專利名稱：半導(dǎo)體裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
作為便攜式攝像機組件或攝影機、數(shù)字靜態(tài)照相機、監(jiān)視用照相機等中利用的固 體攝像元件，已知CMOS圖像傳感器。在該CMOS圖像傳感器中，為了提高感度等像素性能而 提出了背面照射型結(jié)構(gòu)(例如參照文獻1 日本特開2007-324629號公報)。S卩，該背面照 射型結(jié)構(gòu)是通過使光從沒有設(shè)置電極層和布線層等的基板的背面?zhèn)热肷?，從而實現(xiàn)了聚光 特性的提高。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明一個方式的半導(dǎo)體裝置包括半導(dǎo)體基板；背面取出電極，在貫通所述半導(dǎo)體基板的接觸孔內(nèi)，隔著以均勻的膜厚形成的絕 緣膜埋入第1導(dǎo)電材料，還用作對位用標(biāo)記，用于在所述半導(dǎo)體基板的背面?zhèn)热〕鲭姌O；以 及焊盤，設(shè)置在所述半導(dǎo)體基板的背面，與所述背面取出電極連接。根據(jù)本發(fā)明一個方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法用于形成背面取出電極，該背面取 出電極用于在半導(dǎo)體基板的背面?zhèn)热〕鲭姌O，還用作對位用標(biāo)記，該方法包括以下步驟在所述半導(dǎo)體基板中形成貫通孔；在所述貫通孔的內(nèi)壁上形成具有均勻膜厚的絕緣膜；以及隔著所述絕緣膜，在所述貫通孔內(nèi)埋入第1導(dǎo)電材料形成接觸層。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第1實施方式的半導(dǎo)體裝置(背面照射型的CMOS圖像傳 感器)的結(jié)構(gòu)例的剖面圖；圖2是示出根據(jù)第1實施方式的CMOS圖像傳感器的背面取出電極的結(jié)構(gòu)例的平 面圖；圖3是示出用來說明根據(jù)第1實施方式的CMOS圖像傳感器的制造方法的工序剖 面圖；圖4是示出用來說明根據(jù)第1實施方式的CMOS圖像傳感器的制造方法的工序剖 面圖5是示出用來說明根據(jù)第1實施方式的CMOS圖像傳感器的制造方法的工序剖 面圖；圖6是示出用來說明根據(jù)第1實施方式的CMOS圖像傳感器的制造方法的工序剖 面圖；圖7是示出用來說明根據(jù)第1實施方式的CMOS圖像傳感器的制造方法的工序剖 面圖；圖8是示出用來說明根據(jù)第1實施方式的CMOS圖像傳感器的制造方法的工序剖 面圖；圖9是示出用來說明根據(jù)第1實施方式的CMOS圖像傳感器的制造方法的工序剖 面圖；圖10是示出用來說明根據(jù)第1實施方式的CMOS圖像傳感器的制造方法的工序剖 面圖；圖11是示出用來說明根據(jù)第1實施方式的CMOS圖像傳感器的制造方法的工序剖 面圖；圖12是示出用來說明根據(jù)第1實施方式的CMOS圖像傳感器的制造方法的工序剖 面圖；圖13是示出用來說明根據(jù)第1實施方式的CMOS圖像傳感器的制造方法的工序剖 面圖；圖14是示出用來說明根據(jù)第1實施方式的CMOS圖像傳感器的制造方法的工序剖 面圖；圖15是示出用來說明根據(jù)第1實施方式的CMOS圖像傳感器的制造方法的工序剖 面圖；圖16是示出用來說明根據(jù)第1實施方式的CMOS圖像傳感器的制造方法的工序剖 面圖；圖17是示出用來說明根據(jù)第1實施方式的CMOS圖像傳感器的制造方法的工序剖 面圖；圖18是示出用來說明根據(jù)第1實施方式的CMOS圖像傳感器的制造方法的工序剖 面圖；圖19是示出用來說明根據(jù)第1實施方式的CMOS圖像傳感器的制造方法的工序剖 