背面入射型能量线检测元件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种背面入射型能量线检测元件。
【背景技术】
[0002]众所周知，有如下的背面入射型能量线检测元件(例如参考专利文献1)，其具备半导体基板，该半导体基板具有作为能量线入射面的第一主面以及与该能量线入射面相对的第二主面，并根据能量线的入射而产生电荷的电荷产生区域设置在第二主面侧。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开平10-335624号公报
【发明内容】
[0006]发明所要解决的问题
[0007]在背面入射型能量线检测元件中，包含硅氮化物或硅氮氧化物的保护膜配置在半导体基板的第二主面侧。包含硅氮化物或硅氮氧化物的保护膜不仅在物理性上保护元件，而且作为向半导体基板提供氢的含氢膜或氢供给膜发挥功能。上述保护膜能够通过向半导体基板提供氢而降低半导体基板的界面能级。因此，上述保护膜具有降低暗电流的效果。
[0008]在包含硅氮化物或硅氮氧化物的保护膜中，在该保护膜的成膜时会产生应力。在背面入射型能量线检测元件中，出于不使所产生的电荷扩散而降低分辨率的目的以及缩短电荷的移动距离来高速地读出电荷的目的，特别使半导体基板薄化。因此，背面入射型能量线检测元件与能量线从第二主面侧入射的第二主面入射型能量线检测元件相比，容易受到在保护膜产生的应力的大的影响。作为由保护膜的应力所产生的影响之一，存在白斑现象。白斑现象是在对应于在电荷产生区域产生的电荷而获得的图像中由暗电流所致的缺陷像素作为白斑而显示的现象。
[0009]本发明的目的在于提供一种可以缓和在保护膜产生的应力的背面入射型能量线检测元件。
[0010]解决问题的技术手段
[0011]本发明的一个观点所涉及的背面入射型能量线检测元件具备:半导体基板，其具有作为能量线入射面的第一主面和与能量线入射面相对的第二主面，并且根据能量线的入射而产生电荷的电荷产生区域设置在第二主面侧；以及保护膜，其以至少覆盖电荷产生区域的方式设置在第二主面侧，并且包含硅氮化物或硅氮氧化物，保护膜具有缓和在保护膜产生的应力的应力缓和部。
[0012]在本发明的一个观点所涉及的背面入射型能量线检测元件中，包含硅氮化物或硅氮氧化物的保护膜以至少覆盖电荷产生区域的方式设置于半导体基板的第二主面侧。因此，能够通过保护膜来降低暗电流和在物理性上保护元件。保护膜由于具有应力缓和部，因此能够缓和在保护膜产生的应力。因此，能够实现白斑现象等图像缺陷的产生得以抑制的背面入射型能量线检测元件。
[0013]可选地，应力缓和部是凹向保护膜的厚度方向的有底状或无底状的凹部。在应力缓和部是有底状的凹部的情况下，保护膜的厚度在凹部的位置薄。在应力缓和部是无底状的凹部的情况下，保护膜在凹部的位置不存在。无论在何种情况下，均能够通过比较简单的结构来切实地缓和在保护膜产生的应力。根据降低暗电流的观点和在物理性上保护的观点，应力缓和部可以是有底状的凹部。
[0014]可选地，凹部是在与第二主面平行的方向上延伸的槽部。在这种情况下，在槽部的位置缓和在保护膜产生的应力。因此，在明确应力集中的部位的情况下，能够通过槽部位于该部位来简单地且切实地缓和在保护膜产生的应力集中。
[0015]可选地，保护膜作为应力缓和部具有在同一方向上延伸的多个槽部。在这种情况下，能够更进一步缓和在保护膜产生的应力。
[0016]可选地，电荷产生区域具有并置在第一方向上的多个能量线感应区域，并且还具备电荷传输部，该电荷传输部以与电荷产生区域相对的方式配置，并且分别在与第一方向正交的第二方向上传输在各个能量线感应区域产生的电荷，多个槽部在沿着第一方向的方向上延伸。在这种情况下，在第二方向上，由多个槽部所产生的应力缓和效果高。由于多个槽部排列在传输电荷的方向即第二方向上，因此多个能量线感应区域间的暗电流的降低效果的不均得以抑制。
[0017]可选地，电荷产生区域具有并置在第一方向上的多个能量线感应区域，还具备电荷传输部，该电荷传输部以与电荷产生区域相对的方式配置，并且分别沿着与第一方向正交的第二方向传输在各个能量线感应区域产生的电荷，多个槽部在沿着第二方向的方向上延伸。在这种情况下，在第一方向上，可以获得由多个槽部所产生的高的应力缓和效果。
