JP2008124310A - Solid-state imaging device and its manufacturing method - Google Patents

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Susumu Oki
進 大木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to effectively suppress a contamination of a high melting point metal in the case of a silicide formation, and to intend to raise a productivity of an advanced image sensor and to improve a yield. <P>SOLUTION: On a Si substrate 100 in which a photodiode 101 is formed, there is formed a polysilicon gate electrode 103 through a gate insulating film 102. On the polysilicon gate electrode 103 there are laminated insulating films 111, 112, 113 of three layers for forming a side wall. The insulating film 111 of a first layer consists of, for example, a SiO<SB>2</SB>film. The insulating film 112 of a second layer consists of, for example, a SiN film. Moreover, the insulating film 113 of a third layer consists of, for example, the SiO<SB>2</SB>film and is used as a spacer of the side wall. At the photodiode 101 side, an etch back of the insulating film 113 of the third layer isn't carried out, but the insulating film 113 of the third layer remains on the insulating film 112 of the second layer and is constituted as a protective film of a high melting metal film block film. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体チップ上にシリサイド領域と非シリサイド領域を有するCMOSイメージセンサ等の固体撮像装置及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a solid-state imaging device such as a CMOS image sensor having a silicide region and a non-silicide region on a semiconductor chip, and a method for manufacturing the same.

一般にCMOSイメージセンサは、1つの半導体チップの中に、フォトダイオード(光電変換部)と数個のトランジスタで構成される複数の画素を2次元方向に配列した画素領域と、この画素領域に流れる信号の制御と画素領域から出力された信号を処理するための周辺回路領域とを設けたものである。
各画素には、フォトダイオードで生成される信号電荷をFD(フローティングデフュージョン)部に転送する転送トランジスタ、FD部の電位変動を検出して画素信号を出力する増幅トランジスタ、FD部の電位をリセットするリセットトランジスタ等が設けられる。
そして、外部からの光をフォトダイオードに集光させ、光電変換によって光量に応じた信号電荷を発生させた後、転送トランジスタによってフォトダイオードの信号電荷をFD部に転送し、この信号電荷によるFD部の電位変動を増幅トランジスタで検出し、画素信号(例えば電流信号)を生成して垂直信号線を介して周辺回路へ出力する。
In general, a CMOS image sensor has a pixel region in which a plurality of pixels composed of a photodiode (photoelectric conversion unit) and several transistors are arranged in a two-dimensional direction in one semiconductor chip, and a signal flowing in the pixel region. And a peripheral circuit region for processing signals output from the pixel region.
Each pixel has a transfer transistor that transfers signal charges generated by a photodiode to an FD (floating diffusion) unit, an amplification transistor that detects a potential variation in the FD unit and outputs a pixel signal, and resets the potential of the FD unit A reset transistor or the like is provided.
Then, after collecting light from the outside on the photodiode and generating a signal charge corresponding to the light amount by photoelectric conversion, the signal charge of the photodiode is transferred to the FD portion by the transfer transistor, and the FD portion by this signal charge Is detected by an amplification transistor, and a pixel signal (for example, a current signal) is generated and output to a peripheral circuit via a vertical signal line.

また最近は、周辺回路を構成するCMOS回路の制御・処理能力向上への要求の高まりから、各構成デバイスの微細化が進められている。同時に画素領域においても、光を集光する領域に占める画素数を増やすことができる点でデバイスの微細化は必要である。
しかし、CMOSデバイスの微細化が進むと、ゲート電極抵抗やトランジスタのソース・ドレイン領域のシート抵抗、コンタクト抵抗が上昇するため、スケーリング側で期待できるほど高速化できないという問題がある。
そこで、これらの抵抗を下げるために、金属シリサイドの利用が進んでいる。
具体的なシリサイド材料としては、TiSi、CoSi、NiSi、PtSiなどが挙げられる。また、実際に微細なゲート電極やソース・ドレインの拡散領域のシリサイド化には自己整合プロセスであるサリサイド(Self Aligned Silicide:SALICIDE)を用いることが一般的に知られている。
Recently, due to the increasing demand for improvement in control and processing capabilities of CMOS circuits constituting peripheral circuits, miniaturization of each component device has been promoted. At the same time, in the pixel area, it is necessary to miniaturize the device in that the number of pixels in the light collecting area can be increased.
However, as the miniaturization of CMOS devices progresses, the gate electrode resistance, the sheet resistance of the source / drain region of the transistor, and the contact resistance increase, and there is a problem that the speed cannot be increased as expected on the scaling side.
Therefore, in order to reduce these resistances, the use of metal silicide is progressing.
Specific examples of the silicide material include TiSi 2 , CoSi 2 , NiSi, and PtSi. In addition, it is generally known that salicide (SALICIDE), which is a self-aligned process, is used for silicidation of minute gate electrodes and source / drain diffusion regions.

ここで、サリサイドプロセスを含んだソース・ドレイン領域の形成について説明する。
まず、ポリシリコン等でゲート電極を形成し、ソース・ドレインのエクステンション領域を形成後、等方的なステップカバレッジを持つSiO膜もしくはSiN膜を成膜する。
次いで、反応性イオンエッチングで、垂直成分を主体とする異方性エッチングを行う。これはエッチバックと同じ手法である。これによりゲート電極の側壁部にスペーサ(SiOもしくはSiN)が残る。このようにゲート電極側壁にスペーサを残した状態で、ソース・ドレインにイオン注入することで、トランジスタにLDD(Lightly Doped Drain)構造を形成する。
続いて、Si表面を適当な前処理で清浄化した後、スパッタを用いてTiやCoなどの高融点金属膜をウエハー全面に形成する。次に適当な雰囲気下でこれを加熱すると、基板Siおよびポリシリコンが露出した領域だけに自己整合的にシリサイド化が行われる。
その後、ウエットエッチング等で未反応金属の層を選択的に除去する。この時点で形成されたシリサイド層だけでは抵抗が高いため、低抵抗化のために高温もしくは長時間の熱処理を加え、組成あるいは構造の異なるシリサイド層を形成する。
これにより抵抗を下げることで高速化を進めることができる。
Here, the formation of the source / drain regions including the salicide process will be described.
First, a gate electrode is formed of polysilicon or the like, source / drain extension regions are formed, and then an SiO 2 film or SiN film having isotropic step coverage is formed.
Next, anisotropic etching mainly including a vertical component is performed by reactive ion etching. This is the same technique as etch back. This leaves a spacer (SiO 2 or SiN) on the side wall of the gate electrode. In this way, an LDD (Lightly Doped Drain) structure is formed in the transistor by implanting ions into the source / drain with the spacer left on the side wall of the gate electrode.
Subsequently, after the Si surface is cleaned by an appropriate pretreatment, a refractory metal film such as Ti or Co is formed on the entire surface of the wafer by sputtering. Next, when this is heated in an appropriate atmosphere, silicidation is performed in a self-aligned manner only in the region where the substrate Si and polysilicon are exposed.
Thereafter, the unreacted metal layer is selectively removed by wet etching or the like. Since only the silicide layer formed at this time has a high resistance, a heat treatment for a long time or a long time is applied to reduce the resistance to form a silicide layer having a different composition or structure.
As a result, the speed can be increased by lowering the resistance.

