固体摄像装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种背面照射型的固体摄像装置及其制造方法，该固体摄像装置具有在半导体基板上配置包括光电转换部以及信号扫描电路部的多个像素的摄像区域，并且在与形成上述信号扫描电路部的上述半导体基板的表面相反侧的基板表面上形成光照射面，该背面照射型的固体摄像装置包括：硅氧化膜，设置在上述光照射面侧的半导体基板上；ｐ型非晶硅化合物层，设置在上述硅氧化膜上；以及空穴蓄积层，通过上述ｐ型非晶硅化合物层形成在上述光照射面侧的半导体基板与上述硅氧化膜之间的界面附近。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及一种，例如，适用于背面照射型的固 体摄像装置等。
技术介绍
近年来，像素的微细化得以发展，提出了一种以提高开口率来作为主要目的背面 照射型的固体摄像装置(例如，日本特开2006-128392号公报)。在该背面照射型的固体摄像装置中，当产生在光照射面侧的电子没有顺利到达布 线侧的光电二极管(PD)时，则不被作为信号来进行计数。因此，进行光电转换的Si层的厚 度决定感度(硅(Si)层的膜厚越厚感度越高)。
技术实现思路
本专利技术鉴于上述情况而做成，其目的在于，提供一种能够防止光照射面侧的基板 界面的耗尽并降低暗电流、能够形成更稳定的空穴蓄积层、并能够防止布线层的可靠性的 劣化的。本专利技术涉及一种背面照射型的固体摄像装置，具有在半导体基板上配置包括光电 转换部以及信号扫描电路部的多个像素的摄像区域，并且在与形成上述信号扫描电路部的 上述半导体基板的表面相反侧的基板表面上形成光照射面，该背面照射型的固体摄像装置 包括硅氧化膜，设置在上述光照射面侧的半导体基板上；P型非晶硅化合物层，设置在上 述硅氧化膜上；以及空穴蓄积层，通过上述P型非晶硅化合物层形成在上述光照射面侧的 半导体基板与上述硅氧化膜之间的界面附近。根据本专利技术的，能够防止光照射面侧的基板界面的耗 尽并降低暗电流，能够形成更稳定的空穴蓄积层，并能够防止布线层的可靠性的劣化。附图说明图1是表示第1实施方式的固体摄像装置的整体构成例的模块图；图2是表示第1实施方式的固体摄像装置的摄像区域的等价电路图；图3是表示第1实施方式的固体摄像装置的剖面构成例的剖视图；图4是表示第1实施方式的从半导体基板的表面至界面附近的深度方向的浓度分 布以及电位的图；图5是表示第1实施方式的固体摄像装置的从半导体基板的表面侧至界面附近的 剖面的空穴浓度的图6是表示以第1实施方式的固体摄像装置的Si氧化膜的膜厚(dSi02)作为参 数，a-SiC(p)层的B(硼)浓度与暗电流之间的关系的图；图7是表示第1实施方式的固体摄像装置的一个制造工序的图；图8是表示第1实施方式的固体摄像装置的一个制造工序的图；图9是表示第1实施方式的a-SiC(p)层的成膜方法与特性的图；图10是表示第1实施方式的固体摄像装置的一个制造工序的图；图11是表示第2实施方式的固体摄像装置的剖面构成例的剖视图；图12是表示第3实施方式的固体摄像装置的剖面构成例的剖视图。具体实施例方式实施方式的一种形式的固体摄像装置是一种背面照射型的固体摄像装置，具有在 半导体基板上配置包括光电转换部以及信号扫描电路部的多个像素的摄像区域，并且在与 形成上述信号扫描电路部的上述半导体基板的表面相反侧的基板表面上形成光照射面，该 背面照射型的固体摄像装置具有硅氧化膜，设置在上述光照射面侧的半导体基板上；P型 非晶硅化合物层，设置在上述硅氧化膜上；以及空穴蓄积层，通过上述P型非晶硅化合物层 形成在上述光照射面侧的半导体基板与上述硅氧化膜之间的界面附近。此处，当在上述背面照射型的固体摄像装置的光照射面侧的Si界面发生耗尽时， 存在以下趋势，S卩由存在于界面的发生中心引起的暗电流增大较大损坏画质。由于暗电流 增大而再生画质降低是指，例如白色缺陷(白傷；white defects)、暗时输出不均(暗時^ ^ )等。因此，提出了以下方案，即为了不使光照射面侧的界面耗尽，而利用在SOI基板 上形成P型半导体层并在其上使Si外延生长而得到的基板，来形成背面照射型的固体摄像 装置。然而，当在基板上形成光照射侧的ρ型半导体层时，由于(使用在基板上作成有P型 半导体层的基板)形成CMOS传感器的过程的热工序，而上述P型半导体层的硼(B)扩散， 实质上P型半导体层的膜厚变厚。