TW201125109A - Solid-state image sensing device and method of manufacturing the same - Google Patents

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201125109 六、發明說明： 本發明係主張JP 2009— 240607 (申請日：2010/10/ 19)之優先權，內容亦引用其全部內容。 【發明所屬之技術領域】 實施形態係關於固態攝像裝置及其之製造方法，例如 適用背面照射型固態攝像裝置等者。 【先前技術】 近年來，隨畫素之微細化進展，以提高開口率爲主要 目的之背面照射型固態攝像裝置被提案（例如特開2006 -1 28 3 92號公報）。 於該背面照射型固態攝像裝置，光照射面側產生之電 子若未到達配線側之光二極體（PD )則無法被計數成爲信 號。因此，進行光電轉換之矽層之厚度係用於決定感度（ 矽（Si)層之膜厚越厚，感度越高）。 【發明內容及實施方式】 實施形態之一態樣之固態攝像裝置’係在半導體基板 上具備攝像區域，該攝像區域係由包含光電轉換部及信號 掃描電路部的複數畫素配置而成’在形成有上述信號掃描 電路部的上述半導體基板之表面之相反側的基板表面上’ 被形成光照射面的背面照射型固態攝像裝置；係包含：矽 氧化膜，設於上述光照射面側之半導體基板上；p型非晶 201125109 質矽化合物層，設於上述矽氧化膜上；及電洞儲存層，在 上述光照射面側之半導體基板與上述矽氧化膜之界面附近 ，藉由上述P型非晶質矽化合物層予以形成。 在上述背面照射型固態攝像裝置之光照射面側之矽界 面產生空乏化時，存在於界面之產生中心所引起之暗電流 增大將變大而損及畫質。暗電流增大引起之再生畫質劣化 有例如白色劣化、暗色不均勻等。 因此，有提案以使光照射面側之界面不會成爲空乏化 的方式在SOI基板上形成p型半導體層，於其上磊晶成長矽 基板，使用該基板來形成背面照射型固態攝像裝置。但是 ，於基板形成光照射側之P型半導體層時，（基板係使用 製作P型半導體層之基板）基於形成CMOS感測器之過程之 熱工程，會使上述P型半導體層之B (硼）擴散，使上述p 型半導體層之膜厚實質上變厚。上述p型半導體層之膜厚 變厚時，對於藍色（B) ( 450nm )光之感度變爲顯著降 低。 另外，爲使光照射面側之界面附近之矽層不空乏化， 而提案形成負的固定電荷膜（例如氧化給膜（HfO )等） 。此乃藉由形成負的固定電荷膜，而於界面附近之矽層內 形成電洞（hole )層（亦即，不使界面附近空乏化）。如 此則，可抑制暗電流增大。但是，形成具有充分之電洞密 度之固定電荷膜之方法並非容易者。 如上述說明，上述固態攝像裝置及其製造方法，不利 於光照射面側之空乏化之防止以及暗電流之減低。 -6- 201125109 以下參照圖面說明實施形態。以下實施形態中說明背 面照射型（BSI : Back side illumination)固態攝像裝置之 —例，其之光照射面（受光面），係被設於形成有信號掃 描電路部的半導體基板表面上之相反側的半導體基板上之 背面側。又，於說明中，全圖之共通部分附加共通之參照 符號。 (第1實施形態） (1 ·構成例） 使用圖1〜圖6說明本發明第1實施形態之固態攝像裝 置之構成例。 1 — 1.全體構成例 首先，使用圖1說明本實施形態之固態攝像裝置之全 體構成例。圖1表示本實施形態之固態攝像裝置全體構成 例之系統方塊圖。 圖1表示在攝像區域之列位置配置有AD轉換電路時之 一構成。 