固态图像拾取装置和图像拾取系统的制作方法_3

文档序号:9434533阅读:来源:国知局
变为后面描述的第一基板的主面105。
[0063]在图4(b)中,在电路形成部件402形成阱124和包含诸如放大晶体管306的晶体管的周边电路部。然后,高熔点金属被沉积在诸如晶体管的源极区域、漏极区域125和栅电极126的预定位置上,并且,执行热处理,由此形成高熔点金属化合物层130。然后,在电路形成部件402的上部形成多层布线结构111。多层布线结构111具有第一布线层128和第二布线层129。多层布线结构111的结构和制造方法与ro形成部件401的多层布线结构107的那些类似。然后,在形成第二布线层129之后,形成覆盖第二布线层129的扩散防止膜131。扩散防止膜131由例如氮化硅或碳化硅形成。扩散防止膜131用于抑制向ro形成部件401扩散高熔点金属。然后,扩散防止膜131的多个部分被去除,使得构成连接部311的第二布线层129的一些布线被露出。这里,可通过蚀刻或CMP技术去除扩散防止膜。这里,电路形成部件402变为第二基板108。如图4(b)所示的那样确定第二基板108的主面109。
[0064]然后,如图5(c)所示,H)形成部件401和电路形成部件402的主面(105、109)被设置为相互面对并且通过例如微凸块被接合在一起。
[0065]最后,如图5 (d)所示,通过例如CMP或蚀刻去除H)形成部件401的不希望的部分404和绝缘层403,使得H)形成部件401更薄,以形成第一基板104。然后,在第一基板104的背面106的上部形成由碳化硅形成的抗反射膜118。在形成抗反射膜118之后,在抗反射膜118的上部形成钨膜以便构图,由此形成遮光膜119。然后,形成平坦化层和滤色器120,并且形成微透镜121。这种制造方法使得能够制造图3所示的固态图像拾取装置400。
[0066]这里,根据实施例的结构,在形成多层布线结构107的层间绝缘膜之后,能够在高温下或者长时间地执行热处理,以便提高光电转换元件的诸如从缺陷恢复的特性。如果第一基板具有高熔点金属化合物层,那么在形成层间绝缘膜之前形成高熔点金属化合物层。在形成层间绝缘膜之后,由于诸如高熔点金属的扩散的问题,变得难以在高温下或者长时间地执行热处理。因此,根据实施例的结构,由于可以任选地执行用于光电转换元件的从缺陷恢复的热处理,因此,能够抑制光电转换元件的特性的降低。
[0067]在希望的形式中,为了增加设置在FD区域的触点的连接电阻,希望在与插头连接的半导体区域上执行离子注入和热处理。但是,如上所述,如果第一基板具有高熔点金属化合物层,那么变得难以在在形成层间绝缘膜之后实施的触点形成步骤中执行热处理。因此,根据实施例的结构,能够在周边电路部设置高熔点金属化合物层的同时在不设置高熔点金属化合物层的FD区域形成触点的步骤中执行充分的热处理。因此,能够在减少FD区域的高熔点金属的污染的同时适当地连接FD区域处的触点。
[0068]如上所述,根据实施例的固态图像拾取装置,能够在增加周边电路部处的晶体管的操作的速度并增加信号读出操作的速度的同时进一步抑制光电转换元件处的暗电流的产生。
[0069]第四实施例
[0070]将参照图6描述根据本实施例的固态图像拾取装置。根据本实施例的固态图像拾取装置的结构与根据第二实施例的固态图像拾取装置的结构对应,与其的不同在于,它包含扩散防止膜。以下将描述图6所示的结构。与第二实施例等同的结构特征将不被描述。
[0071]在图6所示的固态图像拾取装置500中,防止高熔点金属的扩散的扩散防止膜231被设置在第一芯片210与第二芯片202之间。通过设置这种扩散防止膜231,能够进一步抑制设置在第二芯片的高熔点金属化合物层的高熔点金属向第一芯片的光电转换元件和构成FD区域的半导体区域的混入。因此,能够抑制(图像的)白色缺陷或暗电流的产生。扩散防止膜231是由例如氮化硅或碳化硅形成的膜。
[0072]下面,将参照图7?9描述图6所示的固态图像拾取装置500的制造方法。首先,在图7(a)中,设置变为图6所示的第一基板204的光电二极管形成基板(以下,称为“H)形成部件”)501和变为图6所示的第二基板208的电路形成部件502。PD形成部件501包含P型半导体区域216和绝缘层503。PD形成部件501使用SOI基板,并且,可通过外延生长或离子注入形成P型半导体区域216。电路形成部件502使用SOI基板并包含绝缘层234。
[0073]然后,在图7(b)所示的H)形成部件501中,形成诸如传送晶体管的栅电极214、电荷蓄积区域212和阱215的元件。在H)形成部件501的上部上形成多层布线结构207。多层布线结构207包含第一布线层222和第二布线层223。多层布线结构207的结构和制造方法与第三实施例中的那些类似,因此将不描述它们。然后,形成覆盖第二布线层223的层间绝缘膜,并且,层间绝缘膜的多个部分被去除,使得第二布线层223的布线被露出。第二布线层223构成连接部311。然后,形成覆盖第二布线层223并由例如氮化硅或碳化硅形成的扩散防止膜231。覆盖第二布线层233的层间绝缘膜可被设置在第二布线层223和扩散防止膜231之间。
