JP2010118411A - 固体撮像素子およびその製造方法、電子情報機器 - Google Patents

Abstract

【課題】フォトダイオード上をプラズマに晒さないようにし、反射防止膜と兼用化するサイドウォール膜厚の自由度を増やし、デポ膜厚によらず、反射防止膜の膜厚最適化を図り、フォトダイオードでの受光感度を向上させる。
【解決手段】周辺回路部４のゲート電極６の側壁にサイドウォールを形成する際に、画素部３の少なくともフォトダイオード５上をレジストパターン１１で覆ってエッチングすることによりフォトダイオード５上に酸化膜７および窒化膜８の積層膜を残すサイドウォール形成工程と、フォトダイオード５上に残した酸化膜７および窒化膜８の積層膜を反射防止膜として膜厚調整する反射防止膜形成工程とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、被写体からの画像光を光電変換して撮像する半導体素子で構成された固体撮像素子およびその製造方法、この固体撮像素子を、画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラおよびデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、監視カメラなどの画像入力カメラ、スキャナ装置、ファクシミリ装置、テレビジョン電話装置、カメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器に関する。

従来の固体撮像素子、例えばＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサでは、受光感度向上のために、一般的に、フォトダイオード部上の半導体基板表面に、光の反射防止を目的とした酸化膜や窒化膜の積層膜が反射防止膜として形成されている。この反射防止膜の酸化膜および窒化膜の積層膜の膜厚により受光感度特性が変化するため、最適な仕上がり膜厚とすることが必要となっている。

この最適膜厚の反射防止膜を形成するために、特許文献１〜３に反射防止膜の形成方法が提案されている。

特許文献１では、図６（ａ）に示すように、従来の固体撮像素子１００において、撮像領域１１１および周辺回路部１１２にゲート電極１０１を形成し、図６（ｂ）および図６（ｃ）に示すようにゲート電極１０１の側壁にサイドウォール１０２を形成した後に、フォトダイオード１０３上の表面にのみ反射防止膜１０４を形成している。

さらに、図６（ｄ）に示すように撮像領域１１１の周辺の周辺回路部１１２にのみ、サリサイド１０５を形成した後に、図６（ｅ）に示すように基板全面に形成された層間絶縁膜１０６にコンタクト部１０７を形成し、このコンタクト部１０７上に配線パターン１０８が形成されている。

特許文献２では、図７（ａ）に示すように、従来の固体撮像素子２００において、フォトダイオード２０１上に反射防止膜２０２を形成する。

その後、図７（ｂ）に示すように、反射防止膜２０２およびゲート電極２０３を含む基板全面にサイドウォール材料膜２０４を形成する。続いて、図７（ｃ）に示すように、エッチングを行ってゲート電極２０３の側壁にサイドウォール２０５を形成している。

特許文献３では、図８に示すように、従来の固体撮像素子３００において、シリコン基板３０１上に設けられたウェル領域（不純物注入領域）３０２が形成されている。まず、ウェル領域３０２の上部には、素子分離絶縁膜３０３が形成されており、この素子分離絶縁膜３０３によって素子分離された領域内に、フォトダイオード形成領域３０４と画素トランジスタ形成領域３０５が設けられている。

このフォトダイオード形成領域３０４には、埋め込みフォトダイオードを構成する不純物注入領域３０６、３０７が設けられており、画素トランジスタ形成領域３０５には、ＬＤＤ形成のための不純物注入領域３０８やソース・ドレイン形成のための不純物注入領域３０９が設けられている。

また、シリコン基板３０１の上面には、絶縁膜Ｍ１〜Ｍ５が配置され、ゲート絶縁膜Ｍ１の上には、ＭＯＳトランジスタのゲート電極３１０が形成され、その側部には、サイドウォールとなる絶縁膜Ｍ２、Ｍ３およびＭ５が配置されている。また、層間絶縁膜Ｍ４の上には、平坦化膜３１１が配置され、その上部には、図示しないカラーフィルタやオンチップマイクロレンズが配置される。

この固体撮像素子３００では、絶縁膜Ｍ２、Ｍ３およびＭ５の３層膜からなるサイドウォールを用いたトランジスタを有している。フォトダイオード上の絶縁膜に上述した４層構造の膜（ゲート絶縁膜Ｍ１、絶縁膜Ｍ２、Ｍ３およびＭ４）を用いることにより、良好なトランジスタ特性と高い光電変換効率の固体撮像素子３００を得ることができる。
特開２００１−１１１０２２号公報 特開２００２−８３９４９号公報 特開２００５−３４０４７５号公報

