專利名稱：固態(tài)圖像捕捉設(shè)備及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
這里描述的實施例總體上涉及一種固態(tài)圖像捕捉設(shè)備以及用于制造該設(shè)備的方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上已經(jīng)開發(fā)出正面受照的固態(tài)圖像捕捉設(shè)備，其中在半導(dǎo)體襯底的頂面上提 供多層互連線層；并且在所述多層互連線層上提供濾色器和微透鏡。在正面受照的固態(tài)圖 像捕捉設(shè)備中，在半導(dǎo)體襯底的表面層部分中形成光電二極管；并且在多層互連線層中形 成轉(zhuǎn)移柵極(transfer gate)。光電二極管例如由被ρ型阻擋層劃分為每個像素的η型擴 散區(qū)域形成。經(jīng)由微透鏡、濾色器以及多層互連線層從上方入射到半導(dǎo)體襯底上的光經(jīng)由 光電二極管實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換；并且經(jīng)由轉(zhuǎn)移柵極讀取所生成的電子。這種正面受照的固態(tài)圖像捕捉設(shè)備的光利用效率很低，這是因為從外面進(jìn)入的光 在通過多層互連線層之后才入射到半導(dǎo)體襯底上。因此，當(dāng)像素尺寸減小時，入射到每個像 素的光電二極管上的光量降低；并且靈敏度也會不期望地降低。另外，當(dāng)像素尺寸減小時， 在像素之間的距離也會減小。因此，當(dāng)入射到一個像素上的光由于多層互連線層中的金屬 互連線經(jīng)歷漫反射并且進(jìn)入另一像素時，也會出現(xiàn)諸如混色之類的問題。混色造成顏色分 辨率降低；并且可能無法區(qū)分細(xì)微的色差。為了解決這樣的問題，已經(jīng)提出了一種背面受照的固態(tài)圖像捕捉設(shè)備，其中光入 射到半導(dǎo)體襯底的底面上，即沒有提供多層互連線層的一面。背面受照的固態(tài)圖像捕捉設(shè) 備的光利用效率較高并且靈敏度也較高，這是因為從外面進(jìn)入的光在不通過多層互連線層 的情況下入射到半導(dǎo)體襯底上。對于背面受照的固態(tài)圖像捕捉設(shè)備來說，從多層互連線層中拉伸互連線是有問題 的。考慮到固態(tài)圖像捕捉設(shè)備的安裝配置，向上即向光進(jìn)入的一面拉伸互連線是有利的。因 此，可以想到在半導(dǎo)體襯底中制成較大的孔，在孔的底部暴露出多層互連線層的互連線，并 且經(jīng)由該孔對暴露的互連線直接進(jìn)行引線接合。然而在這種情況下，當(dāng)在半導(dǎo)體襯底上形成濾色器時，引線接合部分無法被用作 用于位置對準(zhǔn)的標(biāo)記。因此，當(dāng)形成濾色器時，從支撐襯底面照射紅外線；并且由于通過支 撐襯底、多層互連線層和半導(dǎo)體襯底的紅外線而造成的最高互連線層的陰影被標(biāo)識并用作 標(biāo)記。然而，在這種固態(tài)圖像捕捉設(shè)備中，多層互連線層的最高互連線層的位置對準(zhǔn)是 利用其下方的互連線層作為基準(zhǔn)來執(zhí)行的；多層互連線層的最低互連線層的位置對準(zhǔn)是利 用觸點(contact)作為基準(zhǔn)來執(zhí)行的；觸點的位置對準(zhǔn)是利用柵極作為基準(zhǔn)來執(zhí)行的；并且柵極的位置對準(zhǔn)是利用在半導(dǎo)體襯底的下表面形成的STI (淺溝隔離(shallow trench isolation))作為基準(zhǔn)來執(zhí)行的。因此，從STI的第一基準(zhǔn)經(jīng)由柵極、觸點、最低互連線層、 一個或多個中間互連線層和最高互連線層到濾色器依次間接地執(zhí)行濾色器的位置對準(zhǔn)。另 一方面，還利用STI作為基準(zhǔn)來執(zhí)行劃分像素的阻擋層的位置對準(zhǔn)。從而，因為在濾色器與阻擋層之間設(shè)置的大量組件間接地確定所述濾色器與阻擋 層之間的相對位置關(guān)系，所以波動不合需要地大。結(jié)果，當(dāng)縮減像素規(guī)模時像素的高度集成 非常困難，這是因為難于在阻擋層正上方的區(qū)域中直接定位濾色器之間的邊界。雖然可以 想到獨立地形成專用于半導(dǎo)體襯底的位置對準(zhǔn)的對準(zhǔn)標(biāo)記，但是工序的數(shù)量會不合需要地 增加并且固態(tài)圖像捕捉設(shè)備的工序成本會極度不合需要地增加。


圖1所示為根據(jù)一實施例的固態(tài)圖像捕捉設(shè)備的平面圖；圖2所示為根據(jù)該實施例的固態(tài)圖像捕捉設(shè)備的截面圖；圖3A所示為根據(jù)該實施例的固態(tài)圖像捕捉設(shè)備的電極極板(electrode pad)區(qū) 域，圖:3B所示為標(biāo)記材料區(qū)域的平面圖；圖4到圖27所示為制造根據(jù)該實施例的固態(tài)圖像捕捉設(shè)備的方法的工序的截面 圖；圖觀所示為根據(jù)第一比較例子的固態(tài)圖像捕捉設(shè)備的截面圖；以及圖四所示為根據(jù)第二比較例子的固態(tài)圖像捕捉設(shè)備的截面圖。
具體實施例方式通常，根據(jù)一個實施例，固態(tài)圖像捕捉設(shè)備包括多層互連線層、半導(dǎo)體襯底、柱狀 體擴散層和絕緣部件。多層互連線層包括互連線。在多層互連線層上提供半導(dǎo)體襯底并且 所述半導(dǎo)體襯底具有通槽(through-trench)。柱狀體擴散層形成在半導(dǎo)體襯底中的通槽的 周圍。另外，絕緣部件被填充到該通槽中。根據(jù)另一實施例，固態(tài)圖像捕捉設(shè)備包括多層互連線層、半導(dǎo)體襯底、第一柱狀體 擴散層、第二柱狀體擴散層、絕緣部件、雜質(zhì)擴散區(qū)域、電極極板和濾色器。多層互連線層包 括互連線。在多層互連線層上提供半導(dǎo)體襯底并且所述半導(dǎo)體襯底具有第一導(dǎo)電層和第一 及第二通槽。在半導(dǎo)體襯底中的第一通槽周圍形成第一柱狀體擴散層并且所述第一柱狀體 擴散層連接到互連線。在半導(dǎo)體襯底中的第二通槽周圍形成第二柱狀體擴散層。絕緣部件 被填充到每個第一及第二通槽中。第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)擴散區(qū)域?qū)⒌谝粚?dǎo)電層劃分為多個 區(qū)域。電極極板提供在半導(dǎo)體襯底上并且被連接到第一柱狀體擴散層。另外，在半導(dǎo)體襯 底上提供濾色器以用于每個所劃分區(qū)域。根據(jù)另一實施例，公開了一種用于制造固態(tài)圖像捕捉設(shè)備的方法。所述方法包括 制成第一及第二通槽以穿透襯底的下部。至少該襯底的下部由半導(dǎo)體材料制成，并且在所 述襯底的下部中提供第一導(dǎo)電層。