TWI509661B - 固態成像元件用之磊晶基板的製造方法以及固態成像元件的製造方法 - Google Patents

Description

固態成像元件用之磊晶基板的製造方法以及固態成像元件的製造方法

本發明是關於一種固態成像元件用之磊晶基板的製造方法，以及固態成像元件的製造方法，且是關於一種對固態成像元件用磊晶基板可在短時間內容易地形成吸取位(getting site)的技術。

在便攜電話、數位攝像機等中搭載有利用半導體的高性能固態成像元件。近年，這些成像裝置的畫素數或感度等性能正在飛躍性地提高。這種固態成像元件是藉由例如利用在半導體基板的一面上成長磊晶層的磊晶基板，並在該磊晶層中形成用於構成光電二極體等的電路而製造。

光電二極體的暗時漏電流(dark leakage current)，形成問題，而成為固態成像元件的成像特性的降低要因。暗時漏電流的原因是製造工程中的基板(晶圓)的重金屬污染。在習知技術中，是藉由在半導體晶圓的內部或背面形成重金屬的吸取槽(getting sink)，而進行基板的重金屬污染的抑制。在光電二極體的形成部分的重金屬濃度之降低，也是藉由在半導體晶圓上形成吸取槽，並藉由在該吸取槽中集中重金屬而被進行的。

作為這種吸取槽的形成方法，有例如藉由對半導體基板施加熱處理，而在基板內部形成氧析出部並將該氧析出部作為吸取槽的方法(例如，M.Sano,S.Sumita,T.Shigematsu and N.Fujino,Semiconductor Silicon 1994.eds.H.R.Huff et al., Electrochem.Soc.,Pennington 1994)。而且，還有例如在基板的背面側形成非晶質(amorphous)膜，並將基板的背面側作為吸取槽的方法(例如，日本專利早期公開之特開平6-338507號公報)。

但是，對半導體基板施加熱處理並在基板內部形成氧析出部的方法，為了形成可充分捕捉重金屬之尺寸的氧析出部，需要長時間的熱處理，存在製造工程長期化且製造成本增大之問題。而且，在熱處理工程中，還存在從加熱裝置等進一步產生重金屬污染的可能性。

另一方面，近年來對300mm晶圓等大口徑基板進行兩面研磨並將其用於元件的製造正成為主流。在這些兩面研磨了的大口徑基板的情況下，難以在背面側形成作為吸取槽的非晶質膜。

本發明的目的是提供一種為了解決上述課題而形成的，能夠在短時間內容易地形成吸取槽，且在吸取槽的形成時沒有重金屬污染的擔憂之固態成像元件用的磊晶基板的製造方法。

而且，本發明提供一種重金屬污染少且可以低成本製造之固態成像元件的製造方法。

本發明的固態成像元件用磊晶基板的製造方法的特徵在於，其至少包括：吸取槽形成工程，其使鐳射光束朝著半導體基板的一面入射，並使該鐳射光束在前述半導體基板的任意微小區域上聚光，從而在該微小區域產生多光 子吸收過程，並使該微小區域的結晶構造變化形成吸取槽；磊晶成長工程，其在形成了前述吸取槽的前述半導體基板上，成長至少2層以上的磊晶層。

前述鐳射光束只要為可透過前述半導體基板之波長區域的光，且可在前述半導體基板的厚度方向上的任意位置聚光即可。

前述鐳射光束只要為脈衝寬1.0×10^-15 ~1.0×10^-8 秒、波長300~1200nm範圍的超短脈衝鐳射光束即可。

而且，前述超短脈衝鐳射光束只要是在前述微小區域，使峰值輸出密度控制為1.0×10⁶ ~1.0×10¹¹ W/cm² 、光束徑為1μm~10mm的範圍即可。

前述半導體基板由單結晶矽構成，且前述吸取槽包含非晶質構造的矽較佳。

本發明的固態成像元件的製造方法的特徵在於，包括：元件形成工程，其在利用上述某種構成的固態成像元件用磊晶基板的製造方法所得到之固態成像元件用磊晶基板上，形成埋入型光電二極體；吸取工程，其以規定的溫度，將形成了前述埋入型光電二極體的元件形成基板進行緩冷，並使前述吸取槽捕獲重金屬。

