CN101800232A - 固态摄像装置及其制作方法、摄像设备、半导体装置及其制作方法以及半导体衬底 - Google Patents

固态摄像装置及其制作方法、摄像设备、半导体装置及其制作方法以及半导体衬底 Download PDF

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Abstract

本发明提供了固态摄像装置及其制作方法、摄像设备、半导体装置及其制作方法以及半导体衬底。提供了一种固态摄像装置，包括：半导体衬底主体，包括设置在其上层上的元件形成层和吸杂层；光电转换元件，每个光电转换元件都包括设置在元件形成层中的第一传导型区域以及；电介质膜，其设置在吸杂层的上层上并且在吸杂层的表面中感应出第二传导型区域。

Description

固态摄像装置及其制作方法、摄像设备、半导体装置及其制作方法以及半导体衬底
技术领域
本发明涉及固态摄像装置及其制作方法；摄像设备；半导体装置及其制作方法；以及半导体衬底。更具体地，本发明涉及固态摄像装置，其中吸杂层设置在元件形成层的上层上，以抑制金属污染，以及固态摄像装置的制作方法；摄像设备；半导体装置及其制作方法；以及半导体衬底。
背景技术
具有高强度的薄半导体装置(诸如背面照射型固态成像装置)具有元件形成层和设置在元件形成层的一个表面上布线层。在元件形成层中，形成光电转换元件和主动元件，并且主动元件将由光电转换元件转换的信号电荷转换为电信号并且输出电信号。此外，布线层执行形成在元件形成层中的主动元件的布线。此外，构造为使得可见光从位于与布线层一侧相反的那一侧处的元件形成层的一个表面入射到光电转换元件上(例如参见日本未审查专利申请公报No.2003-31785)。
为了在可见光转换为电信号时使对于光电转换元件的颜色光谱平衡最优化，并且也为了形成从前表面侧到背面侧具有期望的装置结构的像素，元件形成层优选地形成为具有期望的小厚度。例如，在将硅衬底用作元件形成层的固态摄像装置的情况下，其厚度优选地减小到10μm或更小。
作为以三维方式形成元件(诸如光电转换元件和主动元件)的半导体衬底，通常来说使用具有SOI结构的硅衬底，其中由硅制成的元件形成层(SOI层)形成在具有支持衬底的功能的硅衬底上，并且SiO2膜(BOX层)置于它们之间。
之后，参照图15和图16，将要描述其中使用具有SOI结构的半导体衬底形成背面照射型固态摄像装置的相关示例。
如图15所示，具有约1μm的厚度的氧化硅膜(SiO2)102形成在具有支持衬底的功能的硅衬底101的表面上，并且具有SOI结构的元件形成层103形成在氧化硅膜102上。此外，在元件形成层103中，形成了光电转换元件104以及主动元件(未示出)，其中主动元件将由光电转换元件光电转换的信号电荷转换为电信号并且输出上述信号。此外，执行主动元件的布线的布线层105也形成在元件形成层103的表面上。
在上述固态摄像装置的半导体衬底中，在将元件形成在元件形成层103中并且形成布线层105之后，如图16所示，半导体衬底的厚度从背面侧(可见光入射侧)减小，使得只允许元件形成层103保留。
在具有上述SOI结构的半导体结构中，氧化硅膜102形成在半导体衬底中。因此，在通过湿法蚀刻减小半导体衬底的厚度时，可以通过氧化硅膜102停止蚀刻。此外，当随后剥离氧化硅膜102时，只允许元件形成层103保留。
但是，用于制作具有不同类型的材料(SiO2)的半导体衬底(诸如具有SOI结构的半导体衬底)的方法很复杂，并且通过上述方法获得的产品非常昂贵。此外，因为吸杂层不形成在元件形成层103中，所以在移除氧化硅膜102之后，难以防止由各种处理中的重金属所造成的金属污染。
此外，迄今为止，已经提出了在背面侧将具有对于金属污染具有吸杂效果的结构形成在半导体衬底中的技术(例如参见日本未审查专利申请公报No.6-61235)。
但是，在绝缘膜存在于作为具有SOI结构的半导体衬底的衬底中的情况下，因为绝缘膜防止金属的扩散，所以即使在为具有SOI结构的半导体衬底的背面侧赋予吸杂效果时，可能不能充分地获得上述吸杂效果。此外，在半导体衬底的厚度从其背面侧减小以使得只允许SOI层保留的情况下，在背表面侧形成在半导体衬底中的吸杂层也被移除，并且在移除吸杂层之后的处理中，不能够获得吸杂效果。
此外，也构思了另一种技术，其中将吸杂层形成在SOI层的靠近BOX层的深区域中。但是，当吸杂层设置在SOI层的深区域中时，在元件不仅形成在SOI层的表面区域中并且形成在其深区域中的情况下，在一些情况下可能发生由来自吸杂层的结晶缺陷所引起的元件特性的劣化。
因此，为了防止金属污染并抑制元件特性的劣化，已经提出了一种将吸杂层设置在元件形成层与薄膜形成移除层之间的技术，其中，在元件形成层中形成元件并且薄膜形成移除层层压在元件形成层的一个表面上(例如参见日本未审查专利申请公报No.2007-88450)。
发明内容
但是，在一些情况下由于吸杂层的存在而产生的电子等可能造成噪声。即，通常来说，吸杂层为形成在单晶硅中的缺陷层，并且即使在硅衬底受到金属污染时，缺陷层使用在晶片处理中产生的热量来收集金属。因此，可以抑制在形成元件的硅衬底中的污染的影响。但是，因为吸杂层是由缺陷层所形成的，所以在一些情况下，从其中如上所述地产生的电子等可能不利地产生噪声。因此，如上所述，相信由于吸杂层的存在而产生的电子等可能造成噪声。
已经考虑到上述问题而构思的本发明，并且期望提供一种能够抑制由于吸杂层的存在而产生噪声的固态摄像装置以及固态摄像装置的制作方法；摄像设备；半导体装置及其制作方法；以及半导体衬底。
根据本发明的实施例，提供了一种固态摄像装置，包括：半导体衬底主体，包括元件形成层和设置在元件形成层的上层上的吸杂层；光电转换元件，每个光电转换元件都包括设置在元件形成层中的第一传导型区域；以及电介质膜，其设置在吸杂层的上层上并且在吸杂层的表面中感应出第二传导型区域。
根据本发明的实施例，提供了一种摄像设备，包括：固态摄像装置，包括：半导体衬底主体，包括元件形成层和设置在元件形成层的上层上的吸杂层；光电转换元件，每个光电转换元件都包括设置在元件形成层中的第一传导型区域以及；电介质膜，其设置在吸杂层的上层上并且在吸杂层的表面中感应出第二传导型区域；光学系统，用于将来自目标的入射光引导到固态摄像装置；以及信号处理电路，用于处理来自固态摄像装置的输出信号。
此外，根据本发明的实施例，提供了一种半导体装置，包括：半导体衬底主体，包括设置元件形成层和设置在元件形成层的上层上的吸杂层；装置，包括第一传导型区域并且形成在元件形成层中；以及电介质膜，其设置在吸杂层的上层上并且在吸杂层的表面中感应出第二传导型区域。
此外，根据本发明的实施例，提供了一种半导体衬底，包括：半导体衬底主体，包括元件形成层以及设置在元件形成层的上层上的吸杂层，在元件形成层中设置包括第一导电型区域的装置；以及电介质膜，其设置在吸杂层的上层上并且在吸杂层的表面中感应出第二导电型区域。
因为通过电介质膜在吸杂层的表面中感应出第二导电型区域，所以即使由于吸杂层的结晶缺陷产生电子，电子和空穴也在吸杂层的表面中彼此结合，并且由此使得电子不可能进入设置在元件形成层中的装置(诸如光电转换元件)。
此外，根据本发明的实施例，提供了一种固态摄像装置，包括：元件形成层，其中设置光电转换元件，光电转换元件都包括第一导电型区域；第二导电型杂质区域，设置在元件形成层的上层上；以及吸杂层，设置在杂质区域的上层上。
此外，根据本发明的实施例，提供了一种摄像设备，包括：固态摄像装置，包括：元件形成层，其中设置光电转换元件，光电转换元件都包括第一导电型区域；第二导电型杂质区域，设置在元件形成层的上层上；以及吸杂层，设置在杂质区域的上层上；光学系统，用于将来自目标的入射光引导到固态摄像装置；以及信号处理电路，用于处理来自固态摄像装置的输出信号。
此外，根据本发明的实施例，提供了一种半导体装置，包括：元件形成层，其中形成包括第一导电型区域的装置；第二导电型杂质区域，设置在元件形成层的上层上；以及吸杂层，设置在杂质区域的上层上。
此外，根据本发明的实施例，提供了一种半导体衬底，包括：元件形成层，其中设置包括第一导电型区域的装置；第二导电型杂质区域，设置在元件形成层的上层上；以及吸杂层，设置在杂质区域的上层上。
通过设置在元件形成层的上层上的第二导电型杂质区域，即使由于吸杂层的结晶缺陷产生电子，电子和空穴也在杂质区域中彼此结合，因此，电子不可能进入设置在元件形成层中的装置(诸如光电转换元件)。
此外，根据本发明的实施例，提供了一种制作固态摄像装置的方法，包括以下步骤：在半导体衬底主体的元件形成层中形成光电转换元件，每个光电转换元件都包括第一导电型区域；在元件形成层的上层上形成吸杂层；以及在吸杂层的上层上形成电介质膜，以在吸杂层的表面中感应出第二导电型区域。
此外，根据本发明的实施例，提供了一种制作固态摄像装置的方法，包括以下步骤：在半导体衬底主体的元件形成层中形成光电转换元件，每个光电转换元件都包括第一导电型区域，半导体衬底主体包括元件形成层和形成在元件形成层的上层上的吸杂层；在吸杂层的上层上形成电介质膜，以在吸杂层的表面中感应出第二导电型区域。
此外，根据本发明的实施例，提供了一种制作固态摄像装置的方法，包括以下步骤：在半导体衬底主体的元件形成层中形成光电转换元件，每个光电转换元件都包括第一导电型区域；在半导体衬底主体的元件形成层与薄膜移除形成层之间，形成吸杂层；通过使用吸杂层作为蚀刻停止部的蚀刻来移除薄膜形成移除层；以及在吸杂层的上层上形成电介质膜，以在吸杂层的表面中感应出第二导电型区域。
此外，根据本发明的实施例，提供了一种制作固态摄像装置的方法，包括以下步骤：在半导体衬底主体的元件形成层中形成光电转换元件，每个光电转换元件都包括第一导电型区域，半导体衬底主体包括元件形成层、形成在元件形成层的上层上的吸杂层以及形成在吸杂层的上层上的薄膜形成移除层；通过使用吸杂层作为蚀刻停止部的蚀刻来移除薄膜形成移除层；以及在吸杂层的上层上形成电介质膜，以在吸杂层的表面中感应出第二导电型区域。