所述方法包括通過將雜質(zhì)注入到第一及第二通槽的側(cè)面 中來在第一通槽周圍形成第一柱狀體擴散層并且在第二通槽周圍形成第二柱狀體擴散層。 所述方法包括通過將絕緣材料填充到每個第一及第二通槽的內(nèi)部來形成絕緣部件。所述方 法包括通過在被填充到第二通槽中的絕緣部件是可識別的狀態(tài)下將雜質(zhì)注入到該襯底的下表面來形成將第一導(dǎo)電層劃分為多個區(qū)域的第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)擴散區(qū)域。所述方法包 括在襯底下方形成包括互連線的多層互連線層并且將所述互連線連接到第一柱狀體擴散 層。所述方法包括通過去除該襯底的上部來在該襯底的下部的上表面暴露出絕緣部件和第 一及第二柱狀體擴散層。所述方法包括在該襯底的下部的上表面上形成電極極板并且將 所述電極極板連接到第一柱狀體擴散層。另外，所述方法包括在被填充到第二通槽中的絕 緣部件是可識別的狀態(tài)下在該襯底的下部的上表面上方形成濾色器，以用于每個所劃分區(qū) 域。現(xiàn)將描述本發(fā)明的實施例。首先，將簡略描述該實施例的區(qū)別部分。根據(jù)該實施例的固態(tài)圖像捕捉設(shè)備的特征在于所述固態(tài)圖像捕捉設(shè)備是背面受 照的固態(tài)圖像捕捉設(shè)備，其中從上方照射光；在多層互連線層上提供半導(dǎo)體襯底；在其上 提供濾色器等；在半導(dǎo)體襯底中制成多個通槽；在所述通槽周圍形成高濃度的柱狀體擴散 層；并且將絕緣材料填充到所述通槽的內(nèi)部。在通槽周圍形成的一部分柱狀體擴散層用作 導(dǎo)電部件，該導(dǎo)電部件將多層互連線層的互連線連接到在半導(dǎo)體襯底上提供的電極極板； 并且填充到其余通槽的內(nèi)部中的絕緣部件用作對準(zhǔn)標(biāo)記，用于制造期間進(jìn)行位置對準(zhǔn)。在 這種情況下，因為通槽穿透半導(dǎo)體襯底，所以絕緣部件可從半導(dǎo)體襯底的兩面來識別。多個 通槽被同時制成?，F(xiàn)將參照附圖詳細(xì)描述根據(jù)該實施例的固態(tài)圖像捕捉設(shè)備的配置。圖1所示為根據(jù)該實施例的固態(tài)圖像捕捉設(shè)備的平面圖。圖2所示為根據(jù)該實施例的固態(tài)圖像捕捉設(shè)備的截面圖。圖3A所示為根據(jù)該實施例的固態(tài)圖像捕捉設(shè)備的電極極板區(qū)域的平面圖。圖:3B 所示為標(biāo)記材料區(qū)域的平面圖。為了更容易觀看圖2所示內(nèi)容，僅放大示出了區(qū)別部分。因此，圖2并不與圖1、圖 3A和;3B嚴(yán)格匹配。以下，在描述固態(tài)圖像捕捉設(shè)備的配置中(參照圖1到圖:3B)，當(dāng)固態(tài)圖像捕捉 設(shè)備正捕捉圖像時光的平均傳播方向(光傳播方向)取為向下；相反方向取為向上；并且 與向上和向下正交的方向取為側(cè)向。另一方面，在描述制造該固態(tài)圖像捕捉設(shè)備的方法中 (參照圖4到圖27)，加工表面(handling surface)被取為下表面；處理表面(processing surface)被取為上表面；并且向下和向上的指示與之匹配。雖然由于如下所述，處理表面 在制造根據(jù)該實施例的固態(tài)圖像捕捉設(shè)備的方法中間被反向，因此在對該制造方法的描述 中反向了向下和向上的指示，但是在這種情況下提供了其基準(zhǔn)。如圖1所示，在固態(tài)圖像捕捉設(shè)備1中提供光接收區(qū)域6來將接收的光轉(zhuǎn)換為電 信號。從上方來看，光接收區(qū)域6的外緣配置是矩形的。許多像素被布置在光接收區(qū)域6 的矩陣配置中。在光接收區(qū)域6周圍提供外圍電路區(qū)域7以便驅(qū)動光接收區(qū)域6并且對從 光接收區(qū)域6輸出的電信號執(zhí)行處理。外圍電路區(qū)域7的外緣配置也是矩形的。在固態(tài)圖 像捕捉設(shè)備1中提供一個或多個電極極板區(qū)域8和一個或多個標(biāo)記材料區(qū)域9。下面將描 述電極極板區(qū)域8和標(biāo)記材料區(qū)域9的配置。如圖2所示，在根據(jù)該實施例的固態(tài)圖像捕捉設(shè)備1中提供支撐襯底11。支撐襯 底11例如由硅形成并且保證整個固態(tài)圖像捕捉設(shè)備1的強度和剛度。在支撐襯底11上提供例如由二氧化硅制成的鈍化膜12 ；并且在其上提供多層互連線層13。換句話說，支撐襯 底11經(jīng)由鈍化膜12接合在多層互連線層13的下表面。在多層互連線層13中，在由絕緣材料制成的中間層絕緣膜14中提供多層金屬互 連線15，所述絕緣材料諸如二氧化硅。在光接收區(qū)域6中，在多層互連線層13的最高部分 中提供轉(zhuǎn)移柵極16。在電極極板區(qū)域8中，在多層互連線層13的最高部分中提供觸點17。 觸點17被連接到最高層的金屬互連線15。在多層互連線層13上提供由單晶硅制成的半導(dǎo)體襯底20。在半導(dǎo)體襯底20的最 高層中形成P型層21 ；并且在半導(dǎo)體襯底20中除P型層21之外的部分中形成η型層22。 在半導(dǎo)體襯底20的上表面提供二氧化硅膜51 ；并且在其上提供氮化硅膜52。二氧化硅膜 51和氮化硅膜52形成防反射膜53。在光接收區(qū)域6中，在η型層22中有選擇地形成ρ型阻擋區(qū)23。從上方看來，ρ 型阻擋區(qū)23的配置例如是晶格配置。ρ型阻擋區(qū)23將半導(dǎo)體襯底20劃分為多個PD (光電 二極管)區(qū)域25 ；并且每個PD區(qū)域25對應(yīng)于固態(tài)圖像捕捉設(shè)備1的一像素。PD區(qū)域25 經(jīng)由P型層21和ρ型阻擋區(qū)23彼此電分離。從上方看來，PD區(qū)域25的配置大體上例如 是正方形的；并且多個PD區(qū)域25布置成矩陣配置。在PD區(qū)域25的下部中形成η+型導(dǎo)電類型的高濃度區(qū)域沈。η型層22在PD區(qū) 域25的上部中保持原樣。在PD區(qū)域25的最下層部分上形成ρ型導(dǎo)電類型的防反轉(zhuǎn)層 (inversion preventing layer) 27 從而，PD區(qū)域25由高濃度區(qū)域洸和η型層22形成； 并且所述PD區(qū)域25由于ρ型層21、ρ型阻擋區(qū)23和防反轉(zhuǎn)層27包圍。形成施主的雜質(zhì) (例如磷(P))被引入高濃度區(qū)域26和η型層22中。形成受體的雜質(zhì)(例如硼(B))被引 入ρ型層21、ρ型阻擋區(qū)23和防反轉(zhuǎn)層27中。在半導(dǎo)體襯底20的下表面中形成STI 29 以便包圍光接收區(qū)域6。另一方面，在外圍電路區(qū)域7中，在半導(dǎo)體襯底20的下表面形成讀 取電路(未圖示)等。