[发明专利]固态图像拾取装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及固态图像拾取装置，更特别地，涉及背侧照明型固态图像拾取装置、固态图像拾取装置的制造方法和照相机系统。

背景技术

近年来，提出了背侧照明型固态图像拾取装置，作为高灵敏度的固态图像拾取装置。在背侧照明型固态图像拾取装置中，晶体管和金属布线被设置在半导体基板的第一主面侧（前侧），并且，光通过与前侧相反的第二主面侧（背侧）入射。

PTL 1公开了通过蓄积作为信号载流子的电子-空穴对的空穴来调制检测晶体管的沟道电流的电荷调制器件（CMD）型的固态图像拾取装置。通过对从背侧入射的光进行光电转换产生电子-空穴对。更具体而言，PTL 1中的图2示出在CMD型的固态图像拾取装置中，包括用于对从背侧入射的光进行光电转换的光电检测器的结构。PTL 1中的图2所示的光电检测器具有用于光电转换的低浓度p型半导体区域、蓄积空穴的p型半导体区域、和在作为光入射面的背侧的主面上的高浓度n型半导体区域。

PTL 1没有特别公开包含于高浓度n型半导体区域中的离子种类。由于杂质扩散，一些离子种类会加宽设置在光入射面侧的主面上的高浓度n型半导体区域。这会使光入射面侧的主面附近的电势分布平坦化，从而使得难以在蓄积区域中收集在光入射面侧的主面的附近产生的空穴。这会使得难以实现高的灵敏度。不被收集于蓄积区域中的空穴会进入相邻的像素并产生噪声，或者会在彩色图像拾取装置中导致颜色混合。

引文列表

专利文献

PTL 1：日本专利公开No.2008-294176

发明内容

鉴于上述的问题，本发明提供具有很少的颜色混合的、高灵敏度的背侧照明型固态图像拾取元件。

根据本发明的一个方面的背侧照明型固态图像拾取装置包括设置有分别具有光电转换部分的多个像素的半导体基板和设置在半导体基板的第一主面侧的布线层。光从半导体基板的与第一主面相反的第二主面入射到光电转换部分。光电转换部分包含第一n型半导体区域和第一p型半导体区域。第一n型半导体区域包含砷作为主要杂质。第一n型半导体区域被设置为比第一p型半导体区域更接近半导体基板的第二主面。通过光电转换产生的空穴作为信号载流子在第一p型半导体区域中被收集。

根据本发明的一个方面的一种固态图像拾取装置的制造方法包括：将砷离子注入到半导体基板的第二主面中；从与第二主面相反的第一主面侧减小半导体基板的厚度；将处理基板附着到半导体基板的第二主面侧；在半导体基板的第一主面侧形成布线层；和去除处理基板。

根据本发明的另一方面的一种固态图像拾取装置的制造方法包括：在半导体基板的第一主面上形成布线层；从与第一主面相反的第二主面侧减小半导体基板的厚度；和将砷离子注入到半导体基板的第二主面中。

根据本发明的另一方面的一种固态图像拾取装置的制造方法包括：将砷离子注入到绝缘体上硅（SOI）基板的SOI层中，SOI基板包含SOI层、埋入氧化物（BOX）层和块体（bulk）基板；通过外延生长在SOI层上形成硅膜；在SOI层的与BOX层相反的一侧形成布线层；和去除块体基板。

本发明的有效效果

根据本发明的一个方面的固态图像拾取装置可以是高灵敏度的背侧照明型固态图像拾取装置。

参照附图阅读示例性实施例的以下说明，本发明的其它特征将变得十分清楚。

附图说明

图1A是根据本发明的第一实施例的固态图像拾取装置的示意性截面图。

图1B是根据第一实施例的光电转换部分的在深度方向上的杂质轮廓。

图2A～2E示出根据本发明的第一实施例的固态图像拾取装置的制造过程。

图3是根据本发明的第二实施例的固态图像拾取装置的示意性截面图。

图4A是根据本发明的第三实施例的固态图像拾取装置的示意性截面图。

图4B是根据第三实施例的光电转换部分的在深度方向上的杂质轮廓。

图5A是根据本发明的第四实施例的固态图像拾取装置的示意性截面图。

图5B是根据第四实施例的光电转换部分的在深度方向上的杂质轮廓。

图6A～6C示出根据本发明的第四实施例的固态图像拾取装置的制造过程。

图7A是根据本发明的第五实施例的固态图像拾取装置的示意性截面图。

图7B是根据第五实施例的光电转换部分的在深度方向上的杂质轮廓。

图8A是根据本发明的第六实施例的固态图像拾取装置的示意性截面图。

图8B是根据第六实施例的光电转换部分的在深度方向上的杂质轮廓。