JP2005260076A - Solid-state imaging device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
【課題】 転送ゲート電極及び転送ゲート配線を構成するポリシリコン膜の段差を低減し、絶縁保護膜上に形成されるシリサイド膜と転送ゲート電極上に形成されるシリサイド膜との断線やそれらの接続不良による高抵抗化を抑制する。
【解決手段】 固体撮像装置の構成を、光電変換領域11、検出容量領域31及び素子分離領域41とを有する半導体基板1と、半導体基板1上に形成された絶縁膜3と、転送ゲート電極4aと、絶縁保護部2と、絶縁保護部2上に形成された転送ゲート配線と、転送ゲート用シリサイド膜5aとを含み、絶縁保護部2下の半導体基板1の上面を基準面として、基準面から転送ゲート電極4aの上面までの高さが、基準面から絶縁保護部2の上面までの高さよりも高く、転送ゲート電極4aの上面と転送ゲート配線の上面との段差が、転送ゲート電極4aの下面と絶縁保護部2の上面との段差より小さい構成とする。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a step of a polysilicon film constituting a transfer gate electrode and a transfer gate wiring, and to disconnect or connect a silicide film formed on an insulating protective film and a silicide film formed on a transfer gate electrode. Suppressing high resistance due to defects.
A solid-state imaging device includes a semiconductor substrate 1 having a photoelectric conversion region 11, a detection capacitor region 31, and an element isolation region 41, an insulating film 3 formed on the semiconductor substrate 1, and a transfer gate electrode 4a. And an insulating protection part 2, a transfer gate wiring formed on the insulating protection part 2, and a transfer gate silicide film 5a, with the upper surface of the semiconductor substrate 1 below the insulating protection part 2 as a reference surface. The height from the upper surface of the transfer gate electrode 4a to the upper surface of the transfer gate electrode 4a is higher than the height from the reference surface to the upper surface of the insulation protection part 2, and the step between the upper surface of the transfer gate electrode 4a and the upper surface of the transfer gate wiring is It is set as the structure smaller than the level | step difference of the lower surface of and the upper surface of the insulation protection part 2.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、固体撮像装置に関する。また、本発明は、固体撮像装置を搭載したカメラ及び固体撮像装置を搭載したカメラシステムに関する。 The present invention relates to a solid-state imaging device. The present invention also relates to a camera equipped with a solid-state imaging device and a camera system equipped with the solid-state imaging device.
従来から、固体撮像装置等の半導体装置は、それを構成する複数の機能素子間の電気的な干渉を防止する素子分離構造を有している。通常、半導体装置の素子分離構造(素子分離部とも称する)は、STI(Shallow Trench Isolation)技術やLOCOS(Local Oxidation of Silicon)技術等の素子分離技術を用いて形成されていた。 Conventionally, a semiconductor device such as a solid-state imaging device has an element isolation structure that prevents electrical interference between a plurality of functional elements constituting the semiconductor device. In general, an element isolation structure (also referred to as an element isolation portion) of a semiconductor device is formed using an element isolation technique such as an STI (Shallow Trench Isolation) technique or a LOCOS (Local Oxidation of Silicon) technique.
しかし、LOCOS技術やSTI技術を用いた場合、半導体基板(例えば、Si基板)と素子分離領域との間に応力が発生し、その応力により欠陥が生成される。特に、MOS型の固体撮像装置においては、その欠陥により暗電流が発生し、暗電流がフォトダイオードに漏れ込むことによって、フォトダイオードにおける蓄積電荷に対する雑音成分が増加(S/N比が悪化)する(例えば、非特許文献1参照)。これにより、MOS型の固体撮像装置の画質が劣化していた。 However, when the LOCOS technique or the STI technique is used, stress is generated between the semiconductor substrate (for example, Si substrate) and the element isolation region, and a defect is generated by the stress. In particular, in a MOS type solid-state imaging device, a dark current is generated due to the defect, and the dark current leaks into the photodiode, thereby increasing a noise component with respect to accumulated charges in the photodiode (S / N ratio is deteriorated). (For example, refer nonpatent literature 1). As a result, the image quality of the MOS type solid-state imaging device has deteriorated.
そこで、近年、低欠陥素子分離技術として、イオン注入による素子分離が提案されている。この低欠陥素子分離技術においては、後工程でのイオン注入から素子分離領域を保護するために、素子分離領域上に膜厚(100〜300nm程度)の絶縁保護部を形成することが必要であった。 Therefore, in recent years, element isolation by ion implantation has been proposed as a low defect element isolation technique. In this low-defective element isolation technique, in order to protect the element isolation region from ion implantation in a later process, it is necessary to form an insulating protection portion having a film thickness (about 100 to 300 nm) on the element isolation region. It was.
ここで、従来の典型的な固体撮像装置について、図11及び12を参照しながら説明する。図11は、従来の典型的な固体撮像装置の構成を表す模式的な断面図である。また、図12(a)及び(b)は、従来の典型的な固体撮像装置における、図11に示された部分とは別の部分(素子分離部と光検出部との境界近傍)の構成を表す模式的な断面図である。なお、図12(a)及び(b)の断面図は、図11の紙面に垂直な方向に沿った断面図である。また、図12(a)が、図11に示された固体撮像装置(ポリシリコン膜104の膜厚が、素子分離部102の膜厚より薄い場合)を表し、図12(b)が、転送ゲート電極、ゲート電極、転送ゲート電極及びゲート電極を構成するポリシリコン膜の膜厚が、絶縁保護膜の膜厚より薄い、図11及び図12(a)とは別の構成を表している。
Here, a conventional typical solid-state imaging device will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a conventional typical solid-state imaging device. 12A and 12B show the configuration of a portion (near the boundary between the element separating portion and the light detecting portion) different from the portion shown in FIG. 11 in a typical conventional solid-state imaging device. It is a typical sectional view showing. 12A and 12B are cross-sectional views along a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 12A shows the solid-state imaging device shown in FIG. 11 (when the thickness of the
図11に示された固体撮像装置は、半導体基板101と、光検出部107と、トランジスタ部108と、光検出部107及びトランジスタ部108を電気的に分離する素子分離部109とを備える。
The solid-state imaging device illustrated in FIG. 11 includes a
光検出部107は、半導体基板101の内部に形成された光電変換領域111と導電形の異なる表面層121とを有するフォトダイオードと、半導体基板101の内部に形成された検出容量領域131と、受光によりフォトダイオードで生成された電荷を検出容量領域131に転送するためのポリシリコン製の転送ゲート電極104a(ポリシリコン膜104の一部)と転送ゲート電極104a上に形成されたシリサイド膜105a(シリサイド膜105の一部)とで構成されている。
The
トランジスタ部108は、半導体基板101の内部に形成されたソース領域151と、半導体基板101の内部に形成されたドレイン領域161と、ソース領域151とドレイン領域161との間の半導体基板101上に設けられたポリシリコン製のゲート電極104b(ポリシリコン膜104の一部)と、ゲート電極104b上に形成されたシリサイド膜105b(シリサイド膜105の一部)で構成されている。
The
素子分離部109は、半導体基板101の内部に形成された素子分離領域141と、半導体基板101上に設けられ、素子分離領域141の上方に配置された絶縁保護部102とで構成されている。素子分離領域141には、注入位置(図11中の素子分離領域141内部の破線)を中心として、素子分離領域141を形成するためのイオンが注入されている。ここで、注入位置とは、注入されたイオンの濃度分布における最大の濃度の深さ位置を意味する。
The
図11に示された固体撮像装置は、更に、光検出部107の転送ゲート電極104a及びトランジスタ部108のゲート電極104bと半導体基板101とを電気的に絶縁するためにゲート絶縁膜103を含んでいる。
The solid-state imaging device shown in FIG. 11 further includes a
また、図12(a)及び(b)に示されたように、素子分離部102上には、光検出部107の転送ゲート電極104aに素子分離部109を越えて信号を配信するために、転送ゲート配線104c(ポリシリコン膜104の一部)及び転送ゲート配線上のシリサイド膜105aが形成され、また、トランジスタ部108のゲート電極104bに素子分離部109を越えて信号を配信するために、ゲート配線(図示せず)(ポリシリコン膜104の一部)が形成されている。
Further, as shown in FIGS. 12A and 12B, on the
図11及び図12(a)及び(b)に示された固体撮像装置では、転送ゲート電極104aと素子分離領域上のポリシリコン膜104の膜厚は、同じ膜厚に形成されており、シリサイド膜105は、ポリシリコン膜104上にチタン、コバルト、ニッケル等の金属を半導体基板101の全面に堆積させた後に、熱処理を施すことによりポリシリコン膜104の表面に形成されていた。
しかし、上記の従来の典型的な固体撮像装置では、素子分離部とそれ以外の領域部(例えば、光検出部やトランジスタ部)の境界において、ポリシリコン膜に段差があるために、シリサイド膜を形成するための金属がその段差部(傾斜部)に堆積し難くなる。したがって、段差部にはシリサイド膜105が形成され難くなり、断線や高抵抗化を招いていた。特に、図12(a)に示される構成であれば、断線が発生する可能性が更に高まる。
However, in the conventional typical solid-state imaging device described above, a silicide film is formed because there is a step in the polysilicon film at the boundary between the element isolation part and the other region part (for example, the light detection part or the transistor part). The metal for forming becomes difficult to deposit on the step part (inclined part). Therefore, it is difficult to form the
そこで、本発明では、素子分離部と光検出部との境界における転送ゲート電極及び転送ゲート配線を構成するポリシリコン膜の段差を低減させ、シリサイド膜の断線や高抵抗化を抑制する。 Therefore, in the present invention, the level difference of the polysilicon film constituting the transfer gate electrode and the transfer gate wiring at the boundary between the element isolation part and the photodetection part is reduced, and disconnection and high resistance of the silicide film are suppressed.
