TW201021097A - SOI substrate and method for producing same, solid-state image pickup device and method for producing same, and image pickup apparatus - Google Patents

SOI substrate and method for producing same, solid-state image pickup device and method for producing same, and image pickup apparatus Download PDF

Info

Publication number
TW201021097A
TW201021097A TW098131056A TW98131056A TW201021097A TW 201021097 A TW201021097 A TW 201021097A TW 098131056 A TW098131056 A TW 098131056A TW 98131056 A TW98131056 A TW 98131056A TW 201021097 A TW201021097 A TW 201021097A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
layer
substrate
germanium
ruthenium
disposed
Prior art date
Application number
TW098131056A
Other languages
English (en)
Inventor
Ritsuo Takizawa
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of TW201021097A publication Critical patent/TW201021097A/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26—Bombardment with radiation
    • H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/265—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
    • H01L21/26506—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation in group IV semiconductors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26—Bombardment with radiation
    • H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/265—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
    • H01L21/26566—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation of a cluster, e.g. using a gas cluster ion beam
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26—Bombardment with radiation
    • H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/265—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
    • H01L21/2658—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation of a molecular ion, e.g. decaborane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/322—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to modify their internal properties, e.g. to produce internal imperfections
    • H01L21/3221—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to modify their internal properties, e.g. to produce internal imperfections of silicon bodies, e.g. for gettering
    • H01L21/3226—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to modify their internal properties, e.g. to produce internal imperfections of silicon bodies, e.g. for gettering of silicon on insulator
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76—Making of isolation regions between components
    • H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/7624—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology
    • H01L21/76251—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology using bonding techniques
    • H01L21/76254—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology using bonding techniques with separation/delamination along an ion implanted layer, e.g. Smart-cut, Unibond
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1464—Back illuminated imager structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1462—Coatings
    • H01L27/14621—Colour filter arrangements

Description

201021097 · 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種絕緣體上矽（SOI)基板、該基板之製 造方法、固態攝像元件、該元件之製造方法以及攝像裝 置。 【先前技術】
絕緣體上矽（SOI)基板近來由於將實現靈敏度顯著增加 而在衫像感應器以及南密度CMOS部件及高度耐壓部件領 域中受到關注。舉例而言，絕緣體上矽基板用於全區開放 型（wh〇le-area-〇pen-type)CMOS影像感應器。希望其具有 較高吸氣能力。 特定言之，絕緣體上矽基板具有三層結構，其中用作元 件形成區之單晶矽層排列在具清諸如氧化矽（Si〇2)膜之内 埋絕緣膜的支撐基板上。在某些情況下磊晶生長層排列在 單晶矽層上。 絕緣體上矽基板具有諸如低寄生電容及高耐輻射性之特 徵且因此應具有諸如較高速度、較低功率消耗、防止检鎖 效應之優點。因此’絕緣體切基板廣泛地用作高效能半 導體部件之基板。 近來，同樣在影像錢H領域巾，絕㈣切基板近來 廣泛用於全區開放型CMOS影像感應器結構，其中因為可 形成光電二極體層’同時精確控制其厚度，所以將實現靈 敏度顯著增加。 商業上廣泛使用由 發展各種絕緣體上矽基板製造方法。 141167.doc 201021097 離子植入來南度摻雜氧之SIMOX形成的絕緣體上矽基板及 由黏結形成之絕緣體上碎基板。 特定言之，常使用由黏結形成之絕緣體上矽基板。 製造過程如下：製備兩個鏡面拋光之單晶矽基板。一基 板為待形成絕緣體上矽層之單晶矽基板（基板。另一基 板為將用作支撐基板之單晶矽基板（基板B)。在至少一個 單晶矽基板之表面上形成氧化物膜。此等單晶矽基板以將 氧化物膜夹於其間之方式彼此黏結。接著進行熱處理以增 加黏結強度。自背面減小基板A厚度，提供絕緣體上矽基 板0 減小基板A厚度之方法包括：⑷將基板A研磨或抛光至 目標厚度之方法；⑻利用因雜質濃度不同而不同之钕刻速 率之方法；（c)包括以下步驟之方法（離子植入型剝落法， 例如智切法（S_ Cut prGeess)):離子植人氫或氦以形成 分裂層，接著將基板A與基板B黏結，且對黏結之基板進 行熱處理錢其在低於黏結溫度之溫度下剝落從而在分 裂層處分離基板A。 絕緣體切基板具有實現優良電特性及可形成均句石夕層 之優點ϋ絕緣體切基板之結構因金屬污染而為不 適宜的。亦即’對於大部分金屬雜質而言，其在氧化石夕膜 中之擴散係數小於切中之擴散係數。此外，金屬氧化物 為穩定的。因此，在金屬污染物自表面側進入單晶碎層之 情況下，金屬污㈣不„過氧切層，使得金屬雜質累 積於薄單晶石夕層中。因此，在許多情況下，與不具有絕緣 141167.doc 201021097 體上矽結構之矽基板相比，絕緣體上矽基板易受到金屬污 染。此尤其對於易受歸因於金屬雜質之發光點缺陷及暗電 流影響的影像感應器而言為一嚴重問題。 因此，絕緣體上矽基板較佳具有截獲金屬雜質且將其自 待形成半導體部件之作用層之單晶矽層移除的高能力，亦 即吸氣能力。 用於絕緣體上矽基板之吸氣技術之實例包括：如圖3 1A 中所示，在絕緣體上矽基板210中在絕緣體上矽層211與氧 化矽層212鄰接之一侧上形成吸氣層214(藉由例如離子植 入中性元素）的技術；及如圖3 1B中所示，在絕緣體上石夕基 板210中在氧化碎層212與支樓基板213鄰接之一側上形成 吸氣層214的技術（例如參見曰本未審查專利申請公開案第 2007-318102號）。 圖31A中所示結構存在問題，其難以在絕緣體上矽層211 中較深位置形成作用元件區。該結構亦具有例如干擾吸氣 層214(應變及歸因於電子再發射之暗組份）的另一問題。圖 31B中所示結構存在問題，吸氣層214未有效對抗來自絕緣 體上石夕層211側之污染’因為吸氣層214位於氧化石夕層212 下面。 近年來’隨著影像感應器趨於小型化及像素數增加，其 像素尺寸（cell size)不斷減小。舉例而言，具有丨65 ^1111像 素尺寸之CCD影像器已商業化。已研製具有丨4 μπι級像素 尺寸之CMOS感應器。 母一像素光量自然隨著像素尺寸減小而降低，使得影像 141167.doc 201021097 器靈敏度趨於降低。藉由諸如較高光收集效率、減少上層 中之反射及吸收、主體之光電轉換區尺寸（在深度方向及 橫向方向上）增加之改良來防止靈敏度降低。 然而，2 μιη或小於2 μπι之像素尺寸限制光收集效率之改 良。 因此研製出背照式CMOS影像感應器作為全區開放型 CMOS影像感應器（例如參見日本未審查專利申請公開案第 2004-134672號）。光電轉換單元安置於單晶矽層中；因 此，未削弱餘輝及暗特性。因此背照式CMOS影像感應器 有前景。 其製造方法包括：利用絕緣體上矽基板（由SIM〇x、黏 結或其類似方法形成）之方法；及使用具有磊晶生長層之 磊晶生長基板產生作為光入射部分之薄矽（Si)層的方法。 自實現優良生產力及優良絕緣體上矽層品質之觀點看由 黏結形成之絕緣體上矽基板尤其有前景。 【發明内容】 待解決之問題為在諸如金屬雜質之污染物自表面側進入 絕緣體上矽基板之單晶矽層的情況下，由於金屬雜質不易 穿過氧化矽層而使得污染物累積於單晶矽層中。 根據本發明之一實施例，自表面側進入絕緣體上矽基板 之單晶石夕層的諸如金屬㈣之污染物易㈣獲力絕緣體上 石夕基板之支撑基板之一部分中。 根據本發明之一實施例，絕緣體上矽基板包括矽基板、 安置於矽基板上之氧化矽層、安置於氧化矽層上之矽層、 141167.doc 201021097 安置於矽基板中之吸氣層及安置於氧化矽層中之由雜質摻 雜區形成之損傷層。 / 在根據本發明之一實施例之絕緣體上矽基板中，安置於 氧化矽層中之雜質摻雜區之損傷層的形成引起氧化矽層中 氧（〇)原子與矽（Si)原子之間的鍵斷裂。矽層中之金屬污染 物通過鍵斷裂之一部分損傷層擴散至矽基板中且因此輕易 地截獲於吸氣層中。 在根據本發明之一實施例之絕緣體上矽基板中，存在於 石夕層中之金屬污染物通過損傷層有效截獲於吸氣層中。因 此’可適宜地提供具有高吸氣能力之絕緣體上矽基板。 根據本發明之一實施例，絕緣體上矽基板之製造方法 (第一製造方法）包括以下步驟：製備包括矽基板、安置於 矽基板上之氧化矽層、安置於氧化矽層上之矽層及安置於 矽基板中之吸氣層的絕緣體上矽基板；在絕緣體上矽基板 之表面上形成氧化物膜；自與矽層鄰接之絕緣體上矽基板 表面植入雜質，形成雜質摻雜區之損傷層，其位於氧化矽 層中或自氧化矽層延伸至與氧化矽層鄰接之矽基板之一部 分；且移除氧化物膜。 在根據本發明之一實施例的絕緣體上矽基板之製造方法 (第一製造方法）中，安置於氧化矽層中之雜質摻雜區之損 傷層的形成引起氧化矽層中氧（〇)原子與矽（Si)原子之間的 鍵斷裂。矽層中之金屬污染物通過鍵斷裂之一部分損傷層 擴散至矽基板中且因此輕易地截獲於吸氣層中。 根據本發明之一實施例，絕緣體上矽基板之製造方法 141167,doc 201021097 (第二製造方法）包括以下步驟：在由矽組成之第一基板之 表面上形成氧化矽層；離子植入氫或稀有氣體元素至第一 基板中以形成分裂層；植入雜質至氧化矽層中以形成雜質 摻雜區之損傷層；製備第二基板，該第二基板包括安置於 該第二基板内部之吸氣層；將第二基板黏結至與損傷層鄰 接之氧化矽層表面；在分裂層處分離第一基板；且拋光留 在第二基板上之第一基板之一部分的矽層表面。 在根據本發明之一實施例的絕緣體上矽基板之製造方法 (第一製造方法）中，安置於氧化妙層中之雜質掺雜區之損 傷層的形成引起氧化矽層中氧（〇)原子與矽（si)原子之間的 鍵斷裂。矽層中之金屬污染物通過鍵斷裂之一部分損傷層 擴散至石夕基板中且因此輕易地截獲於吸氣層中。 根據本發明之一實施例，絕緣體上矽基板之製造方法 (第三製造方法）包括以下步驟：在由矽組成之第一基板上 形成第一氧化矽層；離子植入氫或稀土元素至第一基板中 以形成分裂層；在第二基板表面上形成第二氧化矽層；在 第二基板内形成吸氣層；植入雜質至第二氧化矽層或第二 氧化石夕層及與第二氧化矽層鄰接之第二基板之一部分中以 形成雜質摻雜區之損傷層；將與損傷層鄰接之第二氧化矽 層表面黏結至第一氧化矽層表面；在分裂層處分離第一基 板；移除曝露之第一氧化矽層及曝露之第二氧化矽層；且 拋光留在第二基板上之第一基板之矽層表面。 在根據本發明之一實施例的絕緣體上矽基板之製造方法 (第二製造方法）中，安置於氧化石夕層中之雜質摻雜區之損 141167.doc -8 · 201021097 傷層的形成引起氧化矽層中氧原子與矽（si)原子之間的 鍵斷裂。矽層中之金屬污染物通過鍵斷裂之一部分損傷層 擴散至矽基板中且因此輕易地截獲於吸氣層中。 根據本發明之一實施例’絕緣體上矽基板之製造方法 (第四製造方法）包括以下步驟：在矽基板内形成吸氣層； 在石夕基板上形成第一蟲晶生長碎層；在石夕基板表面及第一 蟲晶生長矽層表面上形成氧化物膜；在第一磊晶生長矽層 中形成氧化矽層；將雜質植入氧化矽層或氧化矽層及一部 分第一蟲晶生長矽層中’該部分與矽基板鄰接且與矽基板 鄰接’形成雜質摻雜區之損傷層；且移除曝露之氧化物 膜。 在根據本發明之一實施例的絕緣體上石夕基板之製造方法 (第四製造方法）中，安置於氧化矽層中之雜質摻雜區之損 傷層的形成引起氧化矽層中氧（〇)原子與矽（Si)原子之間的 鍵斷裂。矽層中之金屬污染物通過鍵斷裂之一部分損傷層 擴散至矽基板中且因此輕易地截獲於吸氣層中。 在根據本發明之實施例的絕緣體上矽基板之各製造方法 (第一至第四製造方法）中’存在於石夕層中之金屬污染物通 過損傷層有效截獲於吸氣層中。因此，可適宜地製造具有 高吸氣能力之絕緣體上矽基板。 根據本發明之一實施例，固態攝像元件包括：具有光電 轉換單元、像素電晶體及外圍電路之矽層；安置於位於入 射在光電轉換單元上之光路徑中之矽層一部分上的彩色濾 光片層，安置於彩色濾光片層上且經配置以引導入射光至 141167.doc -9- 201021097 光電轉換單元之聚光透鏡；包括複數個配線子層及經配置 以覆蓋配線之層間絕緣膜的配線層，該配線層安置於與鄰 接入射光側之表面相反的矽層表面上；安置於配線層上之 支撐基板；由雜質摻雜區形成之損傷層，其安置於位於入 射光側及入射在光電轉換單元之光路徑以外的矽層表面之 一部分上；及經配置以達到配線層中之配線的開口。 在根據本發明之一實施例之固態攝像元件中，由雜質摻 雜區形成之損傷層安置於位於入射在光電轉換單元之光路 徑以外的矽層表面部分上。損傷層在形成彩色濾光片層之 步驟、形成聚光透鏡之步驟、形成電極連接部分之步驟及 其類似步驟期間對金屬污染物具有吸氣作用。舉例而言， 在形成用於連接電極之開口的步驟中，進行處理以曝露配 線層中之配線。若配線由金屬配線形成，則可出現金屬污 染。然而，由於吸氣作用而防止金屬污染。 在根據本發明之一實施例之固態攝像元件中，光電轉換 單元安置於根據本發明之一實施例的具有高吸氣能力之絕 緣體上矽基板之矽層中，從而顯著減少發光點及暗電流出 現。此使得可能適宜地提供可產生高品質影像之固態攝像 元件。 根據本發明之一實施例，固態攝像元件之製造方法包括 以下步驟.製備絕緣體上梦基板，該絕緣體上發基板具有 矽基板、安置於矽基板上之氧化矽層、安置於氧化矽層上 之矽層、安置於矽基板中之吸氣層及安置於氧化矽層中之 由雜質摻雜區形成的損傷層；在矽層中形成光電轉換單 141167.doc -10- 201021097 元、像素電晶體及外圍電路；在矽層上形成配線層；層廢 配線層與支撐基板；移除矽基板及氧化矽層以曝露石夕層之 一表面；在位於入射在光電轉換單元之光路徑中的;g夕層一 部分上形成彩色濾光片層；及在彩色濾光片上形成聚光透 鏡，該聚光透鏡經配置以引導入射光至光電轉換單元。 在根據本發明之一實施例的固態攝像元件之製造方法 中’使用根據本發明之一實施例的矽層中之金屬污染物通 過損傷層截獲於吸氣層中之絕緣體上矽基板，使得光電轉 換早元形成於金屬污染物含量減少之石夕層中。 在根據本發明之一實施例的固態攝像元件之製造方法 中，光電轉換單元安置於根據本發明之一實施例的具有高 吸氣能力之絕緣體上矽基板之矽層中，從而顯著減少發光 點及暗電流出現。此使得可能適宜地製造可產生高品質影 像之固態攝像元件。 