亦即，本發明的固態成像元件的製造方法也可為這樣的製造方法，包括：依據上述製造方法，製造磊晶基板的工程；元件形成工程，在前述磊晶基板上形成埋入型光電二極體；吸取工程，以規定的溫度將形成了前述埋入型光電極二極體的元件形成基板進行緩冷，並使前述吸取槽捕 獲前述重金屬。

前述埋入型二極體形成在與前述吸取槽重合的位置上較佳。亦即，採用使前述吸取槽位於基板的厚度方向上的前述埋入型光電二極體的下部之構成較佳。

而且，在前述吸取工程之後，還具有至少除去前述吸取槽的薄厚化工程(thinning process)較佳。

如利用本發明的固態成像元件用磊晶基板的製造方法，則藉由使鐳射光束經由聚光裝置而朝著半導體基板入射，並使鐳射光束在半導體基板內部的任意的微小區域聚光，可使半導體基板的內部的微小區域產生多光子吸收過程，並可容易地且在短時間內形成只使該微小區域的結晶構造變化之吸取槽。

藉此，可不再需要習知技術中為了形成吸取槽而必需的長時間的熱處理，並使固態成像元件用磊晶基板的製造工程簡化，削減製造成本。而且，即使是300mm晶圓等兩面研磨基板，也可在半導體基板的內部容易地形成吸取槽。

而且，本發明的固態成像元件的製造方法在製造裝置的工程中的重金屬吸取能力優良。因此，可製造暗時漏電流小且具有優良的成像特性之固態成像元件。

以下，根據圖示，對關於本發明的固態成像元件用磊晶基板的製造方法、固態成像元件的製造方法進行說明。 另外，本實施形態是為了更好地理解發明的意思而進行說明的一例，如無特別的指定，並不對本發明進行限定。而且，在以下的說明所利用的圖示中，為了使本發明的特徵容易理解，有時從方便的角度考慮而將作為要部的部分擴大表示，各構成要素的尺寸比率等並不是一定與實際情況相同。

圖1所示為利用本發明的固態成像元件用磊晶基板的製造方法所製造之固態成像元件用磊晶基板的一構成例的擴大剖面圖。磊晶基板1(固態成像元件用磊晶基板)1是適合用於固態成像元件的製造的基板(晶圓)，包括半導體基板2和多個磊晶層3a、3b，其中，磊晶層是在該半導體基板2的一面2a上重合形成。從半導體基板2的一面2a開始的一定深度，形成有用於捕捉磊晶基板1的重金屬之吸取槽4。

這種具有多層構成的磊晶層3之磊晶基板1，可較佳使用作為例如背面照射型固態成像元件的基板。半導體基板2為例如矽單結晶晶圓即可。多層構成的磊晶層3為從半導體基板2的一面2a成長之矽的磊晶成長膜即可。例如，磊晶層3a為添加了1×10¹⁸ atoms/cm³ ~1×10²⁰ atoms/cm³ 的硼的p型磊晶層，磊晶層3b為添加了1×10¹⁴ atoms/cm³ 到1×10¹⁶ atoms/cm³ 範圍的硼或磷之p型或n型的磊晶層即可。較佳在半導體基板2的一面2a和磊晶層3a之間，依據需要再形成埋入氧化膜等。

吸取槽4為使矽單結晶的一部分非晶質化(非晶相) 的構造即可。吸取槽4只要使其結晶構造中存在稍許畸變(distortion)就具有捕捉重金屬的能力，並只要使結晶構造的極小部非晶質化就可發揮作為吸取槽的作用。另外，該吸取槽4是藉由利用鐳射光束的聚光，使半導體基板2的一部分產生多光子吸收過程並改質結晶構造而形成。這樣的吸取槽4的形成方法將在後面的固態成像元件用磊晶基板的製造方法中進行詳細說明。