しかし、一方で要求されるTr特性の違い等から1つのチップの中にシリサイド領域と非シリサイド領域を作り分ける必要が発生する場合がある。
一般的に非シリサイド領域を形成する場合は、高融点金属層をスパッタリングする前に非シリサイド領域をSiNやSiOなどで被覆することで、Siやポリシリコンが露出することを防ぎ、高融点金属との反応をブロックする。特にイメージセンサにおいては、フォトダイオードへの高融点金属のコンタミネーションは、大きなリーク電流や白点の発生などの不良の原因となる。
そのため、高融点金属に対してはブロックを行う必要があり、また、そのブロック膜に高いブロック性が求められる。
However, on the other hand, it may be necessary to create a silicide region and a non-silicide region separately in one chip due to a required difference in Tr characteristics.
In general, when a non-silicide region is formed, the non-silicide region is covered with SiN, SiO 2 or the like before sputtering the refractory metal layer, thereby preventing the exposure of Si or polysilicon. Block reaction with. Particularly in an image sensor, contamination of a refractory metal to a photodiode causes a defect such as generation of a large leakage current or white spot.
Therefore, it is necessary to block the refractory metal, and the block film is required to have a high blocking property.

一方、ブロック膜を用いない方法としては以下のような従来技術(例えば特許文献1参照)がある。
これは、まず、素子分離部を形成したシリコン基板上に、ゲート絶縁膜を堆積した後、ゲート電極材料となるポリシリコン膜およびタングステンシリサイド膜を堆積する。そして、ゲート電極として残す部分に形成したフォトレジストをマスクとして、タングステンシリサイド膜をエッチングし、そのままポリシリコン膜を一部の厚さを残して途中までエッチングする。
次に、レジストを取り除いた後、1層目のタングステン(W)保護酸化膜を堆積し、エッチバックを行う。タングステンシリサイド膜、およびポリシリコン膜の側壁にW保護酸化膜の一部を残留させて側壁誘電体層を形成する。残りのポリシリコン膜をエッチングにより取り除き、さらにゲート絶縁膜を取り除いた後、ソースドレイン拡散層、およびフォトダイオードの拡散層を形成する。これによりゲート電極を構成するタングステンシリサイド膜から、シリコン基板に対してタングステン原子が付着することを防止できる。
この手法ではゲート電極のシリサイド化に対する高融点金属コンタミネーションをブロック膜無しで抑制できるが、ソース・ドレイン領域のシリサイド化も行うためには、ブロック膜が必要になる。
On the other hand, as a method not using a block film, there is a conventional technique as described below (see, for example, Patent Document 1).
In this method, first, a gate insulating film is deposited on a silicon substrate on which an element isolation portion is formed, and then a polysilicon film and a tungsten silicide film as gate electrode materials are deposited. Then, the tungsten silicide film is etched using the photoresist formed in the portion to be left as the gate electrode as a mask, and the polysilicon film is etched as it is while leaving a partial thickness.
Next, after removing the resist, a tungsten (W) protective oxide film of the first layer is deposited and etched back. A sidewall dielectric layer is formed by leaving a part of the W protective oxide film on the sidewalls of the tungsten silicide film and the polysilicon film. After removing the remaining polysilicon film by etching and further removing the gate insulating film, a source / drain diffusion layer and a photodiode diffusion layer are formed. This prevents tungsten atoms from adhering to the silicon substrate from the tungsten silicide film constituting the gate electrode.
In this method, refractory metal contamination for silicidation of the gate electrode can be suppressed without a blocking film, but a blocking film is necessary for silicidation of the source / drain regions.

また、ブロック膜の形成に関しては、他の目的の膜に高融点金属ブロックの機能を持たせることで、工程数を削減することができる。例えば、トランジスタのゲート絶縁膜をフォトダイオード領域の高融点金属ブロック膜として使用することが提案されている(例えば特許文献2参照)。
しかし、この場合には、ゲート絶縁膜の厚さは、ブロック能力が得られる程度に厚くしなければならないため、ゲート絶縁膜の厚さに比例して感度が向上する閾値変調方式のMOS型イメージセンサなどでは有効であるが、一般的なCMOSセンサに利用することは困難であるという問題がある。
In addition, regarding the formation of the block film, the number of steps can be reduced by providing the other target film with the function of a refractory metal block. For example, it has been proposed to use a gate insulating film of a transistor as a refractory metal block film in a photodiode region (see, for example, Patent Document 2).
However, in this case, since the thickness of the gate insulating film must be thick enough to obtain the block capability, the threshold modulation type MOS type image whose sensitivity is improved in proportion to the thickness of the gate insulating film. Although effective for sensors, there is a problem that it is difficult to use for general CMOS sensors.

また、別の手法として、非シリサイド領域に高融点金属ブロック膜を成膜するタイミングがトランジスタのソース・ドレイン形成の工程の前後であることから、ブロック膜の形成とサイドウォールスペーサの形成とを同時に行うことで工程数を低減する方法が提案されている(例えば特許文献3参照)。   As another method, since the timing of forming the refractory metal block film in the non-silicide region is before and after the process of forming the source and drain of the transistor, the formation of the block film and the formation of the sidewall spacer are performed simultaneously. A method for reducing the number of steps by performing the method has been proposed (see, for example, Patent Document 3).

