CN101295722B - 半导体器件及其制造方法、光测定装置、光检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种半导体器件及其制造方法、光测定装置、光检测装置，使得信号处理电路的动作不会因为未被遮光层遮挡而倾斜入射到信号处理电路的光而变得不稳定，且信号处理电路的动作不会因为由于照射到遮光层上的光产生的浮游电荷的影响而变得不稳定。在SOI基板上形成有受光元件(36)和处理从受光元件(36)输出的信号的信号处理电路(38)的光入射部(12)中，把信号处理电路(38)上的布线层中的最上层作为遮挡太阳光的遮光层(42)，与遮光层(42)电连接的多个接触插头(52)沿着遮光层的端部在SOI基板的厚度方向上层叠。多个接触插头(52)形成为接地或者足够抽出产生于遮光层的浮游电荷的电位。

Description

半导体器件及其制造方法、光测定装置、光检测装置
技术领域
本发明涉及一种半导体器件、光测定装置、光检测装置及半导体器件的制造方法，特别涉及遮挡入射到根据来自受光部的输出信号进行处理的信号处理部的光的半导体器件、使用半导体器件的光测定装置、使用半导体器件的光检测装置、及半导体器件的制造方法。
背景技术
近年来，由于哈龙气体向外部大气中的排放等环境污染，使得臭氧层正在被破坏，此前被臭氧层吸收的对人体有害的紫外线(UV：UltraViolet)相比以前更多地到达了地表面。
紫外线根据波长长度被划分为UV-A(紫外线A波：315nm-400nm)、UV-B(紫外线B波：280nm-315nm)、UV-C(紫外线C波：100nm-280nm)。UV-C被臭氧层吸收而不会到达地面。因此，UV-A和UV-B是日常照射人体的紫外线。为了保护人体不受这些紫外线损害，检测紫外线量非常重要，1995年世界保健机构等确定了作为每天的紫外线量指标的“UVIndex”，并建议通过大众传播媒体与天气预报同时发布该数值。
另外，近年来正在销售个人可以携带的小型紫外线测定装置。作为安装在其上的紫外线受光元件，例如有的具备紫外线测定用滤波器，仅使紫外线区域的波长的光透射GaN、AlGaN、GaP等化合物半导体类的受光元件。并且，受光元件接受紫外线而得到的光电流通过信号处理电路被转换为电压，通过放大器、ADC(Analog-Digital Converter：A/D转换器)转换成数字信号后，通过CPU计算为紫外线量。计算结果被存储在存储器中，并进行预定处理后显示在液晶显示部上。
但是，在使用化合物半导体类的受光元件时，必须使紫外线受光元件和信号处理电路等形成为不同芯片，难以使其结构小型化。另一方面，使用硅类材料的紫外线受光元件可以在同一半导体基板上制作受光元件和信号处理电路，所以能够形成一个芯片而实现小型化。
图8(A)、(B)表示将使用硅类材料的受光元件和信号处理电路形成一个芯片的半导体电路即光入射部12’的结构示例。图8(A)是光入射部12’的俯视图，图8(B)是光入射部12’的剖视图。
如图8(A)、(B)所示，在接受紫外线的光入射部12’上设置的受光元件36’和信号处理电路38’的任意信号线，通过与信号输入输出用焊盘40’连接的金属线78、封装端子41，与未图示的其他LSI等电连接。
如图8(B)所示，在光入射部12’的上表面设有仅使紫外线区域的波长的光透射的紫外线测定用滤波器80。在紫外线测定用滤波器80的下表面设有使紫外线透射的透明树脂82，再在其下表面配置受光元件36’和信号处理电路38’。并且，在透明树脂82与受光元件36’和信号处理电路38’之间介入未图示的保护膜及层间膜。
并且，光入射部12’形成为太阳光入射到包括受光元件36’和信号处理电路38’在内的整个芯片表面的结构。在这种结构中，信号处理电路38’的动作由于太阳光的影响而变得不稳定。在此，已经公知有对形成于一个芯片上的受光元件36’和信号处理电路38’中的信号处理电路38’设置遮光层的技术。
关于这种在信号处理电路上设置遮光层的技术，专利文献1公开了以下技术：在形成于硅基板上的信号处理电路和受光元件上形成透明保护膜，在受光元件上和外部导出端子上之外的、即主要是信号处理电路上的透明保护膜上形成铝等金属制的遮光层。
形成有受光元件和具有遮光层的信号处理电路的半导体电路的断面形状及其制造步骤如图9(A)～图9(G)所示。另外，半导体基板是SOI(Silicon On Insulator)基板。由此，不需要在受光元件的上表面设置紫外线测定用滤波器80。
