CN104637964B - 固态图像传感器件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种固态图像传感器件及其制造方法，改善了图像传感器的性能。在平面图中，氟被引入到放大晶体管的栅极电极GE1中的与沟道区域重叠的部分中，但不被引入到半导体衬底1S的内部中。具体地，如图20所示，按照使栅极电极GE1中的与沟道区域平面地重叠的部分开口的方式，对抗蚀膜FR1进行图案化。然后，将其中形成开口OP1的抗蚀膜FR1用作掩膜，通过离子注入法，将氟注射到从开口OP1中暴露出来的栅极电极GE1的内部中。

Description

固态图像传感器件及其制造方法
相关申请的交叉引用
2013年11月7日提交的日本专利申请No.2013-231535的公开的包括说明书、附图和摘要的全文以引用的方式全部并入本文。
技术领域
本发明涉及一种固态图像传感器件，典型地以例如CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器为代表，以及制造该器件的方法。
背景技术
在日本特开2008-218836(专利文献1)号公报中，描述了一种通过镍全硅化(nickel fullsilicide)电极来配置栅极电极的技术。具体地，在专利文献1中描述了，具有硅化反应抑制效果的氟被注射到栅极电极中以便形成具有镍单硅化物的组分的镍全硅化电极。
[引文列表]
[专利文件]
[专利文件1]日本特开2008-218836号公报
发明内容
在以例如CMOS图像传感器为代表的固态图像传感器件中，减少基线噪声是一大挑战，基线噪声被视为即使在暗时图像也不是纯黑的现象。已知，基线噪声与1/f噪声(闪烁噪声)强相关，该1/f噪声在被包括在像素中的被称为“放大晶体管”的n沟道场效应晶体管处产生。因此，降低在“放大晶体管”处产生的1/f噪声以降低基线噪声很重要。
在这样的背景下，已知，通过减少在“放大晶体管”的栅极绝缘膜中存在的悬挂键(不饱和键)来降低1/f噪声是有效的，作为一种降低悬挂键的方法，存在一种将氟与悬挂键结合的方法。例如，可以设想通过离子注入的方法来将氟引入到包括“放大晶体管”的固态图像传感器件中。
然而，担心含氟离子束中所包含的污染物(致污物)会有不良影响。即，如果以例如钨(W)为代表的金属原子作为污染物侵入到半导体衬底中，那么固态图像传感器件的暗时白点数(the number of white spots at dark)和暗电流可能不被期望地增加。这可以能是由这一事实所造成的：已经侵入到半导体衬底中的金属原子扩散，并且从而到达用作光电转换部的光电二极管，并且由此产生缺陷能级。即，据估计，当产生缺陷能级时，在光电二极管中，泄漏电流通过缺陷能级而增加，并且泄漏电流的增加导致在暗时白点数和暗电流的增加。
以这种方式，虽然从减少“放大晶体管”的1/f噪声以及减少固态图像传感器件的基线噪声的角度来看，将氟引入固态图像传感器件是有效的，但是，担心与氟一起引入的污染物可以能会使暗时白点数和暗电流增加。即，从减少固态图像传感器件的基线噪声以及抑制暗时白点数和暗电流增加的角度来看，仅仅是将氟引入到固态图像传感器件中的方法是不够的，仍有改进的余地。
其它问题和新颖特征将通过本说明书和附图中的说明而变得显而易见。
在根据实施例的固态图像传感器件中，在平面图中，将氟引入到放大晶体管的栅极电极中的与沟道区域重叠的部分中。
进一步地，一种制造根据实施例的固态图像传感器件的方法包括以下步骤：形成放大晶体管的栅极电极，并且在平面图中将氟依次引入到栅极电极中的与沟道区域重叠的部分中。
根据实施例，可以改善固态图像传感器件的性能。
附图说明
图1是示出了在图像传感器中将光转换为电信号的情况的示意图；
图2是示出了在图像传感器中未安装微透镜的情况下的配置的示意图；
图3是示出了在光电二极管前面布置微透镜的示例的示意图；
图4是作为其中一个滤色器的原色滤色器的视图；
图5是示出了作为其中一个滤色器中的补色滤色器的视图；
图6是示出了具有p-n结的二极管的能带结构的视图；
图7是示出了光接收部的器件结构的示例的截面图；
图8是示出了像素的电路配置的电路图；
图9是示出了根据实施例1的像素的示意性版图配置的平面图；
图10是沿图9中的线A-A所做的截面图；
图11是示意性地示出了将氟与放大晶体管的栅极绝缘膜中存在的悬挂键结合的情况的视图；
图12是阐释了在图像传感器中包括的放大晶体管的制造步骤的流程的流程图；
图13是示出了在改变氟注入步骤的插入定时的情况下的研究结果的图表；
图14是示出了根据实施例1的半导体器件的制造步骤的截面图；
图15是示出了在图14之后的半导体器件的制造步骤的截面图；
图16是示出了在图15之后的半导体器件的制造步骤的截面图；
图17是示出了在图16之后的半导体器件的制造步骤的截面图；
图18是示出了在图17之后的半导体器件的制造步骤的截面图；
图19是示出了在图18之后的半导体器件的制造步骤的截面图；
图20是示出了在图19之后的半导体器件的制造步骤的截面图；
图21是示出了在图20之后的半导体器件的制造步骤的截面图；
图22是示出了在图21之后的半导体器件的制造步骤的截面图；
图23是示出了在图22之后的半导体器件的制造步骤的截面图；
图24是示出了在图23之后的半导体器件的制造步骤的截面图；
图25是示出了在图24之后的半导体器件的制造步骤的截面图；
图26是示出了根据修改示例1的半导体器件的制造步骤的截面图；
图27是示出了在图26之后的半导体器件的制造步骤的截面图；
图28是示出了根据实施例2的半导体器件的制造步骤的截面图；
图29是示出了在图28之后的半导体器件的制造步骤的截面图；
图30是示出了在图29之后的半导体器件的制造步骤的截面图；
图31是示出了根据修改示例1的半导体器件的制造步骤的截面图；
图32是示出了根据修改示例2的半导体器件的制造步骤的截面图；
图33是示出了根据实施例3的形成有图像传感器的半导体芯片的示意性配置的平面图；
图34是示出了在图33中示出的像素阵列区域中的多个像素中的每个像素处形成的放大晶体管的截面配置和在图33中示出的外围电路区域中的外围电路处形成的p沟道场效应晶体管的截面配置的视图。
具体实施方式
如有必要，为了方便起见，在以下实施例中通过将本发明划分成多个部分或多个实施例来对本发明进行阐释；但是除非另有说明，否则这些部分或实施例并非彼此无关，并且一个部分或实施例与另一个部分或实施例的全部或部分的修改示例、详细阐释、补充阐释等有关。
进一步地，在以下实施例中，当指元件的数等等(包括：件数、数值、数量、范围等等)时，该数不限于特定数并且可以是小于或大于该特定数的数，除非特别指出或在原理上明显指定为特定数。
进一步地，不言而喻，在以下实施例中，其构成部件(包括元件步骤等等)并不一定是必要的，除了特别指出或者在原理上明显必要的情况之外。
同样，在以下实施例中，当提及构成部件等等的形状、位置关系等等时，与该形状接近或相似的形状基本上被包括在该形状中，除非特别指出或者在原理上明显不同的情况之外。此点也适用于上面提及的数值和范围。
在用于阐释实施例的所有附图中，相同的构件原则上用相同的符号表示并且避免重复阐释。进一步地，为了更好地理解附图，在某些情况下，即使是在平面图中也可以使用影线。
(实施例1)
<图像传感器(固态图像传感器件)的示意性配置>
在实施例1中，参考附图对用于采集图像的图像传感器(固态图像传感器器件)进行阐释。首先，阐释了图像传感器的示意性配置。图像传感器是用于将输入图像传感器中的光转换为电信号的元件。图1是示出了在图像传感器中将光转换为电信号的情况的示意图。例如，如图1所示，从物体发出的光进入透镜L并且形成图像。图像传感器IS布置在透镜L的聚焦位置处，并且通过透镜L聚焦形成的图像投射至图像传感器IS。当光照射图像传感器IS时，图像传感器IS将光转换为电信号。然后，通过对从图像传感器IS输出的电信号进行信号处理来形成图像。以这样的方式，图像传感器IS具有将入射光转换为电信号并且输出该电信号的功能。
当图像传感器IS的光接收面RC增大时，应当理解的是，微透镜OL、滤色器CF和光电二极管PD布置在图像传感器IS的光接收面RC处。即，应当理解的是，图像传感器IS具有微透镜OL、滤色器CF和光电二极管PD。下文依序对配置图像传感器IS的每个构成部件的功能进行阐释。
<微透镜的配置和功能>
