固体拍摄装置及其制造方法制造方法及图纸

根据实施方式的固体拍摄装置，其特征在于，具备：具有第1及第2区域的半导体层；在上述第1区域设置的像素部；在上述第2区域设置且贯通上述半导体层的多个电极；以及在上述第2区域设置且贯通上述半导体层，且将上述像素部和上述多个电极电气分离的保护环；其中，上述第2区域的半导体层的顶面比上述第1区域的半导体层的顶面低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施方式涉及。
技术介绍
CMOS图像传感器等的固体拍摄装置中，伴随像素尺寸的缩小化，部分采用适于确保向光电二极管的入射光量的背面照射型构造。背面照射型构造是在向形成晶体管等电路元件的半导体基板的表面的相反面即半导体基板的背面照射来自被摄体的入射光的构造。 背面照射型的固体拍摄装置的光照射面即半导体基板的背面向上进行安装，因此必须在半导体基板的背面侧形成外部端子。因此，在半导体基板形成贯通其的贯通电极，经由该贯通电极，在半导体基板的表面侧形成的布线和/或电极与背面侧的外部端子电气连接。例如，为了防止在包含贯通电极的电极部和像素部之间的泄漏电流和/或来自电极部的噪音，设置将电极部和像素部电气分离的保护环。但是，根据该保护环的形成方法，存在电极部和像素部的电气分离不充分的情况。该情况下，在保护环的内侧和外侧，通过半导体基板的背面侧的P型半导体层发生泄漏电流。从而，强烈期望不发生泄漏电流的工艺。
技术实现思路
本专利技术要解决的课题是提供可降低像素部和电极之间的泄漏电流的。实施方式的固体拍摄装置，其特征在于，具备具有第I及第2区域的半导体层；在上述第I区域设置的像素部；在上述第2区域设置且贯通上述半导体层的多个电极；以及在上述第2区域设置且贯通上述半导体层，且将上述像素部和上述多个电极电气分离的保护环；其中，上述第2区域的半导体层的顶面比上述第I区域的半导体层的顶面低。其他实施方式的固体拍摄装置的制造方法，其特征在于，具备在半导体层的第I区域形成像素部的步骤；在上述半导体层的第2区域形成多个电极和将上述像素部和上述多个电极电气分离的保护环的步骤，上述多个电极及上述保护环从上述半导体层的第I面埋入；下挖上述第2区域的半导体层的第2面，以使上述多个电极及上述保护环的端部露出的步骤；由第I绝缘膜覆盖上述保护环的露出部分的步骤；和形成与上述多个电极电气连接的导电性衬垫的步骤。根据上述构成的，可以降低像素部和电极之间的泄漏电流。附图说明图I是本实施方式的固体拍摄装置的制造工序(步骤)的截面图。图2是图I后续的固体拍摄装置的制造工序的截面图。图3是图2后续的固体拍摄装置的制造工序的截面图。图4是图3后续的固体拍摄装置的制造工序的截面图。图5是图4后续的固体拍摄装置的制造工序的截面图。图6是图5后续的固体拍摄装置的制造工序的截面图。图7是电极及保护环的布局图。图8是图6后续的固体拍摄装置的制造工序的截面图。 图9是图8后续的固体拍摄装置的制造工序的截面图。图10是图9后续的固体拍摄装置的制造工序的截面图。图11是图10后续的固体拍摄装置的制造工序的截面图。图12是图11后续的固体拍摄装置的制造工序的截面图。图13是图12后续的固体拍摄装置的制造工序的截面图。图14是图13后续的固体拍摄装置的制造工序的截面图。图15是图14后续的固体拍摄装置的制造工序的截面图。图16是图15后续的固体拍摄装置的制造工序的截面图。图17是图16后续的固体拍摄装置的制造工序的截面图。图18是图17后续的固体拍摄装置的制造工序的截面图。图19是图18后续的固体拍摄装置的制造工序的截面图。具体实施例方式以下，参照附图说明本实施方式的固体拍摄装置I的制造方法及构造。本实施方式的固体拍摄装置I是具有背面照射型构造的固体拍摄装置。图I是本实施方式的固体拍摄装置I的制造工序的截面图。首先，准备SOI (Silicon On Insulator,绝缘体上娃)基板10。SOI基板10由基板11、绝缘层12、半导体层13顺序层叠构成。基板11采用例如硅(Si)基板。绝缘层12采用例如硅氧化物。半导体层13采用包括例如硅(Si)的外延层。接着，在半导体层13形成用于实现固体拍摄装置I的功能的各种元件。具体地说，在半导体层13形成像素、电极及保护环等。在半导体层13形成的像素、电极及保护环的构成将后述。接着，半导体层13上，形成与在半导体层13形成的元件电气连接的布线构造体14。布线构造体14包括多层布线层及层间绝缘层。接着，修整(trimming)半导体层13及布线构造体14的侧面，使半导体层13及布线构造体14的外周比基板11的外周小。接着，如图2所示，将布线构造体14的最上层的层间绝缘层平坦化后，贴合布线构造体14和支持基板15。支持基板15具有增强固体拍摄装置I的强度的功能。接着，如图3所示，翻转SOI基板10。