面圖；圖20是示出根據(jù)本發(fā)明第2實施方式的半導(dǎo)體裝置(背面照射型的CMOS圖像傳 感器)的結(jié)構(gòu)例的剖面圖；圖21是示出用來說明根據(jù)第2實施方式的CMOS圖像傳感器的制造方法的工序剖 面圖；圖22是示出用來說明根據(jù)第2實施方式的CMOS圖像傳感器的制造方法的工序剖 面圖；圖23是示出用來說明根據(jù)第2實施方式的CMOS圖像傳感器的制造方法的工序剖 面圖；圖24是示出用來說明根據(jù)第2實施方式的CMOS圖像傳感器的制造方法的工序剖面圖；圖25是示出用來說明根據(jù)第2實施方式的CMOS圖像傳感器的制造方法的工序剖 面圖；圖26是示出用來說明根據(jù)第2實施方式的CMOS圖像傳感器的制造方法的工序剖 面圖；圖27是示出用來說明根據(jù)第2實施方式的CMOS圖像傳感器的制造方法的工序剖 面圖；圖28是示出用來說明根據(jù)第2實施方式的CMOS圖像傳感器的制造方法的工序剖 面圖；圖29是示出用來說明根據(jù)第2實施方式的CMOS圖像傳感器的制造方法的工序剖 面圖；圖30是示出用來說明根據(jù)第2實施方式的CMOS圖像傳感器的制造方法的工序剖 面圖；圖31是示出根據(jù)本發(fā)明第3實施方式的半導(dǎo)體裝置(背面照射型的CMOS圖像傳 感器)的結(jié)構(gòu)例的剖面圖；圖32是示出用來說明根據(jù)第3實施方式的CMOS圖像傳感器的制造方法的工序剖 面圖；圖33是示出用來說明根據(jù)第3實施方式的CMOS圖像傳感器的制造方法的工序剖 面圖；圖34是示出用來說明根據(jù)第3實施方式的CMOS圖像傳感器的制造方法的工序剖 面圖；圖35是示出用來說明根據(jù)第3實施方式的CMOS圖像傳感器的制造方法的工序剖 面圖；圖36是示出用來說明根據(jù)第3實施方式的CMOS圖像傳感器的制造方法的工序剖 面圖。
具體實施例方式其中，在上述文獻1中記載的背面照射型固體攝像元件的情況下有必要從基板的 背面?zhèn)热〕鲭姌O。但是，由于用來取出該電極的工序成為與形成光接收傳感器單元的光電二極管和 片上透鏡(on-chip lense)的對位用的對準標(biāo)記不同的工序，所以有工序數(shù)增加的傾向。 即，在該背面照射型固體攝像元件的情況下，首先，在基板的表面?zhèn)刃纬晒饨邮諅鞲衅鲉卧?和電極層等時，在接觸孔內(nèi)埋入絕緣層從而形成對準標(biāo)記。然后，在基板的背面?zhèn)刃纬善?透鏡時，鑿穿對準標(biāo)記的絕緣層，形成用來將電極取出到基板的背面?zhèn)鹊慕佑|層。這樣，必 須在上述的背面照射型固體攝像元件中，將作為對位用標(biāo)記形成的對準標(biāo)記重新形成為連 接電極層和布線層的背面取出電極，因而與表面照射型結(jié)構(gòu)相比工序數(shù)相應(yīng)增加。從而強 烈地希望有能夠減少工序數(shù)的工藝。另外，在將對準標(biāo)記重新形成為背面取出電極的文獻1的結(jié)構(gòu)中，不適合微細化， 還有不適應(yīng)裝置的小型化的傾向。這是因為，為了鑿穿內(nèi)側(cè)部分而僅剩下成為對準標(biāo)記的絕緣層的外側(cè)部分，然后將導(dǎo)電材料埋入該內(nèi)側(cè)部分而形成接觸層，從而將其作為背面取 出電極，所以如果考慮對位精度等，則難以均勻地形成絕緣層的膜厚，所以微細化受到限 制。因此，下面參照