上記の課題を解決するために、本発明に係る固体撮像装置は、外光の受光により電荷を生成しかつ電荷を蓄積する光電変換領域と、光電変換領域と離隔して形成され電荷を蓄積する検出容量領域と、光電変換領域及び検出容量領域と異なる領域に形成された素子分離領域とを有する半導体基板と、半導体基板上に形成された絶縁膜と、光電変換領域と検出容量領域との間の領域上に絶縁膜を介して形成され、光電変換領域から前記検出容量領域への電荷の転送を制御するポリシリコン製の転送ゲート電極と、素子分離領域上に形成され、素子分離領域を保護する絶縁保護部と、絶縁保護部上に形成された、転送ゲート電極と電気的に接続されたポリシリコン製の転送ゲート配線と、転送ゲート電極及び転送ゲート配線の上に形成され、転送ゲート電極の表面及び転送ゲート配線の表面に接する転送ゲート用シリサイド膜と、を含む固体撮像装置であって、絶縁保護部下の半導体基板の上面を基準面として、基準面から転送ゲート電極の上面までの高さが、基準面から絶縁保護部の上面までの高さよりも高く、転送ゲート電極の上面と転送ゲート配線の上面との段差が、転送ゲート電極の下面と絶縁保護部の上面との段差より小さいことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a solid-state imaging device according to the present invention generates a charge by receiving external light and accumulates the charge, and is formed separately from the photoelectric conversion area. A semiconductor substrate having a detection capacitor region, a photoelectric conversion region and an element isolation region formed in a region different from the detection capacitor region, an insulating film formed on the semiconductor substrate, and between the photoelectric conversion region and the detection capacitor region A polysilicon transfer gate electrode that controls the transfer of charge from the photoelectric conversion region to the detection capacitor region and an element isolation region are formed on the element isolation region through an insulating film to protect the element isolation region. An insulation protection portion to be formed, a transfer gate wiring made of polysilicon electrically connected to the transfer gate electrode, formed on the insulation protection portion, and formed on the transfer gate electrode and the transfer gate wiring. And a transfer gate silicide film in contact with the surface of the transfer electrode and the surface of the transfer gate wiring, wherein the upper surface of the semiconductor substrate under the insulation protection portion is used as a reference surface and from the reference surface to the upper surface of the transfer gate electrode Is higher than the height from the reference surface to the upper surface of the insulation protection portion, and the step between the upper surface of the transfer gate electrode and the upper surface of the transfer gate wiring is a step between the lower surface of the transfer gate electrode and the upper surface of the insulation protection portion. It is characterized by being smaller.
上記の課題を解決するために、本発明に係るカメラは、外光を電荷に変換して撮像信号を生成する撮像部と、撮像部に入射する外光を制御する光制御部と、撮像部からの撮像信号を映像信号に変換する撮像信号処理部と、撮像信号処理部からの映像信号に基づいて映像情報を保持する映像情報保持部と、を含むカメラであって、撮像部に本発明に係る固体撮像素子を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a camera according to the present invention includes an imaging unit that converts external light into electric charges to generate an imaging signal, a light control unit that controls external light incident on the imaging unit, and an imaging unit. An imaging signal processing unit that converts an imaging signal from a video signal into a video signal and a video information holding unit that holds video information based on the video signal from the imaging signal processing unit. The solid-state image sensor concerning this is provided, It is characterized by the above-mentioned.
上記の課題を解決するために、本発明に係るカメラシステムは、外光を電荷に変換して撮像信号を生成する撮像部と、外光の撮像部への入射を制御する光制御部と、撮像部からの撮像信号を映像信号に変換する撮像信号処理部と、撮像信号処理部からの映像信号に基づいて、映像情報を保持する映像情報保持部と、映像情報保持部に保持された映像情報を映像信号に変換する映像信号処理部と、撮像信号処理部及び映像信号処理部の少なくとも一方からの映像信号に基づいて、映像を表示する表示部と、を含むカメラシステムであって、撮像部が本発明に係る固体撮像装置を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a camera system according to the present invention includes an imaging unit that converts external light into electric charges to generate an imaging signal, a light control unit that controls the incidence of external light on the imaging unit, An imaging signal processing unit that converts an imaging signal from the imaging unit into a video signal, a video information holding unit that holds video information based on the video signal from the imaging signal processing unit, and a video that is held in the video information holding unit A camera system comprising: a video signal processing unit that converts information into a video signal; and a display unit that displays video based on a video signal from at least one of the imaging signal processing unit and the video signal processing unit. The unit includes the solid-state imaging device according to the present invention.
上記の課題を解決するために、本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、半導体基板上に、絶縁保護部を形成する工程と、半導体基板における露出した表面上に、絶縁膜を形成する工程と、絶縁保護部下の半導体基板の内部に、イオン注入により素子分離領域を形成する工程と、半導体基板の内部に、イオン注入により光電変換領域を形成する工程と、絶縁膜及び絶縁保護部の上に、ポリシリコン膜を形成するポリシリコン膜形成工程と、ポリシリコン膜をパターニングして、転送ゲート電極及び転送ゲート配線を形成するパターニング工程と、半導体基板の内部に、イオン注入により検出容量領域を形成する工程と、転送ゲート電極及び転送ゲート配線の上に金属膜を形成する工程と、転送ゲート電極、転送ゲート配線及び金属膜を熱処理し、転送ゲート電極及び転送ゲート配線を構成する物質と金属膜を構成する物質とを化合させてシリサイド膜を形成する工程と、を含む固体撮像装置の製造方法であって、ポリシリコン膜形成工程とパターニング工程との間にポリシリコン膜の上面を平坦化する工程を更に含み、ポリシリコン膜形成工程では、ポリシリコン膜を絶縁膜の上面から絶縁保護部の上面までの段差より厚く形成することを特徴とする。なお、以下においては、この製造方法を製造方法Aとも称する。 In order to solve the above problems, a method of manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention includes a step of forming an insulating protection part on a semiconductor substrate and a step of forming an insulating film on an exposed surface of the semiconductor substrate. A step of forming an element isolation region by ion implantation inside the semiconductor substrate under the insulation protection portion; a step of forming a photoelectric conversion region by ion implantation inside the semiconductor substrate; and a step above the insulating film and the insulation protection portion. In addition, a polysilicon film forming step for forming a polysilicon film, a patterning step for patterning the polysilicon film to form a transfer gate electrode and a transfer gate wiring, and a detection capacitance region by ion implantation inside the semiconductor substrate. A step of forming, a step of forming a metal film on the transfer gate electrode and the transfer gate wiring, and a heat treatment of the transfer gate electrode, the transfer gate wiring and the metal film. Forming a silicide film by combining a substance constituting the transfer gate electrode and the transfer gate wiring and a substance constituting the metal film, and a method for manufacturing a solid-state imaging device, comprising: The method further includes a step of planarizing the upper surface of the polysilicon film between the patterning step, and the polysilicon film forming step includes forming the polysilicon film thicker than the step from the upper surface of the insulating film to the upper surface of the insulating protection portion. Features. Hereinafter, this manufacturing method is also referred to as manufacturing method A.
上記の課題を解決するために、本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、半導体基板上に、絶縁保護部を形成する工程と、半導体基板における露出した表面上に、絶縁膜を形成する工程と、絶縁保護部下の半導体基板の内部に、イオン注入により素子分離領域を形成する工程と、半導体基板の内部に、イオン注入により光電変換領域を形成する工程と、絶縁膜及び絶縁保護膜の上に、ポリシリコン膜を形成するポリシリコン形成工程と、ポリシリコン膜上に、金属膜を形成する金属膜形成工程と、ポリシリコン膜及び金属膜を熱処理してポリシリコン膜を構成する物質と金属膜を構成する物質とを化合させ、シリサイド膜を形成するシリサイド膜形成工程と、ポリシリコン膜及びシリサイド膜をパターニングして、転送ゲート電極、転送ゲート配線及び転送ゲート用シリサイド膜を形成する工程と、半導体基板の内部に、イオン注入により検出容量領域を形成する工程と、を含む固体撮像装置の製造方法であって、ポリシリコン膜形成工程と金属膜形成工程との間にポリシリコン膜の上面を平坦化する工程を更に含み、ポリシリコン膜形成工程では、ポリシリコン膜を絶縁膜の上面から絶縁保護部の上面までの段差より厚く形成することを特徴とする。なお、以下においては、この製造方法を製造方法Bとも称する。 In order to solve the above problems, a method of manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention includes a step of forming an insulating protection part on a semiconductor substrate and a step of forming an insulating film on an exposed surface of the semiconductor substrate. A step of forming an element isolation region by ion implantation inside the semiconductor substrate under the insulation protection portion, a step of forming a photoelectric conversion region by ion implantation inside the semiconductor substrate, and a step on the insulating film and the insulating protection film. In addition, a polysilicon forming process for forming a polysilicon film, a metal film forming process for forming a metal film on the polysilicon film, and a material and a metal constituting the polysilicon film by heat-treating the polysilicon film and the metal film. A silicide film forming step of combining a substance constituting the film to form a silicide film, and patterning the polysilicon film and the silicide film to transfer the transfer gate electrode and the transfer gate; A method for manufacturing a solid-state imaging device, comprising: a step of forming a silicide film for wiring and transfer gates; and a step of forming a detection capacitance region by ion implantation inside a semiconductor substrate. The method further includes a step of planarizing the upper surface of the polysilicon film between the film forming step, and in the polysilicon film forming step, the polysilicon film is formed thicker than the step from the upper surface of the insulating film to the upper surface of the insulating protection portion. It is characterized by. Hereinafter, this manufacturing method is also referred to as manufacturing method B.