此外，根据本发明的实施例，提供了一种制作半导体装置的方法，包括以下步骤：在半导体衬底主体的元件形成层中形成包括第一导电型区域的装置；在元件形成层的上层上形成吸杂层；以及在吸杂层的上层上形成电介质膜，以在吸杂层的表面中感应出第二导电型区域。
此外，根据本发明的实施例，提供了一种制作半导体装置的方法，包括以下步骤：在半导体衬底主体的元件形成层中形成包括第一导电型区域的装置，半导体衬底主体包括元件形成层和形成在元件形成层的上层上的吸杂层；在吸杂层的上层上形成电介质膜，以在吸杂层的表面中感应出第二导电型区域。
此外，根据本发明的实施例，提供了一种制作半导体装置的方法，包括以下步骤：在半导体衬底主体的元件形成层中形成包括第一导电型区域的装置；在半导体衬底主体的元件形成层与薄膜移除形成层之间，形成吸杂层；通过使用吸杂层作为蚀刻停止部的蚀刻来移除薄膜形成移除层；以及在吸杂层的上层上形成电介质膜，以在吸杂层的表面中感应出第二导电型区域。
此外，根据本发明的实施例，提供了一种制作半导体装置的方法，包括以下步骤：在半导体衬底主体的元件形成层中形成包括第一导电型区域的装置，半导体衬底主体包括元件形成层、形成在元件形成层的上层上的吸杂层以及形成在吸杂层的上层上的薄膜形成移除层；通过使用吸杂层作为蚀刻停止部的蚀刻来移除薄膜形成移除层；以及在吸杂层的上层上形成电介质膜，以在吸杂层的表面中感应出第二导电型区域。
因为将在吸杂层的表面中感应出第二导电型区域的电介质膜形成在吸杂层的表面上，所以即使由于吸杂层的结晶缺陷产生电子，电子和空穴也在吸杂层的表面中彼此结合，并且由此使得电子不可能进入设置在元件形成层中的装置(诸如光电转换元件)。
此外，根据本发明的实施例，提供了一种制作固态摄像装置的方法，包括以下步骤：在半导体衬底主体的元件形成层中形成光电转换元件，每个光电转换元件都包括第一导电型区域；以及在元件形成层的上层上形成第二导电型杂质区域并且在杂质区域的上层上形成吸杂层，或者，在元件形成层的上层上形成吸杂层并且在元件形成层与吸杂层之间形成第二导电型杂质区域。
此外，根据本发明的实施例，提供了一种制作固态摄像装置的方法，包括以下步骤：在半导体衬底主体的元件形成层中形成光电转换元件，每个光电转换元件都包括第一导电型区域，半导体衬底主体包括元件形成层以及形成在元件形成层的上层上的吸杂层，并且在元件形成层与吸杂层之间形成第二导电型杂质区域，或者，在半导体衬底主体的元件形成层与吸杂层之间形成第二导电型杂质区域，半导体衬底主体包括元件形成层以及形成在元件形成层的上层上的吸杂层，并且在元件形成层中形成光电转换元件，每个光电转换元件都包括第一导电型区域。
此外，根据本发明的实施例，提供了一种制作固态摄像装置的方法，包括以下步骤：在半导体衬底主体的元件形成层中形成光电转换元件，每个光电转换元件都包括第一导电型区域；在半导体衬底主体的元件形成层与薄膜形成移除层之间形成第二导电型杂质区域并且在杂质区域与薄膜形成移除层之间形成吸杂层，或者，在半导体衬底主体的元件形成层与薄膜形成移除层之间形成吸杂层并且在元件形成层与吸杂层之间形成第二导电型杂质区域；通过使用吸杂层作为蚀刻停止部的蚀刻来移除薄膜形成移除层。
此外，根据本发明的实施例，提供了一种制作固态摄像装置的方法，包括以下步骤：在半导体衬底主体的元件形成层中形成光电转换元件，每个光电转换元件都包括第一导电型区域，半导体衬底主体包括元件形成层、形成在元件形成层的上层上的吸杂层以及形成在吸杂层的上层上的薄膜形成移除层，并且在元件形成层与吸杂层之间形成第二导电型杂质区域，或者，在半导体衬底主体的元件形成层与吸杂层之间形成第二导电型杂质区域，半导体衬底主体包括元件形成层、形成在元件形成层的上层上的吸杂层以及形成在吸杂层的上层上的薄膜形成移除层，并且在元件形成层中形成光电转换元件，每个光电转换元件都包括第一导电型区域；通过使用吸杂层作为蚀刻停止部的蚀刻来移除薄膜形成移除层。
此外，根据本发明的实施例，提供了一种制作半导体装置的方法，包括以下步骤：在半导体衬底主体的元件形成层中形成包括第一导电型区域的装置；以及在元件形成层的上层上形成第二导电型杂质区域并且在杂质区域的上层上形成吸杂层，或者，在元件形成层的上层上形成吸杂层并且在元件形成层与吸杂层之间形成第二导电型杂质区域。
此外，根据本发明的实施例，提供了一种制作半导体装置的方法，包括以下步骤：在半导体衬底主体的元件形成层中形成包括第一导电型区域的装置，半导体衬底主体包括元件形成层以及形成在元件形成层的上层上的吸杂层，并且在元件形成层与吸杂层之间形成第二导电型杂质区域，或者，在半导体衬底主体的元件形成层与吸杂层之间形成第二导电型杂质区域，半导体衬底主体包括元件形成层以及形成在元件形成层的上层上的吸杂层，并且在元件形成层中形成包括第一导电型区域的装置。
此外，根据本发明的实施例，提供了一种制作半导体装置的方法，包括以下步骤：在半导体衬底主体的元件形成层中形成包括第一导电型区域的装置；在半导体衬底主体的元件形成层与薄膜形成移除层之间形成第二导电型杂质区域并且在杂质区域与薄膜形成移除层之间形成吸杂层，或者，在半导体衬底主体的元件形成层与薄膜形成移除层之间形成吸杂层并且在元件形成层与吸杂层之间形成第二导电型杂质区域；通过使用吸杂层作为蚀刻停止部的蚀刻来移除薄膜形成移除层。
此外，根据本发明的实施例，提供了一种制作半导体装置的方法，包括以下步骤：在半导体衬底主体的元件形成层中形成包括第一导电型区域的装置，半导体衬底主体包括元件形成层、形成在元件形成层的上层上的吸杂层以及形成在吸杂层的上层上的薄膜形成移除层，并且在元件形成层与吸杂层之间形成第二导电型杂质区域，或者，在半导体衬底主体的元件形成层与吸杂层之间形成第二导电型杂质区域，半导体衬底主体包括元件形成层、形成在元件形成层的上层上的吸杂层以及形成在吸杂层的上层上的薄膜形成移除层，并且在元件形成层中形成包括第一导电型区域的装置；通过使用吸杂层作为蚀刻停止部的蚀刻来移除薄膜形成移除层。
因为第二导电型杂质区域形成在元件形成层的上层上，所以即使由于吸杂层的结晶缺陷产生电子，电子和空穴也在杂质区域中彼此结合，并且由此使得电子不可能进入设置在元件形成层中的装置(诸如光电转换元件)。
在根据本发明的实施例的固态摄像装置及其制作方法、摄像设备、半导体装置及其制作方法以及半导体衬底中，可以抑制由于吸杂层的存在而产生的噪声。
附图说明
图1是示出了背面照射型固态摄像装置的示意性结构图，其中背面照射型固态摄像装置是根据本发明的实施例的固态摄像装置的一个示例；
图2是示出了像素部分的单位像素的电路结构的一个示例的示意图；
图3是示出了背面照射型固态摄像装置的示意性截面图，其中背面照射型固态摄像装置是根据本发明的实施例的固态摄像装置的一个示例；
图4是半导体衬底主体的像素部分的重要部分的截面图(1)；
图5A到图5E是示出了根据本发明的实施例的固态摄像装置的制作方法的一个示例的示意性截面图；
图5F到图5J是示出了根据本发明的实施例的固态摄像装置的制作方法的另一个示例的示意性截面图；
图6A到图6C是示出了根据第一实施例的修改示例的示意性截面图；
图7是示出了根据本发明的实施例的半导体装置的一个示例的示意性截面图；
图8A到图8D是示出了根据本发明的实施例的半导体装置的制作方法的一个示例的示意性截面图；
图8E到图8H是示出了根据本发明的实施例的半导体装置的制作方法的另一个示例的示意性截面图；
图9是示出了摄像机的示意图，其中摄像机是根据本发明的实施例的摄像设备的一个示例；
图10是示出了背面照射型固态摄像装置的示意性截面图，其中背面照射型固态摄像装置是根据本发明的实施例的固态摄像装置的另一个示例；
图11是半导体衬底主体的像素部分的重要部分的截面图(2)；
图12A到图12D是示出了根据本发明的实施例的固态摄像装置的制作方法的另一个示例的示意性截面图；
图12E到图12H是示出了根据本发明的实施例的固态摄像装置的制作方法的另一个示例的示意性截面图；
图13是示出了根据本发明的实施例的半导体装置的另一个示例的示意性截面图。
图14A到图14D是示出了根据本发明的实施例的半导体装置的制作方法的另一个示例的示意性截面图；
图14E到图14H是示出了根据本发明的实施例的半导体装置的制作方法的另一个示例的示意性截面图；
图15是示出了其中使用具有SOI结构的半导体衬底来形成背面照射型固态摄像装置的相关示例的示意性截面图(1)；以及
图16是示出了其中使用具有SOI结构的半导体衬底来形成背面照射型固态摄像装置的相关示例的示意性截面图(2)。
具体实施方式
下文中，将要描述用于实现本发明的最佳的方式(下文中称作“实施例”)。将要以以下顺序进行描述。
1.第一实施例(固态摄像装置的情况(1))
2.第二实施例(半导体装置的情况(1))
3.第三实施例(摄像装置的情况)
4.第四实施例(固态摄像装置的情况(2))
5.第五实施例(半导体装置的情况(2))
<1.第一实施例>
[固态摄像装置的结构]
图1为示出了背面照射型固态摄像装置的示意性结构图，其中背面照射型固态摄像装置是根据本发明的实施例的固态摄像装置的一个示例。本实施例的固态摄像装置1具有像素部分2和周边电路部分，并且这些部分安装到相同的半导体衬底上。在第一实施例中，周边电路部分包括垂直选择电路3、取样保持相关双取样(S/H CDS)电路4、水平选择电路5、定时发生器(TG)6、自动增益控制(AGC)电路7、A/D转换器电路8以及数字放大器9。
在像素部分2中，以矩阵形式布置多个单位像素(下文中将要描述)，根据行设置地址线等并根据列设置信号线等。
垂直选择电路3随后根据行选择像素，并且为每个像素列将每个像素的信号通过垂直信号线而读取到S/H CDS电路4中。S/H CDS电路4对从每个像素列中读取出来的像素信号执行信号处理(诸如，相关双取样(CDS))。
水平选择电路5随后取出保持在S/H CDS电路4中的像素信号并且将像素信号输出到AGC电路7。AGC电路7以合适的增益放大从水平选择电路5输入的信号并且将经放大的信号输出到A/D转换器电路8。
A/D转换器电路8将从AGC电路7输入的模拟信号转换为数字信号并且将数字信号输出到数字放大器9。数字放大器9适当地放大从A/D转换器电路8输入的数字信号并且将经放大的信号输出到垫片(端子)。