图9(A)表示SOI基板，在P型硅基板的上层形成有嵌入氧化膜，再在其上层形成有硅薄膜层。并且，通过已知的光刻蚀刻，形成不同厚度的第1硅薄膜层和第2硅薄膜层(图9(B))。在第1硅薄膜层上形成受光元件36’，在第2硅薄膜层上形成信号处理电路38’。然后，在经过氧化步骤后，进行用于使形成有受光元件36’和信号处理电路38’的部分成为低浓度扩散层(低浓度P-型扩散层)的注入步骤，再形成栅极氧化膜和栅极电极(图9(C))。然后，形成高浓度N+型扩散层(图9(D))。然后，形成高浓度P+型扩散层(图9(E))。然后，设置第1布线层50A’和第1接触插头(contact plug)52A’(图9(F))。另外，在形成未图示的层间膜后，形成第2布线层50B’和第2接触插头52B’，在形成层间膜后，形成第3布线层50C’和第3接触插头52C’。并且，在形成层间膜后，形成被用作遮光层的第4布线层50D’。并且，在第4布线层50D’上形成层间膜，设置可以透射紫外线的紫外线透射保护膜56’(图9(G))。
专利文献1日本特开2000-294755公报
但是，如专利文献1公开的那样，即使在信号处理电路38’上形成遮光层，如图9(G)中的线A所示，有时太阳光不会被遮光层遮挡而倾斜入射到信号处理电路38’。
图10表示将从受光元件36’输出的信号通过信号处理电路38’转换为电压值的实测值、与表示入射到受光元件36’的紫外线强度的光电流之间的关系。实测值示例1与设计值相比特性偏离，实测值示例2与设计值相比失去了线性。关于该实测值示例1和实测值示例2与设计值的偏差，认为与制造工艺、温度和电源波动无关，而是由于未被遮光层遮挡而倾斜入射到信号处理电路38’的太阳光的原因，信号处理电路的动作变得不稳定。并且，太阳光照射遮光层，从而在遮光层产生浮游电荷，由于该浮游电荷滞留在遮光层上的影响，信号处理电路的动作有时变得不稳定。
另外，这种由于倾斜入射到信号处理电路的太阳光产生的问题，不仅是在紫外线测定装置中产生的问题，也是在用于测定与紫外线的波长区域不同的波长区域的光的信号处理电路中产生的问题。
发明内容
本发明正是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，提供一种半导体器件、光测定装置、光检测装置及半导体器件的制造方法，使得信号处理部的动作不会因为未被遮光层遮挡而倾斜入射到信号处理部的光而变得不稳定，且信号处理部的动作不会因为由于照射到遮光层上的光产生的浮游电荷的影响而变得不稳定。
为了达到上述目的，技术方案1的发明的特征在于，具有：形成于基板上的受光部；信号处理部，其形成于所述基板上，且根据来自所述受光部的输出信号进行处理；配置在所述信号处理部上方的遮光层；以及多个电连接部件，其在所述遮光层的端部形成于所述遮光层和所述基板之间，且各自分离开形成，所述多个电连接部件与接地或者足够抽出产生于所述遮光层的浮游电荷的电位连接。
根据技术方案1所述的半导体器件，信号处理部根据来自受光部的输出信号进行处理。并且，遮光层配置在该信号处理部的上方，多个电连接部件在遮光层的端部形成于遮光层和所述基板之间。另外，多个电连接部件各自分离开形成。并且，该多个电连接部件与接地或者足够抽出产生于所述遮光层的浮游电荷的电位连接。
这样，根据技术方案1所述的半导体器件，电连接部件遮挡未被遮光层遮挡而倾斜入射到信号处理部并到达信号处理部的光，所以不会出现由于光入射到信号处理部使得动作不稳定的情况。并且，有时由于光照射到遮光层，产生浮游电荷导致信号处理部的动作不稳定。但是，由于与遮光层连接的电连接部件与接地或者足够抽出产生于遮光层的浮游电荷的电位连接，所以浮游电荷不会滞留在遮光层上，不会出现信号处理部的动作由于浮游电荷的影响而不稳定的情况。
另外，如技术方案21的发明所述，本发明提供一种半导体器件的制造方法，该半导体器件在基板上具有受光部、和具有遮光层并根据来自所述受光部的输出信号进行处理的信号处理部，其特征在于，所述制造方法包括：在所述基板表面上同时形成构成所述受光部的多个第1扩散层、构成所述信号处理部的多个晶体管的源极和漏极、以及用于固定为接地或者足够抽出产生于所述遮光层的浮游电荷的电位的第2扩散层的步骤；在所述第1扩散层、第2扩散层、所述源极和所述漏极分别同时形成电连接部件的步骤；以及形成通过所述电连接部件与所述第2扩散层电连接的所述遮光层的步骤。