首先，对微透镜OL进行阐释。图2是示出了在图像传感器IS中未安装微透镜OL的情况下的配置的示意图。如图2所示，在图像传感器IS中未安装微透镜OL的情况下，进入图像传感器IS的光不仅投射到布置在图像传感器IS的光接收面上的光电二极管PD，而且还投射到光电二极管PD的外围区域。即，多个光电二极管PD排列在图像传感器IS的光接收面之上，并且各个光电二极管PD按照特定间隔排列。结果是，并非所有进入图像传感器IS的光都投射到光电二极管PD，而且在光电二极管PD之间的间隙也被照射到了。
虽然进入光电二极管PD的光可以被转换为电信号，但是进入在光电二极管PD之间的间隙的光并不投射到光电二极管PD，因此不能被转换为电信号。即，进入在光电二极管PD之间的间隙的光被浪费了。因此，理想的情况是，对图像传感器IS进行配置以便能够将进入图像传感器IS中的光尽可能多地转换为电信号，但是显然，在未于图像传感器IS中安装微透镜OL的情况下，在图像传感器IS中没有转换为电信号而被浪费的光增多了。
作为解决该问题的一种方法，可以想到，将光电二极管PD布置为无间隙，但是，必须安装用于传递在各个光电二极管PD处转换的电荷的扫描电路等，因此在多个光电二极管PD之间总是存在间隙。例如，在利用大光电二极管PD来形成图像传感器IS的情况下，可以消除在光接收面处的间隙，但是在这种情况下不能得到图像的分辨率。结果是，有必要在光接收面处尽可以能多地布置彼此独立的多个小光电二极管PD，以便提高图像的分辨率。在这种情况下，有必要：将来自每个光电二极管PD的电荷独立转换为电信号；以及形成具有特定间隔的间隙(绝缘区域)从而可以使各个光电二极管PD电隔离。结果是，在各个光电二极管PD之间形成特定间隙，因此，难以完全消除在光电二极管PD之间的间隙。
为了应对该问题，在图像传感器IS中安装微透镜OL以便将进入图像传感器IS中的光高效地转换为电信号。图3是示出了将微透镜OL布置在光电二极管PD前面的示例的示意图。如图3所示，布置有对应于多个光电二极管PD中的每一个的微透镜OL。即，布置有与光电二极管PD的数量相同的微透镜OL。如图3所示，进入图像传感器IS的光进入微透镜OL。进入微透镜OL的光会聚并且投射在光电二极管PD之上。以这样的方式，微透镜OL具有将进入图像传感器IS的光会聚并且投射在光电二极管PD之上的功能。即，通过安装微透镜OL，可以使得在未安装微透镜OL时不进入光电二极管PD并且投射至在光电二极管PD之间的间隙的光，改变方向并且进入光电二极管PD。即，微透镜OL具有会聚入射光并且将光投射在光电二极管PD之上的功能。结果是，通过在图像传感器IS中安装微透镜OL，可以：将投射至在光电二极管PD之间的间隙的光聚焦在光电二极管PD上；以及，从而将进入图像传感器IS的光高效地转换为电信号。
<滤色器的配置和功能>
接着，对滤色器CF进行阐释。起初，用于将光转换为电信号的光电二极管PD不具有识别颜色的功能，仅可以识别光的明暗。结果是，当仅使用光电二极管PD时，图像传感器所拍摄的所有图像均是黑白的。为此，在图像传感器IS中安装滤色器CF，以便能够通过图像传感器生成彩色图像。人眼也仅感觉出“红色”、“绿色”和“蓝色”三原色，但是，通过调节三原色的光量能感受到所有的颜色。这称为“光的三原色的加色混合”。例如，如果“红色”和“绿色”的光量相同，那么生成“黄色”。即，在“红色”和“绿色”光量相同并且“蓝色”的光量为零的情况下，生成作为“蓝色”补色的黄色。而且，当“红色”、“绿色”和“蓝色”的光量相同时，生成白色。相反地，当“红色”、“绿色”和“蓝色”的光量均为零时，生成黑色。如图4所示的滤色器CF是一种使用该原理形成的滤光器。在图4中，示出了作为其中一个滤色器CF的原色滤色器。原色滤色器是使用RGB(红色、绿色和蓝色)三原色的滤色器。通过将原色滤色器放置在光电二极管PD的前面，得到与各个颜色相对应的光电二极管PD。例如，在前面具有红色滤色器的光电二极管PD检测红色的光量，在前面具有绿色滤色器的光电二极管PD检测绿色的光量，而在前面具有蓝色滤色器的光电二极管PD检测蓝色的光量。然后，根据红色光电二极管PD的光量、绿色光电二极管PD的光量和蓝色光电二极管PD的光量可以生成各种颜色。
在本文中，配置滤色器CF的红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器并非简单的布置，而是根据由在图4中示出的拜耳阵列表示的基本图案来进行布置。即，通过重复将红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器组合而形成的基本图案来配置滤色器CF。
使用RGB三原色的原色滤色器在图像中具有良好的颜色再现性，但是具有对图像传感器IS的敏感度差以及在暗处成像能力弱的副作用。结果是，原色滤色器越来越多地用于具有良好敏感度的大图像传感器IS。
同时，作为滤色器CF，除了使用RGB三原色的原色滤色器之外，还存在一种称为补色滤色器的滤色器。补色滤色器包括如图5所示的四种颜色：包括青色(C)、品红(M)、黄色(Y)和绿色(G)。然而，鉴于人类实际上看见的是所拍摄的图像这一事实，在使用补色滤色器的图像传感器中CMYG必须转换为RGB，但是问题是，在转换时会产生噪声。然而，补色滤色器的优点在于：其具有比原色滤色器更高的敏感度，因此越来越多地用于小型(换言之，低敏感度)图像传感器IS。
<光电二极管>
接着，对光电二极管PD的配置进行阐释。光电二极管PD用作光电转换部以在受到光照射时产生电荷。例如，具有这类功能的光电二极管PD可以包括通过p-n结形成的二极管。图6是示出了通过p-n结形成的二极管的能带结构的视图。如图6所示，左侧区域为p型半导体区域，而右侧区域为n型半导体区域。而且，p型半导体区域和n型半导体区域的边界为中心区域，并且形成耗尽层。在按照这种方式配置的通过p-n结形成的二极管中，例如，当具有不少于能带隙的能量的光(hν)投射至耗尽层时，光被耗尽层吸收。具体地，光被在能带的价带中存在的电子吸收，从而电子获得不少于能带隙的能量。然后，已经获得不少于能带隙的能量的电子克服能带隙并且移至能带的导带。结果是，产生包括已经移至导带的电子e和通过电子移至导带而在价带处产生的正空穴h的电子空穴对。然后，产生的电子e和正空穴h被向光电二极管PD施加的反向电压VG加速。即，通常通过向通过p-n结形成的二极管施加反向电压VG，来使用光电二极管PD。反向电压VG为，在增加通过p-n结形成的势垒的方向上施加的电压。具体地，向n型半导体区域施加正电压，而向p型半导体区域施加负电压。通过采用这类配置，例如，在耗尽层处产生的电子e和正空穴h被反向电压VG的高电场而加速。结果是，可以减少电子e和正空穴h再结合的比例，以及可以确保足够的电流。光电二极管PD按照这种方式进行配置。
<光接收部的器件结构>
接着，对图像传感器的光接收部的器件结构进行阐释。图7是示出了光接收部的器件结构的示例的截面图。在图7中，例如，放置了引入有诸如磷(P)或砷(As)等n型杂质(施主)的半导体衬底1S，并且在半导体衬底IS的表面(主面、元件形成面)之上形成元件隔离区域STI。有源区域由元件隔离区域STI分区域，并且在分区域后的有源区域中形成光接收部。具体地，在半导体衬底1S中，形成引入有诸如硼等p型杂质(受主)的p型阱PWL，并且按照由p类型阱PWL围起的方式形成引入有诸如磷(P)或砷(As)等n型杂质的n型阱NWL。光电二极管(p-n结二极管)包括p型阱PWL(p-型半导体区域)和n型阱NWL(n-型半导体区域)。然后进一步地，在n型阱NWL的部分表面之上形成p+型半导体区域PR。形成p+型半导体区域PR的目的是，抑制基于在半导体衬底1S的表面之上形成的多个界面态的电子的产生。即，在半导体衬底1S的表面区域中，即使在不受光照射的状态下，受界面态的影响也会产生电子，并且使暗电流增加。为此，通过在具有电子作为多数载流子的n型阱NWL的表面之上形成具有正空穴作为多数载流子的p+型半导体区域PR，抑制了在不受光照射的状态下的电子产生，并且抑制了暗电流的增加。
接着，按照与n型阱NWL的一部分平面地重叠的方式在半导体衬底1S之上形成栅极绝缘膜，并且在该栅极绝缘膜之上形成栅极电极。然后，在栅极电极的两侧的侧壁之上形成侧壁间隔件。例如，栅极绝缘膜包括但不限于氧化硅膜，并且还可以包括具有比氧化硅膜的介电常数更高的高介电常数膜。例如，栅极绝缘膜还可以包括通过将氧化镧引入到氧化铪中而形成的铪系绝缘膜。进一步地，栅极电极可以包括例如多晶硅膜等，并且侧壁可以包括例如：氧化硅膜、氮化硅膜、或氧化硅膜和氮化硅膜的叠层膜。
接着，在半导体衬底1S中、与栅极电极匹配(match)地，形成待成为漏极区域的n+型半导体区域NR。n+型半导体区域NR包括，例如，引入有诸如磷(P)或砷(As)等n型杂质的半导体区域。