本發(fā)明的實施方式。但是，附圖是示意性的，應(yīng)該注意到 各附圖的尺寸和比例等與實際不同。另外，顯然各個附圖彼此之間也包含相互的尺寸的關(guān) 系和/或比例不同的部分。尤其是，下面示出的任何一個實施方式都例示了用來具體化本 發(fā)明的技術(shù)思想的裝置和方法，本發(fā)明的技術(shù)思想不受結(jié)構(gòu)部件的形狀、結(jié)構(gòu)、配置等的限 定。本發(fā)明的技術(shù)思想在不脫離其要旨的范圍內(nèi)可以進行各種變化。第1實施方式圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第1實施方式的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)例。其中，以半導(dǎo)體裝 置為例說明背面照射型的CMOS圖像傳感器。再有，圖1是以1像素1單元結(jié)構(gòu)的3Tr(晶 體管)型作為單位單元的情況的例子。如圖1所示，在該背面照射型的CMOS圖像傳感器的情況下，包括光電二極管部 PD、轉(zhuǎn)發(fā)(讀出)用M0S晶體管TG、以及未圖示的重置用M0S晶體管和放大用M0S晶體管， 構(gòu)成一個單位單元。在背面照射型的CMOS圖像傳感器中以矩陣狀設(shè)置這樣結(jié)構(gòu)的多個單 位單元。S卩，在各單位單元中，光電二極管部PD由光接收部11和累積層12構(gòu)成。光接收部 11是用來積蓄對入射光進行光電轉(zhuǎn)換得到的信號電荷的電荷積蓄區(qū)域，例如由在S0I (絕 緣體上硅；Silicon On Insulator)基板上的硅(Si)外延層10的表面部(傳感器像素區(qū) 域)上形成的、N導(dǎo)電型(第1導(dǎo)電型)的擴散層構(gòu)成。累積層12用來抑制暗電流，是與 光接收部11的表面部相對應(yīng)設(shè)置的、例如具有P導(dǎo)電型(第2導(dǎo)電型)的低雜質(zhì)濃度的擴 散層區(qū)域(P-層)。累積層12的雜質(zhì)濃度例如為1 X 1016 1 X 1017左右。轉(zhuǎn)發(fā)用M0S晶體管TG用來控制光電二極管部PD中的信號電荷的積蓄，與光電二 極管部PD相鄰設(shè)置。即，轉(zhuǎn)發(fā)用M0S晶體管TG的讀出柵極電極(讀出電極)G隔著絕緣膜 13形成在Si外延層10的表面上。在讀出柵極電極G的形成中使用多晶硅等。漏極起光電 二極管部PD的陽極的作用，源極起浮動傳播層FD的作用。浮動傳播層FD是形成在Si外 延層10的表面部上的、高雜質(zhì)濃度的擴散層區(qū)域(N+層)。再有，圖中示出的31是用來劃定單位單元的像素分離區(qū)域(P層)，32是像素分離 用的STI (淺溝絕緣；Shallow Trench Isolation)。另外，雖然為了方便而未圖示，但是在 各單位單元中，在Si外延層10的表面?zhèn)?其他剖面)上分別設(shè)置重置用M0S晶體管和放 大用M0S晶體管。在背面照射型的CMOS圖像傳感器的情況下，入射光從Si外延層10的背面?zhèn)日?射，透過Si外延層10，被光電二極管部PD接收。此時，入射光不被多個布線層等所遮擋， 入射到Si外延層10內(nèi)，被導(dǎo)向光電二極管部PD。為此，在Si外延層10的背面?zhèn)?傳感 器的背面?zhèn)?，隔著鈍化氧化膜33和鈍化氮化膜34，對每一個單位單元設(shè)置RGB (紅、綠或 藍)的濾色器35和微透鏡36。另一方面，在Si外延層10的周邊區(qū)域設(shè)置背面取出電極21。該背面取出電極21 例如還起到傳感器像素區(qū)域的光電二極管部PD和微透鏡36的對位用對準標(biāo)記的作用。即， 在傳感器的周邊區(qū)域上貫通Si外延層10設(shè)置作為對準標(biāo)記的接觸層21a和絕緣膜21c。接觸層21a構(gòu)成為在向Si外延層10開孔的接觸孔(深溝；De印Trench) 21b內(nèi)，隔著膜厚大 致均勻的薄絕緣膜21c，埋入例如添加了適量雜質(zhì)的低電阻多晶硅而成(貫通通路結(jié)構(gòu))。接觸層21a的一端與在Si外延層10的背面?zhèn)?傳感器的背面?zhèn)?上設(shè)置的鋁 (A1)焊盤22連接。