根据技术方案21所述的半导体器件的制造方法，在第1扩散层、第2扩散层、源极和漏极分别同时形成电连接部件的步骤、以及形成通过电连接部件与第2扩散层电连接的遮光层的步骤，可以与形成半导体器件的接触插头和布线层的步骤同时进行，所以与以往的制造步骤相比，可以不增加步骤数量地制作电连接部件和遮光层。
根据以上说明的本发明，具有以下良好效果：信号处理部的动作不会因为未被遮光层遮挡而倾斜入射到信号处理部的光而变得不稳定，且信号处理部的动作不会因为由于照射到遮光层上的光产生的浮游电荷的影响而变得不稳定。
附图说明
图1是表示本实施方式涉及的紫外线测定装置的外观图的图。
图2是表示本实施方式涉及的紫外线测定装置的电气系统的主要部分结构的图。
图3是同时表示本实施方式涉及的具有遮光部件的光入射部的断面形状及制造步骤的图。
图4是表示本实施方式涉及的受光元件、信号处理电路和接触插头的位置关系的图。
图5是表示本实施方式涉及的、把从受光元件输出的信号通过具有遮光部件的信号处理电路转换为电压值的实测值、与表示入射到受光元件的紫外线强度的光电流之间的关系的图。
图6是表示第1变形例涉及的遮光层与接地电平或者可以抽出浮游电荷的任意电位电平连接时的图。
图7是表示第2变形例涉及的把最上层布线层以外的布线层用作遮光层的示例图。
图8是具有受光元件和信号处理电路的半导体电路的俯视图和剖视图。
图9是同时表示光入射部的断面形状及制造步骤的图。
图10是表示把从受光元件输出的信号通过信号处理电路转换为电压值的实测值、与表示入射到受光元件的紫外线强度的光电流之间的关系的图。
符号说明
10紫外线测定装置；12光入射部(半导体器件)36受光元件(受光部)；38信号处理电路(信号处理部)；42遮光层；52接触插头(电连接部)。
具体实施方式
以下，参照附图具体说明本发明的实施方式。另外，此处说明将本发明适用于紫外线测定时的实施方式的示例。
如图1所示，图1中的紫外线测定装置10具有光入射部12。光入射部12接受紫外线，并输出基于所接受的紫外线强度的信号。另外，光入射部12的具体情况将在后面叙述。
并且，紫外线测定装置10具有各种操作按钮。通过按压操作操作按钮中的电源按钮14，紫外线测定装置10开始动作。并且，通过按压操作测定按钮16，开始测定入射到光入射部12的太阳光中的紫外线波长区域的受光量。另外，通过按压操作停止按钮18，结束紫外线的测定。
在液晶显示部20上显示所测定的紫外线量。液晶显示部20数字显示UV-A区域的紫外线量、UV-B区域的紫外线量和UV Index的值。
图2(A)表示紫外线测定装置10的电气系统的主要部分结构。
紫外线测定装置10构成为除光入射部12外，还包括CPU30、存储器32、显示用驱动器34和液晶显示部20。
光入射部12形成在SOI基板上，在光入射部12上设有受光元件36、信号处理电路38和信号输入输出用焊盘40。并且，在信号处理电路38的上表面设有遮光层42(图2(A)中利用单点划线包围的斜线部分)。另外，不仅使遮光层42形成在信号处理电路38的上表面上，而且如图2
(B)所示使其避开设有受光元件36和信号输入输出用焊盘40的区域，与图2(A)所示的遮光层42相比，可以遮挡更广的范围。
受光元件36产生与紫外线的受光量对应的光电流，将所产生的光电流输出给信号处理电路38。信号处理电路38将光电流转换为电压，并放大所转换的电压，然后通过ADC转换为可以在CPU30中进行处理的数字信号。从信号输入输出用焊盘40提供用于使受光元件36和信号处理电路38动作的信号和电力。
CPU30掌管紫外线测定装置10的整体控制，并且使用预定的计算式，根据转换后的数字信号计算紫外线量，将表示紫外线量的紫外线量数据存储在存储器32中。
显示用驱动器34进行预定的处理，以便可以在液晶显示部20上显示存储在存储器32中的紫外线量数据，通过用于显示数值和点(图案)的显示电路等的LSI，使液晶显示部20显示入射到光入射部12的紫外线量。
另外，光入射部12和CPU30、存储器32及显示用驱动器34等可以全部构成在一个芯片上。
下面，图3(A)～图3(G)表示光入射部12的断面形状及其制造步骤。
图3(A)表示SOI基板，在P型硅(Si)基板的上层形成有嵌入氧化膜，再在其上层形成有硅薄膜层。
受光元件36形成在SOI基板的硅薄膜层上。把形成有受光元件36的硅薄膜层的厚度设为只吸收紫外线区域的太阳光且使可见光区域等的太阳光透射的厚度，由此可以形成只对紫外线区域的光具有灵敏度的受光元件36。
