成像裝置、制造該成像裝置的方法和照相機制造方法及圖紙

本公開內容涉及成像裝置、制造該成像裝置的方法和照相機。一種制造成像裝置的方法包括：制備包括晶圓和布置在晶圓上的硅層的基板，晶圓包括由單晶硅制成的、氧濃度不小于2×1016個原子/cm3并且不大于4×1017個原子/cm3的第一半導體區域，硅層包括由單晶硅制成的、氧濃度低于第一半導體區域中的氧濃度的第二半導體區域；在含有氧的氣氛中使基板退火，并且將第二半導體區域中的氧濃度設置在不小于2×1016個原子/cm3并且不大于4×1017個原子/cm3的范圍內；并且在退火之后在第二半導體區域中形成光電轉換元件。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種成像裝置、制造該成像裝置的方法和照相機。
技術介紹
在成像裝置中，如果產生了殘像，則圖像質量降低。殘像的原因是在硅中存在氧。專利文獻1涉及固態成像器件。該文獻描述了半導體基板中的氧濃度越低，殘像量越小。專利文獻1：日本專利公開No.2007-251074在專利文獻1中，對殘像抑制的檢查不足。因此，在專利文獻1中描述的固態成像裝置中，在氧濃度不是足夠低的像素中可能產生殘像。本專利技術是認識到上述問題而被提出的，并且提供有利于抑制殘像產生的技術。
技術實現思路
根據本專利技術的第一方面，提供了一種制造成像裝置的方法，該方法包括：制備包括晶圓和布置在晶圓上的硅層的基板，晶圓包括由單晶硅制成的、氧濃度不小于2×1016個原子/cm3且不大于4×1017個原子/cm3的第一半導體區域，硅層包括由單晶硅制成的、氧濃度低于第一半導體區域中的氧濃度的第二半導體區域；在含有氧的氣氛中使基板退火，并且將第二半導體區域中的氧濃度設置在不小于2×1016個原子/cm3且不大于4×1017個原子/cm3的范圍內；并且在退火之后在第二半導體區域中形成光電轉換元件。根據本專利技術的第二方面，提供了一種成像裝置，該成像裝置包括由單晶硅制成的基板和布置在基板的前表面一側的元件隔離部分，其
中，設Cmax和Cmin分別為離前表面的距離不大于20μm的部分的半導體區域中的氧濃度的最大值和最小值，則Cmax/Cmin不大于10，并且光電轉換元件布置在該半導體區域中。根據本專利技術的第三方面，提供了一種成像裝置，該成像裝置包括像素單元和周邊電路單元，在像素單元中多個像素排列在由硅制成的基板上，周邊電路單元布置在基板上的像素單元的周邊，并且包括被配置為處理來自每個像素的信號的電路，其中，周邊電路單元包括晶體管，該晶體管包括含有鎳和鈷中的至少一種的硅化物區域，每個像素包括：第一導電類型的第一區域，其形成在基板中，并且包括被構造為累積通過光電轉換而產生的電荷的部分；第一導電類型的第二區域，其布置在基板中比第一區域深并且與第一區域分開的位置處；以及第二導電類型的第三區域，其在從基板的表面起的深度方向上布置在第一區域和第二區域之間，第三區域包括：第一部分，其在深度方向上布置在與第二區域分開的位置處，并且包括第二導電類型的雜質的凈濃度表現出第一最大的值的位置；以及第二部分，其在深度方向上布置在第一部分和第二區域之間，第二部分中的氧濃度不大于1×1017[個原子/cm3]。根據本專利技術的第四方面，提供了一種照相機，該照相機包括：如本專利技術的第二或第三方面指定的成像裝置；以及處理單元，其被配置為處理從成像裝置輸出的信號。從以下參照附圖對示例性實施例的描述，本專利技術的進一步的特征將變得清楚。附圖說明圖1是示意性地示出根據本專利技術的一個實施例的成像裝置的截面結構的截面圖；圖2示出用于示例性地說明制造根據本專利技術的一個實施例的成像裝置的方法的截面圖；圖3示出用于示例性地說明制造根據本專利技術的一個實施例的成像