当上述P型半导体层变厚时，对于蓝色(B) (450nm)光的 感度显著降低。另外，提出了以下方案，S卩为了不使光照射面侧的界面附近的Si层耗尽，而形成 负的固定电荷膜(例如，氧化铪膜等)。在此，通过形成负的固定电荷膜，从而在界面附近的 Si层内形成空穴层(也就是，不使界面附近耗尽)。由此来抑制暗电流增大。然而，形成具 有足够的空穴密度的固定电荷膜的方法非常不容易。这样一来，在上述中，相对于防止光照射面侧的耗尽 以及降低暗电流，都存在不利的趋势。因此，以下参照附图对实施方式进行说明。在以下的实施方式中举出的一例为，在 与形成信号扫描电路部的半导体基板表面上相反侧的半导体基板上的背面侧设置光照射 面(受光面)的背面 照射型(BSI =Back side illumination)的固体摄像装置。再者，在该 说明中，对涉及全图的共通的部分付与共通的参照符号。<1、构成例〉利用图1 图6对该专利技术的第1实施方式涉及的固体摄像装置的构成例进行说明。1-1、整体 构成例首先，利用图1对本例涉及的固体摄像装置的整体构成例进行说明。图1是表示 本例涉及的固体摄像装置的整体构成例的系统模块图。在图1中表示了在摄像区域的列位 置上配置有AD转换电路的情况的一种构成。如图所示那样，本例涉及的固体摄像装置10具有摄像区域12和驱动电路区域14。摄像区域12为，在半导体基板上配置包括光电转换部以及信号扫描电路部的单 位像素(Pixel)I的矩阵。光电转换部具有进行光电转换并储存的光电二极管，作为摄像部而执行功能。信 号扫描电路部具有后述的放大晶体管等，读取并放大来自光电转换部的信号，并发送到AD 转换电路15。本例的情况下，光照射面(光电转换部)被设置在与形成信号扫描电路部的 半导体基板表面上相反侧的半导体基板上的背面侧。驱动电路区域14构成为，配置有用于驱动上述信号扫描电路部的垂直移位寄存 器13以及AD转换电路等驱动电路。垂直移位寄存器(Vertical Shift register) 13向摄影区域12输出信号LSl LSk，并作为以每行来选择单位像素1的选择部而执行功能。被选择的行的单位像素1分别 将与入射光的量相对应的模拟信号Vsig经由垂直信号线VSL输出。AD转换电路(ADC) 15将经由垂直信号线VSL输入的模拟信号Vsig转换成数字信号。再者，此处，作为固体摄像装置的整体构成的一部分，省略了图示以及该说明，但 并不限于此。即，例如，也可以进一步具有控制摄像区域12等的动作的控制电路等。也可 以构成为不是按照列来并列地配置ADC电路，而是以芯片级配置ADC电路，或者构成为不在 传感器芯片上配置ADC等。1-2、摄像区域的构成例接着，利用图2对图1中的摄像区域12的构成例进行说明。在本例中，举出通过 单一的摄像区域12来取得多个颜色信息的单版式摄像元件作为一例来进行说明。如图所示那样，摄像区域12具有多个单位像素1，矩阵状地配置在从垂直移位寄 存器13延出的读取信号线与垂直信号线VSL的交叉位置上。单位像素(PIXEL) 1具有光电二极管PD、放大晶体管Tb、读取晶体管Td、复位晶 体管Tc以及地址晶体管Ta。在上述像素1的构成中，光电二极管PD构成光电转换部。放大晶体管Tb、读取晶 体管Td、复位晶体管Tc以及地址晶体管Ta构成信号扫描电路部。向光电二极管PD的阴极施加基准电位Vss。放大晶体管Tb构成为，放大并输出来自浮动扩散层(” π—〒^ ) “、^工一 ^3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种背面照射型的固体摄像装置，具有在半导体基板上配置包括光电转换部以及信号扫描电路部的多个像素的摄像区域，并且在与形成上述信号扫描电路部的上述半导体基板的表面相反侧的基板表面上形成光照射面，该背面照射型的固体摄像装置包括：硅氧化膜，设置在上述光照射面侧的半导体基板上；ｐ型非晶硅化合物层，设置在上述硅氧化膜上；以及空穴蓄积层，通过上述ｐ型非晶硅化合物层形成在上述光照射面侧的半导体基板与上述硅氧化膜之间的界面附近。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山口铁也，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]