并且，通过已知的光刻蚀刻调整第1硅薄膜层和第2硅薄膜层的厚度，使之成为最佳厚度，以便在第1硅薄膜层形成受光元件36，在第2硅薄膜层形成信号处理电路38(图3(B))。另外，适合于形成吸收紫外线且使可见光线等透射的受光元件36的、第1硅薄膜层的厚度例如为3nm～36nm。并且，在不需要调整厚度时，也可以跳过该步骤。
然后，进行形成用于将元件区域和元件区域之外的区域电绝缘的场氧化膜区域的氧化步骤。然后，进行用于使形成有受光元件36和信号处理电路38的部分成为低浓度扩散层(低浓度P-型扩散层)的注入步骤，还形成栅极氧化膜和栅极电极(图3(C))。另外，在图3(C)中示出了低浓度P-型扩散层，但该步骤的低浓度扩散层实施N型(N-)、P型(P-)双方的注入步骤。
然后，形成高浓度N+型扩散层(图3(D))。高浓度N+型扩散层是将磷(P)和砷(As)等N型杂质以较高浓度扩散在硅薄膜层上形成的扩散层。
然后，形成高浓度P+型扩散层(图3(E))。高浓度P+型扩散层是将硼(B)等P型杂质以较高浓度扩散在硅薄膜层上形成的扩散层。
受光元件36通过图3(C)～图3(E)所示的步骤形成为以下结构(横向二极管)：将注入浓度比高浓度N+型扩散层和高浓度P+型扩散层都低的扩散层(低浓度P-型扩散层或低浓度N-型扩散层)配置成为，使其在横向的一方与高浓度N+型扩散层接触，在另一方与高浓度P+型扩散层接触。
然后，在形成未图示的层间膜后，设置第1布线层50A和第1接触插头52A(图3(F))。第1接触插头52A是在层间膜上形成接触孔后，利用溅射法或CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)法成膜导电材料，从而在接触孔内嵌入导电材料而形成的。这样形成的第1接触插头52A使高浓度P+型扩散层和高浓度N+型扩散层与之后形成的第1布线层50A电连接。另外，关于导电材料，可以列举钨(W)、铜(Cu)、铝(Al)、铝合金、钼(Mo)、钛(Ti)、掺杂于半导体基板中的多晶硅等。
并且，在为了形成第1接触插头52A而向接触孔嵌入导电材料的步骤中，由于在层间膜的上表面也成膜有导电材料，所以对于在层间膜的上表面成膜的导电材料，通过蚀刻处理去除导电材料，但保留第1接触插头52A。并且，然后在层间膜的上表面形成第1布线层50A。
在形成第1布线层50A后，形成未图示的层间膜，与第1接触插头52A和第1布线层50A的形成步骤相同，形成第2接触插头52B和第2布线层50B。另外，在形成第2布线层50B后，形成未图示的层间膜，并形成第3接触插头52C和第3布线层50C。
另外，在形成第1布线层50A后，形成未图示的层间膜，形成第4接触插头52D和被用作遮光层42的第4布线层50D。该第4布线层50D是使从其上表面照射的太阳光不向下表面透射的金属层。并且，在第4布线层50D上还形成层间膜，再在其上表面形成可以透射紫外线的紫外线透射保护膜56(图3(G))。
另外，在图3(F)、(G)所示的步骤中，为了提高针对倾斜入射到信号处理电路38的太阳光的遮光性，设置包围信号处理电路38的第1接触插头52A、第2接触插头52B和第3接触插头52C。另外，关于第1接触插头52A、第2接触插头52B和第3接触插头52C，在不需要区分第1、第2、第3时，省略第1、第2、第3和A、B、C，简称为接触插头52。并且，关于第1布线层50A、第2布线层50B、第3布线层50C和第4布线层50D，在不需要区分第1、第2、第3、第4时，省略第1、第2、第3、第4和A、B、C、D，简称为布线层50。
接触插头52设置成为使作为遮光层42的第4布线层50D与高浓度扩散层电连接。在图3(G)中，与第4布线层50D连接的接触插头52与高浓度N+型扩散层连接。在连接有接触插头52的高浓度N+型扩散层的电位电平是接地电平时，第4布线层50D的电位电平通过接触插头52成为接地电平。并且，在连接有接触插头52的高浓度N+型扩散层的电位电平是可以抽出产生于第4布线层50D的浮游电荷的电位电平时，第4布线层50D的电位电平通过接触插头52成为可以抽出产生于第4布线层50D的浮游电荷的电位电平。另外，关于可以抽出产生于第4布线层50D的浮游电荷的电位电平，可以通过未图示的电源任意设定。
