JP2008041726A - 光電変換装置、光電変換装置の製造方法及び撮像システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 複数の光電変換素子と該光電変換素子の電荷に基づく信号を読み出すための第1のMOSトランジスタとが配された光電変換領域と、前記第1のMOSトランジスタの駆動もしくは前記光電変換領域から読み出される信号の増幅の少なくとも一方を行なう第2のMOSトランジスタが配された周辺回路領域とが、同一の半導体基板に配された光電変換装置であって、前記第1のMOSトランジスタのドレインの不純物濃度は、前記第2のMOSトランジスタのドレインの不純物濃度よりも低いことを特徴とする。
【選択図】 図4
Description
図4は本実施例の光電変換装置の模式的断面図である。本実施例においては、光電変換領域に配されるMOSトランジスタとしてリセットMOSトランジスタを例に説明する。
本実施例においては、光電変換装置の製造方法に関して説明する。図5(a)〜(e)に製造方法のフローを示す。
本実施例においては、光電変換領域に配されるMOSトランジスタとして、増幅MOSトランジスタの構造を説明する。これは第1、2の実施例で説明したリセットMOSトランジスタの構成と組み合わせることも可能である。
図7は本実施例の光電変換装置の断面構造である。第1〜第3の実施例と同様の機能を有するものには同様の番号を付し詳細な説明は省略する。
本実施例においては、ドレインの、導電体と直接接触する領域に関して説明する。一般的にMOSトランジスタを形成するソース・ドレインと配線を電気的に接続するコンタクトプラグ等の導電体は、低抵抗かつオーミック特性を示すことが求められる。金属不純物に起因する点キズに敏感な光電変換装置においては、シリサイド・サリサイドを形成するプロセスをあえて適用しない場合が考えられる。したがって特に光電変換装置において、ドレインと導電体とのオーミックコンタクトの取り方は重要となる。
図8は、本発明による光電変換装置をカメラに応用する場合の回路ブロックの例を示したものである。撮影レンズ1002の手前にはシャッター1001があり、露出を制御する。絞り1003により必要に応じ光量を制御し、光電変換装置1004に結像させる。光電変換装置1004から出力された信号は信号処理回路1005で処理され、A/D変換器1006によりアナログ信号からディジタル信号に変換される。出力されるディジタル信号はさらに信号処理部1007で演算処理される。処理されたディジタル信号はメモリ1010に蓄えられたり、外部I/F1013を通して外部の機器に送られる。光電変換装置1004、撮像信号処理回路1005、A/D変換器1006、信号処理部1007はタイミング発生部1008により制御される他、システム全体は全体制御部・演算部1009で制御される。記録媒体1012に画像を記録するために、出力ディジタル信号は全体制御部・演算部で制御される記録媒体制御I/F部1011を通して、記録される。
101、1001 光電変換領域
102、1002 周辺回路領域
3 浮遊拡散領域
2,4,5 MOSトランジスタ
Claims (11)
- 複数の光電変換素子と該光電変換素子の電荷に基づく信号を読み出すための第1のMOSトランジスタとが配された光電変換領域と、
前記第1のMOSトランジスタの駆動もしくは前記光電変換領域から読み出される信号の増幅の少なくとも一方を行なう第2のMOSトランジスタが配された周辺回路領域とが、同一の半導体基板に配された光電変換装置であって、
前記第1のMOSトランジスタのドレインの不純物濃度は、前記第2のMOSトランジスタのドレインの不純物濃度よりも低いことを特徴とする光電変換装置。 - 複数の光電変換素子と該光電変換素子の電荷に基づく信号を読み出すための第1のMOSトランジスタとが配された光電変換領域と、
前記第1のMOSトランジスタの駆動もしくは前記光電変換領域から読み出される信号の増幅の少なくとも一方を行なう第2のMOSトランジスタが配された周辺回路領域とが、同一の半導体基板に配された光電変換装置であって、