該A1焊盤22隔著背面絕緣膜23的背面接觸部23a與接觸層21a的 一端連接。該A1焊盤22大致被鈍化絕緣膜24和上述鈍化氧化膜33以及上述鈍化氮化膜 34所覆蓋，僅露出其表面部。另外，在Si外延層10的表面?zhèn)?，接觸層21a的另一端與設(shè)置在層間絕緣膜25上 的布線層接觸件26連接。該布線層接觸件26經(jīng)由設(shè)置在絕緣膜層41內(nèi)的、例如由銅(Cu) 構(gòu)成的第1布線層27a、由銅構(gòu)成的第1層通路28a、由銅構(gòu)成的第2層布線27b以及由銅 構(gòu)成的第2層通路28b，與由A1構(gòu)成的布線層(或者電極層)29連接。這樣，與上述的轉(zhuǎn)發(fā) 用M0S晶體管TG等相連的布線層或電極層經(jīng)由背面取出電極21在傳感器(Si外延層10) 的背面?zhèn)热〕?。并且，在布線層29的上方(傳感器的表面?zhèn)?，隔著絕緣膜層41，貼合支持基板 42。在具有本實施方式的結(jié)構(gòu)的情況下，通過做成背面照射型結(jié)構(gòu)，不僅能夠提高 CMOS圖像傳感器的聚光特性，而且還能夠作為背面取出電極21原樣利用對準標(biāo)記，所以在 實現(xiàn)制造工序(工藝)的簡單化的同時，可以更微細地形成對準標(biāo)記，結(jié)果是可以實現(xiàn)傳感 器的小型化。圖2示出了背面取出電極21的結(jié)構(gòu)例。在本實施方式的情況下，在背面取出電極 21中，可以由具有大致均勻的膜厚的、薄的氧化(Si02)膜構(gòu)成絕緣膜21c。S卩，例如通過使Si外延層10氧化從而在接觸孔21b的內(nèi)壁上形成了由Si02膜構(gòu) 成的絕緣膜21c之后，埋入低電阻多晶硅而形成接觸層21a，從而形成兼做對準標(biāo)記的背面 取出電極21，這將在后面詳述。因此，不僅能夠減少工序數(shù)，而且可以形成具有大致均勻的 膜厚、并且薄的絕緣膜21c。從而，與前面說明的文獻1中記載的背面照射型固體攝像元件 相比，能夠形成更微細的對準標(biāo)記。其中，例如假定傳感器的使用電壓VDD為3. 3V，用于使接觸層21a和Si外延層10 之間絕緣的絕緣膜21c的最小膜厚大致為5nm(每一個對準標(biāo)記的絕緣膜厚在加工前后為 約lOnm)。附帶地說，在文獻1中記載的背面照射型固體攝像元件的情況下，考慮用來鑿穿 絕緣層的加工精度(例如15nm)和對位精度(例如25nm)時，即使是相同的條件(使用電 壓VDD = 3. 3V，最小膜厚=5nm)，作為絕緣層也有必要具有50nm以上的厚度(加工前，每 一個對準標(biāo)記)。下面說明制造上述結(jié)構(gòu)的背面照射型的CMOS圖像傳感器的方法。再有，其中，例 示了使用S0I基板來形成由多晶硅構(gòu)成的背面取出電極的情況。首先，例如如圖3所示，準備S0I基板1。S0I基板1具有Si基板2、埋入氧化膜3 以及Si外延層10。接下來，例如如圖4所示，在Si外延層10的表面上堆積了如氮化(SiN)那樣的阻 擋膜4之后，在周邊區(qū)域中，通過已知的光刻工序形成貫通Si外延層10直到埋入氧化膜3 的接觸孔(貫通通孔)21b。 接下來，例如如圖5所示，使Si外延層10氧化，在接觸孔21b的內(nèi)壁上形成由Si02膜構(gòu)成的絕緣膜21c。此時，控制為絕緣膜21c的最小膜厚為規(guī)定值(傳感器的使用電壓 VDD為3. 3V的情況下，為5nm)，將絕緣膜21c形成為具有大致均勻的膜厚。然后，隔著該絕 緣膜21c，在接觸孔21b內(nèi)埋入低電阻多晶硅形成接觸層21a。由此微細地形成兼作對準標(biāo) 記的背面取出電極21。接下來，例如如圖6所示，在剝離了阻擋膜4之后，進行氧化工序。