在光接收區(qū)域6中，在防反射膜53上提供多個濾色器Μ。例如在每個PD區(qū)域25 正上方的區(qū)域中為每個PD區(qū)域25提供濾色器Μ。在這種情況下，在相鄰濾色器M之間 的邊界位于P型阻擋區(qū)23正上方的區(qū)域中。濾色器M例如包括透射紅光并且阻擋其它顏 色光的紅濾色器；透射綠光并且阻擋其它顏色光的綠濾色器；以及透射藍(lán)光并且阻擋其它 顏色光的藍(lán)濾色器。在每個濾色器M上提供平凸微透鏡55。從而，在固態(tài)圖像捕捉設(shè)備1 的每個像素中從上依次提供微透鏡55、濾色器M和PD區(qū)域25中的每一個。還為每個像素 提供上述轉(zhuǎn)移柵極16。還為每個像素形成放大器/復(fù)位晶體管(未圖示)。如圖2和圖3Α所示，沿著電極極板區(qū)域8的外緣在每個電極極板區(qū)域8中制成類 框架配置的通槽31。在圖3Α和;3Β中沒有示出防反射膜53。從上方看來，通槽31的配置 例如大體上是邊長為80 μ m并且具有圓滑邊角的正方形。在由通槽31包圍的區(qū)域中制成 具有點配置的多個通槽32。從上方看來，每個通槽32的配置例如大體上是邊長為0. 5μπι 的正方形。通槽32布置成矩陣配置；并且在通槽32之間的距離例如是0.8 μ m。雖然在圖 3A中示出了在一個通槽31內(nèi)按照七行乘七列布置有四十九個通槽32的例子，但是可以布 置更多的通槽32。通槽31和32穿透半導(dǎo)體襯底20。絕緣材料，例如由二氧化硅制成的絕緣部件33和34，被填充到通槽31和32的內(nèi) 部。絕緣部件33具有類框架配置；并且絕緣部件34具有四邊形柱狀配置。絕緣部件33和34穿透半導(dǎo)體襯底20。在半導(dǎo)體襯底20中沿著通槽31的內(nèi)面在通槽31周圍形成柱狀體 擴散層35。在半導(dǎo)體襯底20中沿著通槽32的內(nèi)面在通槽32周圍形成柱狀體擴散層36。 形成柱狀體擴散層35和36以便分別包圍絕緣部件33和34并且穿透半導(dǎo)體襯底20。因為 如上所述絕緣部件34具有四邊形柱狀配置，所以柱狀體擴散層35具有四邊形柱狀圓柱形 配置。形成受體的雜質(zhì)(例如，硼(B))被引入柱狀體擴散層35和36 ；柱狀體擴散層35和 36的導(dǎo)電類型是ρ型；并且其有效的雜質(zhì)濃度高于半導(dǎo)體襯底20的有效的雜質(zhì)濃度。有 效的雜質(zhì)濃度是對導(dǎo)電率作出貢獻(xiàn)的雜質(zhì)濃度，即除與受體(P型雜質(zhì))抵消的施主(η型 雜質(zhì))部分之外的所有激活雜質(zhì)。例如，柱狀體擴散層35和36的有效的雜質(zhì)濃度大約是 1 X IO20Cm-3并且半導(dǎo)體襯底20的有效的雜質(zhì)濃度大約是1 X 1012cm_3。在半導(dǎo)體襯底20中柱狀體擴散層36之間的部分中形成ρ型導(dǎo)電區(qū)37。ρ型導(dǎo)電 區(qū)37與ρ型阻擋區(qū)23同時形成；并且從上方看來其配置是劃分每個通槽32的晶格配置。 由此，通槽32之間的部分半導(dǎo)體襯底20，即其余的硅部分，形成了高濃度ρ型區(qū)域，其具有 比半導(dǎo)體襯底20的其它部分更高的有效的雜質(zhì)濃度。柱狀體擴散層36和ρ型導(dǎo)電區(qū)37 連接到多層互連線層13的觸點17。在每個電極極板區(qū)域8中，在半導(dǎo)體襯底20上提供由金屬制成的電極極板57。從 上方看來，電極極板57的配置例如是正方形。氮化硅膜52 (參照圖2)覆蓋電極極板57的 末端部分。電極極板57是由具有類框架配置的通槽31包圍的區(qū)域，被設(shè)置在至少一部分 通槽32正上方的區(qū)域中，與柱狀體擴散層36的至少一部分和ρ型導(dǎo)電區(qū)37的至少一部分 接觸，并且與之連接。由此，在電極極板區(qū)域8中，形成在多層互連線層13中的金屬互連線 15經(jīng)由形成在半導(dǎo)體襯底20中的柱狀體擴散層36和ρ型導(dǎo)電區(qū)37連接到電極極板57。 在圖3Α所示的例子中，通過將電極極板57與具有類框架配置的通槽31相隔離來確保在形 成電極極板57時的位置對準(zhǔn)余量。如圖2和圖;3Β所示，在標(biāo)記材料區(qū)域9中的半導(dǎo)體襯底20中制成通槽42。例如 由諸如二氧化硅之類的絕緣材料制成的絕緣部件44被填充到通槽42的內(nèi)部。絕緣部件44 用作對準(zhǔn)標(biāo)記以用于固態(tài)圖像捕捉設(shè)備1的制造工序期間的位置對準(zhǔn)，諸如光刻工序、檢 驗工序等。在半導(dǎo)體襯底20中通槽42周圍形成柱狀體擴散層46。如下所述，彼此同時制 成通槽31、32和42 ；彼此同時形成柱狀體擴散層35、36和46 ；并且彼此同時填充絕緣部件 33,34和44。從上方看來，絕緣部件44的配置可以與絕緣部件34的配置相同或者彼此不 同?，F(xiàn)將描述用于制造根據(jù)該實施例的固態(tài)圖像捕捉設(shè)備的方法。圖4到圖27所示為制造根據(jù)該實施例的固態(tài)圖像捕捉設(shè)備的方法的工序的截面 圖。圖4到圖11僅示出了電極極板區(qū)域并且示出了圖12的區(qū)域Α。圖12、圖13和圖 15到圖27示出了與圖2相同的橫截面。圖14示出了圖13的區(qū)域B。圖4到圖15相對于 圖2被垂直反向。與圖2類似，在圖4到圖27中僅放大示出了區(qū)別部分。首先，如圖4所示，準(zhǔn)備SOI (絕緣體上硅)襯底60。在SOI襯底60中從下表面依 次提供了基底材料61、BOX氧化膜62和硅層63。以下，在描述圖4到圖15所示的工序中，基底材料61面被作為加工表面；并且硅 層63面被作為處理表面。因此，基底材料61面被看作向下；并且硅層63面被看作向上。雖然用于圖像捕捉的光在制造固態(tài)圖像捕捉設(shè)備1期間沒有入射，但是為方便起見在圖4 到圖27中還是如圖2中一樣示出了用于表明光傳播方向的箭頭。對于固態(tài)圖像捕捉設(shè)備 1及其中間產(chǎn)品來說光傳播方向是固定的?；撞牧?1由單晶硅制成并且具有ρ型導(dǎo)電類型。BOX氧化膜62由二氧化硅制 成并且例如具有145nm的膜厚度。硅層63由單晶硅制成并且例如具有3. 7 μ m的膜厚度。 硅層63的下部例如具有0. 2 μ m的膜厚度并且形成ρ型導(dǎo)電類型的ρ型層21 ；并且硅層63 的上部例如具有3. 5 μ m的膜厚度并且形成η型導(dǎo)電性型的η型層22。硅層63是在完工之 后在固態(tài)圖像捕捉設(shè)備1中形成半導(dǎo)體襯底20的部分。雖然在圖4中光傳播方向被看作 向上，但是在光傳播方向被看作向下的情況下，硅層63對應(yīng)于SOI襯底60的下部。如圖5所示，在SOI襯底60上執(zhí)行熱氧化處理以便在η型層22上形成例如具有 5nm厚度的二氧化硅膜65。然后，通過CVD (化學(xué)氣相沉積)形成例如具有IOOnm厚度的氮 化硅膜66。