しかしながら、特許文献１〜３それぞれに下記で述べるような、欠点がある。

特許文献１では、図６（ｂ）および図６（ｃ）に示すように、ゲート電極１０１のサイドウォール１０２を形成するときに、基板全面に対してプラズマエッチングを行うため、フォトダイオード１０３上の表面がプラズマエッチングに晒され、フォトダイオード１０３上の表面にダメージが生じて画素特性に多大な影響を与えてしまうという問題を有していた。

特許文献２では、図７（ａ）〜図７（ｃ）に示すように、フォトダイオード２０１上に反射防止膜２０２を形成してからサイドウォール２０５を形成しているため、フォトダイオード２０１上の反射防止膜２０２により保護されてフォトダイオード２０１上がエッチングによるプラズマダメージの影響はないものの、サイドウォール２０５の形成時に、反射防止膜２０２がエッチングされるため、反射防止膜２０２に機能を発揮させるためには、最適膜厚にする必要があるにもかかわらず、反射防止膜２０２の膜厚が減ってしまう。

また、この反射防止膜２０１の形成時のエッチング時に、ゲート電極２０３の側壁に、サイドウォール状に反射防止膜を残さないためには、等方エッチ（ウェットエッチング）が必須となり、パターンの加工精度や、ゲート電極２０３下のゲート絶縁膜がサイドエッチングされてゲート電極２０３下に食い込むゲート酸化膜のノッチが懸念される。

特許文献３では、図８に示すように、フォトダイオード上をプラズマに晒さないようにフォトダイオード上に反射防止膜を形成し、途中工程で反射防止膜が減少するのも考慮して、最終の反射防止膜の膜厚が、最適膜厚になるように反射防止膜のデポ膜厚を決めている。ところが、コンタクトストッパーとして層間絶縁膜Ｍ４（ＰＳＩＮ）は４０ｎｍ以上必要なことと、最適窒化膜厚が５０ｎｍ以上必要なことより、サイドウォール形成のための絶縁膜Ｍ３（ＬＰＳｉＮ）のデポ膜厚がほぼ決まってしまう。それを避けるためには画素部のサイドウォールを除去する工程が必要となってくる。

本発明は、上記従来の問題を解決するもので、フォトダイオード上をプラズマに晒さないようにし、反射防止膜と兼用化するサイドウォール膜厚の自由度を増やし、デポ膜厚によらず、反射防止膜の膜厚最適化を図ることができて、フォトダイオードでの受光感度を向上させることができる固体撮像素子およびその製造方法、この固体撮像素子を画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばカメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器を提供することを目的とする。

本発明の固体撮像素子の製造方法は、被写体からの画像光を光電変換する複数の受光部が２次元状に配設された撮像領域の周囲に、複数のトランジスタを有する周辺回路部が設けられた固体撮像素子の製造方法において、該トランジスタのゲート電極の側壁にサイドウォールを形成する際に、少なくとも該受光部上をレジストパターンで覆ってエッチングすることにより該受光部上に一または複数膜を残すサイドウォール形成工程と、該受光部上に残した一または複数膜を反射防止膜として膜厚調整する反射防止膜形成工程とを有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。

また、好ましくは、本発明の固体撮像素子の製造方法におけるサイドウォール形成工程は、前記複数の受光部、該受光部の信号電荷を読み出すゲート電極および前記トランジスタのゲート電極が形成された半導体基板または半導体層の全面に、サイドウォール形成のための一または複数膜を成膜する一または複数膜成膜工程と、該信号電荷読み出し用のゲート電極の一部または全部上から該受光部上のみを覆うように第１レジストパターンを形成する第１レジストパターン形成工程と、該第１レジストパターンをマスクとしてエッチングして、該信号電荷読み出し用のゲート電極の一部または全部上から該受光部上に一または複数膜を残すと共に、前記トランジスタのゲート電極の側壁にサイドウォールを形成するエッチング工程とを有する。

さらに、好ましくは、本発明の固体撮像素子の製造方法におけるサイドウォール形成工程と前記反射防止膜形成工程との間にサリサイド工程を有し、該サリサイド工程は、前記サイドウォールの形成後の半導体基板または半導体層の全面にサリサイドマスク膜を成膜するサリサイドマスク膜成膜工程と、前記撮像領域上のみに第２レジストパターンを形成する第２レジストパターン形成工程と、該第２レジストパターンをマスクとしてエッチングして前記周辺回路部のみサリサイドマスク膜を除去するサリサイドマスク膜除去工程と、該サリサイドマスク膜が除去された周辺回路部のトランジスタのゲート電極上およびソース／ドレイン領域上にサリサイドを形成するサリサイド形成工程とを有する。