裝置的方法的截面圖；圖4示出用于示例性地說明制造根據本專利技術的一個實施例的成像裝置的方法的截面圖；圖5示出用于示例性地說明制造根據本專利技術的一個實施例的成像裝置的方法的截面圖；圖6是示出根據實施例和比較例子的半導體基板的深度方向上的氧濃度分布(在執行退火步驟之前)的曲線圖；圖7是示出根據實施例和比較例子的半導體基板的深度方向上的氧濃度分布(在含有氧的氣氛中執行退火步驟之后)的曲線圖；圖8是示出根據實施例和比較例子的半導體基板的深度方向上的氧濃度分布(在含有氧的氣氛中執行退火步驟以及在不含有氧的氣氛中執行退火步驟之后)的曲線圖；圖9是示出制造的成像裝置的半導體基板中的氧濃度分布的曲線圖；圖10是用于說明成像裝置的結構的例子的截面圖；圖11是用于說明基板中的雜質濃度分布和氧濃度分布的曲線圖；圖12A和12B是用于說明對于圖像中的殘像而言基板中的氧濃度依賴性以及殘像和白點缺陷的確定結果的視圖；圖13A至13E是用于說明制造成像裝置的方法的例子的截面圖；圖14A至14D是用于說明形成元件隔離部分的方法的例子的截面圖；圖15是用于說明照相機的布置的例子的框圖；圖16A和16B是用于說明元件隔離部分的曲線圖；圖17是用于說明元件隔離部分的曲線圖；以及圖18是用于說明元件隔離部分的視圖。具體實施方式現在將通過第一示例性實施例參照附圖描述本專利技術。在本說明書中，最大值和最小值分別意指全局最大和全局最小，
并且最大的值和最小的值分別意指局部最大值和局部最小值。在成像裝置中，如果產生了殘像，則圖像質量降低。殘像的原因是在硅中存在氧。日本專利公開No.2007-251074涉及固態成像器件。日本專利公開No.2007-251074描述了半導體基板中的氧濃度越低，殘像量越小。作為詳細的例子，日本專利公開No.2007-251074描述了在硅基板上形成光電二極管，在該硅基板中，氧濃度在13.3×1017至13.7×1017個原子/cm3的范圍內。日本專利公開No.2010-34195涉及硅晶圓，諸如外延晶圓。日本專利公開No.2010-34195描述了通過在氧氣氣氛中對晶圓執行快速熱退火來獲得具有在固定深度處具有最大值和最小值的溶解氧濃度分布的硅晶圓。如果用于形成成像裝置的半導體基板的深度方向上的氧濃度的梯度大，則氧的擴散程度可能由于制造階段中的工藝誤差而變化。這可能引起多個制造的成像裝置之間的氧濃度變化。另外，殘像可能在氧濃度不是足夠低的個體中產生?？商娲兀鯘舛确植伎梢栽诔上裱b置中的像素之間產生。另外，殘像可能在氧濃度不是足夠低的像素中產生。該實施例是認識到上述問題而提出的，并且作為其目的提供有利于抑制殘像產生的技術。根據該實施例的一方面，提供了一種制造成像裝置的方法，該方法包括以下步驟：(a)制備半導體基板，該半導體基板包括：第一半導體區域，其由氧濃度在2×1016個原子/cm3(包括)至4×1017個原子/cm3(包括)的范圍內的單晶硅制成，以及第二半導體區域，其布置在第一半導體區域上，并且由氧濃度低于第一半導體區域中的氧濃度的單晶硅制成；(b)在含有氧的氣氛中使半導體基板退火，并且將第二半導體區域中的氧濃度設置在2×1016個原子/cm3(包括)至4×1017個原子/cm3(包括)的范圍內；以及(c)在第二半導體區域中形成光電轉換元件。根據該實施例，提供了有利于抑制殘像產生的技術。在下面的描述中，“第一導電類型”和“第二導電類型”是用于在導電類型之間進行區分的術語。如果第一導電類型是n型，則第二導電類型是p型。相反，如果第一導電類型是p型，則第二導電類型是n型。圖1示意性地示出根據本專利技術的一個實施例的成像裝置100的截面結構。成像裝置100是具有半導體基板SS的固體成像裝置，半導體基板SS包括第一半導體區域101和布置在第一半導體區域101上的第二半導體區域102。第二半導體區域102的兩個表面中的與第一半導體區域101相對的一個表面形成半導體基板SS的表面。半導體基板SS的背表面可以由第一半導體區域101形成。第二半導體區域102從第一半導體區域101延續。即，在第一半導體區域101和第二半導體區域102之間不存在絕緣區域。在該本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種制造成像裝置的方法，其特征在于，包括：制備包括晶圓和布置在晶圓上的硅層的基板，所述晶圓包括由單晶硅制成的、氧濃度不小于2×1016個原子/cm3且不大于4×1017個原子/cm3的第一半導體區域，所述硅層包括由單晶硅制成的、氧濃度低于第一半導體區域中的氧濃度的第二半導體區域；在含有氧的氣氛中使基板退火，并且將第二半導體區域中的氧濃度設置在不小于2×1016個原子/cm3且不大于4×1017個原子/cm3的范圍內；以及在退火之后在第二半導體區域中形成光電轉換元件。