根据从定时发生器6输出的各种类型的定时信号来执行垂直选择电路3、S/H CDS电路4、水平选择电路5、AGC电路7、A/D转换器电路8以及数字放大器9的操作。
图2为示出了像素部分2的单位像素的电路结构的一个实例的示意图。举例来说，单位像素包括作为光电转换元件的光电二极管21，并且也包括作为这一个光电二极管21的主动元件的另外四个晶体管(即，传送晶体管22、放大晶体管23、地址晶体管24以及重置晶体管25)(见图2)。
光电二极管21以与入射光量相对应的量来执行入射光到电荷(在这种情况下是电子)的光电转换。传送晶体管22连接到光电二极管21与浮动扩散部FD之间。此外，当通过驱动布线26将驱动信号提供给传送晶体管22的栅极(传送栅极)时，由光电二极管21光电转换的电子传递给浮动扩散部FD。
放大晶体管23的栅极连接到浮动扩散部FD。放大晶体管23通过地址晶体管24连接到垂直信号线27，并且通过位于像素部分外侧的恒定电流电源I形成源跟随器。当通过驱动布线28将地址信号提供给地址晶体管24的栅极并且由此打开地址晶体管24时，放大晶体管23放大浮动扩散部FD的电势，并且输出与垂直信号线27的放大电势相对应的电压。从每个像素通过垂直信号线27输出的电压输出到S/H CDS电路4。
重置晶体管25连接到电源Vdd与浮动扩散部FD之间。当通过驱动布线29将重置信号提供给重置晶体管25的栅极时，浮动扩散部FD的电势被重置为电源电势Vdd。因为传送晶体管22的栅极、地址晶体管24的栅极以及重置晶体管25的栅极在每个行单位中分别彼此连接，所以对于一行中的像素连续地执行上述操作。
图3为示出了背面照射型固态摄像装置1的示意性截面图，其中背面照射型固态摄像装置1为根据本发明的实施例的固态摄像装置的一个示例。
在背面照射型固态成像装置中，与其上形成布线层38的表面(下文中称作半导体衬底主体的“表面”)相反的表面(下文中称作半导体衬底主体的“背面”)接收光。
图3中示出的固态摄像装置1主要由半导体支持衬底31、半导体衬底主体32、氧化铪膜34、钝化膜35、彩色滤光片36以及微透镜37形成。
附带地，只有在局部放大图中示出了设置在氧化铪膜34之上的遮蔽膜13、钝化膜35、彩色滤光片36以及微透镜37。
半导体衬底主体32由n型硅制成。此外，半导体衬底主体32具有元件形成层39，其中形成多个光接收部分15和主动元件(未示出)并且光接收部分15和主动元件形成单位像素，主动元件(诸如MOS晶体管)将由光接收部分光电转换的信号电荷转换为电信号并且输出这些电信号。此外，吸杂层33在光入射侧形成在元件形成层39上(半导体衬底主体的背面侧)。
此外，光接收部分15与图2中示出的光电二极管21相对应，并且通过p-n结而形成在半导体衬底主体32中。
在本实施例中，通过减小硅晶片的厚度来形成半导体衬底主体32，使得光从背面入射。
虽然根据固态摄像装置的类型来改变半导体衬底主体32的厚度，但是其厚度对于可见光的应用是2到6μm，对于红外光的应用为6到10μm。
此外，执行主动元件(诸如MOS晶体管)的多层电布线的布线层38形成在半导体衬底主体32的表面上。此外，半导体支持衬底31在氧化硅层10置于其间的状态下粘附到布线层38上。
半导体支持衬底31设置为增强半导体衬底主体32的强度并且例如由硅衬底制成，并且其厚度例如约为725μm。
此外，氧化铪膜34形成在半导体衬底主体32的背面上。
氧化铪膜34为电介质膜的一个示例并且设置在吸杂层33的表面上，其附近为正电荷聚集状态。
此外，在对应于光接收部分的区域中具有可见光入射孔径12的遮蔽膜13形成在氧化铪膜34上，并且钝化膜35形成在遮蔽膜13上。此外，彩色滤光片36和微透镜37形成在对应于可见光入射孔径12的区域中。
图4为半导体衬底主体32的像素部分的重要部分的截面图。
在光接收部分15的区域中，n型电荷聚集区域41形成在半导体衬底主体32中。为了将其中存储信号电荷的区域更靠近半导体衬底主体32的表面侧设置，电荷聚集区域41优选地形成为使得杂质浓度朝向半导体衬底主体32的表面侧逐渐增加。此外，为了有效地接收入射光，电荷聚集区域41可以形成为使其面积朝向半导体衬底主体32的背面侧逐渐增加。
在半导体衬底主体32中，p型井42形成在电荷聚集区域41周围。此外，在光接收部分15的区域中，浅的p型空穴聚集区域44在表面侧形成在半导体衬底主体32中。
此外，由氧化硅制成的元件隔离绝缘膜40在表面侧形成在半导体衬底主体32中。此外，n型浮动扩散部(FD)45在表面侧形成在半导体衬底主体32中。
此外，p型区域46形成在浮动扩散部45与电荷聚集区域41之间，并且由此将它们彼此电隔离。
在第一实施例中，通过示例的方式描述了吸杂层33形成在元件形成层39的整个表面上的情况。但是，当吸杂层33可以抑制形成在元件形成层39中的装置(诸如光电二极管)的金属污染(由重金属引起的)时，就足够了。因此，吸杂层33可以不必形成在元件形成层39的整个表面上，并且如图6A所示，吸杂层33可以在光入射侧(半导体衬底主体的背面侧)部分地形成在元件形成层39上。但是，考虑到在如下所述的湿法蚀刻中将吸杂层33用作蚀刻停止部的情况，吸杂层33优选地形成在元件形成层39的整个表面上。
此外，在第一实施例中，通过示例的方式描述了吸杂层33仅在光入射侧(半导体衬底主体的背面侧)形成在元件形成层39上的情况。但是，如图6B所示，除了在光入射侧形成在元件形成层39上的吸杂层之外，吸杂部分14也可以形成在元件形成层39中。
当吸杂部分14形成在元件形成层39中时，为了防止通过由于吸杂部分14的结晶缺陷而产生电子的流动而引起的不利的影响进入光接收部分中，吸杂部分14都有必要形成为确保距离光接收部分预定距离。
此外，在第一实施例中，通过示例的方式描述了氧化铪膜34形成在半导体衬底主体32的整个表面上的情况。但是，当氧化铪膜34设置在吸杂层33的表面上并且其附近为正电荷聚集状态时就足够了，并因此氧化铪膜34没必要形成在半导体衬底主体32的整个表面上。因此，如图6C所示，氧化铪膜34也可以部分地形成在吸杂层33的上层上。
此外，在第一实施例中，虽然通过实例的方式描述了形成氧化铪膜34的情况，但是因为当吸杂层33的表面及其附近可以被设置为正电荷聚集状态时就足够了，所以可以代替氧化铪膜34而使用其他的膜。
作为具有负的固定电荷的膜，除了氧化铪膜之外，例如，也可以使用从铪、铝、钽、钛、钇和镧系元素中选择的元素制成的氧化物绝缘膜。
此外，在第一实施例中，因为光接收部分15(电荷聚集区域41)为n型区域，为了将吸杂层33的表面及其附近设置为正电荷聚集状态，氧化铪膜34形成在吸杂层33的上层上。但是，当光接收部分15为p型区域时，吸杂层33的表面及其附近优选地设置为负电荷聚集状态；因此，将吸杂层33的表面及其附近设置为负电荷聚集状态的电介质膜形成在吸杂层33的上层上。
[固态摄像装置的操作]
下文中，将要描述具有上述结构的固态摄像装置的操作。
首先，在电荷聚集时期，从半导体衬底主体32的背面入射的光由光接收部分15光电地转换，并且产生具有与入射光的量相对应的量的信号电荷。由光电转换所产生的信号电荷漂移到电荷聚集区域41中，并且在空穴聚集区域44的附近存储在其中。
在电荷聚集时期内，负电压施加到传送晶体管22的栅电极，并且将传送晶体管22设置为OFF状态。
之后，当执行读取操作时，正电压施加到传送晶体管22的栅电极，并且将传送晶体管22设置为ON状态。因此，存储在光接收部分15中的信号电荷传送到浮动扩散部45。
正电压例如为电源电压(3.3V或2.7V)。
在这种情况下，按照传送到浮动扩散部45的信号电荷的量，改变其电势。此外，通过放大晶体管23放大浮动扩散部45的电势，并且将与放大后的电势相对应的电压输出到垂直信号线27。
随后，当执行重置操作时，正电压施加到重置晶体管25的栅电极，并且将浮动扩散部45的电势重置为电源Vdd的电压。在这个步骤中，通过将负电压施加到传送晶体管22的栅极电极，将传送晶体管22设置为OFF状态。
重复地执行电荷聚集时期、读取操作以及重置操作。
[固态成摄像装置的制作方法(1)]
下文中，将要描述具有上述结构固态摄像装置的制作方法。即，将要描述根据本发明的实施例的固态摄像装置的制作方法的一个示例。
在根据本发明的实施例的固态摄像装置的制作方法(1)中，如图5A所示，在包括元件形成层39和薄膜形成移除层50的半导体衬底主体32中，通过浅沟槽隔离(STI)技术形成元件隔离绝缘膜40。之后，通过离子注入方法，形成n型电荷聚集区域41、p型井42、p型空穴聚集区域44、浮动扩散部45以及p型区域46。
不对上述区域的形成顺序进行具体的限定。
随后，如图5B所示，吸杂层33形成在元件形成层39与薄膜形成移除层50之间。具体地，例如在以高能量注入硼(B)离子或磷(P)离子之后，通过使用弧光灯退火装置等进行的热处理来激活注入的杂质，使得吸杂层33形成。
在该制作方法中，虽然通过示例的方式描述了在将各区域形成在元件形成层39中之后形成吸杂层33，但是可以在形成吸杂层33之后在元件形成层39中形成各区域。
此外，虽然以在以高能量注入硼(B)离子或磷(P)离子之后，使用弧光灯退火装置等执行热处理的方式来形成吸杂层33，但是用于形成吸杂层33的方法不限于上述方法。例如，可以使用以下方式形成吸杂层33：在注入第IV主族离子(诸如，碳离子或硅离子)之后，以大约1000到1150℃来执行热扩散。
之后，在半导体衬底主体32的表面上重复地形成绝缘膜和布线，使得布线层38形成。随后，由硅制成的半导体支持衬底31在氧化硅层10置于其间的状态下粘附到布线层38(见图5C)。
之后，如图5D所示，通过湿法蚀刻的方法将薄膜形成移除层50移除，使得吸杂层33暴露。因为重掺杂有杂质(诸如硼(B)离子或磷(P)离子)的杂质区域能够具有蚀刻停止部的功能，所以在湿法蚀刻中吸杂层33具有蚀刻停止部的功能。
随后，在半导体衬底主体32的背面上形成氧化铪膜34(见图5E)。
举例来说，通过原子层沉积法形成氧化铪膜34。此外，当形成氧化铪膜34时，具有非常小的厚度的氧化硅膜(未示出)形成在半导体衬底主体32的背面上。
