[发明专利]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

说明书

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