[发明专利]半导体装置及其制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

2012年7月27日提交的日本专利申请公开No.2012-166690的公开（包括其说明书、附图和摘要）通过引用被全文并入这里。

技术领域

本发明涉及半导体装置及其制造方法，更特别地，涉及包括所谓的背面照射（backside illuminated）受光元件的固态成像元件及其制造方法。

背景技术

固态成像元件是在半导体基板的表面上形成的具有电极、布线和诸如光电二极管的受光元件的半导体装置。固态成像元件一般具有从其上侧（正面（front side））向受光元件施加用于光电转换的光的所谓的正面照射结构。

但是，在被正面照射的受光元件中，从在受光元件之上形成的金属布线的上侧施加光，这导致光的一部分被金属布线等反射。作为结果，光不能有效地到达受光元件，这对于受光元件来说是问题。为了解决该问题，已经开发了所谓的背面照射固态成像元件，其被设计为从成像元件的下侧（背面（back side））用用于光电转换的光辐照受光元件。例如，在日本未审查专利公开No.2006-59873（专利文献1）中公开了背面照射固态成像元件。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]

日本未审查专利公开No.2006-59873

发明内容

包含于在专利文献1中公开的固态成像元件中的单晶硅层具有用于加工嵌入的氧化物膜等的标记。标记可在执行用于加工嵌入的氧化物膜等的湿蚀刻时与嵌入的氧化物膜一起被蚀刻。标记会由于被氧化而膨胀（expand）其体积。标记的膨胀可在标记附近的单晶硅层上压缩和施加应力，导致了诸如叠层缺陷的晶体缺陷，这会导致电流泄漏或耐压不良。

在结合附图阅读本申请的以下的详细描述以后，可以更好地理解其它问题和本发明的新的特征。

根据本发明的一个实施例的半导体装置包括半导体层、多个受光元件、受光透镜和标记。半导体层具有正面主表面和背面主表面。标记在半导体层中形成，并且在从正面主表面向背面主表面的方向上延伸。标记具有向着正面主表面而不是向着背面主表面凹陷的深部表面（deeply located surface），并且该深部表面由硅形成。

在根据本发明的另一实施例的半导体装置的制造方法中，首先，提供具有正面主表面和与正面主表面相反（opposed to）的反向主表面的半导体基板。半导体基板具有沿正面主表面和反向主表面嵌入其中的绝缘层。然后，形成沟槽，该沟槽从半导体基板的正面主表面延伸到与正面主表面相反的位于与绝缘层的边界处的背面主表面。在沟槽中形成在从正面主表面向背面主表面的方向上延伸的标记。标记具有向着正面主表面而不是向着背面主表面凹陷的深部表面。在半导体基板的正面主表面和背面主表面之间的区域中形成的半导体层中从正面主表面形成多个受光元件。从半导体基板的该反向主表面到背面主表面去除区域。通过使用标记设置用于向受光元件供给光的受光透镜。该深部表面由硅形成。

根据本发明的一个实施例，提供了可抑制加工中的化学品所导致的腐蚀、同时防止在标记上产生热应力的半导体装置及其制造方法。

附图说明

图1是表示根据本发明的半导体装置中的晶片的状态的示意性平面图；

图2是图1的点线包围的区域II的示意性放大平面图；

图3是图2的点线包围的区域III的示意性放大平面图；

图4A和图4B是表示在芯片区域中形成的遮光膜的结构的示意性平面图；

图5是表示本发明的第一实施例中的标记的平面形式的例子的示意性放大图；

图6是表示沿第一实施例中的图5的线VI-VI切取的标记的形式的一个例子的示意性截面图；

图7是表示根据第一实施例的半导体装置中的其中形成有光电二极管和晶体管的受光元件形成区域以及其中形成有标记的标记形成区域的形式的示意性截面图；

图8是表示第一实施例中的半导体装置的制造方法中的第一步骤的示意性截面图；

图9是表示第一实施例中的半导体装置的制造方法中的第二步骤的示意性截面图；

图10是表示第一实施例中的半导体装置的制造方法中的第三步骤的示意性截面图；

图11是表示第一实施例中的半导体装置的制造方法中的第四步骤的示意性截面图；

图12是表示第一实施例中的半导体装置的制造方法中的第五步骤的示意性截面图；

图13是表示第一实施例中的半导体装置的制造方法中的第六步骤的示意性截面图；