根據本發明之一實施例，攝像裝置包括經配置以收集入 射光之集光器、包括經配置以接收經集光器收集之光且將 光光電轉換成信號之固態攝像㈣的攝像單元及經配置以 處理信號之信號處理單元，#中固態攝像元件包括：具有 光電轉換單元、像素電晶體及外圍電路之矽層；安置於位 於入射在光電轉換單元上之光路徑中之㈣—部分上的彩 色滤光片m於彩色濾光片層上且經配置以引導入射 光至光電轉換單元中之聚光透鏡；安置於與鄰接入射光侧 之表面相反的矽層表面上之配線層；安置於配線層上之支 撐基板；由雜質摻雜區形成之損傷層，其安置於位於入射 141167.doc 201021097 光側及入射在光電轉換單元之光路徑以外的矽層表面之_ 部分上；及經配置以達到配線層中之配線且用於連接電極 之開口。 在根據本發明之一實施例之攝像裝置中，使用根據本發 明之一實施例之固態攝像元件降低形成光電轉換單元之石夕 層中金屬污染程度。 在根據本發明之一實施例之攝像裝置中，使用根據本發 明之一實施例的能夠顯著減少發光點及暗電流出現之固態 攝像元件，因此適宜地改良攝像裝置之影像品質。 【實施方式】 下文將描述實施本發明之最佳模式（實施例）。 1.第一實施例 絕緣體上矽基板結構之第一實例 將參考橫截面示意圖圖1描述根據本發明之第一實施例 的絕緣體上矽基板結構之第一實例。 如圖1中所示，氧化矽層12(例如亦稱為「盒層」）安置 於矽基板11上。例如使用單晶矽基板作為矽基板u。氧化 矽層12上覆有矽層13。藉由將氧化矽層12黏結至單晶矽基 板且減小單晶矽基板厚度來形成矽層丨3。 梦基板11包括吸氣層14。 吸氣層14由植入選自碳（〇、氧（〇)、氬（Ar)、矽（si)、氦 (He)、磷（P)、砷（As)、銻（Sb)及硼（B)之一元素之區域形 成。舉例而言，藉由以例如5xl〇u cm-2或5χ1〇丨3 cm·2以上 且較佳5x10“ cm.2或5xl0i4 cm-2以上之碳劑量離子植入碳 141167.doc •12· 201021097 至矽基板11中來形成吸氣層14。 由雜質掺雜區形成之損傷層15形成於氧化石夕層12中。各 損傷層15在平面方向上安置於氧化碎層12之至少一部分上 且排列在氧化石夕層12整個厚度上。下文中將參考圖2a至21 描述損傷層15之詳情。 損傷層15由植入選自碳（C)、矽（Si)、鍺（Ge)、錫（Sn)、 氦（He)、氖（Ne)、氬（Ar)、氪（Kr)、氙（xe)、删、紹 (A1)、鎵（Ga)、銦（In)、氮（N)、磷（P)、砷（As)、銻（Ab)、 虱（Η)及氧（〇)之一元素之區域形成。或者，損傷層15由植 入上述元素之一的化合物、團簇或幾十至數千分子簇離子 之區域形成。上述元素之化合物實例包括C〇、ch3、SiF 及PH2。團竊實例包括h2、Ar2、P4及p3。 磊晶生長矽層（第二矽層）16藉由磊晶生長在矽層（第一矽 層）13上形成。磊晶生長矽層丨6厚度為例如3 至8 。3 μπι之磊晶生長矽層16厚度滿足固態攝像元件（例如，影像 感應器）之光電轉換單元形成所需的最小厚度。8 pm之磊 晶生長矽層16厚度滿足固態攝像元件（例如，影像感應器） 之對較長波長（例如近紅外線或紅外線）敏感之光電轉換單 元形成所需的最小厚度。 絕緣體上石夕基板1〇(1〇Α)具有上述結構。 在絕緣體上矽基板10A中，安置於氧化矽層12中之雜質 摻雜區之損傷層15的形成引起氧化矽層12中氧（〇)原子與 石夕（si)原子之間的鍵斷裂。梦層13中之金屬經鍵斷裂之損傷 層15擴散至梦基板11中且因此輕易地截獲於吸氣層14中。 141I67.doc •13- 201021097 損傷層15安置於氧化矽層12整個厚度上；因此，矽層i3 中之金屬（例如金屬污染物）輕易通過氧化矽層12。 矽層13中之金屬污染物經損傷層15有效戴獲於吸氣層14 中。因此，可適宜地提供具有高吸氣能力之絕緣體上矽基 板10。 下文將詳細描述損傷層15。 當自上方觀察時，損傷層15部分形成於絕緣體上矽基板 10上。損傷層15基本上安置於不位於部件作用區之部分 (例如劃線部分或惰性部分）中。 將參考各自展示圖1中所示部分Π之放大視圖的圖2八至 21來描述厚度方向上損傷層1 5與氧化石夕層丨2之間的例示性 位置關係。 如圖2A中所示，損傷層15安置於氧化矽層12整個厚度 上0 如圖2B中所示，損傷層15安置於氧化矽層12整個厚度上 且部分安置於與氧化矽層12鄰接之矽層13之一部分中。 如圖2C中所示，損傷層15安置於氧化矽層12之整個厚度 上且部分安置於與氧化矽層12鄰接之矽基板^之一部分 中。 如圖2D中所示，損傷層15安置於氧化矽層12整個厚度 上’部分安置於與氧化矽層12鄰接之矽層13之一部分中， 且部分安置於與氧化矽層12鄰接之矽基板11之一部分中。 如圖2E中所示，損傷層15在氧化矽層12之厚度方向上安 置於氧化矽層12内。 141167.doc • 14· 201021097 如圖2F中所示，損傷層15在氧化矽層12之厚度方向上安 置於氧化矽層12内且延伸至氧化矽層12與矽層13之間的界 面。 如圖2G中所示，損傷層15在氧化矽層12之厚度方向上安 置於氧化矽層12内且延伸至氧化矽層12與矽基板11之間的 界面。 如圖2H中所示，就氧化矽層12之厚度方向而言，與矽層 13鄰接之損傷層15之一末端安置於氧化矽層12内，且另一 末端延伸至矽基板11。 如圖21中所示，就氧化矽層12之厚度方向而言，與矽基 板11鄰接之損傷層15之一末端安置於氧化矽層12内，且另 一末端延伸至矽層13。 損傷層15藉由離子植入形成且因此顯示呈急劇升降概況 之濃度分布。然而，濃度在上側（矽層13側）及下側（矽基板 11侧）逐漸降低。因此’在任何結構中，構成損傷層15之 雜質原子在厚度方向上分布於形成損傷層15之氧化矽層12 中。 上述損傷層15用作具有使石夕層13中之金屬污染物可比其 穿過氧化矽層12更快地穿過損傷層15之雜質濃度的部分 (主要部分）。 舉例而言’在使用碳（C)之情況下，損傷層15為碳以1χ 1〇13 cm·2至 ixi〇16 cm·2且較佳 1χ1〇ΐ4 請-2至5><1〇15 cm-2之 劑量植入的區域。 小於1X1013 cm·2之碳劑量導致金屬污染物難以通過損傷 141167.doc -15· 201021097 層15。超過lxl〇16cm_2之碳劑量導致氧化矽層12易碎。 損傷層15與氧化矽層12之間的位置關係根據目標來選擇 且可由離子植入期間能階或劑量來調整。 如上所述，可使用相對於氧化矽層12之各種損傷層15結 構。在此等結構中’自引導矽層13中之金屬污染物至吸氣 層14的觀點看’損傷層15安置於氧化碎層丨2整個厚度上的 結構（圖2A至2D)為較佳。 在損傷層15在很大程度上延伸至矽層13之情況下，形成 於矽層13上之元件的性質可受到不利影響。因此，在此等 結構（例如圖2B、2D及21中所示之結構）中，損傷層丨5可形 成於未形成光電轉換單元之區域中。 在氧化妙層12用以黏結至支推·基板之情況下，曝露損傷 層15可減少與支撐基板之黏著。因此，損傷層15較佳不曝 露於與支撐基板鄰接之氧化矽層12表面。 損傷層I5藉由離子植入例如碳（C)、氧（〇)、i(Ar)、碎 (Si)、氦（He)、磷（P)、砷（As)、銻（Sb)或蝴（B)形成。因 此，損傷層15不僅可用作經配置以加速金屬污染物擴散之 層’而且可用作吸氣層。 在此情況下，矽基板中可不形成吸氣層。 絕緣體上矽基板結構之第二實例 將參考橫截面示意圖圖3描述根據第一實施例之絕緣體 上石夕基板結構的第二實例。 如圖3中所示，氧化碎層12(例如亦稱為「盒層」）安置 於碎基板11上。例如使用單晶矽基板作為矽基板丨丨。氧化 141167.doc -16- 201021097 石夕層12上覆有；6夕層13。舉例而言，藉由將氧化碎層H结 至單晶矽基板且減小單晶矽基板厚度來形成矽層13。 磊晶生長矽層（未圖示）可藉由磊晶生長在矽層13上形 成。在此情況下，獲得與圖丨中相同之結構。 吸氣層14形成於矽基板丨丨上。圖中，吸氣層14安置於與 氧化矽層12鄰接之表面相反的矽基板u之下表面上。吸氣 層14可形成於矽基板“中。或者吸氣層14可經形成穿過 整個矽基板11。 吸氣層14由植入選自碳（C)、氧（〇)、氬（Ar)、矽（si)、氦 (He)、磷（P)、砷（As)、銻（Sb)及硼（B)之一元素之區域形 成。舉例而言，藉由以例如5xl〇13 cm_2或5xl〇u cm-2以上 且較佳5x10丨4 cm·2或5x10丨4 em_2以上之碳劑量離子植入碳 至矽基板11中來形成吸氣層14。 由雜質摻雜區形成之損傷層15形成於氧化梦層12中。損 傷層15各自女置於氧化梦層12表面之至少一部分上且排列 在氧化矽層12整個厚度上。各損傷層丨5與氧化矽層丨2之間 的位置關係與圖2A至21中所述相同。 損傷層15由植入選自碳（C)、矽（Si)、鍺（Ge)、錫（Sn)、 氦（He)、氖（Ne)、氬（Ar)、氪（Kr)、氙（xe)、棚（B)、銘 (A1)、鎵（Ga)、銦（In)、氮（N)、磷（p)、砷、銻、 氮（Η)及氧（Ο)之一元素之&域形成。或者，損傷層15由植 入包括上述元素之一之化合物、包括該等元素之一之團簇 或該等元素之一之幾十至數千分子簇離子的區域形成《上 述元素之化合物實例包括CO、CH3、SiF及PHr團簇實例 141167.doc •17· 201021097 包括 H2、Αγ2、p4及p3。 吸氣層14可藉由離子植入構成吸氣層14之雜質至矽基板 11下侧或藉由自矽基板11下側氣相摻雜構成吸氣層14之雜 質來形成。或者’吸氣層14可藉由在矽基板11下側上形成 摻雜構成吸氣層14之雜質的多晶矽層來形成。 在絕緣體上矽基板1〇(1〇Β)中，安置於氧化矽層12中之 雜質換雜區之損傷層15的形成引起氧化矽層12中氧（〇)原 子與石夕（Si)原子之間的鍵斷裂。矽層13中之金屬經鍵斷裂 之知傷層15擴散至矽基板丨丨中且因此輕易地截獲於吸氣層 14中。 損傷層15安置於氧化矽層][2整個厚度上；因此，矽層13 中之金屬污染物輕易通過氧化矽層12。 石夕層13中之金屬污染物通過損傷層15有效截獲於吸氣層 14中。因此，可適宜地提供具有高吸氣能力之絕緣體上矽 基板10。 形成於氧化石夕層12中之損傷層15之一部分有時用作吸氣 槽。舉例而言，藉由植入磷（P)而形成之損傷層15在氧化 矽層12中具有類磷矽酸鹽玻璃（PSG)之結構。電離雜質藉 由偏振作用截獲。 氧化矽層12為非晶形。植入例如碳（c)、氧（〇)、氩 (Ar)、矽（Si)、氦（He)、磷（P)、砷（As)、銻（Sb)或棚（B)至 氧化矽層12中因植入破壞而增加懸空鍵數目，增加雜質之 截獲點數目。因此，植入區用作吸氣槽。 此外，延伸至矽基板11之損傷層15之一部分及延伸至石夕 141167.doc -18· 201021097 層13之損傷層15之一部分亦用作吸氣槽。舉例而言’植入 例如碳、氧（0)、氬（Ar) '矽（Si)、氦（He)、磷（P)、砷 (As)、銻（Sb)或硼（B)之元素（其用作構成損傷層15之摻雜 劑）至矽基板li及矽層13中之區域用作吸氣層。 在絕緣體上矽基板10(10A或1〇B)中，損傷層15較佳形成 於位於矽層13之非作用區（諸如形成影像感應器墊、形成 畫J線或形成部件分離部分之區域）下方的氧化矽層12之一
邠刀中。舉例而言，損傷層15形成於位於矽層I〕之部件作 用區（諸如形成影像感應器之光人射部分或形成電晶體之 區域）下方的氧化梦層12之一部分中。在此情況下，損傷 層卜之缺陷及截獲之金屬污染物可不利地影響部件作用區 中形成之元件的性質。 然而’在具有至少幾^至幾十^之大部件作用區之 ⑶或影㈣應nt ’即使損傷層15形成於位於環繞部件 =區之非作賴下方的氧切㈣中亦可能無法提供 夠吸乱作用。亦即，在部件作用區具有較大面積之情況 下，部件作用區中之雜質可能無法經損傷層15 吸氣層14中。 ％、狀王 絕緣體上矽基板結構之第三實例 將參考橫截面示意圖圖4描述根據第一實施例之絕緣體 上梦基板結構之第三實例，該絕緣體上石夕基板具有择強之 :損傷層擴散部件作用區中之雜質至吸氣層心的能 如圖4中所示 氧化矽層12(例如亦稱為「 盒層」）安置 141167.doc -19- 201021097 於石夕基板11上。例如使用單晶矽基板作為矽基板U。氧化 矽層12上覆有矽層13。舉例而言，藉由將氧化矽層12黏結 至單晶矽基板且減小單晶矽基板厚度，來形成矽層丨3。 吸氣層14形成於石夕基板η中。 吸氣層14由植入選自碳（C)、氧（〇)、氬（Ar)、矽（Si)、氦 (He)、鱗（P)、砷（As)、銻（Sb)及硼（B)之一元素之區域形 成。舉例而言，藉由以例如5xl〇13 cm_2或5xl〇i3 cm-2以上 且較佳5xl〇14 cm-2或5χ10丨4 cm-2以上之碳劑量離子植入碳 至矽基板11中來形成吸氣層14。 由雜質摻雜區形成之損傷層15經形成，在平面方向上穿 過整個氧化矽層12。損傷層15在厚度方向上完全或部分形 成於氧化矽層12中。亦即，損傷層15形成於氧化矽層12中 且不延伸至矽層13。舉例而言，以在矽層13側留下厚度為 1 μηι或小於1 μηι之氧化矽層12的方式形成損傷層15。損傷 層15可自氧化矽層12内部延伸至氧化矽層12與矽層13之間 的界面。下文將參考圖5 Α至5F描述結構詳情。 損傷層15由植入選自碳（C)、矽（Si)、鍺（Ge)、錫（Sn)、 氦（He)、氖（Ne)、氬（Ar)、氪（Kr)、氙（Xe)、硼⑻、結 (A1)、鎵（Ga)、銦（In)、氮（N)、磷（P)、砷（As)、銻（Ab)、 氫（Η)及氧（〇)之一元素之區域形成。或者，損傷層15由植 入上述元素之一之化合物、團簇或幾十至數千分子簇離子 的區域形成。上述元素之化合物實例包括C〇、ch3、SiF 及pH2。團簇實例包括h2、Ar2、P4及P3。 蟲晶生長矽層（第二矽層）16藉由磊晶生長在矽層（第一石夕 141167.doc •20· 201021097 層）13上形成。磊晶生長矽層16厚度為例如3 μm至8 μιη。3 μηι之蟲晶生長矽層16厚度滿足固態攝像元件（例如，影像 感應器）之光電轉換單元形成所需的最小厚度。8 pm之蟲 b曰生長矽層16厚度滿足固態攝像元件（例如，影像感應器） 之對較長波長（例如近紅外線或紅外線）敏感之光電轉換單 元形成所需的最小厚度。 絕緣體上矽基板l〇(l〇C)具有如上所述之結構。
在絕緣體上矽基板10C中，安置於氧化矽層12中之雜質 摻雜區之損傷層15的形成引起氧化矽層12中氧（〇)原子與 矽（si)原子之間的鍵斷裂。即使金屬存在於整個矽層13 中，金屬亦通過鍵斷裂之損傷層15擴散至矽基板u中且因 此輕易地截獲於吸氣層14中。 損傷層15經形成’在厚度方向上完全或實質上完全穿過 整個氧化石夕層12;因此’碎層13中之金屬(例如金屬污染 物）輕易通過氧化石夕層12。 在絕緣體上碎基板10(10c)中，存在於整個碎層 金屬污染物經損傷層15有效截獲於吸氣層14中。因此，可 適且地提供具有氣能力之絕緣體基板10。 層不延伸切層13。損傷層15較佳形成於氧化石夕 °同時，損傷層15可延伸至矽基板11。 破Γ::Γ延伸至”13;因此，13未由損傷層15 破壞目此’即使料感應^之光偵測器 LSI之電晶艚邱Α β计& 电日曰體邵件、 邛件及其類似物形成於碎 到光偵測器中之發光點乃“ 尽上亦未觀測 ”及電晶體部件中之暗電流。 141167.doc •21- 201021097 下文將詳細描述根據第三實例之損傷層丨5。 才貝傷層15經形成，在平面方向上穿過整個絕緣體上矽基 板10，且基本上形成於氧化矽層12及矽基板丨丨中。 將參考各自展示圖4中所示部分v之放大視圖的圖5八至 5F描述厚度方向上損傷層15與氧化矽層12之間的位置關 如圖5A中所示，損傷層15安置於氧化矽層12整個厚度 上。亦即，損傷層15位於氧化矽層12與矽基板丨丨之間的界 面至氧化矽層12與矽層13之間的界面。 如圖5B中所示，損傷層15安置於氧化矽層12整個厚度上 且4刀女置於與氧化梦層12鄰接之石夕基板11之一部分中。 如圖5C中所示，損傷層15在厚度方向上位於氧化矽層12 内且遠離氧化矽層12與矽基板11之間的界面定位。亦即， 未形成損傷層15之氧化矽層12之一部分與矽基板u鄰接定 位。 如圖5D中所示’損傷層15在厚度方向上位於氧化矽層12 内。亦即，未形成損傷層15之氧化矽層12之一部分與石夕基 板11鄰接及與矽層13鄰接定位。 如圖5E中所示’在厚度方向上與矽層13鄰接之損傷層15 末端位於氧化矽層12内，且損傷層15延伸至矽基板u β亦 即，未形成損傷層15之氧化矽層12之一部分與矽層13鄰接 定位。 如圖5F中所示，損傷層15在厚度方向上位於氧化矽層12 内且延伸至氧化矽層12與矽基板丨丨之間的界面。亦即，未 141167.doc -22- 201021097 形成損傷層之氧化石夕層12之一部分與石夕層i3鄰接定位。 如上料，損傷層15經排列以不延伸至石夕層⑴此使得 可能抑制損傷層缺陷及所截獲金屬雜質對待形成於石夕層 13中之部件作用區的干擾。 損傷層15藉由離子植人形成且因此顯示呈急劇升降概況 之濃度分布。然，漠度在上側（石夕層13側）及下側（石夕基板 ' U侧）上逐漸降低。因此，在任何結構中，構成損傷層15 之雜質原子在厚度方向上分布於形成損傷層I5之氧化矽層 • 12 中。 因此，在損傷層15形成於氧化矽層12中以延伸至氧化矽 層12與矽層13之間的界面附近之情況下，嚴格地，構成損 傷層15之雜質亦植入矽層13中。然而，雜質植入並未不利 地影響矽層13，因為植入之雜質含量低。 上述損傷層15用作具有使發層13中之金屬污染物可比其 穿過氧化矽層12更快地穿過損傷層15之雜質濃度的部分 (主要部分）。 舉例而言’在使用碳（C)之情況下，損傷層15為碳以i χ 1〇13 cm.2 至 lxl〇16 cm-2 且較佳 lxl〇14 cm-2 至 5xl〇15 cm-2 之 ' 劑量植入的區域。 ’ 小於lxio13 cm-2之碳劑量導致金屬污染物難以通過損傷 層15。超過lXl〇16 cm_2之碳劑量導致氧化矽層12易碎。 損傷層15與氧化矽層12之間的位置關係根據目標來選擇 且可由離子植入期間能階或劑量來調整。 在氧化矽層12用以黏結至支撐基板之情況下，曝露損傷 141167.doc -23- 201021097 層15可減少與支撐基板之黏著。因此，損傷層15較佳不曝 露於與支撐基板鄰接之氧化矽層12表面。 損傷層15藉由離子植入例如碳（C)、氧（〇)、氬（αγ)、石夕 (Si)、氦（He)、磷（Ρ)、砷（As)、銻（Sb)或硼（Β)形成。因 此’損傷層1 5不僅可用作經配置以加速金屬污染物擴散之 層’而且可用作吸氣層。 舉例而言’藉由植入磷（P)而形成之損傷層15在氧化石夕 層12中具有類磷矽玻璃（PSG)之結構。電離雜質藉由偏振 作用來截獲。 氧化石夕層12為非晶形。植入例如碳（c)、氧（〇)、氬 (Ar)、石夕（Si)、氦（He)、麟（P)、珅（As)、娣（Sb)或删（B)至 氧化矽層12中因植入破壞而增加懸空鍵數目，增加雜質之 截獲點數目。因此，植入區用作吸氣槽。 此外，延伸至矽基板11之損傷層15之一部分亦用作吸氣 槽。舉例而言，植入例如碳（C)、氧（Ο)、氬（Ar)、矽（Si)、 氦（He)、磷（P)、砷（As)、銻（Sb)或棚（B)之元素（其用作構 成損傷層15之摻雜劑）至矽基板11中之區域用作吸氣層。 在此情況下，矽基板中可不形成吸氣層。 根據參考圖4至5F描述之第三實例的絕緣體上矽基板1〇c 亦可適用於如圖6A中所示吸氣層14安置於矽基板11下側之 結構。吸氣層14可藉由離子植入構成吸氣層14之雜質至矽 基板11下側或藉由自矽基板11下側氣相摻雜構成吸氣層14 之雜質來形成。或者，吸氣層14可藉由在石夕基板11下側上 形成摻雜構成吸氣層14之雜質的多晶石夕層來形成。 141167.doc •24· 201021097 如圖6B中所示，絕緣體上矽基板l〇C亦可適用於吸氣層 14形成於整個矽基板u上之内在吸氣（；[G)結構。此外，絕 緣體上矽基板10C亦可適用於摻碳晶體、高度摻硼之晶體 及其類似物。 