[0074]在图7(b)所示的电路形成部件502中,形成包含放大晶体管的晶体管和阱224。然后,在诸如晶体管的源极区域、漏极区域和栅电极的预定位置上沉积高熔点金属,并且,执行热处理,由此形成高熔点金属化合物层230。然后,在电路形成部件502的上部上形成多层布线结构211。多层布线结构211具有第一布线层228。第一布线层228的结构和制造方法与第三实施例的类似。
[0075]然后,在图8(c)中,在电路形成部件502处的第一布线层228的上部形成粘接剂层506和支撑基底507。然后,通过烧蚀或蚀刻去除电路形成部件502的不希望的部分504,并且,形成第二基板208。
[0076]在图8(d)中,变为图6所示的第一基板204的H)形成部件501的主面205和第二基板208的背面210被相互层叠以相互面对,并且,通过例如微凸块被接合在一起。然后,第一粘接层506和第一支撑基底507被去除。然后,在第二基板208的第一布线层228的上部上形成层间绝缘膜,并且,形成用于与第一基板204的电连接的贯通电极235。可通过一般的半导体工艺制造贯通电极235。然后,覆盖贯通电极235,并且,形成第二布线层229。
[0077]然后,如图9所示,在第二基板208的第二布线层229的上部上设置粘接剂层232和支撑基底233。然后,例如通过CMP或蚀刻去除H)形成部件501的不希望的部505,并且,形成第一基板204。然后,在第一基板204的背面206的上部形成由例如氮化硅形成的抗反射膜218。然后,在抗反射膜218的上部形成由例如钨形成的遮光膜219。并且,在遮光膜219的上部形成平坦化层和滤色器120,并且,形成微透镜212。这种制造方法使得能够制造图6所示的固态图像拾取装置500。
[0078]即使在根据实施例的结构中,由于可以任选地执行触点或光电转换元件的热处理,因此,能够抑制光电转换元件的特性的降低和触点的连接电阻的增加。
[0079]如上所述,根据实施例的固态图像拾取装置,能够在增加周边电路部处的晶体管的操作速度并增加信号读出操作的速度的同时进一步抑制光电转换元件处的暗电流的产生。
[0080]第五实施例
[0081]将参照图10描述根据本实施例的固态图像拾取装置。根据图10所示的实施例的固态图像拾取装置600、610和620的结构与根据第三实施例的固态图像拾取装置400的结构对应,但是扩散防止膜131的设置被修改。与第三实施例等同的结构特征将不被描述。
[0082]在图10(a)所示的固态图像拾取装置600中,扩散防止膜131被设置在第一基板104和第二基板108之间,并用作包含于设置在第一基板104的上部的多层布线结构107中的层间绝缘膜。借助于这种结构,能够省略形成层间绝缘膜的步骤,并实现固态图像拾取装置的薄型化。另外,由于固态图像拾取装置600是背面照射型的固态图像拾取装置,因此,即使由例如氮化硅形成的扩散防止膜131被设置在光电转换元件的整个顶面上,例如,也不出现源自扩散防止膜131和作为一般的层间绝缘膜的氧化硅膜之间的折射率差的反射。因此,能够在抑制光学特性降低的同时抑制来自第二基板108的高熔点金属的扩散。扩散防止膜131用作层间绝缘膜的结构不限于图10(a)所示的结构。例如,可以使用被设置在第二基板108的上部的多层布线结构111中的层间绝缘膜。
[0083]然后,在图10(b)所示的固态图像拾取装置610中,在第一基板104和第二基板108之间设置扩散防止膜131。另外,扩散防止膜131形成为接触第二基板108的源极区域和漏极区域125和栅电极126上的高熔点金属化合物层130。借助于这种结构,能够使用扩散防止膜131作为形成第二基板108的接触孔时的蚀刻阻止层。
[0084]然后,在图10(c)所示固态图像拾取装置620中,扩散防止膜131被设置在第一基板104和第二基板108之间,并且接触第二基板108的第一布线层228的上部。第一布线层228由铜线形成。扩散防止膜131还用作防止铜的扩散的扩散防止膜。借助于这种结构,能够省略形成防止铜的扩散的扩散防止膜的步骤,并实现固态图像拾取装置的薄型化。扩散防止膜131用作防止铜的扩散的扩散防止膜的结构不限于图10(c)所示的结构。例如,设置在第一基板104的上部上的多层布线结构107可由铜线形成,并且,可对于各布线层形成扩散防止膜131。
[0085]第六实施例
[0086]将参照图11描述根据本实施例的固态图像拾取装置。根据图11所示的实
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