如圖所示，本實施形態之固態攝像裝置1 〇，係具備攝 像區域12及驅動電路區域14。 攝像區域12,係於半導體基板，將含有光電轉換部及 信號掃描電路部的單位畫素（Pixel ) 1之行列予以配置。 光電轉換部，係具備進行光電轉換而予以儲存的光二 極體，作爲攝像部之機能。信號掃描電路部係具備如後述 201125109 說明之放大電晶體等，用於讀出來自光電轉換部之信號、 予以放大而傳送至AD轉換電路1 5。本實施形態之情況下 ，光照射面（光電轉換部），係設於形成有信號掃描電路 部的半導體基板表面上之相反側的半導體基板上之背面側 〇 驅動電路區域14，係將驅動上述信號掃描電路部用的 垂直移位暫存器13及AD轉換電路等之驅動電路予以配置 而成者。 垂直移位暫存器（Vertical Shift register) 13，係將 信號LSI〜SLk輸出至攝像區域12，作爲依每一行來選擇單 位畫素1的選擇部之機能。由被選擇之行之單位畫素1分別 使對應於射入之光量的類比信號Vsig介由垂直信號線VSL 予以輸出。 AD轉換電路（ADC) 15係將介由垂直信號線VSL被輸 入之類比信號Vsig轉換爲數位信號。 又，於此作爲固態攝像裝置之全體構成之一部分，雖 省略其圖示及說明，但不限定於此。亦即，例如可以另外 具備控制電路用於控制攝像區域12等之動作。ADC電路不 以列並列方式配置，而以晶片等級配置ADC電路，或將 ADC配置於感測晶片上亦可。 1 - 2·攝像區域之構成例 以下使用圖2說明圖1之攝像區域12之構成例。 本實施形態中說明藉由單一之攝像區域12取得複數色 201125109 資訊的單板式攝像元件之一例。 如圖所示，攝像區域12具備：在垂直移位暫存器13之 讀出信號線與垂直信號線VSL之交叉位置以矩陣狀配置而 成的複數個單位畫素1。 單位畫素（PIXEL ) 1，係具備光二極體PD，放大電 晶體Tb，讀出電晶體Td，重置電晶體Tc ’及位址電晶體Ta 〇 於上述畫素1之構成中，光二極體PD係構成光電轉換 部。放大電晶體Tb、讀出電晶體Td、重置電晶體Tc及位址 電晶體Ta係構成信號掃描電路部。 於光二極體PD之陰極被供給基準電位Vss。 放大電晶體Tb，係構成爲放大來自浮置擴散層（ Floating diffusion :檢測部）FD之信號予以輸出。放大電 晶體Tb之閘極係連接於浮置擴散層FD，源極係連接於垂直 信號線VSL，汲極則連接於位址電晶體Ta之源極。藉由垂 直信號線VSL被傳送之單位畫素1之輸出信號，係經由CDS 雜訊除去電路28除去雜訊之後，由輸出端子29予以輸出。 讀出電晶體Td，係控制光二極體PD之信號電荷之儲存 ，讀出電晶體Td之閘極被連接於讀出信號線TRF，源極被 連接於光二極體PD之陽極，汲極被連接於浮置擴散層FD 〇 重置電晶體Tc係將放大電晶體Tb之閘極電位重置而構 成。重置電晶體Tc之閘極被連接於重置信號線RST，源極 被連接於浮置擴散層FD，汲極被連接於連接於汲極電源的 -9 - 201125109 電源端子2 5。 位址電晶體Ta之閘極係連接於位址信號線ADR。 負荷電晶體TL之閘極被連接於選擇信號線SF ’汲極被 連接於放大電晶體Tb之源極’源極被連接於控制信號線 DC。 讀出驅動動作 該攝像區域12之構造之讀出驅動動作如下。首先’讀 出行之位址電晶體Ta，係藉由垂直移位暫存器1 3送出之行 選擇脈衝而成爲ON (導通）狀態。 之後，同樣藉由垂直移位暫存器13送出之重置脈衝而 使重置電晶體Tc成爲ON (導通）狀態’被重置成爲接近 浮置擴散層FD之電位的電壓。