接下來，如圖6所示，在氮化硅膜66上形成光刻膠膜67 ；并且執(zhí)行曝光和顯影以 便在將制成通槽31、32和42 (參照圖3A和;3B)的區(qū)域中制成開口 67a。此時，例如每個開 口 67a的寬度被設(shè)定為0. 4 μ m ；并且開口 67a之間的其余寬度被設(shè)定為0. 8 μ m。然后，如圖7所示，使用光刻膠膜67作為掩模并且使用BOX氧化膜62作為停止層 (stopper)來執(zhí)行干蝕刻以便有選擇地去除氮化硅膜66、二氧化硅膜65和硅層63。由此， 在硅層63中制成通槽31 (參照圖3A)、32和42 (參照圖3B)(下文中通常也被稱為通槽32 等)以便穿透硅層63。雖然通槽32等穿透硅層63并且到達(dá)BOX氧化膜62，但是通槽32 等并不穿透BOX氧化膜62。隨后，通過利用氧等離子體進(jìn)行干處理并且利用硫酸水溶液進(jìn) 行濕處理來去除光刻膠膜67。然后，如圖8所示，執(zhí)行⑶E (化學(xué)干蝕刻)。由此，對通槽32等的每個側(cè)面回蝕 大約lOnm。此時，氮化硅膜66未被蝕刻；二氧化硅膜65受到氮化硅膜66的保護(hù)而未被蝕 刻；并且只有暴露在通槽32等的側(cè)面的硅層63凹進(jìn)。結(jié)果，在通槽32等的上端部分，二氧 化硅膜65和氮化硅膜66朝向通槽32等的中央部分凸出，并且具有類屋檐配置。接下來，如圖9所示，執(zhí)行熱氧化處理以便在通槽32等的每個側(cè)面上形成例如具 有5nm厚度的二氧化硅膜68。然后，離子注入諸如硼(B)之類的雜質(zhì)。此時，當(dāng)旋轉(zhuǎn)SOI襯 底60時注入雜質(zhì)。雜質(zhì)的注入方向相對于向下方向傾斜5度。換句話說，使用5度的傾斜 角。加速電壓例如被設(shè)定為15keV;并且注入量例如被設(shè)定為5X1015cm_2。由此，在通槽31 的內(nèi)壁上形成柱狀體擴散層35(參照圖3A)；在通槽32的內(nèi)壁上形成柱狀體擴散層36 ；并 且在通槽42的內(nèi)壁上形成柱狀體擴散層46 (參照圖3B)。此時，由于硅層63的上層部分受到氮化硅膜66的保護(hù)，所以高濃度硼未被離子注 入到通槽32等的類肩部區(qū)域中。這是因為當(dāng)?shù)枘?6的膜厚度是IOOnm時，當(dāng)以MkeV 的加速電壓注入硼時，到氮化硅膜中的峰值穿透距離是38. 2nm ；即使允許17. 7nm傳播寬度 (ARp) 二倍，最大穿透距離也僅是73. 6nm;并且氮化硅膜66未被穿透。因此，硼沒有被集 中地注入到通槽的類肩部區(qū)域中。因此，在隨后的氧化處理期間不會發(fā)射硼；并且氧化爐不 會被污染。然后，如圖10所示，通過利用LP-CVD (低壓化學(xué)氣相沉積)沉積二氧化硅來形成 二氧化硅膜69。此時，沉積的二氧化硅的量被設(shè)定為可靠地填充通槽32等的內(nèi)部。例如，在通槽32等的開口寬度被設(shè)定為0. 4 μ m的情況下，沉積的二氧化硅的量被設(shè)定為0. 3 μ m。 由此，二氧化硅膜69也被填充到通槽32等的內(nèi)部。接下來，如圖11所示，使用氮化硅膜66作為停止層來執(zhí)行CMP(化學(xué)機械拋光)以 便從氮化硅膜66中去除二氧化硅膜69并且僅在通槽32等的內(nèi)部留下二氧化硅膜69。由 此，在通槽31、32和42的內(nèi)部中分別埋入由二氧化硅制成的絕緣部件33(參照圖3A)、34 和44(參照圖3B)。隨后，執(zhí)行熱磷酸處理以便去除氮化硅膜66。從而，如圖12所示，在電極極板區(qū)域8中形成通槽31和32、柱狀體擴散層34和 36以及絕緣部件33和34 ；并且在標(biāo)記材料區(qū)域9中形成通槽42、柱狀體擴散層46和絕緣 部件44。因為絕緣部件44由二氧化硅形成，所以當(dāng)由電子顯微鏡觀察時絕緣部件44與由 硅制成的硅層63相比具有高對比度；并且可以容易地識別絕緣部件44。由此，在此階段， 絕緣部件44可從處理表面一側(cè)識別。因此，絕緣部件44可以被用作對準(zhǔn)標(biāo)記。在圖4到 圖11中示出的區(qū)域?qū)?yīng)于在圖12中示出的區(qū)域A。然后，如圖13所示，使用絕緣部件44作為對準(zhǔn)標(biāo)記，在硅層63的內(nèi)部形成光接收 區(qū)域6和外圍電路區(qū)域7的組件(參照圖1)。在SOI襯底60上形成多層互連線層13。具 體而言，使用絕緣部件44作為對準(zhǔn)標(biāo)記在硅層63的上表面形成STI 29。然后，使用絕緣 部件44作為對準(zhǔn)標(biāo)記將硼離子注入到η型層22中以便在光接收區(qū)域6中形成晶格配置的 P型阻擋區(qū)23并且在電極極板區(qū)域8中形成晶格配置的ρ型導(dǎo)電區(qū)37。此時，ρ型阻擋區(qū) 23和ρ型導(dǎo)電區(qū)37形成為與ρ型層21接觸。形成ρ型阻擋區(qū)23以將硅層63劃分為多個 PD區(qū)域25 ；并且在柱狀體擴散層36之間的區(qū)域中形成ρ型導(dǎo)電區(qū)37。然后，使用絕緣部件44作為對準(zhǔn)標(biāo)記為每個像素區(qū)域形成轉(zhuǎn)移柵極16。然后，通 過將形成施主的雜質(zhì)離子注入到光接收區(qū)域6中硅層63的上部中來形成高濃度區(qū)域26。 此時，在由P型阻擋區(qū)23劃分的每個部分中且在高濃度區(qū)域沈以下的部分保持為η型層 22。然后，通過將形成受體的雜質(zhì)注入到光接收區(qū)域6中硅層63的最高層部分中來形成防 反轉(zhuǎn)層27。由此，由ρ型阻擋區(qū)23劃分的每個部分形成光電二極管(PD)區(qū)域25。接下來，在電極極板區(qū)域8中，使用絕緣部件44作為對準(zhǔn)標(biāo)記在硅層63上形成觸 點17。觸點17連接到柱狀體擴散層36和ρ型導(dǎo)電區(qū)37。然后，通過沉積層間絕緣膜14 以掩埋轉(zhuǎn)移柵極16和觸點17并且通過在層間絕緣膜14中形成金屬互連線15來形成多層 互連線層13。在硅層63中形成擴散層并且形成上述多層互連線層13的工序期間，在光接收區(qū) 域6中形成放大晶體管、復(fù)位晶體管等(未圖示)。在外圍電路區(qū)域7中形成讀取電路(未 圖示)等。然后，在多層互連線層13上沉積二氧化硅；形成鈍化膜12;并且經(jīng)由CMR來平 坦化上表面。圖14是此階段的圖13的放大區(qū)域B的局部放大截面圖。在如圖14所示的硅層 63中，由絕緣材料制成的絕緣部件34被填充到通槽32中；并且在通槽32周圍形成ρ型柱 狀體擴散層36。在柱狀體擴散層36之間的η型層22的部分中形成ρ型導(dǎo)電區(qū)37 ；并且該 部分的電導(dǎo)率類型被反向為P型。當(dāng)形成外圍電路時在硅層63的最高層部分中形成高濃 度P型擴散層38;并且在其上形成自對準(zhǔn)多晶硅化物(salicide)層39，其中硅被摻有金 屬。