[發明專利]制作半導體器件的方法

無效

• 申請號: 201010184256.4
• 申請日: 2010-05-21
• 公開（公告）號: CN101901821A
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發明（設計）人: 檜山晉
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 趙飛;南霆

技術領域

本發明涉及用于制作半導體器件的方法，更具體地，涉及適合于在背面照射式固態圖像傳感器件的制造中使用的制作半導體器件的方法。

背景技術

近年來，固態圖像傳感器(諸如CCD(電荷耦合器件)圖像傳感器、CMOS(互補金屬氧化物半導體)圖像傳感器等)已經安裝并用于各種電子設備。

例如CMOS圖像傳感器的固態圖像傳感器件由光電二極管和用于將光匯聚到光電二極管上的板載透鏡構成，在光電二極管中獨立的像素形成在硅襯底上。當入射光穿過板載透鏡到達光電二極管時，發生光電轉換以輸出電壓值，由此使得將光作為電信號而取出。

通過一般構造的CMOS圖像傳感器，在板載透鏡與光電二極管之間以多層的方式形成用于電壓的輸入和輸出的晶體管、布線層等。這可能導致以下擔心：入射光撞擊到在光路途中的布線層上并且被彈開或者由于在與布線層的夾層膜的界面處發生的折射而轉向，使得聚焦到板載透鏡上的光不能有效地到達光電二極管。

由于這個原因，已經提議采用所謂背面照射式的像素結構，在該像素結構中，與上述一般構造的像素結構不同，入射光從硅襯底的背面照射，以允許其有效地到達光電二極管(見日本專利公報No.2007-258684)。

圖6是示出了背面照射式CMOS圖像傳感器的像素結構的示例。如圖所示，通過背面照射式像素結構，布線層(未示出)形成在硅襯底50的其中形成光電二極管51的那一個表面側上(即，如圖中所示的下側)。在硅襯底50的另一側(即，如圖中所示的上側)上，通過高介電常數(高K)絕緣膜52(諸如二氧化鉿(HfO₂)或二氧化硅(SiO₂)等)形成光屏蔽膜53。這個光屏蔽膜53被部分地形成，使得在其他部分處對光進行屏蔽的同時，允許光穿過而到達光電二極管51。板載透鏡56通過用于平坦化的保護膜54而形成在比光屏蔽膜53更靠近光入射側(即，如圖中所示的更上側)的位置處。通過該背面照射式像素結構，光從硅襯底50的背面照射(即，如圖所示的上側)，使得進入單位像素的光的量得到增加，而不受到布線和晶體管的影響，并且可以抑制相對于光入射角變化的靈敏度降低。

發明內容

然而，在將背面照射式像素結構與一般構造的表面照射式像素結構進行比較時，可以根據經驗知道在由光屏蔽膜53覆蓋并在其下方的部分處，暗電流增加。暗電流的這種增加導致圖像傳感所得到的圖像質量下降，并且必須被抑制。

為了減小暗電流，想到在形成光屏蔽膜53之后進行氫氣燒結。氫氣燒結是在含有氫氣的氣氛中進行熱處理的工序。這使得雜質水平(其為引起暗電流的因素)失去活性。然而，如果進行氫氣燒結，那么光屏蔽膜53在其下方的部分處受到程度不足的釘扎，因此不是總可以允許暗電流減小。為了實現這種減小，已知進行更高溫度的燒結是有效的。然而，由于整個器件的熱預算(增加的溫度的時間積分值)的限制，其實現存在困難。

因此本發明的目的是提供用于制作半導體器件的方法，其中例如在采用背面照射式像素結構的情況下，使得能夠對形成屏蔽膜的部分進行選擇性的退火，來由此在不超出熱預算的限制的狀態下，促進在光屏蔽膜下方的部分處的暗電流的改善。

考慮到上述情況，根據本發明的實施例，提供了一種制作半導體器件的方法，該方法包括以下步驟：在半導體襯底中形成用于執行光電轉換的光接收部分；形成絕緣膜，以覆蓋所述半導體襯底的光接收側；形成金屬光屏蔽膜，以其一部分覆蓋所述絕緣膜的對應于所述光接收部分的部分；以及通過利用微波照射所述金屬光屏蔽膜來對所述金屬光屏蔽膜進行加熱，以允許對所述絕緣膜中的具有所述金屬光屏蔽膜的層壓部分進行選擇性地退火。

在包括上述步驟的用于制作半導體器件的方法中，微波照射到部分地覆蓋絕緣膜的金屬光屏蔽膜上，以加熱金屬光屏蔽膜。這允許在金屬光屏蔽膜下方的部分處(即，在絕緣膜中具有金屬光屏蔽膜的層壓部分處)，通過熱傳導傳遞金屬光屏蔽膜的熱量。換言之，使用金屬光屏蔽膜作為熱源來對絕緣膜內或其內部的具有金屬光屏蔽膜的層壓部分進行選擇性地退火變的可能。這不需要對于整個半導體器件更高的加熱溫度并且對于金屬光屏蔽膜下方或之下的部分進行選擇性地退火，由此實現釘扎增強并且改善界面特性。

因此，根據本發明，通過對金屬光屏蔽膜下方或之下的部分進行選擇性地退火，可以確保釘扎增強以及界面特性的改善。因此，即使采用例如背面照射式像素結構，也變得可以在不超過相對于整個半導體器件的熱預算的限制的情況下，有助于在金屬光屏蔽膜下方的部分處改善暗電流。

附圖說明

圖1是示出了CMOS圖像傳感器的概略構造示例的功能性框圖；