此外’絕緣體上矽基板10C亦可適用於磊晶生長矽層16 未形成於矽層13上的未圖示結構。 2.第二實施例 絕緣體上矽基板之製造方法之第一實例 根據本發明之第二實施例的絕緣體上石夕基板之製造方法 之第一實例將在下文參考展示說明該方法之步驟之橫截面 圖的圖來描述。 首先’藉由智切法製造具有吸氣層之絕緣體上矽基板之 方法將在下文參考展示說明該方法之步驟之橫截面圖的圖 來描述。 如圖7 A中所示’製備第一基板21。例如使用石夕基板作為 第一基板21。 如圖7B中所示’氧化矽層12藉由熱氧化而形成於第一基 板21表面上使得厚度為例如500 nm 〇 如圖7C中所示，分裂層17藉由離子植入而形成於第一基 板21中。舉例而言，分裂層17以使第一基板21之一部分可 在隨後步驟中分離的方式形成，該部分厚度為例如約〇1 μηι至約 1 μιη。 在上述離子植入中，植入氫離子產生待形成分裂表面之 易碎分裂層17。 141167.doc -25- 201021097 舉例而言，以在對應於約！ μιη投影範圍（Rp)之數百千電 子伏下植入氫的方式確定離子植入條件。 在離子植入中，可使用除氫以外之雜質。舉例而言，可 使用諸如氦（He)之惰性元素。 如圖7D中所示，將第一基板22黏結至與分裂層17鄰接之 氧化矽層12表面。 第二基板22如下形成。 如圖7E中所示，製備第二基板22。使用單晶矽基板作為 第二基板2 2。 ~ 如圖7F中所示，氧化物膜31藉由熱氧化而形成於第二基 板22之表面上使得厚度為例如20 nm至100 nm。 如圖7G中所示，吸氣層14藉由離子植入而形成於第二基 板22中。舉例而言，吸氣層14藉由離子植入選自碳（〇、 氧（〇)、氬（Ar)、矽（Si)、氦（He)、磷（p)、砷（As)、銻（sb) 及硼（B)之一元素而形成。 在此實例中，藉由以例如5xl〇i3 cm-2或5χ1〇ΐ3 cm·2以上 且理想5xl014 cm.2或5xl〇i4 cm.2以上之劑量離子植入碳至 第二基板22中來形成吸氣層14。舉例而言，在離子植入穿 過厚度為約20 nm之氧化物膜31的情況下，離子植入在15〇 keV之植入能量及1x1〇h cm-2之劑量下進行。 接著進行熱處理以修復破壞。舉例而言在丨，〇〇〇它下 熱處理10分鐘。 如圖7H中所示，移除形成於第二基板22表面上之氧化物 膜31(參見圖7G)。 141167.doc -26 - 201021097 藉此’完成第二基板22。 如圖中所述，將第二基板22黏結至氧化矽層12之表 面。 舉例而言，藉由在約下熱處理約2小時來進行黏 結。 如圖81中所示，第一基板21在分裂層17處分離。 因此’第二基板22用作矽基板11。由留在矽基板11上之 第一基板21之一部分形成的矽層13安置於氧化矽層12上。 ® 如圖8J中所示，對具有氧化矽層12之矽基板1丨上的矽層 13表面（分裂表面）進行平坦化處理。平坦化處理藉由例如 氫退火及抛光進行。拋光藉由例如化學機械拋光^^^)進 行。 此外’可進行蝕刻以移除矽層丨3表面上之天然氧化物 膜。在此情況下，亦移除形成於矽層13側表面上之氧化物 膜31(參見圖7G及其他圖）《此外，必要時進行斜面處理 (bevel treatment)。
W 藉此，完成絕緣體上矽基板10。 接著對絕緣體上矽基板10進行下文所述之步驟。 如圖9A中所示，製備絕緣體上矽基板10。在絕緣體上矽 基板10表面上形成氧化物膜33。 吸氣層14安置於絕緣體上矽基板1〇之矽基板11中。 如圖9B中所示，在抗蝕膜41形成於與矽層13鄰接之氧化 物膜33上後，藉由微影在待形成矽層13中之金屬污染物穿 過之損傷層的區域上形成開口 42。 141167.doc -27- 201021097 如圖9C中所示，使用抗蝕膜41作為離子植入之遮罩，自 與矽層13鄰接之絕緣體上矽基板10表面植入雜質，以在氧 化矽層12中形成雜質摻雜區之損傷層15。 在離子植入中，例如使用碳作為雜質（植入之元素在 石夕層13厚度為約〇.3 μιη及氧化矽層12厚度為約〇·3 μιη的情況 下’植入能量設定為200 keV，且劑量設定為ΐχ10丨4 cm-2。 根據矽層13、氧化矽層12及其類似物之厚度及圖2A至21中 所示之氧化矽層12與損傷層15之間的位置關係，確定離子 植入碳之條件。該等條件不侷限於以上條件。 除碳（C)外，可使用矽（Si)、鍺（Ge)、錫（Sn)、氦（He)、 氖（Ne)、氬（Ar)、氪（Kr)、氤（Xe)、删（B)、紹（A1)、鎵 (Ga)、銦（in)、氮（N)、磷（P)、砷（As)、銻（Ab)、氫或 氧（〇)作為藉由離子植入形成損傷層15所用之雜質。或 者’可使用包括上述元素之一之化合物、包括該等元素之 一之團簇或該等元素之一之幾十至數千分子簇離子。上述 元素之化合物實例包括CO、CH3、SiF及PH2。團簇實例包 括 H2、Ar2、P4及 P3。 如圖9D中所示，移除抗蝕膜41(參見圖9C)。氧化物膜 33(參見圖9A)之移除曝露絕緣體上矽基板1〇。該圖展示移 除抗蝕膜41及氧化物膜33之狀態。 如圖9E中所示’磊晶生長矽層16藉由磊晶生長而形成於 矽層13上。 在蟲晶生長中，厚度為例如約3 μπι之蠢晶生長石夕層16在 例如1，100。(：之基板溫度下形成。適當確定磊晶生長梦層 141167.doc • 28 - 201021097 16之厚度。 舉例而έ，為在磊晶生長碎層16中形成光電轉換單元， 猫日日生長石夕層16厚度較佳為3 μπι或3 μηι以上。石夕層13厚度 通常為1 μιη或小於1 μϊη。因此，磊晶生長矽層16之形成確 保足夠形成光電轉換單元之厚度。詳言之，為形成對較長 波長敏感之光電轉換單元，矽層厚度較佳為約6 μιη。因 此，厚度為約6 μηι至約8 μηι之磊晶生長矽層16的形成允許 形成對較長波長敏感之光電轉換單元。 "Τ用於碎蟲曰曰生長之梦源氣體的實例包括通常用於半導 體製程之四氣矽烷（SiC14)、三氣矽烷（SiHC13)、二氣矽烷 (SiHAl2)及單珍烷（SiH4)。舉例而言，使用三氣矽烷 (SiHC13)或二氣矽烷（SiH2Cl2)。 關於磊晶生長條件，可使用任何大氣壓CVD及低壓 CVD，且確定生長溫度以便在結晶性與生產力之間達成平 衡。 藉此’完成絕緣體上矽基板1 〇。 在製造方法之第一實例中，磊晶生長矽層16形成於矽層 13上。分裂層17可形成於較深位置，從而增加留在用作矽 基板11之第二基板22上，未形成磊晶生長矽層16的第一基 板21之一部分之矽層13厚度。在此情況下，為形成損傷層 15，增加離子植入投影範圍；因此，根據投影範圍確定 入能量。 在絕緣體上矽基板1〇之製造方法的第一實例中，安置於 氧化夕層12中之雜質掺雜區之損傷層15的形成引起氧化矽 141167.doc •29· 201021097 層12中氧（〇)原子與碎（Si)原子之間的鍵斷裂。碎層η中之 金屬污染物輕易通過損傷層15且因此擴散至矽基板u中。 擴散至矽基板11中之金屬污染物截獲於吸氣層14中。 矽層13中之金屬污染物通過損傷層15有效截獲於吸氣層 14中。因此，可適宜地提供具有高吸氣能力之絕緣體上石夕 基板10。 絕緣體上矽基板之製造方法之第二實例 根據第二實施例之絕緣體上石夕基板之製造方法的第二實 例將參考橫截面示意圖圖10A至11L來描述。 如圖10A中所示，製備第一基板21。例如使用矽基板作 為第一基板21。 如圖10B中所示，氧化矽層12藉由熱氧化而形成於第一 基板21之表面上使得厚度為例如5〇〇 nm。 如圖10C中所示，分裂層17藉由離子植入而形成於第— 基板21中。舉例而言，分裂層17以使第—基板21之—部分 可在隨後步驟中分離的方式形成’該部分之厚度例如約 〇· 1 μπι至約 1 μηι。 在上述離子植入中，植入氫離子產生待形成分裂表面之 易碎分裂層17。 舉例而言，以在對應於約i μηι投影範圍（Rp)之數百千電 子伏下植入氫的方式確定離子植入條件。 在離子植入中，可使用除氫以外之雜質。舉例而言可 使用諸如氣（He)之惰性元素。 如圖10D中所示，在安置於與分裂層17鄰接之第一基板 141167.doc •30· 201021097 21表面上之氧化矽層12上形成抗蝕膜43後，藉由微影在待 形成矽層13中之金屬污染物穿過之損傷層的區域上形成開 口 44。 使用抗蝕膜43作為離子植入遮罩，將雜質植入氧化矽層 12中’以形成雜質摻雜區之損傷層15。
在離子植入中’例如使用碳作為雜質（植入之元素）。 在此情況下，氧化矽層12之一表面用作隨後基板彼此黏 結步驟中之黏結表面；因此，損傷層15較佳形成於氧化矽 層12内使得其不自氧化矽層12突出。 除碳（c)外，可使用矽（si)、鍺（Ge)、錫（Sn)、氦（He)、 氖（Me)、氬（Ar)、氪（Kr)、氙（Xe)、蝴、銘（Μ)、鎵 (Ga)、銦（In)、氮（N)、磷（p)、砷（As)、銻（Ab)、氫（h)或 氧（〇)作為藉由離子植入形成損傷層15所用之雜質。或 者，可使用包括上述元素之一之化合物、包括該等元素之 一之團族或該等元素之一之幾十至數千分子簇離子。上述 元素之化合物實例包括C0、阳、灿及叫。團簇實例包 括H2、Ar2、卩4及卩3。 此處，將描述待黏結至氧化矽層12之第二基板22。 如圖10E中所不，製備第二基板22。例如使用單晶石夕基 板作為第二基板22。 如圖卿中所示，氧化物膜31藉由熱氧化或類似方法形 成於第二基板22之表面上使得厚度為例如2()咖至⑽ nm 〇 如圖10G中所示 吸氣層14藉由離子植入而形成於第二 141167.doc -31· 201021097 基板22中。舉例而言，吸氣層14藉由離子植入選自碳 (C)、氧（0)、氬（Ar)、矽（Si)、氦（He)、磷（Ρ)、砷（As) ' 銻 (Sb)及硼（B)之一元素而形成。 在此實例中，藉由以例如5Xl〇13 cm-2或5xl〇i3 cm-2以上 且理想5xl〇14 cm·2或5χ10丨4 em-2以上之劑量離子植入碳至 第二基板22中來形成吸氣層14〇舉例而言，在離子植入穿 過厚度為約20 nm之氧化物膜31的情況下，離子植入在15〇 keV之植入能量及ixi〇is cm·2之劑量下進行。 接著進行熱處理以修復破壞。舉例而言，在^⑼它下 ❹ 熱處理10分鐘。 如圖10H中所示’移除形成於第二基板22表面上之氧化 物膜31(參見圖i〇G)。 藉此，完成第二基板22。 移除抗蝕膜43(參見圖i〇d)。如圖iu中所示，倒置第一 基板21。將第二基板22黏結至與損傷層15鄰接之氧化矽層 12表面。在此情況下’黏結與吸氣層14鄰接之第二基板22 表面。 舉例而言’藉由在約下熱處理約2小時來進行黏 結。 如圖nj中所示，第一基板21在分裂層17處分離》 因此’第二基板22用作矽基板u。由留在矽基板丨丨上之 第一基板21之一部分形成的矽層13安置於氧化矽層12上。 如圖11K中所示，對具有氧化矽層12之矽基板11上的矽 層13表面（分裂表面）進行平坦化處理。平坦化處理藉由例 141I67.doc -32- 201021097 如氫退火及拋光進行。拋光藉由例如化學機械拋光（CMP) 進行。 此外，可進行蝕刻以移除矽層13表面上之天然氧化物 膜。在此情況下，亦移除形成於矽層13側表面上之氧化發 層12(參見圖11J及其他圖）。此外’必要時進行斜面處理。 藉此，完成絕緣體上碎基板1 〇。 如圖11L中所示，磊晶生長矽層16可藉由磊晶生長而形 成於矽層13上。 在蟲晶生長中’厚度為例如3 μιη之磊晶生長矽層丨6在例 如ι，ι〇〇c之基板溫度下形成。適當確定磊晶生長梦層16 之厚度。 舉例而言，為在磊晶生長矽層16中形成光電轉換單元， 磊晶生長矽層16厚度較佳為3 4111或3 μπι以上。矽層13厚度 為1 μηι或小於1 μπι。因此，磊晶生長矽層“之形成確保足 夠形成光電轉換單元之厚度。詳言之，為形成對較長波長 敏感之光電轉換單元，矽層厚度較佳為約6 μ〇ι。因此，厚 度為約6 μηι至約8 μΓη之磊晶生長矽層16的形成允許形成對 較長波長敏感之光電轉換單元。 可用於矽磊晶生長之矽源氣體的實例包括通常用於半導 體製程之四氯矽烷（sic〗4)、三氣矽烷（SiHcl3)、二氯矽烷 (SiHAh)及單矽烷⑻私）。舉例而言，使用三氣矽= (SiHCl3)或二氣矽烷（SiH2Cl2)。 關於磊晶生長條件，可使用任何大氣壓CVD及低壓， 且確定生長溫度以便在結晶性與生產力之間達成平衡。 141I67.doc -33- 201021097 藉此，完成絕緣體上矽基板10。 在以上製造方法中’分裂層17可形成於較深位置，從而 增加留在用作矽基板11之第二基板22上，未形成磊晶生長 矽層16的第一基板21之一部分之矽層13厚度。 在絕緣體上矽基板10之製造方法的第二實例中，安置於 氧化矽層12中之雜質摻雜區之損傷層15的形成引起氧化石夕 層12中氧（〇)原子與矽（Si)原子之間的鍵斷裂。矽層13中之 金屬污染物輕易通過損傷層15且因此擴散至矽基板u中。 擴散至石夕基板11中之金屬污染物截獲於吸氣層14中。 矽層13中之金屬污染物通過損傷層15有效截獲於吸氣層 14中。因此，可適宜地提供具有高吸氣能力之絕緣體上秒 基板10。 絕緣體上矽基板之製造方法之第三實例 根據第二實施例之絕緣體上石夕基板之製造方法的第三實 例將參考橫截面示意圖之圖12A至13L描述。 如圖12 A中所示’製備第一基板21。例如使用單晶碎基 板作為第一基板21。 如圖12B中所示’第一氧化矽層34藉由熱氧化而形成於 第一基板21之表面上使得厚度為例如500 nm。 如圖12C中所示，分裂層17藉由離子植入而形成於第一 基板21中。舉例而言，分裂層π以使第一基板21之一部分 可在隨後步驟中分離的方式形成，該部分厚度為例如約 0.1 μπι 至約 1 μιη。 在上述離子植入中，植入氫離子產生待形成分裂表面之 141167.doc -34· 201021097 易碎分裂層17。 舉例而言，以在對絲約i μηι投影範圍（Rp)之數百千電 子伏下植入風的方式破定離子植入條件。 在離子植入中，可使用除氫以外之雜質。舉例而言，可 使用諸如氦（He)之惰性元素。 如圖㈤中所示，將第二基板22黏結至與分裂層以鄰接 之第一氧化矽層34表面。 第一'基板22如下形成。 • 如圖12E中所示，製備第二基板22。使用單晶♦基板作 為第二基板22。 如圖12F中所示，第二氧化矽層35藉由熱氧化而形成於 第二基板22之表面上使得厚度為例如1〇〇 nm。 如圖12G中所示，吸氣層14藉由離子植入而形成於第二 基板22中。舉例而言，吸氣層14藉由離子植入選自碳 (C)、氧（〇)、氬（A〇、矽（Si)、氦（He)、磷（p)、砷（As)、銻 (Sb)及硼（B)之一元素而形成。 在此實例中，藉由以例如5xl〇13 cm-2或5xl〇13 cm-2以上 且理想5xl〇14 cm·2或5xl0i4 cm-2以上之劑量離子植入碳至 第一基板22中來形成吸氣層14。舉例而言，在離子植入穿 . 過厚度為約10〇 nm之第二氧化矽層35的情況下，離子植入 在150 keV之植入能量及ixl〇i5 cm-2之劑量下進行。 接著進行熱處理以修復破壞。舉例而言，在1，〇〇〇〇c下 熱處理10分鐘。 如圖12H中所示，在排列在第二基板22表面上之第二氧 141167.doc 35· 201021097 化矽層35上形成抗蝕膜45後，藉由微影在待形成第二氧化 矽層35中之金屬污染物穿過之損傷層的區域上形成開口 46 ° 使用抗餘膜45作為離子植入遮罩’將雜質植入第二氧化 矽層35中，以形成雜質摻雜區之損傷層15。 在離子植入中，例如使用碳作為雜質（植入之元素 在此情況下，第二氧化矽層35之一表面用作隨後基板彼 此黏結步驟中之黏結表面；因此，損傷層15較佳形成於第 二氧化矽層35内使得不曝露於外部。 除碳（C)外，可使用石夕（Si)、錄（Ge)、錫（Sn)、氦（He)、 氖（Ne)、氬（Ar)、氪（Kr)、氙（Xe)、硼（B)、鋁（A1)、鎵 (Ga)、銦（In)、氮（N)、填（P)、砷（As)、銻（Ab)、氫（H)或 氧（〇)作為藉由離子植入形成損傷層15所用之雜質。或 者，可使用包括上述元素之一之化合物、包括該等元素之 一之團簇或該等元素之一之幾十至數千分子簇離子。上述 元素之化合物實例包括CO、CH3、SiF及PH2。團簇實例包 括 H2、Ar2、P4及。 如圖121中所示，移除抗钱族45 (參見圖12H)。該圖展示 移除抗蝕膜45之狀態。 藉此，完成第二基板22。 如圖12D中所述，與分裂層17鄰接之第一氧化矽層34表 面黏結至包括第二基板22之損傷層15之第二氧化矽層35表 面。 舉例而言，在約1，1 〇〇°c下熱處理約2小時來進行黏結。 141167.doc -36- 201021097 如圖13J中所示，第一基板21在分裂層17處分離。 因此，第二基板22用作矽基板11。由留在矽基板11上之 第一基板21之一部分形成的矽層13安置於氧化矽層12上。 氧化矽層12包括第—氧化矽層34及與之黏結之第二氧化矽 層35 〇 如圖13K中所示，對具有氧化矽層12之矽基板11上的矽 層13表面（分裂表面）進行平坦化處理。平坦化處理藉由例 如氫退火及拋光進行。拋光藉由例如化學機械拋光（CMp) 進行。 此外’可進行蝕刻以移除矽層13表面上之天然氧化物 膜《在此情況下，亦移除形成於矽層13側表面及第二基板 22表面上之氧化矽層12(參見圖13;及其他圖此外，必要 時進行斜面處理。 如圖13L中所示，磊晶生長矽層16可藉由磊晶生長而形 成於矽層13上。 在蟲晶生長中’厚度為例如3 之磊晶生長矽層丨6在例 如i，iocrc之基板溫度下形成。適當確定磊晶生長矽層16 之厚度。 舉例而言’為在磊晶生長矽層16中形成光電轉換單元， 蟲晶生長矽層16厚度較佳為3 μιη或3 μιη以上。矽層13厚度 為1 μιη或小於1 μιη。因此，磊晶生長矽層16之形成確保足 夠形成光電轉換單元之厚度。詳言之，為形成對較長波長 敏感之光電轉換單元，矽層厚度較佳為約6 μιη。因此，厚 度為約6 μιη至約8 μιη之磊晶生長矽層16的形成允許形成對 141l67.doc -37- 201021097 較長波長敏感之光電轉換單元。 可用於碎蠢阳生長之;^源氣體的實例包括通常用於半導 體製程之四氣石夕烧（Sicl4)、三氣石夕貌（SiHcl3)、三氣石夕烷 (SiHzCh)及單矽烷（s^4)。舉例而言，使用三氯矽烷 (SiHCl3)或二氣矽烷（SiH2C1^。 關於磊晶生長條件，可使用任何大氣壓CVD及低壓 CVD，且確疋生長溫度以便在結晶性與生產力之間達成平 衡。 藉此，完成絕緣體上;e夕基板1 〇。 在絕緣體上矽基板10之製造方法之第三實例中，如圖 14A中所示，在分裂層17形成於第一基板21中後，移除形 成於第一基板21表面上之第一氧化矽層34，以曝露第一基 板21，如圖14B中所示。 如圖14C中所示，與分裂層17鄰接之第一基板21表面黏 結至包括第二基板22之損傷層15之第二氧化矽層35表面。 在下文中，第二氧化矽層35稱為氧化矽層12。 舉例而S ’在約1，100°C下熱處理約2小時來進行黏結。 接著進行與上文所述相同之步驟，以產生如圖14D中所 示之絕緣體上矽基板1 〇。 在以上製造方法中，分裂層17可形成於較深位置，從而 增加留在用作矽基板n之第二基板22上，未形成磊晶生長 秒層16的第一基板21之一部分之矽層13厚度。 在絕緣體上矽基板10之製造方法之第三實例中，安置於 氧化矽層12中之雜質摻雜區之損傷層15的形成引起氧化矽 141J67.doc • 38- 201021097 層12中氧（〇)原子與石夕（Si)原子之間的鍵斷裂。碎層13中之 金屬污染物輕易通過損傷層15且因此擴散至矽基板u中。 擴散至矽基板11中之金屬污染物截獲於吸氣層14中。 矽層13中之金屬污染物通過損傷層15有效截獲於吸氣層 14中。