之後’重置電晶體Tc成爲 OFF狀態。 之後，讀出電晶體Td成爲ON (導通）狀態，儲存於 光二極體PD之信號電荷被讀出至浮置擴散層FD’浮置擴 散層FD之電位會對應於被讀出之信號電荷數而被調變。 之後，調變後之信號，係藉由構成源極隨耦器的放大 電晶體Tb被讀出至垂直信號線VSL ’而結束讀出動作。 1 - 3 .斷面構成例 以下使用圖3說明本例之固態攝像裝置之斷面構成例 〇 如上述說明，單位畫素1係藉由畫素分離層3 6被分離 -10- 201125109 爲各畫素，由光電轉換部及信號掃描電路部構成。畫素分 離層36，係由擴散於半導體基板（矽基板）30中之B (硼 )等之P型半導體層形成。 光電轉換部，係具備：設於半導體基板30中之光二極 體PD ;電洞儲存層3 5 ;設於光照射面側（背面側）之半導 體基板30之表面上的矽氧化膜34;作爲p型非晶質矽化合 物層的P型非晶質矽碳化物層33;平坦層32;彩色濾光片 CF ;及微透鏡MI^ 信號掃描電路部係具備：被形成於層間絕緣膜3 1 - 1 中的上述放大電晶體（未圖示）等，以及配線層37，該層 間絕緣膜3 1 - 1係設於信號掃描電路形成面側之半導體基 板30上。 半導體基板30，例如爲在SOI基板上藉由磊晶成長形 成之η型半導體層。半導體基板30之膜厚，本例之情況下 例如約3 . 5 μ m。 光二極體PD，係設於半導體基板30中，用於進行光電 轉換。 電洞儲存層35，係由p型非晶質矽碳化物層（a-SiC ( P )層）33形成，被色於光照射面側之半導體基板30與矽 氧化膜34之界面BF附近。電洞儲存層35可以增大界面BF 附近之電洞濃度，控制界面之空乏化。因此，可以控制界 面BF附近產生之暗電流。 矽氧化膜（Si02膜）3 4係設於光照射面側之半導體基 板30上，如後述說明，其膜厚dSi〇2約爲2nm以上、Ο.ίμιη -11 - 201125109 (100 nm)以下較好。 P型非晶質矽碳化物層（a-SiC ( p )層）33係設於Si02 膜34上，具有較矽（Si )之能隙（約l.leV )寬之能隙（ 約2.OeV)。和矽（Si)比較，a-SiC (P)層33之短波長光 之吸收係數較小，因此可抑制對藍（B : Blue )光（例如 45 0nm )之感度降低。另外，如後述說明，a_SiC ( p )層 33之形成時之成膜溫度爲較低溫之約230 °C °因此’可以 在A1 (鋁）或Cu (銅）等之配線層37之形成後’在不劣化 配線層37之配線特性之情況下，形成a-SiC ( p )層33，此 爲其優點。 a-SiC (p)層33爲p型半導體層，因此可於界面BF附 近形成上述電洞儲存層35。a-SiC (p)層33之膜厚dSiC較 好是可以形成上述電洞儲存層35之程度（可以使界面BF不 成爲空乏化之程度）。但是，a-SiC (p)層33之膜厚dSiC 變爲極端厚時，經由光電轉換產生之電子有可能於該區域 再度結合，導致藍（B: Blue)光之降低。因此，a-SiC( p )層33之膜厚dSiC，本例之情況下較好是設爲例如約 30ηπι以下。另外’ a-SiC(p)層33之B (硼）濃度，較好 是光照射面側之半導體基板之界面BF附近不會成爲空乏化 之B濃度’可以充分抑低暗電流之濃度，例如較好是約 lE17cm·3以上 lE20cm·3以下。 於a-SiC (p)層33’較好是藉由電壓控制電路（未圖 示），介由畫素分離層3 6以接地於接地電源電壓（GND ) 的方式供給電壓VSiC。