図14はこの従来技術で形成したトランジスタの構造を示す断面図であり、図14(A)はシリサイド領域、図14(B)は非シリサイド領域を示している。
フォトダイオード201が形成されたSi基板200上に、ゲート絶縁膜202を介してポリシリコンゲート電極203が形成され、その上にサイドウォールを形成するための3層の絶縁膜211、212、213が積層される。1層目の絶縁膜211は例えばSiO膜であり、2層目の絶縁膜212は例えばSiN膜である。非シリサイド領域では、この2層目の膜によって高融点金属膜ブロック膜が構成されている。そして、3層目の絶縁膜213は例えばSiO膜であり、サイドウォールのスペーサとして用いられる。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing the structure of a transistor formed by this conventional technique. FIG. 14A shows a silicide region, and FIG. 14B shows a non-silicide region.
A polysilicon gate electrode 203 is formed on the Si substrate 200 on which the photodiode 201 is formed via a gate insulating film 202, and three layers of insulating films 211, 212, and 213 for forming sidewalls thereon are formed. Laminated. The first insulating film 211 is, for example, a SiO 2 film, and the second insulating film 212 is, for example, a SiN film. In the non-silicide region, this second layer film constitutes a refractory metal film block film. The third insulating film 213 is, for example, a SiO 2 film and is used as a sidewall spacer.

すなわち、この従来技術では、サイドウォールを3層構造とし、2層目の膜212によるサイドウォール形成時のエッチバックの際に、非シリサイド領域をフォトレジストでカバーすることで、2層目の膜212を高融点金属ブロック膜として残している点が特徴である。
また、3層目の膜213を利用して非シリサイド領域のポリシリコンゲート側壁にサイドウォールスペーサを形成することで、ソース・ドレイン領域の段階的なイオン注入を可能とし、非シリサイド領域のトランジスタにもLDD構造を提供することを可能にしている。
特開2005−129594号公報 特開2005−174968公報 WO2003−096421号公報(特願2004−508586)
In other words, in this prior art, the sidewall is made into a three-layer structure, and the non-silicide region is covered with the photoresist at the time of etch-back when forming the sidewall by the second-layer film 212, so that the second-layer film The feature is that 212 is left as a refractory metal block film.
Further, by forming a sidewall spacer on the polysilicon gate side wall in the non-silicide region using the third layer film 213, stepwise ion implantation in the source / drain region is possible, and the transistor in the non-silicide region is formed. Makes it possible to provide an LDD structure.
JP 2005-129594 A JP 2005-174968 A WO2003-096421 (Japanese Patent Application No. 2004-508586)

上述のように図14に示す従来技術では、3層サイドウォール構造を採用することで、少ない工程数で高融点金属ブロック膜と非シリサイド領域のポリシリコンゲートのサイドウォールスペーサの形成を実現している。
しかしながら、3層目の膜でサイドウォールスペーサを形成する際に、2層目の膜(高融点金属ブロック膜)上の3層目の膜を完全に除去する必要があるため、オーバーエッチングが入る。そのため、ブロック膜にエッチングダメージが入ってしまう問題がある。
そして、エッチングダメージが入ったブロック膜の場合、高融点金属のコンタミネーションを引き起こす欠陥が発生する可能性がある。特に、高融点金属コンタミネーションが、フォトダイオードで発生した場合は、接合リークや、それに伴う白点の発生などにより、歩留まりに深刻な影響を与え大きな問題となる。
As described above, the conventional technique shown in FIG. 14 employs a three-layer sidewall structure, thereby realizing the formation of the sidewall spacer of the refractory metal block film and the polysilicon gate in the non-silicide region with a small number of steps. Yes.
However, when the sidewall spacer is formed with the third layer film, it is necessary to completely remove the third layer film on the second layer film (refractory metal block film). . Therefore, there is a problem that etching damage enters the block film.
In the case of a block film having etching damage, there is a possibility that defects that cause contamination of the refractory metal may occur. In particular, when refractory metal contamination occurs in a photodiode, it causes a serious problem in yield due to junction leakage and the occurrence of a white spot, which becomes a serious problem.

なお、ブロック膜の高融点金属のブロック能力を向上させるために、単純に膜厚を厚くする方法も考えられる。しかし、非シリサイド領域におけるソース・ドレインへのイオン注入は、この高融点金属ブロック膜を介して行うため、浅いイオン注入が要求されるソース・ドレイン領域である以上、イオン通過膜となる高融点金属ブロック膜の膜厚を厚くすることは困難である。
また、ブロック膜の膜厚を厚くしたとしても、3層目のサイドウォール形成時にブロック膜にエッチングダメージが入ってしまう点は変わらない。
In order to improve the blocking ability of the refractory metal of the block film, a method of simply increasing the film thickness is also conceivable. However, since the ion implantation into the source / drain in the non-silicide region is performed through the refractory metal block film, the refractory metal to be an ion passage film is required as long as the source / drain region requires shallow ion implantation. It is difficult to increase the thickness of the block film.
Further, even if the thickness of the block film is increased, etching damage to the block film is not changed when the third sidewall is formed.

そこで本発明は、シリサイド化の際の高融点金属のコンタミネーションを有効に抑制することができ、高性能なイメージセンサの生産性の向上、歩留まりの改善を図ることができる固体撮像装置及びその製造方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention can effectively suppress contamination of a refractory metal during silicidation, improve the productivity of a high-performance image sensor, and improve the yield, and its manufacture. It aims to provide a method.

上述の目的を達成するため、本発明の固体撮像装置は、半導体基板上にシリサイド層が形成される第1の領域と、前記シリサイド層が形成されない第2の領域とを有し、前記第1の領域内に、電界効果トランジスタのゲート電極の側壁に3層の絶縁膜によって形成されるサイドウールスペーサを有し、前記第2の領域内に、前記サイドウールスペーサを形成する3層の絶縁膜によって被覆され、前記シリサイド層を形成する際の高融点金属をブロックする領域を有することを特徴とする。   In order to achieve the above-described object, the solid-state imaging device of the present invention includes a first region where a silicide layer is formed on a semiconductor substrate and a second region where the silicide layer is not formed. A side wool spacer formed by a three-layer insulating film on the side wall of the gate electrode of the field effect transistor in the region, and a three-layer insulating film forming the side wool spacer in the second region And a region for blocking a refractory metal when forming the silicide layer.