吸取槽4在利用磊晶基板1形成固態成像元件時，至少形成在與固態成像元件的各個要素裝置的形成區域S相重的位置上即可。例如，1個吸取槽4形成直徑R為50~150μm、厚度T為10~150μm大小的圓盤狀即可。而且，吸取槽4的形成深度D為從半導體基板2的一面2a到0.5~2μm左右較佳。

圖2所示為利用本發明的固態成像元件用磊晶基板所製作之固態成像元件(背面照射型固態成像元件)的一例的剖面圖。固態成像元件60包括：光電二極體61，其形成在多層的磊晶層3上；絕緣層62，其形成在磊晶層3的一面(表面)3f側上；配線63，其形成在該絕緣層62上。該固態成像元件60在形成時利用研削而除去半導體基板以薄厚化。而且，入射光F從磊晶層3的另一面(背面)3n側入射，並由光電二極體61被檢測。

這樣的構成的固態成像元件60藉由製造中所利用的磊晶基板1(參照圖1)的半導體基板2上所形成的吸取槽4，確實地捕捉磊晶層3中所包含的重金屬，所以，能夠抑 制作為使背面照射型固態成像元件60的成像特性降低的要因之光電二極體61的暗時漏電流。因此，能夠實現具有優良的成像特性之固態成像元件60。

接著，對本發明的固態成像元件用磊晶基板的製造方法進行說明。圖3A-圖3D所示為固態成像元件用磊晶基板的製造方法之階段式剖面圖。當製造背面照射型固態成像元件時，首先準備半導體基板2(參照圖3A)。半導體基板2為例如切割矽單結晶塊所製造的矽單結晶晶圓即可。

接著，將半導體基板2設置在鐳射照射裝置20上，並使半導體基板2移動且照射鐳射光束(參照圖3B)。此時，從鐳射產生裝置15所射出的鐳射光束藉由聚光用透鏡(聚光裝置)11，而以聚光點(焦點)處於從半導體基板2的一面2a向深處數十μm左右(例如1μm~100μm的範圍)的位置之形態進行聚光。藉此，使半導體基板2的結晶構造被改質，形成吸取槽4(吸取槽形成工程)。

圖6所示為在半導體基板上形成吸取槽的工程中所利用之鐳射照射裝置的一例的概略圖。鐳射照射裝置20包括：鐳射產生裝置15，其進行脈衝振盪產生鐳射光束Q1；脈衝控制電路(Q開關)16，其控制鐳射光束Q1的脈衝等；分光鏡(半透明反射鏡)17a，其反射鐳射光束Q1並使鐳射光束Q1的行進方向朝著半導體基板2轉換90°；聚光用透鏡(聚光裝置)11，其將分光鏡17a所反射的鐳射光束Q1進行聚光。

而且，具有載置半導體基板2的載台40。該載台40為了使聚光的鐳射光束Q2在半導體基板2的任意的位置上聚光並對焦，而利用載台控制電路45，沿著垂直方向Z及水平方向X、Y可移動地進行控制。

鐳射產生裝置15及脈衝控制電路16並不特別限定，只要可照射能夠將半導體基板內部的任意位置的結晶構造進行改質而形成吸取槽的鐳射光束即可。在可透過半導體基板的波長區域，且可以短脈衝週期進行振盪的鈦藍寶石鐳射較為適當。另外，在表1中所示為一般的半導體基板及矽晶圓之各個的較佳鐳射照射條件的具體例子。

由鐳射產生裝置15所產生的鐳射光束Q1，以利用聚光用透鏡11使光路幅面會聚，並使該會聚的鐳射光束(convergent laser beam)Q2在半導體基板20的任意深度位置G焦點成像(被聚光)之形態，而使載台40沿著垂直方向被控制。聚光用透鏡11使例如倍率為10~300倍，N.A(孔徑值)為0.3~0.9，對鐳射光束波長的透過率為 30~60%的範圍較佳。