以这样的方式，在半导体衬底1S之上形成光电二极管和转移晶体管Q。具体地，光电二极管包括p型阱PWL和n型阱NWL，而转移晶体管Q具有作为源极区域的n型阱NWL和作为漏极区域形成在距n型阱NWL指定距离的半导体衬底1S之上的n+型半导体区域NR。然后，夹设在源极区域与漏极区域之间的区域成为沟道形成区域，并且在沟道形成区域之上通过栅极绝缘膜形成栅极电极。以这种方式，形成具有源极区域、漏极区域、沟道形成区域、栅极绝缘膜和栅极电极的转移晶体管Q。然后，显然，形成在半导体衬底1S的有源区域中的转移晶体管Q和光电二极管共用n型阱NWL并且电耦合。
在本文中，还可以在转移晶体管Q的漏极区域(n+型半导体区域NR)的表面之上形成硅化物膜。由此，例如可以减少在漏极区域与塞PLG之间的接触电阻。在本文中，硅化物膜可以包括，例如，硅化镍铂膜、硅化镍膜、硅化钛膜、硅化钴膜、硅化铂膜等。
接着，参考图7对形成在光电二极管之上的布线结构和形成在半导体衬底1S之上的转移晶体管Q进行阐释。在图7中，在光电二极管的表面(n型阱NWL和p+型半导体区域PR的表面)之上形成帽盖绝缘膜CAP。帽盖绝缘膜CAP具有保持半导体衬底1S阱的表面特性(界面特性)的功能，并且包括例如氧化硅膜或氮化硅膜。在帽盖绝缘膜CAP之上形成抗反射膜ARF，并且该抗反射膜ARF包括例如氧氮化硅膜。
接着，按照覆盖半导体衬底1S包括栅极电极和抗反射膜ARF的方式，形成层间绝缘膜IL1，并且形成从层间绝缘膜IL1通过并且到达n+型半导体区域NR(漏极区域)的塞PLG。层间绝缘膜IL1包括例如使用TEOS(硅酸四乙酯)作为原料的氧化硅膜；而塞PLG通过下列方法形成——在层间绝缘膜IL1中的接触孔中，嵌入包括例如钛膜和形成在钛膜(钛膜/氮化钛膜)之上的氮化钛膜的阻挡导电膜，以及嵌入形成在阻挡导电膜之上的钨膜。
然后，例如在其中形成有塞PLG的层间绝缘膜IL1之上形成层间绝缘膜IL2等，并且在层间绝缘膜IL2中形成接线L1。例如，层间绝缘膜IL2包括但不限于例如氧化硅膜，并且还可以包括具有比氧化硅膜的介电常数更低的低介电常数膜。作为低介电常数膜，例如，可以使用SiOC膜。进一步地，接线L1包括例如铜接线，并且可以通过大马士革方法形成。在本文中，接线L1不限于铜接线，可以还包括铝线。接着，在其中形成有接线L1的层间绝缘膜IL2之上，形成包括例如氧化硅膜或低介电常数膜的层间绝缘膜IL3，并且在层间绝缘膜IL3中形成接线L2。进一步地，在其中形成有接线L2的层间绝缘膜IL3之上形成层间绝缘膜IL4，并且在层间绝缘膜IL4中形成遮光带SZ。
在本文中，接线L1和L2和遮光带SZ形成为在平面图中不与光电二极管平面地重叠，并且在平面视图中与光电二极管重叠的区域中形成透光部LPR。其目的是使得接线L1和L2和遮光带SZ不要屏蔽进入光电二极管的光。然后，将微透镜OL通过滤色器CF安装在透光部LPR之上。在本文中，安装遮光带SZ是为了隔离进入彼此相邻的光电二极管的光。即，遮光带SZ具有抑制在相邻光接收部之间的光泄漏的进入的功能。
光接收部按照这种方式进行配置，并且下文对操作进行简单阐释。在图7中，当光接收部受到光照射时，首先，入射光通过微透镜OL和滤色器CF。接着，光通过由遮光带SZ分区的透光部LPR，并且进一步地，在通过对可以见光透明的层间绝缘膜IL4至IL1之后，进入抗反射膜ARF。在抗反射膜ARF处，入射光的反射被抑制，并且使足量的入射光进入光电二极管。在光电二极管处，由于入射光的能量大于硅的能带隙，所以光电转换吸收入射光并且产生电子空穴对。在这种情况下产生的电子累积在n型阱NWL中。然后，在适当的定时，接通转移晶体管Q。具体地，向转移晶体管Q的栅极电极施加不低于阈值的电压。然后，在栅极绝缘膜正下方的沟道形成区域中形成沟道区域(n型半导体区域)中，并且转移晶体管Q的源极区域(n型阱NWL)和漏极区域(n+型半导体区域NR)彼此电连通。结果是，累积在n型阱NWL中的电子通过沟道区域到达漏极区域，通过漏极区域行进至布线层，最后被外部电路取走。光接收部按照这种方式运行。
<像素的电路配置>
接着，对配置图像传感器的多个像素中的每个像素的电路配置进行阐释。图8是示出了像素的电路配置的电路图。在图8中，像素包括光电二极管PD、转移晶体管Q、重置晶体管RTr、放大晶体管Atr和选择晶体管STr。光电二极管PD用作将进入像素的入射光转换为电荷的光电转换部，而转移晶体管Q具有转移在光电二极管PD处转换的电荷的功能。进一步地，重置晶体管RTr用作将电荷重置的晶体管，而放大晶体管ATr具有将基于由转移晶体管Q转移的电荷的电压信号放大的功能。而且，选择晶体管STr具有将在放大晶体管Atr处放大的电压信号输出到输出信号线OSL的功能。
在图8中，光电二极管PD的阳极耦合至参考电位(GND)，并且光电二极管PD的阴极电耦合至转移晶体管Q的源极。然后，转移晶体管Q的漏极电耦合至重置晶体管RTr的源极，并且重置晶体管RTr的漏极电耦合至电源电位(VDD)。进一步地，转移晶体管Q的漏极电耦合至放大晶体管ATr的栅极电极，并且放大晶体管ATr的漏极与重置晶体管RTr的漏极一起电耦合至电源电位(VDD)。即，放大晶体管布置以用作源极跟随器。同时，放大晶体管ATr的源极电耦合至选择晶体管STr，并且选择晶体管STr电耦合至输出信号线OSL。在本文中，在从放大晶体管输出的输出电压与输入至放大晶体管的输入电压之比约为1的情况，还被认为是包括在本说明书中引用的术语“放大”的情况下。
对配置图像传感器的像素的电路进行如上文所描述的配置，并且下文将对其操作进行简单阐释。首先，通过光电二极管PD从入射光产生电荷，并且将该电荷累积在光电二极管PD中。然后，当转移晶体管Q接通时，将在光电二极管PD中累积的电荷通过转移晶体管Q向放大晶体管ATr的栅极电极转移。接着，通过放大晶体管Atr对基于电荷的电压信号放大。然后，当选择晶体管STr接通时，将由放大晶体管ATr放大的电压信号输出到输出信号线OSL。以这种方式，可以取出与来自像素的入射光相对应的电压信号。在此处，通过接通重置晶体管RTr，在光电二极管PD中累积的电荷不被取出至输出信号线OSL而是被取出至电源电位侧，并且实施了重置操作。
<像素的版图配置>
接着，对像素的版图配置进行阐释。图9是示出了根据实施例1的像素的示意性版图配置的平面图。在图9中，示出了在半导体衬底中的像素阵列区域(图像传感区域)中形成的多个像素中的像素。如图9所示，在像素中，集成地布置了用作将入射光转换为电荷的光电转换部的光电二极管PD以及用于转移在光电二极管PD处产生的电荷的转移晶体管Q。进一步地，在像素中，用于重置操作的重置晶体管RTr、用于放大基于电荷的电压信号(电信号)的放大晶体管ATr、以及用于选择像素的选择晶体管STr，按照与光电二极管PD与转移晶体管Q隔离的方式被集成地布置。然后，在图9中，光电二极管PD、转移晶体管Q、重置晶体管RTr、放大晶体管ATr和选择晶体管STr被布置为配置如图8所示的电路。
在本文中，当重点放在放大晶体管ATr上时，在图9中，栅极电极GE1为放大晶体管ATr的构成部件，并且放大晶体管ATr的栅极电极GE1中的在平面图中与沟道区域重叠的区域被示出为区域AR。<放大晶体管的器件结构>
下文中，在将重点放在放大晶体管ATr上时，对放大晶体管ATr的器件结构进行阐释。图10是沿在图9中的线A-A所做的截面图。在图10中，在半导体衬底1S的主面侧(表面侧)形成多个元件隔离区域STI，并且在由这些元件隔离区域STI分区的有源区域中形成作为p型半导体区域的p型阱PWL。在p型阱PWL中，将作为n型半导体区域的源极区域SR1和作为n型半导体区域的漏极区域DR1形成为彼此隔离。然后，按照夹设在隔离地形成的源极SR1与漏极DR1之间的方式，形成作为p型半导体区域的沟道区域CH。
在沟道区域CH之上形成栅极绝缘膜GOX，该栅极绝缘膜GOX包括例如氧化硅膜或者具有比氧化硅膜更高的介电常数的高介电常数膜，并且在栅极绝缘膜GOX之上形成栅极电极GE1。栅极电极GE1包括例如多晶硅膜PF1和硅化物膜SL1。硅化物膜SL1可以包括例如硅化镍铂膜、硅化镍膜、硅化钛膜、硅化钴膜、硅化铂膜等。
在栅极电极GE1的两侧的侧壁之上形成包括例如氧化硅膜的侧壁间隔件SW。然后，源极区域SR1包括，按照匹配栅极电极GE1的方式形成的低浓度杂质扩散区域EX1、按照匹配侧壁间隔件SW的方式形成的高浓度杂质扩散区域NR1、以及形成在高浓度杂质扩散区域NR1的表面之上的硅化物膜SL1。同样，漏极区域DR1包括，按照匹配栅极电极GE1的方式形成的低浓度杂质扩散区域EX1、按照匹配侧壁间隔件SW的方式形成的高浓度杂质扩散区域NR1、以及形成在高浓度杂质扩散区域NR1的表面之上的硅化物膜SL1。