之后，遮蔽膜13形成在氧化铪膜34上，并且在遮蔽膜13上执行图案化处理，以形成与光接收部分相对应的可见光入射孔径12。此外，通过CVD法将钝化膜35形成在遮蔽膜13上，并且也形成彩色滤光片36和微透镜37，因此获得图3中示出的固态摄像装置。
通过切割晶片将包括晶片级的半导体衬底主体32的固态摄像装置分割为芯片，并且通过安装、焊接以及封装等处理每个由此分割出来的晶片，因此形成独立的固态摄像装置。
[固态摄像装置的制作方法(2)]
下文中，将要描述具有上述结构的固态摄像装置的另一个制作方法。即，将要描述根据本发明的实施例的固态摄像装置的制作方法的另一个示例。
在根据本发明的实施例的固态摄像装置的制作方法(2)中，如图5F所示，当制作半导体衬底主体32时，吸杂层33形成在元件形成层39与半导体衬底主体32的薄膜形成移除层50之间。具体地，举例来说，在以高能量注入硼(B)离子或磷(P)离子之后，通过使用弧光灯退火装置等进行的热处理来激活注入的杂质，使得吸杂层33形成。
即，在根据本发明的实施例的固态摄像装置的制作方法(1)中，吸杂层33形成在晶片过程中。另一方面，在根据本发明的实施例的固态摄像装置的制作方法(2)中，吸杂层33形成在晶片过程之前执行的衬底制作过程中。
将要参照特定示例描述用于形成吸杂层33的方法。
一般来说，用于固态摄像装置的半导体衬底主体32在其上设置有外延膜(未示出)。换言之，在晶片过程中对设置有生长在其上的外延膜的半导体衬底主体32进行各种处理。在根据本发明的实施例的固态摄像装置的制作方法(1)中，因为吸杂层33形成在晶片过程中，所以在外延膜形成在半导体衬底主体32上之后，形成吸杂层33。另一方面，在根据本发明的实施例的固态摄像装置的制作方法(2)中，为了在衬底制作过程中形成吸杂层33，将吸杂层33形成在半导体衬底主体32中，并且之后在半导体衬底主体32上形成外延膜。
之后，如图5G所示，通过STI技术在半导体衬底主体32的元件形成层39中形成元件隔离绝缘膜40。此外，通过离子注入法，形成n型电荷聚集区域41、p型井42、p型空穴聚集区域44、浮动扩散部45以及p型区域46。
不对上述区域的形成顺序进行具体的限定。
随后，在半导体衬底主体32的表面上重复地形成绝缘膜和布线，使得布线层38形成。随后，由硅制成的半导体支持衬底31在氧化硅层10置于其间的状态下粘附到布线层38(见图5H)。
如图5I所示，之后通过湿法蚀刻的方法将薄膜形成移除层50移除，使得吸杂层33暴露。因为重掺杂有杂质(诸如硼(B)离子或磷(P)离子)的杂质区域能够具有蚀刻停止部的功能，所以在湿法蚀刻中吸杂层33具有蚀刻停止部的功能。
之后，在半导体衬底主体32的背面上形成氧化铪膜34(见图5J)。
举例来说，通过原子层沉积法形成氧化铪膜34。此外，当形成氧化铪膜34时，具有非常小的厚度的氧化硅膜(未示出)形成在半导体衬底主体32的背面上。
之后，遮蔽膜13形成在氧化铪膜34上，并且在遮蔽膜13上执行图案化处理，以形成与光接收部分相对应的可见光入射孔径12。此外，通过CVD法将钝化膜35形成在遮蔽膜13上，并且也形成彩色滤光片36和微透镜37，因此获得图3中示出的固态摄像装置。
通过切割晶片将包括晶片级的半导体衬底主体32的固态摄像装置分割为芯片，并且通过安装、焊接以及封装等处理每个由此分割出来的晶片，因此形成独立的固态摄像装置。
在该第一实施例中，通过示例的方式描述了通过使用吸杂层33作为蚀刻停止部的蚀刻来将薄膜形成移除层50移除的情况。但是，不一定将湿法蚀刻法用作将薄膜形成移除层50移除的方法，例如，可以通过使用CMP法的机械抛光来将薄膜形成移除层50移除。上述用于将薄膜形成移除层50移除的方法可以应用到根据本发明的实施例的固态摄像装置的制作方法(1)和(2)中。
此外，在第一实施例中，吸杂层33形成在元件形成层39与薄膜形成移除层50之间，并且之后将薄膜形成移除层50移除，使得吸杂层33暴露。但是，当吸杂层33可以形成在元件形成层39的上层(光入射侧)上时就足够了，因此可以通过使用不包括薄膜形成移除层50的半导体衬底主体32来将吸杂层33形成在元件形成层39的上层(光入射侧)上。但是，因为不包括薄膜形成移除层50的半导体衬底主体32具有约10μm的厚度，所以相信在制作过程中相当难以处理半导体衬底主体32。因此，考虑到在制作过程中处理半导体衬底主体32的方便，优选地在使用具有薄膜形成移除层50的半导体衬底主体32并且之后粘附到半导体支持衬底31之后，将薄膜形成移除层50移除。用于形成上述吸杂层33的方法可以应用到根据本发明的实施例的固态摄像装置的制作方法(1)和(2)中。
在根据本发明的实施例的固态摄像装置的示例中，因为形成了吸杂层33，所以可以在将薄膜形成移除层50移除之后的各种处理中防止由重金属所引起的金属污染。
此外，因为氧化铪膜34形成在吸杂层33的上层上，所以可以抑制由于吸杂层33的结晶缺陷而产生的电子流动到光接收部分中。具体地，氧化铪膜34其中具有负的固定电荷，并且由于这些负的固定电荷，吸杂层33的表面及其附近被设置为正电荷聚集状态。因此，即使由于吸杂层33的结晶缺陷而产生电子，由此产生的电子也可以与设置为正电荷聚集状态的区域中的空穴相结合，并且因此，抑制电子流动到光接收部分中。因此，减小了固态摄像装置中的噪声，并且可以改善装置的S/N比。
此外，因为通过氧化铪膜34抑制了电子流动到光接收部分中，所以可以增加装置设计自由度并且也可以改善装置特性。
具体地，例如，根据日本未审查专利申请公报No.2007-88450中公开的技术，为了抑制由于吸杂层的结晶缺陷而产生的噪声，空穴聚集区域(p型区域)在光入射侧(半导体衬底主体的背面侧)形成在元件形成层中。但是，因为如上所述形成了空穴聚集区域，减小了装置设计自由度，此外，因为减小了用于形成光接收部分的面积，所以装置特性劣化。另一方面，当通过氧化铪膜34抑制了电子流动到光接收部分中时，可能没有必要在元件形成层39中形成空穴聚集区域，并且如上所述，增加装置设计自由度并且也可以改善装置特性。
此外，因为氧化铪膜34也具有防反射膜的功能，所以当形成氧化铪膜34时，可以不再额外地形成防反射膜。
<2.第二实施例>
[半导体装置的结构]
图7为示出了根据本发明的实施例的半导体装置的一个示例的示意性截面图。举例来说，在本实施例中示出的半导体装置60为RAM、ROM或LSI，并且主要由半导体支持衬底61、半导体衬底主体62和氧化铪膜63形成。
半导体衬底主体62由n型硅制成。此外，半导体衬底主体62具有元件形成层65，其中形成n型装置64，诸如，逻辑元件、主动元件和被动元件。此外，吸杂层66形成在元件形成层65上。
虽然半导体衬底主体62的厚度根据半导体装置的类型而改变，但是形成装置所必需的厚度约为10μm。
此外，执行装置64的多层电布线的布线层67形成在半导体衬底主体62的一个表面(由标记A所指示的表面)上。此外，半导体支持衬底61在氧化硅层68置于其间的状态下粘附到布线层67。
半导体支持衬底61设置为增强半导体衬底主体62的强度并且例如由硅衬底制成，并且其厚度例如约为725μm。
此外，氧化铪膜63形成在半导体衬底主体62的另一个表面(由标记B所指示的表面)上。
在本实施例中，与上述第一实施例的相同，吸杂层66可能没必要形成在元件形成层65的整个表面上，并且可以部分地形成在其上。但是，考虑到在如下所述的湿法蚀刻中将吸杂层66用作蚀刻停止部的情况，吸杂层66优选地形成在元件形成层65的整个表面上
此外，与上述第一实施例相同，除了形成在元件形成层65上的吸杂层66之外，可以将吸杂部分形成在元件形成层65中。但是，在一些情况下，在由于形成在元件形成层65中的吸杂部分的结晶缺陷产生的电子可能不利地影响装置时，吸杂部分都有必要形成为确保距离装置预定距离。
此外，与第一实施例相同，当吸杂层66的表面及其附近可以设置为正电荷聚集状态时，氧化铪膜63可以不必形成在半导体衬底主体62的整个表面上。此外，也与第一实施例相同，当吸杂层66的表面及其附近可以设置为正电荷聚集状态时，可以使用其他的膜代替氧化铪膜63。
在第二实施例中，因为装置64都为n型，所以氧化铪膜63形成在吸杂层66的上层上以便于将吸杂层66的表面及其附近设置为正电荷聚集状态。但是，当装置64都为p型时，因为有必要将吸杂层66的表面及其附近设置为负电荷聚集状态，所以在吸杂层66的上层上形成将吸杂层66的表面及其附近设置为负电荷聚集区域的电介质膜。
[半导体装置的制作方法(1)]
下文中，将要描述具有上述结构的半导体装置的制作方法。即，将要描述用于制作根据本发明的实施例的半导体装置的方法的示例。
在制作根据本发明的实施例的半导体装置的方法(1)中，如图8A所示，装置64形成在包括元件形成层65和薄膜形成移除层70的半导体衬底主体62中。
随后，如图8B所示，吸杂层66形成在元件形成层65与薄膜形成移除层70之间。具体地，例如在以高能量注入硼(B)离子或磷(P)离子之后，通过使用弧光灯退火装置等进行的热处理来激活注入的杂质，使得吸杂层66形成。
在该实施例中，虽然通过示例的方式描述了在将装置64形成在元件形成层65中之后形成吸杂层66的情况，但是可以在形成吸杂层66之后在元件形成层65中形成装置64。
此外，虽然以在以高能量注入硼(B)离子或磷(P)离子之后，使用弧光灯退火装置等执行热处理的方式来形成吸杂层66，但是用于形成吸杂层66的方法不限于上述方法。例如，可以使用以下方式形成吸杂层66：在注入第IV主族离子(诸如，碳离子或硅离子)之后，以大约1000到1150℃来执行热扩散。
之后，在半导体衬底主体62的表面上重复地形成绝缘膜和布线，使得布线层67形成。随后，由硅制成的半导体支持衬底61在氧化硅层68置于其间的状态下粘附到布线层67(见图8C)。
之后，如图8D所示，通过湿法蚀刻的方法将薄膜形成移除层70移除，使得吸杂层66暴露。在湿法蚀刻中，吸杂层66具有蚀刻停止部的功能。
之后，在半导体衬底主体62的另一个表面上形成氧化铪膜63，因此可以获得图7中示出的半导体装置。在这种情况下，可以通过例如原子层沉积法形成氧化铪膜63。