上記の課題を解決するために、本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、半導体基板上に、絶縁膜を形成する工程と、絶縁膜上に、絶縁保護部を形成する工程と、絶縁保護膜下の半導体基板の内部に、イオン注入により素子分離領域を形成する工程と、半導体基板の内部に、イオン注入により光電変換領域を形成する工程と、絶縁膜及び絶縁保護膜の上に、ポリシリコン膜を形成するポリシリコン膜形成工程と、ポリシリコン膜をパターニングして、転送ゲート電極及び転送ゲート配線を形成するパターニング工程と、半導体基板の内部に、イオン注入により検出容量領域を形成する工程と、転送ゲート電極及び転送ゲート配線の上に金属膜を形成する工程と、転送ゲート電極、転送ゲート配線及び金属膜を熱処理して転送ゲート電極及び転送ゲート配線を構成する物質と金属膜を構成する物質とを化合させ、シリサイド膜を形成する工程と、を含む固体撮像装置の製造方法であって、ポリシリコン膜形成工程とパターニング工程との間にポリシリコン膜の上面を平坦化する工程を更に含み、ポリシリコン膜形成工程では、ポリシリコン膜を絶縁保護部より厚く形成することを特徴とする。なお、以下においては、この製造方法を製造方法Cとも称する。 In order to solve the above-described problems, a method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention includes a step of forming an insulating film on a semiconductor substrate, a step of forming an insulating protection portion on the insulating film, and an insulating protection. A step of forming an element isolation region by ion implantation inside the semiconductor substrate under the film, a step of forming a photoelectric conversion region by ion implantation inside the semiconductor substrate, and a polycrystal on the insulating film and the insulating protective film. A polysilicon film forming step for forming a silicon film, a patterning step for patterning the polysilicon film to form a transfer gate electrode and a transfer gate wiring, and a step for forming a detection capacitance region in the semiconductor substrate by ion implantation A step of forming a metal film on the transfer gate electrode and the transfer gate wiring, and heat-treating the transfer gate electrode, the transfer gate wiring and the metal film by heat treatment. A process for forming a silicide film by combining a substance constituting a gate wiring and a substance constituting a metal film, and a method for manufacturing a solid-state imaging device between the polysilicon film forming process and the patterning process. The method further includes a step of planarizing the upper surface of the polysilicon film, and the polysilicon film forming step is characterized in that the polysilicon film is formed thicker than the insulating protection portion. In the following, this manufacturing method is also referred to as manufacturing method C.
上記の課題を解決するために、本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、半導体基板上に、絶縁膜を形成する工程と、絶縁膜上に、絶縁保護部を形成する工程と、絶縁保護膜下の半導体基板の内部に、イオン注入により素子分離領域を形成する工程と、半導体基板の内部に、イオン注入により光電変換領域を形成する工程と、絶縁膜及び絶縁保護膜の上に、ポリシリコン膜を形成するポリシリコン膜形成工程と、ポリシリコン膜上に、金属膜を形成する金属膜形成工程と、ポリシリコン膜及び金属膜を熱処理してポリシリコン膜を構成する物質と金属膜を構成する物質とを化合させ、シリサイド膜を形成する工程と、ポリシリコン膜及びシリサイド膜をパターニングして、転送ゲート電極、転送ゲート配線及び転送ゲート用シリサイド膜を形成する工程と、半導体基板の内部に、イオン注入により検出容量領域を形成する工程と、を含む固体撮像装置の製造方法であって、ポリシリコン膜形成工程と金属膜形成工程との間にポリシリコン膜の上面を平坦化する工程を更に含み、ポリシリコン膜形成工程では、ポリシリコン膜を絶縁保護部より厚く形成することを特徴とする。なお、以下においては、この製造方法を製造方法Dとも称する。 In order to solve the above-described problems, a method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention includes a step of forming an insulating film on a semiconductor substrate, a step of forming an insulating protection portion on the insulating film, and an insulating protection. A step of forming an element isolation region by ion implantation inside the semiconductor substrate under the film, a step of forming a photoelectric conversion region by ion implantation inside the semiconductor substrate, and a polycrystal on the insulating film and the insulating protective film. A polysilicon film forming step for forming a silicon film, a metal film forming step for forming a metal film on the polysilicon film, and a material and a metal film constituting the polysilicon film by heat-treating the polysilicon film and the metal film. Combining the constituent materials to form a silicide film, patterning the polysilicon film and the silicide film, and forming a transfer gate electrode, transfer gate wiring, and transfer gate silicide film And a step of forming a detection capacitance region by ion implantation inside the semiconductor substrate, the method of manufacturing a solid-state imaging device, wherein the polysilicon is formed between the polysilicon film forming step and the metal film forming step. The method further includes a step of planarizing the upper surface of the film, and the polysilicon film forming step is characterized in that the polysilicon film is formed thicker than the insulating protection portion. In the following, this manufacturing method is also referred to as manufacturing method D.
本発明に係る固体撮像装置であれば、転送ゲート電極と転送ゲート配線との段差を低減できることにより、絶縁保護膜上に形成されるシリサイド膜と転送ゲート電極上に形成されるシリサイド膜との断線やそれらの接続不良による高抵抗化を抑制ことができる。 In the solid-state imaging device according to the present invention, the step between the transfer gate electrode and the transfer gate wiring can be reduced, so that the disconnection between the silicide film formed on the insulating protective film and the silicide film formed on the transfer gate electrode is achieved. Further, it is possible to suppress an increase in resistance due to poor connection.
また、本発明に係る固体撮像装置の製造方法であれば、シリサイド膜の断線を防止できることにより歩留まりを向上させることができ、また、量産性を向上させることができる。 Further, according to the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention, the yield of the silicide film can be prevented and the yield can be improved, and the mass productivity can be improved.
また、本発明に係るカメラ及びカメラシステムであれば、内蔵される本発明の固体撮像装置において画素位置によらず均一に信号を取り出せることによって、画質を向上させることができる。 Also, with the camera and camera system according to the present invention, the image quality can be improved by being able to extract signals uniformly regardless of the pixel position in the built-in solid-state imaging device of the present invention.
本発明に係る固体撮像装置は、上述のように、光電変換領域、検出容量領域及び素子分離領域が内部に形成された半導体基板と、絶縁膜と、ポリシリコン製の転送ゲート電極と、絶縁保護部と、ポリシリコン製の転送ゲート配線と、転送ゲート用シリサイド膜とを含む構成である。なお、固体撮像装置において、基準面から転送ゲート電極の上面までの高さが、基準面から絶縁保護部の上面までの高さよりも高く、かつ、転送ゲート電極の上面と転送ゲート配線の上面との段差が、転送ゲート電極の下面と絶縁保護部の上面との段差より小さい構成である。 As described above, the solid-state imaging device according to the present invention includes a semiconductor substrate having a photoelectric conversion region, a detection capacitor region, and an element isolation region formed therein, an insulating film, a transfer gate electrode made of polysilicon, and insulation protection. And a transfer gate wiring made of polysilicon and a transfer gate silicide film. In the solid-state imaging device, the height from the reference surface to the upper surface of the transfer gate electrode is higher than the height from the reference surface to the upper surface of the insulation protection unit, and the upper surface of the transfer gate electrode and the upper surface of the transfer gate wiring This step is smaller than the step between the lower surface of the transfer gate electrode and the upper surface of the insulation protection portion.
本発明に係る固体撮像装置では、絶縁膜が、光電変換領域、検出容量領域及び素子分離領域を更に覆う膜厚の実質的に均一な平坦膜であり、絶縁保護部が、絶縁膜を介して半導体基板上に形成され、転送ゲート電極の厚さが、絶縁保護部の厚さより厚い構成とすることができる。この構成であれば、部分的に絶縁膜を形成する場合(STI技術やLOCOS技術を用いた場合)に比べて、絶縁膜と半導体基板の間の応力を低減することができる。つまり、画質を低下させる暗電流の発生を低減することができる。ここで、実質的に均一な平坦膜は、膜厚を意図的に異ならせることなく製造された膜を意味し、製造における誤差程度の不均一性を有する膜を含意する。 In the solid-state imaging device according to the present invention, the insulating film is a substantially uniform flat film having a thickness that further covers the photoelectric conversion region, the detection capacitor region, and the element isolation region, and the insulating protection portion is interposed through the insulating film. The transfer gate electrode formed on the semiconductor substrate can be thicker than the insulation protection portion. With this configuration, the stress between the insulating film and the semiconductor substrate can be reduced as compared with the case where the insulating film is partially formed (when the STI technique or the LOCOS technique is used). That is, it is possible to reduce generation of dark current that degrades image quality. Here, the substantially uniform flat film means a film manufactured without intentionally changing the film thickness, and implies a film having non-uniformity of an error level in manufacturing.
本発明に係る固体撮像装置では、基準面から転送ゲート配線の上面までの高さが、基準面から転送ゲート電極の上面までの高さより高く、かつ、転送ゲート配線の上面と転送ゲート電極の上面との高低差が50nm以下の範囲内である構成が好ましい。転送ゲート配線の上面と転送ゲート電極の上面との高低差が、50nm以下の範囲内であれば、シリサイド膜の断線を良好に抑制することができるからである。なお、転送ゲート配線の上面と転送ゲート電極の上面との高低差が小さければ小さい程、それらの接合部における段差部に良好にシリサイド膜を形成することができる。 In the solid-state imaging device according to the present invention, the height from the reference surface to the upper surface of the transfer gate line is higher than the height from the reference surface to the upper surface of the transfer gate electrode, and the upper surface of the transfer gate line and the upper surface of the transfer gate electrode A configuration in which the difference in height is within a range of 50 nm or less is preferable. This is because if the height difference between the upper surface of the transfer gate wiring and the upper surface of the transfer gate electrode is within a range of 50 nm or less, disconnection of the silicide film can be satisfactorily suppressed. Note that the smaller the difference in height between the upper surface of the transfer gate wiring and the upper surface of the transfer gate electrode, the better the silicide film can be formed at the step portion at the junction.
本発明に係る固体撮像装置では、基準面から転送ゲート配線の上面までの高さが、基準面から転送ゲート電極の上面までの高さが実質的に同一である構成とすることが更に好ましい。転送ゲート配線の上面と転送ゲート電極の上面との間に段差が実質的に発生しないため、極めて良好にそれらの表面に転送ゲート用シリサイド膜を形成することができるからである。ここで、高さが実質的に同一とは、意図的には高さを異ならせないことを意味し、製造誤差程度の高さの差があってもよいことを意味する。 In the solid-state imaging device according to the present invention, it is more preferable that the height from the reference surface to the upper surface of the transfer gate wiring is substantially the same as the height from the reference surface to the upper surface of the transfer gate electrode. This is because a step does not substantially occur between the upper surface of the transfer gate wiring and the upper surface of the transfer gate electrode, so that a transfer gate silicide film can be formed on those surfaces very well. Here, “the heights are substantially the same” means that the heights are not intentionally different, and it means that there may be a height difference of a manufacturing error.