根据实施例1的放大晶体管ATr如上所描述地进行配置，按照覆盖放大晶体管ATr的方式形成包括例如氮化硅膜的绝缘膜IF1，并且在绝缘膜IF1之上形成包括例如氧化硅膜的绝缘膜IF2。层间绝缘膜IL1包括绝缘膜IF1和绝缘膜IF2。然后，在层间绝缘膜IL1中形成通过层间绝缘膜IL1并且到达源极区域SR1或漏极区域DR1的接触孔CNT，并且按照嵌入在接触孔CNT中的方式形成塞PLG。塞PLG可以包括例如形成在接触孔CNT的内壁之上的钛/氮化钛膜和嵌入在接触孔CNT中的钨膜。
在形成有塞PLG的层间绝缘膜IL1之上形成包括例如氧化硅膜的层间绝缘膜IL2，并且在层间绝缘膜IL2中形成接线L1。接线L1形成为电耦合至塞PLG。进一步地，在接线L1上方形成多层布线结构，但是省略了对其的阐释。以这样的方式，在半导体衬底1S之上形成放大晶体管ATr，并且在放大晶体管ATr上方形成接线L1。
<实施例1的特征>
在本文中，实施例1的特征在于：在平面图中，氟被引入到放大晶体管ATr的栅极电极GE1中的与沟道区域CH重叠的部分中，以及氟不被引入到半导体衬底1S中。具体地，在图9中，氟被引入到在栅极电极GE1中示出的区域AR中。换言之，在图10中，虽然氟被引入到在沟道区域CH之上的栅极电极GE1中，但氟不被引入到半导体衬底1S中。由此，根据实施例1，可以减少图像传感器的基线噪声并且抑制暗时白点数和暗电流的增加。下面对其原因进行阐释。
在以例如CMOS图像传感器为代表的图像传感器中，有必要减少基线噪声，基线噪声被视为即使在暗时图像也不是纯黑这一现象。已知，基线噪声与1/f噪声强相关，该1/f噪声在被包括在像素中的放大晶体管ATr处产生。因此，降低在放大晶体管处产生的1/f噪声以降低基线噪声很有效。
在这样的背景下，已知，通过减少放大晶体管的栅极绝缘膜GOX中存在的悬挂键来降低放大晶体管ATr的1/f噪声是有效的，作为一种降低悬挂键的方法，存在一种将氟与悬挂键结合的方法。具体地，可以设想通过离子注入的方法来将氟引入到包括放大晶体管ATr的图像传感器中。
同时，根据本发明者的研究结果，发现在用于将氟引入图像传感器的方法中，从减少放大晶体管ATr的栅极绝缘膜GOX中存在的悬挂键的角度来看，用于将氟特定地引入到放大晶体管ATr的栅极电极GE1中的方法最有效。即，作为将氟引入图像传感器的方法，例如还可以想到用于将氟引入半导体衬底1S的内部诸如放大晶体管ATr的源极区域SR1或漏极区域DR1的方法。然而，与这种用于引入氟的方法相比，用于将氟引入放大晶体管ATr的栅极电极GE1的方法可以更加有效地减少放大晶体管Atr的栅极绝缘膜GOX中存在的悬挂键。
图11是示意性地示出了将氟与放大晶体管Atr的栅极绝缘膜GOX中存在的悬挂键结合的情况的视图。如图11所示，考虑了将氟引入到放大晶体管ATr的栅极电极GE1和半导体衬底1S的内部两者中的情况。在这种情况下，如图11所示，栅极绝缘膜GOX中存在的悬挂键DB应该倾向于与引入到栅极电极GE1中的氟结合。原因是：在引入到栅极电极GE1中的氟移至形成在栅极绝缘膜GOX中的悬挂键处的扩散距离，应该比引入到半导体衬底1S的内部中的氟的扩散距离更短。另一原因是：鉴于引入到栅极电极GE1中的氟的扩散方向应该主要向下向着栅极绝缘膜GOX存在之处，所以引入到半导体衬底1S的内部中的氟的扩散方向被认为是水平的及向下的，并且在沟道区域侧扩散的可能性应该更低。即，可以估计，通过距形成在栅极绝缘膜GOX中的悬挂键DB的扩散距离短的事实、以及朝栅极绝缘膜GOX所在方向的扩散占主导的事实的协同效应，引入到栅极电极GE1中的氟容易与放大晶体管ATr的栅极绝缘膜GOX中存在的悬挂键DB结合。结果是，显然，从减少放大晶体管ATr的栅极绝缘膜GOX中存在的悬挂键的角度来看，将氟引入到放大晶体管ATr的栅极电极GE1中的方法是有用的。换言之，可以说，引入到栅极电极GE1中的氟，比引入到半导体衬底1S的内部中的氟，更加倾向于与形成在栅极绝缘膜GOX中的悬挂键结合，并且对悬挂键DB的减少做出了很大贡献。因此，通过减少放大晶体管ATr的栅极绝缘膜GOX中存在的悬挂键，可以减少放大晶体管ATr的1/f噪声，并且最终，从减少图像传感器的基线噪声的角度来看，不必将氟引入到半导体衬底1S的内部中，并且通过将氟引入到放大晶体管ATr的栅极电极GE1中可以高效地实现基线噪声的减少。换言之，由于平面地与沟道区域重叠的悬挂键尤其是个问题，所以为了减少图像传感器的基线噪声，将氟至少引入到放大晶体管ATr的栅极电极GE1中的与沟道区域CH重叠的部分中是足够的。因此，在实施例1中该配置被设计为，使氟可以被引入到放大晶体管ATr的栅极电极GE1中的与沟道区域CH重叠的部分中，以及可以不被引入到半导体衬底1S的内部中。
通过根据实施例1的特定配置，可以获取额外的优点。下文对这点进行阐释。例如，使用离子注入方法来引入氟，但是担心在包括氟的离子束中所包含的污染物(致污物)的不良影响。即，如图11所示，以例如钨(W)为代表的污染物被包含在包括氟的离子束中，并且，如果以钨(W)为代表的金属原子被引入到半导体衬底1S中，那么在图像传感器中的暗时白点数和暗电流可能会不被期望地增加。这可以能是由这一事实造成的：已经侵入到半导体衬底1S中的金属原子扩散，并且从而到达用作光电转换部的光电二极管，并且由此产生缺陷能级。即，据估计，当缺陷能级产生时，在光电二极管中，泄漏电流通过缺陷能级增加，并且泄漏电流的增加导致暗时白点数和暗电流的增加。
结果是，从抑制暗时白点数和暗电流的增加的角度来看，期望不将氟引入到半导体衬底1S的内部中。还是在这点上，将氟引入图像传感器中以便减少图像传感器的基线噪声是有用的。由此，乍看来，从引入氟的角度来看，这似乎是在减少图像传感器的基线噪声与抑制暗时白点数和暗电流之间的折衷。然而，如上所描述的，在实施例1中，已知为了减少图像传感器的基线噪声不必将氟引入到半导体衬底1S的内部中，而是，如果将氟引入到放大晶体管ATr的栅极电极GE1中的与沟道区域CH重叠的部分中至少是足够的。即，为了减少图像传感器的基线噪声，仅有必要将氟引入到放大晶体管ATr的栅极电极GE1中的与沟道区域CH重叠的部分中，但是不必将氟引入到半导体衬底1S的内部中。结果是，通过根据实施例1的特定配置，氟不被引入到半导体衬底1S的内部中，从而可以抑制在引入氟的情况下由钨的侵入所引起的暗时白点数和暗电流的增加。即，通过根据实施例1的将氟引入到放大晶体管ATr的栅极电极GE1中的与沟道区域CH重叠的部分中而不引入到半导体衬底1S的内部中的特定配置，可以实现同时减少图像传感器的基线噪声并且抑制暗时白点数和暗电流增加的显著效果。结果是，根据实施例1，可以改善图像传感器的性能。
本文中，在实施例1中，氟被引入到放大晶体管ATr的栅极电极GE1中的与沟道区域CH重叠的部分中。然而，即使是在这种情况下，引入到栅极电极GE1中的氟也不太可能扩散直至半导体衬底1S的内部，从而，通过实施例1，几乎不发生引入到半导体衬底1S中的金属原子扩散、从而到达用作光电转换部的光电二极管、并且使暗时白点数和暗电流增加的现象。据估计，通过根据实施例1的特定配置，至少能比将氟引入到半导体衬底1S的内部中的配置更能抑制暗时白点数和暗电流的增加，从而，通过根据实施例1的特定配置，可以比将氟引入到半导体衬底1S的内部中的配置更好地改善性能。
<氟注入步骤的插入定时的效果差异>
根据实施例1的图像传感器被如上所描述地配置，下文对其制造方法进行阐释。然而，通过本发明者的研究结果，发现，放大晶体管的1/f噪声减少效果根据氟注入步骤的插入定时而变化，从而首先对这一点进行阐释。
图12是阐释了在图像传感器中包括的放大晶体管的制造步骤的流程的流程图。下文参考该流程图对放大晶体管的制造步骤进行简单阐释。
首先，在半导体衬底的主面侧(表面侧)形成元件隔离区域(S101)之后，在半导体衬底中形成p型阱(S102)。接着，在半导体衬底的主面之上形成栅极绝缘膜(S103)，并且在栅极绝缘膜之上形成第一导电膜(S104)。接着，通过采用光刻技术和蚀刻技术来处理第一导电膜以形成栅极电极(S105)。然后，按照匹配栅极电极的方式在半导体衬底中形成低浓度杂质扩散区域(S106)。接着，在栅极电极的两侧的侧壁之上都形成侧壁间隔件(S107)，并且按照匹配侧壁间隔件的方式形成高浓度杂质扩散区域(S108)。接着，在实施活化退火(activation annealing)(S109)之后，在栅极电极的表面和高浓度杂质扩散区域的表面之上形成硅化物膜(S110)。以这种方式，可以制造放大晶体管。
