[发明专利]固态图像传感装置的半导体基板以及固态图像传感装置和其制造方法

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及固态图像传感装置的半导体基板以及固态图像传感装置和其制造方法。

背景技术

[0002]固态图像传感装置是通过在由硅单晶制成的半导体基板上形成电路而制造的。在这种情况下，如果重金属作为杂质被引入到半导体基板中，那么固态图像传感装置的电性能将显著变坏。

作为将杂质形式的重金属引入到半导体基板的因素，首先提及的是在半导体基板的制造步骤时的金属污染，其次是在固态图像传感装置的制造步骤时的重金属污染。

[0003]就前者情况而言，曾经认为当硅单晶的基板上生长外延层(epitaxial layer)时由外延生长炉的组成材料所形成的重金属颗粒或者基于使用氯型气体的作为管道材料的金属的腐蚀所形成的重金属颗粒造成了污染。近来，试图通过用具有耐腐蚀性的材料替换外延生长炉的组成材料来改进在外延生长步骤中的金属污染，但是在外延生长步骤难以完全避免金属污染。

[0004]因此，迄今，通过在半导体基板的内部中形成吸气层(gettering layer)或者通过使用具有高的重金属吸气能力的基板如高浓度硼基板或者类似物来避免在外延生长步骤的金属污染。

[0005]另一方面，在固态图像传感装置的制造步骤的后者情况中，曾经担心在制造装置的步骤中的离子注入步骤、扩散步骤和氧化热处理步骤中的每一步骤时，重金属污染半导体基板。

[0006]为避免在装置中的活性层的附近的重金属的污染，通常使用一种固有的吸气(gettering)方法，其中在半导体基板中形成氧沉淀物，或者一种非固有的吸气方法，其中吸气位置如背部损伤(backside damage)或类似情况在半导体基板的背部中形成。

[0007]在上述常规的吸气方法，即固有的吸气方法中，然而，需要多阶段热处理步骤，以便在半导体基板中预先形成氧沉淀物，使得恐怕提高了制造成本。此外，需要在较高的温度进行长时间的热处理，使得恐怕对半导体基板造成新的金属污染。

[0008]在非固有的吸气方法中，由于在背部中形成了背部损伤或类似情况，在装置制造步骤从背部形成颗粒，这使得产生了缺点，如形成有缺陷的装置等等。

[0009]考虑到上述问题，专利文献1提出了一种技术，其中预定剂量的离子如碳被注入硅基板的一个表面中，使得在这种表面上形成了硅的外延层，目的是减少作用于固态图像传感装置的电特性的暗流(darkcurrent)所形成的白色缺陷(white defects)。根据这种技术，相比于使用常规的吸气方法的外延基板来说，大大降低了固态图像传感装置中的白色缺陷。

[0010]如专利文献2的[0018]段所指出的，在专利文献1中所述的通过碳离子注入形成吸气槽(gettering sink)中，当在装置制造步骤的处理温度变得过高时，在形成外延层以后，吸气槽的吸气效应相反地下降。也就是说，在通过碳离子注入形成的吸气槽中，存在着吸气效应的极限。在专利文献2中所述的技术中，因此，设计以将上限设定为足以通过碳的引入而引起埋入式吸气槽(buried gettering sink)层的效果的随后处理温度。

专利文献1：JP-A-H06-338507

专利文献2：JP-A-2002-353434

发明内容

本发明所要解决的问题

[0011]因为吸气效应在由碳离子注入形成的吸气槽中是重要的，例如，在形成外延层后在装置处理温度方面设定上限，这导致在装置制造步骤中的限制。

[0012]此外，在外延层形成后，由碳离子注入形成的吸气槽的吸气效应往往被降低，这难以避免在装置制造步骤中出现颗粒，使得重要的是使在装置制造步骤时的吸气效应令人满意。

[0013]因此，本发明的目的是提供一种固态图像传感装置的半导体基板，如与常规的吸气方法相比较，特别是通过碳离子注入的吸气方法，其是低制造成本的并且解决了问题如在装置制造步骤时的颗粒的出现等等，以及一种有利的其制造方法。

进一步，本发明的另一目的是提供一种高性能固态图像传感装置，其通过在上述半导体基板上形成电路而提供了极好的电特性，以及其有益的制造方法。

解决问题的方式