JP2005260077A - 固体撮像素子ならびにその製造方法およびそれを用いたカメラ - Google Patents
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Abstract
【課題】シリサイドが形成されているにもかかわらず接合リークが生じにくく、S/Nを向上させることが可能な固体撮像素子ならびにその製造方法およびそれを用いたカメラを提供する。
【解決手段】基板6内に形成された光電変換領域1と、光電変換領域1で変換された電荷を転送するための転送用ゲート2と、転送用ゲート2に電圧が印加されることで光電変換領域1から転送された電荷を蓄積する検出容量部3と、検出容量部3に蓄積された電荷を信号処理するMOSトランジスタ13とを備えた固体撮像素子20であって、基板6の上方に形成された転送用ゲート2上およびMOSトランジスタ13のゲート5上にのみシリサイド9が形成されている。
【選択図】 図1
【解決手段】基板6内に形成された光電変換領域1と、光電変換領域1で変換された電荷を転送するための転送用ゲート2と、転送用ゲート2に電圧が印加されることで光電変換領域1から転送された電荷を蓄積する検出容量部3と、検出容量部3に蓄積された電荷を信号処理するMOSトランジスタ13とを備えた固体撮像素子20であって、基板6の上方に形成された転送用ゲート2上およびMOSトランジスタ13のゲート5上にのみシリサイド9が形成されている。
【選択図】 図1
Description
本発明は、受けた光を電気信号に変換し、映像信号として出力する固体撮像素子に関する。
図7は従来の固体撮像素子の1つであるMOS型撮像素子の構成を示す断面図である。図7に示すように固体撮像素子100は、光検出部112とMOSトランジスタであるトランジスタ部113と、光検出部112とトランジスタ部113との間に形成され、それらを電気的に分離する素子分離領域111とを備えている。
光検出部112は、光を電荷に変換する光電変換領域101と、電圧が印加されることで、光電変換領域101の電荷を検出容量部103に転送する転送用ゲート102と、光電変換領域101から転送された電荷を蓄積する検出容量部103とを備えている。また、トランジスタ部113は、ゲート105と、ドレイン領域107と、ソース領域108とを備えている。
さらに、光検出部112の転送用ゲート102および検出容量部103上と、ゲート105、ドレイン領域107およびソース領域108上とにシリサイド109が形成されている。また、基板106上には、部分的に酸化膜115が形成され、転送用ゲート102とゲート105にはサイドウォール117が形成されている。
また、光検出部112、トランジスタ部113および素子分離領域111は、基板106に形成されている。このような固体撮像素子100は、光検出部112にて検出した光を電気信号に変換してトランジスタ部113にて信号処理を行う。
図8(a)〜図8(d)は従来の固体撮像素子の製造方法を示すための断面工程図である。図8(a)に示すように、基板106上に、光検出部112およびトランジスタ部113を形成し、全面に酸化膜115を形成し、さらに転送用ゲート102およびゲート105までを形成する。次に、図8(b)に示すように、全面に絶縁堆積膜104を形成する。次に、図8(c)に示すように、トランジスタ部113および素子分離領域111上方の絶縁堆積膜104および酸化膜115を除去し、転送用ゲート102上の一部の絶縁堆積膜104を除去する。また、検出容量部103上の酸化膜115の一部も除去する。除去には、例えばドライエッチングを用い、その際に転送用ゲート102およびゲート105のサイドウォール117を形成する。その後、イオン注入を行う。
さらに、図8(d)に示すように、シリサイド形成可能な金属を堆積し、熱処理を行うことにより、ゲート105、ソース領域108、ドレイン領域107、転送用ゲート102の一部および検出容量部103の一部にシリサイド109を形成する。なお、シリサイド形成可能な金属としては、例えば、コバルト(Co)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)などが一般的である。
一般的に、MOS集積回路におけるソース、ドレインまたはコンタクト抵抗等を低減するためにシリサイド形成技術が用いられている。しかし、シリサイドと基板との熱膨張係数の差により生じるひずみにより、基板リークが増加するという問題があった。
従来の固体撮像素子100においても、形成されるコバルトシリサイド(CoSi2)やチタンシリサイド(TiSi2)等のシリサイド109とシリコンである基板106との間の熱膨張係数の違いから転位が生じ、その欠陥により暗電流が生じる。例えば、シリサイド109であるコバルトシリサイド(CoSi2)とシリコンである基板106との熱膨張係数の差は1.2%程度である。これにより生じる欠陥が、接合リークの原因となる。接合リークが生じると、光電変換領域101の蓄積電荷に対する雑音成分の増加につながり、S/Nが悪くなるため、画質が低下する(例えば、非特許文献1参照)。なお、接合リークの原因となるのは、具体的には、ソース領域107、ドレイン領域108および検出容量部103上に形成されたシリサイド109である。特に検出容量部103による接合リークが問題となる。
なお、固体撮像素子については、例えば、以下の特許文献1に開示されている。
特開平11−312731号公報
IEEE Transactions on Electron Devices 1999年,vol.43,p.1989−1993
本発明は上記問題点に鑑み、シリサイドが形成されているにもかかわらず接合リークが生じにくく、S/Nを向上させることが可能な固体撮像素子ならびにその製造方法およびそれを用いたカメラを提供することを目的とする。
本発明の第1の固体撮像素子は、基板内に形成された光電変換領域と、前記光電変換領域で変換された電荷を転送するための転送用ゲートと、前記転送用ゲートに電圧が印加されることで前記光電変換領域から転送された電荷を蓄積する検出容量部と、前記検出容量部に蓄積された電荷を信号処理するMOSトランジスタとを備えた固体撮像素子であって、前記基板の上方に形成された前記転送用ゲート上および前記MOSトランジスタのゲート上にのみシリサイドが形成されている。
また、本発明の第2の固体撮像素子は、基板内に形成された光電変換領域と、前記光電変換領域で変換された電荷を転送するための転送用ゲートと、前記転送用ゲートに電圧が印加されることで前記光電変換領域から転送された電荷を蓄積する検出容量部と、前記検出容量部に蓄積された電荷を信号処理するMOSトランジスタとを備えた固体撮像素子であって、コンタクトを形成する箇所である、前記転送用ゲートおよび前記検出容量部上のコンタクト部にシリサイドが形成され、前記コンタクト部に形成されたシリサイドは、前記転送用ゲートおよび前記検出容量部上以外の個所に形成されたシリサイドよりも厚い。
また、本発明の第3の固体撮像素子は、基板内に形成された光電変換領域と、前記光電変換領域で変換された電荷を転送するための転送用ゲートと、前記転送用ゲートに電圧が印加されることで前記光電変換領域から転送された電荷を蓄積する検出容量部と、前記検出容量部に蓄積された電荷を信号処理するMOSトランジスタとを備えた固体撮像素子であって、前記検出容量部には窒素がドープされていて、かつ前記検出容量部上にはシリサイドが形成されている。
また、本発明のカメラは、上記第1〜第3のいずれかの固体撮像素子を用いている。
また、本発明の固体撮像素子の第1の製造方法は、光を電荷に変換する光電変換領域と、前記光電変換領域で変換された電荷を蓄積する検出容量部と、前記検出容量部からの電荷を信号処理するMOSトランジスタとを備えた固体撮像素子の製造方法であって、基板内に前記光電変換領域および前記検出容量部を、前記光電変換領域および前記検出容量部の上方に転送用ゲートを、前記光電変換領域の周辺の前記基板内に前記MOSトランジスタのソース領域およびドレイン領域を、前記基板の上方に前記MOSトランジスタのゲートを形成した後に、全面を覆うように絶縁堆積膜を形成し、前記MOSトランジスタのゲートおよび前記転送用ゲートの表面が露出するよう前記絶縁堆積膜を除去し、前記ゲートおよび前記転送用ゲート上にシリサイドを形成する。
また、本発明の固体撮像素子の第2の製造方法は、光を電荷に変換する光電変換領域と、前記光電変換領域で変換された電荷を蓄積する検出容量部と、前記検出容量部からの電荷を信号処理するMOSトランジスタとを備えた固体撮像素子の製造方法であって、基板内に前記光電変換領域および前記検出容量部を、前記光電変換領域および前記検出容量部の上方に転送用ゲートを、前記光電変換領域の周辺の前記基板内に前記MOSトランジスタのソース領域およびドレイン領域を、前記基板の上方に前記MOSトランジスタのゲートを形成した後に、全面を覆うように絶縁堆積膜を形成し、少なくとも、コンタクトを形成する箇所であるコンタクト部上の絶縁堆積膜を除去して、第1シリサイドを形成し、前記絶縁堆積膜を除去した個所以外の少なくとも一部の絶縁堆積膜を除去して、第2シリサイドを形成する。
また、本発明の固体撮像素子の第3の製造方法は、光を電荷に変換する光電変換領域と、前記光電変換領域で変換された電荷を蓄積する検出容量部と、前記検出容量部からの電荷を信号処理するMOSトランジスタとを備えた固体撮像素子の製造方法であって、基板内に前記光電変換領域および前記検出容量部を、前記光電変換領域および前記検出容量部の上方に転送用ゲートを、前記光電変換領域の周辺の前記基板内に前記MOSトランジスタのソース領域およびドレイン領域を、前記基板の上方に前記MOSトランジスタのゲートを形成した後に、前記検出容量部に窒素ドープを行い、前記検出容量部にシリサイドを形成する。
本発明によれば、シリサイドが形成されているにもかかわらず接合リークが生じにくく、S/Nを向上させることが可能な固体撮像素子ならびにその製造方法およびそれを用いたカメラを提供することができる。
本発明の第1の固体撮像素子は、基板の上方に形成された転送用ゲート上およびMOSトランジスタのゲート上にのみシリサイドが形成されているので、基板に接合リークが生じにくいため、S/Nを向上させることが可能である。
また、本発明の第2の固体撮像素子は、コンタクト部にシリサイドが形成され、コンタクト部に形成されたシリサイドは、それ以外の個所に形成されたシリサイドよりも厚いので、コンタクトの接触抵抗が大きくなることはない。
また、本発明の第3の固体撮像素子は、検出容量部には窒素がドープされていて、かつシリサイドが形成されているので、基板に接合リークが生じにくいため、S/Nを向上させることが可能である。
また、本発明の第1〜第3のいずれかの固体撮像素子は、好ましくは、さらにポリシリコンの配線を備え、前記配線にシリサイドが形成されている。それにより、配線が低抵抗化される。
また、本発明のカメラは、上記第1〜第3のいずれかの固体撮像素子を用いているので、高画質を実現できる。
また、本発明の固体撮像素子の第1の製造方法は、ゲートおよび転送用ゲート上にシリサイドを形成するので、基板に接合リークが生じにくく、S/Nが向上した固体撮像素子を、単純な方法で製造することができる。
また、上記第1の製造方法において、前記絶縁堆積膜を除去したときに、前記ソース領域と、前記ドレイン領域と、前記検出容量部とが露出されないこととしてもよい。それにより、基板に接合リークが生じにくく、S/Nが向上した固体撮像素子を、単純な方法で製造することができる。
また、上記第1の製造方法において、前記絶縁堆積膜を除去したときに、前記検出容量部および前記光電変換領域が露出されないこととしてもよい。それにより、基板に接合リークが生じにくく、S/Nが向上した固体撮像素子を、単純な方法で製造することができる。
また、本発明の固体撮像素子の第2の製造方法は、第1シリサイドおよび第2シリサイドの厚みを異ならしめることができる。そのため、コンタクト部の第1シリサイドは厚く、リークを低減させたい箇所の第2シリサイドは薄く等、所望の厚さのシリサイド有する固体撮像素子を単純な方法で製造することができる。
また、本発明の固体撮像素子の第3の製造方法は、検出容量部にのみ窒素ドープを行って、検出容量部にシリサイドを形成するので、基板に接合リークが生じにくく、S/Nが向上した固体撮像素子を、単純な方法で製造することができる。
また、好ましくは、上記第1〜第3の製造方法において、前記固体撮像素子はポリシリコンの配線を備え、前記配線上にシリサイドを形成する。それにより、配線抵抗が低い固体撮像素子を製造することができる。
以下、本発明のさらに具体的な実施形態について説明する。
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1に係る固体撮像素子およびその製造方法について図を用いて説明する。図1は、実施の形態1に係る固体撮像素子の構成を示す断面図である。図2(a)〜図2(e)は、実施の形態1に係る固体撮像素子の製造方法を示すための断面工程図である。
本発明の実施の形態1に係る固体撮像素子およびその製造方法について図を用いて説明する。図1は、実施の形態1に係る固体撮像素子の構成を示す断面図である。図2(a)〜図2(e)は、実施の形態1に係る固体撮像素子の製造方法を示すための断面工程図である。
図1に示すように、実施の形態1の固体撮像素子20は、光検出部12とトランジスタ部13と、光検出部12とMOSトランジスタであるトランジスタ部13との間に形成され、それらを電気的に分離する素子分離領域11とを備えている。なお、素子分離領域11は、例えば、トレンチ分離(STI:Shallow Trench Isolation)、シリコン酸化局所法(LOCOS)およびイオン注入等により形成されればよい。
光検出部12は、光を電荷に変換する光電変換領域1と、電圧が印加されることで、光電変換領域1の電荷を検出容量部3に転送する転送用ゲート2と、光電変換領域1から転送された電荷を蓄積する検出容量部3とを備えている。また、トランジスタ部13は、ゲート5と、ドレイン領域7と、ソース領域8とを備えている。
なお、光電変換領域1は、例えばフォトダイオード等である。素子分離領域11、光電変換領域1、検出容量部3、ドレイン領域7およびソース領域8はシリコンである基板6内に形成されており、転送用ゲート2およびゲート5は酸化膜15を介して基板6の上方に形成されている。
さらに、光検出部12の転送用ゲート2およびトランジスタ部13のゲート5にはシリサイド9が形成されている。このように、シリサイド9が転送用ゲート2およびゲート5上にしか形成されていない。それにより、シリサイド9と基板6とが接することがなく、接合リークが生じにくい。そのため、S/Nが向上する。
このような固体撮像素子20の動作について説明する。光が、光電変換領域1に入射されると、光電変換領域1に電荷が発生する。この状態で、転送用ゲート2に電圧を印加して「ON」とすることで、光電変換領域1の電荷が検出容量部3に転送され、検出容量部3の電位が変化する。この検出容量部3の電位の変化がトランジスタ部13のゲート5に伝わることで光の信号を検出し、信号処理を行う。
次に、実施の形態1に係る固体撮像素子の製造方法について図2(a)〜図2(e)を用いて説明する。図2(a)に示すように、基板6上に、光検出部12およびトランジスタ部13を形成し、全面に酸化膜15が形成され、さらに転送用ゲート2およびゲート5まで形成する。これは、従来の方法により形成すればよい。次に、図2(b)に示すように、全面に絶縁堆積膜4を堆積する。次に、図2(c)に示すように、絶縁堆積膜4を除去して平坦化を行い、転送用ゲート2およびゲート5の表面を露出する。なお、絶縁堆積膜4を除去したときに、ソース領域8と、ドレイン領域7と、検出容量部3とが露出されないようにすることが望ましい。また、同様に、絶縁堆積膜4を除去したときに、検出容量部3および光電変換領域1が露出されないようにすることが望ましい。
次に、全面にイオン注入を行ってから、図2(d)に示すように、全面にシリサイド形成可能な金属19を堆積する。なお、シリサイド形成可能な金属19としては、例えば、コバルト(Co)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)などが一般的である。次に、熱処理を行い、ポリシリコンで形成されている転送用ゲート2およびゲート5上の金属19を、シリサイド9に変化させる。なお、上記イオン注入は、シリサイド形成可能な金属19と転送用ゲート2およびゲート5との反応(シリサイド化)がおこりやすいように、表面をアモルファス化するために行う。その後、ウエット処理で絶縁堆積膜4およびこの上の未反応金属19を除去することで、図2(e)に示すように、転送用ゲート2およびゲート5上にのみシリサイド9を形成する。このように、検出容量部3およびトランジスタ部13のソース領域7とドレイン領域8とにはシリサイド9が形成されない。そのため、シリサイド9とシリコン基板6との間に接合リークが生じにくい。
なお、例えば、図2(c)に示す平坦化後に、トランジスタ部13上の絶縁堆積膜4をさらに除去してから、シリサイド9を除去すれば、光電変換領域1および検出容量部3上にのみシリサイドを形成しない構成も可能である。
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2に係る固体撮像素子およびその製造方法について、図を用いて説明する。図3は、実施の形態2に係る固体撮像素子の構成を示す断面図である。図4(a)〜図4(f)は、実施の形態2に係る固体撮像素子の製造方法を示すための断面工程図である。
本発明の実施の形態2に係る固体撮像素子およびその製造方法について、図を用いて説明する。図3は、実施の形態2に係る固体撮像素子の構成を示す断面図である。図4(a)〜図4(f)は、実施の形態2に係る固体撮像素子の製造方法を示すための断面工程図である。
実施の形態2に係る固体撮像素子30は、実施の形態1に係る固体撮像素子のように転送用ゲート2およびゲート5上にシリサイド9aおよび9bが形成されているだけでなく、ドレイン領域7上、ソース領域8上、転送用ゲート2上の一部および検出容量部3上の一部にもシリサイド9aおよび9bが形成されている構成である。図3および図4において、実施の形態1で説明した部材と同一の機能を有する部材については同一の符号を付し、説明を省略する。
図3に示すように、実施の形態2に係る固体撮像素子30では、シリサイド9bが、トランジスタ部13のゲート電極5、ソース領域7およびドレイン領域8上に形成されている。また、光検出部12の検出容量部3上の一部にはシリサイド9aが形成され、残りは酸化膜15が形成されている。また、光検出部12の転送用ゲート2上の一部にはシリサイド9aが形成され、残りは絶縁堆積膜4が形成されている。さらに、転送用ゲート2とゲート5にはサイドウォール17が形成されている。なお、転送用ゲート2および検出容量部3上の一部には、コンタクト(図示せず)が形成されるので、この個所をコンタクト部16という。また、検出容量部3の一部にシリサイド9aを形成しているので、検出容量部3上の全面に形成するよりも、接合リークを少なくすることができる。また、コンタクト部16には、他の領域よりも厚くシリサイド9aを形成する。シリサイド9aの厚さは30nm以上が好ましく、それ以外の領域のシリサイド9bの厚さは5〜30nmが好ましい。
コンタクト部16には、他の領域よりも厚くシリサイド9aを形成することで、安定してコンタクトを形成することができる。その理由について以下に説明する。コンタクトを形成する工程は、まず、コンタクト部16にシリサイド9aが形成された状態で酸化膜等を堆積し、ドライエッチングにより開口部を形成してからW(タングステン)等の金属を埋め込んでコンタクトを形成するというものである。この際に、シリサイド9aが薄すぎると、エッチングによりシリサイド9aが貫通されてしまい、コンタクトの接触抵抗が大きくなってしまう。そのため、シリサイド9aを厚くすることで貫通を防ぐことができる。なお、コンタクト部16におけるシリサイド9aの厚さは、30nm以上が好ましい。
なお、シリサイド9aおよび9bは薄いほど、基板6との応力が低減され、リーク電流は小さくなる。ただし、ある一定の膜厚以下では抵抗が上昇する。実施の形態2のように、ソース領域7、ドレイン領域8および検出容量部3にシリサイド9bおよび9aを形成することは、接合リークの原因となる。そこで、ソース領域7、ドレイン領域8のシリサイド9bは、接合リークを低減するために薄くすればよい。また、コンタクト部16のシリサイド9aは、コンタクト抵抗および接合リークをともに考慮して、最適の条件となるようにその厚さを決定すればよい。
以上の構成であるため、固体撮像素子30において、コンタクト部16のシリサイド9aを厚くしている。それにより、コンタクトの接触抵抗が大きくなることはない。また、ソース領域7およびドレイン領域8のシリサイド9bは薄いので、基板6との接合リークが生じにくいため、S/Nが向上する。また、実施の形態2の固体撮像素子30の動作は、実施の形態1の固体撮像素子20と同一であるので説明を省略する。
次に、実施の形態2に係る固体撮像素子の製造方法について図4(a)〜図4(f)を用いて説明する。図4(a)に示すように、基板6上に、光検出部12およびトランジスタ部13を形成し、転送用ゲート2およびゲート5まで形成する。これは、従来の方法により形成すればよい。次に、図4(b)に示すように、全面に絶縁堆積膜4を堆積する。次に、図4(c)に示すように、コンタクト部16の絶縁堆積膜4を除去し、さらに、検出容量部3上のシリサイド9を形成する個所に形成された酸化膜15を除去する。除去には、例えばドライエッチングを用い、その際に転送用ゲート2のサイドウォール17を形成する。次に、コンタクト部16上にシリサイド形成可能な金属を堆積して熱処理を行い、未反応金属を除去することで、図4(d)に示すように、シリサイド9aを形成する。この際形成するシリサイド9aは上述のように、以降の工程で形成するシリサイド9bより厚く形成する。
次に、図4(e)に示すように、素子分離領域11およびトランジスタ部13上の絶縁堆積膜4を除去し、さらに素子分離領域11、ドレイン領域7およびソース領域8上の酸化膜15を除去する。除去には、例えばドライエッチングを用い、その際にゲート5のサイドウォール17を形成する。次に、シリサイド形成可能な金属を堆積してから熱処理を行い、未反応金属を除去することで、図4(f)に示すように、ゲート5、ドレイン領域7およびソース領域8上にシリサイド9bを形成する。
このように、シリサイド9aおよび9bを異なる工程で形成するので、それぞれの厚みが異なるように形成することができる。それにより、形成個所に応じて厚みの異なるシリサイド9aおよび9bを形成することができる。例えば、リーク電流を小さくしたい部分のみシリサイド9bを薄くしたり、コンタクトを形成する箇所のシリサイド9aを厚くすることができる。
(実施の形態3)
本発明の実施の形態3に係る固体撮像素子およびその製造方法について、図を用いて説明する。図5は、実施の形態3に係る固体撮像素子の構成を示す断面図である。図6(a)〜図6(e)は、実施の形態3に係る固体撮像素子の製造方法を示すための断面工程図である。
本発明の実施の形態3に係る固体撮像素子およびその製造方法について、図を用いて説明する。図5は、実施の形態3に係る固体撮像素子の構成を示す断面図である。図6(a)〜図6(e)は、実施の形態3に係る固体撮像素子の製造方法を示すための断面工程図である。
実施の形態3に係る固体撮像素子40は、実施の形態2の固体撮像素子においてシリサイドがすべて同じ厚さで、検出容量部3に窒素(N2)が注入されている構成である。図5および図6において、実施の形態1および2で説明した部材と同一の機能を有する部材については同一の符号を付し、説明を省略する。
図5に示すように、実施の形態3の固体撮像素子40において、シリサイド9が、ゲート5、ドレイン領域7、ソース領域8およびコンタクト部16に形成されている。すなわち、基板6上にもポリシリコン膜であるゲート5および転送用ゲート2上にも形成されている。また、リークを低減すべき検出容量部3には、窒素(N2)注入がなされている。
このような構成であるため、シリサイド9を形成しなかったり、シリサイド9の厚みを薄くしたりしなくても、検出容量部3のシリサイド9と基板6との接合リークが生じにくい。そのため、S/Nが向上する。また、実施の形態3の固体撮像素子40の動作は、実施の形態1の固体撮像素子20と同一であるので説明を省略する。
次に、実施の形態3に係る固体撮像素子の製造方法について図6(a)〜図6(e)を用いて説明する。図6(a)に示すように、基板6上に、光検出部12およびトランジスタ部13を形成し、転送用ゲート2およびゲート5まで形成する。これは、従来の方法により形成すればよい。次に、図6(b)に示すように、全面に絶縁堆積膜4を堆積する。次に、図6(c)に示すように、コンタクト部16の絶縁堆積膜4を除去し、さらに、検出容量部3上のシリサイド9を形成する個所に形成された酸化膜15を除去する。除去には、例えばドライエッチングを用い、その際に転送用ゲート2のサイドウォール17を形成する。また、シリサイドを形成したい領域にイオン注入を行い、アモルファス化を行う。さらに、リークを低減したい個所である検出容量部3に窒素をドープする。
次に、図6(d)に示すように、素子分離領域11およびトランジスタ部13上の絶縁堆積膜4を除去して、さらに素子分離領域11、ドレイン領域7およびソース領域8上の酸化膜15を除去する。除去には、例えばドライエッチングを用い、その際にゲート5のサイドウォール17を形成する。次に、シリサイド形成可能な金属を堆積してから熱処理を行い、未反応金属を除去することで、図6(e)に示すように、ゲート5、ドレイン領域7、ソース領域8およびコンタクト部16上にシリサイド9を形成することができる。
このような製造方法により、窒素ドープされた個所である検出容量部3周辺の基板6には、窒素とシリコンとのSi−Nの結合が形成されている。それにより、シリサイド9の基板6方向への突き抜け(スパイク)が抑制され、実施の形態3の固体撮像素子40は、リークが生じにくく、S/Nが向上する。
以上のように、実施の形態1〜3に係る固体撮像素子は、シリサイドが形成されていても、接合リークが低減され、暗電流も低減されている。それにより、光電変換領域のS/Nを向上させることができる。
また、実施の形態1〜3に係る固体撮像素子において、ポリシリコンで形成された配線領域には、シリサイドを形成してもよい。それにより、配線抵抗を低くすることができる。
また、実施の形態1〜3に係る固体撮像素子のMOSトランジスタであるトランジスタ部は、P型であっても、N型であってもどちらでもかまわない。
また、実施の形態1〜3に係る固体撮像素子の製造方法は、上記固体撮像素子を、単純な加工工程で製造することができるので、量産に適している。
以上の本発明の実施の形態1〜3の固体撮像素子は、カメラに用いればよく、例えば、デジタルスチルカメラや携帯電話カメラ等に用いることが好ましい。それにより、画質を大幅に改善することができ、高性能カメラを実現することができる。
なお、実施の形態で具体的に示した、材料や構造は、あくまでも一例であり、本発明はこれらの具体例のみに限定されるものではない。
本発明の固体撮像素子は、シリサイドが形成されているにもかかわらず接合リークが生じにくく、S/Nを向上させるという利点を有するので、高精度カメラ等に用いることが有用である。
1 光電変換領域
2 転送用ゲート
3 検出容量部
4 絶縁堆積膜
5 ゲート
6 基板
7 ドレイン領域
8 ソース領域
9、9a、9b シリサイド
11 素子分離領域
12 光検出部
13 トランジスタ部
15 酸化膜
16 コンタクト部
17 サイドウォール
19 金属
20、30、40 固体撮像素子
100 固体撮像素子
101 光電変換領域
102 転送用ゲート
103 検出容量部
105 ゲート
106 基板
107 ドレイン領域
108 ソース領域
109 シリサイド
111 素子分離領域
112 光検出部
113 トランジスタ部
115 酸化膜
117 サイドウォール
2 転送用ゲート
3 検出容量部
4 絶縁堆積膜
5 ゲート
6 基板
7 ドレイン領域
8 ソース領域
9、9a、9b シリサイド
11 素子分離領域
12 光検出部
13 トランジスタ部
15 酸化膜
16 コンタクト部
17 サイドウォール
19 金属
20、30、40 固体撮像素子
100 固体撮像素子
101 光電変換領域
102 転送用ゲート
103 検出容量部
105 ゲート
106 基板
107 ドレイン領域
108 ソース領域
109 シリサイド
111 素子分離領域
112 光検出部
113 トランジスタ部
115 酸化膜
117 サイドウォール
Claims (11)
- 基板内に形成された光電変換領域と、前記光電変換領域で変換された電荷を転送するための転送用ゲートと、前記転送用ゲートに電圧が印加されることで前記光電変換領域から転送された電荷を蓄積する検出容量部と、前記検出容量部に蓄積された電荷を信号処理するMOSトランジスタとを備えた固体撮像素子であって、
前記基板の上方に形成された前記転送用ゲート上および前記MOSトランジスタのゲート上にのみシリサイドが形成されていることを特徴とする固体撮像素子。 - 基板内に形成された光電変換領域と、前記光電変換領域で変換された電荷を転送するための転送用ゲートと、前記転送用ゲートに電圧が印加されることで光電変換領域から転送された電荷を蓄積する検出容量部と、前記検出容量部に蓄積された電荷を信号処理するMOSトランジスタとを備えた固体撮像素子であって、
コンタクトを形成する箇所である、前記転送用ゲートおよび前記検出容量部上のコンタクト部にシリサイドが形成され、前記コンタクト部に形成されたシリサイドは、前記転送用ゲートおよび前記検出容量部上以外の個所に形成されたシリサイドよりも厚いことを特徴とする固体撮像素子。 - 基板内に形成された光電変換領域と、前記光電変換領域で変換された電荷を転送するための転送用ゲートと、前記転送用ゲートに電圧が印加されることで前記光電変換領域から転送された電荷を蓄積する検出容量部と、前記検出容量部に蓄積された電荷を信号処理するMOSトランジスタとを備えた固体撮像素子であって、
前記検出容量部には窒素がドープされていて、かつ前記検出容量部上にはシリサイドが形成されていることを特徴とする固体撮像素子。 - ポリシリコンの配線を備え、前記配線にシリサイドが形成されている請求項1〜請求項3のいずれかに記載の固体撮像素子。
- 請求項1〜請求項4のいずれかに記載の固体撮像素子を用いたカメラ。
- 光を電荷に変換する光電変換領域と、前記光電変換領域で変換された電荷を蓄積する検出容量部と、前記検出容量部からの電荷を信号処理するMOSトランジスタとを備えた固体撮像素子の製造方法であって、
基板内に前記光電変換領域および前記検出容量部を、前記光電変換領域および前記検出容量部の上方に転送用ゲートを、前記光電変換領域の周辺の前記基板内に前記MOSトランジスタのソース領域およびドレイン領域を、前記基板の上方に前記MOSトランジスタのゲートを形成した後に、
全面を覆うように絶縁堆積膜を形成し、
前記MOSトランジスタのゲートおよび前記転送用ゲートの表面が露出するよう前記絶縁堆積膜を除去し、
前記ゲートおよび前記転送用ゲート上にシリサイドを形成することを特徴とする固体撮像素子の製造方法。 - 前記絶縁堆積膜を除去したときに、前記ソース領域と、前記ドレイン領域と、前記検出容量部とが露出されない請求項6に記載の固体撮像素子の製造方法。
- 前記絶縁堆積膜を除去したときに、前記検出容量部および前記光電変換領域が露出されない請求項6に記載の固体撮像素子の製造方法。
- 光を電荷に変換する光電変換領域と、前記光電変換領域で変換された電荷を蓄積する検出容量部と、前記検出容量部からの電荷を信号処理するMOSトランジスタとを備えた固体撮像素子の製造方法であって、
基板内に前記光電変換領域および前記検出容量部を、前記光電変換領域および前記検出容量部の上方に転送用ゲートを、前記光電変換領域の周辺の前記基板内に前記MOSトランジスタのソース領域およびドレイン領域を、前記基板の上方に前記MOSトランジスタのゲートを形成した後に、
全面を覆うように絶縁堆積膜を形成し、
少なくとも、コンタクトを形成する箇所であるコンタクト部上の絶縁堆積膜を除去して、第1シリサイドを形成し、
前記絶縁堆積膜を除去した個所以外の少なくとも一部の絶縁堆積膜を除去して、第2シリサイドを形成することを特徴とする固体撮像素子の製造方法。 - 光を電荷に変換する光電変換領域と、前記光電変換領域で変換された電荷を蓄積する検出容量部と、前記検出容量部からの電荷を信号処理するMOSトランジスタとを備えた固体撮像素子の製造方法であって、