该状态下，半导体层13的背面(与绝缘层12接触的面)成为上侧，半导体层13的表面(与布线构造体14接触的面)成为下侧。然后，米用例如CMP(Chemical Mechanical Polishing,化学机械抛光)法除去娃基板11。接着，如图4所示，将绝缘层12、半导体层13及布线构造体14修整为期望的形状。接着，如图5所示，例如用湿蚀刻法除去绝缘层12，并且下挖(即减薄、降低)半导体层13的背面，使得电极及保护环与半导体层13的背面接近。图6是提取图5所不的半导体层13的截面图。图6中，与图5同样,半导体层13的背面(露出面)成为上侧，半导体层13的表面(与布线构造体14接触的面)成为下侧。半导体层13的厚度为例如2. Sym左右。半导体层13具备形成了像素部的像素区域和形成了包含电极22及保护环20的电极部的电极区域。布线构造体14具备包含MOS晶体管的栅极电极的多层布线层14B和在多层布线层14B间充满的层间绝缘层14A。图7是包含电极22及保护环20的电极部的布局图。沿图7的A-A'线的截面图与图6的电极部对应。在半导体层13设置多个电极22。另外，图7作为一例,表不了(4X4)个电极22。另外，在半导体层13设置包围电极22的保护环20。电极22及保护环20采用例如导电性多晶硅。电极22被绝缘膜23覆盖，通过该绝缘膜23与半导体层13绝缘分离。同样，保护环20被绝缘膜21覆盖，通过该绝缘膜21与半导体层13绝缘分离。绝缘膜21、23采用例如硅氮化物。保护环20最终接地，具有将电极22和像素部电气分离的功能。电极22的形成方法，(I)在半导体层13从表面侧形成槽，(2)在槽内形成绝缘膜23，(3)在绝缘膜23的内侧以埋入槽的方式形成电极22。保护环20的形成方法也同样。槽的底面和半导体层13的背面的距离是例如0. 4 y m左右。保护环20及电极22最终贯通半导体层13，但是在图6的制造工序阶段中，在设置于半导体层13的槽内形成。即，本实施方式的贯通电极(保护环20及电极22)通过在半导体基板(半导体层13)埋入用绝缘膜覆盖的导电体后使半导体基板薄膜化而形成。在半导体层13的像素区域形成分别包含于多个像素的多个光电二极管24。光电二极管24包括n型半导体区域。多个光电二极管24通过元件分离区域25电气分离。元件分离区域25包括p型半导体区域。另外，半导体层13的电极区域也与元件分离区域25同样，包括P型半导体区域。接着，如图8所示，在半导体层13的背面区域，离子注入高浓度的p型杂质例如硼(B+)。接着，对半导体层13的背面区域实施激光退火。从而，如图9所示，在半导体层13的背面区域，形成P型半导体区域30。p型半导体区域30的厚度是例如0.15 左右。p型半导体区域30起到防止在光电二极管24蓄积的电荷放出的屏蔽膜的功能。接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体拍摄装置，其特征在于，具备：具有第1及第2区域的半导体层；在上述第1区域设置的像素部；在上述第2区域设置且贯通上述半导体层的多个电极；和在上述第2区域设置且贯通上述半导体层，且将上述像素部和上述多个电极电气分离的保护环；其中，上述第2区域的半导体层的顶面比上述第1区域的半导体层的顶面低。

【技术特征摘要】
2011.04.26 JP 098534/20111.一种固体拍摄装置，其特征在于，具备 具有第I及第2区域的半导体层； 在上述第I区域设置的像素部； 在上述第2区域设置且贯通上述半导体层的多个电极；和 在上述第2区域设置且贯通上述半导体层，且将上述像素部和上述多个电极电气分离的保护环； 其中，上述第2区域的半导体层的顶面比上述第I区域的半导体层的顶面低。2.如权利要求I所述的固体拍摄装置，其特征在于， 上述多个电极及上述保护环从上述半导体层的顶面露出。3.如权利要求I所述的固体拍摄装置，其特征在于，还具备 覆盖上述保护环的露出部分的绝缘膜；和 与上述多个电极电气连接的导电性衬垫。4.如权利要求I所述的固体拍摄装置，其特征在于， 上述保护环包围上述多个电极。5.如权利要求I所述的固体拍摄装置，其特征在于，还具备 覆盖上述多个电极的各个且将上述电极和上述半导体层电气分离的第I绝缘膜；和 覆盖上述保护环且将上述保护环和上述半导体层电气分离的第2绝缘膜。6.如权利要求I所述的固体拍摄装置，其特征在于， 上述像素部包括 在上述半导体层内设置的光电二极管； 在上述光电二极管的上方设置的滤色器；和 在上述滤色器上设置的微透镜。7.—种固体拍摄装置的制造方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：小池英敏，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：