さらに、好ましくは、本発明の固体撮像素子の製造方法における反射防止膜形成工程は、前記サリサイドを形成した半導体基板または半導体層の全面にコンタクトストッパー用膜を成膜するコンタクトストッパー用膜成膜工程と、前記画素部のゲート電極の一部または全部上から前記受光部上が開口するように第３レジストパターンを形成する第３レジストパターン形成工程と、該第３レジストパターンをマスクとしてエッチングして、該コンタクトストッパー用膜さらに前記サリサイドマスク膜を除去し、さらに前記反射防止膜を最適膜厚に形成する反射防止膜最適膜厚形成工程とを有する。

さらに、好ましくは、本発明の固体撮像素子の製造方法における反射防止膜形成工程は、前記サイドウォールの形成後の半導体基板または半導体層の全面にコンタクトストッパー用膜を成膜するコンタクトストッパー用膜成膜工程と、前記画素部のゲート電極の一部または全部上から前記受光部上が開口するように第３レジストパターンを形成する第３レジストパターン形成工程と、該第３レジストパターンをマスクとしてエッチングして、該コンタクトストッパー用膜を除去し、さらに前記反射防止膜を最適膜厚に形成する反射防止膜最適膜厚形成工程とを有する。

さらに、好ましくは、本発明の固体撮像素子の製造方法における反射防止膜の材料膜は前記サイドウォールの材料膜と兼用されている。

さらに、好ましくは、本発明の固体撮像素子の製造方法における反射防止膜は、酸化膜と窒化膜の積層膜から構成されている。

本発明の固体撮像素子は、本発明の上記固体撮像素子の製造方法によって製造された固体撮像素子であって、前記撮像領域では、信号電荷読み出し用のゲート電極の断面側壁の一方側に、一または複数膜からなるサイドウォールが形成されており、該ゲート電極上の一部または全部から該ゲート電極の断面側壁の他方側を経由して前記受光部上に残した、該サイドウォールを構成する一または複数膜が反射防止膜として最適膜厚に膜厚調整されており、前記周辺回路部では、前記トランジスタのゲート電極の断面側壁の両側に該一または複数膜からなるサイドウォールが形成されているものであり、そのことにより上記目的が達成される。

また、好ましくは、本発明の固体撮像素子における撮像領域では、前記信号電荷読み出し用のゲート電極上の一部または全部から前記断面側壁の一方側にサリサイドマスク膜およびその上のコンタクトストッパー用膜のうちの少なくとも該コンタクトストッパー用膜が設けられ、前記トランジスタのゲート電極上および該断面側壁の両側を含む前記周辺回路部に該コンタクトストッパー用膜が設けられている。

本発明の電子情報機器は、本発明の上記固体撮像素子を画像入力デバイスとして撮像部に用いたものであり、そのことにより上記目的が達成される。

上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。

本発明の固体撮像素子の製造方法では、トランジスタのゲート電極の側壁にサイドウォールを形成する際に、受光部上をレジストパターンで覆ってエッチングすることにより受光部上に一または複数膜を残すサイドウォール形成工程と、受光部上に残した一または複数膜を反射防止膜として膜厚調整する反射防止膜形成工程とを有している。

この場合、サイドウォールの膜厚の方が反射防止膜の膜厚よりも厚いため、サイドウォールを先に形成するときに、受光部上はレジストパターンで覆ってエッチングを行い、レジストパターン下で残った一または複数膜を反射防止膜として、後で薄くして反射防止膜の膜厚を最適化する。

一方、従来の特許文献３では、膜厚が異なるサイドウォールの膜厚と反射防止膜の膜厚がそれぞれ最初に最適化されるように、膜減りを考慮してサイドウォールおよび反射防止膜の各膜厚を決めているので、反射防止膜と兼用化するサイドウォール膜厚の自由度が狭くなって、最終的に正確にサイドウォールおよび反射防止膜の各膜厚を形成するのが困難であった。

これに対して、本発明では、前述したように、サイドウォール形成時に、受光部上はレジストパターンで覆ってエッチングをするため、受光部上をプラズマに晒さないようにでき、後で反射防止膜の膜厚を薄くしてその膜厚を最適化するので、反射防止膜と兼用化するサイドウォール膜厚の自由度を増やすことができて、デポ膜厚によらず、最終的に反射防止膜の膜厚の最適化が容易に図られる。