接下來，例如如圖7所示，進行通常的M0SFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管； Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)的形成工序,在與傳感器像素區(qū) 域?qū)?yīng)的Si外延層10，分別形成像素分離區(qū)域31、像素分離用的STI32、轉(zhuǎn)發(fā)用M0S晶體管 TG的讀出柵極電極G、光電二極管部PD (光接收部11和累積層12)以及浮動傳播層FD等。 從而形成矩陣狀設(shè)置的多個單位單元。接下來，例如如圖8所示，在Si外延層10的表面上堆積層間絕緣膜25，形成到達 接觸層21a的接觸孔25a。接下來，例如如圖9所示，在接觸孔25a內(nèi)埋入鎢(W)，進行CMP(化學(xué)機械拋光； Chemical Mechanical Polishing)工序，形成與接觸層21a相連的布線層接觸件26。接下來，例如如圖10所示，使用已知的技術(shù)，形成與絕緣膜層41以及布線層接觸 件26相連的第1層布線27a、第1層通路28a、第2層布線27b、第2層通路28b、布線層29。接下來，例如如圖11所示，在平坦化了的絕緣膜層41的表面上，通過已知的工序 貼合支撐基板42。接下來，例如如圖12所示，通過蝕刻除去Si基板2。接下來，例如如圖13所示，通過蝕刻除去了埋入氧化膜3之后，在進一步通過蝕刻 除去接觸層21a的一部分，并且通過蝕刻除去絕緣膜21c的一部分，以使接觸層21a的一端突出。接下來，例如如圖14所示，在Si外延層10的背面?zhèn)榷逊e背面絕緣膜23。接下來，例如如圖15所示，除去背面絕緣膜23的一部分以使接觸層21a露出，形 成背面接觸部23a。接下來，例如如圖16所示，在Si外延層10的背面形成A1焊盤22以經(jīng)由背面接 觸部23a與接觸層21a連接之后，進一步在A1焊盤22上和背面絕緣膜23上堆積鈍化絕緣 膜24。接下來，例如如圖17所示，除去與傳感器像素區(qū)域?qū)?yīng)的、鈍化絕緣膜24和背面 絕緣膜23。接下來，例如如圖18所示，堆積鈍化氧化膜33和鈍化氮化膜34，以覆蓋露出的傳 感器像素區(qū)域的Si外延層10和周邊區(qū)域的鈍化絕緣膜24。接下來，例如如圖19所示，對鈍化絕緣膜24、鈍化氧化膜33和鈍化氮化膜34的一 部分進行開口，通過該開口部使A1焊盤22露出。最后，通過利用背面取出電極21作為對準標(biāo)記，在與傳感器像素區(qū)域?qū)?yīng)的Si外 延層10的背面上，對于每個單位單元形成濾色器35和微透鏡36，由此完成例如如圖1所示 的背面照射型的CMOS圖像傳感器。如上所述，可以原樣利用對準標(biāo)記還作為傳感器的向背面?zhèn)鹊娜〕鲭姌O(或者可 以原樣利用傳感器的向背面?zhèn)鹊娜〕鲭姌O還作為對準標(biāo)記)。即，可以形成兼作對準標(biāo)記的背面取出電極。由此可以將形成對準標(biāo)記的工序和形成背面取出電極的工序集成為一個工 序。從而可以減少工序數(shù)量。而且，根據(jù)本實施方式，由于可以將對準標(biāo)記微細化(按照窄的幅度形成)，所以 可以將背面照射型的CMOS圖像傳感器形成為更小型。第2實施方式圖20示出根據(jù)本發(fā)明第2實施方式的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)例。其中，說明了在背面 照射型的CMOS圖像傳感器中進一步抑制背面取出電極的寄生電阻的情況。再有，對于與第 1實施方式相同的部分賦予相同的符號，省略詳細的說明。S卩，本實施方式的背面照射型的CMOS圖像傳感器中，兼作對準標(biāo)記的背面取出電 極21用埋入了鎢而成的接觸層21a’構(gòu)成。接觸層21a’例如通過用鎢置換構(gòu)成上述接觸 層21a的低電阻多晶硅而形成。