因此，可適宜地提供具有高吸氣能力之絕緣體上矽 基板10。 絕緣體上矽基板之製造方法之第四實例 根據第二實施例之絕緣體上石夕基板之製造方法的第四實 例將參考橫截面示意圖圖15A至15F來描述。 如圖15A中所示’吸氣層14形成於石夕基板23中。吸氣層 14藉由離子植入選自碳（C)、氧（〇)、氬（Ar)、矽（Si)、氦 (He)、磷（P)、砷（As)、銻（Sb)及硼（B)之一元素而形成。 在此實例中，藉由以例如5xl013 cm-2或5xl013 cm·2以上 且理想5xl〇14 cm·2或5x10m cm·2以上之劑量離子植入碳至 第一基板22中來形成吸氣層14。 接著進行熱處理以修復破壞。舉例而言，在1，000°c下 熱處理10分鐘。 由碎組成之第一磊晶生長矽層1 8藉由磊晶生長而形成於 矽基板23上。 在蟲晶生長中，厚度為例如約2 μιη之磊晶生長矽層在例 如M〇〇t：之基板溫度下形成。適當確定第一磊晶生長碎 層18之厚度。 可用於石夕蠢晶生長之石夕源氣體的實例包括常用於半導體 製程之四氣矽烷（Sicl4)、三氣矽烷（SiHC13)、二氣梦烧 141167.doc -39- 201021097 (SiH/h)及單矽烷（SiH4)。舉例而言，使用三氣矽烷 (SiHCl3)或二氣矽烷（siH2Cl2)。 如圖15B中所示，氧化物膜36形成於矽基板23及第一磊 晶生長矽層18之表面上。 接著離子植入氧以在第一磊晶生長矽層18中形成氧化矽 層19。亦即，在以約lxl0” cm-2之劑量離子植入氧離子 後，在1，200°C或高於uoot下進行高溫熱處理以形成 SIMOX結構。 如圖15C中所示，在安置於第一磊晶生長矽層18上之氧 化物膜36上形成抗蝕膜47。接著藉由微影在待形成氧化矽 層19中之金屬污染物穿過之損傷層的區域上形成開口銘。 如圖15D中所示’使用抗蝕膜47作為離子植入遮罩，將 雜質植入氧化矽層19中’以形成雜質摻雜區之損傷層15。 除碳（c)外，可使用矽（si)、鍺（Ge)、錫（Sn)、氦（He)、 氖（Ne)、氬（Ar)、氪（Kr)、氙（xe)、蝴（B)、鋁（A1)、鎵 (Ga)、銦（In)、氮（N)、磷（P)、砷（As)、銻（Ab)、氫（H)或 氧（〇)作為藉由離子植入形成損傷層15所用之雜質。或 者’可使用包括上述元素之一之化合物、包括該等元素之 一之團簇或該等元素之一之幾十至數千分子簇離子。上述 元素之化合物實例包括CO、CH3、SiF及PH2。團簇實例包 括H2、Ar2、卩4及卩3。 如圖15E中所示，移除曝露之氧化物膜36(參見圖15B)以 曝露第一磊晶生長矽層18、矽基板23及其類似物。 如圖15F中所示’磊晶生長矽層20藉由磊晶生長而形成 14ll67.doc -40- 201021097 於第一蟲晶生長碎層18上。 在蠢晶生長中’厚度為例如3 μηι之磊晶生長矽層在例如 1，100°C之基板溫度下形成。適當確定磊晶生長矽層之厚 度。 舉例而言，為形成第一磊晶生長矽層18及磊晶生長矽層 20中之光電轉換單元，第一磊晶生長矽層丨8與磊晶生長矽 層20之總厚度較佳為3 μιη或3 μπι以上。詳言之，為形成對 較長波長敏感之光電轉換單元，第一磊晶生長矽層18與磊 晶生長矽層20之總厚度較佳為約6 μιη。因此，第一遙晶生 長矽層18及磊晶生長矽層20以使總厚度在約6 μιη至約8 μηι 之範圍内的方式形成。此允許形成對較長波長敏感之光電 轉換單元。 可用於矽磊晶生長之矽源氣體的實例包括常用於半導體 製程之四氣矽烷（SiCU)、三氣矽烷（SiHcl3)、二氣矽烷 (SiHAh)及單矽烷（SiH4)e舉例而言，使用三氣矽烷 (SiHCl3)或二氣矽烷（siH2Cl2)。 在上述製造方法中，第一磊晶生長矽層18在吸氣層14形 成之後形成。形成第一磊晶生長矽層18以使吸氣層14定位 比氧化矽層19(植入氧之區域）深。在可藉由碳離子或氧離 子之植入深度進行調整的情況下，不一定形成第一磊晶生 長矽層18。然而，形成第一磊晶生長矽層18常為較佳，此 係因為其改良深度可撓性且減少由單晶矽組成之矽基板23 之CZ晶體中含有的生長缺陷（as-growndefect)數目。 在絕緣體上矽基板10之製造方法之第四實例中，安置於 141167.doc -41- 201021097 氧化矽層19中之雜質摻雜區之損傷層15的形成引起氧化矽 層19中氧（〇)原子與矽（Si)原子之間的鍵斷裂。第一磊晶生 長碎層18及蟲晶生長矽層2〇中之金屬污染物輕易通過損傷 層15且因此擴散至矽基板23中。擴散至矽基板23中之金屬 污染物截獲於吸氣層14中。 第一遙晶生長矽層18及磊晶生長矽層2〇中之金屬污染物 通過損傷層15有效截獲於吸氣層14中。因此，可適宜地提 供具有高吸氣能力之絕緣體上矽基板1〇。 絕緣體上矽基板之製造方法之第五實例 根據第二實施例之絕緣體上矽基板之製造方法的第五實
例將參考展示說明該方法之步驟之橫截面圖圖丨6 A至丨6D 來描述。 首先’經由圖7A至8J中所述步驟形成絕緣體上矽基板 10 〇 接者對所得絕緣體上石夕基板1 〇進行以下步驟。 如圖16A中所示’製備包括矽基板^中之吸氣層14及安 置於具有氧化矽層12之矽基板11上之矽層13的絕緣體上矽 基板10。氧化物膜33形成於絕緣體上矽基板10表面上。 如圖16B中所示，自與矽層13鄰接之表面整體植入雜 質’以在氧化矽層12中形成雜質摻雜區之損傷層丨5。損傷 層15在平面方向上排列穿過整個氧化秒層12且在厚度方向 上元全或部分安置於氧化石夕層12中《亦即，損傷層Μ安置 於氧化矽層12内且不延伸至矽層13。舉例而言，損傷層15 以在碎層13側留下厚度為1 μπι或小於i μιη之氧化碎層丨2的 141167.doc • 42· 201021097 方式形成。損傷層15可自氧化矽層12内部延伸至氧化矽層 12與碎層13之間的界面。上文已參考圖5 A至5F描述詳情。 在離子植入中’例如使用破作為雜質（植入之元素）。在 矽層13厚度為約〇·3 μΓη及氧化矽層12厚度為約〇3 的情況 下’植入能量設定為200 keV，且劑量設定為1χ1〇14 cm-2。 根據矽層13、氧化矽層12及其類似物之厚度及圖5入至51?中 所不之氧化矽層12與損傷層15之間的位置關係，確定離子 植入碳之條件。該等條件不侷限於以上條件。 除碳（c)外，可使用矽（Si)、鍺（Ge)、錫（Sn)、氦（He)、 氖（Ne)、氬（Ar)、氪（Kr)、氙（Xe)、删（B)、鋁（Al)、鎵 (Ga)、銦（In)、氮（N)、磷（p)、坤（As)、銻⑽）、氫⑻或 氧（〇)作為藉由離子植入形成損傷層15所用之雜質。或 者，可使用包括上述元素之一之化合物、包括該等元素之 之團簇或該等元素之一之幾十至數千分子簇離子。上述 元素之化合物實例包括co、CH3、SiF及PH2。團簇實例包 括H2、Ar2、卩4及卩3。 如圖16C中所示，移除氧化物膜33(參見圖16A)以曝露絕 緣體上矽基板10。該圖展示移除氧化物膜33之狀態。 如圖16D中所示，磊晶生長矽層16藉由晶磊生長而形成 於矽層13上。 在磊晶生長中，厚度為例如約3 μπΐ2磊晶生長矽層16在 例如ι，ι〇〇 c之基板溫度下形成。適當確定磊晶生長矽層 16之厚度。 舉例而言，為在磊晶生長矽層16中形成光電轉換單元， 141167.doc -43- 201021097 磊晶生長矽層16厚度較佳為3 μπι或3 μιη以上。矽層13厚产 通常為1 μπι或小於1 μιη。因此，磊晶生長矽層16之形成確 保足夠形成光電轉換單元之厚度。詳言之，為形成對較長 波長敏感之光電轉換單元，矽層厚度較佳為約6 μιη 此，厚度為約6 μπι至約8 μπι之磊晶生長矽層16的形成允許 形成對較長波長敏感之光電轉換單元。 可用於矽磊晶生長之矽源氣體的實例包括常用於半導體 製程之四氣矽烷（sicu)、三氣矽烷（SiHC13)、二氣矽烷 (SiHAl2)及單矽烷（siH4)。舉例而言，使用三氣石夕烧 (SiHCl3)或二氣矽烷（siH2Cl2)。 關於磊晶生長條件，可使用任何大氣壓Cvd及低壓 CVD，且確定生長溫度以便在結晶性與生產力之間達成平 衡。 藉此’完成絕緣體上妙基板1 〇( 10C)。 在製造方法之第五實例中，磊晶生長矽層16形成於矽層 13上。可形成厚度增加之矽層13而不形成磊晶生長矽層 16。在此情況下，為形成損傷層1 5，增加離子植入投影範 圍；因此，根據投影範圍確定植入能量。 在絕緣體上矽基板1 〇之製造方法之第五實例中，安置於 氧化石夕層12中之雜質摻雜區之損傷層15的形成引起氧化矽 層12中氧（〇)原子與矽（Si)原子之間的鍵斷裂。全部存在於 碎層13中之金屬污染物輕易通過整體排列之損傷層15。因 此’金屬污染物更易擴散至矽基板^中。擴散於矽基板^ 中之金屬污染物截獲於吸氣層14中。 141167.doc •44- 201021097 全部存在於矽層13中之金屬污染物通過損傷層15更有效 地截獲於吸氣層14中。因此，可適宜地提供具有高吸氣能 力之絕緣體上矽基板1〇。 絕緣體上砂基板之製造方法之第六實例 根據第二實施例之絕緣體上矽基板之製造方法的第六實 例將參考橫截面示意圖圖丨7A至丨8L描述。 如圖17A中所示，製備第一基板21。例如使用矽基板作 為第一基板21 » 如圖17中所示’氧化矽層12藉由熱氧化而形成於第一基 板21之表面上使得厚度為例如500 nm。 如圖17C中所示’分裂層17藉由離子植入而形成於第一 基板21中。舉例而言，分裂層17以使第一基板21之一部分 可在隨後步驟中分離的方式形成，該部分厚度為例如約 0.1 μιη至約 1 μη!。 在上述離子植入中，植入氫離子產生待形成分裂表面之 易碎分裂層1 7。 舉例而言，以在對應於約i μπι投影範圍（Rp)之數百千電 子伏下植入氫的方式確定離子植入條件。 在離子植入中，可使用除氫以外之雜質。舉例而言，可 使用諸如氦（He)之惰性元素。 如圖17D中所示’將雜質植入整個氧化矽層12表面中， 以形成雜質摻雜區之損傷層15。損傷層15在平面方向上排 列穿過整個氧化矽層12且在厚度方向上完全或部分安置於 氧化矽層12中。亦即，損傷層15安置於氧化矽層12内。在 141167.doc -45· 201021097 此情況下，氧化矽層12之一表面用作隨後基板彼此黏結步 驟中之黏結表面；因此，損傷層15較佳安置於氧化矽層12 内使得不曝露於外部。損傷層15較佳以在氧化矽層12之表 面側留下厚度為例如1 μηι或小於i μηι之氧化矽層12的方式 形成。上文已參考圖5D至5F描述詳情。 根據氧化矽層12之厚度及圖5D至5F中所示之氧化石夕層 12與損傷層15之間的位置關係，確定離子植入條件。 可使用碳（C)、矽（Si)、鍺（Ge)、錫（Sn)、氦（He)、氖 (Ne)、氬（Ar)、氪（Kr)、氙（Xe)、硼（B)、铭（A1)、鎵（Ga)、 銦（In)、氮（N)、磷（P)、砷（As)、銻（Ab)、氫（H)或氧（〇)作 為藉由離子植入形成損傷層15所用之雜質。或者，可使用 包括上述元素之一之化合物、包括該等元素之一之團簇或 該等元素之一之幾十至數千分子簇離子。上述元素之化合 物實例包括CO、Cl!3、SiF及PH2。團簇實例包括h2、 Ar2、P4及 P3。 此處’將描述待黏結至氧化矽層12之第二基板22。 如圖〗7E中所示，製備第二基板22。例如使用單晶矽基 板作為第二基板22。 如圖17F中所示’氧化物膜31藉由熱氧化或其類似方法 而形成於第二基板22之表面上使得厚度為例如20 nm至;100 nm 0 如圖17G中所示’吸氣層14藉由離子植入而形成於第二 基板22令。舉例而言，吸氣層14藉由離子植入選自碳 (c)、氧（〇)、氬（Ar)、矽（Si)、氦（He)、磷（p)、砷（As)、銻 141167.doc • 46- 201021097 (Sb)及硼（B)之一元素而形成。 在此實例中’藉由以例如5x1 〇13 cnT2或5x1013 cm-2以上 且理想5xl014 cm·2或5χ1〇“ cm·2以上之劑量離子植入碳至 第二基板22中來形成吸氣層14。舉例而言，在離子植入穿 過厚度為約20 nm之氧化物膜31的情況下，離子植入在15〇 keV之植入能量及lxl〇15 cm·2之劑量下進行。 •接著進行熱處理以修復破壞。舉例而言，在1〇〇(rc下 熱處理10分鐘。 ® 如圖17H中所示’移除形成於第二基板22表面上之氧化 物膜31(參見圖17G)。 該圖展示移除氧化物膜3 1之狀態。 藉此，完成第二基板22。 如圖181中所示’倒置第一基板21，將第二基板22黏結 至與彳貝傷層1 5鄰接之氧化梦層12表面。在此情況下，黏結 與吸氣層14鄰接之第二基板22表面。 舉例而言’在約1，1 〇〇 °C下熱處理約2小時來進行黏結。
W 如圖18J中所示，第一基板21在分裂層17處分離。 因此，第二基板22用作矽基板11。由留在矽基板u上之 第一基板21之一部分形成的矽層π安置於氧化矽層12上。 如圖18K中所示’對具有氧化矽層12(包括損傷層之 石夕基板11上的梦層13表面（分裂表面）進行平坦化處理。平 坦化處理藉由例如虱退火及抛光進行。抛光藉由例如化學 機械拋光（CMP)進行。 此外，可進行蝕刻以移除矽層13表面上之天然氧化物 141167.doc -47- 201021097 膜。在此情況下，亦移除形成於矽層13側表面上之氧化矽 層12(參見圖18J及其他圖）。此外，必要時進行斜面處理。 如圖18L中所示’蟲晶生長♦層16可藉由蠢晶生長而形 成於碎層13上。 在磊晶生長中，厚度為例如3 μπι之磊晶生長矽層16在例 如1，100C之基板溫度下形成。適當確定磊晶生長矽層 之厚度。 舉例而a，為在蟲晶生長石夕層16中形成光電轉換單元， 磊晶生長矽層16厚度較佳為3 |1111或3 μηι以上。矽層13厚度 通常為1 μιη或小於1 μπι。因此，磊晶生長矽層16之形成確 保足夠形成光電轉換單元之厚度。詳言之，為形成對較長 波長敏感之光電轉換單元，矽層厚度較佳為約6 。因 此，厚度為約6 μιη至約8 μιη之磊晶生長矽層16的形成允許 形成對較長波長敏感之光電轉換單元。 可用於矽磊晶生長之矽源氣體的實例包括常用於半導體 製程之四氣矽烷（SiCU)、三氣矽烷（SiHC13)、二氣石夕烧 (SiHAh)及單矽烷（SiH4)。舉例而言，使用三氣石夕院 (SiHCl3)或二氣矽烷（SiH2Cl2)。 關於蠢晶生長條件，可使用任何大氣壓Cvd及低壓 CVD，且確定生長溫度以便在結晶性與生產力之間達成平 衡。 藉此，完成絕緣體上矽基板10(10C)。 在以上製造方法中’分裂層17可形成於較深位置，從而 增加留在用作碎基板11之第二基板22上未形成磊晶生長石夕 141167.doc -48· 201021097 層16的第一基板21之一部分之矽層13厚度。 在絕緣體上石夕基板1〇之製造方法之第六實例中，安置於 氧化矽層12中之雜質摻雜區之損傷層丨5的形成引起氧化矽 層12中氧（〇)原子與矽（Si)原子之間的鍵斷裂。全部存在於 石夕層13中之金屬污染物輕易通過損傷層15且因此擴散至石夕 基板11中。擴散於矽基板11之金屬污染物截獲於吸氣層14 中。 全部存在於矽層13中之金屬污染物通過損傷層15有效地 收集於吸氣層14中。因此，可適宜地提供具有高吸氣能力 之絕緣體上矽基板1 〇。 絕緣體上石夕基板之製造方法之第七實例 將參考橫截面示意圖圖19A至20K描述根據第二實施例 之絕緣體上石夕基板之製造方法的一實例。 如圖19A中所示，製備第一基板21。例如使用單晶矽基 板作為第一基板21。 如圖19B中所示，第一氧化矽層34藉由熱氧化而形成於 第一基板21之表面上使得厚度為例如5〇〇 nm。 如圖19C中所示，分裂層17藉由離子植入而形成於第一 基板21中。舉例而言，分裂層17以使第一基板21之一部分 可在隨後步驟中分離的方式形成，該部分厚度為例如約 0.1 μιη至約 1 μπι。 在上述離子植入中，植入氫離子產生待形成分裂表面之 易碎分裂層17。 舉例而言，以在對應於約i μιη投影範圍（Rp)之數百千電 141167.doc -49- 201021097 子伏下植入氫的方式確定離子植入條件。 在離子植入中，可使用除氫以外之雜質。舉例而言，可 使用諸如氦（He)之惰性元素。 如圖19D中所不，將第二基板22黏結至與分裂層丨了鄰接 之第一氧化矽層34表面。 第二基板22如下形成。 如圖19E中所示，製備第二基板22。使用單晶矽基板作 為第二基板22。 如圖19F中所示，第二氧化矽層35藉由熱氧化而形成於 第二基板22之表面上使得厚度為例如1〇〇 nm。 如圖19G中所示，吸氣層14藉由離子植入而形成於第二 基板22中。舉例而言，吸氣層14藉由離子植入選自碳 (c)、氧（〇)、氬（Ar)、矽（Si)、氦（He)、磷（p)、砷（As)、銻 (Sb)及硼（B)之一元素而形成。 在此實例中，藉由以例如5xl〇u cm-2或5χ1〇ΐ3 cm-2以上 且理想5xl〇14 cm_2或5xl0" cm-2以上之劑量離子植入碳至 第二基板22中來形成吸氣層14。舉例而言，在離子植入穿 過厚度為約100 nm之第二氧化矽層35的情況下，離子植入 在150 keV之植入能量及lxl0i5 cm-2之劑量下進行。 接著進行熱處理以修復破壞。舉例而言’在^001下 熱處理10分鐘。 如圖19H中所示，將雜質植入整個第二氧化矽層35表面 中，以形成雜質摻雜區之損傷層15。損傷層15在平面方向 上排列穿過整個第二氧化矽層35且在厚度方向上完全或部 141167.doc •50- 201021097 分安置於第二氧化矽層35中。亦即，損傷層15安置於第二 氧化矽層35内。在此情況下，第二氧化矽層35之一表面用 作隨後基板彼此黏結步驟中之黏結表面；因此，損傷層i 5 較佳安置於第二氧化矽層35内以便不曝露於外部。損傷層 15較佳以在第二氧化矽層35之表面侧留下厚度為例如1 或小於1 μηι之第二氧化矽層35的方式形成。上文已參考圖 5D至5F描述詳情。 根據氧化矽層12之厚度及圖5D至SF中所示之氧化矽層 @ 12與損傷層15之間的位置關係，確定離子植入條件。 在離子植入中’例如使用碳作為雜質（植入之元素）。 在此情況下，第二氧化矽層35之一表面用作隨後基板彼 此黏結步驟中之黏結表面；因此，損傷層15較佳形成於第 二氧化矽層3 5内以便不曝露於外部。 可使用碳（C)、矽（Si)、鍺（Ge)、錫（Sn)、氦（He)、氖 (Ne)、氬（Ar)、乳（Kr)、iE^(Xe)、硼（B)、銘（A1)、錄（Ga)、 • 銦（In)、氮（N)、磷（P)、砷（As)、銻（Ab)、氫（Η)或氧（〇)作 為藉由離子植入形成損傷層15所用之雜質。或者，可使用 包括上述元素之一之化合物、包括該等元素之一之團簇或 該等元素之一之幾十至數千分子簇離子。上述元素之化合 物實例包括CO、CH3、SiF及ΡΗ2。團簇實例包括η2、 Ar2、Ρ4及 Ρ3。 藉此’完成第二基板22。 如圖19D中所述’與分裂層π鄰接之第一氧化矽層34表 面黏結至第二基板22之第二氧化石夕層35表面。 141167.doc 51 · 201021097 舉例而言，在約1，1 〇〇下熱處理約2小時來進行黏結。 如圖201中所示’第一基板21在分裂層17處分離。 因此，第二基板22用作石夕基板11。由留在石夕基板η上之 第一基板21之一部分形成的矽層13安置於氧化矽層12上。 氧化矽層12包括第一氧化矽層34及與之黏結之第二氧化矽 層35。 如圖20J中所示，對具有氧化矽層12之矽基板丨丨上的矽 層13表面（分裂表面）進行平坦化處理。平坦化處理藉由例 如氫退火及拋光進行。拋光藉由例如化學機械拋光（CMp) 進行。 此外，可進行蝕刻以移除矽層13表面上之天然氧化物 膜。