以上により、本発明によれば、サイドウォール形成時に、受光部上はレジストパターンで覆ってエッチングを行い、レジストパターン下で残った膜を反射防止膜として、後から反射防止膜の膜厚を調整するため、受光部上をプラズマに晒さないようにし、反射防止膜と兼用化するサイドウォール膜厚の自由度を増やし、デポ膜厚によらず、反射防止膜の膜厚を最適化することができて、受光部での受光感度を向上させることができる。

要するに、最終的に反射防止膜の最適化膜厚になるように膜厚を減らせばよいため、より正確な反射防止膜の最適化膜厚を容易に得ることができて、受光部での受光感度をより向上させることができる。

以下に、本発明の固体撮像素子およびその製造方法の実施形態１および、この固体撮像素子の実施形態１を画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばカメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器の実施形態２について図面を参照しながら詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る固体撮像素子の要部構成例を示す縦断面図である。

図１において、本実施形態１の固体撮像素子１は、半導体基板２（または基板上に設けられた半導体領域）上に、多数の単位画素（複数の受光部）が配置された撮像領域である画素部３が設けられ、この画素部３の周囲には、各単位画素からの信号読み出し用の制御信号を出力するコントローラなどを構成する周辺回路部４が設けられている。要するに、被写体からの画像光を光電変換する複数の受光部が配設された撮像領域である画素部３の周囲に複数のトランジスタを有する周辺回路部４が設けられている。

画素部３は、被写体からの画像光を光電変換して撮像する複数の受光部としての複数のフォトダイオード５が２次元状でマトリックス状に配置され、フォトダイオード５で被写体光から光電変換された信号電荷を読み出すためのゲート電極６がフォトダイオード５に隣接して設けられている。また、画素部３の周囲の周辺回路部４にも回路を構成する複数の各トランジスタのゲート電極６が設けられている。

画素部３において、信号電荷読み出し用のゲート電極６の断面側壁の一方側には、酸化膜７および窒化膜８からなるサイドウォールが形成されており、ゲート電極６の断面側壁の他方側からフォトダイオード５上には、そのサイドウォールを構成する酸化膜７および窒化膜８を残し、この窒化膜８および酸化膜７を反射防止膜として最適膜厚に制御（膜厚調整）して窒化膜８の残膜８ａおよび酸化膜７とすることによって、フォトダイオード５での受光感度の向上を図っている。

周辺回路部４では、ゲート電極６の断面側壁の両側に、酸化膜７および窒化膜８からなるサイドウォールが形成されている。

周辺回路部４のコントローラは、ロジック回路、シフトレジスタ回路、ドライバ回路およびクロック回路などを有しており、周辺回路部４には、制御部のＤＳＰをも含める場合もある。

次に、本実施形態１の固体撮像素子の製造方法について、図２〜図４を用いてさらに具体的に説明する。
図２（ａ）〜図２（ｃ）、図３（ａ）〜図３（ｃ）および図４（ａ）〜図４（ｃ）はそれぞれ、本発明の実施形態１に係る固体撮像素子の反射防止膜形成工程までの各製造工程について説明するための要部縦断面図である。

まず、サイドウォール形成工程において、図２（ａ）で示すように、半導体基板２にフォトダイオード５、ゲート電極６が形成された基板全面に、サイドウォール形成のための酸化膜７Ａと窒化膜８Ａをこの順に成膜する。例えば酸化膜７Ａはその膜厚が１０〜３０ｎｍ、窒化膜８Ａはその膜厚が４０〜１１０ｎｍとなるように成膜する。さらに、図２（ｂ）で示すように、フォトダイオード５上を覆うように、レジストパターン１１を形成する。さらに、図２（ｃ）で示すように、レジストパターン１１をマスクとして、エッチングして、ゲート電極６の側壁に酸化膜７と窒化膜８によりサイドウォールを形成し、さらに、アッシングし、レジストパターン１１の剥離処理を実施する。フォトダイオード５上には反射防止膜に用いる酸化膜７と窒化膜８が残る。

