背面入射型能量線檢測(cè)元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種背面入射型能量線檢測(cè)元件。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，有如下的背面入射型能量線檢測(cè)元件(例如參考專利文獻(xiàn)1)，其具備半導(dǎo)體基板，該半導(dǎo)體基板具有作為能量線入射面的第一主面以及與該能量線入射面相對(duì)的第二主面，并根據(jù)能量線的入射而產(chǎn)生電荷的電荷產(chǎn)生區(qū)域設(shè)置在第二主面?zhèn)取?br>[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平10-335624號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明所要解決的問(wèn)題
[0007]在背面入射型能量線檢測(cè)元件中，包含硅氮化物或硅氮氧化物的保護(hù)膜配置在半導(dǎo)體基板的第二主面?zhèn)?。包含硅氮化物或硅氮氧化物的保護(hù)膜不僅在物理性上保護(hù)元件，而且作為向半導(dǎo)體基板提供氫的含氫膜或氫供給膜發(fā)揮功能。上述保護(hù)膜能夠通過(guò)向半導(dǎo)體基板提供氫而降低半導(dǎo)體基板的界面能級(jí)。因此，上述保護(hù)膜具有降低暗電流的效果。
[0008]在包含硅氮化物或硅氮氧化物的保護(hù)膜中，在該保護(hù)膜的成膜時(shí)會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力。在背面入射型能量線檢測(cè)元件中，出于不使所產(chǎn)生的電荷擴(kuò)散而降低分辨率的目的以及縮短電荷的移動(dòng)距離來(lái)高速地讀出電荷的目的，特別使半導(dǎo)體基板薄化。因此，背面入射型能量線檢測(cè)元件與能量線從第二主面?zhèn)热肷涞牡诙髅嫒肷湫湍芰烤€檢測(cè)元件相比，容易受到在保護(hù)膜產(chǎn)生的應(yīng)力的大的影響。作為由保護(hù)膜的應(yīng)力所產(chǎn)生的影響之一，存在白斑現(xiàn)象。白斑現(xiàn)象是在對(duì)應(yīng)于在電荷產(chǎn)生區(qū)域產(chǎn)生的電荷而獲得的圖像中由暗電流所致的缺陷像素作為白斑而顯示的現(xiàn)象。
[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種可以緩和在保護(hù)膜產(chǎn)生的應(yīng)力的背面入射型能量線檢測(cè)元件。
[0010]解決問(wèn)題的技術(shù)手段
[0011]本發(fā)明的一個(gè)觀點(diǎn)所涉及的背面入射型能量線檢測(cè)元件具備:半導(dǎo)體基板，其具有作為能量線入射面的第一主面和與能量線入射面相對(duì)的第二主面，并且根據(jù)能量線的入射而產(chǎn)生電荷的電荷產(chǎn)生區(qū)域設(shè)置在第二主面?zhèn)龋灰约氨Ｗo(hù)膜，其以至少覆蓋電荷產(chǎn)生區(qū)域的方式設(shè)置在第二主面?zhèn)龋⑶野璧锘蚬璧趸?，保護(hù)膜具有緩和在保護(hù)膜產(chǎn)生的應(yīng)力的應(yīng)力緩和部。
[0012]在本發(fā)明的一個(gè)觀點(diǎn)所涉及的背面入射型能量線檢測(cè)元件中，包含硅氮化物或硅氮氧化物的保護(hù)膜以至少覆蓋電荷產(chǎn)生區(qū)域的方式設(shè)置于半導(dǎo)體基板的第二主面?zhèn)?。因此，能夠通過(guò)保護(hù)膜來(lái)降低暗電流和在物理性上保護(hù)元件。保護(hù)膜由于具有應(yīng)力緩和部，因此能夠緩和在保護(hù)膜產(chǎn)生的應(yīng)力。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)白斑現(xiàn)象等圖像缺陷的產(chǎn)生得以抑制的背面入射型能量線檢測(cè)元件。
