[發明專利]固態成像器件及其制造方法

無效

• 申請號: 201010135751.6
• 申請日: 2010-03-10
• 公開（公告）號: CN101847643A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 村越篤
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 楊曉光;于靜

相關申請的交叉引用

本申請基于在2009年3月23日提交的在先的日本專利申請No.2009-71038并要求其優先權，并通過引用將其全部內容并入到這里。

技術領域

本發明涉及背面照射型固態成像器件及其制造方法。

背景技術

已經常規地開發出前面照射型固態成像器件。在前面照射型固態成像器件中，在半導體襯底的前側設置多層互連層，并在該多層互連層上設置濾色器和微透鏡。此外，光電二極管被形成在半導體襯底的表面部分中，并在多層互連層中形成傳輸門。例如，光電二極管由n型擴散區域形成，并通過p型隔離層而被分隔(partition)為每一個像素。光電二極管對從上方通過微透鏡、濾色器以及多層互連層而入射在半導體襯底上的光進行光電轉換以產生電子，并通過傳輸門讀出電子。

在該前面照射型固態成像器件中，外部施加的光通過多層互連層而入射在半導體襯底上，由此會導致低的光利用效率。因此，像素尺寸的減小會減小入射在每一個像素的光電二極管上的光的量，導致靈敏度降低的問題。此外，像素尺寸的減小還減小了像素之間的距離。因此，入射在一像素上的光會被多層互連層中的金屬互連漫射而入射在另一像素上，造成混色問題。混色會降低顏色分辨率并妨礙了對微小顏色差異的辨別。

為了解決這些問題，提出了背面照射型固態成像器件，其允許光入射在半導體襯底的背側上或入射在沒有設置多層互連層的一側上(參見例如JP-A-2003-031785(Kokai))。在背面照射型固態成像器件中，外部施加的光入射在半導體襯底上而沒有居間的多層互連層，因此可以實現高的光利用效率和高的靈敏度。

然而，在背面照射型固態成像器件中，由于光直接入射在半導體襯底上而不通過多層互連層，因此傾斜入射的光也會到達半導體襯底而不會被金屬互連阻擋。這增加了入射在用于在光電二極管之間進行隔離的隔離層上的光的量。光在隔離層上的入射會導致在隔離層發生光電轉換并產生電子，這些電子會流動到鄰近隔離層的光電二極管中。因此，例如，入射在紅色像素上的光會入射在位于紅色像素與藍色像素之間的隔離層上，并且在該隔離層中由光電轉換產生的電子會流入到藍色像素的光電二極管中并被檢測為藍光。這造成了混色。像素尺寸的減小會減小隔離層與光電二極管的面積比率，由此加重了混色。

發明內容

根據本發明的一方面，提供一種固態成像器件，其包括：互連結構；以及半導體襯底，其設置所述互連結構上，所述半導體襯底包括：第一導電類型區域，其被形成為將所述半導體襯底的下部分隔為多個區域；以及絕緣構件，其由絕緣材料制成并掩埋在所述第一導電類型區域的直接上方的區域中，光從所述半導體襯底的上表面側輻射所述半導體襯底。

根據本發明的另一方面，提供一種制造光從上方輻射的固態成像器件的方法，包括以下步驟：在第一導電類型的半導體襯底的上表面中形成溝槽，以將所述半導體襯底的上部分隔為多個區域；通過在所述溝槽的內部掩埋絕緣材料，形成絕緣構件；通過從所述半導體襯底的下表面側注入第一導電類型雜質，在所述絕緣構件的直接下方的所述半導體襯底中形成第一導電類型區域；以及在所述半導體襯底的所述下表面上形成互連結構。

附圖說明

圖1是示例根據本發明的第一實施例的固態成像器件的截面視圖；

圖2是示例根據第一實施例的固態成像器件的平面視圖；

圖3是示例半導體襯底中的磷濃度分布的圖；

圖4是示例根據第一實施例的固態成像器件的標記(marker)的平面視圖；

圖5是示例由根據第一實例的固態成像器件的每一個顏色像素檢測到的光的光譜特性的圖；

圖6是示例由根據第二實例的固態成像器件的每一個顏色像素檢測到的光的光譜特性的圖；

圖7是示例根據比較實例的固態成像器件的截面視圖；

圖8是示例由根據該比較實例的固態成像器件的每一個顏色像素檢測到的光的光譜特性的圖；

圖9是示例加速能量(acceleration?energy)與橫向范圍距離(lateralrange?distance)之間的關系的圖；

圖10是示例根據本發明的第二實施例的制造固態成像器件的方法的工藝截面視圖；以及

圖11到54是示例根據第二實施例的制造固態成像器件的方法的工藝截面視圖。

具體實施方式

下面將參考附圖說明本發明的實施例。

首先，說明本發明的第一實施例。

圖1是示例根據該實施例的固態成像器件的截面視圖。

圖2是示例根據該實施例的固態成像器件的平面視圖。