基板内に前記光電変換領域および前記検出容量部を、前記光電変換領域および前記検出容量部の上方に転送用ゲートを、前記光電変換領域の周辺の前記基板内に前記MOSトランジスタのソース領域およびドレイン領域を、前記基板の上方に前記MOSトランジスタのゲートを形成した後に、
前記検出容量部に窒素ドープを行い、
前記検出容量部上にシリサイドを形成することを特徴とする固体撮像素子の製造方法。 - 前記固体撮像素子はポリシリコンの配線を備え、
前記配線上にシリサイドを形成する請求項6〜請求項10のいずれかに記載の固体撮像素子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004071241A JP2005260077A (ja) | 2004-03-12 | 2004-03-12 | 固体撮像素子ならびにその製造方法およびそれを用いたカメラ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004071241A JP2005260077A (ja) | 2004-03-12 | 2004-03-12 | 固体撮像素子ならびにその製造方法およびそれを用いたカメラ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2005260077A true JP2005260077A (ja) | 2005-09-22 |
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ID=35085495
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JP2004071241A Withdrawn JP2005260077A (ja) | 2004-03-12 | 2004-03-12 | 固体撮像素子ならびにその製造方法およびそれを用いたカメラ |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2005260077A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2112690A1 (en) | 2008-04-21 | 2009-10-28 | Sony Corporation | Solid-state imaging device and method of manufacturing the same and electronic apparatus |
JP2010512004A (ja) * | 2006-12-01 | 2010-04-15 | イーストマン コダック カンパニー | 撮像素子トランスファゲートデバイスにおけるシリサイドストラップ |
-
2004
- 2004-03-12 JP JP2004071241A patent/JP2005260077A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010512004A (ja) * | 2006-12-01 | 2010-04-15 | イーストマン コダック カンパニー | 撮像素子トランスファゲートデバイスにおけるシリサイドストラップ |
EP2112690A1 (en) | 2008-04-21 | 2009-10-28 | Sony Corporation | Solid-state imaging device and method of manufacturing the same and electronic apparatus |
US8298851B2 (en) | 2008-04-21 | 2012-10-30 | Sony Corporation | Method of manufacturing a solid-state imaging device with a silicide blocking layer and electronic apparatus |
US8390043B2 (en) | 2008-04-21 | 2013-03-05 | Sony Corporation | Solid-state imaging device with stress-relieving silicide blocking layer and electronic apparatus comprising said solid-state device |
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