[0013]可選地，應(yīng)力緩和部是凹向保護(hù)膜的厚度方向的有底狀或無(wú)底狀的凹部。在應(yīng)力緩和部是有底狀的凹部的情況下，保護(hù)膜的厚度在凹部的位置薄。在應(yīng)力緩和部是無(wú)底狀的凹部的情況下，保護(hù)膜在凹部的位置不存在。無(wú)論在何種情況下，均能夠通過(guò)比較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)來(lái)切實(shí)地緩和在保護(hù)膜產(chǎn)生的應(yīng)力。根據(jù)降低暗電流的觀點(diǎn)和在物理性上保護(hù)的觀點(diǎn)，應(yīng)力緩和部可以是有底狀的凹部。
[0014]可選地，凹部是在與第二主面平行的方向上延伸的槽部。在這種情況下，在槽部的位置緩和在保護(hù)膜產(chǎn)生的應(yīng)力。因此，在明確應(yīng)力集中的部位的情況下，能夠通過(guò)槽部位于該部位來(lái)簡(jiǎn)單地且切實(shí)地緩和在保護(hù)膜產(chǎn)生的應(yīng)力集中。
[0015]可選地，保護(hù)膜作為應(yīng)力緩和部具有在同一方向上延伸的多個(gè)槽部。在這種情況下，能夠更進(jìn)一步緩和在保護(hù)膜產(chǎn)生的應(yīng)力。
[0016]可選地，電荷產(chǎn)生區(qū)域具有并置在第一方向上的多個(gè)能量線感應(yīng)區(qū)域，并且還具備電荷傳輸部，該電荷傳輸部以與電荷產(chǎn)生區(qū)域相對(duì)的方式配置，并且分別在與第一方向正交的第二方向上傳輸在各個(gè)能量線感應(yīng)區(qū)域產(chǎn)生的電荷，多個(gè)槽部在沿著第一方向的方向上延伸。在這種情況下，在第二方向上，由多個(gè)槽部所產(chǎn)生的應(yīng)力緩和效果高。由于多個(gè)槽部排列在傳輸電荷的方向即第二方向上，因此多個(gè)能量線感應(yīng)區(qū)域間的暗電流的降低效果的不均得以抑制。
[0017]可選地，電荷產(chǎn)生區(qū)域具有并置在第一方向上的多個(gè)能量線感應(yīng)區(qū)域，還具備電荷傳輸部，該電荷傳輸部以與電荷產(chǎn)生區(qū)域相對(duì)的方式配置，并且分別沿著與第一方向正交的第二方向傳輸在各個(gè)能量線感應(yīng)區(qū)域產(chǎn)生的電荷，多個(gè)槽部在沿著第二方向的方向上延伸。在這種情況下，在第一方向上，可以獲得由多個(gè)槽部所產(chǎn)生的高的應(yīng)力緩和效果。
[0018]可選地，多個(gè)槽部以對(duì)應(yīng)于相鄰的兩個(gè)能量線感應(yīng)區(qū)域之間的區(qū)域的方式配置。在半導(dǎo)體基板的相鄰的兩個(gè)能量線感應(yīng)區(qū)域之間的區(qū)域中，難以產(chǎn)生暗電流。多個(gè)槽部通過(guò)以對(duì)應(yīng)于相鄰的兩個(gè)能量線感應(yīng)區(qū)域之間的區(qū)域的方式配置，從而能夠在不妨礙暗電流的降低效果的情況下緩和在保護(hù)膜產(chǎn)生的應(yīng)力。
[0019]可選地，凹部是格子狀的槽部。在這種情況下，在槽部延伸的各個(gè)方向上可以獲得高的應(yīng)力緩和效果。
[0020]可選地，保護(hù)膜具有二維排列的多個(gè)凹部作為應(yīng)力緩和部。在這種情況下，在排列有多個(gè)凹部的各個(gè)方向上，獲得高的應(yīng)力緩和效果。
[0021]可選地，電荷產(chǎn)生區(qū)域具有并置在第一方向上的多個(gè)能量線感應(yīng)區(qū)域，還具備包含電荷傳輸部，該電荷傳輸部以與電荷產(chǎn)生區(qū)域相對(duì)的方式配置，并且分別沿著與第一方向正交的第二方向傳輸在各個(gè)能量線感應(yīng)區(qū)域產(chǎn)生的電荷，電荷傳輸部具有在與第一方向和第二方向交叉的方向上延伸且相互隔開(kāi)間隔而配置的多根配線，多個(gè)槽部位于多根配線上。在這種情況下，由于多根配線在與第一方向和第二方向交叉的方向上延伸，因此多個(gè)槽部在與第一方向和第二方向交叉的方向上延伸。通過(guò)槽部而在第一方向和第二方向上獲得高的應(yīng)力緩和效果。由于在傳輸電荷的方向即第二方向上排列有多個(gè)槽部，因此多個(gè)能量線感應(yīng)區(qū)域間的暗電流的降低效果的不均得以抑制。