本発明に係る固体撮像装置では、転送ゲート電極を構成する材料と、転送ゲート配線を構成する材料とが同一である構成が好ましい。転送ゲート電極と転送ゲート配線とを一括して形成することもできる。それらを一括して形成した場合、パターニングを行う際に、個別に形成する場合に比べて、転送ゲート電極と転送ゲート配線とのパターニング誤差に伴う断線等の発生を抑制することができる。 In the solid-state imaging device according to the present invention, it is preferable that the material constituting the transfer gate electrode and the material constituting the transfer gate wiring are the same. The transfer gate electrode and the transfer gate wiring can also be formed collectively. When these are formed in a lump, the occurrence of disconnection or the like due to the patterning error between the transfer gate electrode and the transfer gate wiring can be suppressed when patterning is performed, compared with the case where they are formed individually.
本発明に係る固体撮像装置では、半導体基板が、光電変換領域、検出容量領域及び素子分離領域と異なる領域に形成され、互いに離隔するソース領域とドレイン領域とを更に有し、ソース領域とドレイン領域との間の領域上に絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、絶縁保護部上に形成され、ゲート電極と電気的に接続されたゲート配線と、ゲート電極及びゲート配線の上に形成され、ゲート電極の表面及びゲート配線の表面に接するゲート用シリサイド膜とを更に含む構成とすることができる。 In the solid-state imaging device according to the present invention, the semiconductor substrate further includes a source region and a drain region which are formed in regions different from the photoelectric conversion region, the detection capacitor region, and the element isolation region, and are separated from each other. A gate electrode formed through an insulating film on a region between the gate electrode, a gate wiring formed on the insulation protection portion and electrically connected to the gate electrode, and formed on the gate electrode and the gate wiring. And a gate silicide film in contact with the surface of the gate electrode and the surface of the gate wiring.
本発明に係る固体撮像装置では、ゲート電極及びゲート配線が、それぞれ、ポリシリコン膜である構成が好ましい。この構成であれば、ゲート電極及びゲート配線上に所定の金属を堆積させた後に、熱処理することによって、ゲート電極及びゲート配線の表面にシリサイド膜を簡便に形成することができる。 In the solid-state imaging device according to the present invention, it is preferable that each of the gate electrode and the gate wiring is a polysilicon film. With this configuration, a silicide film can be easily formed on the surfaces of the gate electrode and the gate wiring by performing a heat treatment after depositing a predetermined metal on the gate electrode and the gate wiring.
本発明に係る固体撮像装置では、転送ゲート電極を構成する材料と、転送ゲート配線を構成する材料と、ゲート電極を構成する材料と、ゲート配線を構成する材料とが同一である構成が好ましい。転送ゲート電極、転送ゲート配線、ゲート電極及びゲート配線を一括して形成することもできるからである。 In the solid-state imaging device according to the present invention, it is preferable that the material constituting the transfer gate electrode, the material constituting the transfer gate wiring, the material constituting the gate electrode, and the material constituting the gate wiring are the same. This is because the transfer gate electrode, the transfer gate wiring, the gate electrode, and the gate wiring can be formed together.
本発明に係る固体撮像装置では、ゲート電極の厚さが、転送ゲート電極の厚さと実質的に同一であり、ゲート配線の厚さが、転送ゲート配線の厚さと実質的に同一である構成とすることができる。この構成であれば、転送ゲート用シリサイド膜と同様に、ゲート電極とゲート配線との接続部でのゲート用シリサイド膜の断線や高抵抗化を低減することができる。 In the solid-state imaging device according to the present invention, the thickness of the gate electrode is substantially the same as the thickness of the transfer gate electrode, and the thickness of the gate wiring is substantially the same as the thickness of the transfer gate wiring. can do. With this configuration, similarly to the transfer gate silicide film, disconnection and high resistance of the gate silicide film at the connection portion between the gate electrode and the gate wiring can be reduced.
本発明に係る固体撮像装置では、基準面から転送ゲート電極の上面までの高さと、基準面から転送ゲート配線の上面までの高さと、基準面からゲート電極の上面までの高さと、基準面からゲート配線の上面までの高さとが実質的に同一である構成が好ましい。転送ゲート配線の上面と転送ゲート電極の上面との間及びゲート配線の上面とゲート電極の上面との間の段差が実質的に発生しないため、極めて良好にそれらの表面に転送ゲート用シリサイド膜及びゲート用シリサイド膜を形成することができるからである。 In the solid-state imaging device according to the present invention, the height from the reference surface to the upper surface of the transfer gate electrode, the height from the reference surface to the upper surface of the transfer gate wiring, the height from the reference surface to the upper surface of the gate electrode, and from the reference surface A configuration in which the height to the upper surface of the gate wiring is substantially the same is preferable. Since there is substantially no step between the upper surface of the transfer gate wiring and the upper surface of the transfer gate electrode and between the upper surface of the gate wiring and the upper surface of the gate electrode, the transfer gate silicide film and This is because a gate silicide film can be formed.
ここで、本発明に係るカメラ及びカメラシステムについて説明する。本発明のカメラ及びカメラシステムは、本発明の固体撮像装置を備えること以外は、公知のいかなる構成であってもよい。具体的には、上述のように、本発明のカメラは、本発明の固体撮像装置を有する撮像部と、光制御部と、撮像信号処理部と、映像情報保持部とを含む構成である。また、上述のように、本発明のカメラシステムは、撮像部としての本発明の固体撮像装置と、光制御部と、撮像信号処理部と、映像情報保持部と、映像信号処理部と、表示部とを含む構成である。 Here, the camera and camera system according to the present invention will be described. The camera and camera system of the present invention may have any known configuration except that it includes the solid-state imaging device of the present invention. Specifically, as described above, the camera of the present invention is configured to include an imaging unit having the solid-state imaging device of the present invention, a light control unit, an imaging signal processing unit, and a video information holding unit. Further, as described above, the camera system of the present invention includes a solid-state imaging device of the present invention as an imaging unit, a light control unit, an imaging signal processing unit, a video information holding unit, a video signal processing unit, and a display. Part.
光制御部は、固体撮像装置に入射する外光を制御する。光制御部における制御は、例えば、焦点距離(ピント)や強度(露出)や撮像許容角度の制御が挙げられる。 The light control unit controls external light incident on the solid-state imaging device. Examples of the control in the light control unit include control of focal length (focus), intensity (exposure), and imaging allowable angle.
撮像信号処理部は、固体撮像装置からのアナログ信号を映像情報保持部に記録できる映像信号に変換する。したがって、映像情報保持部の種類に応じて適した映像信号に変換する。例えば、アナログ信号からデジタル信号への変換が挙げられる。更に、デジタル信号へ変換する前にアナログ信号を増幅する信号増幅装置を有していてもよい。 The imaging signal processing unit converts the analog signal from the solid-state imaging device into a video signal that can be recorded in the video information holding unit. Therefore, the video signal is converted into a video signal suitable for the type of the video information holding unit. For example, conversion from an analog signal to a digital signal can be mentioned. Furthermore, you may have a signal amplifier which amplifies an analog signal before converting into a digital signal.
映像情報保持部は、映像情報を保持する。映像情報保持部としては、例えば、半導体メモリ、磁気記録媒体、光記録媒体が挙げられる。カメラを小型化するためには半導体メモリを用いることが好ましい。磁気記録媒体や光記録媒体であれば、磁気や光を制御するための装置を必要とするからである。映像情報保持部は、カメラ及びカメラシステムに固定されていてもよいし、着脱自在であってもよい。更に、映像情報保持部は、映像情報をコンピュータにより読み取り可能な形式で保持することが好ましい。 The video information holding unit holds video information. Examples of the video information holding unit include a semiconductor memory, a magnetic recording medium, and an optical recording medium. In order to reduce the size of the camera, it is preferable to use a semiconductor memory. This is because a magnetic recording medium or an optical recording medium requires a device for controlling magnetism or light. The video information holding unit may be fixed to the camera and the camera system, or may be detachable. Furthermore, the video information holding unit preferably holds the video information in a format that can be read by a computer.
映像信号処理部は、表示部で再生できる映像信号に、つまり表示部の種類に応じて適した映像信号に変換する。映像信号処理部において、映像信号は、固体撮像装置から撮像信号に基づいて生成されてもよいし、撮像信号処理部からの映像信号に基づいて生成されてもよいし、映像情報保持部からの映像情報に基づいて生成されてもよい。映像信号処理部における変換としては、例えば、表示部がデジタル機器であれば表示部に応じた特定のフォーマットのデジタル信号への変換、表示部がアナログ機器であればデジタル信号のアナログ信号(ビデオ信号)への変換が挙げられる。更に、映像信号処理部においては、カラー補間やカラー補正や輪郭補正等を行う機能を備えていてもよい。 The video signal processing unit converts the video signal that can be reproduced by the display unit, that is, the video signal suitable for the type of the display unit. In the video signal processing unit, the video signal may be generated based on the imaging signal from the solid-state imaging device, may be generated based on the video signal from the imaging signal processing unit, or from the video information holding unit. It may be generated based on video information. As the conversion in the video signal processing unit, for example, if the display unit is a digital device, it is converted into a digital signal of a specific format according to the display unit, and if the display unit is an analog device, an analog signal of the digital signal (video signal) ) Conversion. Furthermore, the video signal processing unit may have a function of performing color interpolation, color correction, contour correction, and the like.
表示部は、映像信号に基づいて映像を表示する。表示部としては、例えば、CRT、液晶表示装置、プラズマ表示装置が挙げられる。 The display unit displays a video based on the video signal. Examples of the display unit include a CRT, a liquid crystal display device, and a plasma display device.
本発明のカメラ及びカメラシステムにおいては、撮像部と撮像信号処理部が同一基板に形成されていてもよいし、異なる基板に形成されていてもよい。更に、カメラシステムにおいては、映像信号処理部が撮像部と撮像信号処理部の形成された基板と同一の基板に形成されていてもよい。また、基板上に形成された表示部であれば、表示部と映像信号処理部が同一基板に形成されていてもよいし、異なる基板に形成されていてもよい。更に、カメラシステムにおいては、撮像信号処理部が、表示部や映像信号処理部の形成された基板と同一の基板に形成されていてもよい。 In the camera and camera system of the present invention, the imaging unit and the imaging signal processing unit may be formed on the same substrate, or may be formed on different substrates. Furthermore, in the camera system, the video signal processing unit may be formed on the same substrate as the substrate on which the imaging unit and the imaging signal processing unit are formed. In addition, as long as the display unit is formed on the substrate, the display unit and the video signal processing unit may be formed on the same substrate, or may be formed on different substrates. Furthermore, in the camera system, the imaging signal processing unit may be formed on the same substrate as the substrate on which the display unit and the video signal processing unit are formed.