在此情況下’亦移除形成於矽層13側表面及第二基板 22表面上之氧化矽層12(參見圖2〇1及其他圖）。此外，必要 時進行斜面處理。 藉此’完成絕緣體上;5夕基板10(10C)。 如圖20K中所不，磊晶生長矽層16可藉由磊晶生長而形 成於碎層13上。 在磊晶生長中，厚度為例如3 μιη之磊晶生長矽層16在例 如i’iooc之基板溫度下形成。適當確定磊晶生長矽層 之厚度。 舉例而言，為在磊晶生長矽層16中形成光電轉換單元， 磊晶生長矽層16厚度較佳為3 μηι43 μηι以上。矽層13厚度 為1 μιη或小於1 μηι^因此，磊晶生長矽層16之形成確保足 夠形成光電轉換單元之厚度。詳言之，為形成對較長波長 141167.doc -52· 201021097 敏感之光電轉換單元，矽層厚度較佳為約6 μηι»因此，厚 度為約 6 μπι至約8 μιη之遙晶生長石夕層16的形成允許形成對 較長波長敏感之光電轉換單元。 可用於矽磊晶生長之矽源氣體的實例包括常用於半導體 製程之四氣矽烷（SiCU)、三氣矽烷（SiHCh)、二氣矽院 (SiHaCh)及單矽烷（SiH4)。舉例而言，使用三氣矽燒 (SiHCl3)或二氣矽烷（SiH2Cl2)。 關於磊晶生長條件，可使用任何大氣壓CVD及低壓 CVD ’且確定生長溫度以便在結晶性與生產力之間達成平 衡。 藉此’完成絕緣體上矽基板1 〇( 10C)。 在絕緣體上矽基板10之製造方法之第七實例中，如圖 21A中所示，在分裂層17形成於第一基板21中後，移除形 成於第一基板21表面上之第一氧化矽層34，以曝露第一基 板21，如圖21B中所示》 如圖21C中所示，與分裂層17鄰接之第一基板21表面黏 結至第二基板22之第二氧化矽層35表面。在下文中，第二 氧化矽層35稱為氧化矽層12。 舉例而δ，藉由在約1，100°C下熱處理約2小時來進行黏 結。 接著進行與上文所述相同之步驟，以產生如圖21D中所 示之絕緣體上矽基板1〇(1〇c)。 、在以上製造方法中，分裂層17可形成於較深位置，從而 増加留在用作矽基板u之第二基板22上，未形成磊晶生長 141167.doc •53· 201021097 矽層16的第一基板21之一部分之矽層13厚度。 在絕緣體上矽基板之製造方法之第七實例中，安置於整 個氧化矽層12上之雜質摻雜區之損傷層15的形成引起氧化 矽層12中氧（〇)原子與矽（Si)原子之間的鍵斷裂。全部存在 於矽層13中之金屬污染物輕易通過損傷層15。因此，金屬 污染物更易擴散至矽基板11中。擴散至矽基板丨丨中之金屬 污染物截獲於吸氣層14中。 全部存在於矽層13中之金屬污染物通過損傷層15有效地 截獲於吸氣層14中。因此，可適宜地提供具有高吸氣能力 之絕緣體上矽基板1 〇。 絕緣體上矽基板之製造方法之第八實例 根據第二實施例之絕緣體上矽基板之製造方法的第八實 例將參考橫戴面示意圖圖22A至22E描述。 如圖22A中所示，吸氣層14形成於矽基板23中。吸氣層 14藉由離子植入選自碳（c)、氧（〇)、氬（Ar)、矽（si)、氦 (He)、磷（P)、砷（As)、銻（Sb)及蝴（B)之一元素而形成。 在此實例中’藉由以例如5xl〇i3 em-2或5xl〇u cm‘2以上 且理想5xl014 cm·2或5xl0" cm-2以上之劑量離子植入碳至 第二基板22中來形成吸氣層14。 接著進行熱處理以修復破壞。舉例而言，在l，〇〇〇t：T 熱處理10分鐘。 由矽組成之第一磊晶生長矽層18藉由磊晶生長而形成於 碎基板23上。 在磊晶生長中，厚度為例如約2 μηι之磊晶生長矽層在例 141l67.doc -54- 201021097 如l，100°c之基板溫度下形成。適當確定第一磊晶生長矽 層18之厚度。 可用於矽磊晶生長之矽源氣體的實例包括常用於半導體 製程之四氣矽烷（SiCl4)、三氣矽烷（SiHCl3)、二氣矽烷 (SiHsCh)及單矽烷（siH4)。舉例而言，使用三氣矽烧 (SiHCl3)或二氯矽烷（siH2Cl2)。 ' 如圖22B中所示，氧化物膜36形成於矽基板23及第一遙 晶生長碎層18之表面上。 © 接著離子植入氧以在第一磊晶生長矽層18中形成氧化石夕 層19。亦即，在以約1 x 1 〇17 cm-2之劑量離子植入氧離子 後’在1，200°C或高於1，200°C下進行高溫熱處理以形成 SIMOX結構。 如圖22C中所示，藉由離子植入將雜質植入氧化矽層19 中，以形成雜質摻雜區之損傷層15。損傷層15在平面方向 上排列穿過整個氧化矽層19且在厚度方向上完全或部分安
置於氧化矽層19中。亦即，損傷層15安置於氧化矽層19内 W 且不延伸至第一蟲晶生長碎層18。舉例而言，損傷層15以 在第一磊晶生長矽層18側留下厚度為例如1 或小於1 μιη ' 之氧化矽層19的方式形成。因此，損傷層15可自氧化矽層 . 19内部延伸至氧化矽層19與第一磊晶生長矽層18之間的界 面。上文已參考圖5Α至SF描述詳情。 在離子植入中’例如使用碳作為雜質（植入之元素）。在 第一磊晶生長矽層18厚度為約〇.3 μιη及氧化矽層19厚度為 約0.3 μιη之情況下’植入能量設定為2〇〇 keV，且劑量設 141167.doc •55- 201021097 定為1x10" cm2。根據第一磊晶生長矽層18、氧化矽層19 及其類似物之厚度及損傷層15與對應於氧化矽層丨9之氧化 矽層12之間的位置關係（圖5A至5F中所示），確定離子植入 碳之條件。該等條件不侷限於以上條件。 除碳（c)外’可使用矽（si)、鍺（Ge)、錫（Sn)、氦（He)、 氖（Ne)、氬（Ar)、氪（Kr)、氙（Xe)、侧（B)、鋁（A1)、鎵 (Ga)、銦（In)、氮（N)、鱗（P)、珅（As)、錄（Ab)、氫（H)或 氧（〇)作為藉由離子植入形成損傷層15所用之雜質。或 者’可使用包括上述元素之一之化合物、包括該等元素之 一之團簇或該等元素之一之幾十至數千分子簇離子。上述 元素之化合物實例包括CO、CH3、SiF及PH2。團簇實例包 括 H2、ΑΓ2、P4及 P3。 如圖22D中所示，移除曝露之氧化物膜36(參見圖22Β)以 曝露第一磊晶生長矽層18及矽基板23。該圖展示移除氧化 物膜36之狀態。 如圖22Ε中所示’磊晶生長矽層20藉由磊晶生長而形成 於第一磊晶生長矽層18上。 藉此，完成絕緣體上矽基板10(10C)。 在蟲晶生長中’厚度為例如3 μιη之磊晶生長矽層在例如 l，10〇C之基板溫度下形成。適當確定蟲晶生長石夕層之厚 度。 舉例而言，為在第一磊晶生長矽層i 8及磊晶生長矽層2〇 中形成光電轉換單元’第一磊晶生長矽層18與磊晶生長石夕 層20之總厚度較佳為3 μιη或3 μιη以上❶詳言之，為形成對 141167.doc • 56· 201021097 較長波長敏感之光電轉換單元，第一磊晶生長矽層i8與磊 晶生長矽層20之總厚度較佳為約6 μηι。因此，第一磊晶生 長石夕層18及蟲晶生長石夕層2G以使總厚度在約6叫至约8 _ 之範圍内的方式形成。此允許對較長波長敏感之光電轉換 單元形成。 可用於矽磊晶生長之矽源氣體的實例包括常用於半導體 製程之四氯矽烷（Sicl4)、三氣矽烷（SiHC1〇、二氣矽烷 (SiHAl2)及單矽烷⑻仏）。舉例而言，使用三氣矽烷 • (SiHCl3)或二氣矽烷（SiH2Cl2：)。 在上述製造方法中，第一磊晶生長矽層18在吸氣層14形 成之後形成。形成第一磊晶生長矽層18以使吸氣層14定位 比氧化矽層19(植入氧之區域）深。在可藉由碳離子或氧離 子之植入深度進行調整的情況下’不一定形成第一磊晶生 長矽層18。然而’形成第一磊晶生長矽層丨8常為較佳，此 係因為其改良深度可撓性且減少由單晶矽組成之矽基板23 ^ 之cz晶體中含有的生長缺陷數目。 在絕緣體上矽基板10之製造方法的第八實例中，氧化矽 層19中之雜質摻雜區之損傷層15的形成引起氧化石夕層12中 氧（〇)原子與矽（Si)原子之間的鍵斷裂。全部存在於第一磊 . 晶生長矽層1 8及第二磊晶生長矽層20中之金屬污染物輕易 導過損傷層15且因此更易擴散至矽基板23中。擴散於矽基 板23之金屬污染物截獲於吸氣層14中。 全部存在於第一磊晶生長矽層18及第二磊晶生長矽層20 中之金屬污染物通過損傷層15更有效截獲於吸氣層中。 141167.doc •57- 201021097 因此’可適宜地提供具有高吸氣能力之絕緣體上矽基板 10(10C)。 在絕緣體上矽基板之各製造方法中，損傷層15藉由離子 植入例如碳（C)、氧（〇)、氬（Ar)、矽（si)、氦（He)、碟 (P)、砷（As)、銻（Sb)或硼（B)形成。因此’損傷層15不僅可 用作經配置以加速金屬污染物擴散之層，而且可用作吸氣 . 層。 在此情況下’矽基板中可不形成吸氣層。 如製造方法之第一及第五實例，在形成損傷層15之離子 ❹ 植入自矽層13側進行之情況下，與相關技術不同，不限制 與黏結強度有關之離子植入條件。因此可能形成具有較高 吸氣能力之損傷層15。 在蟲明生長>5夕層16形成於妙層13上之情況下，損傷層15 較佳在磊晶生長矽層16形成之前形成於氧化矽層12或19 中。在此情況下可有效截獲磊晶生長矽層16中之金屬污染 物。 3.第三實施例 ❹ 固態攝像元件之結構之實例 將參考展示橫截面示意圖之圖2 3描述根據第三實施例之 固態攝像元件之例示性結構。圖23展示堆疊全區開放型 CMOS影像感應器之固態攝像元件之一實例。 如圖23中所示’石夕層13及由石夕層形成之生長於絕緣^上 矽基板之矽層13上的磊晶生長矽層16用作作用層。光電轉 換單元61、像素電晶體63及外圍電路（未圖示）安置於蟲晶 14I167.doc •58- 201021097 生長碎層16中。 就形成光電轉換單元61而言，例如具有約8 μπι厚度之磊 晶生長梦層16足夠形成對近紅外區及紅外區之長波長敏感 的光電轉換單元61。舉例而言，具有3 μιη至4 μιη厚度之磊 晶生長石夕層16足以形成對可見光敏感之光電轉換單元61。 彩色濾光片層81安置於矽層13上且位於入射在光電轉換 ' 單元61上之光的路徑中。 經配置以引導入射光至光電轉換單元61之聚光透鏡91安 ❿ 置於彩色濾光片層81上。 包括複數個配線72之子層及經配置以覆蓋配線72之層間 絕緣膜73的配線層71安置於與鄰接入射光側之表面相反的 蠢晶生長碎層16表面上。 配線層71黏結至支撐基板51。支撐基板51由例如矽基板 形成。或者，亦可使用玻璃基板或樹脂基板。 由雜質摻雜區形成之損傷層15安置於位於入射光側及入 射在光電轉換單元61之光路徑以外的矽層13之一部分上。 ❹ 形成經配置以達到配線層71中之配線72且用於連接電極 之開口 75。 . 呈堆疊全區開放型CMOS影像感應器之固態攝像元件1具 . 有此類結構。 在固態攝像元件1中’由雜質摻雜區形成之損傷層15安 置於位於入射在光電轉換單元61之光路徑以外的矽層13表 面之一部分上。損傷層15在形成彩色濾光片層之步驟、形 成聚光透鏡之步驟、形成電極連接部分之步驟、組裝組件 141167.doc •59· 201021097 之步驟及其類似步驟期間對金屬雜質具有吸氣作用。舉例 而言，在形成電極連接部分之步驟中，進行處理以曝露配 線層中之配線。若配線由金屬配線形成，則可出現金屬污 染。然而’由於吸氣作用而防止金屬污染。 光電轉換單元61安置於具有高吸氣能力之絕緣體上矽基 板10之磊晶生長矽層16中，從而顯著減少發光點及暗電流 之出現。此使得可能適宜地提供可產生高品質影像之固態 攝像元件1。 4.第四實施例 固態攝像元件之製造方法之第一實例 根據本發明之第四實施例的固態攝像元件之製造方法之 第一實例將參考展示說明該方法之步驟之橫截面圖的圖 24A至25F來描述。 如圖24A中所示，例如使用圖！中所述之絕緣體上矽基板 10 ° 亦即，氧化矽層12(例如亦稱為「盒層」）安置於矽基板 11上。例如使用單晶矽基板作為矽基板u。氧化矽層12上 覆有矽層13。藉由將氧化矽層12黏結至單晶矽基板且減小 單晶碎基板厚度來形成石夕層13。 矽基板11包括吸氣層14。 吸氣層14由植入選自碳（C)、氧（〇)、氬（Ar)、矽（s〇、氦 (He)、磷（P)、砷（As)、銻（sb)及蝴（B)之一元素之區域形 成。舉例而言，藉由以例如5xl013 cm-2或5χ1〇ΐ3 cm-2以上 且較佳5xl014 cm·2或5x10" cm·2以上之碳劑量離子植入碳 141167.doc -60· 201021097 至矽基板11中來形成吸氣層14。 由雜質摻雜區形成之損傷層15安置於氧化矽層12中。損 傷層15由植入選自碳（C)、矽（Si)、鍺（Ge)、錫（Sn)、氦 (He)、氖（Ne)、氬（Ar)、氪（Kr)、氙（Xe)、硼（b)、銘（a〇、 鎵（Ga)、銦（In)、氮（N)、麟（p)、砷（AS)、銻（Ab)、氫（H) 及氧（〇)之一元素之區域形成。或者，損傷層15由植入上 ' 述元素之一之化合物、團簇或幾十至數千分子簇離子的區 域形成。上述元素之化合物實例包括C〇、CH3、SiF及 • PH2。團簇實例包括H2、Ar2、p4&p3。 損傷層15安置於除在隨後步驟中磊晶生長矽層16中形成 光電轉換單元及電晶體之區域（光入射在其上）以外的區域 中。舉例而言，在部件隔離區或劃線區上形成損傷層丨5。 藉由磊晶生長形成之由石夕層形成之磊晶生長石夕層丨6安置 於矽層13上。磊晶生長石夕層1 6厚度為例如3 至8 μιη。3 μηι之磊晶生長矽層16厚度滿足固態攝像元件（例如，影像
感應器）之光電轉換單元形成所需的最小厚度。8 μιη之磊 W 晶生長矽層16厚度滿足固態攝像元件（例如，影像感應器） 之對較長波長（例如近紅外線或紅外線）敏感之光電轉換單 ' 元形成所需的最小厚度。 . 絕緣體上碎基板10具有上述結構。 如圖24Β中所示’光電轉換單元61、像素電晶體63及外 圍電路（未圖示）形成於蠢晶生長石夕層16中。 配線層71形成於磊晶生長石夕層16上。配線層71包括例如 配線72及覆蓋配線72之層間絕緣膜73。 141167.doc • 61 - 201021097 如圖24C中所示，配線層7旧結至支律基板心使用石夕 基板作為切基板51。或者，可使用玻璃基板或樹脂基 板。使用耐熱樹月旨或藉由電漿處理來進行黏結。 如圖25D中所示，移除發基板11(參見圖24A)以曝露氧化 梦層 表面。在損傷層15延伸至氧化矽層12與石夕基板 ]的界面之情況下，當氧化梦層12表面曝露時，損傷 層15表面亦曝露°藉由例如研磨、拋光或#刻移除石夕基板 11 〇 如圖25E中所示，移除氧化矽層12及損傷層15(參見圖 25D)以曝露矽層13之一表面。藉由例如蝕刻移除氧化矽層 12及損傷層15。 如圖25F中所示，在矽層13之一部分上形成彩色濾光片 層81，該部分位於入射在光電轉換單元61上之光的路徑 中。接著在彩色濾光片層81上形成經配置以引導入射光至 光電轉換單元61之聚光透鏡91。 藉此形成堆疊全區開放型CM〇s影像感應器之固態攝像 元件1。 在上述製造方法中，損傷層15形成於在光入射之氧化矽 層12區域以外的區域中。舉例而言損傷層15形成於非作 用區上之氧化矽層12之一部分，諸如墊部或劃線部分中。 在固態攝像元件之製造方法之第一實例中，安置於氧化 矽層12中之雜質摻雜區之損傷層15的形成引起氧化矽層i 2 中氧（〇)原子與矽（si)原子之間的鍵斷裂。磊晶生長矽層16 及矽層13中之金屬污染物輕易通過損傷層15且擴散至矽基 141167.doc -62- 201021097 板。擴散於矽基板u之金屬污染物截獲在吸氣層i4 中’以便光電轉換單元61、像素電晶體63及外圍電路可在 不受金屬污染下形成於磊晶生長矽層16中。 光電轉換單元61安置於具有高吸氣能力之絕緣體上石夕基 板之μ明生長石夕層16中，從而顯著減少發光點及暗電流 之出現。此使传可能適宜地提供可產生高品質影像之固態 攝像元件1。 固態攝像元件之製造方法之第二實例 9 根據第四實施例之固態攝像元件之製造方法的第二實例 將參考展示說明該方法之步驟之橫截面圖的圖26Α至27F來 描述。 如囷26A中所示，例如使用圖1中所述之絕緣體上矽基板 10 ° 亦即，氧化矽層12(例如亦稱為「盒層」）安置於矽基板 11上。例如使用單晶矽基板作為矽基板11。氧化矽層12上 φ €有石夕層13。藉由將氧化妙層12黏結至單晶石夕基板且減小 單晶矽基板厚度來形成矽層13。 矽基板11包括吸氣層丨4。 •吸氣層14由植入選自碳（〇、氧（〇)、氬（Ar)、矽（Si)、氦 . (He)、磷（P)、砷（As)、銻（Sb)及硼（B)之一元素之區域形 成。舉例而言，藉由以例如5xl〇i3 cm-2或5χ1〇丨3 em_2以上 且較佳5x10“ cm·2或5xl0" cm-2以上之碳劑量離子植入碳 至石夕基板11中來形成吸氣層14。 由雜質摻雜區形成之損傷層15安置於氧化矽層12中。損 141167.doc •63- 201021097 傷層15延伸至矽層13。 損傷層15安置於除在隨後步驟中磊晶生長矽層16中形成 光電轉換單元及電晶體之區域（光入射在其上）以外的區域 中。舉例而言’在部件隔離區或劃線區上形成損傷層15。 損傷層15由植入選自碳（C)、矽（Si)、鍺（Ge)、錫（Sn)、 氦（He)、氖（Ne)、氬（Ar)、氪（Kr)、氙（Xe)、蝴（B)、铭 (A1)、鎵（Ga)、銦（In)、氮（N)、磷（P)、砷（As)、銻（Ab)、 氫（Η)及氧（〇)之一元素之區域形成。或者，損傷層μ由植 入上述元素之一之化合物、團簇或幾十至數千分子蔡離子 的區域形成。上述元素之化合物實例包括C〇、CH3、SiF 及PH2。團簇實例包括H2、Ar2、PAP3。 藉由磊晶生長形成之由矽層形成之磊晶生長矽層16安置 於矽層13上。磊晶生長矽層16厚度為例如3从瓜至8从瓜。3 μπι之蟲晶生長矽層16厚度滿足固態攝像元件（例如，影像 感應器）之光電轉換單元形成所需的最小厚度。8 μιη之蟲 晶生長矽層16厚度滿足固態攝像元件（例如，影像感應器） 之對較長波長（例如近紅外線或紅外線）敏感之光電轉換單 元形成所需的最小厚度。 絕緣體上矽基板1 0具有上述結構。 如圖26Β中所示，光電轉換單元61、像素電晶體〇及外 圍電路（未圖示）形成於蟲晶生長石夕層16中。 配線層71形成於蟲晶生長;ε夕層16上。配線層71包括例如 配線72及覆蓋配線72之層間絕緣膜73。 如圖26C中所示，配線層71黏結至支撐基板51。使用矽 141167.doc -64· 201021097 基板作為支揮基板51。或者，可使用玻璃基板或樹脂基 板。 如圖27D中所示，移除矽基板11(參見圖26A)以曝露氧化 石夕層12之一表面。在損傷層15延伸至氧化矽層12與矽基板 11之間的界面之情況下，當氧化矽層12表面曝露時，損傷 層1 5表面亦曝露。藉由例如研磨、拋光或蝕刻移除矽基板 11° 如圖27E中所示，移除氧化矽層12及損傷層15之一部分 (參見圖27D)以曝露矽層13之一表面。在此情況下，因為 損傷層15之一部分延伸至矽層丨3之一部分，所以損傷層丄5 部分留在石夕層13表面中。藉由例如蝕刻移除氧化矽層12及 損傷層15。 如圖27F中所示，在矽層13之一部分上形成彩色濾光片 層81 ’該部分位於入射在光電轉換單元61上之光的路徑 中。接著在彩色濾光片層81上形成經配置以引導入射光至 光電轉換單元61之聚光透鏡91。 藉此，形成堆疊全區開放型CM〇s影像感應器之固態攝 像元件1。 在上述製造方法中，損傷層15形成於在光入射之氧化矽 層12區域以外的區域中。舉例而言，損傷層丨5形成於非作 用區上之氧化矽層12之一部分，諸如墊部或劃線部分中。 在固態攝像元件之製造方法之第二實例中，安置於氧化 矽層12中之雜質摻雜區之損傷層15的形成引起氧化矽層以 中氧（〇)原子與矽（Si)原子之間的鍵斷裂。磊晶生長矽層“ 141167.doc •65· 201021097 及矽層13中之金屬污染物輕易通過損傷層15且擴散至矽基 板11中。