また本発明の製造方法は、半導体基板上にシリサイド層が形成される第1の領域と、前記シリサイド層が形成されない第2の領域とを有し、前記第1の領域内に、電界効果トランジスタのゲート電極の側壁に3層の絶縁膜によって形成されるサイドウールスペーサを有し、前記第2の領域内に、前記サイドウールスペーサを形成する3層の絶縁膜によって被覆され、前記シリサイド層を形成する際の高融点金属をブロックする領域を有する固体撮像装置の製造方法であって、半導体基板上にゲート絶縁膜及びゲート電極を形成した後、1層目の絶縁膜を形成する工程と、前記1層目の絶縁膜上に2層目の絶縁膜を形成する工程と、前記第2の領域を第1のフォトレジストでマスクした後にエッチングを行い、前記第1の領域の電界効果トランジスタのゲート電極の側壁に2層目の絶縁膜によるサイドウォールを形成する工程と、前記第1のフォトレジストを除去した後、3層目の絶縁膜を形成する工程と、前記第2の領域の高融点金属をブロックする領域を第2のフォトレジストでマスクした後にエッチングを行い、前記高融点金属をブロックする領域以外の領域の電界効果トランジスタのゲート電極の側壁に3層目の絶縁膜によるサイドウォールを形成する工程と、前記第2のフォトレジストを除去した後、高融点金属を積層し、シリサイドを形成する工程とを有することを特徴とする。   Further, the manufacturing method of the present invention includes a first region where a silicide layer is formed on a semiconductor substrate, and a second region where the silicide layer is not formed, and a field effect transistor is provided in the first region. A side wool spacer formed of a three-layer insulating film on a side wall of the gate electrode, and the second region is covered with a three-layer insulating film forming the side wool spacer, and the silicide layer is A method of manufacturing a solid-state imaging device having a region for blocking a refractory metal when forming, a step of forming a first insulating film after forming a gate insulating film and a gate electrode on a semiconductor substrate; A step of forming a second insulating film on the first insulating film, masking the second region with a first photoresist, and then performing etching to form a field effect transistor in the first region. Forming a second insulating film on the side wall of the gate electrode of the star, removing the first photoresist, and then forming a third insulating film; and the second region Etching is performed after masking the region where the refractory metal is blocked with the second photoresist, and a third insulating film is formed on the side wall of the gate electrode of the field effect transistor in the region other than the region where the refractory metal is blocked. The method includes a step of forming a sidewall, and a step of forming a silicide by laminating a refractory metal after removing the second photoresist.

本発明の固体撮像装置及びその製造方法によれば、シリサイド領域と非シリサイド領域を有する構成において、非シリサイド領域を高融点金属からブロックする膜を複数層にすることで、少なくとも下層のブロック膜のエッチングダメージを無くすことができ、高いブロック能力を提供できる。
したがって、シリサイド化の際の高融点金属のコンタミネーションを抑制することができ、高性能なイメージセンサの生産性の向上、歩留まりの改善を図ることができる。
According to the solid-state imaging device and the method of manufacturing the same according to the present invention, in the configuration having the silicide region and the non-silicide region, by forming a plurality of films that block the non-silicide region from the refractory metal, Etching damage can be eliminated and high blocking ability can be provided.
Therefore, contamination of the refractory metal during silicidation can be suppressed, and productivity of a high-performance image sensor can be improved and yield can be improved.

図1は本発明の実施の形態によって形成された固体撮像装置(CMOSイメージセンサ)の非シリサイド領域の構造を示す断面図である。なお、本実施の形態においてシリサイド領域の構造は図14に示した従来技術と共通であるものとする。
フォトダイオード101が形成されたSi基板100上に、ゲート絶縁膜102を介してポリシリコンゲート電極103が形成され、その上にサイドウォールを形成するための3層の絶縁膜111、112、113が積層される。1層目の絶縁膜111は例えばSiO膜であり、2層目の絶縁膜112は例えばSiN膜である。また、3層目の絶縁膜113は例えばSiO膜であり、サイドウォールのスペーサ113Aとして用いられるが、本実施例では、フォトダイオード101側では、3層目の絶縁膜113がエッチバックされずに2層目の膜112の上に残存しており、高融点金属膜ブロック膜の保護膜として構成されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a non-silicide region of a solid-state imaging device (CMOS image sensor) formed according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, the structure of the silicide region is assumed to be common to the prior art shown in FIG.
A polysilicon gate electrode 103 is formed on a Si substrate 100 on which the photodiode 101 is formed via a gate insulating film 102, and three layers of insulating films 111, 112, and 113 for forming sidewalls thereon are formed. Laminated. The first insulating film 111 is, for example, a SiO 2 film, and the second insulating film 112 is, for example, a SiN film. The third insulating film 113 is, for example, a SiO 2 film and is used as a sidewall spacer 113A. In this embodiment, the third insulating film 113 is not etched back on the photodiode 101 side. In addition, it remains on the second layer film 112 and is configured as a protective film for the refractory metal film block film.

すなわち、図14に示す従来技術では、3層目のサイドウォール形成時にウエハー全面にエッチバックを行っていたのを、図1に示す例では、フォトリソグラフィを用いて高融点金属コンタミネーションが大きな問題となる個所(例えば、フォトダイオード領域)にレジストパターンを形成し、3層目のサイドウォール用の膜がエッチバックされないようにした。
これにより、2層目と3層目を合わせた層が高融点金属ブロック膜となるため、大幅なブロック能力の向上が期待できる。また、3層目をエッチバックしないことで、2層目のブロック膜にプラズマダメージなどの欠陥が入るのを抑制することができ、高融点金属コンタミネーションを抑制することが可能となる。
また、3層目の膜をパターンニングする際に、非シリサイド領域でサイドウォールスペーサを必要とするトランジスタの部分はレジストを残さずに、そのままエッチバックを行うことにより、LDD構造も同時に形成可能となる。
逆に3層目の膜をパターンニングする際に、非シリサイド領域の中でサイドウォールスペーサを必要とする領域にのみレジストパターンに開口を設けてエッチバックする手法でもよい。
That is, in the prior art shown in FIG. 14, etch back is performed on the entire surface of the wafer when the third-layer sidewall is formed. In the example shown in FIG. 1, refractory metal contamination is a serious problem using photolithography. A resist pattern was formed at a location (for example, a photodiode region) so that the third-layer sidewall film was not etched back.
Thereby, since the layer which combined the 2nd layer and the 3rd layer turns into a refractory metal block film, the improvement of a block capability can be anticipated significantly. Further, by not etching back the third layer, it is possible to suppress the occurrence of defects such as plasma damage in the second layer block film, and it is possible to suppress refractory metal contamination.
Also, when patterning the third layer film, an LDD structure can be formed at the same time by performing etch back as it is without leaving a resist in the portion of the transistor that requires sidewall spacers in the non-silicide region. Become.
Conversely, when patterning the third layer film, a method may be used in which an opening is provided in the resist pattern only in a region where the sidewall spacer is required in the non-silicide region, and etching back is performed.