通过切割晶片将包括晶片级的半导体衬底主体62的半导体装置分割为芯片，并且通过安装、焊接以及封装等处理每个由此分割出来的晶片，因此形成独立的半导体装置。
[半导体装置的制作方法(2)]
下文中，将要描述具有上述结构的半导体装置的另一个制作方法。即，将要描述根据本发明的实施例的半导体装置的制作方法的另一个示例。
在根据本发明的实施例的半导体装置的制作方法(2)中，如图8E所示，当制作半导体衬底主体62时，吸杂层66形成在元件形成层65与半导体衬底主体62的薄膜形成移除层70之间。具体地，举例来说，在以高能量注入硼(B)离子或磷(P)离子之后，通过使用弧光灯退火装置等进行的热处理来激活注入的杂质，使得吸杂层66形成。
即，在根据本发明的实施例的半导体装置的制作方法(1)中，吸杂层66形成在晶片过程中。另一方面，在根据本发明的实施例的半导体装置的制作方法(2)中，吸杂层66形成在晶片过程之前执行的衬底制作过程中。
将要参照特定示例描述用于形成吸杂层66的方法。
一般来说，用于半导体装置的半导体衬底主体62在其上设置有外延膜(未示出)。换言之，在晶片过程中对设置有形成在其上的外延膜的半导体衬底主体62进行各种处理。在根据本发明的实施例的半导体装置的制作方法(1)中，为了在晶片过程中形成吸杂层66，在将外延膜形成在半导体衬底主体62上之后，形成吸杂层66。另一方面，在根据本发明的实施例的半导体装置的制作方法(2)中，为了在衬底制作过程中形成吸杂层66，所以吸杂层66形成在半导体衬底主体62中，并且之后在半导体衬底主体62上形成外延膜。
之后，如图8F所示，在半导体衬底主体62的元件形成层65中形成装置64。
之后，在半导体衬底主体62的一个表面上重复地形成绝缘膜和布线，使得布线层67形成。由硅制成的半导体支持衬底61之后在氧化硅层68置于其间的状态下粘附到布线层67(见图8G)。
随后，如图8H所示，通过湿法蚀刻的方法将薄膜形成移除层70移除，使得吸杂层66暴露。在湿法蚀刻中，吸杂层66具有蚀刻停止部的功能。
之后，在半导体衬底主体62的另一个表面上形成氧化铪膜63，使得可以获得图7中示出的半导体装置。在这种情况下，可以通过例如原子层沉积法形成氧化铪膜63。
通过切割晶片将包括晶片级的半导体衬底主体62的半导体装置分割为芯片，并且通过安装、焊接以及封装等处理每个由此分割出来的晶片，因此形成独立的半导体装置。
在该实施例中，作为用于将薄膜形成移除层70移除的方法，可以不必使用湿法蚀刻。例如，可以通过使用CMP法的机械抛光来将薄膜形成移除层70移除，并且与上述第一实施例相同，这个方法可以应用到根据本发明的实施例的半导体装置的制作方法(1)和(2)中。
在根据本发明的实施例的半导体装置的示例中，因为形成了吸杂层66，所以可以在将薄膜形成移除层70移除之后的各种处理中防止由重金属所引起的金属污染。
此外，因为氧化铪膜63形成在吸杂层66的上层上，所以可以抑制由于吸杂层66的结晶缺陷而产生的电子流动到装置中。具体地，氧化铪膜63其中具有负的固定电荷，并且由于这些负的固定电荷，吸杂层66的表面及其附近被设置为正电荷聚集状态。因此，即使由于吸杂层66的结晶缺陷而产生电子，由此产生的电子也可以与设置为正电荷聚集状态的区域中的空穴相结合，并且因此，抑制电子流动到装置中。因此，减小了半导体装置中的噪声。
此外，因为通过氧化铪膜63抑制了电子流动到装置中，所以可以增加装置设计自由度并且也可以改善装置特性。
具体地，例如，根据日本未审查专利申请公报No.2007-88450中公开的技术，为了抑制由于吸杂层的结晶缺陷而产生的噪声，空穴聚集区域(p型区域)形成在元件形成层中。但是，因为如上所述形成了空穴聚集区域，减小了装置设计自由度，此外，因为减小了用于形成装置的面积，所以装置特性劣化。另一方面，当通过氧化铪膜63抑制了电子流动到装置中时，可能没有必要在元件形成层65中形成空穴聚集区域，并且如上所述，增加装置设计自由度并且也可以改善装置特性。
<3.第三实施例>
[摄像机的结构]
图9为示出了摄像机77示意图，摄像机77时根据本发明的实施例的摄像装置的一个示例。在这个实施例中，由此示出的摄像机77使用根据上述第一实施例的固态摄像装置作为摄像装置。
在使用根据本发明的第一实施例的固态摄像装置的摄像机77中，来自目标(未示出)的光穿过光学系统(诸如透镜71)和机械快门72并入射到固态摄像装置73的摄像区域上。机械快门72阻挡入射到固态摄像装置73的摄像区域上的光并且确定曝光时间。
根据第一实施例的固态摄像装置1被用作固态摄像装置73，并且通过包括定时产生电路和驱动系统的驱动电路74驱动固态摄像装置73。
此外，通过以下的信号处理电路75进行的各种信号处理来处理固态摄像装置73的输出信号，之后作为摄像信号发送到外侧，并且将如此发送的摄像信号存储在存储介质中(诸如，存储器)或者输出到监视器。
此外，通过系统控制器76等执行机械快门72的开闭控制、驱动电路74的控制和信号处理电路75的控制等。
因为上述摄像机77使用根据本发明的第一实施例的固态摄像装置1，所以可以在各种处理中防止由重金属造成的金属污染物，并且由此可以获得高质量的拍摄的图像。
此外，因为氧化铪膜34形成在吸杂层33的上层上，所以可以抑制由于吸杂层33的结晶缺陷而产生的电子流动到光接收部分中。因此，可以减小固态摄像装置的噪声，并且可以改善装置的S/N比率，因此可以获得高质量的拍摄的图像。
此外，因为可以通过氧化铪膜34抑制电子流动到光接收部分中，所以可以改善装置特性，并且因此可以获得高质量的拍摄的图像。
[修改示例]
此外，在第三实施例中，虽然通过示例的方式描述了其中根据第一实施例的固态摄像装置用作摄像装置的情况，但是作为摄像装置，也可以使用根据以下第四实施例的固态摄像装置。
<4.第四实施例>
[固态摄像装置的结构]
与第一实施例相同，背面照射型摄像装置1具有像素部分2和周边电路部分，背面照射型摄像装置1为根据本发明的实施例的固态摄像装置的另一个示例，并且这些部分安装到相同的半导体衬底上。在第四实施例中，周边电路部分包括垂直选择电路3、S/H CDS电路4、水平选择电路5、TG 6、AGC电路7、A/D转换器电路8以及数字放大器9(见图1)。
在像素部分2中，以矩阵形式布置多个单位像素，根据行设置地址线等并根据列设置信号线等。上述结构与第一实施例中的结构相同。
垂直选择电路3随后根据行来选择像素，并且为每个像素列将每个像素的信号通过垂直信号线而读取到S/H CDS电路4中。S/H CDS电路4在从每个像素列中读取出来的像素信号上执行信号处理(诸如，CDS)。上述结构也与第一实施例中的结构相同。
水平选择电路5随后取出保持在S/H CDS电路4中的像素信号并且将像素信号输出到AGC电路7。AGC电路7以合适的增益放大从水平选择电路5输入的信号并且将经放大的信号输出到A/D转换器电路8。上述结构也与第一实施例中的结构相同。
A/D转换器电路8将从AGC电路7输入的模拟信号转换为数字信号并且将数字信号输出到数字放大器9。数字放大器9适当地放大从A/D转换器电路8输入的数字信号并且将经放大的信号输出到垫片(端子)。上述结构也与第一实施例中的结构相同。
根据从定时发生器6输出的各种类型的定时信号来执行垂直选择电路3、S/H CDS电路4、水平选择电路5、AGC电路7、A/D转换器电路8以及数字放大器9的操作。上述结构也与第一实施例中的结构相同。
形成了像素部分2的单位像素包括作为光电转换元件的光电二极管21，并且也包括作为这一个光电二极管21的主动元件的另外四个晶体管(即，传送晶体管22、放大晶体管23、地址晶体管24以及重置晶体管25)。
光电二极管21以与入射光量相对应的量来执行入射光到电荷(在这种情况下是电子)的光电转换。传送晶体管22连接到光电二极管21与浮动扩散部FD之间。此外，当通过驱动布线26将驱动信号提供给传送晶体管22的栅极(传送栅极)时，由光电二极管21光电转换的电子传递给浮动扩散部FD。上述结构也与第一实施例中的结构相同。
放大晶体管23的栅极连接到浮动扩散部FD。放大晶体管23通过地址晶体管24连接到垂直信号线27，并且通过位于像素部分外侧的恒定电流电源I形成源跟随器。当通过驱动布线28将地址信号提供给地址晶体管24的栅极并且由此打开地址晶体管24时，放大晶体管23放大浮动扩散部FD的电势，并且输出与垂直信号线27的放大电势相对应的电压。从每个像素通过垂直信号线27输出的电压输出到S/H CDS电路4。上述结构也与第一实施例中的结构相同。
重置晶体管25连接到电源Vdd与浮动扩散部FD之间。当通过驱动布线29将重置信号提供给重置晶体管25的栅极时，浮动扩散部FD的电势被重置为电源电势Vdd。因为传送晶体管22的栅极、地址晶体管24的栅极以及重置晶体管25的栅极在每个行单位中分别彼此连接，所以对于一行中的像素连续地执行上述操作。上述结构也与第一实施例中的结构相同。
图10为示出了背面照射型固态摄像装置的示意性截面图，其中背面照射型固态摄像装置为根据本发明的实施例的固态摄像装置的另一个示例。
图10中示出的固态摄像装置1主要由半导体支持衬底31、半导体衬底主体32、钝化膜35、彩色滤光片36以及微透镜37形成。
附带地，只有在局部放大图中示出了设置在半导体衬底主体32上的遮蔽膜13、钝化膜35、彩色滤光片36以及微透镜37。
半导体衬底主体32由n型硅制成。此外，半导体衬底主体32具有元件形成层39，其中形成多个光接收部分15和主动元件(未示出)并且光接收部分15和主动元件形成单位像素，主动元件(诸如MOS晶体管)将由光接收部分光电转换的信号电荷转换为电信号并且输出这些电信号。此外，p+层84(其为杂质区域)在光入射侧形成在元件形成层39上(半导体衬底主体的背面侧)，并且吸杂层83在光入射侧形成在p+层84上(半导体衬底主体的背面侧)。
此外，光接收部分15与图2中示出的光电二极管21相对应，并且在半导体衬底主体32中形成p-n结。此外，p+层84为第二导电型杂质区域。
在本实施例中，通过减小硅晶片的厚度来形成半导体衬底主体32，使得光从背面入射。