本文中，实施例1的特征在于，将氟注入到放大晶体管的栅极电极中的与沟道区域平面地重叠的部分中，并且研究了在放大晶体管的制造步骤中的对氟注入步骤的插入定时的改变。
具体地，在图12中，本发明者研究了将氟注入步骤在第一导电膜形成步骤(S104)与栅极电极形成步骤(S105)之间引入的情况(氟注入步骤1)，以及将氟注入步骤在栅极电极形成步骤(S105)与低浓度杂质扩散区域形成步骤(S106)之间引入的情况(氟注入步骤2)。另外，在图12中，本发明者还研究了将氟注入步骤在侧壁间隔件形成步骤(S107)与高浓度杂质扩撒区形成步骤(S108)之间引入的情况(氟注入步骤3)。在这种情况下，在氟注入步骤1至3中，氟注入条件是相同的，例如氟的注入能量为10keV、剂量为3×1015/cm2。
图13是示出了研究结果的图表。在图13中，垂直轴表示放大晶体管的1/f噪声的噪声功率，并且该噪声功率用作为1的无氟注入噪声功率的相对值示出。同时，在水平轴上，分别示出了无氟注入和氟注入步骤1至3的情况。
如图13所示，显然与无氟注入的情况相比在氟注入步骤1中放大晶体管的噪声功率减少了46％，而与无氟注入的情况相比在氟注入步骤2中放大晶体管的噪声功率减少了48％。另外，显然与无氟注入的情况相比在氟注入步骤3中放大晶体管的噪声功率减少了69％。
结果是，显然，不管氟注入步骤的插入定时，与不将氟注入到放大晶体管的栅极电极中的情况相比，在将氟注入到放大晶体管的栅极电极中的与沟道区域平面地重叠的部分中的情况下，可以减少放大晶体管的噪声功率。即，从减少放大晶体管的1/f噪声并且最终减少图像传感器的基线噪声的角度来看，显然将氟注入到放大晶体管的栅极电极中的配置是有用的。
然后，如图13所示，同样显然的，放大晶体管的1/f噪声减少效果根据氟注入步骤的插入定时而变化。即，与无氟注入的情况相比，显然在氟注入步骤1至3中的任意步骤的插入定时下都可以减少放大晶体管的噪声功率，特别是在氟注入步骤3中减少放大晶体管噪声功率的效果最好。结果是，从减少放大晶体管噪声功率的角度来看，显然在通过氟注入步骤3示出的插入定时处实施氟注入的配置是最理想的。
然而，如图13所示，与无氟注入的情况相比，在例如通过氟注入步骤1或氟注入步骤2示出的插入定时处实施氟注入的配置中，也可以减少放大晶体管的噪声功率。
由此可以说，不管何种氟注入步骤的插入定时，实施例1的将氟注入到放大晶体管的栅极电极中的与沟道区域平面地重叠的部分中的技术思想都是有用的。然而在例如通过氟注入步骤3示出的插入定时处实施氟注入的配置中，减少放大晶体管的噪声功率的效果最好，从而可以说，从减少放大晶体管的噪声功率的角度来看该配置是最理想的。
<放大晶体管的制造步骤>
然后，下文参考基于在通过氟注入步骤3示出的插入定时处实施氟注入的配置的附图，对根据实施例1的放大晶体管的制造步骤进行阐释。
首先，如图14所示，准备包括了引入有p型杂质诸如硼(B)的单晶硅的半导体衬底1S。在这种情况下，半导体衬底1S处于近乎盘形半导体晶片的状态下。然后，在半导体衬底1S的主面侧(表面侧)之上形成用于隔离元件的元件隔离区域STI。元件隔离区域STI形成为，使得元件可以互不干扰。例如可以通过LOCOS(硅的局部氧化)方法或STI(浅沟槽隔离)方法来形成元件隔离区域SIT。例如元件隔离区域STI通过STI方法形成，如下所示。即，通过光刻技术和蚀刻技术在半导体衬底1S中形成元件隔离沟槽。然后，氧化硅膜在半导体衬底之上形成为嵌入在元件隔离沟槽中，接着通过化学机械抛光(CMP)方法去除形成在半导体衬底之上的不必要的氧化硅膜。以这样的方式，可以形成具有仅嵌入在元件隔离沟槽中的氧化硅膜的元件隔离区域STI。
接着，通过将杂质引入到由元件隔离区域STI隔离的有源区域来形成p型阱PWL。例如，通过采用离子注入方法来将p型杂质诸如硼引入到半导体衬底1S中以形成p型阱PWL。
接着，在p型阱PWL的表面区域处形成用于形成沟道的半导体区域(未在图中示出)。形成用于形成沟道的半导体区域以便调节用于形成沟道的阈值电压。
接着，如图15所示，在半导体衬底1S之上形成栅极绝缘膜GOX。栅极绝缘膜GOX包括例如氧化硅膜，例如可以通过热氧化方法形成。在本文中，栅极绝缘膜GOX不限于氧化硅膜，可以做出各种修改，并且还可以包括例如氧氮化硅(SiON)膜。即，其可以具有将氮引入到栅极绝缘膜GOX中的结构。与氧化硅膜相比，氧氮化硅膜在抑制在膜中产生界面状态从而减少电子陷阱方面是非常有效的。结果是，可以提高栅极绝缘膜GOX的热载流子电阻和绝缘电阻。进一步地，与氧化硅膜相比，杂质几乎不能穿透氧氮化硅膜。结果是，通过将氧氮化硅膜用作栅极绝缘膜GOX，可以抑制在栅极电极中的杂质朝着半导体衬底1S之侧的扩散所引起的阈值电压的变化。例如，可以通过在包含氮诸如NO、NO2或NH3的气氛中对半导体衬底1S进行热处理，来形成氧氮化硅膜。与此不同地，在半导体衬底1S的表面之上形成包括氧化硅膜的栅极绝缘膜GOX并且将氮引入到栅极绝缘膜GOX中之后，在包含氮的气氛中对半导体衬底1S进行热处理也可以实现类似的效果。
进一步地，栅极绝缘膜GOX可以包括例如具有比氧化硅膜更高的介电常数的高介电常数膜。例如，作为具有比氮化硅膜更高的介电常数的高介电常数膜，可以使用作为铪氧化物中的一种的氧化铪膜(HfO2膜)。进一步地，可以使用通过向氧化铪膜添加铝而形成的HfAlO膜。而且，替代氧化铪膜，还可以使用另一种铪系绝缘膜，诸如铝酸铪膜、HfON膜(氧氮化铪膜)、HfSiO膜(硅酸铪膜)、HfSiON膜(氧氮化铪硅膜)或HfAlO膜。而且，还可以使用通过将氧化物诸如氧化钽、氧化铌、氧化钛、氧化锆、氧化镧或氧化钇等引入到这类铪系绝缘膜中，来形成的铪系绝缘膜。铪系绝缘膜，如氧化铪膜一样，具有比氧化硅膜和氧氮化硅膜更高的介电常数，从而可以产生与使用氧化铪膜的情况相似的效果。
接着，如图16所示，在栅极绝缘膜GOX之上形成多晶硅膜PF1。例如可以通过CVD方法来形成多晶硅膜PF1。接着，通过光刻技术和离子注入方法将n型杂质诸如磷或砷引入到多晶硅膜PF1中。
接着，如图17所示，通过光刻技术和蚀刻技术来处理多晶硅膜PF1以形成栅极电极GE1。在本文中，将n型杂质引入到配置栅极电极GE1的多晶硅膜PF1中。结果是可以：使栅极电极GE1的功函数值为在硅的导带(4.15eV)附近的值；从而，降低包括n沟道MISFET的放大晶体管的阈值电压。在本文中，虽然未在附图中示出，但是，例如在该阶段中，在多个像素中的每个像素中实施用于形成用作光电转换部的光电二极管的p-n结的离子注入。
接着，如图18所示，通过光刻技术和离子注入方法来形成匹配栅极电极GE1的浅的低浓度杂质扩散区域EX1。浅的低浓度杂质扩散区域EX1为n型半导体区域。
接着，如图19所示，在半导体衬底1S之上形成氧化硅膜。氧化硅膜例如可以通过CVD方法形成。然后，通过各向异性蚀刻氧化硅膜，在栅极电极GE1的两侧的侧壁之上均形成侧壁间隔件SW。各个侧壁间隔件SW包括但不限于例如单层膜的氧化硅膜，并且还可以包括氮化硅膜或氧氮化硅膜。否则，侧壁间隔件SW可以包括叠层膜，该叠层膜由氮化硅膜、氧化硅膜和氧氮化硅膜中的一些组合而成。
接着，如图20所示，在其之上形成有栅极电极GE1的半导体衬底1S之上形成抗蚀膜FR1之后，通过光刻技术对抗蚀膜FR1图案化。对抗蚀膜FR1实施图案化以形成在栅极电极GE1上方开口的开口OP1，如图20所示。更具体地，按照使图9所示的区域AR开口的方式，实施该图案化。即，对抗蚀膜FR1实施图案化以是栅极电极GE1中的与沟道区域平面地重叠的部分开口。
然后，如图20所示，使用其中形成有作为掩膜的开口OP1的抗蚀膜FR1，通过离子注入方法，将氟注入到从开口OP1暴露出来的栅极电极GE1的内部中。在这种情况下，氟注入条件例如为：注入能量为3keV至50keV，并且剂量为1×1014/cm2至1×1016/cm2。由此，根据实施例1，可以将氟注入到放大晶体管的栅极电极GE1中的与沟道区域平面地重叠的部分中。
同时，在实施例1中，如图20所示，利用抗蚀膜FR1覆盖除了开口OP1之外的区域。结果是，氟不会注入到半导体衬底1S的用抗蚀膜FR1覆盖的内部中。特别是在通过离子注入方法注入氟的情况下，例如包括有钨作为污染物，但是氟和钨不会注入到半导体衬底1S的用抗蚀膜FR1覆盖的内部中。进一步地，担心钨也会通过开口OP1被注入到栅极电极GE1中，但是据估计，注入到栅极电极GE1中的钨不会扩散到半导体衬底1S的内部。由此，根据实施例1，据估计，氟和钨不会注入直至半导体衬底1S的内部中。结果是，根据实施例1，由于氟不会注入到半导体衬底1S的内部中，所以可以抑制在引入氟时由钨侵入所引起的暗时白点数的增加和暗电流的增加。