本発明に係る固体撮像装置の製造方法A及びCにおいては、検出容量領域を形成する工程と金属膜を形成する工程との間に絶縁膜の一部を除去して、検出容量領域上の半導体基板の表面を露出させる露出工程を更に含み、金属膜を形成する工程では、転送ゲート電極、転送ゲート配線及び露出した半導体基板の露出表面に形成し、シリサイド膜を形成する工程では、半導体基板を構成する物質と金属膜を構成する物質とを化合させて、検出容量領域上の半導体基板の表面にシリサイド膜を更に形成する方法を適用することができる。この構成であれば、検出容量領域とシリサイド膜とが容量素子を形成するため、保持できる容量を増加させることができる。 In the manufacturing method A and C of the solid-state imaging device according to the present invention, a part of the insulating film is removed between the step of forming the detection capacitor region and the step of forming the metal film, and the semiconductor on the detection capacitor region The method further includes an exposing step of exposing the surface of the substrate. In the step of forming the metal film, the transfer gate electrode, the transfer gate wiring, and the exposed surface of the exposed semiconductor substrate are formed. In the step of forming the silicide film, the semiconductor substrate is formed. It is possible to apply a method in which the constituent substance and the constituent substance of the metal film are combined to further form a silicide film on the surface of the semiconductor substrate on the detection capacitor region. With this configuration, since the detection capacitor region and the silicide film form a capacitor element, the capacity that can be held can be increased.
本発明に係る固体撮像装置の製造方法A〜Dにおいては、半導体基板の光電変換領域上に、光電変換領域を保護するための絶縁膜を形成する工程を更に行ってもよい。この構成であれば、他の工程によるダメージが光電変換領域に及ぶことを抑制できる。したがって、光電変換領域における光電変換特性を向上させることができる。 In the solid-state imaging device manufacturing methods A to D according to the present invention, a step of forming an insulating film for protecting the photoelectric conversion region on the photoelectric conversion region of the semiconductor substrate may be further performed. If it is this structure, it can suppress that the damage by another process reaches a photoelectric conversion area | region. Therefore, the photoelectric conversion characteristics in the photoelectric conversion region can be improved.
(実施の形態1)
本実施の形態1においては、本発明に係る固体撮像装置の一形態について、図1〜図4を参照しながら説明する。図1は、固体撮像装置の構成を表す模式的な断面図である。図2は、固体撮像装置における転送ゲート電極と転送ゲート配線との接合部近傍を表す模式的な断面図である。なお、図2に示された断面は、図1に示された部分とは別の部分(転送ゲート電極と転送ゲート配線との接合部近傍)の図1の紙面に垂直な方向に対する断面である。図3(a)〜(d)は、固体撮像装置の製造方法の前段を説明するための模式的な工程別断面図である。また、図4(a)〜(e)は、固体撮像装置の製造方法の後段を説明するための模式的な工程別断面図である。
(Embodiment 1)
In the first embodiment, an embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a solid-state imaging device. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the vicinity of the junction between the transfer gate electrode and the transfer gate wiring in the solid-state imaging device. Note that the cross section shown in FIG. 2 is a cross section in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1 of a portion different from the portion shown in FIG. 1 (near the junction between the transfer gate electrode and the transfer gate wiring). . 3A to 3D are schematic cross-sectional views for each process for explaining the former stage of the method for manufacturing the solid-state imaging device. 4A to 4E are schematic cross-sectional views for each process for explaining the latter stage of the method for manufacturing the solid-state imaging device.
図1及び図2に示されたように、本実施の形態1の固体撮像装置は、光電変換領域11、表面層21、検出容量領域31、素子分離領域41、ソース領域51及びドレイン領域61が内部に形成された半導体基板1と、絶縁保護部2と、絶縁膜3と、ポリシリコン製の転送ゲート電極4aと、ポリシリコン製の転送ゲート配線4cと、転送ゲート用シリサイド膜5aと、ポリシリコン製のゲート電極4aと、ポリシリコン製のゲート配線(図示せず)と、ゲート用シリサイド膜5bと、検出容量領域31、ソース領域51及びドレイン領域61の上に形成されたシリサイド膜5と、表面層21上に形成された絶縁膜6とを含む構成である。ポリシリコン製の転送ゲート電極4a及びポリシリコン製のゲート電極4bは、同一の膜厚であり、絶縁保護部2の膜厚よりも厚い。また、ポリシリコン製の転送ゲート配線4c及びポリシリコン製のゲート配線は、同一の膜厚であり、その上面は、ポリシリコン製の転送ゲート電極4a及びポリシリコン製のゲート電極4bの上面と同一の高さである。
As shown in FIGS. 1 and 2, the solid-state imaging device according to the first embodiment includes a
図2に示されたように、本実施の形態1の固体撮像装置では、ポリシリコン製の転送ゲート電極4aとポリシリコン製の転送ゲート配線4cとの接合部において、ポリシリコン製の転送ゲート電極4aの上面とポリシリコン製の転送ゲート配線4cの上面との間に段差はないため、接合部を覆う均一な膜厚の転送ゲート用シリサイド膜5aが形成されている。また、同様に、ポリシリコン製のゲート電極4bとポリシリコン製のゲート配線との接合部において、ポリシリコン製のゲート電極4aの上面とポリシリコン製のゲート配線の上面との間に段差はなく、接合部を覆う均一な膜厚のゲート用シリサイド膜5bが形成されている。
As shown in FIG. 2, in the solid-state imaging device according to the first embodiment, the transfer gate electrode made of polysilicon is formed at the junction between the
ここで、本実施の形態1に係る固体撮像装置の製造方法について説明する。なお、本実施の形態1における製造方法は、上記の製造方法Aに対応する。 Here, a method for manufacturing the solid-state imaging device according to the first embodiment will be described. The manufacturing method in the first embodiment corresponds to the manufacturing method A described above.
まず、図3(a)に示されたように、リソグラフィ技術及びエッチング技術を援用して半導体基板1に絶縁保護部2を形成する。引き続き、半導体基板1の表面において絶縁保護部2が形成されずに露出した表面上に絶縁膜3を形成する。絶縁膜3は、全面に絶縁材料を堆積した後に、堆積した絶縁材料をリソグラフィ技術及びエッチング技術を援用してパターニングすることにより形成してもよいし、熱酸化や陽極酸化等によって形成してもよい。絶縁保護部2としては、例えば、シリコン酸化膜、シリコン酸窒化膜及びシリコン窒化膜が挙げられる。また、絶縁膜3としては、例えば、シリコン酸化膜、シリコン酸窒化膜及びシリコン窒化膜が挙げられる。
First, as shown in FIG. 3A, the insulating
次に、図3(b)に示されたように、絶縁保護部2下の半導体基板1の内部の一部に、イオン注入によって素子分離領域41を形成する。引き続き、図3(b)に示されたように、半導体基板1の内部の一部に、イオン注入によって光電変換領域11を形成する。光電変換領域11は、パターニングされたハードマスクを形成した後にイオンを注入して、半導体基板1におけるハードマスクの開口下の領域のみにイオンを注入する。なお、素子分離領域41と光電変換領域11との形成順序は、逆順序であってもよい。
Next, as shown in FIG. 3B, an
次に、図3(c)に示されたように、絶縁保護部2及び絶縁膜3を覆うように、ポリシリコン膜4を形成する。形成されたポリシリコン膜4の上面は、下地層の凹凸に概ね対応する凹凸面である。
Next, as illustrated in FIG. 3C, a
次に、図3(d)に示されたように、ポリシリコン膜4の上面を平坦化する。ポリシリコン膜4の平坦化には、例えば、ドライエッチング技術又はCMP平坦化技術を用いることができる。
Next, as shown in FIG. 3D, the upper surface of the
次に、図4(a)に示されたように、リソグラフィ技術及びエッチング技術を援用して、ポリシリコン膜4をパターニングする。これにより、転送ゲート電極4a、ゲート電極4b、転送ゲート配線(図示せず)及びゲート配線(図示せず)が形成される。ポリシリコン膜4のエッチングには、ドライエッチング技術を用いることが好ましい。ドライエッチングを行うと、絶縁膜3がエッチングストッパーとして機能するため、半導体基板1の表面がエッチングによる損傷を受けることを抑制できるからである。
Next, as shown in FIG. 4A, the
次に、図4(b)に示されたように、半導体基板1の内部に、表面層21、検出容量領域31、ソース領域51及びドレイン領域61をイオン注入によって形成する。引き続き、半導体基板1を活性化アニールして、イオン注入による半導体基板1のダメージを回復すると共に、注入したイオンを活性化させる。なお、表面層21の形成と検出容量領域31の形成とソース領域及びドレイン領域の形成とは、一括して行ってもよいし、個別に行ってもよい。個別に行う場合には、イオンを注入する予定の領域上に開口を有するハードマスクを予め形成した後にイオン注入し、イオン注入後にハードマスクを除去する。
Next, as shown in FIG. 4B, the
次に、図4(c)に示されたように、リソグラフィ技術及びエッチング技術を援用して、表面層21上の半導体基板1の表面を覆う絶縁膜6を形成する。絶縁膜6の一部は、転送ゲート電極4a、ゲート電極4b及び絶縁保護部2等の側面にも残存し、サイドウォールを形成する。絶縁膜6としては、例えば、シリコン酸化膜、シリコン酸窒化膜、シリコン窒化膜等が挙げられる。更に、図4(c)に示されたように、リソグラフィ技術及びエッチング技術を援用して、検出容量領域31、ソース領域51及びドレイン領域61の表面に形成された絶縁膜3を除去する。なお、絶縁膜6の形成と、絶縁膜3の一部の除去とは逆順で行ってもよい。また、絶縁膜6のパターニングと絶縁膜3の一部の除去とは連続的なエッチングによって行ってもよい。
Next, as illustrated in FIG. 4C, the insulating
次に、図4(d)に示されたように、半導体基板1上に金属物質を全面に堆積させて金属膜15を形成する。ここで、金属物質は、ポリシリコンと化合することによりシリサイドを形成できる物質であり、例えば、チタン、コバルト及びニッケルである。
Next, as shown in FIG. 4D, a metal material is deposited on the entire surface of the
次に、金属膜15を形成した後に熱処理を行って、パターニングされたポリシリコン膜4及び半導体基板1を構成するシリコンと金属膜15を構成する金属物質とを化合させる。なお、シリコンと金属物質とからなるシリサイド膜は、ポリシリコン膜4と金属膜15との界面から成長する。引き続き、化合せずに残留している表層の未反応の金属物質(金属膜15)を除去する。これにより、図4(e)に示されたように、シリサイド膜5(転送ゲート用シリサイド膜5a及びゲート用シリサイド膜5bを含む)を形成する。ここで、シリコンと金属物質とを化合させる熱処理としては、例えば、RTP(Rapid Thermal Processing)、加熱炉によるアニール、レーザー照射によるアニールが挙げられる。なお、金属物質を完全に化合させた場合には、未反応の金属物質を除去する処理は必要ない。
Next, after forming the
以上の過程を経ることによって、図1及び図2に示された固体撮像装置を製造することができる。 Through the above process, the solid-state imaging device shown in FIGS. 1 and 2 can be manufactured.
(実施の形態2)
本実施の形態2においては、本発明に係る固体撮像装置の一形態について、図5及び図6を参照しながら説明する。図5は、固体撮像装置の構成を表す模式的な断面図である。図6(a)〜(d)は、固体撮像装置の製造方法の特徴部分を説明するための模式的な工程別断面図である。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, one embodiment of the solid-state imaging device according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of the solid-state imaging device. 6A to 6D are schematic cross-sectional views for each process for explaining a characteristic part of the method for manufacturing the solid-state imaging device.
本実施の形態2に係る固体撮像装置は、シリサイド膜がポリシリコン膜の表面にのみ形成されていること及び表面層上に絶縁膜が形成されていないこと以外は、上記の実施の形態1と概ね同一の構成であるため、同一の構成部材には同一の参照符号を付して、異なる部分のみについて説明する。 The solid-state imaging device according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment except that the silicide film is formed only on the surface of the polysilicon film and the insulating film is not formed on the surface layer. Since the configurations are generally the same, the same components are denoted by the same reference numerals, and only different portions will be described.
図5に示されたように、シリサイド膜5が、ポリシリコン膜4(転送ゲート電極4a、ゲート電極4b、転送ゲート配線(図示せず)及びゲート配線(図示せず)を含む)の表面にのみ形成されている。なお、図1に示された上記の実施の形態1に係る固体撮像装置とは異なり、本実施の形態2に係る固体撮像装置は、検出容量領域上、ソース領域上及びドレイン領域上には、シリサイド膜5が形成されていない。また、図1に示された絶縁膜6は形成されていない。
As shown in FIG. 5, the
ここで、本実施の形態2に係る固体撮像装置の製造方法について説明する。なお、本実施の形態1における製造方法は、上記の製造方法Bに対応する。 Here, a manufacturing method of the solid-state imaging device according to the second embodiment will be described. The manufacturing method in the first embodiment corresponds to the manufacturing method B described above.
上記の実施の形態1と同様にして、ポリシリコン膜4の上面を平坦化する工程までを行う(図3(a)〜(d)参照)。
In the same manner as in the first embodiment, the process up to flattening the upper surface of the
次に、図6(a)に示されたように、ポリシリコン膜4の全面に金属物質を堆積させて、ポリシリコン膜4の表面に金属膜15を形成する。
Next, as shown in FIG. 6A, a metal material is deposited on the entire surface of the
次に、図6(b)に示されたように、金属膜15を形成した後に熱処理を行って、ポリシリコン膜4を構成するシリコンと金属膜15を構成する金属物質とを化合させた後に、化合せずに残留している表層の未反応の金属物質(金属膜15)を除去して、シリサイド膜5を形成する。
Next, as shown in FIG. 6B, after the
次に、図6(c)に示されたように、リソグラフィ技術及びエッチング技術を援用して、ポリシリコン膜4及びシリサイド膜5をパターニングする。これにより、転送ゲート電極4a、ゲート電極4b、転送ゲート配線(図示せず)及びゲート配線(図示せず)が形成される。なお、ポリシリコン膜4及びシリサイド膜5のエッチングには、ドライエッチング技術を用いることが好ましい。
Next, as shown in FIG. 6C, the
次に、図6(d)に示されたように、表面層21、検出容量領域31、ソース領域51及びドレイン領域61をイオン注入によって形成する。引き続き、半導体基板1を活性化アニールして、イオン注入による半導体基板1のダメージを回復すると共に、注入したイオンを活性化させる。
Next, as shown in FIG. 6D, the
以上の過程を経ることによって、図5に示された固体撮像装置を製造することができる。 Through the above process, the solid-state imaging device shown in FIG. 5 can be manufactured.
(実施の形態3)
本実施の形態3においては、本発明に係る固体撮像装置の一形態について、図7〜図10を参照しながら説明する。図7は、固体撮像装置の構成を表す模式的な断面図である。図8は、固体撮像装置における転送ゲート電極と転送ゲート配線との接合部近傍を表す模式的な断面図である。なお、図8に示された断面は、図7に示された部分とは別の部分(転送ゲート電極と転送ゲート配線との接合部近傍)の図7の紙面に垂直な方向に対する断面である。図9(a)〜(d)は、固体撮像装置の製造方法の前段を説明するための模式的な工程別断面図である。また、図10(a)〜(d)は、固体撮像装置の製造方法の後段を説明するための模式的な工程別断面図である。
(Embodiment 3)
In the third embodiment, one embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of the solid-state imaging device. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing the vicinity of the junction between the transfer gate electrode and the transfer gate wiring in the solid-state imaging device. The cross section shown in FIG. 8 is a cross section in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 7 in a portion different from the portion shown in FIG. 7 (near the junction between the transfer gate electrode and the transfer gate wiring). . FIGS. 9A to 9D are schematic cross-sectional views for each process for explaining the first stage of the method for manufacturing the solid-state imaging device. 10A to 10D are schematic cross-sectional views for each process for explaining the latter stage of the method for manufacturing the solid-state imaging device.
本実施の形態3に係る固体撮像装置は、絶縁保護部が絶縁膜上に形成されていること以外は、上記の実施の形態2と同一の構成であるため、同一の構成部材には同一の参照符号を付して、異なる部分のみについて説明する。 The solid-state imaging device according to the third embodiment has the same configuration as that of the above-described second embodiment except that the insulating protection part is formed on the insulating film. Only different parts will be described with reference numerals.
図7及び図8に示されたように、絶縁膜13が、半導体基板1の全面に形成されており、絶縁保護部2が、絶縁膜13上に形成されている。
As shown in FIGS. 7 and 8, the insulating
ここで、本実施の形態3に係る固体撮像装置の製造方法について説明する。なお、本実施の形態3における製造方法は、上記の製造方法Dに対応する。 Here, a method for manufacturing the solid-state imaging device according to the third embodiment will be described. The manufacturing method according to the third embodiment corresponds to the manufacturing method D described above.
まず、図9(a)に示されたように、半導体基板1の全面に絶縁膜を形成する。引き続き、リソグラフィ技術及びエッチング技術を援用して半導体基板1に絶縁保護部2を形成する。
First, as shown in FIG. 9A, an insulating film is formed on the entire surface of the
次に、図9(b)に示されたように、絶縁保護部2下の半導体基板1の内部の一部に、イオン注入によって素子分離領域41を形成する。引き続き、図3(b)に示されたように、半導体基板1の内部の一部に、イオン注入によって光電変換領域11を形成する。なお、素子分離領域41と光電変換領域11との形成順序は、逆順序であってもよい。
Next, as illustrated in FIG. 9B, an
次に、図9(c)に示されたように、絶縁保護部2及び絶縁膜3を覆うように、ポリシリコン膜4を形成する。形成されたポリシリコン膜4の上面は、下地層の凹凸に概ね対応する凹凸面である。
Next, as shown in FIG. 9C, a
次に、図9(d)に示されたように、ポリシリコン膜4の上面を平坦化する。ポリシリコン膜4の平坦化には、例えば、ドライエッチング技術及びCMP平坦化技術を用いることができる。
Next, as shown in FIG. 9D, the upper surface of the
次に、図10(a)に示されたように、ポリシリコン膜4の全面に金属物質を堆積させて、ポリシリコン膜4の表面に金属膜15を形成する。
Next, as shown in FIG. 10A, a metal material is deposited on the entire surface of the
次に、図10(b)に示されたように、金属膜15を形成した後に熱処理を行って、ポリシリコン膜4を構成するシリコンと金属膜15を構成する金属物質とを化合させた後に、化合せずに残留する表層の未反応の金属物質(金属膜15)を除去して、シリサイド膜5を形成する。
Next, as shown in FIG. 10B, after the
次に、図10(c)に示されたように、リソグラフィ技術及びエッチング技術を援用して、ポリシリコン膜4及びシリサイド膜5をパターニングする。これにより、転送ゲート電極4a、ゲート電極4b、転送ゲート配線(図示せず)及びゲート配線(図示せず)が形成される。なお、ポリシリコン膜4及びシリサイド膜5のエッチングには、ドライエッチング技術を用いることが好ましい。
Next, as shown in FIG. 10C, the
次に、図10(d)に示されたように、表面層21、検出容量領域31、ソース領域51及びドレイン領域61をイオン注入によって形成する。引き続き、半導体基板1を活性化アニールして、イオン注入による半導体基板1のダメージを回復すると共に、注入したイオンを活性化させる。
Next, as shown in FIG. 10D, the
以上の過程を経ることによって、図7及び図8に示された固体撮像装置を製造することができる。 Through the above process, the solid-state imaging device shown in FIGS. 7 and 8 can be manufactured.