另外，在该制造步骤中，通过蚀刻去除在形成接触插头52和布线层50时成膜在层间膜上表面的导电材料，但也可以把成膜在层间膜上表面的导电材料设为足够形成布线层50的量，不通过蚀刻去除而直接用作布线层50。这样，可以同时形成接触插头52和布线层50，可以省略用于去除在形成接触插头52时成膜在层间膜上表面的导电材料的步骤。
下面，图4(A)表示受光元件36、信号处理电路38和接触插头52的位置关系。图4(A)中的上侧图是光入射部12的剖视图，下侧图是表示接触插头52的配置位置的示意图。另外，在图4(A)的下侧图中，设于受光元件36、信号处理电路38的接触插头52被省略。
如图4(A)所示，接触插头52被配置成为包围信号处理电路38。另外，接触插头52被设置成为不切断连接受光元件36和信号处理电路38的布线。
图4(B)～图4(D)是放大表示图4(A)中受光元件36和信号处理电路38之间利用虚线包围的部分的图。
在图4(B)的配置示例中，接触插头52只配置了一列。该情况时，按照图4(B)中的线A和线B所示入射进来的一部分太阳光未被遮挡而到达信号处理电路38。并且，虽然缩短从接触插头52到信号处理电路38的距离，可以减小光入射部12的大小，但是未被接触插头52遮挡的太阳光对信号处理电路38的影响增大。因此，认为太阳光对信号处理电路38的动作的影响越强，就越要配置多列的接触插头52。
在图4(C)的配置示例中，接触插头52配置了两列。这种结构与接触插头52只配置一列时相比，可以更多地遮挡如图4(C)中的线B所示具有角度地入射进来的太阳光。
图4(D)的配置示例是三列接触插头52相对基板面立起设置成交错网格状的配置。这种配置还可以遮挡在图4(B)、(C)中未被遮挡的按照线A、B所示入射进来的太阳光。在图4(D)中，沿着遮光层的端部将三列接触插头52排列成交错网格状，但不限于此，也可以将两列接触插头52排列成交错网格状。
上述图4所示的发挥遮光作用的布线和接触插头52，虽然相对于受光元件36和信号处理电路38有可能成为寄生电容，但形成对信号处理的延迟等没有影响的结构。
另外，在把接触插头52的直径(四方形时为一边)设为D(μm)、把接触插头52之间的最小间隔设为S(μm)时，优选D大于S。
如上所述，在SOI基板上形成有受光元件36和处理从受光元件36输出的信号的信号处理电路38的光入射部12中，把信号处理电路38上的布线层中的最上层作为遮挡太阳光的遮光层42，与遮光层42连接的多个接触插头52沿着遮光层的端部在SOI基板的厚度方向层叠。因此，可以遮挡由于倾斜入射到信号处理电路38而未被遮光层42遮挡的太阳光，信号处理电路38的动作不会受到太阳光的影响而变得不稳定。
并且，遮光层42与接触插头52电连接。因此，遮光层42通过接触插头52成为接地电平、或者可以抽出产生于遮光层42的浮游电荷的任意电位电平，可以使产生于遮光层42的浮游电荷释放，浮游电荷不会滞留在遮光层42上，浮游电荷不会给信号处理电路38带来影响。
并且，把在制造受光元件36和信号处理电路38的步骤中制造的接触插头52用作遮光部件，所以能够容易地使用以往的制造步骤制造遮光部件。
在此，图5表示把从受光元件36输出的信号通过信号处理电路38转换为电压值的实测值、与表示入射到受光元件36的紫外线强度的光电流之间的关系。图5中没有遮光部件的实测值示例1和没有遮光部件的实测值示例2，如在图10中说明的那样，相对设计值产生偏差。但是，具有遮光部件的实施例与没有遮光部件的实测值示例1和2相比，相对设计值的偏差较小，并且从受光元件36输出的光电流与通过信号处理电路38转换后的电压值之间的关系也显示出直线性，可以确认遮光部件产生的遮光效果。
(第1变形例)
在上述实施方式中，说明了把与作为遮光层42的第4布线层50D连接的接触插头52连接到高浓度N+型扩散层的情况，该扩散层的电位电平是接地电平或者可以抽出产生于第4布线层50D的浮游电荷的电位电平，但是，也可以利用与此不同的连接方法，使第4布线层50D的电位电平成为接地电平或者可以抽出产生于第4布线层50D的浮游电荷的电位电平。
在此，图6表示使第4布线层50D的电位成为接地电平或者可以抽出浮游电荷的电位电平时的变形示例。
图6(B)～(D)表示图6(A)所示的光入射部12的沿线A-A的剖视图。在图6(B)～(D)中，分别利用不同的连接方法使第4布线层50D的电位成为接地(GND)电平或者可以抽出第4布线层50D的浮游电荷的电位电平。