藉由上述電壓vsiC之供給，可以 -12- 201125109 控制電洞儲存層35之電洞濃度’可形成更穩定之電洞儲存 層35。 平坦層3 2係設於光照射面側之a - S i C ( p )層3 3上’本 例之情況下，例如由矽氧化膜（s i 0 2膜）等形成。 彩色濾光片CF，係色於光照射面側之層間絕緣膜3 1 -2中，在例如Bayer配置時係對應於R (紅）、G (綠）、B (藍）等之個別色被配置。 微透鏡ML係設於光照射面側之層間絕緣膜3 1 - 2上。 配線層3 7係設於信號掃描電路形成側之層間絕緣膜3 1 _ 1中，藉由例如A1 (鋁）、或Cu (銅）等形成。 又，於此雖省略圖示，但亦可於背面側之層間絕緣膜 31-2上藉由Si3N4膜等形成鈍化膜。 1 一 4.關於電洞之產生 以下依據圖4、5說明本例之固態攝像裝置之界面B F附 近之電洞之產生等。 1 - 4 - 1 . (特性1 )首先，依據圖4說明由表面側之半導體基板 30表面至界面BF附近中之深度方向之1次元之濃度分布（ 電洞（Hole)、施體（Donor)、受體（Accepter)濃度） 以及電位（Potential)。 如圖中虛線所示，在光照射面側之半導體基板30與矽 氧化膜34之界面BF附近，基於a_SiC(p)層33所形成之電 -13- 201125109 洞儲存層35，使電洞（Hole)被儲存。因此，可增大界面 BF附近之電洞濃度，抑制空乏化，可抑制界面BF附近產 生之暗電流。 (特性2)其次，依據圖5說明由表面側之半導體基板 3〇表面（光二極體PD側）至界面BF附近之斷面中之電洞 (Hole)濃度。 如圖所示，在界面BF附近產生多數之電洞，電洞（ Hole)濃度成爲1E16 cm·3以上，而不會成爲空乏化。因此 ，可抑制界面BF附近產生之暗電流。 1 一 4— 2.a-SiC(p)層之B (硼）濃度與暗電流之關係 以下依據圖6說明a-SiC(p)層33之B (硼）濃度與暗 電流之關係。圖6表示以矽氧化膜34之膜厚（dSi02)爲參 數，本實施形態形成之a-SiC (p)層33之B (硼）濃度與 暗電流。 如圖所示，a-SiC(p)層33之B (硼）濃度越高，暗 電流變爲越低。另外，矽氧化膜34之膜厚（dSi02)越厚 ’暗電流越低，在B (硼）濃度大約iE17cm·3以上時暗電 流被抑制而成爲大略一定。由該結果可知，a_siC ( p )層 33之B (硼）濃度較好是爲約1E17cm·3以上1E2〇cm·3以下 之濃度’矽氧化膜34之膜厚（dSi02 )較好是2nm以上 0.1 μπι ( 1 〇〇nm ) nm以下。 (製造方法） -14 - 201125109 以下參照圖7〜1 0說明第1實施形態之固態攝像裝置之 製造方法。 首先，例如於SOI ( Silicon on insulater)基板上幕晶 成長例如約3.5 μηα之η型半導體層，形成半導體基板（Si-sub)〕 0 。 之後 ，於 信號掃 描線側 （表 面側） 之半 導體基 板30，使用習知之CMOS感測器製造方法，形成畫素分離 層36、光二極體PD、層間絕緣膜3 1 — 1及配線層37。 之後，進入背面照射型固態攝像裝置之製造工程。 具體言之爲’如圖7所示，使用接著劑或直接接合法 ，於信號掃描線側（表面側）之配線層3 7或層間絕緣膜3 1 —1貼合支撐基板4 1。 之後，將光照射面側（表面側）之SOI基板之矽基板 直至所要厚度爲止予以除去，例如使用CMP (化學機械硏 磨）法等進行硏磨。僅殘留SOI基板之中之氧化層34。