鐳射照射裝置20還包括：可視光鐳射產生裝置19、分光器(半透明反射鏡)17b、CCD照相機30、CCD照相機控制電路35、成像用透鏡12、中央控制電路50及顯示裝置51。

由可視光鐳射產生裝置19所產生的可視光鐳射光束Q3，利用分光器(半透明反射鏡)17b被反射並轉換90°方向，到達半導體基板2的表面(一面)。然後，利用半導體基板2的表面進行反射，並透過聚光用透鏡11及分光器17a及17b而到達成像用透鏡12。到達了成像用透鏡12的可視光鐳射Q3，作為半導體基板2的表面圖像而由CCD照相機30成像，且成像數據被輸入到CCD照相機控制電路35。根據所輸入的成像數據，載台控制電路45控制載台40的水平方向X的移動量。

接著，對在半導體基板2上形成吸取槽的方法進行詳細說明。圖7所示為利用鐳射光束而在半導體基板上形成吸取槽之情形的概略圖。當在半導體基板2上形成吸取槽時，利用聚光用透鏡(聚光裝置)11使從鐳射產生裝置15所射出的鐳射光束Q1會聚。被會聚了的鐳射光束Q2為對矽可透過的波長區域，所以在到達半導體基板2的表面後，不反射而直接入射。

另一方面，半導體基板2以鐳射光束Q2的聚光點(焦點)處於從半導體基板2的一面2a開始的規定深度D之形態而進行定位。藉此而只在鐳射光束Q2的聚光點(焦 點)，半導體基板2產生多光子吸收過程。

多光子吸收過程如眾所周知的那樣，是藉由在極短時間裏對特定的部位(照射區域)照射多量的光子，而只使照射區域有選擇地吸收大量的能量，藉此而引起照射區域的結晶構造的化學結合發生變化等反應。在本發明中，是藉由使鐳射光束在半導體基板2內部的任意區域上進行聚光，而在該聚光點(焦點)上，將單結晶構造的半導體基板改質，並部分地產生非晶質的結晶構造。該結晶構造的改質為產生重金屬的捕捉作用之程度，亦即結晶構造稍稍產生畸變之程度即可。

如以上所說明的，藉由在半導體基板2內部的任意微小區域上設定使鐳射光束Q1會聚之鐳射光束Q2的聚光點(焦點)，並對該微小區域的結晶構造進行改質，可使半導體基板2的任意微小區域上形成吸取槽4。

用於形成吸取槽4的鐳射光束，重要的是在鐳射光束到達聚光點(焦點)之前的光路中，不對磊晶層3或半導體基板2的結晶構造進行改質，而形成鐳射光束可確實地透過之條件。該鐳射光的照射條件由作為半導體材料的基礎物性值之禁帶(能量帶間隙，forbidden band)而決定。例如，矽半導體的禁帶為1.1eV，所以在入射波長為1000nm以上的情況下，透過性變得顯著。這樣一來，鐳射光束的波長可考慮半導體材料的禁帶而決定。

作為鐳射光束的產生裝置，像YAG鐳射光那樣的高輸出鐳射光，有可能不只是對規定的深度位置，還對其周 邊區域也傳達熱能，所以利用低輸出鐳射光較佳。作為低輸出鐳射光，以例如飛秒鐳射光(femtosecond laser)那樣的超短脈衝鐳射光較為適當。

該超短脈衝鐳射光藉由利用半導體鐳射光等而激發鈦藍寶石結晶(固態鐳射結晶)，可在任意的範圍中設定鐳射光束的波長。超短脈衝鐳射光可使激發鐳射光束的脈衝寬度小於等於1.0×10^-15 秒，所以，與其它的鐳射光相比，能夠抑制因激發所產生的熱能量的擴散，可使光能量只集中在鐳射光束的聚光點(焦點)上。