在其它附圖中沒有示出P型擴散層38和自對準(zhǔn)多晶硅化物層39。在自對準(zhǔn)多晶硅化 物層39上提供多層互連線層13 ；并且在多層互連線層13中提供由金屬制成的金屬互連線15和觸點17。觸點17的下端被連接到自對準(zhǔn)多晶硅化物層39 ；并且上端被連接到最低的 金屬互連線15層。然后，如圖15所示，支撐襯底11被粘附到鈍化膜12的上表面。換句話說，經(jīng)由鈍 化膜12在多層互連線層13的上表面上接合支撐襯底11。支撐襯底11例如是硅晶片。在 下面的工序中，支撐襯底11面被作為加工表面。因此，在圖16到圖27中，垂直方向被再次 反向并且與圖2的方向相同。在以下描述中的垂直方向與圖16到圖27相匹配。接下來，如圖16所示，通過使用BOX氧化膜62作為停止層進(jìn)行拋光來去除SOI襯 底60的基底材料61。然后，如圖17所示，通過利用氫氟酸溶液溶解來去除BOX氧化膜62。此時，剩余 的硅層63形成半導(dǎo)體襯底20。由此，在半導(dǎo)體襯底20的上表面暴露出絕緣部件33、34和 44以及柱狀體擴散層35、36和46。去除絕緣部件33、34和44的上部以使上表面凹進(jìn)，從 而在對應(yīng)于通槽31、32和42的部分產(chǎn)生凹槽。此時，由于氫氟酸溶液所導(dǎo)致的蝕刻量被設(shè) 定為對具有145nm的膜厚度的BOX氧化膜62執(zhí)行例如50%過蝕刻。在這種情況下，將二氧 化硅過度蝕刻大約75nm。因此，絕緣部件33、34和44的上表面自半導(dǎo)體襯底20的上表面 始凹進(jìn)大約75nm。接下來，如圖18所示，通過等離子體CVD來形成二氧化硅膜51。此時，二氧化硅 膜51的膜厚度被設(shè)定為可靠地填充在通槽32等(通槽31、32和42)中制成的凹槽的膜厚 度。在上述例子中，因為在通槽32中制成的凹槽的深度大約是75nm，所以二氧化硅膜51的 膜厚度例如被設(shè)定為150nm。然后，通過等離子體CVD形成具有例如50nm膜厚度的氮化硅 膜71。然后，如圖19所示，在氮化硅膜71上形成光刻膠膜72 ；并且執(zhí)行曝光和顯影以便 在將形成電極極板57 (參照圖2)的區(qū)域中制成開口 72a。接下來，如圖20所示，使用光刻膠膜72作為掩模來執(zhí)行干蝕刻以便有選擇地去除 氮化硅膜71和二氧化硅膜51。由此，在電極極板區(qū)域8中暴露出半導(dǎo)體襯底20。隨后，利 用氧等離子體執(zhí)行灰化以便去除光刻膠膜72。然后，如圖21所示，通過濺射依次沉積鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)和鋁(Al)以便在整 個表面上形成導(dǎo)電膜73。例如，鈦層的厚度被設(shè)定為20nm ；氮化鈦層的厚度被設(shè)定為30nm ； 并且鋁層的厚度被設(shè)定為330nm。導(dǎo)電膜73接觸半導(dǎo)體襯底20的暴露部分并且連接到電 極極板區(qū)域8中的柱狀體擴散層36和ρ型導(dǎo)電區(qū)37。接下來，如圖22所示，在導(dǎo)電膜73上形成光刻膠膜74 ；并且執(zhí)行曝光和顯影來圖 案化光刻膠膜74以便覆蓋將形成電極極板57 (參照圖2 的區(qū)域。然后，如圖23所示，使用光刻膠膜74作為掩模來執(zhí)行干蝕刻以便有選擇地去除導(dǎo) 電膜73。由此，電極極板57由在導(dǎo)電區(qū)8中剩余的導(dǎo)電膜73形成。此時，還通過蝕刻去除 氮化硅膜71(參照圖22)；并且所述蝕刻在二氧化硅膜51中停止。隨后，利用氧等離子體 執(zhí)行灰化以便去除光刻膠膜74。接下來，如圖M所示，通過等離子體CVD在二氧化硅膜51上形成氮化硅膜52以 便覆蓋電極極板57。防反射膜53由二氧化硅膜51和氮化硅膜52形成。此時，考慮諸如透 射率和折射率之類的光學(xué)特性來確定氮化硅膜52的膜厚度并且例如設(shè)定為50nm。然后，如圖25所示，在氮化硅膜52上形成光刻膠膜75 ；并且執(zhí)行曝光和顯影以在電極極板57的中央部分正上方的區(qū)域中制成開口 75a。接下來，如圖沈所示，使用光刻膠膜75作為掩模執(zhí)行干蝕刻以便從開口 7 正下 方的區(qū)域去除氮化硅膜52。隨后，利用氧等離子體執(zhí)行灰化以便去除光刻膠膜75。然后，如圖27所示，執(zhí)行在形成氣體中的燒結(jié)以便在電極極板57和半導(dǎo)體襯底 20之間的接觸表面熔合形成電極極板57的鈦和形成半導(dǎo)體襯底20的硅。從而，減小了電 極極板57和柱狀體擴散層36之間以及電極極板57和ρ型導(dǎo)電區(qū)37之間的接觸電阻。然 后，在PD區(qū)域25正上方的區(qū)域中，在氮化硅膜52上形成紅、綠和藍(lán)濾色器M。此時，因為 僅利用薄防反射膜53覆蓋絕緣部件44，所以絕緣部件44可從處理表面識別。因此，當(dāng)形成 濾色器M時絕緣部件44被用作對準(zhǔn)標(biāo)記。濾色器M之間的邊界位于ρ型阻擋區(qū)23正上 方的區(qū)域中。接下來，如圖2所示，使用絕緣部件44作為對準(zhǔn)標(biāo)記，在每個濾色器M上形成微 透鏡55。從而，制造出背面受照的固態(tài)圖像捕捉設(shè)備1?，F(xiàn)將描述該實施例的功能效果。首先，將描述增加位置對準(zhǔn)精度的效果。在該實施例的固態(tài)圖像捕捉設(shè)備1的制造工序中，被填充到通槽42中的絕緣部件 44被用作對準(zhǔn)標(biāo)記。因為絕緣部件44例如由二氧化硅形成，所以當(dāng)通過例如電子顯微鏡觀 察時絕緣部件44與由硅制成的半導(dǎo)體襯底20相比具有高對比度并且可以容易被識別。絕 緣部件44穿透半導(dǎo)體襯底20 (硅層6 并且暴露在上表面和下表面。因此，當(dāng)形成圖13所 示的工序的P型阻擋層23時，暴露在硅層63的上表面(與光入射面相對的面)的絕緣部 件44可以被用作對準(zhǔn)標(biāo)記；并且可以直接使用絕緣部件44作為基準(zhǔn)來執(zhí)行位置對準(zhǔn)。另 一方面，當(dāng)形成圖27所示的工序的濾色器M時，暴露在半導(dǎo)體襯底20的上表面(光入射 面)的絕緣部件44可以被用作對準(zhǔn)標(biāo)記；并且可以直接使用絕緣部件44作為基準(zhǔn)來執(zhí)行 位置對準(zhǔn)。因此，可以使用相同的絕緣部件44作為基準(zhǔn)來執(zhí)行ρ型阻擋層23和濾色器M的 位置對準(zhǔn)。因此，在ρ型阻擋層23和濾色器M之間基本不發(fā)生位置偏移；并且濾色器M 之間的邊界可以可靠地設(shè)置在P型阻擋層23正上方的區(qū)域中。換句話說，在ρ型阻擋層23 和濾色器M之間的位置對準(zhǔn)精度很高。結(jié)果，很容易實現(xiàn)像素的高度集成。為了更詳細(xì)地描述效果，現(xiàn)在將描述該實施例的第一比較例子。圖觀所示為根據(jù)該比較例子的固態(tài)圖像捕捉設(shè)備的截面圖。