以下、本発明の具体的な実施例を図面を用いて説明する。
図2は本実施例による固体撮像装置(CMOSイメージセンサ)の全体構成を示すブロック図であり、図3は本実施例によるイメージセンサの各画素の構成を示す回路図である。
また、図4は本実施例のイメージセンサにおける半導体チップ上の各素子の配置を示す平面図であり、図4(A)は全体を示し、図4(B)は各画素の受光部分を示している。
まず、これらの図を用いて本実施例によるイメージセンサの全体構成について説明する。
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 is a block diagram showing the overall configuration of the solid-state imaging device (CMOS image sensor) according to this embodiment, and FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of each pixel of the image sensor according to this embodiment.
4 is a plan view showing the arrangement of each element on the semiconductor chip in the image sensor of this embodiment, FIG. 4A shows the whole, and FIG. 4B shows the light receiving portion of each pixel. ing.
First, the overall configuration of the image sensor according to the present embodiment will be described with reference to these drawings.

本実施例のイメージセンサは、複数の画素1を二次元マトリクス状に配置した画素アレイ部2と、垂直選択駆動回路3と、列信号処理部4と、水平走査回路5と、タイミングジェネレータ6と、水平信号線7に出力された信号を処理する出力処理部8とを備えた構成となっている。
画素アレイ部2には複数の画素1とともに、各画素1の信号を列毎に垂直方向に読み出すための複数の垂直信号線(図2では省略)が形成されている。
The image sensor of this embodiment includes a pixel array unit 2 in which a plurality of pixels 1 are arranged in a two-dimensional matrix, a vertical selection drive circuit 3, a column signal processing unit 4, a horizontal scanning circuit 5, and a timing generator 6. And an output processing unit 8 for processing a signal output to the horizontal signal line 7.
In the pixel array section 2, a plurality of vertical signal lines (not shown in FIG. 2) for reading out the signal of each pixel 1 in the vertical direction are formed along with the plurality of pixels 1.

垂直選択駆動回路3は、画素アレイ部2の各画素1を一行ずつ選択して駆動するものである。画素アレイ部2の各画素1の信号は、一列毎に形成された垂直信号線を通して列信号処理部4に取り込まれる。
列信号処理部4は、垂直信号線を通して取り込まれた各画素1の信号を処理するもので、例えば負荷MOSトランジスタとサンプルホールド・CDS(Correlated Double Sampling)回路を用いて構成される。
The vertical selection drive circuit 3 selects and drives each pixel 1 of the pixel array unit 2 row by row. A signal of each pixel 1 in the pixel array unit 2 is taken into the column signal processing unit 4 through a vertical signal line formed for each column.
The column signal processing unit 4 processes the signal of each pixel 1 taken in through the vertical signal line, and is configured using, for example, a load MOS transistor and a sample hold / CDS (Correlated Double Sampling) circuit.

水平走査回路5は、各列の垂直信号線を通して読み出され、かつ列信号処理部4で処理された各画素1の信号を、水平方向に順に選択走査して水平信号線7に導くものである。この水平走査回路5は、例えば各列の垂直信号線に接続される複数の選択トランジスタと、当該複数の選択トランジスタを水平方向に順にオンするシフト回路とを用いて構成される。
タイミングジェネレータ6は、垂直選択駆動回路3、列信号処理部4及び水平走査回路5に対して、所定周期の基準クロックに基づいて各部の動作に必要な各種のパルス信号を供給するものである。
出力処理部8は、水平走査回路5によって水平信号線7に読み出された画素信号の出力処理を行うものである。この出力処理部8には、画素信号の増幅処理、選択処理、AGC(Auto Gain Control)処理、A/D(アナログ/デジタル)変換処理などが含まれる。
The horizontal scanning circuit 5 selectively scans the signal of each pixel 1 read through the vertical signal line of each column and processed by the column signal processing unit 4 in order in the horizontal direction and guides it to the horizontal signal line 7. is there. The horizontal scanning circuit 5 includes, for example, a plurality of selection transistors connected to the vertical signal lines in each column and a shift circuit that sequentially turns on the plurality of selection transistors in the horizontal direction.
The timing generator 6 supplies various pulse signals necessary for the operation of each unit to the vertical selection drive circuit 3, the column signal processing unit 4, and the horizontal scanning circuit 5 based on a reference clock having a predetermined period.
The output processing unit 8 performs output processing of the pixel signal read to the horizontal signal line 7 by the horizontal scanning circuit 5. The output processing unit 8 includes pixel signal amplification processing, selection processing, AGC (Auto Gain Control) processing, A / D (analog / digital) conversion processing, and the like.

次に図3において、画素アレイ部2の各画素1には、光電変換を行うフォトダイオード11と、このフォトダイオード11で生成した信号電荷をFDに読み出す転送トランジスタ12と、このFDに読み出された信号電荷を画素信号に変換して垂直信号線19に出力する増幅トランジスタ13と、FDの信号電荷をリセットするリセットトランジスタ14と、増幅トランジスタによる出力タイミングを選択する選択トランジスタ15が設けられている。   Next, in FIG. 3, each pixel 1 of the pixel array unit 2 has a photodiode 11 that performs photoelectric conversion, a transfer transistor 12 that reads the signal charge generated by the photodiode 11 to the FD, and is read to the FD. An amplification transistor 13 that converts the signal charge into a pixel signal and outputs it to the vertical signal line 19, a reset transistor 14 that resets the signal charge of the FD, and a selection transistor 15 that selects the output timing of the amplification transistor are provided. .