利用多光子吸收過程而將結晶構造改質所形成的吸取槽4，被推定為大致形成非晶質結晶構造。為了得到這種非晶質的結晶構造，需要使鐳射光束將聚光點(焦點)G局部地進行急速加熱．急速冷卻。具有表1所示的特性之超短脈衝鐳射光為能量小的鐳射光，但藉由利用聚光用透鏡11進行聚光，可形成用於將半導體基板20局部地進行急速加熱的充分的能量。

鐳射光束的聚光點(焦點)G的溫度達到9900~10000K的高溫。而且，因為聚光而使入熱範圍大幅變窄，當由於載置了半導體基板2的載台的移動或鐳射光束的掃描而使聚光點(焦點)移動時，移動前的聚光點(焦點)的入熱量急劇減少，得到急速冷卻效果。

而且，如表1所示的超短脈衝鐳射光那樣，由於使波長為1000nm(以上)，而使對磊晶層3或半導體基板2的透過性提高，可不對磊晶層3等結晶組織產生影響地， 只將鐳射光束的聚光點(焦點)之微小區域進行改質。

該結晶構造的改質部分適合作為半導體基板2的吸取槽4利用。另外，當鐳射光束的波長超過1200nm時，因為是長波長區域，所以光子能量(鐳射光束能量)降低。因此，即使使鐳射光束聚光，半導體基板內部的改質也有可能無法得到充分的光子能量。所以，鐳射光束的波長較佳小於等於1200nm。

鐳射光束的聚光點(焦點)G的位置亦即在半導體基板2上形成吸取槽4的位置，可藉由使載台上下動作而進行控制。另外，除了使載台上下動作以外，也可藉由控制聚光裝置(聚光用透鏡的)位置而控制鐳射光束的聚光點(焦點)G的位置。

作為一例，在將與半導體基板的表面相距2μm的位置進行改質並形成吸取槽4的情況下，藉由將鐳射光束的波長設定為1080nm，並利用透過率為60%的聚光用透鏡(倍率50倍)，在與表面相距2μm的位置上使鐳射光束成像(聚光)，且產生多光子吸收過程，可形成改質部分(吸取槽)。

這樣，對半導體基板2的微小區域的結晶構造進行改質所得到的吸取槽4，形成例如直徑R為50~150μm、厚度T為10~150μm之大小的圓盤狀即可。而且，吸取槽4的形成深度D與半導體基板2的一面2a相距0.5~2μm左右較佳。

各個吸取槽4至少形成在與區域S相重合的位置上即 可，該區域S是利用後面的工程而在半導體基板2上形成固態成像元件的各個要素裝置(例如光電二極體)。吸取槽4以例如形成間距P為0.1~10μm的間隔而形成即可。另外，吸取槽4除了像上述那樣間隔形成以外，也可例如對半導體基板以規定的深度，在半導體基板全體上均勻地形成。

圖8所示為磊晶基板的吸取槽之形成情形的概略圖。吸取槽4分別形成在半導體基板2的固態成像元件的要素元件之形成預定區域的下部即可。例如，如以鐳射光束Q經過半導體基板2的全域進行掃描的形態，而使半導體基板2在周邊部偏離Y方向且沿著X方向進行掃描，並以規定的條件照射鐳射光束Q，則可在半導體基板2的全體上形成吸取槽4。

半導體基板2全體上的吸取槽4的形成密度，可利用鐳射光束Q的掃描間距B而進行設定。吸取槽4的形成密度在例如1.0×10⁵ ~10×10⁷ 個/cm² 的範圍內較為適當。該吸取槽4的形成密度可利用由斷面TEM(透過型電子顯微鏡)所實施的觀察得到的氧析出物的個數而進行驗證。

另外，在上述的實施形態中，作為鐳射光束的照射方法，是利用單一光軸的鐳射光束，使單結晶晶圓2移動並形成吸取槽4，但除此以外，也可為例如同時(暫時)照射多個光軸的鐳射光束之構成。作為這樣的構成所利用的鐳射光束光源，可例如將多個鐳射二極體呈複眼狀排列，並利用一次照射而同時形成多個吸取槽。