このように、図２（ａ）〜図２（ｃ）のサイドウォール形成工程では、半導体基板２（または半導体層）に複数の受光部（フォトダイオード５）、この受光部の信号電荷を読み出す画素部３のゲート電極６および周辺回路部４のトランジスタのゲート電極６が形成された基板全面に、サイドウォール形成のための複数絶縁膜（または単層の絶縁膜）としての酸化膜７Ａと窒化膜８Ａを成膜する絶縁膜成膜工程と、信号電荷読み出し用のゲート電極６上から受光部（フォトダイオード５）上のみを覆うように第１レジストパターン（レジストパターン１１）を形成する第１レジストパターン形成工程と、第１レジストパターンをマスクとしてエッチングするエッチング工程とを有している。

次に、サリサイド工程において、図３（ａ）で示すように、サリサイドマスク膜としての酸化膜９Ａを基板全面に成膜する。さらに、図３（ｂ）で示すように、この酸化膜９Ａ上の画素部３の撮像領域のみにレジストパターン１２を形成する。さらに、図３（ｃ）で示すように、レジストパターン１２をマスクとして、エッチングして周辺回路部４のみ酸化膜９Ａを除去し、アッシングし、レジストパターン１２の剥離処理を実施する。

これによって、撮像領域としての画素部３のみに、サリサイドマスクとして酸化膜９が残ることになる。その後、周辺回路部４のトランジスタのゲート電極およびソース領域、ドレイン領域にサリサイド１４を形成する。

このように、図３（ａ）〜図３（ｃ）のサリサイド工程において、半導体基板２（または半導体層）の全面にサリサイドマスク膜としての酸化膜９Ａを成膜するサリサイドマスク膜成膜工程と、撮像領域である画素部３上のみに第２レジストパターンとしてのレジストパターン１２を形成する第２レジストパターン形成工程と、このレジストパターン１２をマスクとしてエッチングして周辺回路部４上にのみ酸化膜９Ａを除去するサリサイドマスク膜除去工程と、この酸化膜９Ａが除去された周辺回路部４の各トランジスタのゲート電極６およびソース／ドレイン領域にサリサイド１４を形成するサリサイド形成工程とを有している。

続いて、反射防止膜形成工程において、図４（ａ）で示すように、コンタクトストッパー用のプラズマＳｉＮ膜などの窒化膜１０Ａを基板全面に成膜する。例えば、この窒化膜１０Ａはその膜厚が４０〜６０ｎｍとなるように成膜する。さらに、図４（ｂ）で示すように、フォトダイオード５上が開口するように、レジストパターン１３を形成する。

さらに、図４（ｃ）で示すように、レジストパターン１３をマスクとして、ドライエッチングして、集光を良好にするために窒化膜１０Ａを除去し、さらに窒化膜８を一部除去し、アッシングし、レジストパターン１３の剥離処理を実施する。このドライエッチングは、フォトダイオード５上の窒化膜８の残膜８ａがその膜厚４０〜７０ｎｍになるようにする。これによって、酸化膜７および窒化膜８ａからなる反射防止膜を最適膜厚に形成することができる。

このように、図４（ａ）〜図４（ｃ）の反射防止膜形成工程は、半導体基板２（または半導体層）の全面にコンタクトストッパー用膜として窒化膜１０Ａを成膜するコンタクトストッパー用膜成膜工程と、画素部３のゲート電極６の一部または全部上からフォトダイオード５上が開口するように第３レジストパターンとしてのレジストパターン１３を形成する第３レジストパターン形成工程と、このレジストパターン１３をマスクとしてエッチングして、フォトダイオード５上の窒化膜１０Ａを除去し、さらに反射防止膜となる酸化膜７および窒化膜８のうち窒化膜８の一部除去して、酸化膜７および窒化膜８ａの最適膜厚に形成する反射防止膜最適膜厚形成工程とを有している。

このように、本実施形態１の固体撮像素子１の製造方法では、サイドウォール形成時にフォトダイオード５上をレジストパターン１１で覆ってエッチングすることにより、フォトダイオード５上に酸化膜７と窒化膜８を残している。レジストパターン１３を用いてエッチングすることによりフォトダイオード５上を開口すると共に、反射防止膜の一部を構成する窒化膜８の表面部をエッチングし、反射防止膜として最適な膜厚になるようにしている。これらの残った酸化膜７と窒化膜８ａをフォトダイオード５の反射防止膜として使う。