在根據(jù)如圖觀所示的該比較例子的固態(tài)圖像捕捉設(shè)備101中，將上述常規(guī)技術(shù)的 引線接合方法應(yīng)用于根據(jù)該實施例固態(tài)圖像捕捉設(shè)備1(參照圖2)。換句話說，固態(tài)圖像 捕捉設(shè)備101與根據(jù)該實施例的固態(tài)圖像捕捉設(shè)備1 (參照圖2)的不同之處在于半導(dǎo)體襯 底20中沒有制成通槽32等(參照圖2)；而是制成大的貫通口 110。貫通口 110穿透半導(dǎo) 體襯底20，進(jìn)入多層互連線層13，并且到達(dá)用于連接的金屬互連線115a。在固態(tài)圖像捕捉 設(shè)備101中，引線111被直接接合到金屬互連線115a以用于經(jīng)由貫通口 110進(jìn)行接合。在固態(tài)圖像捕捉設(shè)備101中沒有形成絕緣部件44(參照圖幻。因此，如上面相對 于常規(guī)技術(shù)所描述的，當(dāng)制造固態(tài)圖像捕捉設(shè)備101時STI 29被用作位置對準(zhǔn)的基準(zhǔn)。或 者，在多層互連線層13中最低的金屬互連線11 層利用紅外線從下方照射并且在形成濾 色器M時被用作對準(zhǔn)標(biāo)記。換句話說，從STI四經(jīng)由轉(zhuǎn)移柵極16、觸點(未圖示)、最高金屬互連線115層、來自頂部的第二金屬互連線115層、來自頂部的第三金屬互連線115層 以及最低金屬互連線11 層到濾色器M依次間接地執(zhí)行濾色器M的位置對準(zhǔn)。另一方 面，劃分像素的P型阻擋區(qū)23的位置對準(zhǔn)也使用STI四作為基準(zhǔn)。因此，濾色器討和？ 型阻擋區(qū)23之間的相對位置關(guān)系經(jīng)由它們之間的許多組件來確定。所以，位置對準(zhǔn)精度很 低。結(jié)果，難以將濾色器M之間的邊界設(shè)置在ρ型阻擋區(qū)23正上方的區(qū)域中；并且難以實 現(xiàn)像素的高度集成。雖然可以想到增加P型阻擋區(qū)23的寬度，但是像素的特性由此會不合 需要地降低，即，PD區(qū)域25的體積將不合需要地減小，電子的飽和數(shù)目將減少并且靈敏度 將降低等?，F(xiàn)在將使用幾個直接例子來描述提高位置對準(zhǔn)精度的效果。在以下描述中，采取 像素間距(PD區(qū)域25的布置周期)為1. 40 μ m，其中ρ型阻擋區(qū)23的寬度是0. 25 μ m并 且PD區(qū)域25的寬度是1. 15 μ m。在這種情況下，為了將濾色器M之間的邊界設(shè)置在ρ型 阻擋區(qū)23正上方的區(qū)域中，濾色器M相對于ρ型阻擋區(qū)23的位置對準(zhǔn)精度必須不超過ρ 型阻擋區(qū)23寬度(0. 25 μ m)的一半，即不超過士0. 125 μ m。并且，在多層互連線層13中形 成四個金屬互連線115層。在這種情況下，在第一比較例子中，對于0. 025 μ m的STI-轉(zhuǎn)移柵極 的對準(zhǔn)精度、0. 025 μ m的轉(zhuǎn)移柵極-觸點的對準(zhǔn)精度、0. 025 μ m的觸點-最低 金屬互連線層的對準(zhǔn)精度、0.050μπι的多層互連線層的每個金屬互連線之間 的對準(zhǔn)精度以及0.070μπι的借助透射的紅外線的濾色器-最高金屬互連線層 的對準(zhǔn)精度來說，總計STI-濾色器的對準(zhǔn)精度是上述對準(zhǔn)精度的平方和，即±^{(0.025)2 +(0.025)2 +(0.025)2 +(0.050)2 +(0.050)2 +(0.050)2 +(0.070)2} =±0.119。另一方面，STI 29-P型阻擋區(qū)23的對準(zhǔn)精度是0. 070 μ m。因此，ρ型阻擋區(qū)23-濾色器M的對準(zhǔn)精度是其平方和，即士4(0.119)2 +(0.070)2} 二士0.139 μ m，其不合需要地超過了上述容許范圍(不超過士0. 125 μ m)。因此，濾色器M之間的邊界無法可靠地設(shè)置在ρ型 阻擋區(qū)23正上方的區(qū)域中。相反地，根據(jù)該實施例，對于第一比較例子的相同條件來說，絕緣部件 44-p型阻擋區(qū)23的對準(zhǔn)精度是0. 070 μ m ；并且絕緣部件44-濾色器M的對準(zhǔn) 精度也是0.070 μ m。因此，ρ型阻擋區(qū)23-濾色器M的對準(zhǔn)精度是其平方和，即±^0.070)2 +(0.070)2} =±0.099 μ m。換句話說，該精度在上述容許范圍內(nèi)(不超過±0. 125 μ m)。因此，濾色器M之間的邊界可以可靠地設(shè)置在P型阻擋區(qū)23正上方的區(qū)域中?，F(xiàn)將描述減小拉伸電阻的效果。根據(jù)該實施例，在通槽32周圍形成的柱狀體擴散層36被用作導(dǎo)電部件以便將在 多層互連線層13中形成的金屬互連線15向光入射方向拉伸(在圖2中向上)。換句話說， 觸點17經(jīng)由柱狀體擴散層36連接到電極極板57。通過將例如硼的雜質(zhì)注入到由單晶硅制 成的半導(dǎo)體襯底20中來形成柱狀體擴散層36。因此，該雜質(zhì)在半導(dǎo)體襯底20的晶粒邊界 中沒有析出(precipitate)；并且柱狀體擴散層36的有效雜質(zhì)濃度可以足夠高。由此，可以減小柱狀體擴散層36的電阻；并且可以減小在將金屬互連線15拉伸到固態(tài)圖像捕捉設(shè) 備1外部時的拉伸電阻。通過在柱狀體擴散層36之間形成ρ型導(dǎo)電區(qū)37，所述ρ型導(dǎo)電區(qū) 37還有助于觸點17和電極極板57之間的導(dǎo)電。因此，可以更進(jìn)一步地減小拉伸電阻。結(jié) 果，可以實現(xiàn)固態(tài)圖像捕捉設(shè)備1的高速操作。為了更詳細(xì)地描述效果，現(xiàn)將描述該實施例的第二比較例子。圖四所示為根據(jù)該比較例子的固態(tài)圖像捕捉設(shè)備的截面圖。在根據(jù)如圖四所示的該比較例子的固態(tài)圖像捕捉設(shè)備102中，在通孔31、32和 42(通孔32等)的側(cè)面上形成由例如二氧化硅制成的絕緣膜121。沿著通孔32和42的側(cè) 面以類管道配置在通孔32和42的側(cè)面形成絕緣膜121。由其中注入了雜質(zhì)的多晶硅制成 的導(dǎo)電部件122被填充到通孔31、32和42的內(nèi)部。觸點17和電極極板57連接到被填充 到通孔32中的導(dǎo)電部件122。當(dāng)制造該比較例子的固態(tài)圖像捕捉設(shè)備102時，在通孔42的側(cè)面上形成的絕緣膜 121可以用作對準(zhǔn)標(biāo)記。因此，與該實施例類似，可以實現(xiàn)高位置對準(zhǔn)精度。通過將觸點17 經(jīng)由被填充到通孔32中的導(dǎo)電部件122連接到電極極板57，可以將在多層互連線層13中 形成的金屬互連線15向光入射面拉伸。然而，在根據(jù)該比較例子的固態(tài)圖像捕捉設(shè)備102中，必須增加導(dǎo)電部件122的雜 質(zhì)濃度以便減少拉伸電阻。然而，在半導(dǎo)體襯底20中制成通孔32等，在其側(cè)面形成絕緣膜 121并且隨后將硅重新填充到通孔32等的內(nèi)部的情況下，重新填充的硅的晶體結(jié)構(gòu)不可避 免地并且不合需要地具有多晶結(jié)構(gòu)。換句話說，導(dǎo)電部件122不合需要地由多晶硅而不是 單晶硅形成。因此，即使在將大量雜質(zhì)注入到導(dǎo)電部件122中的情況下，所注入的雜質(zhì)不合 需要地在多晶硅的晶粒邊界中析出；并且難以增加有效的雜質(zhì)濃度。因此，無法充分地減小 拉伸電阻。結(jié)果，固態(tài)圖像捕捉設(shè)備102中的高速操作是很困難的。還可以想到將金屬而不是多晶硅重新填充到通槽32等的內(nèi)部。然而，金屬的填充 能力小于硅的填充能力。因此，必須將通槽的長寬比保持為低。因此，難以縮減通槽的尺寸。 并且，在填充具有低耐熱性的金屬的情況下，隨后的熱處理工序也受到限制。因此，例如電 極極板57和半導(dǎo)體襯底20之間界面的硅化反應(yīng)是不充分的；并且出現(xiàn)偏差，諸如接觸電阻 增加。相反地，在該實施例中，在由單晶硅制成的半導(dǎo)體襯底20中形成柱狀體擴散層36 和P型導(dǎo)電區(qū)37。因此，即使在雜質(zhì)被大量引入時也不會在晶粒邊界中析出。因此，柱狀 體擴散層36和ρ型導(dǎo)電區(qū)37的有效雜質(zhì)濃度可以足夠高；并且可以減小電阻。在不妨礙 形成通槽32和柱狀體擴散層36的程度上，盡可能地減小通槽32的直徑和布置間隔是有利 的。由此，減小通槽32的布置周期；增加了連接到每個電極極板57的柱狀體擴散層36的 數(shù)目；并且減小了拉伸電阻。結(jié)果，固態(tài)圖像捕捉設(shè)備1的高速操作是可行的。現(xiàn)將描述減小工序成本的效果。在如上所述的該實施例中，通過在電極極板區(qū)域8中形成柱狀體擴散層36來實現(xiàn) 穿透半導(dǎo)體襯底20的導(dǎo)電部件；并且通過在標(biāo)記材料區(qū)域9中形成絕緣部件44來實現(xiàn)穿 透半導(dǎo)體襯底20的對準(zhǔn)標(biāo)記。在該實施例中，這些可以借助相同系列的工序來形成。因此， 不需要提供專用的工序來形成對準(zhǔn)標(biāo)記；因此可以保持低的工序成本。在該實施例中，同時 形成P型導(dǎo)電區(qū)37和ρ型阻擋區(qū)23。這也將保持低的工序成本。
在根據(jù)該實施例的固態(tài)圖像捕捉設(shè)備1中，在半導(dǎo)體襯底20中制成具有類框架配 置的通槽31以便包圍電極極板區(qū)域8 ；并且將絕緣部件33填充到其內(nèi)部。從而，在觸點17 和電極極板57之間連接的柱狀體擴散層36和ρ型導(dǎo)電區(qū)37可以與半導(dǎo)體襯底20的其它 部分可靠地隔離。結(jié)果，可以防止信號從金屬互連線15和電極極板57之間的電流路徑泄 漏；可以防止噪聲混入所述電流路徑；并且可以減小所述電流路徑的寄生電阻。因為通槽 31和絕緣部件33可以與通槽32和42以及絕緣部件34和44同時形成，所以不會增加工序 成本。以上參考示例性實施例描述了本發(fā)明。然而，本發(fā)明不限于這些示例性實施例。 在包括本發(fā)明要旨的程度上，本領(lǐng)域技術(shù)人員對于上述示例性實施例適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行組件的添 加、刪除或設(shè)計改變或者工序的添加、省略或條件改變也包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，雖然在上述實施例中示出了柱狀體擴散層36的導(dǎo)電類型是ρ型的例子，但 是柱狀體擴散層36的導(dǎo)電類型也可以是η型。在這種情況下，不需要在柱狀體擴散層36 之間形成P型導(dǎo)電區(qū)37 ；并且η型層22可以照原樣利用。因為在形成外圍電路區(qū)域7期 間當(dāng)引入形成施主的雜質(zhì)時，可以通過將所述雜質(zhì)引入到電極極板區(qū)域8的η型層22的下 部中來更進(jìn)一步地減小拉伸電阻，所以這種情況是有利的。雖然在上述實施例中示出了絕緣部件33、34和44由二氧化硅形成的例子，但是本 發(fā)明并不局限于此。絕緣部件33、34和44例如可以由氮化硅形成。雖然在上述實施例中示出了通槽32和42具有四邊形柱狀配置的例子，但是本發(fā) 明并不局限于此。通槽32和42例如可以具有圓形的柱狀配置。通槽32的配置和通槽42 的配置不必是相同的?？梢钥紤]電導(dǎo)率來設(shè)定通槽32的配置；并且通槽42可以具有有助 于作為對準(zhǔn)標(biāo)記的配置。例如，從上方看來，通槽42可以具有矩形配置；并且絕緣部件44 不僅可以用于指示位置而且可以用于指示方向。雖然在上述實施例中還示出了通槽31具 有大體上正方形的類框架配置的例子，但是本發(fā)明并不局限于此。例如，通槽31可以具有 圓環(huán)配置。根據(jù)上述示例性實施例，可以實現(xiàn)具有組件的高位置對準(zhǔn)精度以及低工序成本的 固態(tài)圖像捕捉設(shè)備以及制造該固態(tài)圖像捕捉設(shè)備的方法。雖然已經(jīng)描述了具體的實施例，但是這些實施例僅以示例形式給出，并且不意圖 限制本發(fā)明的范圍。實際上，可以采用各種其它形式來實現(xiàn)在此描述的新穎設(shè)備和方法；此 外，在不脫離本發(fā)明精神的情況下可以對在此描述的設(shè)備和方法的形式進(jìn)行各種省略、替 換和改變。所附權(quán)利要求及其等效物旨在覆蓋可能落入本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)的這種形式 或修改。
權(quán)利要求
1.一種固態(tài)圖像捕捉設(shè)備，包括 包括互連線的多層互連線層；在所述多層互連線層上的半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底具有通槽； 在所述半導(dǎo)體襯底中的所述通槽周圍的柱狀體擴散層；以及 在所述通槽中的絕緣部件。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括 在所述半導(dǎo)體襯底中的第一導(dǎo)電層；第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)擴散區(qū)域，用于將所述第一導(dǎo)電層劃分為多個區(qū)域；以及在所述半導(dǎo)體襯底上用于每個所劃分區(qū)域的濾色器，所述雜質(zhì)擴散區(qū)域和所述濾色器使用所述絕緣部件作為對準(zhǔn)標(biāo)記來形成。