虽然根据固态摄像装置的类型来改变半导体衬底主体32的厚度，但是其厚度对于可见光的应用是2到6μm，对于红外光的应用为6到10μm。
此外，执行主动元件(诸如MOS晶体管)的多层电布线的布线层38形成在半导体衬底主体32的表面上。此外，半导体支持衬底31在氧化硅层10置于其间的状态下粘附到布线层38上。
半导体支持衬底31设置为增强半导体衬底主体32的强度并且例如由硅衬底制成，并且其厚度例如约为725μm。
此外，在对应于光接收部分的区域中具有可见光入射孔径12的遮蔽膜13形成在半导体衬底主体32的上层上，并且钝化膜35形成在遮蔽膜13上。此外，彩色滤光片36和微透镜37形成在对应于可见光入射孔径12的区域中。
图11为半导体衬底主体32的像素部分的重要部分的截面图。
在光接收部分15的区域中，n型电荷聚集区域41形成在半导体衬底主体32中。为了将其中存储信号电荷的区域更靠近半导体衬底主体32的表面侧设置，电荷聚集区域41优选地形成为使得杂质浓度朝向半导体衬底主体32的表面侧逐渐增加。此外，为了有效地接收入射光，电荷聚集区域41可以形成为使其面积朝向半导体衬底主体32的背面侧逐渐增加。
在半导体衬底主体32中，p型井42形成在电荷聚集区域41周围。此外，在光接收部分15的区域中，浅的p型空穴聚集区域44在表面侧形成在半导体衬底主体32中。
此外，由氧化硅制成的元件隔离绝缘膜40在表面侧形成在半导体衬底主体32中。此外，n型浮动扩散部(FD)45在表面侧形成在半导体衬底主体32中。
p型区域46形成在浮动扩散部45与电荷聚集区域41之间，并且由此将它们彼此电隔离。
在第四实施例中，通过示例的方式描述了吸杂层83形成在p+层84的整个表面上的情况。但是，当吸杂层83可以抑制形成在元件形成层39中的装置(诸如光电二极管)的重金属所引起的金属污染(由重金属引起的)时，就足够了。因此，吸杂层83可以不必形成在p+层84的整个表面上，并且可以在元件形成层39的光入射侧(半导体衬底主体的背面侧)部分地形成。但是，考虑到在如下所述的湿法蚀刻中将吸杂层83用作蚀刻停止部的情况，吸杂层83优选地形成在p+层84的整个表面上。
此外，在第四实施例中，通过示例的方式描述了吸杂层83仅在元件形成层39的光入射侧(半导体衬底主体的背面侧)形成的情况。但是，除了形成在元件形成层39的光入射侧的吸杂层83之外，吸杂部分(未示出)也可以形成在元件形成层39中。
当吸杂部分形成在元件形成层39中时，为了防止通过由于吸杂部分的结晶缺陷而产生电子的流动而引起的不利的影响进入光接收部分中，吸杂部分都有必要形成为确保距离光接收部分预定距离。
此外，在第四实施例中，通过示例的方式描述了p+层84形成在元件形成层39的整个表面上的情况。但是，当p+层84设置在光接收部分15附近时就足够了，并因此p+层84没必要形成在元件形成层39的整个表面上。
此外，在第四实施例中，因为光接收部分15(电荷聚集区域41)为n型区域，所以形成p+层84(其为p型杂质区域)。但是，当光接收部分15(电荷聚集区域41)为p型区域时，形成n+层(其为n型杂质区域)。
[固态摄像装置的操作]
下文中，将要描述具有上述结构的固态摄像装置的操作。
首先，在电荷聚集时期，从半导体衬底主体32的背面入射的光由光接收部分15光电地转换，并且产生具有与入射光的量相对应的量的信号电荷。由光电转换所产生的信号电荷漂移到电荷聚集区域41中，并且在空穴聚集区域44的附近存储在其中。
在电荷聚集时期内，负电压施加到传送晶体管22的栅电极，并且将传送晶体管22设置为OFF状态。
之后，当执行读取操作时，正电压施加到传送晶体管22的栅电极，并且将传送晶体管22设置为ON状态。因此，存储在光接收部分15中的信号电荷传送到浮动扩散部45。
正电压例如为电源电压(3.3V或2.7V)。
在这种情况下，按照传送到浮动扩散部45的信号电荷的量，改变其电势。此外，通过放大晶体管23放大浮动扩散部45的电势，并且将与放大后的电势相对应的电压输出到垂直信号线27。
随后，当执行重置操作时，正电压施加到重置晶体管25的栅电极，并且将浮动扩散部45的电势重置为电源Vdd的电压。在这个步骤中，通过将负电压施加到传送晶体管22的栅极电极，将传送晶体管22设置为OFF状态。
重复地执行电荷聚集时期、读取操作以及重置操作。
[固态成摄像装置的制作方法(3)]
下文中，将要描述具有上述结构固态摄像装置的制作方法。即，将要描述根据本发明的实施例的固态摄像装置的制作方法的另一个示例。
在根据本发明的实施例的固态摄像装置的制作方法(3)中，如图12A所示，在包括元件形成层39和薄膜形成移除层50的半导体衬底主体32中，通过STI技术形成元件隔离绝缘膜40。之后，通过离子注入方法，形成n型电荷聚集区域41、p型井42、p型空穴聚集区域44、浮动扩散部45以及p型区域46。
不对上述区域的形成顺序进行具体的限定。
随后，如图12B所示，p+层84在薄膜形成移除层50那一侧处形成在元件形成层39中。具体地，例如以高能量注入磷(P)离子，使得p+层84形成。此外，如图12B所示，吸杂层83在薄膜形成移除层50侧形成在p+层84中。具体地，例如在以高能量注入硼(B)离子或磷(P)离子之后，通过使用弧光灯退火装置等进行的热处理来激活注入的杂质，使得吸杂层83形成。
在该制作方法中，虽然通过示例的方式描述了在将各区域形成在元件形成层39中之后形成p+层84和吸杂层83，但是可以在形成p+层84和吸杂层83之后在元件形成层39中形成各区域。
此外，虽然通过示例的方式描述了在形成p+层84之后形成吸杂层83的情况，但是可以在形成吸杂层83之后形成p+层84。
此外，虽然以在以高能量注入硼(B)离子或磷(P)离子之后，使用弧光灯退火装置等执行热处理的方式来形成吸杂层83，但是用于形成吸杂层83的方法不限于上述方法。例如，可以使用以下方式形成吸杂层83：在注入第IV主族离子(诸如，碳离子或硅离子)之后，以大约1000到1150℃来执行热扩散。
之后，在半导体衬底主体32的表面上重复地形成绝缘膜和布线，使得布线层38形成。随后，由硅制成的半导体支持衬底31在氧化硅层10置于其间的状态下粘附到布线层38(见图12C)。
之后，如图12D所示，通过湿法蚀刻的方法将薄膜形成移除层50移除，使得吸杂层83暴露。因为重掺杂有杂质(诸如硼(B)离子或磷(P)离子)的杂质区域能够具有蚀刻停止部的功能，所以在湿法蚀刻中吸杂层83具有蚀刻停止部的功能。
之后，遮蔽膜13形成在半导体衬底主体32上，并且在遮蔽膜13上执行图案化处理，以形成与光接收部分相对应的可见光入射孔径12。此外，通过CVD法将钝化膜35形成在遮蔽膜13上，并且也形成彩色滤光片36和微透镜37，因此获得图10中示出的固态摄像装置。
通过切割晶片将包括晶片级的半导体衬底主体32的固态摄像装置分割为芯片，并且通过安装、焊接以及封装等处理每个由此分割出来的晶片，因此形成独立的固态摄像装置。
[固态摄像装置的制作方法(4)]
下文中，将要描述具有上述结构的固态摄像装置的另一个制作方法。即，将要描述根据本发明的实施例的用于制作固态摄像装置的方法的另一个示例。
在根据本发明的实施例的固态摄像装置的制作方法(4)中，如图12E所示，当形成半导体衬底主体32时，吸杂层83形成在元件形成层39与半导体衬底主体32的薄膜形成移除层50之间。具体地，举例来说，在以高能量注入硼(B)离子或磷(P)离子之后，通过使用弧光灯退火装置等进行的热处理来激活注入的杂质，使得吸杂层83形成。
即，在根据本发明的实施例的固态摄像装置的制作方法(3)中，吸杂层83形成在晶片过程中。另一方面，在根据本发明的实施例的固态摄像装置的制作方法(4)中，吸杂层83形成在晶片过程之前执行的衬底制作过程中。
将要参照特定示例描述用于形成吸杂层83的方法。
一般来说，用于固态摄像装置的半导体衬底主体32在其上设置有外延膜(未示出)。换言之，在晶片过程中对设置有生长在其上的外延膜的半导体衬底主体32进行各种处理。在根据本发明的实施例的固态摄像装置的制作方法(3)中，因为吸杂层83形成在晶片过程中，所以在外延膜形成在半导体衬底主体32上之后，形成吸杂层83。另一方面，在根据本发明的实施例的固态摄像装置的制作方法(4)中，因为在衬底制作过程中形成吸杂层83，所以吸杂层83形成在半导体衬底主体32中，并且之后在半导体衬底主体32上形成外延膜。
随后，如图12F所示，通过STI技术在半导体衬底主体32的元件形成层39中形成元件隔离绝缘膜40。此外，通过离子注入法，形成n型电荷聚集区域41、p型井42、p型空穴聚集区域44、浮动扩散部45以及p型区域46。
不对上述区域的形成顺序进行具体的限定。
此外，如图12F所示，p+层84形成在元件形成层39与吸杂层83之间。具体地，通过例如以高能量注入磷(P)离子来形成p+层84。
虽然通过示例的方式描述了将各个区域形成在元件形成层39中并且之后形成p+层84的情况，但是可以在形成p+层84之后，在元件形成层中形成各个区域。
之后，在半导体衬底主体32的表面上重复地形成绝缘膜和布线，使得布线层38形成。随后，由硅制成的半导体支持衬底31在氧化硅层10置于其间的状态下粘附到布线层38(见图12G)。
随后，如图12H所示，通过湿法蚀刻的方法将薄膜形成移除层50移除，使得吸杂层83暴露。因为重掺杂有杂质(诸如硼(B)离子或磷(P)离子)的杂质区域能够具有蚀刻停止部的功能，所以在湿法蚀刻中吸杂层83具有蚀刻停止部的功能。
之后，遮蔽膜13形成在半导体衬底主体32上，并且在遮蔽膜13上执行图案化处理，以形成与光接收部分相对应的可见光入射孔径12。此外，通过CVD法将钝化膜35形成在遮蔽膜13上，并且也形成彩色滤光片36和微透镜37，因此获得图10中示出的固态摄像装置。
通过切割晶片将包括晶片级的半导体衬底主体32的固态摄像装置分割为芯片，并且通过安装、焊接以及封装等处理每个由此分割出来的晶片，因此形成独立的固态摄像装置。