在本文中，如图20所示，在将开口OP1的宽度形成为与栅极电极GE1的宽度(在栅极长度方向上的宽度)相同的情况下，有效注入到栅极电极GE1中的氟量可能由于由掩模失配所引起的开口OP1的定位失准而不期望地发生变化。然而，即使是在这种情况下，据估计，在多个像素中的每个像素中所包含的放大晶体管的1/f噪声特性原本就极大地变化，并且由开口OP1的定位失准所引起的注入氟量的一些改变不会变得明显是个问题。进一步地，为了减少由开口OP1的定位失准所引起的注入氟量改变的影响，例如减少开口OP1的宽度至预先估计的定位失准的程度、从而小于栅极电极GE1的宽度的方法，是一种可以采用的对策。
接着，在去除了抗蚀膜FR1之后，如图21所示，通过光刻技术和离子注入方法来形成匹配侧壁间隔件SW的深的高浓度杂质扩散区域NR1。深的高浓度杂质扩散区域NR1是n型半导体区域。源极区域SR1包括深的高浓度杂质扩散区域NR1和浅的低浓度杂质扩散区域EX1。同样地，漏极区域DR1包括深的高浓度杂质扩散区域NR1和浅的低浓度杂质扩散区域EX1。以这种方式，通过形成具有浅的低浓度杂质扩散区域EX1和深的高浓度杂质扩散区域NR1的源极区域SR1和漏极区域DR1，源极区域SR1和漏极区域DR1可以是LDD(轻掺杂漏极)结构。
在按照这种方式形成深的高浓度杂质扩散区域NR1之后，对半导体衬底1S进行约1000℃的热处理。由此，对引入的杂质实施活化。通过在这种情况下热处理，注入到栅极电极GE1中的氟也扩散并且到达栅极绝缘膜GOX。以这种方式，根据实施例1，对引入到源极区域SR1和漏极区域DR1中的导电型杂质实施活化的热处理，还起到使注入到栅极电极GE1中的氟扩散到栅极绝缘膜GOX中的热处理的作用。结果是，根据实施例1，可以通过热处理将在栅极绝缘膜GOX中存在的悬挂键与注入到栅极电极GE1中的氟结合。即，根据实施例1，可以减少在栅极绝缘膜GOX中存在的悬挂键。结果是，根据实施例1，可以减少放大晶体管的1/f噪声，并且最终减少图像传感器的基线噪声。
从以上结果来看，根据实施例1，通过将氟引入到栅极电极GE1中的与沟道区域重叠的部分中但不将氟引入到半导体衬底1S的内部中，既可以减少图像传感器的基线噪声，又可以抑制暗时白点数和暗电流的增加。
接着，如图22所示，在半导体衬底1S之上形成钴膜。在这种情况下，钴膜形成为直接接触栅极电极GE1。同样地，钴膜也直接接触深的高浓度杂质扩散区域NR1。钴膜例如可以通过溅射方法来形成。然后，在形成钴膜之后，通过对半导体衬底1S进行热处理，钴膜与配置栅极电极GE1的多晶硅膜PF1反应，从而形成包括硅化钴膜的硅化物膜SL1。由此，栅极电极GE1变为包括多晶硅膜PF1和硅化物膜SL1的叠层结构。形成硅化物膜SL1是为了降低栅极电极GE1的电阻。同样地，通过热处理，同样在深的高浓度杂质扩散区域NR1的表面之上，钴膜与硅反应，从而形成包括硅化钴膜的硅化物膜SL1。结果是，在源极区域SR1和漏极区域DR1中也实现了电阻降低。然后，从半导体衬底1S之上去除未反应的钴膜。
在本文中，虽然在实施例1中形成了包括硅化钴膜的硅化物膜SL1，但是也可以例如替代硅化钴膜地，由硅化镍膜、硅化钛膜或硅化铂膜形成硅化物膜SL1。
以这种方式，可以制造根据实施例1的放大晶体管Atr。接着，如图23所示，在其之上形成有放大晶体管Atr的半导体衬底1S之上形成包括例如氮化硅膜的绝缘膜IF1，并且在绝缘膜IF1之上形成包括例如氧化硅膜的绝缘膜IF2。由此，可以形成包括绝缘膜IF1和绝缘膜IF2的层间绝缘膜IL1。
接着，如图24所示，通过光刻技术和蚀刻技术形成通过层间绝缘膜IL1并且到达源极区域SR1和漏极区域DR1的接触孔CNT。
接着，如图25所示，在层间绝缘膜IL1之上，包括每个接触孔CNT的底面和内壁之上，形成钛/氮化钛膜。钛/氮化钛膜包括钛膜和氮化钛膜的叠层膜，并且例如可以通过溅射方法形成。钛/氮化钛膜具有所谓的阻挡特性，以例如防止作为嵌入在接触孔CNT中的膜的材料的钨在随后的步骤中扩散到硅中。
接着，按照嵌入在接触孔CNT中的方式在半导体衬底1S的整个主面之上形成钨膜。钨膜例如可以通过CVD方法来形成。然后，例如通过CMP方法来去除在层间绝缘膜IL1之上形成的不必要的钛/氮化钛膜和钨膜以形成塞PLG。
接着，如图10所示，在层间绝缘膜IL1和塞PLG之上形成包括薄的碳氮化硅膜和厚的氧化硅膜的层间绝缘膜IL2。接着，对层间绝缘膜IL2进行图案化，并且通过光刻技术和蚀刻技术通过将碳氮化硅膜用作蚀刻阻止层来对氧化硅膜进行蚀刻。接着，通过对碳氮化硅膜进行蚀刻，在层间绝缘膜IL2中形成布线沟槽。
接着，在布线沟槽中形成包括氮化钽或钽的阻挡金属膜，并且通过电镀方法等在阻挡金属膜之上形成包含铜作为主要组分的导电膜。接着，通过CMP方法等去在布线沟槽之外的铜膜和阻挡金属膜，完成将接线L1嵌入在层间绝缘膜IL2中。接着，在接线L1之上形成多层接线，但是此处中省略了对其的阐释。以这种方式，可以制造配置根据实施例1的图像传感器的一部分的半导体器件。
<修改示例>
在实施例1中，已经基于如下情况进行了阐释：在形成配置源极区域SR1或漏极区域DR1的一部分的深的高浓度杂质扩散区域NR1之前，将氟注入到栅极电极GE1中的与沟道区域平面地重叠的部分中。然而，在实施例1中的技术思想不限于这种情况，例如如修改例中所示，还可以在形成配置源极区域SR1或漏极区域DR1的一部分的深的高浓度杂质扩散区域NR1之后，将氟注入到栅极电极GE1中的与沟道区域平面地重叠的部分中。下文对步骤进行阐释。
在图14至图19所示的步骤之后，如图26所示，通过光刻技术和离子注入方法来形成匹配侧壁间隔件SW的深的高浓度杂质扩散区域NR1。
接着，如图27所示，在其之上形成有栅极电极GE1的半导体衬底1S之上形成抗蚀膜FR1之后，通过光刻技术对抗蚀膜FR1进行图案化。对抗蚀膜FR1进行图案化从而形成开口OP1，该开口OP1在栅极电极GE1中的与沟道区域平面地重叠的部分处开口。
然后，使用其中形成有作为掩模的开口OP1的抗蚀膜FR1，通过离子注入方法将氟注入到从开口OP1暴露出来的栅极电极GE1的内部中。这种情况下，氟注入条件例如为：注入能量为3至50keV，剂量为1×1014/cm2至1×1016/cm2。由此，同样根据修改示例，可以将氟注入到放大晶体管的栅极电极GE1中的与沟道区域平面地重叠的部分中。同时，同样在修改示例中，用抗蚀膜FR1覆盖除了开口OP1之外的区域。结果是，氟和钨(污染物)不会注入到用抗蚀膜FR1覆盖的半导体衬底1S的内部中。
接着，对半导体衬底1S进行约1000℃的热处理。由此，引入到源极区域SR1和漏极区域DR1的杂质被活化。通过在这种情况下的热处理，注入到栅极电极GE1中的氟也扩散并且到达栅极绝缘膜GOX。以这种方式，同样在修改示例中，对引入到源极区域SR1和漏极区域DR1中的导电型杂质实施活化的热处理，还起到使注入到栅极电极GE1中的氟扩散到栅极绝缘膜GOX中的热处理的作用。
从以上结果来看，同样在修改示例中，通过将氟引入到栅极电极GE中的与沟道区域重叠的部分中但不将氟引入到半导体衬底1S的内部中，可以减少图像传感器的基线噪声，并且可以抑制暗时白点数和暗电流的增加。
在实施例1和上述修改示例中，在即将对引入到源极区域SR1和漏极区域DR1中的杂质进行活化的热处理之前的步骤中，将氟引入到栅极电极GE1中的与沟道区域平面地重叠的部分中。在这种情况下，如段落<氟注入步骤的插入定时的效果差异>中所阐释的，减少放大晶体管的噪声功率的效果最好。
然而，根据实施例1的技术思想并不限于这种情况，也可以在如图12所示的氟注入步骤1或氟注入步骤2中示出的插入定时处，将氟引入到栅极电极GE1中的与沟道区域平面地重叠的部分中。在这种情况下，虽然减少放大晶体管的噪声功率的效果不是最好，但是，但是即使采用该配置，也可以通过在紧接着氟注入步骤1或氟注入步骤2中示出的插入定时之后引入额外的高温热处理，来使得减少放大晶体管噪声功率的效果增加。即，对于减少放大晶体管的噪声功率的效果，在即将进行高温热处理之前的步骤中，采取将氟注入到栅极电极GE1中的与沟道区域平面地重叠的部分中的配置是有用的。从这个角度看，通过在紧接着如图12所示的氟注入步骤1或氟注入步骤2中示出的插入定时之后引入另外的高温热处理，可以使得减少放大晶体管噪声功率的效果增加。
(实施例2)