擴散於矽基板11中之金屬污染物戴獲在吸氣層14 中，以便光電轉換單元61、像素電晶體63及外圍電路可在 不受金屬污染下形成於蟲晶生長石夕層16中。 光電轉換單元61安置於具有高吸氣能力之絕緣體上矽基 板10之磊晶生長矽層16中，從而顯著減少發光點及暗電流 之出現。此使得可能適宜地提供可產生高品質影像之固態 ， 攝像元件1。 剩餘損傷層15在形成彩色濾光片層之步驟、形成聚光透⑩ 鏡之步驟、形成用於連接電極之開口 75之步驟、組裝組件 之步驟及其類似步驟期間提供吸氣作用。舉例而言，在形 成用於連接電極之開口 75之步驟中，進行處理以便曝露配 線層71中之配線72。若配線72由金屬配線形成則可出現 金屬污染。然而，由於吸氣作用而防止金屬污染。 固態攝像元件之製造方法之第三實例 根據第四實施例之固態攝像元件之製造方法的第三實例 將參考展示說明該方法之步驟之橫截面圖的圖28a至挪來 ® 描述。 如圖28A中所示，例如使用圖4中所述之絕緣體上石夕基板 10(10C)。 亦即’氧化秒層U(例如亦稱為「盒層」）安置於石夕基板 11上。例如使用單晶♦基板作為⑦基板n。氧切層12上 ，有石夕層13。藉由將氧化石夕層12黏結至單晶石夕基板且減小 早晶矽基板厚度來形成矽層13。 141167.doc •66- 201021097 矽基板11包括吸氣層14。 吸乳層14由植入選自碳（C)、氧（〇)、氬（Ar)、碎（Si)、氦 (He)、磷（P)、砷（As)、銻（Sb)及硼（B)之一元素之區域形 成。舉例而言，藉由以例如5X1013 cm·2或5xl〇i3 cm-2以上 且較佳5xl014 cm·2或5Xl〇14 cm·2以上之碳劑量離子植入碳 至矽基板11中來形成吸氣層14。 由雜質摻雜區形成之損傷層15經形成，在平面方向上穿 過整個氧化矽層12。 損傷層15在厚度方向上完全或部分形成於氧化石夕層12 中。亦即，知傷層15形成於氧化石夕層12中且不延伸至梦層 13。舉例而言，損傷層15以在矽層13側留下厚度為例如i μηι或小於1 μΓη之氧化矽層12的方式形成。損傷層15可自 氧化石夕層12内部延伸至氧化矽層12與矽層13之間的界面。 上文已參考圖5Α至5F描述詳情。 損傷層15由植入選自碳（C)、矽（Si)、鍺（Ge)、錫（Sn)、 氦（He)、氖（Ne)、氬（Ar)、氪（Kr)、氙（Xe)、棚（B)、铭 (A1)、鎵（Ga)、銦（In)、氮（N)、磷（P)、砷（As)、銻（Ab)、 氫（Η)及氧（〇)之一元素之區域形成。或者，損傷層丨^由植 入上述元素之一之化合物、團簇或幾十至數千分子簇離子 的£域形成。上述元素之化合物實例包括C〇、ch3、siF 及pH2。團簇實例包括H2、Ar2、P4及P3。 磊晶生長矽層16藉由磊晶生長形成於矽層13上。磊晶生 長矽層16厚度為例如3 μηι至8 μιη。3 μπι之磊晶生長石夕層16 厚度滿足固態攝像元件（例如，影像感應器）之光電轉換單 141167.doc -67- 201021097 元形成所需的最小厚度。8 μιη之磊晶生長矽層16厚度滿足 固態攝像元件（例如，影像感應器）之對較長波長（例如近紅 外線或紅外線）敏感之光電轉換單元形成所需的最小厚 度。 絕緣體上矽基板10C具有如上所述之結構。 如圖28Β中所示，光電轉換單元61、像素電晶體63及外 圍電路（未圖示）形成於磊晶生長矽層〗6中。 配線層71形成於磊晶生長矽層16上。配線層71包括例如 配線72及覆蓋配線72之層間絕緣膜73。 如圖28C中所示，配線層7丨黏結至支撐基板5丨。使用矽 基板作為支撐基板51。或者，可使用玻璃基板或樹脂基 板。使用耐熱樹脂或藉由電漿處理來進行黏結。 如圖29D中所示，移除矽基板u(參見圖28八）以曝露氧化 矽層12之一表面。在損傷層15延伸至氧化矽層12與矽基板 11之間的界面之情況下，當氧化矽層12表面曝露時，損傷 層15表面亦曝露。藉由例如研磨、拋光或蝕刻移除矽基板 11 〇 如圖29E中所示，移除氧化矽層12及損傷層15(參見圖 29D)以曝露矽層13之一表面。藉由例如蝕刻移除氧化矽層 12及損傷層15。 如圖29F中所示，在矽層13之一部分上形成彩色濾光片 層81 ’該部分位於入射在光電轉換單元61上之光的路徑 中。接著在彩色濾光片層81上形成經配置以引導入射光至 光電轉換單元61之聚光透鏡91。 141167.doc 201021097 藉此，形成堆疊全區開放型CM0S影像感應器之固態攝 像元件1。 在固態攝像元件之製造方法之第三實例中，安置於氧化 矽層12中之雜質摻雜區之損傷層15的形成引起氧化矽層12 中氧（〇)原子與矽（Si)原子之間的鍵斷裂。全部存在於磊晶 生長矽層16及矽層13中之金屬污染物輕易通過損傷層15且 擴散至矽基板11中。擴散於矽基板丨丨中之金屬污染物截獲 在吸氣層14中，以便光電轉換單元61、像素電晶體63及外 圍電路可在不受金屬污染下形成於磊晶生長矽層16中。 光電轉換單元61安置於具有高吸氣能力之絕緣體上矽基 板1〇之磊晶生長矽層16中，從而顯著減少發光點及暗電流 之出現。此使得可能適宜地提供可產生高品質影像之固態 攝像元件1。 在固態攝像元件之製造方法之第一、第二及第三實例 中’氧化石夕層12並不用作完全絕緣層，而是在矽基板 11(第二基板22)厚度減小時用作擋止膜。氧化矽層12可以 使其在處理期間不脫離之黏結強度黏結至第二基板22。因 此’黏結溫度可為低的（例如約UOOt，約2小時）。自減 少來自熱處理裝置之金屬污染的觀點看，低溫黏結為合乎 需要的。 在固態攝像元件之製造方法之第二實例中，損傷層15之 一部分留在矽層13之表面上。為使損傷層15如此，使用圖 2B、2D或21中所示之氧化矽層12與損傷層15之間的位置關 係之結構。 141167.doc -69· 201021097 留在矽層13表面中之損傷層15用作有效對抗隨後步驟 (包括組裝步驟）中製程污染之吸氣槽。 在一些元件結構中，損傷層15不留在矽層13表面中之情 況為合乎需要的（例如如第三實例中，藉由離子植入以形 成損傷層15可出現開裂之情況或元件性質之長期可靠性變 化之情況）。因此，可適當確定留下損傷層15(固態攝像元 件之製造方法之第一及第二實例）抑或不留下損傷層15(固 態攝像元件之製造方法之第三實例）。 在石夕基板11 (第一基板22)進行研磨及選擇性姓刻以便具 有較小厚度之情況下，當損傷層15存在於氧化矽層12整個 厚度上時，在某些情況下在選擇性蝕刻期間無法達到足夠 選擇性。因此需要自圖2A至5F適當選擇損傷層15與氧化矽 層12之間的位置關係。舉例而言，使用滿足圖2e、2F、 21、5C或5D中所描述之氧化矽層12與損傷層15之間的位置 關係之結構。在此情況下，當自矽基板u(第二基板22)側 進行選擇性蝕刻時，因為僅存在矽（Si)與氧化矽（Si〇2)之間 的界面，故應達到足夠選擇性。 此外’在移除氧化矽層12之步驟後，藉由研磨或姓刻移 除石夕層13以曝露蟲晶生長碎層16。藉此，所有光電轉換單 元61可形成於磊晶生長矽層16中。 此外’吸氣層14不限於上述吸氣層。舉例而言，可使用 摻碳矽基板、摻氬矽基板 '具有内在吸氣（IG)結構之基 板。 5.第五實施例 141167.doc •70· 201021097 攝像裝置之結構之實例 將參考方塊圖圖3 0描述根據本發明之第五實施例之例示 性攝像裝置。攝像裝置之實例包括攝影機、數位靜態相機 及行動電話之攝影機。 如圖30中所示，攝像裝置1〇〇包括於攝像單元ι〇ι中之固 態攝像元件U0。經配置以形成影像之集光器提供於攝像 單元101之入射光側。經配置以驅動攝像單元1〇1之驅動電
路及包括信號處理電路之錢處理單元1G3連接至攝像單 元101，該信號處理電路經配置以處理已使用固態攝像元 件進行光電轉換之信號以形成影像。由信號處理單元獲得 之影像信號可儲存於影像儲存單元（未圖示）中。在攝像裝 置100中，可使用根據本發明之—實施例之固態攝像元件1 作為固態攝像元件。 在攝像裝置1 〇〇中’使用根據本發明之一實施例之固態 攝像7G件1。因為使用能夠減少發光點之固態攝像元件1， 所以可適宜地記錄高品質影像。 攝像裝置100不限於μ# & & ^ 个限π上述結構，而可具有任何結構，只 要攝像裝置包括固態攝像元件即可。 . 攝似置刚可呈具有攝像功能且封㈣像單元及信號 處理單兀或光學系統之晶片或模組的形式。
術語「攝像」不僅包括在通常攝影中用相機拍攝 像，而且在廣義上包括指紋偵測。 J 本申請案含有與日本專利局於細8年㈣1()日 本優先專利中請㈣2__263559及日本專利局於細9年3 141167.doc •71 - 201021097 月16日申請之日本優先專利申請案Jp 2〇〇9〇62397(其全部 内容以引用的方式併入本文中)中揭示内容相關之標的。 熟習此項技術者應瞭解各種修改、組合、子組合及變化 :視設計要求及其他因素而進行，只要其在隨附中請專利 範圍或其等效物之範嘴内即可。 【圖式簡單說明】 圖1為說明根據本發明之第一實施例之絕緣體上矽基板 結構的第一實例之橫截面示意圖； 圖2A至21為圖1中部分„之放大視圖且各自展示在厚度籲 方向上損傷層與氧化矽層之間的例示性關係； 圖3為說明根據本發明之第一實施例之絕緣體上矽基板 結構的第二實例之橫截面示意圖； 圖4為說明根據本發明之第一實施例之絕緣體上矽基板 結構的第三實例之橫戴面示意圖； 圖5A至5F為圖4中部分¥之放大視圖且各自展示在厚度 方向上損傷層與氧化矽層之間的例示性關係； 圖6A及6B為各自說明根據本發明之一實施例之絕緣體❹ 上矽基板中吸氣層之例示性位置的橫截面示意圖； 圖7A至7H為說明根據本發明之第二實施例的絕緣體上 矽基板之方法之第一實例中步驟的橫截面圖； 圖81及8J為說明根據第二實施例之絕緣體上矽基板之方 法的第一實例中步驟之橫截面圖； 圖9A至9E為說明根據第二實施例之絕緣體上矽基板之 方法的第一實例中步驟之橫截面圖； 141167.doc •72· 201021097 圖10A至1 OH為說明根據第二實施例之絕緣體上矽基板 之方法的第二實例中步驟之橫截面圖； 圖1II至11L為說明根據第二實施例之絕緣體上矽基板之 方法的第二實例中步驟之橫截面圖； 圖12A至121為說明根據第二實施例之絕緣體上矽基板之 方法的第三實例中步驟之橫截面圖； 圖13J至13L為說明根據第二實施例之絕緣體上矽基板之 方法的第三實例中步驟之橫截面圖； ® 圖14A至14D為說明根據第二實施例之絕緣體上矽基板 之方法的第三實例中步驟之橫截面圖； 圖15A至15F為說明根據第二實施例之絕緣體上矽基板 之方法的第四實例中步驟之橫截面圖； 圖16 A至16D為說明根據第二實施例之絕緣體上矽基板 之方法的第五實例中步驟之橫截面圖； 圖17A至17H為說明根據第二實施例之絕緣體上矽基板 ip 之方法的第六實例中步驟之橫截面圖； 圖181至18L為說b月根據第二實施例之絕緣體上矽基板之 方法的第六實例中步驟之橫截面圖； 圖19A至19H為說明根據第二實施例之絕緣體上矽基板 之方法的第七實例中步驟之橫截面圖； 圖201至2〇κ為說明根據第二實施例之絕緣體上矽基板之 方法的第七實例中步驟之橫截面圖； 圖21A至21D為說明根據第二實施例之絕緣體上矽基板 之方法的第八實例中步驟之橫截面圖； 141167.doc •73- 201021097 圖22A至22E為說明根據第二實施例之絕緣艨上矽基板 之方法的第八實例中步驟之橫戴面圖； 圖23為說明根據本發明之第三實施例之固態攝像元件的 例示性結構之橫戴面示意圖； 圖24A至24C為說明根據本發明之第四實施例的固態攝 像元件之製造方法之第一實例中步驟的橫截面圈； 圖25D至25F為說明根據本發明之第四實施例的固態攝 像元件之製造方法之第-實例中步驟的橫截面圖； 圖26A至26C為說明根據本發明之第四實施例的固態攝 像兀件之製造方法之第二實例中步驟的橫挺面圖； 圖27D至27F為說明根據本發明之第四實施例的固態攝 像元件之製造方法之第二實例中步驟的橫戴面圖； 圖28A至28C為說明根據本發明之第四實施例的固態攝 像兀件之製造方法之第三實例中步驟的橫截面圖； 圖29D至29F為說明根據本發明之第四實施例的固態攝 像元件之製造方法之第三實例中步驟的橫戴面圖； 圖30為說明根據本發明之第五實施例之攝像裝置的例示 性結構之方塊圖；及 圖31A及31B為展示相關技術中例示性結構之橫截面示 意圖。 【主要元件符號說明】 1 固態攝像元件 10 絕緣體上碎基板 10A 絕緣體上碎基板 141167.doc -74- 201021097 參 10B 絕緣體上矽基板 10C 絕緣體上矽基板 11 妙基板 12 氧化矽層 13 矽層 14 吸氣層 15 損傷層 16 蟲晶生長妙層 17 分裂層 18 第一磊晶生長矽層 19 氧化矽層 20 磊晶生長矽層 21 第一基板 22 第二基板 23 矽基板 31 氧化物膜 33 氧化物膜 34 第一氧化矽層 35 第二氧化矽層 36 氧化物膜 41 抗蝕膜 42 開口 43 抗蝕膜 44 開口 141167.doc -75- 201021097 45 抗蝕膜 46 開口 47 抗蝕膜 48 開口 51 支撐'基板 61 光電轉換單元 63 像素電晶體 71 配線層 72 配線 73 層間絕緣膜 75 開口 81 彩色濾光片層 91 聚光透鏡 100 攝像裝置 101 攝像單元 103 信號處理單元 110 固態攝像元件 210 絕緣體上矽基板 211 絕緣體上矽層 212 氧化矽層 213 支撐基板 214 吸氣層 II 部分 V 部分 141167.doc -76

Claims (1)

  1. 201021097 七、申請專利範圍： 1. 一種絕緣體上矽基板，其包含： 矽基板； 安置於該矽基板上之氧化矽層； 安置於該氧化矽層上之矽層； 安置於該石夕基板中之吸氣層；及 = 安置於該氧化矽層中之由雜質摻雜區形成之損傷層。 2. 如請求項1之絕緣體上矽基板，其中該損傷層在平面方 ❹ 向上安置於該氧化矽層之至少一部分中且在厚度方向上 穿過整體該氧化石夕層。 3. 如請求項1之絕緣體上矽基板，其中該損傷層在平面方 向上安置穿過整體該氧化石夕層且在厚度方向上安置於該 氧化石夕層之至少一部分中。 4. 如請求項3之絕緣體上矽基板，其中該損傷層安置於該 碎基板之整個表面上且在厚度方向上安置於該矽基板之 一部分中，該部分與該氧化矽層鄰接。 籲 5_如請求項1至4中任一項之絕緣體上矽基板，其中該損傷 層由植入選自碳、矽、鍺、錫、氦、氖、氬、氪、氙、 • 硼、鋁、鎵、銦、氮、磷、砷、銻、氫及氧之一元素、 . 包括該等元素之一之化合物或包括該等元素之一之團簇 的區域形成。 6_如π求項1至5中任一項之絕緣體上矽基板，其中該損傷 層具有截獲該石夕層中雜質金屬之吸氣能力。 7.如β求項1至6中任一項之絕緣體上矽基板，其中該吸氣 141167.doc 201021097 層由植入選自碳、氧、氬、石夕、氦、填、_、錄及删之 一元素之區域形成。 8. 一種製造絕緣體上矽基板之方法，其包含以下步驟： 製備包括以下之絕緣體上矽基板： 矽基板， 安置於該矽基板上之氧化矽層， 安置於該氧化矽層上之石夕層及 安置於該矽基板中之吸氣層； 在該絕緣體上矽基板之表面上形成氧化物膜； 自與該矽層鄰接之該絕緣體上矽基板表面植入雜質， 以形成雜質摻雜區之損傷層’其位於該氧切層中或自 該氧化石夕層延伸至與該氧化石夕層鄰接之該石夕基板之一部 分；及 移除該氧化物膜。 9. -種製造絕緣體上石夕基板之方法，其包含以下步驟： 在由石夕組成之第-基板之表面上形成氧化妙層； 離子植入氫或稀有氣體元素至該第一基板中以形成分❹ 傷 將雜質植入該氧化石夕層中以形成雜質換雜區之 層； 第一基板内 製備第-基板’該第二基板包括安置於該 部之吸氣層； 將該第二基板點結至與該損傷層鄰接之該氧化石夕層 表面； 之 141167.doc -2 - 201021097 在該分裂層處分離該第一基板；及 抛光留在該第一基板上的該第一基板之一部分之該石夕 層的表面。 ίο.種製造絕緣體上石夕基板之方法，其包含以下步驟： 在由矽組成之第一基板上形成第一氧化矽層； 離子植入氫或稀土元素至該第一基板中以形成分裂 層； 在第二基板之表面上形成第二氧化石夕層； ® 在該第二基板内形成吸氣層； 將雜質植入該第二氧化矽層或該第二氧化矽層及與該 第一氧化石夕層鄰接之該第二基板之一部分中以形成雜質 摻雜區之損傷層； 將與該損傷層鄰接之該第二氧化矽層之表面黏結至該 第一氧化矽層之表面； 在該分裂層處分離該第一基板； 移除該曝露之第一氧化矽層及該曝露之第二氧化矽 _ 層；及 拋光留在該第二基板上的該第一基板之該矽層的表 .面。 • 11. 一種製造絕緣體上矽基板之方法，其包含以下步驟： 在矽基板内形成吸氣層； 在該矽基板上形成第一磊晶生長石夕層； 在該矽基板之表面及該第一磊晶生長矽層之表面上形 成氧化物膜； 141167.doc 201021097 在該第-蠢晶生長石夕層中形成氧化石夕層； 將雜質植入該氧化石夕層或該氧切層及該第一蟲晶生 長石夕層之-部分中’該部分與該妙基板鄰接且與該石夕基 板鄰接，以形成雜質摻雜區之損傷層；及 移除該曝露之氧化物膜。 12 · —種固態攝像元件，其包含： 矽層，其包括光電轉換單元、像素電晶體及外圍電 路； 彩色濾光片層，其安置於位於入射在該光電轉換單元 之光路徑中的該矽層之一部分上； 聚光透鏡，其安置於該彩色濾光片層上且經配置以引 導入射光至該光電轉換單元； 包括複數個配線子層及經配置以覆蓋該等配線之層間 絕緣膜的配線層’該配線層安置於與鄰接入射光侧之表 面相反的該石夕層之表面上； 安置於該配線層上之支撐基板； 由雜質摻雜區形成之損傷層，其安置於位於入射光側 上及入射在該光電轉換單元之光路徑以外的該矽層之表 面之一部分上；及 經配置以達到該配線層中之該等配線的開口。 13. —種製造固態攝像元件之方法，其包含以下步驟： 製備包括以下之絕緣體上矽基板： 梦基板* 安置於該矽基板上之氧化矽層； 141167.doc -4- 201021097 安置於該氧化;ε夕層上之石夕層， 安置於該矽基板中之吸氣層，及 安置於該氧化矽層中之由雜質摻雜區形成之損傷 層； 在該矽層中形成光電轉換單元、像素電晶體及外圍電 路； 在該紗層上形成配線層； 層壓該配線層與支撐基板； 移除該矽基板及該氧化矽層以曝露該矽層之表面； 在位於入射在該光電轉換單元之光路徑中的該矽層之 一部分上形成彩色濾光片層；及 在該彩色濾光片上形成聚光透鏡，該聚光透鏡經配置 以引導入射光至該光電轉換單元。 14.如請求項13之方法， 其中該絕緣體上矽基板中由該雜質摻雜區形成之該損
    以使該雜質摻雜區部分留在該矽層表面上之方式進行 該移除該矽基板及該氧化矽層以曝露該矽層表面之步 驟。 15. —種攝像裝置，其包含： 經配置以收集入射光之集光器； 包括經配置以接收經由該集光器收集之光且將該光光 電轉換成信號之固態攝像元件的攝像單元；及 經配置以處理該信號之信號處理單元， 141167.doc 201021097 其中該固態攝像元件包括·· 具有光電轉換單元、像素電晶體及外圍電路之梦 層； 彩色濾光片層，其安置於位於入射在該光電轉換單 元之光路徑中的該矽層之一部分上； 聚光透鏡，其安置於該彩色濾光片層上且經配置以 引導入射光至該光電轉換單元； 配線層’其安置於與鄰接入射光側之表面相反的該 發層之表面上； 安置於該配線層上之支撐基板， 由雜質摻雜區形成之損傷層，其安置於位於入射光 側及入射在該光電轉換單元之光路徑以外的該妙層表面 之一部分上，及 經配置以達到該配線層中之該等配線且用於連接電 極之開口。 141167.doc
