JP2006216615A - Cmos固体撮像装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 画素内のアンプトランジスタTr 3のゲート電極301上及びソース・ドレイン領域322、323上に、サイドウォール形成材料膜134が存在せず、アンプトランジスタTr3のゲート電極301及びソース・ドレイン領域322,323が非シリサイド化されて成る。
【選択図】 図1
Description
図8Aに示すように、シリコン半導体基板1を用意する。この半導体基板1の画素領域(いわゆる撮像領域)となる第1の領域2上にゲート絶縁膜5を介して各画素の転送トランジスタTr1のゲート電極6、リセットトランジスタTr2のゲート電極7及びアンプトランジスタTr3のゲート電極8を形成する。また、半導体基板1のCMOSロジック回路による周辺回路となる第2の領域3上にゲート絶縁膜11を介してCMOSトランジスタのゲート電極を形成する。図ではnチャネルMOSトランジスタTr4のゲート電極12のみを示す。次いで、半導体基板11の全面にシリコン酸化膜14とシリコン窒化膜15の積層膜によるシリサイドブロック膜16を成膜した後、画素のフォトダイオード形成領域4をレジストマスク18で被覆して、各ゲート電極6、7、8及び12をマスクにn型不純物をイオン注入してセルファラインにてLDD構造のn型低濃度不純物領域21及び31を形成する。
の構成のCMOS固体撮像装置では、いずれも画素をより微細化して行ったときに、画質劣化を抑えられない。
本発明は、このCMOS固体撮像装置において、画素内のアンプトランジスタのゲート電極及びソース・ドレイン領域直上の層間絶縁膜と、画素外の周辺回路に存在するシリサイド化されたトランジスタのゲート電極及びソース・ドレイン領域直上の層間絶縁膜とが、異なるようした構成とする。
シリサイド化したトランジスタの場合、ソース・ドレイン領域形成のイオン注入を、シリサイドブロック膜を介することなく、半導体基板及びゲート電極へ直接注入している。同等の深さのソース・ドレイン領域を形成するとき、直接注入は、膜越し注入と比較して、急峻なイオンプロファイルが形成される。つまり、シリサイド化したトランジスタのソース・ドレイン領域及びゲート電極のイオンプロファイルシリサイド化されないトランジスタよりも急峻であり、それが、1/fノイズ低減に効いていると考えられる。
一方、両者の構成上の他の違いは、イオン注入後の活性化のための熱処理時に、トランジスタ上に硬い膜(例えばSiN膜のような絶縁膜)の存在の有無である。硬い膜が存在しているときは、熱処理でソース・ドレイン領域、ゲート電極下のチャネル部などの表面にストレスが発生し、特にチャネル部に準位が発生する。この準位が1/fノイズの発生に影響すると考えられる。
また、アンプトランジスタは他の画素内トランジスタと共に非シリサイド化されているので、シリサイド金属による接合リークの発生がなく、白点を抑えることができ、画質を向上することができる。
従って、高画質のCMOS固体撮像装置を提供することができる。
画素内のアンプトランジスタのゲート電極及びソース・ドレイン領域直上の層間絶縁膜と、画素外の周辺回路に存在するシリサイド化されたトランジスタのゲート電極及びソース・ドレイン領域直上の層間絶縁膜とが異なる構成としたことにより、アンプトランジスタのシリサイド化を阻止することができる。
アンプトランジスタを層間絶縁膜となる第2のシリサイドブロック膜で被覆してシリサイド処理を行うので、アンプトランジスタをシリサイド化することがなく、画素内のトランジスタにおける接合リークを抑制することができる。これによって、白点の発生が低減する。
これによって、複数のnチャネルMOSトランジスタ、すなわち転送トランジスタTr1、リセットトランジスタTr2及びアンプトランジスタTr3が形成される。
アンプトランジスタTr3では、そのゲート電極301上及びソース・ドレイン領域322、323上にサイドウォール形成材料となる第1のシリサイドブロック膜134が存在せず、そのゲート電極301の側壁に第1、第2及び第3の絶縁膜135、136及び137のよる3層膜構造のサイドウォール133が形成される。このアンプトランジスタTr3のサイドウォール133は、周辺回路108であるCMOSロジック回路のMOSトランジスタTr4、Tr5でのサイドウォール138と同じ構造を有している。
Claims (6)
- 画素内のアンプトランジスタのゲート電極上及びソース・ドレイン領域上に、サイドウォール形成材料膜が存在せず、
前記アンプトランジスタのゲート電極及びソース・ドレイン領域が非シリサイド化されて成る
ことを特徴とするCMOS固体撮像装置。 - 前記画素内のアンプトランジスタと、画素外の周辺回路に存在するシリサイド化されたトランジスタとが、同じサイドウォール構造を有して成る
ことを特徴とする請求項1記載のCMOS固体撮像装置。 - 前記画素内のアンプトランジスタのゲート電極及びソース・ドレイン領域直上の層間絶縁膜と、前記画素外の周辺回路に存在するシリサイド化されたトランジスタのゲート電極及びソース・ドレイン領域直上の層間絶縁膜とが、異なる
ことを特徴とする請求項3記載のCMOS固体撮像装置。 - 画素内のトランジスタのゲート電極上及びソース・ドレイン領域の形成領域上にわたってサイドウォール形成材料となる第1のシリサイドブロック膜を形成する第1の工程と、
前記第1のシリサイドブロック膜を選択的にエッチバック処理して、前記前記画素内のトランジスタのうち、アンプトランジスタのゲート電極上及びソース・ドレイン領域の形成領域上のシリサイドブロック膜を除去すると共に、アンプトランジスタのゲート電極の側壁に第1のシリサイドブロック膜による第1のサイドウォールを形成する第2の工程と、
前記アンプトランジスタ及び他のトランジスタのゲート電極の側壁に第2のサイドウォールを形成する第3の工程と、
選択的にイオン注入して、それぞれアンプトランジスタと他のトランジスタのソース・ドレイン領域を形成する第4の工程と、
前記アンプトランジスタを層間絶縁膜となる第2のシリサイドブロック膜で被覆してシリサイド処理を行う第5の工程とを有する
ことを特徴とするCMOS固体撮像装置の製造方法。 - 前記第2の工程において、画素外の周辺回路にシリサイド化されるべきトランジスタのゲート電極の側壁に前記第1のシリサイドブロック膜による第1のサイドウォールを形成し、
前記第3の工程において、前記周辺回路の前記トランジスタのゲート電極の側壁に前記第2のサイドウォールを形成し、
前記第4の工程において、前記周辺回路の前記トランジスタのソース・ドレイン領域を形成する
ことを特徴とする請求項4記載のCMOS固体撮像装置の製造方法。 - 前記第5の工程において、前記周辺回路の前記トランジスタをシリサイド化し、
その後に前記画素内のトランジスタ及び前記周辺回路のトランジスタ上に更なる層間絶縁膜を形成する工程を有する
ことを特徴とする請求項5記載のCMOS固体撮像装置の製造方法。
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