在图6(B)中，与第4布线层50D连接的接触插头52与高浓度N+型扩散层连接，该扩散层的电位电平是接地电平或者可以抽出产生于第4布线层50D的浮游电荷的电位电平，而且通过第1布线层50A与受光元件36的第1接触插头52A连接。受光元件36的所述第1接触插头52A与高浓度P+型扩散层连接。该高浓度P+型扩散层的电位电平是接地电平或者可以抽出产生于第4布线层50D的浮游电荷的电位电平。由此，可以进一步强化产生于第4布线层50D的浮游电荷的抽出。
图6(C)表示连接于与第4布线层50D连接的接触插头52的高浓度N+型扩散层的电位，不是接地电平或者可以抽出产生于第4布线层50D的浮游电荷的电位电平的情况。该情况时，通过第1布线层50A与信号处理电路38的第1接触插头52A连接。所述第1接触插头52A与高浓度N+型扩散层或高浓度P+型扩散层(在图6(C)中是与高浓度N+型扩散层连接)连接，这些扩散层的电位电平是接地电平或者可以抽出产生于第4布线层50D的浮游电荷的电位电平。由此，与第4布线层50D连接的接触插头52即使不直接与扩散区域连接，也可以抽出产生于第4布线层50D的浮游电荷，该扩散区域的电位电平是接地电平或者可以抽出产生于第4布线层50D的浮游电荷的电位电平。
在图6(D)中，与第4布线层50D连接的接触插头52与高浓度N+型扩散层连接，该扩散层的电位电平是接地电平或者可以抽出产生于第4布线层50D的浮游电荷的电位电平，而且通过第1布线层50B与受光元件36的第1接触插头52A以及信号处理电路38的第1接触插头52A连接。由此，可以进一步强化产生于第4布线层50D的浮游电荷的抽出。
(第2变形例)
在该实施方式中，把布线层50设为4层，把遮光层42设为第4布线层50D，把第3布线层50C以下设为信号线，但不限于此，只要把多个布线层50中的最上层作为遮光层42即可，例如把布线层50设为5层，把第5布线层设为遮光层42时，把第4布线层50D以下作为被用作信号线的布线层50。并且，例如把布线层50设为3层，把第3布线层设为遮光层42时，把第2布线层50B以下作为被用作信号线的布线层50。
在此，图7表示布线层为4层，第4布线层50D以外的布线层50也作为遮光层42时的变形示例。
图7(B)、(C)表示图7(A)所示的光入射部12的线A-A的剖视图。
在图7(B)中，除第4布线层50D外，第3布线层50C也被设为遮光层42。该情况时，按照图3(B)～(D)所示，沿着遮光层的端部设置多个作为遮光层42的第4布线层50D和第3布线层50C之间的第4接触插头52D，由此遮挡入射到信号处理电路38的太阳光。
并且，在图7(C)中，除第4布线层50D外，第2布线层50B也被设为遮光层42。该情况时，按照图3(B)～(D)所示，设置多个作为遮光层42的第4布线层50D和第2布线层50B之间的第3接触插头52C、第4接触插头52D，由此遮挡入射到信号处理电路38的太阳光。
另外，虽然在图7(B)、(C)中没有特别示出，但与作为遮光层42的各个布线层连接的接触插头52与高浓度N+型扩散层连接，该扩散层的电位电平是接地电平或者可以抽出产生于遮光层42的浮游电荷的电位电平。但不限于此，也可以形成为图6(B)～(D)所示的连接关系，该连接关系使图7(B)、(C)中的遮光层42的电位电平成为接地电平或者可以抽出产生于遮光层42的浮游电荷的电位电平。
并且，在该实施方式、第1变形例和第2变形例中，把遮光层42作为遮光专用的层，但也可以在遮光层42形成信号线，并形成不与信号线电接触的金属膜。另外，在布线层的信号线中，除与接地电平或者可以抽出产生于遮光层42的浮游电荷的任意电位电平等连接的信号线之外，不与遮光层42连接。并且，最上层的遮光层42例如也可以将遮光层42的一部分开口，以便应对使用激光器的修整(trimming)。该情况时，信号处理电路38不会受到从开口部倾斜入射进来的太阳光的影响，所以在该开口部端使用布线层50和接触插头52进行遮光。另外，在开口部的正下方及其附近不配置特性因光照射而变化的大型晶体管等。
另外，在该实施方式、第1变形例和第2变形例中，在光入射部12设置紫外线透射保护膜56，但也可以是在光入射部12不设置紫外线透射保护膜56的结构。