[0022]在元件的配置有配線的區(qū)域中，與相鄰的兩個(gè)配線之間的區(qū)域相比，難以產(chǎn)生暗電流。其在于如下理由。配置有配線的區(qū)域通過(guò)配線而容易封閉氫。封閉于配置有配線的區(qū)域的氫有助于暗電流的降低。因此，在多個(gè)槽部位于多根配線上的情況下，能夠在不妨礙暗電流的降低效果的情況下緩和在保護(hù)膜產(chǎn)生的應(yīng)力。由于多個(gè)槽部位于多根配線上，因此無(wú)法否認(rèn)對(duì)配線在物理性上保護(hù)效果的降低。由于配線的寬度窄，因此與配線的寬度對(duì)應(yīng)的槽部的寬度也窄。因此，保護(hù)膜整體的在物理性上保護(hù)元件的效果不會(huì)大幅降低。
[0023]可選地，電荷產(chǎn)生區(qū)域具有并置在第一方向上的多個(gè)能量線感應(yīng)區(qū)域，還具備電荷傳輸部，該電荷傳輸部以對(duì)應(yīng)于電荷產(chǎn)生區(qū)域的方式配置，并且分別沿著與第一方向正交的第二方向傳輸在各個(gè)能量線感應(yīng)區(qū)域產(chǎn)生的電荷，電荷傳輸部具有在與第一方向和第二方向交叉的方向上延伸且相互隔開(kāi)間隔而配置的多根配線，多個(gè)槽部位于相鄰的兩個(gè)配線之間的區(qū)域上。在這種情況下，由于多根配線在與第一方向和第二方向交叉的方向上延伸，因此多個(gè)槽部也在與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，獲得較高的應(yīng)力緩和效果。由于多個(gè)槽部排列在傳輸電荷的方向即第二方向上，因此多個(gè)能量線感應(yīng)區(qū)域間的暗電流的降低效果的不均得以抑制。由于多個(gè)槽部位于相鄰的兩個(gè)配線之間的區(qū)域上，因此各配線通過(guò)保護(hù)膜而被切實(shí)地保護(hù)，從而能夠防止配線的短路或斷線。
[0024]發(fā)明的效果
[0025]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供能夠緩和在保護(hù)膜產(chǎn)生的應(yīng)力的背面入射型能量線檢測(cè)元件。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是從第一主面?zhèn)瓤吹贗實(shí)施方式所涉及的背面入射型能量線檢測(cè)元件的圖。
[0027]圖2是從第二主面?zhèn)瓤吹?實(shí)施方式所涉及的背面入射型能量線檢測(cè)元件的圖。
[0028]圖3是用于說(shuō)明沿著圖1和圖2所示的II1-1II線的截面結(jié)構(gòu)的圖。
[0029]圖4是示意性地表示第I實(shí)施方式所涉及的背面入射型能量線檢測(cè)元件的結(jié)構(gòu)的圖。
[0030]圖5是表示輔助配線和電荷排出用配線的配置的一個(gè)例子的結(jié)構(gòu)圖。
[0031]圖6是表示溢出和像素分離部的配置的一個(gè)例子的結(jié)構(gòu)圖。
[0032]圖7是從第二主面?zhèn)瓤吹贗實(shí)施方式所涉及的變化例的背面入射型能量線檢測(cè)元件的圖。
[0033]圖8是從第二主面?zhèn)瓤吹?實(shí)施方式所涉及的背面入射型能量線檢測(cè)元件的圖。
[0034]圖9是用于說(shuō)明沿著圖8所示的IX-1X線的截面結(jié)構(gòu)的圖。
[0035]圖10是從第二主面?zhèn)瓤吹?實(shí)施方式所涉及的背面入射型能量線檢測(cè)元件的圖。
[0036]圖11是表示第4實(shí)施方式所涉及的背面入射型能量線檢測(cè)元件中的保護(hù)膜的圖。
[0037]圖12是表示第5實(shí)施方式所涉及的背面入射型能量線檢測(cè)元件中的保護(hù)膜的圖。
[0038]圖13是表示第6實(shí)施方式所涉及的背面入射型能量線檢測(cè)元件中的保護(hù)膜的圖。
[0039]圖14是表示第7實(shí)施方式所涉及的背面入射型能量線檢