在实施例2中，对在形成层间绝缘膜之后将氟注入到栅极电极中的与沟道区域平面地重叠的部分中的情况进行阐释。
首先，在不插入氟注入步骤的情况下，基于如图12所示的流程图在半导体衬底之上形成放大晶体管。接着，如图28所示，在其之上形成有放大晶体管ATr的半导体衬底1S之上，例如通过CVD方法，形成包括氮化硅膜的绝缘膜IF1和包括形成在绝缘膜IF1之上的氧化硅膜的绝缘膜IF2。由此，可以形成包括绝缘膜IF1和绝缘膜IF2的层间绝缘膜IL1。
在本文中，如图28所示，在根据实施例2的放大晶体管Atr中，在源极区域SR1和漏极区域DR1处形成包括例如硅化钴膜的硅化物膜SL1，但是不在栅极电极GE1处形成硅化物膜SL1。其目的是使得，在随后的步骤中当氟被引入到栅极电极GE1中的与沟道区域平面地重叠的部分中时难以通过硅化物膜SL1注入氟。因此，在实施例2中，理想的是不在整个栅极电极GE1之上形成硅化物膜SL1，而是仅在栅极电极GE1中的与沟道区域平面地重叠的部分处不形成硅化物膜SL1。原因是：通过在除了栅极电极GE1之外的部分处形成硅化物膜SL1，可以降低栅极电极GE1的电阻，并且还可以降低在栅极电极GE1与耦合至栅极电极GE1的塞之间的接触电阻。
接着，如图29所示，在平面图中，去除形成栅极电极GE1中的与沟道区域重叠的部分之上的绝缘膜IF2，并且通过光刻技术和蚀刻技术，来对层间绝缘膜IL1进行图案化从而暴露出绝缘膜IF1。即，如图29所示，在栅极电极GE1中与的沟道区域重叠的部分之上形成开口OP2，绝缘膜IF1从该开口OP2的底面暴露出来。
接着，通过将图案化的层间绝缘膜IL1用作掩模，将氟引入到栅极电极GE1中的与沟道区域重叠的部分中。然而，在实施例2中，用层间绝缘膜IL1覆盖除了开口OP2之外的区域。结果是，氟和钨(污染物)不会注入到用层间绝缘膜IL1覆盖的半导体衬底1S的内部中。特别是，当通过离子注入方法注入氟时，例如钨作为污染物被包括在内，但是氟和钨不会注入到用层间绝缘膜IL1覆盖的半导体衬底1S的内部中。进一步地，担心钨也会通过开口OP2被注入到栅极电极GE1中，但是据估计，注入到栅极电极GE1中的钨不会扩散直至半导体衬底1S的内部。由此，根据实施例2，据估计氟和钨不会注入到半导体衬底1S的内部中。结果是，根据实施例2，由于钨不会注入到半导体衬底1S的内部中，所以可以抑制在引入氟时由钨侵入所引起的暗时白点数的增加和暗电流的增加。
接着，对半导体衬底1S进行约650℃的热处理。由此，引入到栅极电极GE1中的氟扩散并且到达栅极绝缘膜GOX。结果是，根据实施例2，可以通过热处理来将在栅极绝缘膜GOX中存在的悬挂键与注入到栅极电极GE1中的氟结合。即，根据实施例2，可以减少在栅极绝缘膜GOX中存在的悬挂键。由此，根据实施例2可以：减少放大晶体管的1/f噪声；以及，最终减少图像传感器的基线噪声。
由此，同样实施例2中，通过将氟引入到栅极电极GE中的与沟道区域重叠的部分中但是不将氟引入到半导体衬底1S的内部中，既可以减少图像传感器的基线噪声，而且可以抑制暗时白点数和暗电流的增加。
接着，如图30所示，例如通过CVD方法来在形成有开口OP2的绝缘膜IF2之上形成包括氧化硅膜的绝缘膜IF3。由此，将绝缘膜IF3嵌入在形成在绝缘膜IF2中的开口OP2中。然后，例如通过CMP方法对绝缘膜IF3的表面进行平坦化。
随后的步骤与实施例1相同。以这种方式，可以制造出配置根据实施例2的图像传感器的一部分的半导体器件。
此处，在注入氟之后所实施的热处理，也可以在例如在层间绝缘膜IL1中形成接触孔之后实施。在这种情况下，也实现了能够通过热处理来修复在形成接触孔时所引起的蚀刻损坏的效果。
进一步地，根据实施例2，如图29所示，通过层间绝缘膜IL1防止氟和钨(污染物)被引入到半导体衬底1S的内部中。以这种方式，根据实施例2，将氟引入到层间绝缘膜IL1中，并且通过将氟引入到层间绝缘膜IL1中实现了如下优点。即，层间绝缘膜IL1的一部分包括绝缘膜IF2，而绝缘膜IF2包括氧化硅膜。在这种情况下，当将氟引入到氧化硅膜中时，形成了SiOF膜，并且该SiOF膜的介电常数低于氧化硅膜的介电常数。即，根据实施例2，层间绝缘膜IL1包括称为SiOF膜的低介电常数膜。结果是，根据实施例2也可以实现能够减少寄生电容的效果。
<修改示例1>
在实施例2中，已经基于例如如图29所示的通过对配置层间绝缘膜IL1的一部分的绝缘膜IF2进行蚀刻来在层间绝缘膜IL1中形成开口OP2的情况，进行了阐释。与之形成对照地，例如如图31所示的，还可以采取如下配置：通过CMP方法对层间绝缘膜IL1的表面进行抛光，来暴露出栅极电极GE1中的与沟道区域重叠的部分之上的绝缘膜IF1。
在按照这种方式配置的修改示例1中，由于在整个栅极电极GE1之上绝缘膜IF1暴露，那么栅极电极GE1中的除了与沟道区域重叠的部分之外的部分例如用抗蚀剂膜覆盖，接着将氟注入到重叠区域中。在同样按照这种方式配置的修改示例1中，可以实现与实施例2相似的效果。在本文中，通过将图29与图31进行比较，显而易见在修改示例1中层间绝缘膜IL1的厚度小。结果是，从不将氟和钨(污染物)最大程度地注入到半导体衬底1S的内部的角度看，可以说，在层间绝缘膜IL1的厚度厚的状态下注入氟的实施例2更加理想。
<修改示例2>
在实施例2中，已经基于例如如图29所示的形成开口OP2使绝缘膜IF1从开口OP2的底面暴露出来的情况，进行了阐释。与之形成对照地，例如如图32所示的，还可以对层间绝缘膜IL1进行图案化以去除栅极电极GE1中的在平面图中与沟道区域重叠的部分之上形成的绝缘膜IF2和绝缘膜IF1，并且可以通过光刻技术和蚀刻技术将在重叠部分之上的栅极电极GE1暴露出来。即，如图32所示，可以形成暴露出栅极电极GE1中的与沟道区域重叠的部分的顶面的开口OP3。同样在这种情况下，通过将图案化的层间绝缘膜IL1用作掩模，将氟引入到栅极电极GE1中的与沟道区域重叠的部分中。同时，同样在修改示例2中，用层间绝缘膜IL1覆盖除了开口OP3之外的区域。结果是，氟和钨(污染物)不会注入到用层间绝缘膜IL1覆盖的半导体衬底1S的内部中。由此，同样在修改示例2中，可以实现与实施例2相似的效果。
此处，作为修改示例的一个优点，由于暴露出了栅极电极GE1中的与沟道区域重叠的部分，所以例如可以：将钴膜形成为，在将氟注入到重叠部分之后钴膜直接接触重叠部分；以及，接着进行用于硅化步骤的热处理。由此，根据修改示例2，也可以在栅极电极GE1中的与沟道区域重叠的部分处形成硅化物膜。由此，根据修改示例2，可以比实施例2进一步减少栅极电极GE1的电阻。特别是，根据修改示例2，还可以通过用于硅化步骤的热处理来使得注入到栅极电极GE1中的氟扩散到栅极绝缘膜GOX中。
(实施例3)
在实施例1中，基于如下配置示例已经进行了阐释：在作为像素的构成部件的放大晶体管中，将氟引入到栅极电极中的与沟道区域重叠的部分中，但不将氟引入半导体衬底的内部中。进一步地在实施例3中，将基于如下配置示例进行阐释：同样在配置外围电路的p沟道场效应晶体管中，将氟引入到栅极电极中的与沟道区域重叠的部分中，但不将氟引入半导体衬底的内部中。
图33是示出了根据实施例3的形成有图像传感器的半导体芯片的示意性配置的平面图。如图33所示，在根据实施例3的半导体芯片CHP中，存在多个像素以矩阵的方式布置的像素阵列区域PXLR以及按照围住像素阵列区域PXLR的方式布置的外围电路区域PER。在外围电路区域PER中形成了用于控制在像素阵列区域PXLR中形成的多个像素的外围电路，并且在外围电路中包括例如n沟道场效应晶体管和p沟道场效应晶体管。
图34是示出了在图33中示出的像素阵列区域PXLR中的多个像素中的每个像素处形成的放大晶体管Atr的截面配置和在图33中示出的外围电路区域PER中的外围电路处形成的p沟道场效应晶体管Q2的截面配置的视图。在图34中，放大晶体管Atr的截面配置与实施例1相同(参考图10)。
首先，下面对p沟道场效应晶体管Q2的截面配置进行阐释。在图34中，在半导体衬底1S的主面侧(表面侧)上形成多个元件隔离区域STI，并且在由元件隔离区域STI分区后的有源区域中形成作为n型半导体区域的n型阱NWL。在n型阱NWL中，作为p型半导体区域的源极区域SR2和作为p型半导体区域的漏极区域DR2形成为彼此隔离。然后，按照夹设在隔离地形成的源极区域SR2与漏极区域DR2之间的方式，形成作为n型半导体区域的沟道区域CH。
在沟道区域CH之上形成栅极绝缘膜GOX，该栅极绝缘膜GOX包括例如氧化硅膜或者具有比氧化硅膜更高的介电常数的高介电常数膜，并且在栅极绝缘膜GOX之上形成栅极电极GE2。栅极电极GE2包括例如多晶硅膜PF2和硅化物膜SL1。硅化物膜SL1可以包括，例如硅化镍铂膜、硅化镍膜、硅化钛膜、硅化钴膜、硅化铂膜等。