3.一種固態(tài)圖像捕捉設(shè)備，包括 包括互連線的多層互連線層；在所述多層互連線層上的半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底具有第一導(dǎo)電層和第一及第二 通槽；在所述半導(dǎo)體襯底中的所述第一通槽周圍的第一柱狀體擴散層，所述第一柱狀體擴散 層連接到所述互連線；在所述半導(dǎo)體襯底中的所述第二通槽周圍的第二柱狀體擴散層； 在所述第一及第二通槽中的每一個中的絕緣部件； 第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)擴散區(qū)域，用于將所述第一導(dǎo)電層劃分為多個區(qū)域； 在所述半導(dǎo)體襯底上并且連接到所述第一柱狀體擴散層的電極極板；以及 在所述半導(dǎo)體襯底上用于每個所劃分區(qū)域的濾色器。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述半導(dǎo)體襯底由單晶材料形成。
5.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中 所述半導(dǎo)體襯底由單晶硅形成，并且 所述絕緣部件由二氧化硅形成。
6.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中 所述半導(dǎo)體襯底由單晶硅形成，并且 所述絕緣部件由氮化硅形成。
7.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述通槽具有四邊形柱狀配置。
8.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述通槽具有圓形柱狀配置。
9.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中在所述半導(dǎo)體襯底中形成第三通槽以包圍其中形成所述第一通槽的區(qū)域，并且 還將所述絕緣部件填充到所述第三通槽中。
10.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，還包括在所述第一柱狀體擴散層之間的第二導(dǎo)電類型 的另一雜質(zhì)擴散區(qū)域，該第一及第二柱狀體擴散層是所述第二導(dǎo)電類型的。
11.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述柱狀體擴散層是第一導(dǎo)電類型的。
12.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括在所述多層互連線層的下表面上的支撐襯底。
13.一種用于制造固態(tài)圖像捕捉設(shè)備的方法，包括制成第一及第二通槽以穿透襯底的下部，至少所述襯底的所述下部由半導(dǎo)體材料制 成，在所述襯底的所述下部中提供第一導(dǎo)電層；通過將雜質(zhì)注入到所述第一及第二通槽的側(cè)面中，在該第一通槽周圍形成第一柱狀體 擴散層以及在該第二通槽周圍形成第二柱狀體擴散層；通過將絕緣材料填充到所述第一及第二通槽中的每一個的內(nèi)部，形成絕緣部件； 通過在被填充到該第二通槽中的所述絕緣部件是可識別的狀態(tài)下將雜質(zhì)注入到所述 襯底的下表面，形成將所述第一導(dǎo)電層劃分為多個區(qū)域的第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)擴散區(qū)域；在所述襯底下方形成包括互連線的多層互連線層并且將所述互連線連接到所述第一 柱狀體擴散層；通過去除所述襯底的上部，在所述襯底的所述下部的上表面暴露出所述絕緣部件和該 第一及第二柱狀體擴散層；在所述襯底的所述下部的該上表面上形成電極極板并且將所述電極極板連接到所述 第一柱狀體擴散層；以及在被填充到該第二通槽中的所述絕緣部件是可識別的狀態(tài)下，在所述襯底的所述下部 的該上表面上方形成濾色器，以用于每個所劃分區(qū)域。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述半導(dǎo)體材料是單晶材料。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其中SOI襯底被用作所述襯底，所述上部由基底材料和BOX氧化膜制成，所述BOX氧化膜提 供在所述基底材料下方，所述下部由單晶硅層制成，并且 去除所述襯底的所述上部包括使用所述BOX氧化膜作為停止層，通過拋光去除所述基底材料；并且 通過溶解去除所述BOX氧化膜。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，還包括在制成該第一及第二通槽之前，在所述襯底的 所述下表面上形成氮化硅膜，形成所述柱狀體擴散層包括通過蝕刻使該第一及第二通槽的側(cè)面凹進(jìn)，使所述氮化硅膜朝向該第一及第二通槽的 中央部分相對突出；并且在旋轉(zhuǎn)所述襯底時，從相對于向上方向傾斜的方向上注入所述雜質(zhì)， 硅被用作所述半導(dǎo)體材料。
17.如權(quán)利要求13所述的方法，其中在形成所述柱狀體擴散層期間，該第一及第二柱狀體擴散層的導(dǎo)電類型是第二導(dǎo)電類 型，并且在形成所述雜質(zhì)擴散區(qū)域期間，在所述第一柱狀體擴散層之間形成所述第二導(dǎo)電類型 的另一雜質(zhì)擴散區(qū)域。
18.如權(quán)利要求13所述的方法，其中制成該第一及第二通槽包括在所述襯底的所述下部制成第三通槽以包圍其中制成該 第一通槽的區(qū)域，并且形成所述絕緣部件包括還將所述絕緣材料填充到所述第三通槽的內(nèi)部。
19.如權(quán)利要求13所述的方法，還包括在形成所述多層互連線層之后并且在去除所述襯底的所述上部之前，在所述多層互連線層的下表面上方接合支撐襯底。
20.如權(quán)利要求13所述的方法，其中在形成所述雜質(zhì)擴散區(qū)域和形成所述濾色器期 間，被填充到該第二通槽中的所述絕緣部件被用作對準(zhǔn)標(biāo)記。
全文摘要
根據(jù)一個實施例，固態(tài)圖像捕捉設(shè)備包括多層互連線層、半導(dǎo)體襯底、柱狀體擴散層和絕緣部件。該多層互連線層包括互連線。在該多層互連線層上提供該半導(dǎo)體襯底并且所述半導(dǎo)體襯底具有通槽。該柱狀體擴散層形成在半導(dǎo)體襯底中的該通槽周圍。另外，絕緣部件被填充到該通槽中。
文檔編號H01L27/146GK102044549SQ20101027165
公開日2011年5月4日 申請日期2010年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月14日
發(fā)明者原田翼, 村越篤 申請人:株式會社東芝