前記第1、第2のMOSトランジスタのドレインは、導電体と直接接触している第1の領域と、該第1の領域と前記第1、第2のMOSトランジスタのそれぞれのチャネルとの間に配された第2の領域とを有し、前記第2のMOSトランジスタの第2の領域は、更に、チャネルに近接した第3の領域と、該第3の領域と第1の領域の間に配された第4の領域を有しており、
前記第1のMOSトランジスタの第2の領域の不純物濃度は、前記第2のMOSトランジスタの第4の領域の不純物濃度よりも低いことを特徴とする光電変換装置。 - 前記第2のMOSトランジスタのドレインは、LDD構造であることを特徴とする請求項2に記載の光電変換装置。
- 前記第2のMOSトランジスタのゲート電極の側壁にサイドスペーサが配されており、前記第1のMOSトランジスタのゲート電極の側壁にはサイドスペーサが配されていないことを特徴とする請求項2または3に記載の光電変換装置。
- 前記光電変換素子及び前記第1のMOSトランジスタの全体を覆って絶縁膜が配されており、前記第2のMOSトランジスタのサイドスペーサは、前記絶縁膜と同じ層構成であることを特徴とする請求項4に記載の光電変換装置。
- 前記絶縁膜は前記光電変換素子表面での入射光の反射を低減する反射防止膜であることを特徴とする請求項5に記載の光電変換装置。
- 前記反射防止膜は水素分子を多量に含むシリコン窒化膜である請求項6記載の光電変換装置。
- 複数の光電変換素子と該光電変換素子の電荷に基づく信号を読み出すための第1のMOSトランジスタとが配された光電変換領域と、
前記第1のMOSトランジスタの駆動もしくは前記光電変換領域から読み出される信号の増幅の少なくとも一方を行なう第2のMOSトランジスタが配された周辺回路領域とが、同一の半導体基板に配された光電変換装置であって、
前記第2のMOSトランジスタのドレインは第1の半導体領域と、該第1の半導体領域よりもチャネル側に配され、不純物濃度の高い第2の半導体領域を有するLDD構造であり、
前記第1のMOSトランジスタのドレインは、前記第1の半導体領域と同一工程で形成された第3の半導体領域と、該ドレイン上に配された層間絶縁膜内のコンタクトホールを充填する導電体と直接接触する第4の半導体領域と、を有しており、前記第4の半導体領域は、前記コンタクトホールにセルフアラインで不純物を導入することにより形成されていることを特徴とする光電変換装置。 - 複数の光電変換素子と該光電変換素子の電荷に基づく信号を読み出すための第1のMOSトランジスタとが配された光電変換領域と、
前記第1のMOSトランジスタの駆動もしくは前記光電変換領域から読み出される信号の増幅の少なくとも一方を行なう第2のMOSトランジスタが配された周辺回路領域とが、同一の半導体基板に配された光電変換装置の製造方法であって、
前記第1、第2のMOSトランジスタのゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極をマスクに第1導電型の不純物を導入する工程と、
前記光電変換領域及び周辺回路領域を覆って、絶縁膜を形成する工程と、
前記光電変換領域に形成された前記絶縁膜をマスクにより保護し、前記周辺回路領域の前記絶縁膜をエッチバックにより除去して、前記第2のMOSトランジスタのゲート電極側壁にサイドウォールを形成する工程と、
前記光電変換領域に配された前記絶縁膜及び前記サイドウォールをマスクに第1導電型の不純物を導入する工程と、を有することを特徴とする光電変換装置の製造方法。 - 更に、前記光電変換領域及び周辺回路領域全体を覆うように第2の絶縁膜を形成する工程と、前記第2の絶縁膜の前記ドレイン領域に対応した領域に、コンタクトホールを形成する工程と、
前記コンタクトホールにセルフアラインで第1導電型の不純物を導入する工程、とを含むことを特徴とする請求項9に記載の光電変換装置の製造方法。 - 請求項1〜8のいずれかの請求項に記載の光電変換装置と、該光電変換装置へ光を結像する光学系と、該光電変換装置からの出力信号を処理する信号処理回路とを有することを特徴とする撮像システム。
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