上記においては、上記の実施の形態2に係る固体撮像装置に対して絶縁膜13の構成の異なる場合について説明したが、上記の実施の形態1に係る固体撮像装置における絶縁膜3(図1参照)を、半導体基板1の全面に形成された絶縁膜13に変更した構成とすることもできる。この場合、上記の製造方法Cに従って、固体撮像装置を製造することとなる。具体的には、上記の製造方法Dに従って、ポリシリコン膜4を平坦化する工程までを行い、その後は、上記の実施の形態1に係る製造方法Aに従って、シリサイド膜5を形成する工程までを行う。
In the above, the case where the configuration of the insulating
また、上記の実施の形態1〜3においては、ポリシリコン膜を平坦化する際に、転送ゲート電極、転送ゲート配線、ゲート電極及びゲート配線の各上面を基準面に対して同じ高さとなるようにポリシリコン膜を削ったが、ポリシリコン膜を完全に平坦となるまで削らなくてもよい。この場合であっても、転送ゲート電極の上面と転送ゲート配線の上面との段差が、転送ゲート電極の下面と絶縁保護部の上面との段差より小さい構成となり、本願発明の効果を奏する。なお、完全に平坦となるまで削らない場合においては、転送ゲート配線及びゲート配線の上面と転送ゲート電極及びゲート電極の上面との高低差が50nm以下の範囲内となるようにポリシリコン膜を削ることが好ましい。 In the first to third embodiments, when the polysilicon film is planarized, the upper surfaces of the transfer gate electrode, the transfer gate wiring, the gate electrode, and the gate wiring have the same height with respect to the reference plane. Although the polysilicon film is shaved, the polysilicon film does not have to be shaved until it becomes completely flat. Even in this case, the step between the upper surface of the transfer gate electrode and the upper surface of the transfer gate wiring is smaller than the step between the lower surface of the transfer gate electrode and the upper surface of the insulating protection portion, and the effects of the present invention are achieved. Note that in the case where the surface is not cut until completely flat, the polysilicon film is cut so that the difference in height between the upper surface of the transfer gate wiring and the gate wiring and the upper surface of the transfer gate electrode and the gate electrode is within 50 nm or less. It is preferable.
また、上記の実施の形態1〜3においては、転送ゲート電極、転送ゲート配線、ゲート電極及びゲート配線を全て同一の材料によって一括して形成したが、それらのうちのいずれかを異なる材料によって個別に形成してもよい。この場合、異なる材料ごとに、リソグラフィ技術及びエッチング技術を援用して膜を形成する。 In the first to third embodiments, the transfer gate electrode, the transfer gate wiring, the gate electrode, and the gate wiring are all formed of the same material, but any one of them is individually formed of a different material. You may form in. In this case, a film is formed for each different material by using a lithography technique and an etching technique.
本発明は、転送ゲート電極や転送ゲート配線等を形成するポリシリコン膜上に形成されるシリサイド膜の高抵抗化を抑制するために利用できる。また、本発明は、固体撮像装置の製造における歩留まりや量産性を向上させるために利用できる。また、本発明は、カメラ及びカメラシステムの画質を向上させるために利用できる。 The present invention can be used to suppress an increase in resistance of a silicide film formed on a polysilicon film that forms a transfer gate electrode, a transfer gate wiring, and the like. In addition, the present invention can be used to improve yield and mass productivity in manufacturing a solid-state imaging device. The present invention can also be used to improve the image quality of cameras and camera systems.
1,101 半導体基板
11,111 光電変換領域
21,121 表面層
31,131 検出容量領域
41,141 素子分離領域
51,151 ソース領域
61,161 ドレイン領域
2,102 絶縁保護部
3,103 絶縁膜
4,104 ポリシリコン膜
4a,104a 転送ゲート電極
4b,104b ゲート電極
4c,104c 転送ゲート配線
5,105 シリサイド膜
5a,105a 転送ゲート用シリサイド膜
5b,105b ゲート用シリサイド膜
107 光検出部
108 トランジスタ部
109 素子分離部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101 Semiconductor substrate 11,111 Photoelectric conversion area 21,121 Surface layer 31,131 Detection capacity area 41,141 Element isolation area 51,151 Source area 61,161 Drain area 2,102 Insulation protection part 3,103
Claims (16)
前記半導体基板上に形成された絶縁膜と、
前記光電変換領域と前記検出容量領域との間の領域上に前記絶縁膜を介して形成され、前記光電変換領域から前記検出容量領域への前記電荷の転送を制御するポリシリコン製の転送ゲート電極と、
前記素子分離領域上に形成され、前記素子分離領域を保護する絶縁保護部と、
前記絶縁保護部上に形成された、前記転送ゲート電極と電気的に接続されたポリシリコン製の転送ゲート配線と、
前記転送ゲート電極及び前記転送ゲート配線の上に形成され、前記転送ゲート電極の表面及び前記転送ゲート配線の表面に接する転送ゲート用シリサイド膜と、を含む固体撮像装置であって、
前記絶縁保護部下の前記半導体基板の上面を基準面として、前記基準面から前記転送ゲート電極の上面までの高さが、前記基準面から前記絶縁保護部の上面までの高さよりも高く、
前記転送ゲート電極の上面と前記転送ゲート配線の上面との段差が、前記転送ゲート電極の下面と前記絶縁保護部の上面との段差より小さいことを特徴とする固体撮像装置。 A photoelectric conversion region for generating charge by receiving external light and storing the charge; a detection capacitor region formed separately from the photoelectric conversion region for storing the charge; the photoelectric conversion region and the detection capacitor region; A semiconductor substrate having element isolation regions formed in different regions;
An insulating film formed on the semiconductor substrate;
A transfer gate electrode made of polysilicon, which is formed on the region between the photoelectric conversion region and the detection capacitor region via the insulating film and controls transfer of the charge from the photoelectric conversion region to the detection capacitor region When,
An insulating protection part formed on the element isolation region and protecting the element isolation region;
A transfer gate wiring made of polysilicon and electrically connected to the transfer gate electrode formed on the insulation protection portion;
A solid-state imaging device including a transfer gate silicide film formed on the transfer gate electrode and the transfer gate wiring and in contact with the surface of the transfer gate electrode and the surface of the transfer gate wiring;
With the upper surface of the semiconductor substrate under the insulation protection portion as a reference surface, the height from the reference surface to the upper surface of the transfer gate electrode is higher than the height from the reference surface to the upper surface of the insulation protection portion,
A solid-state imaging device, wherein a step between the upper surface of the transfer gate electrode and the upper surface of the transfer gate wiring is smaller than a step between the lower surface of the transfer gate electrode and the upper surface of the insulation protection portion.
前記絶縁保護部が、前記絶縁膜を介して前記半導体基板上に形成され、
前記転送ゲート電極の厚さが、前記絶縁保護部の厚さより厚い請求項1に記載の固体撮像装置。 The insulating film is a substantially uniform flat film having a thickness that further covers the photoelectric conversion region, the detection capacitance region, and the element isolation region;
The insulating protection part is formed on the semiconductor substrate via the insulating film;
The solid-state imaging device according to claim 1, wherein a thickness of the transfer gate electrode is larger than a thickness of the insulation protection part.
前記ソース領域と前記ドレイン領域との間の領域上に前記絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、前記絶縁保護部上に形成され、前記ゲート電極と電気的に接続されたゲート配線と、前記ゲート電極及び前記ゲート配線の上に形成され、前記ゲート電極の表面及び前記ゲート配線の表面に接するゲート用シリサイド膜とを更に含む請求項1に記載の固体撮像装置。 The semiconductor substrate further includes a source region and a drain region that are formed in regions different from the photoelectric conversion region, the detection capacitance region, and the element isolation region, and are separated from each other,
A gate electrode formed on the region between the source region and the drain region via the insulating film; a gate wiring formed on the insulation protection portion and electrically connected to the gate electrode; 2. The solid-state imaging device according to claim 1, further comprising a gate silicide film formed on the gate electrode and the gate wiring and in contact with the surface of the gate electrode and the surface of the gate wiring.
前記ゲート配線の厚さが、前記転送ゲート配線の厚さと実質的に同一である請求項7に記載の固体撮像装置。 The thickness of the gate electrode is substantially the same as the thickness of the transfer gate electrode;
The solid-state imaging device according to claim 7, wherein a thickness of the gate wiring is substantially the same as a thickness of the transfer gate wiring.
前記撮像部に入射する前記外光を制御する光制御部と、
前記撮像部からの前記撮像信号を映像信号に変換する撮像信号処理部と、
前記撮像信号処理部からの前記映像信号に基づいて映像情報を保持する映像情報保持部と、を含むカメラであって、
前記撮像部に請求項1に記載の固体撮像素子を備えることを特徴とするカメラ。 An imaging unit that converts external light into electric charges and generates an imaging signal;
A light control unit that controls the outside light incident on the imaging unit;
An imaging signal processing unit that converts the imaging signal from the imaging unit into a video signal;
A video information holding unit that holds video information based on the video signal from the imaging signal processing unit,
A camera comprising the solid-state imaging device according to claim 1 in the imaging unit.
前記外光の前記撮像部への入射を制御する光制御部と、
前記撮像部からの前記撮像信号を映像信号に変換する撮像信号処理部と、
前記撮像信号処理部からの前記映像信号に基づいて、映像情報を保持する映像情報保持部と、
前記映像情報保持部に保持された前記映像情報を前記映像信号に変換する映像信号処理部と、
前記撮像信号処理部及び前記映像信号処理部の少なくとも一方からの前記映像信号に基づいて、映像を表示する表示部と、を含むカメラシステムであって、
前記撮像部が請求項1に記載の固体撮像装置を備えることを特徴とするカメラシステム。 An imaging unit that converts external light into electric charges and generates an imaging signal;
A light control unit that controls incidence of the external light to the imaging unit;
An imaging signal processing unit that converts the imaging signal from the imaging unit into a video signal;
A video information holding unit for holding video information based on the video signal from the imaging signal processing unit;
A video signal processing unit that converts the video information held in the video information holding unit into the video signal;
A display unit for displaying a video based on the video signal from at least one of the imaging signal processing unit and the video signal processing unit,
The said imaging part is provided with the solid-state imaging device of Claim 1, The camera system characterized by the above-mentioned.