以上のように、本実施形態１では、トランジスタのゲート電極６の側壁にサイドウォールを形成する際に、フォトダイオード５上をレジストパターン１１で覆ってエッチングすることにより、フォトダイオード５上に一または複数膜（ここでは酸化膜７および窒化膜８）を残すサイドウォール形成工程と、フォトダイオード５上に残した一または複数膜（ここでは酸化膜７および窒化膜８）を反射防止膜として膜厚調整する反射防止膜形成工程とを有している。この場合、サイドウォールの膜厚の方が反射防止膜の膜厚よりも厚いため、サイドウォールを先に形成するときに、フォトダイオード５上はレジストパターン１１で覆ってエッチングを行い、レジストパターン１１下で残った一または複数膜（ここでは酸化膜７および窒化膜８）を反射防止膜として、後で薄くして反射防止膜の膜厚を最適化する。

即ち、サイドウォール形成時のフォトダイオード５上の表面部へのエッチングのプラズマダメージにより、画素特性が劣化するのを防ぐため、本発明では、前述したように、サイドウォール形成時に、フォトダイオード５上はレジストパターン１１で覆ってエッチングを行い、残った酸化膜７と窒化膜８を反射防止膜として使う。

これによって、フォトダイオード５上をプラズマに晒さないようにし、反射防止膜と兼用化するサイドウォール膜厚の自由度を増やし、デポ膜厚によらず、反射防止膜の膜厚最適化を図り、フォトダイオード５での受光感度を向上させることができる。

また、最適受光感度に設定するために、サイドウォールデポ膜厚による調整をすると、膜厚はほぼ決まってしまい、それを避けるためには画素部３のサイドウォールを除去する工程が必要となってしまうので、本実施形態１では、フォトダイオード５上に反射防止膜を形成後に、パーシャルエッチングすることにより、反射防止膜を最適な残膜にすることで、デポ膜厚に自由度が生まれ、デポ膜厚に律則しない。パーシャルエッチングのため、ドライエッチを使ったとしても、フォトダイオード５上へのプラズマダメージも受けにくいものとなる。

なお、本実施形態１では、特に説明しなかったが、トランジスタのゲート電極６の側壁にサイドウォールを形成する際に、少なくとも受光部上をレジストパターン１１で覆ってエッチングすることによりフォトダイオード５上に一または複数膜を残すサイドウォール形成工程と、このフォトダイオード５上に残した一または複数膜を反射防止膜として膜厚調整する反射防止膜形成工程とを有している。

要するに、周辺回路部４のゲート電極６の側壁にサイドウォールを形成する際に、画素部３の少なくともフォトダイオード５上をレジストパターン１１で覆ってエッチングすることによりフォトダイオード５上に酸化膜７および窒化膜８の積層膜を残すサイドウォール形成工程と、フォトダイオード５上に残した酸化膜７および窒化膜８の積層膜を反射防止膜として膜厚調整する反射防止膜形成工程とを有していれば、サイドウォール形成時に、受光部上はレジストパターン１１で覆ってエッチングを行い、レジストパターン１１下で残った膜を反射防止膜として、後から反射防止膜の膜厚を調整できるため、受光部上をプラズマに晒さないようにし、反射防止膜と兼用化するサイドウォール膜厚の自由度を増やし、デポ膜厚によらず、反射防止膜の膜厚を最適化することができて、受光部での受光感度を向上させることができる。要するに、最終的に反射防止膜の最適化膜厚になるように膜厚を減らせばよいため、より正確な反射防止膜の最適化膜厚を容易に得ることができて、受光部での受光感度をより向上させることができる。

したがって、フォトダイオード５上をプラズマに晒さないようにし、反射防止膜と兼用化するサイドウォール膜厚の自由度を増やし、デポ膜厚によらず、反射防止膜の膜厚最適化を図り、フォトダイオード５での受光感度を向上させることができる本発明の目的を達成することができる。

この場合、本実施形態１のようにサイドウォール形成工程と反射防止膜形成工程との間にサリサイド工程を設けず、反射防止膜形成工程は、サイドウォールの形成後の半導体基板２（または半導体層）の全面にコンタクトストッパー用膜を成膜するコンタクトストッパー用膜成膜工程と、画素部３のゲート電極６の一部または全部上からフォトダイオード５上が開口するように第３レジストパターンとしてのレジストパターン１３を形成する第３レジストパターン形成工程と、このレジストパターン１３をマスクとしてエッチングして、コンタクトストッパー用膜を除去し、さらに反射防止膜を最適膜厚に形成する反射防止膜最適膜厚形成工程とを有することになる。
（実施形態２）
図５は、本発明の実施形態２として、本発明の実施形態１の固体撮像素子１を含む固体撮像装置を撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。