【技術特征摘要】
2015.06.12 JP 2015-119712;2015.10.16 JP 2015-204671.一種制造成像裝置的方法，其特征在于，包括：制備包括晶圓和布置在晶圓上的硅層的基板，所述晶圓包括由單晶硅制成的、氧濃度不小于2×1016個原子/cm3且不大于4×1017個原子/cm3的第一半導體區域，所述硅層包括由單晶硅制成的、氧濃度低于第一半導體區域中的氧濃度的第二半導體區域；在含有氧的氣氛中使基板退火，并且將第二半導體區域中的氧濃度設置在不小于2×1016個原子/cm3且不大于4×1017個原子/cm3的范圍內；以及在退火之后在第二半導體區域中形成光電轉換元件。2.根據權利要求1所述的方法，還包括在退火之前在基板的硅層中形成溝槽，其中，在退火中，溝槽的內表面被氧化。3.根據權利要求2所述的方法，還包括沿著溝槽的內表面形成與第二半導體區域的導電類型相反的導電類型的雜質區域。4.根據權利要求3所述的方法，其中，形成雜質區域是在退火之后執行的。5.根據權利要求2所述的方法，還包括在退火之后用絕緣體填充溝槽。6.根據權利要求1所述的方法，其中，在不小于800℃且不大于1150℃的溫度下執行退火。7.根據權利要求1所述的方法，其中，在退火中，在基板被加熱
\t之后以不小于1℃/sec的降溫速率將基板冷卻。8.根據權利要求1所述的方法，其中，所述硅層包括厚度不小于5μm且不大于25μm的外延層。9.根據權利要求1所述的方法，還包括在基板的表面上形成柵極電極，其中，設C22max和C22min分別為柵極電極形成之后第二半導體區域中的氧濃度的最大值和最小值，則C22max/C22min不大于10。10.根據權利要求1至9中的任何一個所述的方法，其中，第二半導體區域具有與第一半導體區域相同的導電類型，以及在形成光電轉換元件中，與第二半導體區域的導電類型不同的導電類型的第一雜質區域形成在第一半導體區域和基板的表面之間，并且與第二半導體區域的導電類型相同的導電類型的第二雜質區域形成在第一雜質區域和基板的表面之間。11.一種成像裝置，其特征在于，所述成像裝置包括由單晶硅制成的基板和布置在基板的前表面一側的元件隔離部分，其中，設Cmax和Cmin分別為離所述前表面的距離不大于20μm的部分的半導體區域中的氧濃度的最大值和最小值，則Cmax/Cmin不大于10，以及光電轉換元件布置在所述半導體區域中。12.根據權利要求11所述的成像裝置，其中，Cmax/Cmin不大于5。13.根據權利要求11所述的成像裝置，所述部分的半導體區域中
\t的氧濃度落在不小于2×1016個原子/cm3且不大于4×1017個原子/cm3的范圍內。14.根據權利要求11所述的成像裝置，其中，所述半導體區域的至少一部分中的氧濃度不大于1×1017個原子/cm3。15.根據權利要求11至14中的任何一個所述的成像裝置，其中，所述光電轉換元件包括n型第一雜質區域和p型第二雜質區域，p型第二雜質區域布置在比n型第一雜質區域遠離所述前表面的地方，以及第二雜質區域中的氧濃度不大于1×1017個原子/cm3。16.根據權利要求15所述的成像裝置，其中，第二雜質區域包括：第一部分，所述第一部分包括p型雜質的凈濃度表現出第一最大的值的位置，以及第二部分，所述第二部分布置在比第一部分遠離所述前表面的地方，并且包括p型雜質的凈濃度表現出比第一最大的值小的第二最大的值的位置。17.根據權利要求11所述的成像裝置，其中，所述元件隔離部分由絕緣體制成，所述絕緣體包括在其中氫濃度不小于5×1018個原子/cm3的部分。18.根據權利要求11所述的成像裝置，其中，所述元件隔離部分由含有氫的絕緣體制成，并且通過在基板的深度方向上對元件隔離部分中的氫濃度進行積分而獲得的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：莊山敏弘，高草木弘，山崎康生，石野英明，小川俊之，
申請(專利權)人：佳能株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP