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TWI435443B - 固態攝像裝置及其製造方法 - Google Patents

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TWI435443B
TWI435443B TW099104212A TW99104212A TWI435443B TW I435443 B TWI435443 B TW I435443B TW 099104212 A TW099104212 A TW 099104212A TW 99104212 A TW99104212 A TW 99104212A TW I435443 B TWI435443 B TW I435443B
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image pickup
solid
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electrode
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TW099104212A
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Inventor
Keiichi Nakazawa
Takayuki Enomoto
Original Assignee
Sony Corp
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Description

固態攝像裝置及其製造方法
本發明係關於一種固態攝像裝置及一種其製造方法。
現將參照圖24中所示之示意性結構橫截面圖說明應用有一後表面輻射型結構之CMOS(互補金屬氧化物半導體)型固態攝像元件的實例，其中使光自與上面形成有配線層之一側相對的一側入射以被接收至該後表面輻射型結構。
如圖24中所示，構成個別像素之光接收感應器部分的光電二極體PD形成於單晶矽層361中。此外，彩色濾光片層364及透鏡365被提供於相對於單晶矽層361之上側上(光入射側上)。應注意到如稍後所描述，單晶矽層361係藉由將矽基板(未圖示)薄化而獲得。
另一方面，多個配線層363被提供於相對於單晶矽層361之下側上(與光入射側相對之一側上)的層間絕緣層362中。此外，內部形成有多個配線層363之層間絕緣層362係由提供於該層間絕緣層362之下的支撐基板366支撐。
關於製造上述CMOS型固態攝像元件之方法，構成個別像素之光接收感應器部分的光電二極體PD係藉由進行離子植入而形成於矽基板(未圖示)之表面附近。此外，個別像素電晶體之閘極電極372穿過個別閘極絕緣膜(未圖示)形成於矽基板上。另外，配線層363依序形成於層間絕緣膜362中。
接著，平坦化最上層間絕緣膜362之表面，將上述矽基板反轉，且將支撐基板366隨後黏著於最上層間絕緣膜362之該平坦化表面上。
接著，將矽基板之後表面拋光以薄化該矽基板，藉此形成上述單晶矽層361。因此，光電二極體PD形成於矽基板(亦即，單晶矽層361)內部。此外，彩色濾光片層364及透鏡365依序形成於具有預定厚度之上述單晶矽層361上的平坦化層(未圖示)上。
以上述方式，有可能製造圖24中所示之CMOS型固態攝像元件360。CMOS型固態攝像元件例如描述於日本專利特許公開案第2005-150463號(下文稱作專利文獻1)(參見圖35)中。
關於上述製造過程，在最終過程中形成透鏡365時，透鏡365需要與先前形成之個別光電二極體PD對準。為此，對準標記之存在對於透鏡365之形成變得有必要。
另外，因為支撐基板366係黏著於層間絕緣膜362之側面上，所以不可能藉由利用常規方法來形成襯墊接觸(未圖示)。
為此，在將光電二極體PD形成於矽基板(單晶矽層361)內部時，形成用於對準標記之孔(未圖示)以便完全延伸至矽基板之後表面，且在該孔中填充絕緣層，藉此形成對準標記(未圖示)。因此，在形成透鏡365時，可藉由使用該對準標記來使透鏡365與個別光電二極體PD對準。
然而，關於上述結構，為引出用於形成襯墊之電極，必需自光入射側挖掘單晶矽層，藉此形成開口部分，其被開通穿過電極之上部部分，此係因為該電極形成於配線層側上。此過程導致製程數目增多，且增加製造成本。另外，在該開口部分之底部部分中存在襯墊之電極。因此，元件面積愈加增大，因為需要形成較寬之開口部分，以便防止與彼電極連接之配線接觸開口部分之周邊。
另外，亦揭示一種不同於上述結構之結構。在該種狀況下，儘管未加說明，但舉例而言，一矽層形成於一內部形成有配線之配線絕緣層上，且一光電二極體形成於該矽層中。此外，形成一接觸層以便完全延伸穿過該矽層以到達該配線絕緣層之上部部分。一絕緣層形成於該接觸層之側面周邊以便與該矽層絕緣。此外，上述接觸層之下部部分與一形成於該配線絕緣層中之配線層中的配線連接，且上述接觸層之上部部分與襯墊電極連接，藉此建構一襯墊部分。
使用諸如鎢(W)之金屬作為用於上述接觸層之材料。除鎢之外，鋁(Al)、銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)或其合金亦可用作用於上述接觸層之金屬。
另外，一由與上述絕緣層相同的材料製成之絕緣層形成於該矽層中以便完全延伸穿過該矽層，藉此形成對準標記。
關於此相關技術，分別以不同製程形成形成對準標記之絕緣層與形成接觸層之金屬。除此之外，在形成對準標記之絕緣層填充於形成接觸層之連接孔中之後，移除填充於該連接孔中之絕緣層。此後，穿過新形成之絕緣層將金屬填充於該連接孔中，藉此形成接觸層。此技術例如描述於專利文獻1(參見圖1)中。為此，製造過程為複雜的。
欲由本發明解決之問題現描述如下。亦即，襯墊之電極形成於開口部分之底部部分中，該開口部分經形成以便完全延伸穿過矽層。因此，為使配線容易地與配線連接，需要在很大程度上形成開口部分。為此原因，元件面積變大。此為一問題。另外，當需要形成襯墊之電極形成於光入射側上時，製造過程被迫複雜化，此係因為用於形成對準標記之過程、用於形成接觸部分之過程彼此不同。此為另一問題。
為解決上述問題已產生本發明，且因此需要提供一種固態攝像裝置及一種製造其之方法，其中襯墊之電極可形成於所謂之後表面側(光入射側)上以減小元件面積，且可藉由製造對準標記與接觸部分彼此相同之結構而於同一過程中形成對準標記及接觸部分，藉此簡化製造過程。
為達到上述要求，根據本發明之一實施例，提供一種固態攝像裝置，其包括：矽層；形成於該矽層中之像素部分，其用於處理且輸出藉由對入射光進行光電轉換而獲得之信號電荷；對準標記，其形成於該像素部分之周邊及該矽層中；及接觸部分，經由該接觸部分連接形成於該矽層之第一表面上之配線層內的第一電極與穿過絕緣膜形成於該矽層之與該第一表面相對之第二表面上的第二電極。在該固態攝像裝置中，該對準標記及該接觸部分係由用相同導電材料製成之導電層形成且穿過由相同材料製成之個別絕緣層形成於個別孔內，該等孔各完全延伸穿過該矽層。
在根據本發明之實施例之固態攝像裝置中，不需要為了暴露襯墊之電極而形成完全延伸穿過矽層之開口，此係因為襯墊部分中之第二電極形成於矽層之第二表面側上。另外，可在意欲形成現有開口之位置形成佔據面積比該現有開口小之接觸部分，因為其最終目的在於獲得襯墊部分中之第一電極與第二電極之間的電連接。此外，由用相同導電材料製成之個別導電層形成的對準標記及接觸部分分別穿過由相同材料製成之個別絕緣層形成於形成對準標記及接觸部分之孔內。因此，固態攝像裝置具有可使對準標記及接觸部分於同一過程中形成之結構。
根據本發明之另一實施例，提供一種製造固態攝像裝置之方法，其包括以下步驟：形成其中意欲形成對準標記之第一孔，及其中意欲自矽基板之第一表面側形成襯墊之接觸部分的第二孔；在該第一孔及該第二孔之各者中穿過絕緣層填充導電層，藉此分別在該第一孔及該第二孔中形成該對準標記及該接觸部分；以及在像素部分中形成光接收部分，其係用以將入射光光電轉換成對應於該入射光之輸出信號電荷；在該像素部分中形成電晶體，其係用以讀出來自該光接收部分之該等信號電荷且輸出對應於該等信號電荷之信號；且在周邊電路部分中形成電晶體，其係用以處理自該矽基板中之該像素部分輸出的該信號。該方法進一步包括以下步驟：在該矽基板之該第一表面上形成第一絕緣膜，且形成連接電極以便連接至該第一絕緣膜上之該接觸部分；形成配線層以便在襯墊部分中包括連接至該第一絕緣膜上之該連接電極的第一電極；移除與該矽基板之該第一表面側相對的第二表面側，直至該接觸部分被暴露，且在剩餘矽基板之暴露表面上形成第二絕緣膜；及在該襯墊部分中形成第二電極以便連接至該矽基板之該第二表面側上之該第二絕緣膜中的該導電層。
在根據本發明之另一實施例之製造固態攝像裝置的方法中，不需要形成完全延伸穿過矽層以暴露襯墊之電極的開口，因為襯墊部分中之第二電極形成於矽層之第二表面側上。另外，可在意欲形成現有開口之位置形成佔據面積比該現有開口小之接觸部分，因為其最終目的在於獲得襯墊部分中之第一電極與第二電極之間的電連接。此外，由用相同導電材料製成之個別導電層形成的對準標記及接觸部分形成於用於形成對準標記及接觸部分之個別孔內，且在同一步驟中進行。因此，形成對準標記之步驟及形成接觸部分之步驟得以簡化。
本發明之固態攝像裝置具有以下優點：有可能減小元件面積，此係因為由於第二電極形成於矽層之第二表面側上而不需形成用於引出襯墊之電極之開口部分。另外，因為固態攝像裝置具有不需形成用於引出襯墊之電極之開口部分的結構，所以製造過程可得以簡化。
本發明之製造固態攝像裝置的方法具有以下優點：因為過程數目可因對準標記及接觸部分能夠於同一過程中形成而減少，所以製造過程可被簡化且隨之可降低製造成本。
下文中將參照隨附圖式詳細描述本發明之較佳實施例。
1.　第一實施例
現將參照圖1中所示之示意性結構橫截面圖詳細描述根據本發明之第一實施例的固態攝像裝置。
如圖1中所示，像素部分20及隔離區12形成於矽層11中。此處，像素部分20將入射光光電轉換成信號電荷且輸出所得信號電荷。隔離區12隔離用以處理自像素部分20輸出之信號電荷的周邊電路部分30。舉例而言，形成隔離區12以便具有淺溝槽隔離(Shallow Trench Isolation，STI)結構。應注意到擴散層隔離亦可用於隔離像素部分20內之光接收部分21與像素電晶體部分(未圖示)。
用於光電轉換入射光之光接收部分21形成於上述矽層11中。此外，用於輸出經由光接收部分21中之光電轉換獲得之信號電荷的像素電晶體部分(未圖示)形成於上述矽層11中。另外，周邊電路部分30中之電晶體31形成於具有光接收部分21及像素電晶體部分之像素部分20的周邊。
舉例而言，光接收部分21係由光電二極體組成，且因此例如由N型區域及P+ 型區域(其例如形成於N型區域之光入射側上)組成。
儘管未加闡明，但上述像素電晶體部分之電晶體通常具有轉移電晶體、重置電晶體、放大電晶體及選擇電晶體之四電晶體構造。或者，像素電晶體部分之電晶體具有三電晶體構造。
另外，舉例而言，由重置電晶體、放大電晶體及選擇電晶體組成的像素電晶體群可為兩個光接收部分所共有之像素電晶體。或者，上述像素電晶體群可為四個光接收部分所共有之像素電晶體。
上述轉移電晶體被連接於光接收部分21之光電二極體之陰極電極與作為電荷-電壓轉換部分之浮動擴散部分之間。此外，上述轉移電晶體依據施加至其閘極電極(控制電極)之轉移脈衝將經由光接收部分21中之光電轉換獲得且積聚於其中之信號電荷(在該種狀況下為電子)轉移至浮動擴散部分。
上述重置電晶體在其汲電極中連接至重置線，且在其源電極中連接至浮動擴散部分。此外，在自光接收部分21轉移信號電荷至浮動擴散部分之前，藉由向上述重置電晶體之閘極電極施加重置脈衝而將浮動擴散部分之電位重置為重置電壓。
上述放大電晶體在其閘極電極中連接至浮動擴散部分，且在其汲電極中連接至像素電源。此外，上述放大電晶體在藉由重置電晶體以重置位準形式重置之後輸出浮動擴散部分之電位。另外，上述放大電晶體在藉由轉移電晶體以信號位準形式將信號電荷轉移至浮動擴散部分之後輸出浮動擴散部分之電位。
舉例而言，上述選擇電晶體在其汲電極中連接至放大電晶體之源電極，且在其源電極中連接至輸出信號線。此外，藉由向上述選擇電晶體之閘極電極施加選擇脈衝以使像素處於選擇狀態而將上述選擇電晶體接通，藉此將自放大電晶體輸出之信號輸出至輸出信號線。
舉例而言，周邊電路30中之電晶體係由複數個諸如PMOS電晶體及NMOS電晶體之MOS電晶體組成。在圖1中，展示一個電晶體31以代表複數個MOS電晶體。
例如，分別而言，PMOS電晶體及NMOS電晶體之閘極絕緣膜32形成於矽層11之第一表面上，且PMOS電晶體及NMOS電晶體之閘極電極33形成於閘極絕緣膜32上。閘極電極33各例如由多晶矽製成。
另外，當閘極電極33係由多晶矽製成時，NMOS電晶體之閘極電極33摻雜有n型雜質。舉例而言，NMOS電晶體之閘極電極33摻雜有劑量為約1×1015 至約1×1016 /cm2 之磷(P)或砷(As)。
PMOS電晶體之閘極電極33摻雜有p型雜質。舉例而言，PMOS電晶體之閘極電極33摻雜有劑量為約1×1015 至約1×1016 /cm2 之硼(B)、二氟化硼(BF2 )或銦(In)中之任一者。
源極及汲極區35及36分別穿過LDD區(未圖示)形成於矽層11中NMOS電晶體及PMOS電晶體之閘極電極33各自的兩側上。另外，儘管未加闡明，但浮動擴散部分亦形成於矽層11中。
另外，矽化物層37、38及39分別形成於源極及汲極區35及36之上表面上，及閘極電極33之上表面上。矽化物層37、38及39各自例如由矽化鈷(CoSi2 )、矽化鎳(NiSi)、矽化鈦(TiSi2 )、矽化鉑(PtSi)、矽化鎢(WSi2 )或其類似物製成。
另外，側壁34形成於周邊電路部分30中之閘極電極33之各側壁上。舉例而言，形成側壁34以便得到具有氧化矽膜及氮化矽膜之兩層結構或具有氧化矽膜、氮化矽膜及氧化矽膜之三層結構。應注意到側壁形成於像素電晶體部分中閘極電極(未圖示)之各側壁上。另外，用於形成側壁34之側壁形成膜74留在光接收部分21及浮動擴散部分(未圖示)中之各者上。側壁形成膜74具有作為矽化物阻斷膜之功能以防止光接收部分21、浮動擴散部分及其類似物矽化。
由轉移電晶體、重置電晶體、放大電晶體、選擇電晶體及其類似物組成之像素電晶體部分以此類方式形成於像素部分20中。另外，電晶體(NMOS電晶體及PMOS電晶體)31形成於周邊電路部分30中。
另外，對準標記50及接觸部分61形成於上述矽層11中像素部分20之周邊以便完全延伸穿過矽層11。
對準標記50係由穿過絕緣層15形成於第一孔13內部之導電層16組成，該第一孔經形成以便完全延伸穿過矽層11。另外，接觸部分61係由穿過絕緣層15形成於第二孔14內部之導電層16組成，該第二孔經形成以便完全延伸穿過矽層11。亦即，對準標記50之絕緣層15與接觸部分61之絕緣層15為由相同材料製成之絕緣層，另外，對準標記50之導電層16與接觸部分61之導電層16為由相同材料製成之導電層。因此，對準標記50之絕緣層15與接觸部分61之絕緣層15可由相同材料層製成。另外，對準標記50之導電層16與接觸部分61之導電層16可由相同材料層製成。
絕緣層15例如係由氧化矽膜、氮化矽膜或其類似物製成。另外，導電層16係由摻雜有導電型雜質(諸如硼(B)、磷(P)、砷(As)或銦(In))之多晶矽膜或非晶矽膜製成。
在圖1中，矽化物層17分別形成於接觸部分61中之導電層16之下部分側上的表面上。各矽化物層17例如由矽化鈷(CoSi2 )、矽化鎳(NiSi)、矽化鈦(TiSi2 )、矽化鉑(PtSi)、矽化鎢(WSi2 )或其類似物製成。
矽化物層17分別形成於接觸部分61中之導電層16之表面上，藉此降低接觸部分61與形成於配線層45(下文中將對其作描述)中之第一電極44(在該種狀況下為連接至第一電極44之各連接電極43)之間的接觸電阻。
第一絕緣膜41(由第一絕緣膜41之下層41A及第一絕緣膜41之上層41B組成)形成於矽層11之與光入射側相對之一側上的第一表面(圖1中之下側表面)上。此外，連接電極43形成於第一絕緣膜41中以便分別連接至接觸部分61。
包括襯墊部分60中之第一電極44的配線層45形成於第一絕緣膜41之表面(圖1中之下側表面)上，以便使第一電極44連接至各連接電極43。在配線層45中，複數個配線47(包括第一電極44)形成於層間絕緣膜46內。
配線層45(層間絕緣膜46)之表面被平坦化且支撐基板80被黏著於配線層45之該平坦化表面上。
第二絕緣膜65形成於矽層11之第二表面(圖1中之上表面)上。形成襯墊部分60中之第二電極66以便經由形成於第二絕緣膜65中之開口部分67連接至導電層16之暴露表面。
另外，彩色濾光片層91形成於入射至光接收部分21之入射光光徑上及第二絕緣膜65上。
此外，用於將入射光導向光接收部分21之聚光透鏡92形成於彩色濾光片層91上。
此外，如圖1中所示，阻光膜93可形成於周邊電路部分30上。在該種狀況下，形成絕緣膜94以便覆蓋阻光膜93，且彩色濾光片層91形成於絕緣膜94上。
固態攝像裝置1係以如上所述之方式建構。
在固態攝像裝置1中，不需要為了暴露襯墊之第一電極44而形成完全延伸穿過矽層11之開口部分，此係因為襯墊部分60中之第二電極66形成於矽層11之第二表面側(光入射側)上。另外，可在意欲形成現有開口部分之位置形成佔據面積比該現有開口部分小之接觸部分61，因為其最終目的在於獲得襯墊部分60中之第一電極44與第二電極66之間的電連接。另外，對準標記50及接觸部分61分別係由用相同導電材料製成之個別導電層16形成且穿過由相同材料製成之絕緣層15形成於用於形成對準標記50及接觸部分61之孔內。因此，固態攝像裝置1具有允許對準標記50及接觸部分61於同一過程中形成之結構。因此，製造過程可得以簡化。
第一實施例之變化
接著，將描述根據本發明之第一實施例之變化的固態攝像裝置之結構。
具有第一實施例之變化的固態攝像裝置如下：在關於圖1所述之第一實施例之固態攝像裝置1中，未形成矽化物層，但各導電層16係由金屬製成。例如可使用銅(Cu)、鋁(Al)、鎢(W)、鈦(Ti)、鉭(Ta)或其類似物作為此金屬。另外，其合金亦可用作此金屬。應注意到，除矽化物層及導電層16之外的構成元件與第一實施例之固態攝像裝置1中的構成元件相同。
各導電層16係以此類方式由金屬製成，藉此使得有可能進一步降低第一電極44(實質上，各連接電極43)與各導電層16之間的接觸電阻。
2.　第二實施例
下文中將參照圖2至圖11中所示之說明個別製造過程之示意性橫截面圖詳細描述根據本發明之第二實施例之製造固態攝像裝置的方法。應注意到圖2至圖8中之觀點與圖1中之觀點相反。
如圖2中所示，在矽基板10中形成隔離區12，經由該隔離區12使用於對入射光進行光電轉換且輸出對應於該入射光之信號電荷之像素部分20與用於形成用以處理因此輸出之信號電荷之周邊電路部分30的區域彼此隔離。為了形成隔離區12，首先，穿過氧化矽膜(未圖示)在矽基板10之第一表面(表面)上形成氮化矽膜71。
接著，藉由利用常規抗蝕劑應用技術來使抗蝕膜(未圖示)形成於氮化矽膜71上。隨後，藉由利用常規微影技術將該抗蝕膜圖案化以形成在意欲形成隔離區12之區域上具有開口部分的抗蝕圖案(未圖示)。在藉由使用該抗蝕圖案作為蝕刻遮罩來依序選擇性蝕刻掉氮化矽膜71及氧化矽膜以形成開口部分之後，移除該抗蝕圖案。
接著，藉由使用上述氮化矽膜71作為蝕刻遮罩，在矽基板10中形成其中意欲形成隔離區12之隔離溝槽。隨後，將絕緣膜填充於隔離溝槽中，且例如藉由利用化學機械拋光(CMP)方法來移除位於上述氮化矽膜71上之多餘絕緣膜。應注意到，隔離溝槽之內表面可在將絕緣膜填充於隔離溝槽中之前被氧化，藉此形成氧化物膜。
隨後，例如藉由利用濕式蝕刻方法使用熱磷酸來移除上述氮化矽膜71。圖2展示即將移除氮化矽膜71之前的狀態。
接著，如圖3中所示，在矽基板10上形成氮化矽膜72。藉由利用與上述情況類似之常規抗蝕劑應用技術來使抗蝕膜(未圖示)形成於氮化矽膜72上。隨後，藉由利用常規微影技術將該抗蝕膜圖案化以形成抗蝕圖案(未圖示)。在所得抗蝕圖案中，分別而言，開口部分形成於意欲形成對準標記50之區域上，且形成於意欲形成接觸部分61以便與襯墊部分60中之電極連接的區域上。藉由使用該抗蝕圖案作為蝕刻遮罩來選擇性蝕刻掉氮化矽膜72及氧化矽膜以形成開口部分73。此外，隨後移除該抗蝕圖案。
另外，藉由使用其中形成有開口部分73之氮化矽膜72作為蝕刻遮罩，分別在矽基板10中形成其中意欲形成對準標記50之第一孔13及其中意欲形成襯墊部分60中之接觸部分61的第二孔14。
意欲形成對準標記50之區域及意欲形成接觸部分61以便與襯墊部分60中之電極連接之區域分別例如位於意欲形成像素部分20之區域的周邊部分中。另外，當矽基板10在形成矽層11之稍後過程中被薄化時，形成具有對應於矽層11厚度之深度(約1 μm至約5 μm)的各第二孔14。因此，形成具有此類深度之各第二孔14，藉以形成各第二孔14以便完全延伸穿過矽層11。應注意到各第二孔14之直徑宜較大，其限制條件為導電層可填充於各第二孔14中，此係因為各第二孔14之直徑會對電阻值施加影響。舉例而言，各第二孔14之直徑較佳為約1 μm。
接著，如圖4中所示，將導電層16分別穿過絕緣層15填充於第一孔13及各第二孔14中。此時，絕緣層15及導電層16亦形成於氮化矽膜72上。
例如，所形成之絕緣層15的厚度等於或大於可確保矽基板10之絕緣性質的厚度，但不填滿各第二孔14。舉例而言，形成具有100 nm至500 nm之厚度的絕緣層15。然而，在各第二孔14之直徑經設定為1 μm之情況下，當絕緣層15之厚度為500 nm時，各第二孔14完全經絕緣層15填充。根據此觀點，較佳的是將絕緣層15之厚度設定在100 nm至200 nm範圍內以便留出填充導電層16之空間。正如所述，重要的是，所形成之絕緣層15的厚度等於或大於可確保矽基板10之絕緣性質的厚度，且留出填充導電層16之空間。
絕緣層15例如係由氧化矽膜、氮化矽膜或其類似物製成。另外，導電層16係由摻雜有導電型雜質(諸如硼(B)、磷(P)、砷(As)或銦(In))之多晶矽膜或非晶矽膜製成。