在该第四实施例中，通过示例的方式描述了通过使用吸杂层83作为蚀刻停止部并且通过使用湿法蚀刻的方法来将薄膜形成移除层50移除的情况。但是，不一定将湿法蚀刻法用作将薄膜形成移除层50移除的方法，例如，可以通过使用CMP法的机械抛光来将薄膜形成移除层50移除。上述用于将薄膜形成移除层50移除的方法可以应用到根据本发明的实施例的固态摄像装置的制作方法(3)和(4)中。
此外，在第四实施例中，p+层84和吸杂层83形成在元件形成层39与薄膜形成移除层50之间，并且之后将薄膜形成移除层50移除，使得吸杂层83暴露。但是，当p+层84和吸杂层83可以形成在元件形成层39的上层(光入射侧)上时就足够了。因此，通过使用不包括薄膜形成移除层50的半导体衬底主体32，可以在元件形成层39的上层(光入射侧)上形成p+层84和吸杂层83。但是，因为不包括薄膜形成移除层50的半导体衬底主体32具有约10μm的厚度，所以相信在制作过程中相当难以处理半导体衬底主体32。因此，考虑到在制作过程中处理半导体衬底主体32的方便，相信通过使用包括薄膜形成移除层50的半导体衬底主体32，可以在半导体支持衬底31粘附到布线层38之后，将薄膜形成移除层50优选地移除。上述薄膜形成移除层的使用可以应用到根据本发明的实施例的固态摄像装置的制作方法(3)和(4)中。
在根据本发明的实施例的固态摄像装置的另一个示例中，因为形成了吸杂层83，所以可以将薄膜形成移除层50移除之后，在各种处理中防止由重金属所引起的金属污染。
此外，因为形成了p+层84，所以可以抑制由于吸杂层83的结晶缺陷而产生的电子流动到光接收部分中。具体地，即使由于吸杂层83的结晶缺陷而产生电子，由此产生的电子也可以与p+层84中的空穴相结合，并且因此，抑制电子流动到光接收部分中。因此，减小了固态摄像装置中的噪声，并且可以改善装置的S/N比。
<5.第五实施例>
[半导体装置的结构]
图13为示出了根据本发明的实施例的半导体装置的另一个示例的示意性截面图。举例来说，在本实施例中示出的半导体装置60为RAM、ROM或LSI，并且主要由半导体支持衬底61和半导体衬底主体62形成。
半导体衬底主体62由n型硅制成。此外，半导体衬底主体62具有元件形成层65，其中形成n型装置64，诸如，逻辑元件、主动元件和被动元件。此外，p+层93(其为杂质区域)形成在元件形成层65上，并且吸杂层96形成在p+层93上。
虽然半导体衬底主体62的厚度根据半导体装置的类型而改变，但是形成装置所必需的厚度约为10μm。此外，p+层93为第二导电型杂质区域的一个示例。
此外，执行装置64的多层电布线的布线层67形成在半导体衬底主体62的一个表面(由标记A所指示的表面)上。此外，半导体支持衬底61在氧化硅层68置于其间的状态下粘附到布线层67。
半导体支持衬底61设置为增强半导体衬底主体62的强度并且例如由硅衬底制成，并且其厚度例如约为725μm。
此外，与上述第四实施例相同，吸杂层96可以不必形成在p+层93的整个表面上，而可以部分地形成在其上。但是，在考虑到在如下所述的湿法蚀刻中将吸杂层96用作蚀刻停止部的情况，吸杂层96优选地形成在p+层93的整个表面上。
此外，与上述第四实施例相同，除了形成在元件形成层65上的吸杂层96之外，可以将吸杂部分形成在元件形成层65中。但是，通过在元件形成层65中形成吸杂部分，在一些情况下，在由于形成在元件形成层65中的吸杂部分的结晶缺陷产生的电子可能不利地影响装置时，吸杂部分都有必要形成为确保距离装置预定距离。
在第五实施例中，因为装置64为n型，所以形成了p+层93(其为p+型杂质区域)。但是，当装置64为p型时，形成了n+层(其为n+型杂质区域)。
[半导体装置的制作方法(3)]
下文中，将要描述具有上述结构的半导体装置的制作方法。即，将要描述用于制作根据本发明的实施例的半导体装置的方法的示例。
在制作根据本发明的实施例的半导体装置的方法(3)中，如图14A所示，装置64形成在包括元件形成层65和薄膜形成移除层70的半导体衬底主体62中。
随后，如图14B所示，p+层93形成在元件形成层65中薄膜形成移除层70的那一侧上。具体地，例如，通过以高能量注入磷(P)离子，使得p+层93形成。此外，如图14B所示，吸杂层96形成在p+层93中薄膜形成移除层70那一侧上。具体地，例如在以高能量注入硼(B)离子或磷(P)离子之后，通过使用弧光灯退火装置等进行的热处理来激活注入的杂质，使得吸杂层96形成。
在该实施例中，虽然通过示例的方式描述了在将装置64形成在元件形成层65中之后形成p+层93和吸杂层96的情况，但是可以在形成p+层93和吸杂层96之后在元件形成层65中形成装置64。
此外，通过示例的方式描述了在形成p+层93之后形成吸杂层96的情况，但是也可以在形成吸杂层96之后，形成p+层93。
此外，虽然以在以高能量注入硼(B)离子或磷(P)离子之后，使用弧光灯退火装置等执行热处理的方式来形成吸杂层96，但是用于形成吸杂层96的方法不限于上述方法。例如，可以使用以下方式形成吸杂层96：在注入第IV主族离子(诸如，碳离子或硅离子)之后，以大约1000到1150℃来执行热扩散。
之后，在半导体衬底主体62的表面上重复地形成绝缘膜和布线，使得布线层67形成。随后，由硅制成的半导体支持衬底61在氧化硅层68置于其间的状态下粘附到布线层67(见图14C)。
之后，如图14D所示，通过湿法蚀刻的方法将薄膜形成移除层70移除，使得吸杂层96暴露，因此可以获得图13中所示的半导体装置。在湿法蚀刻中，吸杂层96具有蚀刻停止部的功能。
通过切割晶片将包括晶片级的半导体衬底主体62的半导体装置分割为芯片，并且通过安装、焊接以及封装等处理每个由此分割出来的晶片，因此形成独立的半导体装置。
[半导体装置的制作方法(4)]
下文中，将要描述具有上述结构的半导体装置的另一个制作方法。即，将要描述根据本发明的实施例的半导体装置的制作方法的另一个示例。
在根据本发明的实施例的用于制作半导体装置的方法(4)中，如图14E所示，当形成半导体衬底主体62时，吸杂层96形成在元件形成层65与半导体衬底主体62的薄膜形成移除层70之间。具体地，举例来说，在以高能量注入硼(B)离子或磷(P)离子之后，通过使用弧光灯退火装置等进行的热处理来激活注入的杂质，使得吸杂层96形成。
即，在根据本发明的实施例的用于制作半导体装置的方法(3)中，吸杂层96形成在晶片过程中。另一方面，在根据本发明的实施例的用于制作半导体装置的方法(4)中，吸杂层96形成在晶片过程之前执行的衬底制作过程中。
将要参照特定示例描述用于形成吸杂层96的方法。
一般来说，用于半导体装置的半导体衬底主体62在其上设置有外延膜(未示出)。换言之，在晶片过程中对设置有生长在其上的外延膜的半导体衬底主体62进行各种处理。在根据本发明的实施例的半导体装置的制作方法(3)中，因为在晶片过程中形成吸杂层96，所以在将外延膜形成在半导体衬底主体62上之后，形成吸杂层96。另一方面，在根据本发明的实施例的半导体装置的制作方法(4)中，因为在衬底制作过程中形成吸杂层96，所以吸杂层96形成在半导体衬底主体62中，并且之后在半导体衬底主体62上形成外延膜。
之后，如图14F所示，在半导体衬底主体62的元件形成层65中形成装置64。
之后，在半导体衬底主体62的一个表面上重复地形成绝缘膜和布线，使得布线层67形成。之后，由硅制成的半导体支持衬底61在氧化硅层68置于其间的状态下粘附到布线层67(见图14G)。
随后，如图14H所示，通过湿法蚀刻的方法将薄膜形成移除层70移除，使得吸杂层96暴露，因此可以获得图13中示出的半导体装置。
通过切割晶片将包括晶片级的半导体衬底主体62的半导体装置分割为芯片，并且通过安装、焊接以及封装等处理每个由此分割出来的晶片，因此形成独立的半导体装置。
在该实施例中，作为用于将薄膜形成移除层70移除的方法，可以不必使用湿法蚀刻，例如，可以通过使用CMP法的机械抛光来将薄膜形成移除层70移除。与上述第四实施例相同，这个用于移除薄膜形成移除层70的方法可以应用到根据本发明的实施例的半导体装置的制作方法(3)和(4)中。
在根据本发明的实施例的半导体装置的示例中，因为形成了吸杂层96，所以可以在将薄膜形成移除层70移除之后，在各种处理中防止由重金属所引起的金属污染。
此外，因为形成了p+层93，所以可以抑制由于吸杂层96的结晶缺陷而产生的电子流动到装置中。具体地，即使由于吸杂层96的结晶缺陷而产生电子，电子也可以与p+层93中的空穴相结合，并且因此，抑制电子流动到装置中。因此，减小了半导体装置中的噪声。
本申请包括的主题涉及2009年2月6日递交给日本专利局的日本在先专利申请JP 2009-026368中公开的主题，并将其全部内容通过引用结合在这里。
本领域的技术人员应该认识到可以根据设计需要和其他因素来进行各种修改、结合、子结合和替换，只要它们在权利要求或等价权利要求的范围内。

Claims (33)

1.一种固态摄像装置，包括：
半导体衬底主体，包括元件形成层和设置在所述元件形成层的上层上的吸杂层；
设置在所述元件形成层中的光电转换元件，每个所述光电转换元件都包括第一传导型区域；以及
电介质膜，其设置在所述吸杂层的上层上并且在所述吸杂层的表面中感应出第二传导型区域。
2.根据权利要求1所述的固态摄像装置，
其中，所述电介质膜具有负的固定电荷。
3.根据权利要求2所述的固态摄像装置，
其中，所述电介质膜为至少部分结晶化的绝缘膜。
4.根据权利要求3所述的固态摄像装置，
其中，所述电介质膜为氧化物绝缘膜并且至少部分地结晶化，所述氧化物绝缘膜包括从由铪、锆、铝、钽、钛、钇和镧系元素所组成的组中选择的元素。
5.根据权利要求1所述的固态摄像装置，
其中，所述电介质膜具有抗反射膜的功能。
6.根据权利要求1所述的固态摄像装置，还包括：
主动元件，其将由所述光电转换元件光电转换的信号电荷转换为电信号，并且输出所述电信号；以及
布线层，通过在所述元件形成层的与所述吸杂层相反的表面上进行层压来设置所述布线层，并且所述布线层执行所述主动元件的布线。
7.根据权利要求6所述的固态摄像装置，还包括：
支持衬底层，其设置在所述布线层的与所述元件形成层相反的表面上。