TW098131056A 2008-10-10 2009-09-15 SOI substrate and method for producing same, solid-state image pickup device and method for producing same, and image pickup apparatus TW201021097A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008263559 2008-10-10
JP2009062397A JP2010114409A (ja) 2008-10-10 2009-03-16 Ｓｏｉ基板とその製造方法、固体撮像装置とその製造方法、および撮像装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201021097A true TW201021097A (en) 2010-06-01

Family

ID=42098106

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW098131056A TW201021097A (en) 2008-10-10 2009-09-15 SOI substrate and method for producing same, solid-state image pickup device and method for producing same, and image pickup apparatus

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8101999B2 (zh)
JP (1) JP2010114409A (zh)
KR (1) KR20100040673A (zh)
CN (1) CN101728311B (zh)
TW (1) TW201021097A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI687969B (zh) * 2014-09-04 2020-03-11 環球晶圓股份有限公司 製造高電阻率絕緣層上覆矽基板之方法
TWI727515B (zh) * 2018-11-30 2021-05-11 台灣積體電路製造股份有限公司 形成soi結構的方法

Families Citing this family (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7981483B2 (en) * 2007-09-27 2011-07-19 Tel Epion Inc. Method to improve electrical leakage performance and to minimize electromigration in semiconductor devices
US8192805B2 (en) * 2007-09-27 2012-06-05 Tel Epion Inc. Method to improve electrical leakage performance and to minimize electromigration in semiconductor devices
JP2011029618A (ja) * 2009-06-25 2011-02-10 Sumco Corp Ｓｉｍｏｘウェーハの製造方法、ｓｉｍｏｘウェーハ
EP2282332B1 (en) * 2009-08-04 2012-06-27 S.O.I. TEC Silicon Method for fabricating a semiconductor substrate
JP5546222B2 (ja) * 2009-12-04 2014-07-09 キヤノン株式会社 固体撮像装置及び製造方法
JP2011134836A (ja) * 2009-12-24 2011-07-07 Toshiba Corp 裏面照射型撮像素子の製造方法
US9461169B2 (en) * 2010-05-28 2016-10-04 Globalfoundries Inc. Device and method for fabricating thin semiconductor channel and buried strain memorization layer
US8652925B2 (en) * 2010-07-19 2014-02-18 International Business Machines Corporation Method of fabricating isolated capacitors and structure thereof
JP5279782B2 (ja) * 2010-09-16 2013-09-04 株式会社東芝 半導体装置の製造方法
JP5505241B2 (ja) * 2010-10-06 2014-05-28 株式会社Ｓｕｍｃｏ シリコンウェーハの製造方法
CN102064182B (zh) * 2010-12-07 2012-02-01 中国电子科技集团公司第四十四研究所 降低传感器暗电流的ccd制作方法
KR101745638B1 (ko) * 2011-01-12 2017-06-09 삼성전자 주식회사 광대역 갭 물질층 기반의 포토 다이오드 소자, 및 그 포토 다이오드 소자를 포함하는, 후면 조명 씨모스 이미지 센서 및 태양 전지
JP2012175078A (ja) * 2011-02-24 2012-09-10 Sony Corp 固体撮像装置、および、その製造方法、電子機器、半導体装置
KR20140009565A (ko) 2011-05-13 2014-01-22 가부시키가이샤 사무코 반도체 에피택셜 웨이퍼의 제조 방법, 반도체 에피택셜 웨이퍼, 및 고체 촬상 소자의 제조 방법
US8664746B2 (en) * 2011-09-20 2014-03-04 Stmicroelectronics Pte. Ltd. Gettering method for dielectrically isolated devices
JP5793456B2 (ja) * 2012-03-23 2015-10-14 株式会社東芝 半導体装置およびその製造方法、基板
CN103367371B (zh) * 2012-03-31 2015-12-16 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 半导体器件的制造方法
JP6032963B2 (ja) * 2012-06-20 2016-11-30 キヤノン株式会社 Ｓｏｉ基板、ｓｏｉ基板の製造方法および半導体装置の製造方法
JP6024400B2 (ja) 2012-11-07 2016-11-16 ソニー株式会社 半導体装置、半導体装置の製造方法、及びアンテナスイッチモジュール
JP6535432B2 (ja) * 2012-11-13 2019-06-26 株式会社Sumco 半導体エピタキシャルウェーハの製造方法、半導体エピタキシャルウェーハ、および固体撮像素子の製造方法
JP6107068B2 (ja) * 2012-11-13 2017-04-05 株式会社Sumco エピタキシャルシリコンウェーハの製造方法、エピタキシャルシリコンウェーハ、および固体撮像素子の製造方法
JP5776669B2 (ja) * 2012-11-13 2015-09-09 株式会社Sumco エピタキシャルシリコンウェーハの製造方法、エピタキシャルシリコンウェーハ、および固体撮像素子の製造方法
JP5776670B2 (ja) * 2012-11-13 2015-09-09 株式会社Sumco エピタキシャルシリコンウェーハの製造方法、エピタキシャルシリコンウェーハ、および固体撮像素子の製造方法
JP6278592B2 (ja) * 2012-11-13 2018-02-14 株式会社Sumco 半導体エピタキシャルウェーハの製造方法、半導体エピタキシャルウェーハ、および固体撮像素子の製造方法
CN102938410B (zh) * 2012-12-03 2017-06-23 上海集成电路研发中心有限公司 一种cmos图像传感器制造方法
JP2014143376A (ja) * 2013-01-25 2014-08-07 Sony Corp 半導体装置及び半導体装置の製造方法
US9647094B2 (en) 2013-08-02 2017-05-09 University Of Kentucky Research Foundation Method of manufacturing a semiconductor heteroepitaxy structure
JP6516957B2 (ja) * 2013-09-04 2019-05-22 株式会社Sumco エピタキシャルウェーハの製造方法及び貼り合わせウェーハの製造方法
JP6442818B2 (ja) * 2013-09-04 2018-12-26 株式会社Sumco シリコンウェーハおよびその製造方法
CN103779372A (zh) * 2014-02-10 2014-05-07 中国电子科技集团公司第四十四研究所 基于非本征吸杂技术的ccd制作工艺
CN103839957A (zh) * 2014-03-17 2014-06-04 上海华虹宏力半导体制造有限公司 Coms图像传感器及其制作方法
US9984917B2 (en) * 2014-05-21 2018-05-29 Infineon Technologies Ag Semiconductor device with an interconnect and a method for manufacturing thereof
JP6137165B2 (ja) * 2014-12-25 2017-05-31 株式会社Sumco 半導体エピタキシャルウェーハの製造方法および固体撮像素子の製造方法
JP6504082B2 (ja) * 2016-02-29 2019-04-24 株式会社Sumco 半導体エピタキシャルウェーハおよびその製造方法ならびに固体撮像素子の製造方法
US10686902B2 (en) 2016-05-23 2020-06-16 Twilio Inc. System and method for a multi-channel notification service
CN106128945A (zh) * 2016-07-18 2016-11-16 上海集成电路研发中心有限公司 一种离子注入方法
DE102016114949B4 (de) * 2016-08-11 2023-08-24 Infineon Technologies Ag Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements
CN106504978A (zh) * 2016-10-17 2017-03-15 上海华力微电子有限公司 一种用于提高衬底金属捕获能力的cis硅片处理方法
JP2018098266A (ja) 2016-12-08 2018-06-21 キヤノン株式会社 光電変換装置、光電変換装置の製造方法およびカメラ
JP2017123477A (ja) * 2017-02-28 2017-07-13 株式会社Sumco 半導体エピタキシャルウェーハの製造方法、半導体エピタキシャルウェーハ、および固体撮像素子の製造方法
US10522367B2 (en) * 2017-03-06 2019-12-31 Qualcomm Incorporated Gettering layer formation and substrate
JP2017175143A (ja) * 2017-05-01 2017-09-28 株式会社Sumco 半導体エピタキシャルウェーハの製造方法、半導体エピタキシャルウェーハ、および固体撮像素子の製造方法
JP2017175145A (ja) * 2017-05-01 2017-09-28 株式会社Sumco 半導体エピタキシャルウェーハの製造方法、半導体エピタキシャルウェーハ、および固体撮像素子の製造方法
JP2017183736A (ja) * 2017-05-11 2017-10-05 株式会社Sumco 半導体エピタキシャルウェーハの製造方法、半導体エピタキシャルウェーハ、および固体撮像素子の製造方法
CN107500244A (zh) * 2017-08-15 2017-12-22 河北美泰电子科技有限公司 Mems流量传感器的制造方法
JP6812962B2 (ja) 2017-12-26 2021-01-13 株式会社Sumco エピタキシャルシリコンウェーハの製造方法
JP6801682B2 (ja) * 2018-02-27 2020-12-16 株式会社Sumco 半導体エピタキシャルウェーハの製造方法及び半導体デバイスの製造方法
JP6874718B2 (ja) * 2018-03-01 2021-05-19 株式会社Sumco 半導体エピタキシャルウェーハの製造方法
JP6930459B2 (ja) * 2018-03-01 2021-09-01 株式会社Sumco 半導体エピタキシャルウェーハの製造方法
CN109192743A (zh) * 2018-09-04 2019-01-11 德淮半导体有限公司 图像传感器及其形成方法
US11232974B2 (en) * 2018-11-30 2022-01-25 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Fabrication method of metal-free SOI wafer
FR3091000B1 (fr) 2018-12-24 2020-12-04 Soitec Silicon On Insulator Procede de fabrication d’un substrat pour un capteur d’image de type face avant
CN110349843B (zh) * 2019-07-26 2021-12-21 京东方科技集团股份有限公司 薄膜晶体管及其制备方法、生物识别器件、显示装置

Family Cites Families (74)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4786608A (en) * 1986-12-30 1988-11-22 Harris Corp. Technique for forming electric field shielding layer in oxygen-implanted silicon substrate
US5245203A (en) * 1988-06-06 1993-09-14 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric converter with plural regions
EP0378906A1 (en) * 1988-12-08 1990-07-25 Fujitsu Limited Method of producing semiconductor-on-insulator structure and semiconductor device having semiconductor-on-insulator structure
US5198371A (en) * 1990-09-24 1993-03-30 Biota Corp. Method of making silicon material with enhanced surface mobility by hydrogen ion implantation
JP2566087B2 (ja) * 1992-01-27 1996-12-25 株式会社東芝 有色マイクロレンズアレイ及びその製造方法
JP2908150B2 (ja) * 1992-11-27 1999-06-21 日本電気株式会社 Ｓｏｉ基板構造及びその製造方法
JPH07115184A (ja) * 1993-08-24 1995-05-02 Canon Inc 積層型固体撮像装置及びその製造方法
DE4333661C1 (de) * 1993-10-01 1995-02-16 Daimler Benz Ag Halbleiterbauelement mit hoher Durchbruchsspannung
JP3352340B2 (ja) * 1995-10-06 2002-12-03 キヤノン株式会社 半導体基体とその製造方法
JP2806277B2 (ja) * 1994-10-13 1998-09-30 日本電気株式会社 半導体装置及びその製造方法
US5646053A (en) * 1995-12-20 1997-07-08 International Business Machines Corporation Method and structure for front-side gettering of silicon-on-insulator substrates
JP2743904B2 (ja) * 1996-02-16 1998-04-28 日本電気株式会社 半導体基板およびこれを用いた半導体装置の製造方法
US6191007B1 (en) * 1997-04-28 2001-02-20 Denso Corporation Method for manufacturing a semiconductor substrate
JP3165071B2 (ja) * 1997-05-09 2001-05-14 日本電気株式会社 半導体基板及びその製造方法
US6534380B1 (en) * 1997-07-18 2003-03-18 Denso Corporation Semiconductor substrate and method of manufacturing the same
US6548382B1 (en) * 1997-07-18 2003-04-15 Silicon Genesis Corporation Gettering technique for wafers made using a controlled cleaving process
US5882987A (en) * 1997-08-26 1999-03-16 International Business Machines Corporation Smart-cut process for the production of thin semiconductor material films
JP3495889B2 (ja) * 1997-10-03 2004-02-09 シャープ株式会社 半導体記憶素子
US6376337B1 (en) * 1997-11-10 2002-04-23 Nanodynamics, Inc. Epitaxial SiOx barrier/insulation layer
FR2774214B1 (fr) * 1998-01-28 2002-02-08 Commissariat Energie Atomique PROCEDE DE REALISATION D'UNE STRUCTURE DE TYPE SEMI-CONDUCTEUR SUR ISOLANT ET EN PARTICULIER SiCOI