利用以上所詳細說明的工程，在半導體基板2上形成吸取槽4。接著，在形成了該吸取槽4的半導體基板2的一面2a上，形成第一磊晶層3a(參照圖3C：磊晶成長工程)。

在第1磊晶層3a的形成時，利用例如磊晶成長裝置，將半導體基板2加熱到規定溫度並導入原料氣體，且在一面2a上使矽單結晶構成的第一磊晶層3a成長即可。而且，也可依據需要，而在半導體基板2的內部形成埋入氧化膜(BOX層)。

另外，也可在該第一磊晶層3a上重合地形成第2磊晶層3b(參照圖3D：磊晶成長工程)。該第二磊晶層3b的形成也是利用例如磊晶成長裝置，將半導體基板2加熱到規定溫度並導入原料氣體，且在第1磊晶層3a上使矽單結晶所構成的第二磊晶層3b成長即可。

經過以上那樣的工程，可得到在半導體基板2的內部形成吸取槽4，且形成了多個磊晶層3之固態成像元件用磊晶基板1。

接著，對利用了上述的固態成像元件用磊晶基板之本發明的固態成像元件的製造方法進行說明。圖4A-4C、圖5A、5B所示為作為固態成像元件的一例之背面照射型固態成像元件的製造方法的概要剖面圖。

首先，利用上述的磊晶基板(固態成像元件用磊晶基板)1，在多層構成的磊晶層3上形成多個光電二極體61(元件形成工程)。而且，在磊晶層3的一面側形成絕緣 層62或配線63(參照圖4A)。而且，使絕緣層62的表面平坦化。

接著，將形成了光電二極體61或配線63的磊晶基板1，利用緩冷裝置80加熱到規定的溫度(參照圖4B)。藉此，可使在半導體基板2內所擴散的重金屬集中到吸取槽4，而使裝置形成部分亦即形成了光電二極體61的區域的重金屬濃度為極低的狀態(吸取工程)。

繼而，在絕緣層62的一面62a側貼付支持基板90(參照圖4C)。該支持基板90的貼付是為了防止在後面工程中進行薄厚化時的磊晶基板1的破損。作為支持基板90，利用例如矽晶圓即可。

接著，對貼付了支持基板90的磊晶基板1，利用研削裝置等，從半導體基板2的另一面(背面)2a側進行研削(參照圖5A)。利用該研削，而削去到例如半導體基板2的全部和磊晶層3的一部分，使其薄厚化即可(薄厚化工程)。

薄厚化後，支持基板也可剝離。

經過以上所說明的工程，背面照射型固態成像元件60完成(參照圖5B)。該背面照射型固態成像元件60是入射光F從磊晶層3的另一面(背面)3n側入射，並由光電二極體61進行檢測。

如像以上所說明的那樣利用本發明的固態成像元件的製造方法，則藉由利用在半導體基板2的內部形成吸取槽4且形成了多層磊晶層3的固態成像元件用磊晶基板 1，可不需要像習知技術那樣為了形成吸取槽所進行的長時間的熱處理，使固態成像元件的製造工程簡略化，能夠削減製造成本。

而且，藉由製造中所利用的磊晶基板的半導體基板上所形成之吸取槽，而使磊晶層中包含的重金屬確實地被捕捉，所以，能夠抑制作為使固態成像元件的成像特性下降的要因之二極體的暗時漏電流。因此，能夠實現具有優良的成像特性之固態成像元件。

另外，在該實施形態中，是在光電二極體61的形成後進行吸取工程，但當然也可在光電二極體的形成前預先進行緩冷，並將重金屬集中在吸取槽4，且利用經過了該吸取工程的固態成像元件用磊晶基板而製造固態成像元件。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧磊晶基板

2‧‧‧半導體基板

2a‧‧‧半導體基板的一面

3、3a、3b‧‧‧磊晶層

3f‧‧‧磊晶層的一面(表面)

3n‧‧‧磊晶層的另一面(背面)