并且，在该实施方式、第1变形例和第2变形例中，关于形成有光入射部12的基板，说明了在硅基板的表面形成有作为绝缘层的硅氧化膜层、在该硅氧化膜层的表面形成有硅薄膜层的SOI基板，但也可以是在作为绝缘层的蓝宝石基板上形成硅薄膜层的SOS(Silicon On Sapphire)结构、和在作为绝缘层的石英基板上形成硅薄膜层的SOQ(Silicon OnQuartz)结构的基板。并且，关于形成有光入射部12的硅基板，也可以不是SOI基板等具有绝缘层的硅基板，而是只利用单晶硅构成的bulk基板。该情况时，形成于bulk基板上的受光元件36除紫外线区域的光以外，对可见光区域的光等也具有灵敏度，所以形成在受光元件36的上方设置遮挡紫外线区域以外的太阳光的滤波器的结构。并且，对信号处理电路38设置遮光层42和遮光部件，使透射所述滤波器的紫外线区域的太阳光和一部分可见光区域及红外线区域的太阳光不入射到信号处理电路38。
并且，在该实施方式、第1变形例和第2变形例中，把光入射部12应用于测定入射到受光元件36的紫外线量的紫外线测定装置10，但也可以把光入射部12应用于紫外线检测装置。紫外线检测装置检测有无紫外线入射到受光元件36，并将其结果显示在显示部上。更加具体地讲，信号处理电路38处理通过紫外线入射到受光元件36而输出的信号，控制部根据通过信号处理电路38处理后的信号控制显示部，使得在显示部上显示紫外线是否入射到受光元件36。

Claims (33)

1.一种半导体器件，其特征在于，所述半导体器件具有：
形成于基板上的受光部；
信号处理部，其形成于所述基板上，且根据来自所述受光部的输出信号进行处理；
配置在所述信号处理部上方的遮光层；以及
多个电连接部件，其在所述遮光层的端部形成于所述遮光层和所述基板之间，且各自分离开形成，
所述多个电连接部件与接地或者足够抽出产生于所述遮光层的浮游电荷的电位连接。
2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述多个电连接部件沿着所述遮光层的端部配置成一列。
3.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述多个电连接部件沿着所述遮光层的端部配置成多列。
4.根据权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，沿着所述遮光层的端部配置成多列的所述多个电连接部件被配置成为交错网格状。
5.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述多个电连接部件被电连接成在所述受光部中与接地或者足够抽出产生于所述遮光层的浮游电荷的电位连接。
6.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述多个电连接部件被电连接成在所述信号处理部中与接地或者足够抽出产生于所述遮光层的浮游电荷的电位连接。
7.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述多个电连接部件被电连接成在所述受光部和所述信号处理部中与接地或者足够抽出产生于所述遮光层的浮游电荷的电位连接。
8.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述遮光层在形成于所述信号处理部上方的多个布线层中的最上层中形成。
9.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述遮光层在形成于所述信号处理部上方的多个布线层中的中间布线层中形成。
10.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述电连接部件在所述基板的厚度方向上层叠有多个。
11.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述电连接部件是接触插头。
12.根据权利要求11所述的半导体器件，其特征在于，所述接触插头利用从钨、铜、铝、铝合金、钼、可掺杂的多晶硅中选择出的至少一种材料构成。
13.根据权利要求11所述的半导体器件，其特征在于，所述接触插头利用相同的材料同与该接触插头连接的布线层形成为一体。
14.根据权利要求13所述的半导体器件，其特征在于，所述接触插头和布线层利用从钨、铜、铝、铝合金中选择出的至少一种材料构成。
15.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述基板是具有硅层的SOI基板，所述受光部和所述信号处理部形成在所述硅层上。