このような構成のイメージセンサは、半導体チップ20上では、図4に示すように、画素アレイ部2を中心とする画素領域21と、その他の論理回路等を形成した周辺回路領域22とに分かれており、画素領域21が主に非シリサイド領域として形成され、周辺回路領域22が主にシリサイド領域として形成されている。   As shown in FIG. 4, the image sensor having such a configuration is divided into a pixel region 21 centered on the pixel array unit 2 and a peripheral circuit region 22 in which other logic circuits are formed, as shown in FIG. 4. The pixel region 21 is mainly formed as a non-silicide region, and the peripheral circuit region 22 is mainly formed as a silicide region.

図5〜図10、図12は本実施例によるイメージセンサの製造工程を示す断面図であり、それぞれの図で(A)は周辺回路領域を示し、(B)は画素領域を示している。また、図11は本実施例によるイメージセンサの製造工程を示す平面図であり、画素領域のレジストパターンを示している。
なお、以下の説明は、図5に示すように、素子分離部(STI)104やフォトダイオード101等を形成したSi基板100上にゲート酸化膜102を設け、その上にポリシリコン膜のパターンニングを行い、ポリシリコンのゲート電極103を作成した後の工程から説明する。
5 to 10 and 12 are cross-sectional views showing the manufacturing process of the image sensor according to the present embodiment. In each figure, (A) shows a peripheral circuit region, and (B) shows a pixel region. FIG. 11 is a plan view showing the manufacturing process of the image sensor according to the present embodiment, and shows a resist pattern in the pixel region.
In the following description, as shown in FIG. 5, a gate oxide film 102 is provided on a Si substrate 100 on which an element isolation portion (STI) 104, a photodiode 101, etc. are formed, and a polysilicon film is patterned thereon. Steps after forming the polysilicon gate electrode 103 will be described.

まず、図6において、サイドウォールとなる1層目の膜111を成膜する。ここでは膜厚が15nmのシリコン酸化膜(SiO)を用いる。1層目にシリコン窒化膜(SiN)を用いても良いが、SiとSiNの界面には結晶欠陥が発生しやすく、白点の増加を招く可能性があることから、酸化膜の方が望ましい。 First, in FIG. 6, a first-layer film 111 serving as a sidewall is formed. Here, a silicon oxide film (SiO 2 ) having a film thickness of 15 nm is used. A silicon nitride film (SiN) may be used as the first layer, but an oxide film is preferable because crystal defects are likely to occur at the interface between Si and SiN, which may increase white spots. .

続いて、図7に示すように、2層目にシリコン窒化膜(SiN)112を40nmの膜厚になるようステップカバレッジの良い減圧CVD法で成膜する。2層目は非シリサイド領域である画素領域の高融点金属ブロック膜となるため、膜の緻密性が高いシリコン窒化膜とした。
続いて、図8に示すように、画素領域には2層目の膜を残す一方で、周辺回路領域では2層目の膜を使ってサイドウールスペーサを形成するために、フォトレジスト法によって画素領域全体をフォトレジスト105でカバーする。
その状態で、リアクティブエッチング法にてエッチバックを行い、2層目の膜112によって周辺回路領域のトランジスタにサイドウォールスペーサ112Aを形成する。なお、画素領域には2層目の膜112が残り、フォトダイオード101上の多層膜の一部となり、分光感度に影響を与えるため、膜厚の最適化を行うことが望ましい。ただし、その場合は、ブロック能力を保持しつつ、非シリサイド領域のソース・ドレイン領域に対するイオン注入の浅い注入を阻害しない厚さを選択する必要がある。
Subsequently, as shown in FIG. 7, a silicon nitride film (SiN) 112 is formed as a second layer by a low pressure CVD method with good step coverage so as to have a film thickness of 40 nm. Since the second layer becomes a refractory metal block film in the pixel region which is a non-silicide region, a silicon nitride film having a high film density was used.
Subsequently, as shown in FIG. 8, in order to form the side wool spacer using the second layer film in the peripheral circuit region while leaving the second layer film in the pixel region, the pixel is formed by a photoresist method. The entire area is covered with a photoresist 105.
In this state, etching back is performed by a reactive etching method, and sidewall spacers 112A are formed in the transistors in the peripheral circuit region by the second layer film 112. Note that it is desirable to optimize the film thickness because the second-layer film 112 remains in the pixel region and becomes part of the multilayer film over the photodiode 101 and affects spectral sensitivity. However, in that case, it is necessary to select a thickness that does not hinder shallow ion implantation into the source / drain regions of the non-silicide region while maintaining the blocking capability.

続いて、図9に示すように、3層目の膜113を成膜する。本実施例ではホットウォールCVD法を用いて、シリコン酸化膜(SiO)を100nm成膜する。本実施例では、高融点金属コンタミネーションを最も抑制しなければならないのはフォトダイオード101とし、フォトリソグラフィ法でレジスト106をフォトダイオード101上に残した。
図11は、このレジストパターンを上から見た状態を示している。図示のように、レジスト106はフォトダイオード101からそれに隣接する転送ゲート電極103Aや素子分離部104のほぼ半分を覆うような状態で形成されている。また、転送ゲート電極103A以外の他の画素トランジスタのゲート電極部103B、103C及びそのチャネル領域107は、レジスト106に覆われない状態となっている。
このようにフォトダイオード上にだけレジストパターンを残すことで、画素のトランジスタ部分にはサイドウォールスペーサ113Aを形成することができる。また、このレジスト106を転送ゲート部上で切ることにより、転送ゲート部からFDに至る領域へのイオン注入には影響を与えないことになる。
Subsequently, as shown in FIG. 9, a third layer film 113 is formed. In this embodiment, a silicon oxide film (SiO) is formed to a thickness of 100 nm by using a hot wall CVD method. In this embodiment, it is the photodiode 101 that should suppress refractory metal contamination most, and the resist 106 is left on the photodiode 101 by photolithography.
FIG. 11 shows the resist pattern as viewed from above. As shown in the figure, the resist 106 is formed so as to cover almost half of the transfer gate electrode 103 </ b> A adjacent to the photodiode 101 and the element isolation portion 104. Further, the gate electrode portions 103B and 103C of the pixel transistors other than the transfer gate electrode 103A and the channel region 107 thereof are not covered with the resist 106.
Thus, by leaving the resist pattern only on the photodiode, the sidewall spacer 113A can be formed in the transistor portion of the pixel. Further, by cutting the resist 106 on the transfer gate portion, the ion implantation into the region from the transfer gate portion to the FD is not affected.