另外，絕緣層15及導電層16各自係藉由例如利用化學氣相沈積(CVD)方法來形成，此係因為較佳的是所形成之絕緣層15及導電層16各具有均勻厚度。
接著，如圖5中所示，移除位於矽基板10上之多餘導電層16及絕緣層15。因此，形成對準標記50，其係藉由將導電層16穿過絕緣層15填充於第一孔13中而獲得。同時，形成接觸部分61，其係藉由分別將導電層16穿過絕緣層15填充於第二孔14中而獲得。
應注意到藉由進行回蝕來移除位於矽基板10上之多餘導電層16及絕緣層15。當然，可藉由利用CMP方法來移除位於矽基板10上之多餘導電層16及絕緣層15。
應注意到，在對準標記50及接觸部分61中相對於矽基板10之表面產生階梯部分不成問題。
接著，如圖6中所示，在矽基板10中形成用於將入射光光電轉換成信號電荷之光接收部分21。另外，在矽基板10中形成用於輸出經由光接收部分21中之光電轉換而獲得之信號電荷的像素電晶體部分(未圖示)。此外，在內部形成有上述光接收部分21及像素電晶體部分之像素部分20的周邊形成周邊電路部分30中之電晶體31。
光接收部分21例如係由光電二極體組成且例如由N型區域及P+ 型區域(其例如形成於N型區域之光入射側上)形成。
像素電晶體部分中之電晶體(未圖示)通常具有轉移電晶體、重置電晶體、放大電晶體及選擇電晶體之四電晶體構造。或者，像素電晶體部分之電晶體具有三電晶體構造。
另外，舉例而言，由重置電晶體、放大電晶體及選擇電晶體組成的像素電晶體群可為兩個光接收部分所共有之像素電晶體。或者，上述像素電晶體群可為四個光接收部分所共有之像素電晶體。
周邊電路30之電晶體31例如係由複數個諸如PMOS電晶體及NMOS電晶體之MOS電晶體組成。在圖6中，展示一個電晶體31以代表複數個MOS電晶體。
舉例而言，PMOS電晶體及NMOS電晶體之閘極絕緣膜32形成於矽基板10上。接著，閘極電極33分別形成於閘極絕緣膜32中。藉由例如利用低壓化學氣相沈積(LP-CVD)方法沈積多晶矽來形成閘極電極33。
另外，當各閘極電極33係由多晶矽製成時，對於意欲形成各閘極電極33之膜(閘極電極形成膜)採取對付閘極空乏之措施，隨後將所關注之膜圖案化成閘極電極33。閘極空乏為如下問題：對不僅閘極絕緣膜實際厚度而且閘極多晶矽內之空乏層厚度以及對閘極絕緣膜之厚度薄化的影響均不可忽略，且因而閘極絕緣膜之有效厚度不會變薄，藉此使電晶體效能降級。
舉例而言，意欲形成NMOS電晶體之區域中的閘極電極形成膜摻雜有n型雜質。舉例而言，將磷(P)或砷(As)離子以約1×1015 /cm2 至約1×1016 /cm2 之劑量植入意欲形成NMOS電晶體之區域中的閘極電極形成膜中。
接著，意欲形成PMOS電晶體之區域中的閘極電極形成膜摻雜有p型雜質。舉例而言，將硼(B)、二氟化硼(BF2 )或銦(In)離子中之任一者以約1×1015 /cm2 至約1×1016 /cm2 之劑量植入意欲形成PMOS電晶體之區域中的閘極電極形成膜中。
可首先進行任何上述離子植入。另外，在各稍後的離子植入以及各上述離子植入中，離子植入係在類似於一般離子植入適當形成離子植入遮罩之狀態下進行。此外，在離子植入完成後移除用於離子植入遮罩之抗蝕劑。
接著，形成個別MOS電晶體之LDD區(未圖示)。
首先，關於周邊電路部分30中形成之NMOS電晶體，LDD區(未圖示)分別形成於半導體基板10中各閘極電極33之兩側上。藉由進行離子植入來形成各LDD區。使用砷(As)或磷(P)作為離子植入晶種，且劑量例如被設定在1×1013 /cm2 至1×1015 /cm2 範圍內。此時，關於與此同時同樣形成於像素電晶體部分中之MOS電晶體，LDD區可分別形成於半導體基板10中各閘極電極33之兩側上。另外，可在形成彼等LDD區之前形成凹穴擴散層。
關於周邊電路部分30中意欲形成PMOS電晶體之區域，LDD區(未圖示)分別形成於半導體基板10中各閘極電極33之兩側上。使用二氟化硼(BF2 )、硼(B)或銦(In)中之任一者作為離子植入晶種，且劑量例如被設定在1×1013 /cm2 至1×1015 /cm2 範圍內。另外，可在形成彼等LDD區之前形成凹穴擴散層。
接著，在周邊電路部分30中閘極電極33之各側壁上形成側壁34。在圖6中，展示一個電晶體31以代表複數個MOS電晶體。
在將側壁形成膜沈積於矽基板10之整個表面上之後，對該側壁形成膜進行回蝕，藉此形成側壁34。例如，形成側壁34以便得到具有氧化矽膜及氮化矽膜之兩層結構或具有氧化矽膜、氮化矽膜及氧化矽膜之三層結構。應注意到，同時，側壁形成於像素電晶體部分中之閘極電極之各側壁上。此時，側壁形成膜74可留在光接收部分21上及意欲形成浮動擴散部分(未圖示)之區域上，且可在稍後過程中在形成矽化物層時用作矽化物阻斷膜。因此，有可能抑制白色缺陷及隨機雜訊之產生。
接著，分別在周邊電路部分30中意欲形成MOS電晶體之各區域中形成源極及汲極區35及36。在圖6中，展示一個電晶體31以代表複數個MOS電晶體。
首先，舉例而言，源極及汲極區35及36形成於周邊電路部分30中意欲形成MOS電晶體之區域中。亦即，源極及汲極區35及36分別穿過LDD區形成於半導體基板10中NMOS電晶體之各閘極電極33的兩側上。藉由進行離子植入來形成源極及汲極區35及36。使用砷(As)或磷(P)作為離子植入晶種，且劑量例如被設定在1×1015 /cm2 至約1×1016 /cm2 範圍內。此時，關於與此同時同樣形成於像素電晶體部分中之MOS電晶體，源極及汲極區可分別形成於半導體基板10中各閘極電極之兩側上。另外，亦可在形成源極及汲極區之同時形成浮動擴散部分。
源極及汲極區35及36分別形成於周邊電路部分30中意欲形成PMOS電晶體之各區域中。亦即，源極及汲極區35及36分別穿過LDD區形成於半導體基板10中PMOS電晶體之各閘極電極33的兩側上。藉由進行離子植入來形成源極及汲極區35及36。使用硼(B)或二氟化硼(BF2 )作為離子植入晶種，且劑量例如被設定在1×1015 /cm2 至1×1016 /cm2 範圍內。
接著，對各源極及汲極區35及36進行活化退火。此活化退火例如在約800℃至約1,000℃下進行。舉例而言，可使用快速熱退火(RTA)系統、尖峰RTA系統或其類似者作為進行活化退火之系統。
接著，形成第二矽化物阻斷膜(未圖示)以便覆蓋像素電晶體部分。
因此，上面留有側壁形成膜(第一矽化物阻斷膜)74之光接收部分21、浮動擴散部分(未圖示)及像素電晶體部分(未圖示)各經第一矽化物阻斷膜及第二矽化物阻斷膜覆蓋。
接著，分別在周邊電路部分30中各MOS電晶體之源極及汲極區35及36以及閘極電極33上形成矽化物層37、38及39。在圖6中，展示一個電晶體31以代表複數個MOS電晶體。同時，矽化物層17形成於接觸部分61之導電層16之各表面上。此時，矽化物層17亦形成於對準標記50之導電層16上。
矽化物層37、38、39及17各自例如由矽化鈷(CoSi2 )、矽化鎳(NiSi)、矽化鈦(TiSi2 )、矽化鉑(PtSi)、矽化鎢(WSi2 )或其類似物製成。
下文將描述形成矽化鎳之情況作為形成各矽化物層37、38、39及17之一實例。
首先，使鎳(Ni)膜形成於矽基板10之整個表面上。舉例而言，藉由例如使用濺鍍系統來形成具有10 nm厚度之鎳膜。接著，在約300℃至約400℃下進行退火加工以使得鎳膜之鎳與作為基底之矽反應，藉此形成矽化鎳層。此後，藉由進行濕式蝕刻來移除未與矽反應之鎳。藉由進行濕式蝕刻，使矽化物層37、38、39及17以自對準方式僅選擇性形成於除絕緣膜之外的矽化物多晶矽表面上。