図５において、本実施形態２の電子情報機器９０は、上記実施形態１の固体撮像素子１からの撮像信号を各種信号処理してカラー画像信号を得る固体撮像装置９１と、この固体撮像装置９１からのカラー画像信号を記録用に所定の信号処理した後にデータ記録可能とする記録メディアなどのメモリ部９２と、この固体撮像装置９１からのカラー画像信号を表示用に所定の信号処理した後に液晶表示画面などの表示画面上に表示可能とする液晶表示装置などの表示手段９３と、この固体撮像装置９１からのカラー画像信号を通信用に所定の信号処理をした後に通信処理可能とする送受信装置などの通信手段９４と、この固体撮像装置９１からのカラー画像信号を印刷用に所定の印刷信号処理をした後に印刷処理可能とするプリンタなどの画像出力手段７４とを有している。

なお、この電子情報機器９０として、これに限らず、固体撮像装置９１の他に、メモリ部９２と、表示手段９３と、通信手段９４と、プリンタなどの画像出力手段９５とのうちの少なくともいずれかを有していてもよい。

この電子情報機器９０としては、前述したように例えばデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、監視カメラ、ドアホンカメラ、車載用後方監視カメラなどの車載用カメラおよびテレビジョン電話用カメラなどの画像入力カメラ、スキャナ装置、ファクシミリ装置、カメラ付き携帯電話装置および携帯端末装置（ＰＤＡ）などの画像入力デバイスを有した電子機器が考えられる。

したがって、本実施形態２によれば、この固体撮像装置９１からのカラー画像信号に基づいて、これを表示画面上に良好に表示したり、これを紙面にて画像出力手段９５により良好にプリントアウト（印刷）したり、これを通信データとして有線または無線にて良好に通信したり、これをメモリ部９２に所定のデータ圧縮処理を行って良好に記憶したり、各種データ処理を良好に行うことができる。

以上のように、本発明の好ましい実施形態１、２を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態１、２に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態１、２の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。

本発明は、被写体からの画像光を光電変換して撮像する半導体素子で構成された固体撮像素子およびその製造方法、この固体撮像素子を、画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラおよびデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、監視カメラなどの画像入力カメラ、スキャナ装置、ファクシミリ装置、テレビジョン電話装置、カメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器の分野において、サイドウォール形成時に、受光部上はレジストパターンで覆ってエッチングを行い、レジストパターン下で残った膜を反射防止膜として、後から反射防止膜の膜厚を調整するため、受光部上をプラズマに晒さないようにし、反射防止膜と兼用化するサイドウォール膜厚の自由度を増やし、デポ膜厚によらず、反射防止膜の膜厚を最適化することができて、受光部での受光感度を向上させることができる。要するに、最終的に反射防止膜の最適化膜厚になるように膜厚を減らせばよいため、より正確な反射防止膜の最適化膜厚を容易に得ることができて、受光部での受光感度をより向上させることができる。

本発明の実施形態１に係る固体撮像素子の要部構成例を示す縦断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態１に係る固体撮像素子の反射防止膜形成工程までの各製造工程におけるサイドウォール形成工程について説明するための要部縦断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態１に係る固体撮像素子の反射防止膜形成工程までの各製造工程におけるサリサイド工程について説明するための要部縦断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態１に係る固体撮像素子の反射防止膜形成工程までの各製造工程における反射防止膜最適膜厚化工程について説明するための要部縦断面図である。 本発明の実施形態２として、本発明の実施形態１の固体撮像素子１を含む固体撮像装置を撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。 （ａ）〜（ｅ）は、特許文献１に開示されている従来の固体撮像素子の各製造工程について説明するための要部縦断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、特許文献２に開示されている従来の固体撮像素子の各製造工程について説明するための要部縦断面図である。 特許文献３に開示されている従来の固体撮像素子の要部構成例を示す縦断面図である。

符号の説明

１ 固体撮像素子
２ 半導体基板
３ 画素部
４ 周辺回路部
５ フォトダイオード
６ ゲート電極
７、９ 酸化膜
８、１０ 窒化膜
８ａ 残膜
１１〜１３ レジストパターン
９０ 電子情報機器
９１ 固体撮像装置
９２ メモリ部
９３ 表示手段
９４ 通信手段
９５ 画像出力手段

Claims (10)