そして、このようにレジスト106を残した状態で、再びリアクティブエッチング法によりエッチバックを行い、最終的に図12の形状を得ることができる。これにより、フォトダイオード上の2層目のシリコン窒化膜がエッチバック中のプラズマ雰囲気に晒されることがなく、ダメージを抑えることができる。   Then, with the resist 106 left in this way, etch back is performed again by the reactive etching method, and finally the shape of FIG. 12 can be obtained. Thereby, the second-layer silicon nitride film on the photodiode is not exposed to the plasma atmosphere during the etch-back, and damage can be suppressed.

続いてサリサイドプロセスを行う(図示せず)。本実施例では高融点金属としてCoを採用した場合について述べる。
まず、シリサイド化を行う前に、清浄なSi表面を得るために洗浄を行う。続いてスパッタ法でウエハー全体にCo/TiNの積層膜を形成した。このCo上のTiNキャップは非常に酸化され易いCoを保護するためのものである。
次に、RTA(Rapid Thermal Annealing)にて470°C、30秒間でウエハーを加熱する。この時、SiとCoが接触している個所のみ合金化の反応を起す。そして、非シリサイド領域では2層目のシリコン窒化膜で被覆されているため合金化反応は起こらない。
続いて未反応なCoをHCl+Hを用いたウエットエッチングで除去する。そして、シリサイド化部分をさらに低抵抗にするために、2度目のRTAでの加熱を830°Cで30秒間行う。
Subsequently, a salicide process is performed (not shown). In this embodiment, the case where Co is used as the refractory metal will be described.
First, before silicidation, cleaning is performed to obtain a clean Si surface. Subsequently, a Co / TiN laminated film was formed on the entire wafer by sputtering. The TiN cap on Co is for protecting Co which is very easily oxidized.
Next, the wafer is heated by RTA (Rapid Thermal Annealing) at 470 ° C. for 30 seconds. At this time, an alloying reaction occurs only at a portion where Si and Co are in contact. In the non-silicide region, the alloying reaction does not occur because it is covered with the second silicon nitride film.
Subsequently, unreacted Co is removed by wet etching using HCl + H 2 O 2 . Then, in order to further reduce the resistance of the silicided portion, the second heating with RTA is performed at 830 ° C. for 30 seconds.

このようにして作成した本実施例のイメージセンサと従来技術によって作成したイメージセンサとの間で画質特性の比較実験を行った。従来技術による試作品として、上述のフォトダイオード上の3層目のシリコン酸化膜のエッチバックを行わない点を除いて、素子分離、ウエルの形成、フォトダイオード形成、コンタクト・ビア・配線形成を同一にしたサンプルを作成した。
そして、両者を比較したところ、本実施例に示したサンプルでは高融点金属(Co)に起因すると考えられる白点が抑制されていることが観測できた。
以上のように、本実施の形態を適用することにより、シリサイド化の際の高融点金属のコンタミネーションを有効に抑制することができ、高性能なCMOSイメージセンサ生産における歩留まりを大きく向上させることができる。
An image quality characteristic comparison experiment was performed between the image sensor of the present embodiment created in this way and the image sensor created by the prior art. As a prototype based on the prior art, the element isolation, well formation, photodiode formation, contact, via and wiring formation are the same except that the third layer silicon oxide film on the photodiode is not etched back. A sample was created.
And when both were compared, in the sample shown in the present Example, it was observed that the white spot considered to be caused by the refractory metal (Co) was suppressed.
As described above, by applying this embodiment, contamination of refractory metal during silicidation can be effectively suppressed, and the yield in the production of high-performance CMOS image sensors can be greatly improved. it can.

なお、以上の例では、本発明を単体のCMOSイメージセンサに適用した例を説明したが、本発明を適用できる固体撮像装置としては、1チップ上にCMOSイメージセンサを構成したものに限らず、撮像部と信号処理部や光学系がまとめてパッケージ化されたモジュールであってもよい。また本発明を適用できる固体撮像装置は、基本的にはCMOSイメージセンサであるが、他の方式によるイメージセンサにおいて、同様のサリサイドプロセスを用いて作成されるようなものについても適用できることは勿論である。
また、カメラシステムや携帯電話器に利用される装置であってもよい。なお、本発明では、CMOSイメージセンサの機能を単体で有する構成を固体撮像装置といい、固体撮像装置と他の要素(制御回路、操作部、表示部、さらにはデータ蓄積機能、通信機能等)と一体化された構成を撮像装置というものとする。
In the above example, the example in which the present invention is applied to a single CMOS image sensor has been described. However, the solid-state imaging device to which the present invention can be applied is not limited to one in which a CMOS image sensor is configured on one chip. A module in which the imaging unit, the signal processing unit, and the optical system are packaged together may be used. The solid-state imaging device to which the present invention can be applied is basically a CMOS image sensor, but it can of course be applied to other types of image sensors that are produced using the same salicide process. is there.
Moreover, the apparatus utilized for a camera system or a mobile telephone device may be used. In the present invention, a configuration having a CMOS image sensor function alone is called a solid-state imaging device, and the solid-state imaging device and other elements (control circuit, operation unit, display unit, data storage function, communication function, etc.) An integrated configuration is referred to as an imaging device.