此後，在約500℃至約600℃下再次進行退火加工以使矽化鎳層穩定。
在上述矽化過程中，在像素電晶體部分中MOS電晶體之源極與汲極區(未圖示)及閘極電極(未圖示)的任一者上均未形成矽化物層。其原因在於因為由於矽化物中之金屬擴散至光接收部分21而引起之白色缺陷及暗電流的增加得以消除。
矽化物層17以此類方式形成於接觸部分61中之各導電層16上，藉此降低各接觸部分61與形成於配線層45中之第一電極44(在該種狀況下為各連接至第一電極44之連接電極43)之間的接觸電阻。
接著，如圖7中所示，成為蝕刻中止層之第一絕緣膜41(由第一絕緣膜41之下層41A及第一絕緣膜41之上層41B組成)形成於矽基板10上。此外，連接電極43(43C)形成於第一絕緣膜41中以便與個別接觸部分61連接。同時，形成連接電極43(43T)以便各自連接至周邊電路部分30中之MOS電晶體31。此外，同時，儘管未加闡明，但亦形成連接電極以便與像素電晶體部分之電晶體、浮動擴散及其類似者連接。
接著，如圖8中所示，包括襯墊部分60中連接至各連接電極43C之第一電極44的配線層45形成於第一絕緣膜41上。在下文中，界定第一電極44以便包括上述連接電極43C。在配線層45中，複數個配線47(包括第一電極44)形成於層間絕緣膜46中。複數個配線47之部件47分別連接至連接電極43(43T)。
接著，如圖9中所示，在配線層45(層間絕緣膜46)之表面被平坦化之後，將支撐基板80黏著於配線層45之如此經平坦化之表面上。
此後，移除矽基板10之後表面側上之一部分(由二點鏈線指示之部分)以薄化矽基板10，藉此形成矽層11。因此，暴露出形成於第一孔13及第二孔14之各者內部的導電層16。
接著，如圖10中所示，在矽基板10(矽層11)之第二表面(後表面)上形成第二絕緣膜65。此外，藉由利用常規抗蝕劑應用技術及微影技術來形成蝕刻遮罩，且在襯墊部分60中藉由使用該蝕刻遮罩在第二絕緣膜65中形成開口部分67以便分別暴露出導電層16。此後，形成襯墊部分60中之第二電極66以便穿過個別開口部分67連接至各導電層16。此處，第二電極66之形成係藉由利用常規配線技術來進行。舉例而言，在形成導電膜後，藉由進行適合的蝕刻來將導電膜圖案化，藉此形成第二電極66。
接著，如圖11中所示，在入射至光接收部分21之入射光光徑上且在矽基板10(矽層11)之第二表面(後表面)側上之第二絕緣膜65上形成彩色濾光片層91。
此外，用於將入射光導向光接收部分21之聚光透鏡92形成於彩色濾光片91上。應注意到，形成於第二電極66上且其中意欲形成彩色濾光片層91及聚光透鏡92之層被移除，藉此預先暴露出第二電極66之表面。
另外，在形成彩色濾光片層91之前，阻光膜93可形成於周邊電路部分30中之第二絕緣膜65上。在該種狀況下，形成絕緣膜94以便覆蓋阻光膜93。因此，彩色濾光片92形成於絕緣膜94上。
以上述方式完成固態攝像裝置1之製造。
關於製造固態攝像裝置1之方法，不需要如同相關技術般為了暴露襯墊之第一電極44而形成完全延伸穿過矽層11之開口部分，此係因為襯墊部分60中之第二電極66形成於矽層11之第二表面側(光入射側)上。另外，可在意欲形成現有開口部分之位置形成佔據面積比該現有開口部分小之接觸部分61，因為其最終目的在於獲得襯墊部分60中之第一電極44與第二電極66之間的電連接。另外，對準標記50及接觸部分61係由用相同導電材料製成之個別導電層16形成且在同一過程中分別穿過由相同材料製成之絕緣層15形成於用於形成對準標記50及接觸部分61之孔內。因此，用於形成對準標記50及接觸部分61之過程得以簡化。
因此，過程數目可因對準標記50及接觸部分61於同一過程中形成而減少。因此，達成以下效果：製造過程可被簡化且隨之可降低製造成本。
第二實施例之變化
接著，將描述根據第二實施例之變化製造固態攝像裝置之方法。
根據第二實施例之變化製造固態攝像裝置之方法如下：在參照圖2至圖11所述之製造固態攝像裝置1之方法中，各導電層16係由金屬製成，且在導電層16之任一表面上均未形成矽化物層。例如可使用銅(Cu)、鋁(Al)、鎢(W)、鈦(Ti)、鉭(Ta)或其類似物作為此金屬。另外，其合金亦可用作此金屬。此外，除了製造由金屬製成之各導電層16且不在導電層16之任一表面上形成矽化物層之外，該等製造過程與第二實施例之製造固態攝像裝置1之方法相同。
各導電層16係以此類方式由金屬製成，藉此使得有可能進一步降低第一電極44(實質上，各連接電極43)與各導電層16之間的接觸電阻。
比較實例
接著，將參照圖12至圖22中所示之說明個別製造過程之示意性橫截面圖描述製造固態攝像裝置之方法的比較實例。應注意到，圖12至圖22之觀點與圖1之觀點相反。
首先，如圖12中所示，穿過氧化矽膜(未圖示)在矽基板110之表面(第一表面)上形成氮化矽膜171。
接著，藉由利用蝕刻技術使用抗蝕劑遮罩(未圖示)來使開口部分172及開口部分173分別形成於氮化矽膜171中意欲形成對準標記之區域中以及意欲形成襯墊部分中之接觸部分之區域中。此後，移除該抗蝕劑遮罩。
接著，藉由使用氮化矽膜171作為蝕刻遮罩而在矽基板110中形成其中意欲形成對準標記之第一孔113以及形成於襯墊形成區中之第二孔114。形成各第二孔114以便環繞將在稍後過程中形成以引出襯墊之電極的開口部分之側面部分。亦即，所形成之各第二孔114在平面圖中具有環狀孔。
接著，如圖13中所示，將多晶矽穿過絕緣層115填充於第一孔113及第二孔114之各者中，藉此形成填充層116。或者，可使用非晶矽層來替代使用多晶矽層。
接著，如圖14中所示，移除位於氮化矽膜171(參見圖12)上之多餘多晶矽層116及絕緣層115(參見圖13)。因此，形成對準標記150，其係藉由將多晶矽層116穿過絕緣層115填充於第一孔113中而獲得。同時，將填充層116穿過絕緣層115填充於各第二孔114中。
藉由進行回蝕來移除填充層116及絕緣層115。當然，可藉由利用CMP方法來移除填充層116及絕緣層115。
應注意到，在對準標記150之表面中及填充於個別第二孔114中之填充層116的各表面中產生階梯部分不成問題。
此後，移除氮化矽膜171。圖14展示移除氮化矽膜171後之狀態。
接著，如圖15中所示，在矽基板110中形成隔離溝槽117，經由該隔離溝槽117使用於對入射光進行光電轉換且輸出對應於該入射光之信號電荷之像素部分120，與用於形成用以處理因此輸出之信號電荷之周邊電路部分130的區域彼此隔離。
為了形成隔離溝槽117，首先，穿過氧化矽膜(未圖示)在矽基板110之第一表面(表面)上形成氮化矽膜174。
接著，在氮化矽膜174之預定位置提供開口部分。此外，藉由使用蝕刻遮罩來選擇性蝕刻氮化矽膜174，藉此在矽基板110中形成隔離溝槽117。此時，溝槽152及溝槽162同樣分別形成於對準標記形成區域中第一孔113之上部分上以及襯墊部分形成區域中第二孔114之上部分側上。
接著，如圖16中所示，將絕緣膜118填充於隔離溝槽117及溝槽152與溝槽162之每一者中，且藉由例如利用CMP方法來移除位於氮化矽膜174上之多餘絕緣膜118。應注意到，在填充絕緣膜118之前，隔離溝槽117及溝槽152與溝槽162之各內表面可經氧化以在其上形成氧化物膜。以此類方式，在隔離溝槽117內部形成隔離區112。
應注意到，圖16展示移除氮化矽膜174上形成之多餘絕緣膜118之後的狀態。
