JP2008085104A - 固体撮像素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】シリコン基板1に形成されたゲート電極3を覆って、シリコン酸化膜4及びシリコン窒化膜5を成膜し、シリコン窒化膜の選択的エッチングによってサイドウォールを形成する。また、イオン注入を行なってソース領域及びドレイン領域を形成した後に、画素領域のみにプラズマ窒化シリコン膜及びLP−窒化シリコン膜を形成する。その後、金属膜を成膜し、周辺領域に形成されたゲート電極、ソース領域及びドレイン領域の各表面のシリサイド化を行なう。
【選択図】図1
Description
このうちMOS型イメージセンサは、光照射により電荷を発生する受光領域(フォトダイオード)と、この受光領域で発生した電荷を電気信号(多くは電圧信号)として読み出す電圧変換領域とが共通基板上に設けられており、受光領域には画素トランジスタ(MOSトランジスタ)が形成され、電圧変換領域には周辺トランジスタ(MOSトランジスタ)が形成されている。
即ち、エッチングストッパとして機能するシリコン窒化膜は、エッチング時にダメージを受けており、重金属の浸入経路114を有することが考えられるために、ブロック膜としては充分に機能することができず、シリサイド形成用の金属膜からシリコン基板側に金属が浸入することが考えられる(図6(h)参照。)。なお、図中、侵入経路114は説明上物理的に穴の開いた直線状の太いパスとして記載しているが、実際は穴が開いていることは稀である。連続的、あるいは断続的な格子欠陥等の場合が多く微小なもので、シリコン窒化膜が出来た段階では連続したパスとして確認できないものも多い。現実的には製造工程中に金属が上記格子欠陥部に入り、その格子欠陥部を起点にシリコン窒化膜表面上からシリコン基板に金属の拡散が進行し、最後の出荷テスト等において白点ノイズ等の不良が見つかった時点でパスが結果的に存在したと分ることが殆どである。
図1は本発明を適用した固体撮像素子の製造方法の一例を説明するための模式図であって、本実施例では、先ず、上記した従来の固体撮像素子の製造方法と同様に、シリコン基板1表面に成膜されたゲート酸化膜2(本実施例では緻密な熱酸化で形成)の上に形成されたゲート電極3を覆って、トランジスタのサイドウォールを形成するためのシリコン酸化膜4(第1の絶縁膜の一例)を全面(画素領域及び周辺領域)に成膜する(図1(a)参照。)。ここで、シリコン酸化膜は被覆性に優れた膜とすべく減圧CVDによる成膜が望ましい。また、LDD(Lightly Doped Drain)構造を有するトランジスタ構造とする場合には、不純物注入とアニール等の活性化処理をシリコン酸化膜の成膜前に行なう必要がある。
なお、本実施例ではゲート酸化膜の形成までについては、その製造方法を省略しているものの、ゲート酸化膜の形成までは一般的なMOSセンサーの製造方法と同様である。
即ち、従来の固体撮像素子では、画素領域に形成するトランジスタと周辺領域に形成するトランジスタとが異なる構造であるために、周辺領域をエッチングする際には画素領域をフォトレジストで覆い、画素領域をエッチングする際には周辺領域をフォトレジストで覆うといった工程が必要であるものの、本実施例では、画素領域に形成するトランジスタと周辺領域に形成するトランジスタとを同一のサイドウォール構造とした。
即ち、従来の固体撮像素子では、画素領域については第1のシリコン酸化膜及びシリコン窒化膜越しにイオン注入を行ない、周辺領域についてはこうした膜が無い状態でイオン注入を行なうので、画素領域と周辺領域とではイオン注入のエネルギーが異なり、そのために、画素領域と周辺領域とでは別個にイオン注入を行なっていたのであるが、本実施例では画素領域と周辺領域が共に(膜越しでは無くて)シリコン基板に直接イオン注入を行なうことができるために、画素領域と周辺領域とでイオン注入工程を共通化でき、工数の低減が実現するのである。
なお、白点ノイズを低減させるべく成膜するプラズマ窒化シリコン膜は膜質がエッチングされやすいため、プラズマ窒化シリコン膜を保護すべく、本実施例においてはLP−窒化シリコン膜をプラズマ窒化シリコン膜の上層に成膜しているのである。
即ち、従来の固体撮像素子の製造方法では、エッチングストッパとして機能するシリコン窒化膜をブロック膜として機能させているために、エッチング時のダメージが原因となってブロック膜としては充分に機能し得ないものの、本実施例では、シリコン酸化膜をエッチングストッパとして機能させ、LP−窒化シリコン膜をブロック膜として機能させているために、換言すると、エッチングストッパとして機能する膜とブロック膜として機能する膜とを別の膜としているために、LP−窒化シリコン膜はブロック膜として充分に機能でき、金属膜からシリコン基板側への金属の浸入を抑制することができるのである。
2 ゲート酸化膜
3 ゲート電極
4 シリコン酸化膜
5 シリコン窒化膜
6 サイドウォール
7 プラズマ窒化シリコン膜
8 LP−窒化シリコン膜
9 フォトレジスト
10 金属膜
11 シリサイド層
12 層間絶縁膜
13 コンタクトホール
14 フォトダイオード領域
15 水素を豊富に含む窒化膜
Claims (5)
- シリコン基板に形成された複数のゲート電極の側面を覆って、前記シリコン基板上にエッチング特性の異なる第1の絶縁膜及び第2の絶縁膜を成膜する工程と、
前記第2の絶縁膜に対して選択的エッチングを行って前記各ゲート電極の側面にサイドウォールを形成する工程と、
サイドウォールが形成された前記各ゲート電極の周囲にイオン注入を行なう工程と、
サイドウォールが形成された前記ゲート電極を覆って、前記シリコン基板上に第3の絶縁膜を成膜する工程と、
前記第3の絶縁膜で覆われた複数のゲート電極のうちの一部をマスク材で覆った後に、エッチング処理を行なって露出している第3の絶縁膜を除去する工程と、
前記マスク材を除去した後に、前記ゲート電極及び前記第3の絶縁膜を覆って前記シリコン基板上にシリサイド化可能な金属膜を成膜し、シリサイド反応を生じさせてシリサイド層を形成する工程とを備える
ことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。 - 前記サイドウォールを形成する工程は、ドライエッチング処理により前記第2の絶縁膜に対して選択的エッチングを行なう
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像素子の製造方法。 - 前記イオン注入を行なう工程は、前記第1の絶縁膜を除去した後に行う
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像素子の製造方法。 - 前記第1の絶縁膜の除去はウェットエッチング処理により行う
ことを特徴とする請求項3に記載の固体撮像素子の製造方法。 - 前記第3の絶縁層は、少なくともその一部に水素供給層を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像素子の製造方法。
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