該 矽氧化層（SOI層）3 4之膜厚乃較所要膜厚厚時，必要時 例如藉由NF4OH或HF或HF與HN〇3與CH3COOH之混合液再 度使矽氧化層34薄膜化爲所要膜厚（例如約50nm )。或者 —開始使用矽氧化層34之膜厚爲Ο.ίμιη (約l〇〇nm)以下之 SOI基板，則可以不進行上述矽氧化層34之薄膜化加工。 以下說明a-SiC ( p)層33之形成工程。 具體言之爲，如圖8所示，藉由上述工程，在光照射 面側殘留之薄的矽氧化膜34上，使用例如電漿CVD法形成 約30nm之p型非晶質矽碳化物層（a-SiC(p)層）33。 圖9表示a-SiC(p)層33之形成工程時之成膜條件及 -15- 201125109 膜特性之一覽。如圖所示，設定流量如下：SiH4氣體100 [SCCM]，H2 氣體=50 [SCCM]，CH4 氣體=20 [SCCM]， B2H6 氣體=8 [SCCM]，在 0.5 [Torr]壓力下，於 30 [W/cm2] 電力，基板溫度230度，進行約2分30秒之沈積。於此條件 下可形成約30nm之p型非晶質矽碳化物層33。 如上述說明，本例之a-SiC ( p )層33之形成工程中， 成膜溫度爲較低溫之約230度，因此即使在形成A1或Cu等 配線層37之後，亦可以在不劣化配線層37之配線特性之情 況下，形成a-SiC ( p )層33，此爲有利之點。a-SiC ( p ) 層3 3，係如圖9所示，通常爲較矽之能隙（1 . 1 eV )寬的 2.0eV，或者短波長光之吸收係數較矽小者，因此可抑制 對藍光（例如45 Onm)之感度降低。 另外，a-SiC (p)層33爲p型半導體層，因此形成a-SiC(p)層33時，在光照射面側之半導體基板30之界面BF 附近可以形成電洞儲存層35，可以抑制半導體基板30之界 面BF附近之暗電流，此爲有利之點。 之後，如圖1 〇所示，在光照射面側（表面側）之a-SiC ( p)層33上形成矽氧化膜等，形成平坦層32。之後， 於背面側之平坦層32上形成層間絕緣膜3 1 - 2，於該層間 絕緣膜31- 2中藉由有機物等形成彩色濾光片CF»之後， 於背面側之層間絕緣膜31 - 2上形成Si3N4膜之鈍化膜（未 圖示）。之後，於表面側的層間絕緣膜31 - 2上形成微透 鏡ML。之後除去支撐基板41而可以製造如圖3所示背面照 射型固態攝像裝置。 -16- 201125109 另外，於第1實施形態中說明在SOI基板上磊晶成長η 型矽膜之基板，但不限定於此。例如不限定於SOI基板， 亦可使用本體（bulk )之矽基板或SIMOX等基板，可獲得 同樣效果。 (3.作用效果） 依據第1實施形態之固態攝像裝置及其製造方法至少 可獲得以下（1 )〜（3 )之效果。 (1 )可防止光照射面側之基板界面BF之空乏化，可 減低暗電流。 如上述說明，本例之固態攝像裝置，係具備：於半導 體基板3 0上配置有包含光二極體（PD)及信號掃描電路部 (Ta等）之複數畫素1的攝像區域12，係在形成有信號掃 描電路部（Ta等）之半導體基板30的表面之相反側之基板 表面上，被形成光照射面的背面照射型固態攝像裝置。另 外，本例之固態攝像裝置係具備··設於光照射面側之半導 體基板上的矽氧化膜34 ;設於矽氧化膜34上的p型非晶質 矽碳化物層（a-SiC ( p )層）33 ;及在光照射面側之半導 體基板30與矽氧化膜34之界面BF附近，藉由p型非晶質矽 碳化物層33形成之電洞儲存層35。 依據上述構成，在較多缺陷而成爲暗電流產生來源之 界面BF附近，可以配置由p型非晶質矽碳化物層33形成之 電洞儲存層35。