接著，如圖17中所示，在矽基板110中形成用於將入射光光電轉換成信號電荷之光接收部分121。另外，在矽基板110中形成用於輸出經由光接收部分121中之光電轉換而獲得之信號電荷的像素電晶體部分(未圖示)。此外，在內部形成有上述光接收部分121及像素電晶體部分之像素部分120的周邊形成周邊電路部分130中之電晶體131。
光接收部分121、像素電晶體部分中之電晶體(未圖示)及周邊電路部分130中之電晶體131係在根據本發明之第二實施例之製造固態攝像裝置1的方法中於與上述相同之過程中形成。舉例而言，穿過閘極絕緣膜132在矽基板110上形成閘極電極133，且在閘極電極133之側壁上形成側壁134。接著，在矽基板110中閘極電極133之兩側上形成源極及汲極區135及136。
接著，分別在周邊電路部分130中各MOS電晶體之源極及汲極區135及136以及閘極電極133上形成矽化物層137、138及139。在圖17中，展示一個電晶體131以代表複數個MOS電晶體。
矽化物層137、138及139係在根據本發明之第二實施例之製造固態攝像裝置1的方法中於與上述相同之過程中形成。
接著，如圖18中所示，以此次序在矽基板110上形成蝕刻中止膜141及第一絕緣膜142，且在第一絕緣膜142中形成連接電極143以便與周邊電路部分130中之電晶體131連接。同時，儘管未加闡明，但亦形成連接電極以便連接至像素電晶體部分之電晶體、浮動擴散部分及其類似物。
接著，如圖19中所示，在第一絕緣膜142上形成連接至個別連接電極143之配線層147及包括襯墊部分中之第一電極144的配線層145。在配線層145中，複數層配線147(包括連接至個別連接電極143之配線147)及第一電極144形成於層間絕緣膜146中。
接著，如圖20中所示，在配線層145(層間絕緣膜146)之表面被平坦化之後，將支撐基板180黏著於配線層145之如此經平坦化之表面上。
此後，移除矽基板110之後表面側上之一部分(由二點鏈線指示之部分)以薄化矽基板110，藉此形成矽層111。因此，暴露出形成於第一孔113及第二孔114之各者內部的絕緣層115。
接著，如圖21中所示，在入射至光接收部分121之入射光光徑上且穿過第二絕緣膜165在矽基板110(矽層111)之第二表面(後表面)上形成彩色濾光片層191。
此外，用於將入射光導向光接收部分121之聚光透鏡192形成於彩色濾光片191上。
接著，如圖22中所示，層間絕緣膜146之一部分被開孔以便自第二絕緣膜165之側面完全延伸穿過第二絕緣膜165、矽層111、蝕刻中止膜141、第一絕緣膜142及其類似物，藉此形成到達第一電極144之開口部分148。
如上所述，應瞭解關於涉及上述製造方法之相關技術，必需在襯墊部分中形成到達第一電極144之開口部分148，且因此製造過程數目較多，用於形成開口部分148之過程數目多於根據本發明之第二實施例之製造方法中的過程數目。另外，關於根據本發明之第二實施例之製造方法，因為如先前所述，對準標記50及各接觸部分61係同時形成，所以除了形成對準標記50之過程之外，無需特地進行形成接觸部分61之過程。另外，亦存在以下優點：就過程而言，進行新過程所需之負荷較小，此係因為相關技術中之製造過程可實質上被轉換，藉此進行根據本發明之第二實施例之製造方法。亦即，可藉由使用相關技術中所用之現有製造系統進行根據本發明之第二實施例的製造方法。為此，因為製造成本及裝備成本未有增加且不需形成開口部分148，所以可愈加降低製造成本。
固態攝像裝置之應用實例
下文將參照圖23中所示之示意性方塊圖描述應用根據本發明之第一實施例之固態攝像裝置的攝像設備之構造之實例。
如圖23中所示，攝像設備200包括攝像部分201中之固態攝像裝置210。用於影像成像之聚光光學部分202被提供於攝像部分201之聚光側上。另外，具有用於驅動攝像部分201之驅動電路、用於將經由攝像裝置210中之光電轉換獲得之信號處理成影像信號之信號處理電路及其類似物的信號處理部分203被連接至攝像部分201之後續階段。另外，經由在信號處理部分203中執行之處理獲得之影像信號可儲存於影像儲存部分(未圖示)中。在該類攝像設備200中，可使用先前參照圖1所述之第一實施例之固態攝像裝置1作為固態攝像裝置210。
根據該應用實例之攝像設備200，存在以下優點：因為當調整影像以便具有接近自然之顏色時可獲得影像合成邊界，所以可獲得顏色再現性優良之影像，且由於固態攝像裝置1可達到適當的光譜平衡，故可容易地進行顏色校正。
另外，攝像設備200可具有以單晶片形式形成的形式或亦可具有帶有攝像功能之模組樣形式，且攝像部分及信號處理部分或光學系統被共同封裝至該攝像設備200中。此外，攝像設備200可應用於如上所述之攝像設備。此處，攝像設備例如意謂具有攝像功能之相機或行動設備。另外，詞語「攝像」不僅包括在常規相機照相狀態下擷取影像，而且在廣義上包括指紋偵測或其類似物。
本申請案含有與2009年3月11日向日本專利局提出申請之日本優先權專利申請案JP 2009-057485中所揭示相關的標的，該日本優先權專利申請案之全部內容係以引用的方式併入本文中。
熟習此項技術者應瞭解，視設計要求及其他因素而定可出現各種修改、組合、子組合及變更，只要其在隨附申請專利範圍或其等效形式之範疇內即可。
1．．．固態攝像裝置
10．．．矽基板/半導體基板
11．．．矽層
12．．．隔離區
13．．．第一孔
14．．．第二孔
15．．．絕緣層
16．．．導電層
17．．．矽化物層
20．．．像素部分
21．．．光接收部分
30．．．周邊電路部分
31．．．電晶體
32．．．閘極絕緣膜
33．．．閘極電極
34．．．側壁
35．．．源極區
36．．．汲極區
37．．．矽化物層
38．．．矽化物層
39．．．矽化物層
41．．．第一絕緣膜
41A．．．下層
41B．．．上層
43．．．連接電極
43C．．．連接電極
43T．．．連接電極
44．．．第一電極
45．．．配線層
46．．．層間絕緣膜
47．．．配線
50．．．對準標記
60．．．襯墊部分
61．．．接觸部分
65．．．第二絕緣膜
66．．．第二電極
67．．．開口部分
71．．．氮化矽膜
72．．．氮化矽膜
73．．．開口部分
74．．．側壁形成膜
80．．．支撐基板
91．．．彩色濾光片層
92．．．聚光透鏡
93．．．阻光膜
94．．．絕緣膜
110．．．矽基板
111．．．矽層
112．．．隔離區
113．．．第一孔
114．．．第二孔
115．．．絕緣層
116．．．填充層/多晶矽層
117．．．隔離溝槽
118．．．絕緣膜
120．．．像素部分
121．．．光接收部分
130．．．周邊電路部分
131．．．電晶體
132．．．閘極絕緣膜
133．．．閘極電極
134．．．側壁
135．．．源極區
136．．．汲極區
137．．．矽化物層
138．．．矽化物層
139．．．矽化物層
141．．．蝕刻中止膜
142．．．第一絕緣膜
143．．．連接電極
144．．．第一電極
145．．．配線層
146．．．層間絕緣膜
147．．．配線層/配線
148．．．開口部分
150．．．對準標記
152．．．溝槽
162．．．溝槽
165．．．第二絕緣膜
171．．．氮化矽膜
172．．．開口部分
173．．．開口部分
174．．．氮化矽膜
180．．．支撐基板
191．．．彩色濾光片層
192．．．聚光透鏡
200．．．攝像設備
201．．．攝像部分
202．．．聚光光學部分