前記半導体基板における露出した表面上に、絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁保護部下の前記半導体基板の内部に、イオン注入により素子分離領域を形成する工程と、
前記半導体基板の内部に、イオン注入により光電変換領域を形成する工程と、
前記絶縁膜及び前記絶縁保護部の上に、ポリシリコン膜を形成するポリシリコン膜形成工程と、
前記ポリシリコン膜をパターニングして、転送ゲート電極及び転送ゲート配線を形成するパターニング工程と、
前記半導体基板の内部に、イオン注入により検出容量領域を形成する検出容量領域形成工程と、
前記転送ゲート電極及び前記転送ゲート配線の上に金属膜を形成する金属膜形成工程と、
前記転送ゲート電極、前記転送ゲート配線及び前記金属膜を熱処理し、前記転送ゲート電極及び前記転送ゲート配線を構成する物質と前記金属膜を構成する物質とを化合させてシリサイド膜を形成するシリサイド膜形成工程と、を含む固体撮像装置の製造方法であって、
前記ポリシリコン膜形成工程と前記パターニング工程との間に前記ポリシリコン膜の上面を平坦化する工程を更に含み、
前記ポリシリコン膜形成工程では、前記ポリシリコン膜を前記絶縁膜の上面から前記絶縁保護部の上面までの段差より厚く形成することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 Forming an insulation protection portion on the semiconductor substrate;
Forming an insulating film on the exposed surface of the semiconductor substrate;
Forming an element isolation region by ion implantation inside the semiconductor substrate under the insulating protection part;
Forming a photoelectric conversion region by ion implantation inside the semiconductor substrate;
A polysilicon film forming step of forming a polysilicon film on the insulating film and the insulating protection part;
Patterning the polysilicon film to form a transfer gate electrode and a transfer gate wiring; and
A detection capacitance region forming step of forming a detection capacitance region by ion implantation inside the semiconductor substrate;
Forming a metal film on the transfer gate electrode and the transfer gate wiring; and
A silicide film that heat-treats the transfer gate electrode, the transfer gate wiring, and the metal film, and forms a silicide film by combining the material that constitutes the transfer gate electrode and the transfer gate wiring with the material that constitutes the metal film A solid-state imaging device manufacturing method including a forming step,
A step of planarizing an upper surface of the polysilicon film between the polysilicon film forming step and the patterning step;
In the polysilicon film forming step, the polysilicon film is formed thicker than a step from the upper surface of the insulating film to the upper surface of the insulating protection portion.
前記半導体基板における露出した表面上に、絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁保護部下の前記半導体基板の内部に、イオン注入により素子分離領域を形成する工程と、
前記半導体基板の内部に、イオン注入により光電変換領域を形成する工程と、
前記絶縁膜及び前記絶縁保護膜の上に、ポリシリコン膜を形成するポリシリコン膜形成工程と、
前記ポリシリコン膜上に、金属膜を形成する金属膜形成工程と、
前記ポリシリコン膜及び前記金属膜を熱処理して前記ポリシリコン膜を構成する物質と前記金属膜を構成する物質とを化合させ、シリサイド膜を形成する工程と、
前記ポリシリコン膜及び前記シリサイド膜をパターニングして、転送ゲート電極、転送ゲート配線及び転送ゲート用シリサイド膜を形成する工程と、
前記半導体基板の内部に、イオン注入により検出容量領域を形成する工程と、を含む固体撮像装置の製造方法であって、
前記ポリシリコン膜形成工程と前記金属膜形成工程との間に前記ポリシリコン膜の上面を平坦化する工程を更に含み、
前記ポリシリコン膜形成工程では、前記ポリシリコン膜を前記絶縁膜の上面から前記絶縁保護部の上面までの段差より厚く形成することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 Forming an insulation protection portion on the semiconductor substrate;
Forming an insulating film on the exposed surface of the semiconductor substrate;
Forming an element isolation region by ion implantation inside the semiconductor substrate under the insulating protection part;
Forming a photoelectric conversion region by ion implantation inside the semiconductor substrate;
A polysilicon film forming step of forming a polysilicon film on the insulating film and the insulating protective film;
A metal film forming step of forming a metal film on the polysilicon film;
A step of combining the substance constituting the polysilicon film and the substance constituting the metal film by heat-treating the polysilicon film and the metal film to form a silicide film;
Patterning the polysilicon film and the silicide film to form a transfer gate electrode, a transfer gate wiring, and a transfer gate silicide film;
Forming a detection capacitance region by ion implantation inside the semiconductor substrate, and a manufacturing method of a solid-state imaging device,
A step of planarizing the upper surface of the polysilicon film between the polysilicon film forming step and the metal film forming step;
In the polysilicon film forming step, the polysilicon film is formed thicker than a step from the upper surface of the insulating film to the upper surface of the insulating protection portion.
前記絶縁膜上に、絶縁保護部を形成する工程と、
前記絶縁保護膜下の前記半導体基板の内部に、イオン注入により素子分離領域を形成する工程と、
前記半導体基板の内部に、イオン注入により光電変換領域を形成する工程と、
前記絶縁膜及び前記絶縁保護膜の上に、ポリシリコン膜を形成するポリシリコン膜形成工程と、
前記ポリシリコン膜をパターニングして、転送ゲート電極及び転送ゲート配線を形成するパターニング工程と、
前記半導体基板の内部に、イオン注入により検出容量領域を形成する検出容量形成工程と、
前記転送ゲート電極及び前記転送ゲート配線の上に金属膜を形成する金属膜形成工程と、
前記転送ゲート電極、前記転送ゲート配線及び前記金属膜を熱処理して前記転送ゲート電極及び前記転送ゲート配線を構成する物質と前記金属膜を構成する物質とを化合させ、シリサイド膜を形成するシリサイド膜形成工程と、を含む固体撮像装置の製造方法であって、
前記ポリシリコン膜形成工程と前記パターニング工程との間に前記ポリシリコン膜の上面を平坦化する工程を更に含み、
前記ポリシリコン膜形成工程では、ポリシリコン膜を前記絶縁保護部より厚く形成することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 Forming an insulating film on the semiconductor substrate;
Forming an insulating protection part on the insulating film;
Forming an element isolation region by ion implantation inside the semiconductor substrate under the insulating protective film;
Forming a photoelectric conversion region by ion implantation inside the semiconductor substrate;
A polysilicon film forming step of forming a polysilicon film on the insulating film and the insulating protective film;
Patterning the polysilicon film to form a transfer gate electrode and a transfer gate wiring; and
A detection capacitor forming step of forming a detection capacitor region by ion implantation inside the semiconductor substrate;
Forming a metal film on the transfer gate electrode and the transfer gate wiring; and
A silicide film that forms a silicide film by heat-treating the transfer gate electrode, the transfer gate wiring, and the metal film to combine a material that constitutes the transfer gate electrode and the transfer gate wiring with a substance that constitutes the metal film A solid-state imaging device manufacturing method including a forming step,
A step of planarizing an upper surface of the polysilicon film between the polysilicon film forming step and the patterning step;
In the polysilicon film forming step, the polysilicon film is formed thicker than the insulation protection part.
前記絶縁膜上に、絶縁保護部を形成する工程と、
前記絶縁保護膜下の前記半導体基板の内部に、イオン注入により素子分離領域を形成する工程と、
前記半導体基板の内部に、イオン注入により光電変換領域を形成する工程と、
前記絶縁膜及び前記絶縁保護膜の上に、ポリシリコン膜を形成するポリシリコン膜形成工程と、
前記ポリシリコン膜上に、金属膜を形成する金属膜形成工程と、
前記ポリシリコン膜及び前記金属膜を熱処理して前記ポリシリコン膜を構成する物質と前記金属膜を構成する物質とを化合させ、シリサイド膜を形成する工程と、
前記ポリシリコン膜及び前記シリサイド膜をパターニングして、転送ゲート電極、転送ゲート配線及び転送ゲート用シリサイド膜を形成する工程と、
前記半導体基板の内部に、イオン注入により検出容量領域を形成する工程と、を含む固体撮像装置の製造方法であって、
前記ポリシリコン膜形成工程と前記金属膜形成工程との間に前記ポリシリコン膜の上面を平坦化する工程を更に含み、
前記ポリシリコン膜形成工程では、前記ポリシリコン膜を前記絶縁保護部より厚く形成することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 Forming an insulating film on the semiconductor substrate;
Forming an insulating protection part on the insulating film;
Forming an element isolation region by ion implantation inside the semiconductor substrate under the insulating protective film;
Forming a photoelectric conversion region by ion implantation inside the semiconductor substrate;
A polysilicon film forming step of forming a polysilicon film on the insulating film and the insulating protective film;
A metal film forming step of forming a metal film on the polysilicon film;
A step of combining the substance constituting the polysilicon film and the substance constituting the metal film by heat-treating the polysilicon film and the metal film to form a silicide film;
Patterning the polysilicon film and the silicide film to form a transfer gate electrode, a transfer gate wiring, and a transfer gate silicide film;
Forming a detection capacitance region by ion implantation inside the semiconductor substrate, and a manufacturing method of a solid-state imaging device,
A step of planarizing the upper surface of the polysilicon film between the polysilicon film forming step and the metal film forming step;
In the polysilicon film forming step, the polysilicon film is formed thicker than the insulation protection part.
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011077457A (en) * | 2009-10-01 | 2011-04-14 | Canon Inc | Solid-state imaging element, method of manufacturing the same, and imaging device |
| US9202842B2 (en) | 2012-01-16 | 2015-12-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing photoelectric conversion device |
| JPWO2021199724A1 (en) * | 2020-03-31 | 2021-10-07 | ||
| JP2023086799A (en) * | 2017-12-27 | 2023-06-22 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | Photodetector |
-
2004
- 2004-03-12 JP JP2004071240A patent/JP2005260076A/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011077457A (en) * | 2009-10-01 | 2011-04-14 | Canon Inc | Solid-state imaging element, method of manufacturing the same, and imaging device |
| US9202842B2 (en) | 2012-01-16 | 2015-12-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing photoelectric conversion device |
| JP2023086799A (en) * | 2017-12-27 | 2023-06-22 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | Photodetector |
| US12266675B2 (en) | 2017-12-27 | 2025-04-01 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Imaging element |
| JPWO2021199724A1 (en) * | 2020-03-31 | 2021-10-07 | ||
| WO2021199724A1 (en) * | 2020-03-31 | 2021-10-07 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | Imaging element and imaging device |
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