在栅极电极GE2的两侧的侧壁之上都形成包括例如氧化硅膜的侧壁间隔件SW。然后，源极区域SR2包括：按照匹配栅极电极GE2的方式形成的低浓度杂质扩散区域EX2、按照匹配侧壁间隔件SW的方式形成的高浓度杂质扩散区域PR1、以及形成在高浓度杂质扩散区域PR1的表面之上的硅化物膜SL1。同样地，漏极区域DR2包括：按照匹配栅极电极GE2的方式形成的低浓度杂质扩散区域EX2、按照匹配侧壁间隔件SW的方式形成的高浓度杂质扩散区域PR1、以及形成在高浓度杂质扩散区域PR1的表面之上的硅化物膜SL1。
根据实施例3的p沟道场效应晶体管Q2被如上所描述地配置，按照覆盖p沟道场效应晶体管Q2的方式形成包括例如氮化硅膜的绝缘膜IF1，并且在绝缘膜IF1之上形成包括例如氧化硅膜的绝缘膜IF2。层间绝缘膜IL1包括了绝缘膜IF1和绝缘膜IF2。然后，在层间绝缘膜IL1中形成通过层间绝缘膜IL1并且到达源极区域SR2或漏极区域DR2的接触孔CNT，并且按照嵌入在接触孔CNT中的方式形成塞PLG。塞PLG可以包括例如形成在接触孔CNT的内壁之上的钛/氮化钛膜和嵌入在接触孔CNT中的钨膜。
在形成有塞PLG的层间绝缘膜IL1之上形成包括例如氧化硅膜的层间绝缘膜IL2，并且在层间绝缘膜IL2中形成接线L1。接线L1形成为电耦合至塞PLG。进一步地，在接线L1上方形成多层布线结构，但是省略了对其的阐释。以这种方式，在外围电路区域PER中，在半导体衬底1S之上形成p沟道场效应晶体管Q2，并且在p沟道场效应晶体管Q2之上形成接线L1。
此处在实施例3中，重点放在被包括在形成在外围电路区域PER中的外围电路中的p沟道场效应晶体管Q2。然后，实施例3的特征点在于，在p沟道场效应晶体管Q2中采用了如下配置：将氟引入到在栅极电极GE2中的与沟道区域CH重叠的部分中，但不将氟引入半导体衬底1S的内部中。
下文对根据实施例3的优点进行阐释。例如，已知在p沟道场效应晶体管中产生称为NBTI(负偏压温度不稳定性)的退化现象。“NBTI”是这样一种现象：当半导体衬底的电位相对于p沟道场效应晶体管的栅极电极为负的状态下，当半导体芯片的温度上升时，p沟道场效应晶体管的阈值电压的绝对值逐渐提高。结果是，“NBTI”引起了p沟道场效应晶体管的速度随着时间推移而降低的退化现象。随着在p沟道场效应晶体管内部中的电场强度根据小型化而增加，“NBTI”变得明显。据估计，“NBTI”是由界面状态的增加和在栅极绝缘膜中的正电荷的增加所引起的。
具体地，“NBTI”的机制估计如下。存在于在栅极绝缘膜(SiO2)与半导体衬底(Si)之间的界面处的悬挂键被氢活化并且作为Si-H而存在，但是Si-H会引起电化学反应并且由于高温、高偏压的应力以及存在正空穴(空穴)而释放氢。在这种情况下，悬挂键变为界面状态，并且氢扩散入栅极绝缘膜中。结果是，分散在栅极绝缘膜中的一部分氢与在栅极绝缘膜中的缺陷相结合，并且形成陷阱。据估计，由界面状态的增加所引起的电荷、以及在栅极绝缘膜中的陷阱，都与阈值电压的绝对值的增加有关。
而且，已知为了改善“NBTI”将氟与悬挂键结合是有效的。即，如实施例1所阐释的将氟与悬挂键结合的配置，不仅从减少放大晶体管ATr的1/f噪声的角度来讲是有效的，而且从改善p沟道场效应晶体管Q2的“NBTI”的角度来讲也是有效的。
在这样的背景下，在实施例3中，在p沟道场效应晶体管Q2中采用了如下配置：将氟引入到在栅极电极GE2中的与沟道区域CH重叠的部分中，但不将氟引入到半导体衬底1S的内部中。在这种情况下，不将氟引入到半导体衬底1S的内部中的原因是：由于假设根据实施例3的p沟道场效应晶体管Q2形成在图像传感器的外围电路中，因而如果将氟引入到半导体衬底1S的内部中，同时也引入作为污染物的钨，则担心由于钨从外围电路区域PER扩散到在半导体芯片CHP中的像素阵列区域PXLR而造成暗时白点数和暗电流增加。另外的原因是：通过与实施例1相似的机构，引入到栅极电极GE2的氟与引入到半导体衬底1S的内部中的氟相比更加倾向于与形成在栅极绝缘膜GOX中的悬挂键结合，并且据估计极大地有助于减少悬挂键。由此，根据实施例3，与实施例1一样地可以：既可以减少图像传感器的基线噪声，又可以抑制暗时白点数和暗电流的增加；以及，还改善了被包括在外围电路中的p沟道场效应晶体管Q2的“NBTI”。结果是，通过根据实施例3的图像传感器，可以改善可以靠性和性能。
虽然至此已经基于实施例对本发明人所做出的本发明进行了具体地阐释，但是不言而喻地，本发明并不局限于这些实施例，并且在不脱离要旨的范围内，可以对本发明进行各种修改。
虽然在实施例中已经基于具有形成在半导体衬底的成像区域中的多个像素的图像传感器以及在各自像素中的放大晶体管而进行了阐释，但是，在实施例中的技术思想不限于这种情况，并且也可以例如适用于具有放大晶体管被在成像区域中包括的多个像素中的任意数量的像素所共用的配置。

Claims (9)

1.一种用于制造固态图像传感器件的方法，所述固态图像传感器件设置有具有成像区域的半导体衬底，所述成像区域中形成有多个像素，
其中所述成像区域形成有：
光电转换部，用于将入射光转换为电荷；以及
放大晶体管，用于放大基于所述电荷的电信号，
每个所述放大晶体管包括：
源极区域和漏极区域，按照彼此隔离的方式形成在所述半导体衬底中；
沟道区域，夹设在所述源极区域与所述漏极区域之间；
栅极绝缘膜，形成在所述沟道区域之上；以及
栅极电极，形成在所述栅极绝缘膜之上，
所述方法包括以下步骤：
(a)在所述半导体衬底之上形成所述栅极绝缘膜；
(b)在所述栅极绝缘膜之上形成第一导电膜；
(c)将所述第一导电膜图案化，并形成所述栅极电极；
(d)在所述步骤(c)之后，在所述半导体衬底中形成所述源极区域和所述漏极区域；
(e)在所述步骤(d)之后，在平面图中，将氟引入到所述栅极电极中的与所述沟道区域重叠的部分中；以及
(f)在所述步骤(e)之后，加热所述半导体衬底。
2.根据权利要求1所述的用于制造固态图像传感器件的方法，其中，所述步骤(e)包括以下步骤：
(e1)在平面图中，使得所述栅极电极中的与所述沟道区域重叠的区域是开口的，以及形成用于覆盖除了所述重叠区域之外的区域的抗蚀膜；以及
(e2)在平面图中，通过将所述抗蚀膜用作掩膜，将氟引入到所述栅极电极中的与所述沟道区域重叠的所述部分中。
3.根据权利要求2所述的用于制造固态图像传感器件的方法，其中所述步骤(e2)通过离子注入方法实施。
4.根据权利要求3所述的用于制造固态图像传感器件的方法，其中在所述步骤(e2)中，引入不少于1×1014/cm2的剂量的氟。
5.根据权利要求1所述的用于制造固态图像传感器件的方法，其中在所述步骤(f)中，以不低于650℃的加热温度加热所述半导体衬底。
6.根据权利要求1所述的用于制造固态图像传感器件的方法，
所述方法在所述步骤(d)之后并且在所述步骤(e)之前，包括以下步骤：
(g)在所述半导体衬底之上形成层间绝缘膜，所述层间绝缘膜是用于覆盖所述栅极电极的层间绝缘膜，并且包括第一绝缘膜和形成在所述第一绝缘膜之上的第二绝缘膜；以及
(h)在平面图中，将所述层间绝缘膜图案化，从而使得通过去除形成在所述栅极电极中的与所述沟道区域重叠的所述部分之上的所述第二绝缘膜，来暴露出在所述重叠部分之上的所述第一绝缘膜，以及
其中在所述步骤(e)中，在所述步骤(h)之后，通过将图案化的所述层间绝缘膜用作掩膜，来将氟引入到所述重叠部分中。
7.根据权利要求6所述的用于制造固态图像传感器件的方法，所述方法包括以下步骤：
(i)在所述步骤(e)之后，形成接触孔，所述接触孔通过所述层间绝缘膜并且到达所述源极区域或所述漏极区域。
8.根据权利要求7所述的用于制造固态图像传感器件的方法，其中所述步骤(f)在所述步骤(i)之后实施。
9.根据权利要求1所述的用于制造固态图像传感器件的方法，
所述方法在所述步骤(d)之后并且在所述步骤(e)之前，包括以下步骤：
(j)在所述半导体衬底之上，形成用于覆盖所述栅极电极的层间绝缘膜；以及
(k)在平面图中，将所述层间绝缘膜图案化，从而使得通过去除形成在所述栅极电极中的与所述沟道区域重叠的所述部分之上的所述层间绝缘膜，来暴露出所述重叠部分，
其中在所述步骤(e)中，在所述步骤(k)之后，通过将图案化的所述层间绝缘膜用作掩膜，来将氟引入到所述重叠部分中。
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