[發明專利]背面照射型固體拍攝裝置及其制造方法

無效

• 申請號: 201110316954.X
• 申請日: 2011-10-18
• 公開（公告）號: CN102569312A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 佐藤麻紀
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H04N5/335
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 周春燕;陳海紅

相關申請的交叉引用

本申請基于2010年12月8日提交的日本專利申請2010-273315并要求其優先權，該日本專利申請的全部內容通過引用結合于此。

技術領域

實施方式涉及背面照射型固體拍攝裝置及其制造方法。

背景技術

固體拍攝裝置(例如，CMOS圖像傳感器)包括表面照射型(Front?side?illumination?type：FSI?type)和背面照射型(Back?side?illumination?type：BSI?type)2種。

在表面照射型中，在半導體基板的整個背面設置背柵電極，能夠通過該背柵電極向半導體基板提供電位。但是，近年，為了消除伴隨著高像素化的感度降低的問題，受光部的感度不受布線層影響的背面照射型成為主流。

在背面照射型中，由于在半導體基板的背面設置濾色器，所以無法從半導體基板的背面側向半導體基板提供電位。因而，必然地，用于向半導體基板提供電位的電極部分地設置于半導體基板的設置布線層的表面側。但是，由于半導體基板的電阻大，所以僅僅如此難以使半導體基板的電位穩定。

發明內容

本發明要解決的課題在于提供可以使半導體基板的電位穩定的背面照射型固體拍攝裝置及其制造方法。

實施方式的背面照射型固體拍攝裝置包括：半導體基板，其具有第1導電型；阱區域，其配置在上述半導體基板的表面側，且具有第1導電型；多個光電二極管，其配置在上述阱區域內，且具有第2導電型；擴散層，其配置在上述多個光電二極管之間，并向上述阱區域提供電位，且具有第1導電型；溢漏層，其配置在上述半導體基板的背面側，且具有第2導電型；溢漏電極，其從上述半導體基板的表面側延伸至上述溢漏層，從上述半導體基板的表面側向上述溢漏層提供偏置電位；以及布線層，其配置在上述半導體基板的表面上。

另外，上述實施方式的背面照射型固體拍攝裝置的制造方法包括：通過在上述半導體基板的背面上沉積具有比上述半導體基板高的雜質濃度的導電性硅層，形成上述溢漏層；通過在上述半導體基板形成了溝之后在上述溝內填滿導電層，與對準標記同時形成上述溢漏電極；以及在形成了上述溢漏層及上述溢漏電極之后，形成上述多個光電二極管及上述擴散層。

另外，另一實施方式的背面照射型固體拍攝裝置包括：半導體基板，其具有第1導電型；阱區域，其配置在上述半導體基板的表面側，且具有第2導電型；多個光電二極管，其配置在上述阱區域內，且具有第1導電型；擴散層，其配置在上述多個光電二極管之間，并向上述阱區域提供電位，且具有第2導電型；溢漏層，其配置在上述半導體基板的背面側，且具有第1導電型；溢漏電極，其從上述半導體基板的表面側延伸至上述溢漏層，從上述半導體基板的表面側向上述溢漏層提供偏置電位；以及布線層，其配置在上述半導體基板的表面上。

上述另一實施方式的背面照射型固體拍攝裝置的制造方法包括：通過在上述半導體基板的背面上沉積具有比上述半導體基板高的雜質濃度的導電性硅層，形成上述溢漏層；通過在上述半導體基板形成了溝之后在上述溝內填滿導電層，與對準標記同時形成上述溢漏電極；以及在形成了上述溢漏層及上述溢漏電極之后，形成上述多個光電二極管及上述擴散層。

根據上述結構的背面照射型固體拍攝裝置及其制造方法，可以使半導體基板的電位穩定。

附圖說明

圖1是表示像素區域和周邊電路區域的圖。

圖2是表示背面照射型固體拍攝裝置的第1實施例的圖。

圖3是表示溢漏電極的圖。

圖4是對光電二極管的縱方向和橫方向的勢壘進行表示的圖。

圖5及圖6是表示作為參考例的背面照射型固體拍攝裝置的圖。

圖7是表示背面照射型固體拍攝裝置的第2實施例的圖。

圖8是表示背面照射型固體拍攝裝置的第3實施例的圖。

圖9是表示溢漏電極的圖。

圖10A至圖10P是表示背面照射型固體拍攝裝置的制造方法的圖。

具體實施方式

以下，參照附圖說明實施方式。

固體拍攝裝置的讀出電路包括像素單元和負載電路，具有讀出在光電二極管內蓄積的電荷的功能。光電二極管內的電荷向浮置擴散層傳送，且通過包括行選擇晶體管、放大晶體管和負載電路的源跟隨器電路變換為信號電壓。

這里，作為在從1像素內的光電二極管溢出的電荷進入其他像素內之前將其排出而防止圖像起暈(混色)的技術之一，有縱型溢漏構造。該構造以半導體基板的電位穩定為條件，在防止像素間的干擾方面可以說是非常有效的技術。