因此可以增大界面BF之電洞濃度，可抑制 空乏化，可降低暗電流爲其優點。 -17- 201125109 (2)可形成更穩定之電洞儲存層35° 本例之固態攝像裝置，係介由畫素分離層36供給接地 電源電壓（GND )作爲對p型非晶質矽碳化物層33供給之 電壓VSiC。電壓VSiC可以藉由例如電壓控制電路（未圖 示）等予以施加。 如上述說明，藉由供給上述電壓VSiC可控制電洞濃度 ，可形成更穩定之電洞儲存層35爲其優點。 (3 )可防止配線層37之信賴性劣化。 如上述說明，於a-Si C (p)層33之形成時之成膜溫度 爲較低溫之約2 3 0度（°C )，因此即使在形成A1 (鋁）或 Cu (銅）等配線層37之後形成a-SiC ( p )層33時，亦可以 在不劣化配線層3 7之配線特性之情況下，形成a-SiC ( p ) 層33，可防止配線層37之信賴性劣化，此爲有利之點。 (第2實施形態（具備透明電極層之一例）） 以下依據圖1 1說明第2實施形態之固態攝像裝置。 該實施形態係具備透明電極層之一例》於說明中省略 和上述第1實施形態重複部分之說明。 (構成例） 首先，使用圖1 1說明第2實施形態之固態攝像裝置之 構成例。如圖所示，本例和上述第1實施形態之差異在於 ，於光照射面側（背面側）之a - S i C ( p )層3 3上另外形成 透明電極層5 5。 -18- 201125109 本例之情況下，透明電極層5 5係由膜厚約3 5 n m之IΤ Ο (Indium Tin Oxide )膜等形成。於透明電極層55較好是 可以施加特定電壓VITO，於裝置驅動時較好是施加負偏壓 (例如約-2V )作爲電壓VITO。電壓VITO可以構成爲由上 述電壓控制電路來供給。因此，優點爲更爲精確控制界面 BF附近之電洞濃度。 (製造方法） 以下說明第2實施形態之固態攝像裝置之製造方法。 於此省略圖示。 首先，使用和上述第1實施形態同樣之製造方法，形 成例如約3〇nm之p型非晶質矽碳化物層（a-SiC ( p )層） 33 ° 之後，於P型非晶質矽碳化物層（a-SiC ( p )層）33 上使用化學反應濺鏟法沈積約35nm之ITO ( Indium Tin Oxide)膜，形成透明電極層 55。ITO( Indium Tin Oxide )膜之更具體形成工程爲，可於Ar氣體流量lOOsccm，氧 氣體流量2〇Sccm，壓力保持〇.8Pa下進行濺鍍。 之後，使用和上述實質上同樣之製造工程，形成平坦 層32 '層間絕緣膜31 — 2、彩色濾光片CF及微透鏡ML，而 製造如圖1所示背面照射型固態攝像裝置。 (作用效果） 依據第2實施形態之固態攝像裝置及其製造方法至少 -19- 201125109 可獲得和上述（i)〜（3)同樣效果。 另外，本例和第1實施形態之不同爲’在光照射面側 (背面側）之a-SiC(p)層33上另外設置透明電極層55° 於透明電極層55較好是可以施加特定電壓VITO’於裝 置驅動時較好是施加負偏壓（例如約-2V )作爲電壓VITO 。電壓VITO可以構成爲由上述電壓控制電路來供給。因此 ，優點爲更爲精確控制界面BF附近之電洞濃度。 (第3實施形態（a-SiN ( p)之一例）） 以下依據圖1 2說明第3實施形態之固態攝像裝置。 該實施形態係適用P型非晶質矽氮化物層（a-SiN ( p )層）77之一例。於說明中省略和上述第1實施形態重複 之部分之詳細說明。 (構成例） 如圖12所示’本例之不同點在於，取代上述第1實施 形態所示之a-SiC ( p )層33，改設置p型非晶質矽氮化物 層（a-SiN (p))層 77。 (製造方法） 製造方法之和上述第〗實施形態之差異在於，在a_sic (p)層33之形成工程中取代CH4(甲烷氣體）改用氣 體。如此則，可以形成所要之a SiN ( p)層77。 -20- 201125109 (作用效果） 依據第3實施形態之固態攝像裝置及其製造方法，至 少可獲得和上述（1 )〜（3 )同樣之效果。另外，如本例 般，必要時可適用a-SiN ( p )層77。另外，於背面照射側 (背面側）之a-SiN ( p )層77設置上述第2實施形態之透 明電極層5 5亦同樣有效。 又，上述第1〜第3實施形態中，矽氧化膜34不限定於 使用SOI基板而殘留之矽氧化膜，亦包含例如使用本體（ bulk)基板時膜厚約2nm之自然氧化膜。 上述實施形態僅爲一例，並非用來限定本發明。本發 明之範圍不限定於上述說明，在申請專利範圍所示、或和 申請專利範圍均等意義及範圍內之所又變更均包含於本發 明。 【圖式簡單說明】 圖1表示第1實施形態之固態攝像裝置全體構成例之方 塊圖。 圖2表示第1實施形態之固態攝像裝置之攝像區域之等 效電路圖。 圖3表示第1實施形態之固態攝像裝置之斷面構成例之 斷面圖。 圖4表示第1實施形態之由半導體基板表面起之界面附 近之深度方向之濃度分布及電位之圖》 圖5表示第1實施形態之固態攝像裝置之半導體基板表 -21 - 201125109 面側起之界面附近之斷面中之電洞濃度之圖。 圖6表示以第1實施形態之固態攝像裝置之矽氧化膜之 膜厚（dSi02)爲參數，表示a-SiC(p)層之B (硼）濃度 與暗電流之關係圖。 圖7表示第1實施形態之固態攝像裝置之一製造工程。 圖8表示第1實施形態之固態攝像裝置之一製造工程。 圖9表示第1實施形態之a-SiC ( p)層之成膜方法及特 性之圖。 圖10表示第1實施形態之固態攝像裝置之一製造工程 〇 圖1 1表示第2實施形態之固態攝像裝置之斷面構成例 之斷面圖。 圖1 2表示第3實施形態之固態攝像裝置之斷面構成例 之斷面圖。 【主要元件符號說明】 1 :單位畫素 CF :彩色濾光片 BF :界面附近 ML :微透鏡 Si_sub :半導體基板 PD :光二極體 VSiC :電壓 dSi02 :膜厚 -22- 201125109 dSiC :膜厚 3 0 :半導體基板 3 2 :平坦層 33 : a-SiC ( p )層 34 :矽氧化膜 3 5 :電洞儲存層 3 6 :畫素分離層 3 7 :配線層 3 1 - 1 :層間絕緣膜 3 1 - 2 :層間絕緣膜 1 2 :攝像區域 1 3 :垂直移位暫存器 1 4 :驅動電路區域 15 : AD轉換電路 25 :電源端子 28 : CDS雜訊除去電路

Claims (1)

1. 201125109 七、申請專利範圍： 1. 一種背面照射型固態攝像裝置，係在半導體基板上 具備攝像區域，該攝像區域係由包含光電轉換部及信號掃 描電路部的複數畫素配置而成，在形成有上述信號掃描電 路部的上述半導體基板之表面之相反側的基板表面上，被 形成光照射面者；其特徵爲包含： 矽氧化膜，設於上述光照射面側之半導體基板上； P型非晶質矽化合物層，設於上述矽氧化膜上；及 電洞儲存層，在上述光照射面側之半導體基板與上述 矽氧化膜之界面附近，藉由上述P型非晶質矽化合物層形 成。 2 .如申請專利範圍第1項之背面照射型固態攝像裝置 ，其中 上述畫素，係另具有：依據畫素別予以分離的畫素分 離層； 另包含：控制電路，用於介由上述畫素分離層而對上 述P型非晶質矽化合物層供給電壓。 