1. 被写体からの画像光を光電変換する複数の受光部が２次元状に配設された撮像領域の周囲に、複数のトランジスタを有する周辺回路部が設けられた固体撮像素子の製造方法において、
   該トランジスタのゲート電極の側壁にサイドウォールを形成する際に、少なくとも該受光部上をレジストパターンで覆ってエッチングすることにより該受光部上に一または複数膜を残すサイドウォール形成工程と、
   該受光部上に残した一または複数膜を反射防止膜として膜厚調整する反射防止膜形成工程とを有する固体撮像素子の製造方法。
2. 前記サイドウォール形成工程は、
   前記複数の受光部、該受光部の信号電荷を読み出すゲート電極および前記トランジスタのゲート電極が形成された半導体基板または半導体層の全面に、サイドウォール形成のための一または複数膜を成膜する一または複数膜成膜工程と、
   該信号電荷読み出し用のゲート電極の一部または全部上から該受光部上のみを覆うように第１レジストパターンを形成する第１レジストパターン形成工程と、
   該第１レジストパターンをマスクとしてエッチングして、該信号電荷読み出し用のゲート電極の一部または全部上から該受光部上に一または複数膜を残すと共に、前記トランジスタのゲート電極の側壁にサイドウォールを形成するエッチング工程とを有する請求項１に記載の固体撮像素子の製造方法。
3. 前記サイドウォール形成工程と前記反射防止膜形成工程との間にサリサイド工程を有し、該サリサイド工程は、
   前記サイドウォールの形成後の半導体基板または半導体層の全面にサリサイドマスク膜を成膜するサリサイドマスク膜成膜工程と、
   前記撮像領域上のみに第２レジストパターンを形成する第２レジストパターン形成工程と、
   該第２レジストパターンをマスクとしてエッチングして前記周辺回路部のみサリサイドマスク膜を除去するサリサイドマスク膜除去工程と、
   該サリサイドマスク膜が除去された周辺回路部のトランジスタのゲート電極上およびソース／ドレイン領域上にサリサイドを形成するサリサイド形成工程とを有する請求項２に記載の固体撮像素子の製造方法。
4. 前記反射防止膜形成工程は、
   前記サリサイドを形成した半導体基板または半導体層の全面にコンタクトストッパー用膜を成膜するコンタクトストッパー用膜成膜工程と、
   前記画素部のゲート電極の一部または全部上から前記受光部上が開口するように第３レジストパターンを形成する第３レジストパターン形成工程と、
   該第３レジストパターンをマスクとしてエッチングして、該コンタクトストッパー用膜さらに前記サリサイドマスク膜を除去し、さらに前記反射防止膜を最適膜厚に形成する反射防止膜最適膜厚形成工程とを有する請求項３に記載の固体撮像素子の製造方法。
5. 前記反射防止膜形成工程は、
   前記サイドウォールの形成後の半導体基板または半導体層の全面にコンタクトストッパー用膜を成膜するコンタクトストッパー用膜成膜工程と、
   前記画素部のゲート電極の一部または全部上から前記受光部上が開口するように第３レジストパターンを形成する第３レジストパターン形成工程と、
   該第３レジストパターンをマスクとしてエッチングして、該コンタクトストッパー用膜を除去し、さらに前記反射防止膜を最適膜厚に形成する反射防止膜最適膜厚形成工程とを有する請求項１または２に記載の固体撮像素子の製造方法。
6. 前記反射防止膜の材料膜は前記サイドウォールの材料膜と兼用されている請求項１に記載の固体撮像素子の製造方法。
7. 前記反射防止膜は、酸化膜と窒化膜の積層膜から構成されている請求項１に記載の固体撮像素子の製造方法。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の固体撮像素子の製造方法によって製造された固体撮像素子であって、
   前記撮像領域では、信号電荷読み出し用のゲート電極の断面側壁の一方側に、一または複数膜からなるサイドウォールが形成されており、該ゲート電極上の一部または全部から該ゲート電極の断面側壁の他方側を経由して前記受光部上に残した、該サイドウォールを構成する一または複数膜が反射防止膜として最適膜厚に膜厚調整されており、
   前記周辺回路部では、前記トランジスタのゲート電極の断面側壁の両側に該一または複数膜からなるサイドウォールが形成されている固体撮像素子。
9. 前記撮像領域では、前記信号電荷読み出し用のゲート電極上の一部または全部から前記断面側壁の一方側にサリサイドマスク膜およびその上のコンタクトストッパー用膜のうちの少なくとも該コンタクトストッパー用膜が設けられ、
   前記トランジスタのゲート電極上および該断面側壁の両側を含む前記周辺回路部に該コンタクトストッパー用膜が設けられている請求項８に記載の固体撮像素子。
10. 請求項８または９に記載の固体撮像素子を画像入力デバイスとして撮像部に用いた電子情報機器。

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