203．．．信號處理部分
210．．．固態攝像裝置
360．．．CMOS型固態攝像元件
361．．．單晶矽層
362．．．層間絕緣層
363．．．配線層
364．．．彩色濾光片層
365．．．透鏡
366．．．支撐基板
372．．．閘極電極
PD．．．光電二極體
圖1為展示根據本發明之第一實施例之固態攝像裝置的結構之示意性橫截面圖；
圖2為展示根據本發明之第二實施例的製造圖1中所示固態攝像裝置之方法中之過程的示意性橫截面圖；
圖3為展示根據本發明之第二實施例的製造圖1中所示固態攝像裝置之方法中之過程的示意性橫截面圖；
圖4為展示根據本發明之第二實施例的製造圖1中所示固態攝像裝置之方法中之過程的示意性橫截面圖；
圖5為展示根據本發明之第二實施例的製造圖1中所示固態攝像裝置之方法中之過程的示意性橫截面圖；
圖6為展示根據本發明之第二實施例的製造圖1中所示固態攝像裝置之方法中之過程的示意性橫截面圖；
圖7為展示根據本發明之第二實施例的製造圖1中所示固態攝像裝置之方法中之過程的示意性橫截面圖；
圖8為展示根據本發明之第二實施例的製造圖1中所示固態攝像裝置之方法中之過程的示意性橫截面圖；
圖9為展示根據本發明之第二實施例的製造圖1中所示固態攝像裝置之方法中之過程的示意性橫截面圖；
圖10為展示根據本發明之第二實施例的製造圖1中所示固態攝像裝置之方法中之過程的示意性橫截面圖；
圖11為展示根據本發明之第二實施例的製造圖1中所示固態攝像裝置之方法中之過程的示意性橫截面圖；
圖12為展示根據一比較實例製造固態攝像裝置之方法中之過程的示意性橫截面圖；
圖13為展示根據比較實例製造固態攝像裝置之方法中之過程的示意性橫截面圖；
圖14為展示根據比較實例製造固態攝像裝置之方法中之過程的示意性橫截面圖；
圖15為展示根據比較實例製造固態攝像裝置之方法中之過程的示意性橫截面圖；
圖16為展示根據比較實例製造固態攝像裝置之方法中之過程的示意性橫截面圖；
圖17為展示根據比較實例製造固態攝像裝置之方法中之過程的示意性橫截面圖；
圖18為展示根據比較實例製造固態攝像裝置之方法中之過程的示意性橫截面圖；
圖19為展示根據比較實例製造固態攝像裝置之方法中之過程的示意性橫截面圖；
圖20為展示根據比較實例製造固態攝像裝置之方法中之過程的示意性橫截面圖；
圖21為展示根據比較實例製造固態攝像裝置之方法中之過程的示意性橫截面圖；
圖22為展示根據比較實例製造固態攝像裝置之方法中之過程的示意性橫截面圖；
圖23為展示應用根據本發明之第一實施例之固態攝像裝置的攝像設備之構造之示意性方塊圖；及
圖24為展示根據相關技術製造固態攝像裝置之方法的示意性橫截面圖。
1．．．固態攝像裝置
11．．．矽層
12．．．隔離區
13．．．第一孔
14．．．第二孔
15．．．絕緣層
16．．．導電層
17．．．矽化物層
20．．．像素部分
21．．．光接收部分
30．．．周邊電路部分
31．．．電晶體
32．．．閘極絕緣膜
33．．．閘極電極
34．．．側壁
35．．．源極區
36．．．汲極區
37．．．矽化物層
38．．．矽化物層
39．．．矽化物層
41．．．第一絕緣膜
41A．．．下層
41B．．．上層
43．．．連接電極
44．．．第一電極
45．．．配線層
46．．．層間絕緣膜
47．．．配線
50．．．對準標記
60．．．襯墊部分
61．．．接觸部分
65．．．第二絕緣膜
66．．．第二電極
67．．．開口部分
74．．．側壁形成膜
80．．．支撐基板
91．．．彩色濾光片層
92．．．聚光透鏡
93．．．阻光膜
94．．．絕緣膜

Claims (6)

  1. 一種製造固態攝像裝置之方法，其包含以下步驟：形成其中意欲形成對準標記之第一孔，及其中意欲自矽基板之第一表面側形成襯墊之接觸部分的第二孔；在該第一孔及該第二孔之各者中穿過絕緣層填充導電層，藉此分別在該第一孔及該第二孔中形成該對準標記及該接觸部分；在像素部分中形成光接收部分，其係用以將入射光光電轉換成對應於該入射光之輸出信號電荷；在該像素部分中形成電晶體，其係用以讀出來自該光接收部分之該等信號電荷且輸出對應於該等信號電荷之信號；且在周邊電路部分中形成電晶體，其係用以處理自該矽基板中之該像素部分輸出的該信號；在該矽基板之該第一表面上形成第一絕緣膜，且形成連接電極以便連接至該第一絕緣膜上之該接觸部分；形成配線層以便在襯墊部分中包括連接至該第一絕緣膜上之該連接電極的第一電極；移除與該矽基板之該第一表面側相對的第二表面側，直至暴露出該接觸部分，且在剩餘矽基板之暴露表面上形成第二絕緣膜；及在該襯墊部分中形成第二電極以便連接至該矽基板之該第二表面側上之該第二絕緣膜中的該導電層。
  2. 如請求項1之製造固態攝像裝置之方法，其中：在該周邊電路部分中該電晶體之各源極及汲極區上形成 矽化物層，且同時，在該導電層之表面上形成矽化物層。
  3. 如請求項1之製造固態攝像裝置之方法，其進一步包含以下步驟：在入射至該光接收部分之入射光光徑上且在該第二絕緣膜上形成彩色濾光片層；及在該彩色濾光片層上形成用於將該入射光導向該光接收部分之聚光透鏡。
  4. 一種固態攝像裝置，其係由請求項1至3中任一項之方法所製成。
  5. 如請求項4之固態攝像裝置，其中：該導電層係由摻雜有導電型雜質之矽製成，且在該導電層之表面上於該第一電極之側面上形成矽化物層。
  6. 如請求項4之固態攝像裝置，其中：該導電層係由金屬製成。
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Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5568969B2 (ja) * 2009-11-30 2014-08-13 ソニー株式会社 固体撮像装置とその製造方法、及び電子機器
JP5693060B2 (ja) * 2010-06-30 2015-04-01 キヤノン株式会社 固体撮像装置、及び撮像システム
US8710612B2 (en) * 2011-05-20 2014-04-29 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor device having a bonding pad and shield structure of different thickness
JP5794068B2 (ja) * 2011-09-16 2015-10-14 ソニー株式会社 固体撮像素子および製造方法、並びに電子機器
FR2984607A1 (fr) * 2011-12-16 2013-06-21 St Microelectronics Crolles 2 Capteur d'image a photodiode durcie
US8772899B2 (en) * 2012-03-01 2014-07-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method and apparatus for backside illumination sensor
KR20130106619A (ko) * 2012-03-20 2013-09-30 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 그 제조 방법
JP5696081B2 (ja) 2012-03-23 2015-04-08 株式会社東芝 固体撮像装置
