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

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。
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。
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。
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。
実施の形態１に係る固体撮像素子の構成を示す断面図 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 実施の形態２に係る固体撮像素子の構成を示す断面図 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 実施の形態３に係る固体撮像素子の構成を示す断面図 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 従来の固体撮像素子の構成を示す断面図 従来の固体撮像素子の製造方法の工程図
符号の説明
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

Claims (11)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 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。
  11. 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。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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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

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