下面說明制造上述結(jié)構(gòu)的背面照射型的CMOS圖像傳感器時的方法。其中，直到通 過蝕刻除去Si基板2的工序為止與第1實施方式相同，所以說明其以后的工序。首先，在進行到通過蝕刻除去Si基板2的工序的狀態(tài)(參照圖3 圖12)下，例 如如圖21所示，通過已知的光刻工序在埋入氧化膜3中形成與接觸層21a對應(yīng)的貫通通孔 3 3. o接下來，例如如圖22所示，通過蝕刻除去接觸層21a的低電阻多晶硅。接下來，例如如圖23所示，隔著絕緣膜21c，在接觸孔21b內(nèi)埋入鎢形成接觸層 21a’。由此微細地形成具有埋入鎢而成的接觸層21a’的、兼作對準標(biāo)記的背面取出電極 21。該情況下接觸層21a’的寄生電阻比接觸層21a小。接下來，例如如圖24所示，在通過蝕刻除去了埋入氧化膜3之后，在進一步通過蝕 刻除去接觸層21a’的一部分，并且通過蝕刻除去絕緣膜21c的一部分，以使接觸層21a’的
一端露出。接下來，例如如圖25所示，在Si外延層10的背面?zhèn)榷逊e背面絕緣膜23。接下來，例如如圖26所示，除去背面絕緣膜23的一部分以使接觸層21a’露出，形 成背面接觸部23a。接下來，例如如圖27所示，在Si外延層10的背面形成了 A1焊盤22以經(jīng)由背面 接觸部23a與接觸層21a接觸之后，進一步在A1焊盤22上和背面絕緣膜23上堆積鈍化絕 緣膜24。接下來，例如如圖28所示，除去與傳感器像素區(qū)域相對應(yīng)的鈍化絕緣膜24和背面 絕緣膜23。接下來，例如如圖29所示，堆積鈍化氧化膜33和鈍化氮化膜34以覆蓋露出的傳 感器像素區(qū)域的Si外延層10和周邊區(qū)域的鈍化絕緣膜24。接下來，例如如圖30所示，對鈍化絕緣膜24、鈍化氧化膜33和鈍化氮化膜34的一 部分進行開口，通過該開口部使A1焊盤22露出。最后，通過利用背面取出電極21作為對準標(biāo)記，在與傳感器像素區(qū)域?qū)?yīng)的Si外 延層10的背面上，對于每個單位單元形成濾色器35和微透鏡36，由此完成例如如圖20所 示的背面照射型的CMOS圖像傳感器。本實施方式的情況下，除了第1實施方式的效果(能夠微細化對準標(biāo)記，將背面照射型的CMOS圖像傳感器形成為更小型)外，通過用鎢置換成為背面取出電極21的接觸層 的多晶硅，能夠大幅度地降低背面取出電極21的寄生電阻。第3實施方式圖31示出了根據(jù)本發(fā)明第3實施方式的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)例。其中，說明了在背 面照射型的CMOS圖像傳感器中能夠進一步抑制背面取出電極的寄生電阻的情況的其他例 子。再有，對于與第1實施方式相同的部分賦予相同的符號，省略詳細的說明。S卩，本實施方式的背面照射型的CMOS圖像傳感器的兼作對準標(biāo)記的背面取出電 極21的接觸層21a”和焊盤22a用銅(Cu)構(gòu)成。接觸層21a”和焊盤22a例如通過電鍍法 同時形成。下面說明制造上述結(jié)構(gòu)的背面照射型的CMOS圖像傳感器時的方法。其中，直到在 背面絕緣膜23上形成背面接觸部23a的工序為止與第1實施方式相同，所以說明其以后的工序。首先，在進行到在背面絕緣膜23上形成背面接觸部23a的工序的狀態(tài)(參照圖 3 圖15)下，例如如圖32所示，通過蝕刻除去接觸層21a的低電阻多晶硅。接下來，例如如圖33所示，通過電鍍法，在接觸孔21b內(nèi)埋入Cu而形成接觸層 21a”，并且形成焊盤22a。由此微細地形成具有埋入銅而成的接觸層21a”的、兼作對準標(biāo)記 的背面取出電極21。該情況下接觸層21a”的寄生電阻比接觸層21a、21a’小。另外，在形成了背面取出電極21之后，進一步在焊盤22a上和背面絕緣膜23上堆 積鈍化絕緣膜24。接下來，例如如圖34所示，除去與傳感器像素區(qū)域相對應(yīng)的鈍化絕緣膜24和背面 絕緣膜23。