[發明專利]固態攝像器件、其制造方法和電子裝置

有效

• 申請號: 201110220651.8
• 申請日: 2011-08-02
• 公開（公告）號: CN102376726A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 筱原武一
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H04N5/225
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 武玉琴;陳桂香

相關申請的交叉參考?

本申請包含與2010年8月9日向日本專利局提交的日本在先專利申請JP?2010-179073的公開內容相關的主題，在這里將該在先申請的全部內容以引用的方式并入本文。?

技術領域

本發明涉及一種固態攝像器件、其制造方法和諸如相機等包括固態攝像器件的電子裝置。?

背景技術

CMOS固態攝像器件作為固態攝像器件(圖像傳感器)得到了廣泛普及。例如，CMOS固態攝像器件用于諸如數碼相機、數碼攝影機和具有相機功能的移動電話等各種個人數字助理。?

CMOS固態攝像器件是由多個布置成二維矩陣的像素形成，每個像素單元都具有多個像素晶體管和用作光接收部的光電二極管。像素晶體管的數目通常是4個(即，傳輸晶體管、放大晶體管、復位晶體管和選擇晶體管)，或者是上述四個晶體管中的除選擇晶體管之外的其它三個晶體管。或者，多個光電二極管可共享這些像素晶體管。為了通過向這些像素晶體管施加所需脈沖電壓來讀出信號電流，需要通過多層布線連接像素晶體管的端子。?

在背側照射型固態攝像器件中，在半導體基板的形成有光電二極管和像素晶體管的表面上布置多層布線層，該多層布線層包含多層的布線，在所述多層布線層之間設置有至少一個層間絕緣膜，在多層布線層側粘合支撐基板，并隨后減小半導體基板的厚度。即，從半導體基板的后表面側對半導體基板進行拋磨以獲得所需的厚度。接下來，在拋磨的表面上形成濾色器和片上透鏡，從而形成了背側照射型固態攝像器件。?

在背側照射型固態攝像器件中，由于形成了光從基板的后表面側入?射到光電二極管的結構，所以增加了數值孔徑(numerical?aperture)，從而實現了具有高靈敏度的固態攝像器件。?

此外，在固態攝像器件中，對于用于使各個像素彼此隔離的元件隔離區域，例如，存在有由雜質擴散層形成的元件隔離區域、由溝槽結構形成的元件隔離區域或由選擇氧化(局部硅氧化，LOCOS)層形成的元件隔離區域。與選擇氧化層相比，雜質擴散層和溝槽結構適用于精密加工處理。?

對于CMOS固態攝像器件的相關文獻，例如，存在有日本未審查專利申請No.2003-31785、2005-302909、2005-353955和2007-258684。日本未審查專利申請No.2003-31785公開了一種背側照射型CMOS固態攝像器件的基本結構，在該CMOS固態攝像器件中，布線形成在半導體基板的形成有光電二極管的表面側，且允許可見光入射到另一表面側。日本未審查專利申請No.2005-302909公開了用作CMOS固態攝像器件的元件隔離區域的淺溝槽隔離(STI)結構。日本未審查專利申請No.2005-353955公開了如下結構：在背側照射型CMOS固態攝像器件中，遮光層布置在后表面側。日本未審查專利申請No.2007-258684公開了下述結構：在背側照射型CMOS固態攝像器件中，在光接收表面上形成具有固定負電荷的膜，以便抑制界面上的暗電流的產生。對于固態攝像器件的元件隔離區域，還公開了由溝槽(其內部保持中空)形成的結構(參見日本未審查專利申請No.2004-228407)。?

在背側照射型固態攝像器件中，由于光從半導體基板的形成有光電二極管的后表面側入射，所以光電轉換多發生在后表面側。因此，需要抑制在后表面側鄰近區域中所光電轉換的電荷(例如，電子)泄漏到鄰近像素而引起的混色的發生。?

另外，當通過雜質擴散層(其通過從基板表面側進行離子注入及退火處理而形成)在鄰近光電二極管之間形成元件隔離區域時，由于高能離子注入的散射的原因，注入的雜質在基板后表面側的更深位置處的橫向上更多地擴散。因此，小型像素的在基板后表面附近的橫向方向上的電場很弱，因此難以抑制由所光電轉換的電荷泄露到鄰近像素所引起的混色的發生。?

因此，目前研究出下述方法：通過雜質擴散層(其是通過離子注入方法從基板的后表面注入雜質而形成)形成元件隔離區域，隨后進行激光退火等方法來激活硅的最外層表面，以便不對先前形成的多層布線產生損傷。然而，無法輕易地同時實現雜質熱擴散的抑制和離子注入所引起的晶體缺陷的恢復。?

此外，還研究出了另外一種方法，在該方法中，通過形成在基板后表面中的溝槽來形成用于物理隔離各個像素的元件隔離區域，以便抑制電荷泄露到鄰近像素中。然而，如同上述情形，由于不能對先前形成的多層布線進行加熱，所以難以消除由于溝槽的形成而導致產生白點和暗電流的起因。也就是說，存在的問題在于p型雜質層沒有將溝槽的內壁置于空穴釘扎狀態，不能通過退火等方法恢復上述缺陷。?