16.根据权利要求15所述的半导体器件，其特征在于，所述受光部的所述硅层按照只能吸收紫外线的波长频带的光的方式设定膜厚。
17.根据权利要求16所述的半导体器件，其特征在于，所述硅层的膜厚为3nm～36nm。
18.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述基板是大块基板，在所述受光部上方具有只使紫外线的波长频带的光透射的滤波器。
19.一种光测定装置，其特征在于，所述光测定装置具有：
权利要求1～18中的任意一项所述的半导体器件；
显示单元，其显示入射到所述半导体器件的所述受光部的光量；以及
控制单元，其根据来自所述半导体器件的输出信号控制所述显示单元，使之显示入射到所述受光部的光量。
20.一种光检测装置，其特征在于，所述光检测装置具有：
权利要求1～18中的任意一项所述的半导体器件；
显示单元，其显示有无光入射到所述半导体器件的所述受光部；
控制单元，其根据来自所述半导体器件的输出信号控制所述显示单元，使之显示有无光入射到所述受光部。
21.一种半导体器件的制造方法，该半导体器件在基板上具有受光部、和具有遮光层并根据来自所述受光部的输出信号进行处理的信号处理部，其特征在于，所述制造方法包括：
在所述基板表面上同时形成构成所述受光部的多个第1扩散层、构成所述信号处理部的多个晶体管的源极和漏极、以及用于固定为接地或者足够抽出产生于所述遮光层的浮游电荷的电位的第2扩散层的步骤；
在所述第1扩散层、第2扩散层、所述源极和所述漏极分别同时形成电连接部件的步骤；以及
形成通过所述电连接部件与所述第2扩散层电连接的所述遮光层的步骤。
22.根据权利要求21所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，分别形成于所述受光部和所述信号处理部的电连接部件的尺寸相同。
23.根据权利要求21所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，在所述信号处理部的端部形成所述第2扩散层。
24.根据权利要求23所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，形成于所述第2扩散层的多个所述电连接部件在其上表面与布线连接。
25.根据权利要求21所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，多个所述电连接部件沿着所述遮光层的端部配置成一列。
26.根据权利要求21所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，多个所述电连接部件沿着所述遮光层的端部配置成多列。
27.根据权利要求26所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，沿着所述遮光层的端部配置成多列的多个所述电连接部件被配置成为交错网格状。
28.根据权利要求21所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述遮光层是所述信号处理部上方的多个布线层中的最上层。
29.根据权利要求21所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述遮光层是所述信号处理部上方的多个布线层中的中间布线层。
30.根据权利要求21所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述电连接部件形成为接触插头。
31.根据权利要求21所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述接触插头利用从钨、铜、铝、铝合金、钼、可掺杂的多晶硅中选择出的至少一种材料构成。
32.根据权利要求21所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述基板是具有硅层的SOI基板，所述受光部和所述信号处理部形成在所述硅层上。
33.根据权利要求21所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述基板是大块基板，在所述受光部的上方形成有只使紫外线的波长频带的光透射的滤波器。
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