接下來，例如如圖35所示，堆積鈍化氧化膜33和鈍化氮化膜34以覆蓋露出的傳 感器像素區(qū)域的Si外延層10和周邊區(qū)域的鈍化絕緣膜24。接下來，例如如圖36所示，對鈍化絕緣膜24、鈍化氧化膜33和鈍化氮化膜34的一 部分進行開口，通過該開口部使焊盤22a露出。最后，通過利用背面取出電極21作為對準標(biāo)記，在與傳感器像素區(qū)域?qū)?yīng)的Si外 延層10的背面上，對于每個單位單元形成濾色器35和微透鏡36，完成例如如圖31所示的 背面照射型的CMOS圖像傳感器。本實施方式的情況下，除了第1實施方式的效果(能夠微細化對準標(biāo)記，將背面照 射型的CMOS圖像傳感器形成為更小型)外，通過用銅置換成為背面取出電極21的接觸層 的多晶硅，能夠大幅度地降低背面取出電極21的寄生電阻。另外，通過與背面取出電極21的接觸層21a”同時地形成焊盤22a，能夠比上述第 2實施方式的情況更減少工序數(shù)量。再有，在上述各實施方式中，都以背面照射型的CMOS圖像傳感器為例進行了說 明，但是不限于此，例如可以適用于在裝置的背面?zhèn)热〕鲭姌O的結(jié)構(gòu)的各種半導(dǎo)體裝置。另外，背面取出電極的接觸層的個數(shù)和配置等顯然不限定于各實施方式的結(jié)構(gòu)。而且，在形成背面取出電極的接觸層時，可以代替鎢，而用銅等進行置換(第2實 施方式)。尤其是，在第2、第3實施方式中，對于接觸層的形成，可以不置換多晶硅，而用鎢或銅等形成。該情況可以減少工序數(shù)量。 其他優(yōu)勢和變形對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。因此本發(fā)明在其更廣泛的 方面不限于在此描述的特定細節(jié)和代表性實施例。因此，在不脫離附加的權(quán)利要求和其等 效物所限定的本發(fā)明構(gòu)思的精神或范圍內(nèi)可進行各種變形。
權(quán)利要求
一種半導(dǎo)體裝置，包括半導(dǎo)體基板；背面取出電極，在貫通所述半導(dǎo)體基板的接觸孔內(nèi)，隔著形成為具有均勻膜厚的絕緣膜埋入第1導(dǎo)電材料，用于在所述半導(dǎo)體基板的背面?zhèn)热〕鲞€用作對位用標(biāo)記的電極；以及焊盤，設(shè)置在所述半導(dǎo)體基板的背面，與所述背面取出電極連接。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中，還包括背面照射型的CMOS圖像傳感器，該背面照射型的CMOS圖像傳感器形成為在所 述半導(dǎo)體基板的表面?zhèn)仍O(shè)置傳感器部，在與所述表面?zhèn)认鄬Φ乃霭雽?dǎo)體基板的所述背面 側(cè)，設(shè)置用所述背面取出電極作為所述對位用標(biāo)記而形成的透鏡。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述電極包含電阻比所述第1導(dǎo)電材料低的第2導(dǎo)電材料。
4.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述電極和所述焊盤包含電阻比所述第1導(dǎo)電材料低的第3導(dǎo)電材料。
5.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體裝置，其中， 所述第1導(dǎo)電材料是添加了雜質(zhì)的多晶硅； 第2導(dǎo)電材料是鎢；第3導(dǎo)電材料是銅。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中， 還包括與所述電極連接的接觸件。