KR101934864B1 (ko) 2012-05-30 2019-03-18 삼성전자주식회사 관통 실리콘 비아 구조물 및 그 제조 방법, 이를 포함하는 이미지 센서 및 그 제조 방법
JP2014027123A (ja) * 2012-07-27 2014-02-06 Renesas Electronics Corp 半導体装置およびその製造方法
FR2995133A1 (fr) * 2012-08-31 2014-03-07 St Microelectronics Crolles 2 Procede d'amincissement d'une tranche semiconductrice
JP2014216377A (ja) * 2013-04-23 2014-11-17 イビデン株式会社 電子部品とその製造方法及び多層プリント配線板の製造方法
JP6136663B2 (ja) * 2013-07-04 2017-05-31 ソニー株式会社 固体撮像素子およびその製造方法、並びに電子機器
US20150087131A1 (en) * 2013-09-20 2015-03-26 Infineon Technologies Ag Method for processing a chip
CN104576664B (zh) * 2013-10-23 2018-04-20 豪威科技(上海)有限公司 一种背照式cmos传感器及其制造方法
JP6200835B2 (ja) * 2014-02-28 2017-09-20 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置およびその製造方法
CN103985725B (zh) * 2014-06-03 2017-03-08 豪威科技(上海)有限公司 半导体结构及其制备方法
JP6362478B2 (ja) * 2014-08-27 2018-07-25 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法および半導体装置
JP6023256B1 (ja) * 2015-04-21 2016-11-09 日本電信電話株式会社 Ｍｓｍ−ｐｄおよび光電子集積回路
JP6789653B2 (ja) 2016-03-31 2020-11-25 キヤノン株式会社 光電変換装置およびカメラ
JP2018006443A (ja) * 2016-06-29 2018-01-11 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置およびその製造方法
US10535698B2 (en) * 2017-11-28 2020-01-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Image sensor with pad structure
KR102534249B1 (ko) 2018-01-12 2023-05-18 삼성전자주식회사 이미지 센서
CN109065565B (zh) * 2018-09-29 2021-03-02 德淮半导体有限公司 图像传感器及其形成方法
JP7366531B2 (ja) * 2018-10-29 2023-10-23 キヤノン株式会社 光電変換装置および機器
CN110036475B (zh) 2019-02-18 2020-03-27 长江存储科技有限责任公司 贯穿硅触点结构及其形成方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06196679A (ja) * 1992-12-25 1994-07-15 Olympus Optical Co Ltd 固体撮像装置及びその製造方法
JP4423452B2 (ja) * 2000-12-27 2010-03-03 富士フイルム株式会社 固体撮像装置
JP4798907B2 (ja) * 2001-09-26 2011-10-19 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
JP3722367B2 (ja) * 2002-03-19 2005-11-30 ソニー株式会社 固体撮像素子の製造方法
JP4246964B2 (ja) * 2002-05-27 2009-04-02 浜松ホトニクス株式会社 固体撮像装置及び固体撮像装置アレイ
US6809008B1 (en) * 2003-08-28 2004-10-26 Motorola, Inc. Integrated photosensor for CMOS imagers
JP4046069B2 (ja) * 2003-11-17 2008-02-13 ソニー株式会社 固体撮像素子及び固体撮像素子の製造方法
JP4533667B2 (ja) * 2004-05-28 2010-09-01 富士フイルム株式会社 光電変換膜積層型固体撮像装置
JP4867152B2 (ja) * 2004-10-20 2012-02-01 ソニー株式会社 固体撮像素子
JP4940667B2 (ja) * 2005-06-02 2012-05-30 ソニー株式会社 固体撮像素子及びその製造方法
TWI429066B (zh) * 2005-06-02 2014-03-01 Sony Corp Semiconductor image sensor module and manufacturing method thereof
TWI617869B (zh) * 2006-05-16 2018-03-11 半導體能源研究所股份有限公司 液晶顯示裝置和半導體裝置
JP2007329257A (ja) * 2006-06-07 2007-12-20 Sanyo Electric Co Ltd 半導体装置の製造方法
JP4659783B2 (ja) * 2007-06-14 2011-03-30 富士フイルム株式会社 裏面照射型撮像素子の製造方法
JP2009043772A (ja) * 2007-08-06 2009-02-26 Panasonic Corp 固体撮像装置及びその製造方法
JP2009057485A (ja) 2007-08-31 2009-03-19 Kao Corp ポリウレタンフォームの製造方法
US8212328B2 (en) * 2007-12-05 2012-07-03 Intellectual Ventures Ii Llc Backside illuminated image sensor
JP5268618B2 (ja) * 2008-12-18 2013-08-21 株式会社東芝 半導体装置

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Publication number Publication date
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CN101834192A (zh) 2010-09-15

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