[0018]可选地，多个槽部以对应于相邻的两个能量线感应区域之间的区域的方式配置。在半导体基板的相邻的两个能量线感应区域之间的区域中，难以产生暗电流。多个槽部通过以对应于相邻的两个能量线感应区域之间的区域的方式配置，从而能够在不妨碍暗电流的降低效果的情况下缓和在保护膜产生的应力。
[0019]可选地，凹部是格子状的槽部。在这种情况下，在槽部延伸的各个方向上可以获得高的应力缓和效果。
[0020]可选地，保护膜具有二维排列的多个凹部作为应力缓和部。在这种情况下，在排列有多个凹部的各个方向上，获得高的应力缓和效果。
[0021]可选地，电荷产生区域具有并置在第一方向上的多个能量线感应区域，还具备包含电荷传输部，该电荷传输部以与电荷产生区域相对的方式配置，并且分别沿着与第一方向正交的第二方向传输在各个能量线感应区域产生的电荷，电荷传输部具有在与第一方向和第二方向交叉的方向上延伸且相互隔开间隔而配置的多根配线，多个槽部位于多根配线上。在这种情况下，由于多根配线在与第一方向和第二方向交叉的方向上延伸，因此多个槽部在与第一方向和第二方向交叉的方向上延伸。通过槽部而在第一方向和第二方向上获得高的应力缓和效果。由于在传输电荷的方向即第二方向上排列有多个槽部，因此多个能量线感应区域间的暗电流的降低效果的不均得以抑制。
[0022]在元件的配置有配线的区域中，与相邻的两个配线之间的区域相比，难以产生暗电流。其在于如下理由。配置有配线的区域通过配线而容易封闭氢。封闭于配置有配线的区域的氢有助于暗电流的降低。因此，在多个槽部位于多根配线上的情况下，能够在不妨碍暗电流的降低效果的情况下缓和在保护膜产生的应力。由于多个槽部位于多根配线上，因此无法否认对配线在物理性上保护效果的降低。由于配线的宽度窄，因此与配线的宽度对应的槽部的宽度也窄。因此，保护膜整体的在物理性上保护元件的效果不会大幅降低。
[0023]可选地，电荷产生区域具有并置在第一方向上的多个能量线感应区域，还具备电荷传输部，该电荷传输部以对应于电荷产生区域的方式配置，并且分别沿着与第一方向正交的第二方向传输在各个能量线感应区域产生的电荷，电荷传输部具有在与第一方向和第二方向交叉的方向上延伸且相互隔开间隔而配置的多根配线，多个槽部位于相邻的两个配线之间的区域上。在这种情况下，由于多根配线在与第一方向和第二方向交叉的方向上延伸，因此多个槽部也在与第一方向和第二方向交叉的方向上延伸。在第一方向和第二方向上，获得较高的应力缓和效果。由于多个槽部排列在传输电荷的方向即第二方向上，因此多个能量线感应区域间的暗电流的降低效果的不均得以抑制。由于多个槽部位于相邻的两个配线之间的区域上，因此各配线通过保护膜而被切实地保护，从而能够防止配线的短路或断线。
[0024]发明的效果
[0025]根据本发明，能够提供能够缓和在保护膜产生的应力的背面入射型能量线检测元件。
【附图说明】
[0026]图1是从第一主面侧看第I实施方式所涉及的背面入射型能量线检测元件的图。
[0027]图2是从第二主面侧看第2实施方式所涉及的背面入射型能量线检测元件的图。
[0028]图3是用于说明沿着图1和图2所示的II1-1II线的截面结构的图。
[0029]图4是示意性地表示第I实施方式所涉及的背面入射型能量线检测元件的结构的图。
[0030]图5是表示辅助配线和电荷排出用配线的配置的一个例子的结构图。
[0031]图6是表示溢出和像素分离部的配置的一个例子的结构图。
[0032]图7是从第二主面侧看第I实施方式所涉及的变化例的背面入射型能量线检测元件的图。
[0033]图8是从第二主面侧看第2实施方式所涉及的背面入射型能量线检测元件的图。
[0034]图9是用于说明沿着图8所示的IX-1X线的截面结构的图。
[0035]图10是从第二主面侧看第3实施方式所涉及的背面入射型能量线检测元件的图。
[0036]图11是表示第4实施方式所涉及的背面入射型能量线检测元件中的保护膜的图。
[0037]图12是表示第5实施方式所涉及的背面入射型能量线检测元件中的保护膜的图。
[0038]图13是表示第6实施方式所涉及的背面入射型能量线检测元件中的保护膜的图。
[0039]图14是表示第7实施方式所涉及的背面入射型能量线检