7.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體裝置，其中，還包括 與所述接觸件電連接的多層的布線及通路；以及 與所述多層的布線及通路電連接的布線層。
8.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，用于形成背面取出電極，該背面取出電極用于在半導(dǎo) 體基板的背面?zhèn)热〕鲞€用作對位用標(biāo)記的電極，該方法包括以下步驟在所述半導(dǎo)體基板形成貫通孔；在所述貫通孔的內(nèi)壁形成具有均勻膜厚的絕緣膜；以及隔著所述絕緣膜，在所述貫通孔內(nèi)埋入第1導(dǎo)電材料形成接觸層。
9.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，還包括以下步驟在形成了所述接觸層之后，形成背面照射型的CMOS圖像傳感器，該背面照射型的CMOS 圖像傳感器包括在所述半導(dǎo)體基板的表面?zhèn)刃纬傻膫鞲衅鞑?、以及用所述背面取出電極 作為所述對位用標(biāo)記在與所述表面?zhèn)认鄬Φ乃霭雽?dǎo)體基板的所述背面?zhèn)刃纬傻耐哥R。
10.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中， 形成所述接觸層的步驟包括以下步驟對于埋入到所述貫通孔內(nèi)的所述第1導(dǎo)電材料，用電阻比所述第1導(dǎo)電材料低的第2 導(dǎo)電材料來進行置換。
11.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中， 形成所述接觸層的步驟包括以下步驟對于埋入到所述貫通孔內(nèi)的所述第1導(dǎo)電材料，用電阻比所述第1導(dǎo)電材料低的第2導(dǎo)電材料來進行置換；以及在所述半導(dǎo)體基板的背面，用所述第2導(dǎo)電材料形成與所述接觸層相連的焊盤。
12.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中， 同時形成所述接觸層及所述焊盤。
13.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中， 同時形成所述接觸層及所述焊盤的步驟包括以下步驟 使用電阻比所述第1導(dǎo)電材料低的第3導(dǎo)電材料。
14.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中， 所述第1導(dǎo)電材料是添加了雜質(zhì)的多晶硅；第2導(dǎo)電材料是鎢； 第3導(dǎo)電材料是銅。
15.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，還包括以下步驟 形成與所述接觸層電連接的接觸件。
16.如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，還包括以下步驟 形成與所述接觸件電連接的多層的布線及通路；以及形成與所述多層的布線及通路電連接的布線層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體裝置及其制造方法。例如在形成了單位單元的Si外延層上形成貫通該Si外延層的接觸孔。然后使其內(nèi)壁氧化，形成膜厚大致均勻的薄絕緣膜。隔著該絕緣膜，在接觸孔內(nèi)埋入低電阻多晶硅形成接觸層，從而形成兼作對準標(biāo)記的背面取出電極的結(jié)構(gòu)。
文檔編號H01L21/60GK101877356SQ200911000159
公開日2010年11月3日 申請日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月18日
發(fā)明者小池英敏, 幸山裕亮 申請人:株式會社東芝