4‧‧‧吸取槽

11‧‧‧聚光用透鏡

12‧‧‧成像用透鏡

15‧‧‧鐳射產生裝置

16‧‧‧脈衝控制電路

17a、17b‧‧‧分光鏡

19‧‧‧可視光鐳射產生裝置

20‧‧‧鐳射照射裝置

30‧‧‧CCD照相機

35‧‧‧CCD照相機控制電路

40‧‧‧載台

45‧‧‧載台控制電路

50‧‧‧中央控制電路

51‧‧‧顯示裝置

60‧‧‧固態成像元件

61‧‧‧光電二極體

62‧‧‧絕緣層

62a‧‧‧絕緣層的一面

63‧‧‧配線

80‧‧‧緩冷裝置

90‧‧‧支持基板

D‧‧‧深度

F‧‧‧入射光

G‧‧‧聚光點(焦點)

P‧‧‧間距

Q1、Q2、Q3‧‧‧鐳射光束

R‧‧‧直徑

S‧‧‧形成區域

T‧‧‧厚度

圖1所示為本發明的固態成像元件用磊晶基板之一例的剖面圖。

圖2所示為固態成像元件的一例的剖面圖。

圖3所示為本發明的固態成像元件用磊晶基板之製造方法的剖面圖。

圖4所示為本發明的固態成像元件的製造方法之一例 的剖面圖。

圖5所示為本發明的固態成像元件的製造方法之一例的剖面圖。

圖6所示為在吸取槽的形成中所利用之鐳射照射裝置的一例的概略圖。

圖7所示為在半導體基板中形成吸取槽之情形的剖面圖。

圖8所示為在半導體基板中形成吸取槽之情形的概略圖。

1‧‧‧磊晶基板

2‧‧‧半導體基板

3、3a、3b‧‧‧磊晶層

4‧‧‧吸取槽

11‧‧‧聚光用透鏡

15‧‧‧鐳射產生裝置

Q1、Q2‧‧‧鐳射光束

Claims (6)

1. 一種固態成像元件用磊晶基板的製造方法，其特徵在於，至少包括：吸取槽形成工程，使超短脈衝鐳射光束朝著半導體基板的一面入射，並使該超短脈衝鐳射光束在前述半導體基板的任意微小區域上聚光，從而在該微小區域產生多光子吸收過程，使該微小區域的結晶構造變化形成吸取槽；以及磊晶成長過程，在形成了前述吸取槽的前述半導體基板上，成長至少2層以上的磊晶層，其中前述超短脈衝鐳射光束為脈衝寬1.0×10^-15 ~1.0×10^-8 秒、波長300~1200nm範圍，前述超短脈衝鐳射光束在前述微小區域，控制為峰值輸出密度為1.0×10⁶ ~1.0×10¹¹ W/cm² 、光束徑為1μm~10mm的範圍。
2. 如申請專利範圍第1項所述的固態成像元件用磊晶基板的製造方法，其中前述超短脈衝鐳射光束具有可透過前述半導體基板的波長，且在前述半導體基板的厚度方向上的任意位置進行聚光。
3. 如申請專利範圍第1項至第2項中的任一項所述之固態成像元件用磊晶基板的製造方法，其中前述半導體基板由單結晶矽構成，且前述吸取槽包含非晶質構造的矽。
4. 一種固態成像元件的製造方法，其特徵在於，包括：元件形成工程，在利用如申請專利範圍第1項至第3項中的任一項所述的固態成像元件用磊晶基板的製造方法 所得到之固態成像元件用磊晶基板上，形成埋入型光電二極體；以及吸取工程，將形成了前述埋入型光電二極體的元件形成基板進行緩冷，並使前述吸取槽捕獲重金屬。
5. 如申請專利範圍第4項所述的固態成像元件的製造方法，其中前述埋入型二極體形成在與前述吸取槽重合的位置上。
6. 如申請專利範圍第4項或第5項所述的固態成像元件的製造方法，其中在前述吸取工程之後，更包括具有至少除去前述吸取槽的薄厚化工程。