8.根据权利要求1到7中任一项所述的固态摄像装置，还包括：
微透镜，其设置在所述电介质膜的上层上并且聚集入射到所述光电转换元件上的光。
9.一种固态摄像装置，包括：
元件形成层，其中设置光电转换元件，每个所述光电转换元件都包括第一导电型区域；
第二导电型杂质区域，设置在所述元件形成层的上层上；以及
吸杂层，设置在所述杂质区域的上层上。
10.根据权利要求9所述的固态摄像装置，
其中，所述吸杂层为第一导电型或第二导电型的杂质区域。
11.一种制作固态摄像装置的方法，包括以下步骤：
在半导体衬底主体的元件形成层中形成光电转换元件，每个所述光电转换元件都包括第一导电型区域；
在所述元件形成层的上层上形成吸杂层；以及
在所述吸杂层的上层上形成电介质膜，用于在所述吸杂层的表面中感应出第二导电型区域。
12.一种制作固态摄像装置的方法，包括以下步骤：
在半导体衬底主体的元件形成层中形成光电转换元件，每个所述光电转换元件都包括第一导电型区域，所述半导体衬底主体包括所述元件形成层和形成在所述元件形成层的上层上的吸杂层；
在所述吸杂层的上层上形成电介质膜，用于在所述吸杂层的表面中感应出第二导电型区域。
13.一种制作固态摄像装置的方法，包括以下步骤：
在半导体衬底主体的元件形成层中形成光电转换元件，每个所述光电转换元件都包括第一导电型区域；
在所述半导体衬底主体的所述元件形成层与薄膜形成移除层之间，形成吸杂层；
通过使用所述吸杂层作为蚀刻停止部的蚀刻来移除所述薄膜形成移除层；以及
在所述吸杂层的上层上形成电介质膜，用于在所述吸杂层的表面中感应出第二导电型区域。
14.一种制作固态摄像装置的方法，包括以下步骤：
在半导体衬底主体的元件形成层中形成光电转换元件，每个所述光电转换元件都包括第一导电型区域，所述半导体衬底主体包括所述元件形成层、形成在所述元件形成层的上层上的吸杂层以及形成在所述吸杂层的上层上的薄膜形成移除层；
通过使用所述吸杂层作为蚀刻停止部的蚀刻来移除所述薄膜形成移除层；以及
在所述吸杂层的上层上形成电介质膜，用于在所述吸杂层的表面中感应出第二导电型区域。
15.一种制作固态摄像装置的方法，包括以下步骤：
在半导体衬底主体的元件形成层中形成光电转换元件，每个所述光电转换元件都包括第一导电型区域；以及
在所述元件形成层的上层上形成第二导电型杂质区域并且在所述杂质区域的上层上形成吸杂层，或者，在所述元件形成层的上层上形成吸杂层并且在所述元件形成层与所述吸杂层之间形成第二导电型杂质区域。
16.一种制作固态摄像装置的方法，包括以下步骤：
在半导体衬底主体的元件形成层中形成光电转换元件，每个所述光电转换元件都包括第一导电型区域，所述半导体衬底主体包括所述元件形成层以及形成在所述元件形成层的上层上的吸杂层，并且在所述元件形成层与所述吸杂层之间形成第二导电型杂质区域，或者，
在半导体衬底主体的元件形成层与吸杂层之间形成第二导电型杂质区域，所述半导体衬底主体包括所述元件形成层以及形成在所述元件形成层的上层上的所述吸杂层，并且在所述元件形成层中形成光电转换元件，每个所述光电转换元件都包括第一导电型区域。
17.一种制作固态摄像装置的方法，包括以下步骤：
在半导体衬底主体的元件形成层中形成光电转换元件，每个所述光电转换元件都包括第一导电型区域；
在所述半导体衬底主体的所述元件形成层与薄膜形成移除层之间形成第二导电型杂质区域并且在所述杂质区域与所述薄膜形成移除层之间形成吸杂层，或者，在所述半导体衬底主体的所述元件形成层与薄膜形成移除层之间形成吸杂层并且在所述元件形成层与所述吸杂层之间形成第二导电型杂质区域；
通过使用所述吸杂层作为蚀刻停止部的蚀刻来移除所述薄膜形成移除层。
18.一种制作固态摄像装置的方法，包括以下步骤：
在半导体衬底主体的元件形成层中形成光电转换元件，每个所述光电转换元件都包括第一导电型区域，所述半导体衬底主体包括所述元件形成层、形成在所述元件形成层的上层上的吸杂层以及形成在所述吸杂层的上层上的薄膜形成移除层，并且在所述元件形成层与所述吸杂层之间形成第二导电型杂质区域，或者，
在半导体衬底主体的元件形成层与吸杂层之间形成第二导电型杂质区域，所述半导体衬底主体包括所述元件形成层、形成在所述元件形成层的上层上的吸杂层以及形成在所述吸杂层的上层上的薄膜形成移除层，并且在所述元件形成层中形成光电转换元件，每个所述光电转换元件都包括第一导电型区域；
通过使用所述吸杂层作为蚀刻停止部的蚀刻来移除所述薄膜形成移除层。
19.根据权利要求11到18中任一项所述的制作固态摄像装置的方法，
其中，通过在所述半导体衬底主体中注入杂质并且之后执行热处理的步骤来形成所述吸杂层。
20.一种摄像设备，包括：
固态摄像装置，包括：半导体衬底主体，包括元件形成层和设置在所述元件形成层的上层上的吸杂层；光电转换元件，每个所述光电转换元件都包括设置在所述元件形成层中的第一传导型区域；以及电介质膜，其设置在所述吸杂层的上层上并且在所述吸杂层的表面中感应出第二传导型区域；
光学系统，用于将来自目标的入射光引导到所述固态摄像装置；以及
信号处理电路，用于处理来自所述固态摄像装置的输出信号。
21.一种摄像设备，包括：
固态摄像装置，包括：元件形成层，其中设置光电转换元件，所述光电转换元件都包括第一导电型区域；第二导电型杂质区域，设置在所述元件形成层的上层上；以及吸杂层，设置在所述杂质区域的上层上；
光学系统，用于将来自目标的入射光引导到所述固态摄像装置；以及
信号处理电路，用于处理来自所述固态摄像装置的输出信号。
22.一种半导体装置，包括：
半导体衬底主体，包括元件形成层和设置在所述元件形成层的上层上的吸杂层；
装置，包括第一传导型区域并且形成在所述元件形成层中；以及
电介质膜，其设置在所述吸杂层的上层上并且在所述吸杂层的表面中感应出第二传导型区域。
23.一种半导体装置，包括：
元件形成层，其中形成包括第一导电型区域的装置；
第二导电型杂质区域，设置在所述元件形成层的上层上；以及
吸杂层，设置在所述杂质区域的上层上。
24.一种制作半导体装置的方法，包括以下步骤：
在半导体衬底主体的元件形成层中形成包括第一导电型区域的装置；
在所述元件形成层的上层上形成吸杂层；以及
在所述吸杂层的上层上形成电介质膜，用于在所述吸杂层的表面中感应出第二导电型区域。
25.一种制作半导体装置的方法，包括以下步骤：
在半导体衬底主体的元件形成层中形成包括第一导电型区域的装置，所述半导体衬底主体包括所述元件形成层和形成在所述元件形成层的上层上的吸杂层；
在所述吸杂层的上层上形成电介质膜，用于在所述吸杂层的表面中感应出第二导电型区域。
26.一种制作半导体装置的方法，包括以下步骤：
在半导体衬底主体的元件形成层中形成包括第一导电型区域的装置；
在所述半导体衬底主体的所述元件形成层与薄膜移除形成层之间，形成吸杂层；
通过使用所述吸杂层作为蚀刻停止部的蚀刻来移除所述薄膜形成移除层；以及
在所述吸杂层的上层上形成电介质膜，用于在所述吸杂层的表面中感应出第二导电型区域。
27.一种制作半导体装置的方法，包括以下步骤：
在半导体衬底主体的元件形成层中形成包括第一导电型区域的装置，所述半导体衬底主体包括所述元件形成层、形成在所述元件形成层的上层上的吸杂层以及形成在所述吸杂层的上层上的薄膜形成移除层；
通过使用所述吸杂层作为蚀刻停止部的蚀刻来移除所述薄膜形成移除层；以及
在所述吸杂层的上层上形成电介质膜，用于在所述吸杂层的表面中感应出第二导电型区域。
28.一种制作半导体装置的方法，包括以下步骤：
在半导体衬底主体的元件形成层中形成包括第一导电型区域的装置；以及
在所述元件形成层的上层上形成第二导电型杂质区域并且在所述杂质区域的上层上形成吸杂层，或者，在所述元件形成层的上层上形成吸杂层并且在所述元件形成层与所述吸杂层之间形成第二导电型杂质区域。
29.一种制作半导体装置的方法，包括以下步骤：
在半导体衬底主体的元件形成层中形成包括第一导电型区域的装置，所述半导体衬底主体包括所述元件形成层以及形成在所述元件形成层的上层上的吸杂层，并且在所述元件形成层与所述吸杂层之间形成第二导电型杂质区域，或者，
在半导体衬底主体的元件形成层与吸杂层之间形成第二导电型杂质区域，所述半导体衬底主体包括所述元件形成层以及形成在所述元件形成层的上层上的所述吸杂层，并且在所述元件形成层中形成包括第一导电型区域的装置。
30.一种制作半导体装置的方法，包括以下步骤：
在半导体衬底主体的元件形成层中形成包括第一导电型区域的装置；
在所述半导体衬底主体的所述元件形成层与薄膜形成移除层之间形成第二导电型杂质区域并且在所述杂质区域与所述薄膜形成移除层之间形成吸杂层，或者，在所述半导体衬底主体的所述元件形成层与薄膜形成移除层之间形成吸杂层并且在所述元件形成层与所述吸杂层之间形成第二导电型杂质区域；
通过使用所述吸杂层作为蚀刻停止部的蚀刻来移除所述薄膜形成移除层。
31.一种制作半导体装置的方法，包括以下步骤：
在半导体衬底主体的元件形成层中形成包括第一导电型区域的装置，所述半导体衬底主体包括所述元件形成层、形成在所述元件形成层的上层上的吸杂层以及形成在所述吸杂层的上层上的薄膜形成移除层，并且在所述元件形成层与所述吸杂层之间形成第二导电型杂质区域，或者，
在半导体衬底主体的元件形成层与吸杂层之间形成第二导电型杂质区域，所述半导体衬底主体包括所述元件形成层、形成在所述元件形成层的上层上的吸杂层以及形成在所述吸杂层的上层上的薄膜形成移除层，并且在所述元件形成层中形成包括第一导电型区域的装置；
通过使用所述吸杂层作为蚀刻停止部的蚀刻来移除所述薄膜形成移除层。
32.一种半导体衬底，包括：
半导体衬底主体，包括元件形成层以及设置在所述元件形成层的上层上的吸杂层，在所述元件形成层中设置包括第一导电型区域的装置；以及
电介质膜，其设置在所述吸杂层的上层上并且在所述吸杂层的表面中感应出第二导电型区域。
33.一种半导体衬底，包括：
元件形成层，其中设置包括第一导电型区域的装置；
第二导电型杂质区域，设置在所述元件形成层的上层上；以及吸杂层，设置在所述杂质区域的上层上。
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