3 .如申請專利範圍第2項之背面照射型固態攝像裝置 ，其中 另包含：設於上述P型非晶質矽化合物層上的透明電 極層； 上述控制電路係對上述透明電極層供給負偏壓。 4.如申請專利範圍第1項之背面照射型固態攝像裝置 ，其中 -24- 201125109 上述P型非晶質矽化合物層，係P型非晶質矽碳化物層 或P型非晶質矽氮化物層。 5 .如申請專利範圍第4項之背面照射型固態攝像裝置 ，其中 上述P型非晶質矽碳化物層之硼（B)濃度爲lEl7cm-3 以上、1 E20cnT3以下； 上述矽氧化膜之膜厚爲2nm以上' lOOnm以下。 6.如申請專利範圍第1項之背面照射型固態攝像裝置 ，其中 上述畫素係包含： 光二極體，其構成上述光電轉換部；及 構成上述信號掃描電路部的放大電晶體、讀出電晶體 、重置電晶體及位址電晶體。 7 ·如申請專利範圍第1項之背面照射型固態攝像裝置 ，其中 另包含：垂直移位暫存器，用於依每一行來選擇上述 畫素。 8. 如申請專利範圍第1項之背面照射型固態攝像裝置 ，其中 另包含：類比數位轉換電路，用於將選擇行之上述畫 素所分別輸出的’和射入之光量對應之類比信號，轉換爲 數位信號。 9. 一種固態攝像裝置之製造方法，其特徵爲包含： 在SOI基板上形成半導體層； -25- 201125109 在信號掃描線側之上述半導體層，形成光二極體、層 間絕緣膜以及配線層； 在信號掃描線側之上述層間絕緣膜貼合支撐基板； 以上述SOI基板中之絕緣層作爲阻蝕層使用，而將上 述信號掃描線側之相反側的光照射面側之上述半導體基板 予以除去； 在殘留於上述光照射面側的上述絕緣層上形成P型非 晶質矽化合物層，在上述光照射面側之上述半導體層與上 述絕緣層之界面附近，形成由上述p型非晶質矽化合物層 構成之電洞儲存層； 在上述p型非晶質矽化合物層上形成平坦層； 在上述平坦層上形成層間絕緣膜，於該層間絕緣膜中 形成彩色濾光片；及 在光照射面側之上述層間絕緣膜上形成微透鏡。 1 0.如申請專利範圍第9項之固態攝像裝置之製造方法 ，其中另包含： 在上述半導體層形成依上述各畫素而分離之畫素分離 層；及 形成介由上述畫素分離層而對上述P型非晶質矽化合 物層供給電壓之控制電路。 1 1 .如申請專利範圍第1 0項之固態攝像裝置之製造方 法，其中 另包含：於上述P型非晶質矽化合物層上形成透明電 極層； •26 - 201125109 上述控制電路係對上述透明電極層供給負偏壓。 1 2 .如申請專利範圍第9項之固態攝像裝置之製造方法 ，其中 上述p型非晶質矽化合物層，係p型非晶質矽碳化物層 或P型非晶質矽氮化物層。 1 3 .如申請專利範圍第1 2項之固態攝像裝置之製造方 法，其中 上述P型非晶質矽碳化物層之硼濃度爲lE17cnT3以上 、1 E20cm'3 以下； 上述矽氧化膜之膜厚爲2nm以上、100nm以下。 1 4.如申請專利範圍第1 2項之固態攝像裝置之製造方 法，其中 形成上述P型非晶質矽碳化物層時之成膜條件係包含 流入 SiH4 氣體=100 [SCCM]，H2 氣體=50 [SCCM]， CH4 氣體=20 [SCCM]，B2H6 氣體=8 [SCCM] ’ 於0.5 [Torr]之壓力下，30 [W/cm2]之電力下， 於基板溫度23 0度下；以及 沈積約2分30秒。 1 5.如申請專利範圍第9項之固態攝像裝置之製造方法 ，其中 另包含：藉由NF4OH、或HF、或HF與HN〇3與 CH3COOH之混合液，使上述SOI基板中之上述絕緣膜之膜 厚薄膜化。 -27-