US6120597A (en) * 1998-02-17 2000-09-19 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Crystal ion-slicing of single-crystal films
TW437078B (en) * 1998-02-18 2001-05-28 Canon Kk Composite member, its separation method, and preparation method of semiconductor substrate by utilization thereof
DE19821999A1 (de) * 1998-05-15 1999-11-18 Siemens Ag SOI-Halbleiteranordnung und Verfahren zur Herstellung derselben
US6271101B1 (en) * 1998-07-29 2001-08-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Process for production of SOI substrate and process for production of semiconductor device
US20040229443A1 (en) * 1998-12-31 2004-11-18 Bower Robert W. Structures, materials and methods for fabrication of nanostructures by transposed split of ion cut materials
US6500732B1 (en) * 1999-08-10 2002-12-31 Silicon Genesis Corporation Cleaving process to fabricate multilayered substrates using low implantation doses
EP1939932A1 (en) * 1999-08-10 2008-07-02 Silicon Genesis Corporation A substrate comprising a stressed silicon germanium cleave layer
JP2002231951A (ja) * 2001-01-29 2002-08-16 Sony Corp 半導体装置およびその製造方法
US6503783B1 (en) * 2000-08-31 2003-01-07 Micron Technology, Inc. SOI CMOS device with reduced DIBL
JP3719380B2 (ja) * 2000-10-13 2005-11-24 セイコーエプソン株式会社 半導体装置の製造方法
US6583440B2 (en) * 2000-11-30 2003-06-24 Seiko Epson Corporation Soi substrate, element substrate, semiconductor device, electro-optical apparatus, electronic equipment, method of manufacturing the soi substrate, method of manufacturing the element substrate, and method of manufacturing the electro-optical apparatus
JP2002184960A (ja) * 2000-12-18 2002-06-28 Shin Etsu Handotai Co Ltd Ｓｏｉウェーハの製造方法及びｓｏｉウェーハ
US6376336B1 (en) * 2001-02-01 2002-04-23 Advanced Micro Devices, Inc. Frontside SOI gettering with phosphorus doping
KR100396890B1 (ko) * 2001-03-09 2003-09-03 삼성전자주식회사 고체 촬상 소자의 제조방법
US20020187619A1 (en) * 2001-05-04 2002-12-12 International Business Machines Corporation Gettering process for bonded SOI wafers
US6509613B1 (en) * 2001-05-04 2003-01-21 Advanced Micro Devices, Inc. Self-aligned floating body control for SOI device through leakage enhanced buried oxide
US6596570B2 (en) * 2001-06-06 2003-07-22 International Business Machines Corporation SOI device with reduced junction capacitance
US20030027406A1 (en) * 2001-08-01 2003-02-06 Malone Farris D. Gettering of SOI wafers without regions of heavy doping
US6998353B2 (en) * 2001-11-05 2006-02-14 Ibis Technology Corporation Active wafer cooling during damage engineering implant to enhance buried oxide formation in SIMOX wafers
JP2003179049A (ja) * 2001-12-11 2003-06-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 絶縁膜形成方法、半導体装置及びその製造方法
JP4012411B2 (ja) * 2002-02-14 2007-11-21 株式会社ルネサステクノロジ 半導体装置およびその製造方法
JP3961310B2 (ja) * 2002-02-21 2007-08-22 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
US7494901B2 (en) * 2002-04-05 2009-02-24 Microng Technology, Inc. Methods of forming semiconductor-on-insulator constructions
JP2004134672A (ja) * 2002-10-11 2004-04-30 Sony Corp 超薄型半導体装置の製造方法および製造装置、並びに超薄型の裏面照射型固体撮像装置の製造方法および製造装置
JP4109531B2 (ja) * 2002-10-25 2008-07-02 松下電器産業株式会社 半導体装置及びその製造方法
JP4289913B2 (ja) * 2003-03-12 2009-07-01 キヤノン株式会社 放射線検出装置及びその製造方法
US7112509B2 (en) * 2003-05-09 2006-09-26 Ibis Technology Corporation Method of producing a high resistivity SIMOX silicon substrate
US7294561B2 (en) * 2003-08-14 2007-11-13 Ibis Technology Corporation Internal gettering in SIMOX SOI silicon substrates
WO2005022610A1 (ja) * 2003-09-01 2005-03-10 Sumco Corporation 貼り合わせウェーハの製造方法
JP4552857B2 (ja) * 2003-09-08 2010-09-29 株式会社Ｓｕｍｃｏ Ｓｏｉウェーハおよびその製造方法
US7718231B2 (en) * 2003-09-30 2010-05-18 International Business Machines Corporation Thin buried oxides by low-dose oxygen implantation into modified silicon
KR100513310B1 (ko) * 2003-12-19 2005-09-07 삼성전자주식회사 비대칭 매몰절연막을 채택하여 두 개의 다른 동작모드들을갖는 반도체소자 및 그것을 제조하는 방법
US6872640B1 (en) * 2004-03-16 2005-03-29 Micron Technology, Inc. SOI CMOS device with reduced DIBL
JP4211696B2 (ja) * 2004-06-30 2009-01-21 ソニー株式会社 固体撮像装置の製造方法
US7453109B2 (en) * 2004-09-03 2008-11-18 Canon Kabushiki Kaisha Solid-state image sensor and imaging system
JP5113999B2 (ja) * 2004-09-28 2013-01-09 シャープ株式会社 水素イオン注入剥離方法
US7202124B2 (en) * 2004-10-01 2007-04-10 Massachusetts Institute Of Technology Strained gettering layers for semiconductor processes
US7193294B2 (en) * 2004-12-03 2007-03-20 Toshiba Ceramics Co., Ltd. Semiconductor substrate comprising a support substrate which comprises a gettering site
JP4806197B2 (ja) * 2005-01-17 2011-11-02 パナソニック株式会社 固体撮像装置
US8049293B2 (en) * 2005-03-07 2011-11-01 Sony Corporation Solid-state image pickup device, electronic apparatus using such solid-state image pickup device and method of manufacturing solid-state image pickup device
US7537989B2 (en) * 2005-11-18 2009-05-26 Sumco Corporation Method for manufacturing SOI substrate
JP5061489B2 (ja) * 2006-04-05 2012-10-31 株式会社Ｓｕｍｃｏ Ｓｉｍｏｘウェーハの製造方法
JP5183958B2 (ja) 2006-04-24 2013-04-17 信越半導体株式会社 Ｓｏｉウエーハの製造方法
KR100825808B1 (ko) * 2007-02-26 2008-04-29 삼성전자주식회사 후면 조명 구조의 이미지 센서 및 그 이미지 센서 제조방법
US7879638B2 (en) * 2007-03-02 2011-02-01 Aptina Imaging Corporation Backside illuminated imager and method of fabricating the same
JP5108369B2 (ja) * 2007-05-07 2012-12-26 富士フイルム株式会社 撮像素子の製造方法及び撮像素子の駆動方法
KR101443580B1 (ko) * 2007-05-11 2014-10-30 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 Soi구조를 갖는 기판
JP5459899B2 (ja) * 2007-06-01 2014-04-02 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
TW200913238A (en) * 2007-06-04 2009-03-16 Sony Corp Optical member, solid state imaging apparatus, and manufacturing method
US7781306B2 (en) * 2007-06-20 2010-08-24 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor substrate and method for manufacturing the same
US7763502B2 (en) * 2007-06-22 2010-07-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd Semiconductor substrate, method for manufacturing semiconductor substrate, semiconductor device, and electronic device
JP5159192B2 (ja) * 2007-07-06 2013-03-06 株式会社東芝 半導体装置の製造方法
US7955950B2 (en) * 2007-10-18 2011-06-07 International Business Machines Corporation Semiconductor-on-insulator substrate with a diffusion barrier
US20100038686A1 (en) * 2008-08-14 2010-02-18 Advanced Micro Devices, Inc. Soi substrates and devices on soi substrates having a silicon nitride diffusion inhibition layer and methods for fabricating

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI687969B (zh) * 2014-09-04 2020-03-11 環球晶圓股份有限公司 製造高電阻率絕緣層上覆矽基板之方法
TWI727515B (zh) * 2018-11-30 2021-05-11 台灣積體電路製造股份有限公司 形成soi結構的方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100040673A (ko) 2010-04-20
US20100090303A1 (en) 2010-04-15
JP2010114409A (ja) 2010-05-20
US8101999B2 (en) 2012-01-24
CN101728311B (zh) 2012-09-05
CN101728311A (zh) 2010-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201021097A (en) SOI substrate and method for producing same, solid-state image pickup device and method for producing same, and image pickup apparatus
JP5706391B2 (ja) Ｓｏｉウエーハの製造方法
US8531000B2 (en) SOI wafer, method for producing same, and method for manufacturing semiconductor device
JP4939222B2 (ja) 半導体ウエハ及びこれを形成する方法
KR101913322B1 (ko) 반도체 소자들을 위한 트랩 리치 층
JP5453832B2 (ja) 固体撮像装置および撮像装置
USRE47208E1 (en) Manufacturing method of solid-state image sensor
TW201103134A (en) Solid-state imaging device and method for manufacturing same
CN101950750B (zh) 半导体装置
JP2006148076A (ja) シリコンウェハに結合することによる薄膜ゲルマニウムの赤外線センサの製造
TW200903819A (en) Photovoltaic device and method for manufacturing the same
TW200929535A (en) Image sensor and method for manufacturing the same
JP5183958B2 (ja) Ｓｏｉウエーハの製造方法
TWI364838B (en) Solid-state imaging device, electronic module and electronic apparatus
JP4610586B2 (ja) 半導体素子の製造方法
TW201210008A (en) Method of manufacturing semiconductor device, semiconductor device, and camera module
JP2011014673A (ja) Ｓｏｉ基板とその製造方法およびそれを用いた固体撮像装置の製造方法
JP5292810B2 (ja) Ｓｏｉ基板の製造方法
JP2020504462A (ja) 前面型撮像素子用基板および前記基板の製造方法
JP2021072435A (ja) 半導体装置および半導体装置の製造方法
WO2009146256A1 (en) High-efficiency thinned imager with reduced boron updiffusion
WO2011013290A1 (ja) 半導体装置の製造方法
CN111261576B (zh) 形成绝缘体上硅结构的方法
US20220059603A1 (en) Method for manufacturing a substrate for a front-facing image sensor
US20090065819A1 (en) Apparatus and method of manufacture for an imager starting material