基板101J的使用不期望地增加了制造成本。另 一方面，当使用不同于SOI基板的基板时，在降低厚度的步骤中难以避免基板的厚度发生变化。此外，如上所 述，如果将杂质离子注入到硅层AS中以形成像素隔离元件PSJ，为进 一步使像素小型化，像素隔离区PSJ以高密度形成大的深度。在此情况下，用作离子注入的 掩模的抗蚀剂图形形成为厚而细的形状。因此，抗蚀剂图形可由于应力而落下。后表面发 射CMOS图像传感器的有效率的制造在一些情况下会困难。如上所述，在一些类型的固体摄像器件的制造中，难以降低成本并提高产量。因 此，难以提高拍摄图像的质量。
技术实现思路
因此，期望提供一种能以低成本有效率地制造并能拍摄高质量图像的固体摄像器 件和电子装置，以及一种能以低成本有效率地制造该固体摄像器件的方法。根据本专利技术的实施方式，提供了一种用于制造固体摄像器件的方法。所述方法包 括在半导体基板中形成像素隔离元件，在所述半导体基板中布置有各自包括光电转换元件 的多个像素，并且通过对所述半导体基板进行化学机械研磨以降低所述半导体基板的厚 度。形成像素隔离元件的步骤包括如下的子步骤通过在所述半导体基板的区域中注入杂 质离子以形成第一像素隔离元件，使得当从所述半导体基板表面看进去时，所述像素设置 于所述区域的各个部分之间；通过在不同于所述第一像素隔离元件的所述半导体基板的区域中形成沟槽以形成第二像素隔离元件，使得所述像素设置于所述区域的各个部分之间， 然后用比所述半导体基板更难通过化学机械研磨而被研磨的导电材料填充所述沟槽。通过 将所述第二像素隔离元件用作阻挡层以对所述半导体基板的后表面进行化学机械研磨来 进行降低所述厚度的步骤。根据本专利技术的另一种实施方式，提供了一种固体摄像器件，其包括在半导体基板中的像素隔离元件，所述半导体基板包括各自包括光电转换元件的多个像素。所述像素隔 离元件包括第一像素隔离元件和第二像素隔离元件，所述第一像素隔离元件通过在所述半 导体基板的区域中注入杂质离子而形成，使得当从所述半导体基板的表面看进去时，所述 像素设置于所述区域的各个部分之间，所述第二像素隔离元件通过用导电材料填充沟槽形 成。所述沟槽形成于不同于所述第一像素隔离元件的区域中，使得当从所述半导体基板的 所述表面看进去时所述像素设置于所述区域的各个部分之间。根据本专利技术的另一种实施方式，提供了一种电子装置，其包括在半导体基板中的 像素隔离元件，所述半导体基板包括多个像素，每个所述像素每个包括光电转换元件。所 述像素隔离元件包括第一像素隔离元件和第二像素隔离元件，所述第一像素隔离元件通过 在所述半导体基板的区域中注入杂质离子而形成，使得当从所述半导体基板的表面看进去 时，所述像素设置于所述区域的各个部分之间，所述第二像素隔离元件通过在沟槽中填充 导电材料而形成。所述沟槽在不同于所述第一像素隔离元件的区域中形成，使得当从所述 半导体基板的所述表面看进去时，所述像素设置于所述区域的各个部分之间。在本专利技术的实施方式中，像素隔离元件形成于包括多个像素的半导体基板中，每 个像素本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造固体摄像器件的方法，包括步骤：在半导体基板中形成像素隔离元件，所述半导体基板中布置有各自包括光电转换元件的多个像素；以及通过对所述半导体基板进行化学机械研磨以降低所述半导体基板的厚度，其中，形成像素隔离元件的所述步骤包括子步骤：通过在所述半导体基板的区域中注入杂质离子以形成第一像素隔离元件，使得当从所述半导体基板的表面看进去时，所述像素设置于所述区域的各个部分之间；以及通过在不同于所述第一像素隔离元件的所述半导体基板的区域中形成沟槽以形成第二像素隔离元件，使得所述像素设置于所述区域的各个部分之间，然后用比所述半导体基板更难通过化学机械研磨而被研磨的导电材料填充所述沟槽，并且其中，通过将所述第二像素隔离元件用作阻挡层，对所述半导体基板的后表面进行化学机械研磨而进行降低所述厚度的步骤。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：西泽贤一，高桥洋，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]