以下、本発明による固体撮像装置を搭載した撮像装置の具体例を説明する。
図13は本例のCMOSイメージセンサを用いたカメラ装置の構成例を示すブロック図である。
図13において、撮像部310は、例えば図2に示したCMOSイメージセンサを用いて被写体の撮像を行うものであり、撮像信号をメイン基板に搭載されたシステムコントロール部320に出力する。
すなわち、撮像部310では、上述したCMOSイメージセンサの出力信号に対し、AGC(自動利得制御)、OB(オプティカルブラック)クランプ、CDS(相関二重サンプリング)、A/D変換といった処理を行い、デジタル撮像信号を生成して出力する。
Hereinafter, a specific example of an imaging device equipped with a solid-state imaging device according to the present invention will be described.
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration example of a camera device using the CMOS image sensor of this example.
In FIG. 13, the imaging unit 310 performs imaging of a subject using, for example, the CMOS image sensor shown in FIG. 2, and outputs an imaging signal to the system control unit 320 mounted on the main board.
That is, the imaging unit 310 performs processing such as AGC (automatic gain control), OB (optical black) clamping, CDS (correlated double sampling), and A / D conversion on the output signal of the above-described CMOS image sensor, and performs digital processing. An imaging signal is generated and output.

なお、本例では、撮像部310内で撮像信号をデジタル信号に変換してシステムコントロール部320に出力する例について示しているが、撮像部310からアナログ撮像信号をシステムコントロール部320に送り、システムコントロール部320側でデジタル信号に変換する構成であってもよい。
また、撮像部310内での具体的な制御動作や信号処理等も従来から種々の方法が提供されており、本発明の撮像装置において特に限定しないことは勿論である。
In this example, an example in which an imaging signal is converted into a digital signal and output to the system control unit 320 in the imaging unit 310 is shown. However, an analog imaging signal is sent from the imaging unit 310 to the system control unit 320, and the system The control unit 320 may convert to a digital signal.
Various methods have been conventionally provided for specific control operations, signal processing, and the like in the imaging unit 310, and it is needless to say that the imaging device of the present invention is not particularly limited.

また、撮像光学系300は、鏡筒内に配置されたズームレンズ301や絞り機構302等を含み、CMOSイメージセンサの受光部に被写体像を結像させるものであり、システムコントロール部320の指示に基づく駆動制御部330の制御により、各部を機械的に駆動してオートフォーカス等の制御が行われる。   The imaging optical system 300 includes a zoom lens 301 and an aperture mechanism 302 disposed in a lens barrel, and forms a subject image on the light receiving unit of the CMOS image sensor. Under the control of the drive control unit 330 based on this, each part is mechanically driven to perform control such as autofocus.

また、システムコントロール部320には、CPU321、ROM322、RAM323、DSP324、外部インターフェース325等が設けられている。
CPU321は、ROM322及びRAM323を用いて本カメラ装置の各部に指示を送り、システム全体の制御を行う。
DSP324は、撮像部310からの撮像信号に対して各種の信号処理を行うことにより、所定のフォーマットによる静止画または動画の映像信号(例えばYUV信号等)を生成する。
外部インターフェース325には、各種エンコーダやD/A変換器が設けられ、システムコントロール部320に接続される外部要素(本例では、ディスプレイ330、メモリ媒体340、操作パネル部350)との間で、各種制御信号やデータをやり取りする。
The system control unit 320 includes a CPU 321, a ROM 322, a RAM 323, a DSP 324, an external interface 325, and the like.
The CPU 321 uses the ROM 322 and the RAM 323 to send an instruction to each part of the camera apparatus to control the entire system.
The DSP 324 performs various kinds of signal processing on the imaging signal from the imaging unit 310, thereby generating a still image or moving image video signal (for example, a YUV signal) in a predetermined format.
The external interface 325 is provided with various encoders and D / A converters, and with external elements (in this example, the display 330, the memory medium 340, and the operation panel unit 350) connected to the system control unit 320. Various control signals and data are exchanged.

ディスプレイ330は、本カメラ装置に組み込まれた例えば液晶パネル等の小型表示器であり、撮像した画像を表示する。なお、このようなカメラ装置に組み込まれた小型表示器に加えて、外部の大型表示装置に画像データを伝送し、表示できる構成とすることも勿論可能である。
メモリ媒体340は、例えば各種メモリカード等に撮影された画像を適宜保存しておけるものであり、例えばメモリ媒体コントローラ341に対してメモリ媒体を交換可能なものとなっている。メモリ媒体340としては、各種メモリカードの他に、磁気や光を用いたディスク媒体等を用いることができる。
操作パネル部350は、本カメラ装置で撮影作業を行うに際し、ユーザが各種の指示を行うための入力キーを設けたものであり、CPU321は、この操作パネル部350からの入力信号を監視し、その入力内容に基づいて各種の動作制御を実行する。
The display 330 is a small display such as a liquid crystal panel incorporated in the camera apparatus, and displays a captured image. In addition to the small display device incorporated in such a camera device, it is of course possible to transmit the image data to an external large display device for display.
The memory medium 340 can appropriately store images taken on various memory cards, for example, and the memory medium can be exchanged with the memory medium controller 341, for example. As the memory medium 340, in addition to various memory cards, a disk medium using magnetism or light can be used.
The operation panel unit 350 is provided with input keys for a user to give various instructions when performing a photographing operation with the camera device. The CPU 321 monitors an input signal from the operation panel unit 350, Various operation controls are executed based on the input contents.

また、このような撮像装置において、撮像対象(被写体)としては、人や景色等の一般的な映像に限らず、偽札検出器や指紋検出器等の特殊な微細画像パターンの撮像にも適用できるものである。この場合の装置構成としては、図13に示した一般的なカメラ装置ではなく、さらに特殊な撮像光学系やパターン解析を含む信号処理系を含むことになり、この場合にも本発明の作用効果を十分発揮して、精密な画像検出を実現することが可能となる。
さらに、遠隔医療や防犯監視、個人認証等のように遠隔システムを構成する場合には、上述のようにネットワークと接続した通信モジュールを含む装置構成とすることも可能であり、幅広い応用が実現可能である。
Further, in such an imaging apparatus, the imaging target (subject) is not limited to a general image such as a person or a landscape, but can be applied to imaging a special fine image pattern such as a counterfeit detector or a fingerprint detector. Is. The apparatus configuration in this case is not the general camera apparatus shown in FIG. 13, but further includes a special imaging optical system and a signal processing system including pattern analysis. In this case as well, the operational effects of the present invention are included. This makes it possible to realize accurate image detection.
Furthermore, when configuring a remote system such as telemedicine, security monitoring, personal authentication, etc., it is also possible to configure the device configuration including a communication module connected to the network as described above, and a wide range of applications can be realized. It is.

本発明の実施の形態によって形成された固体撮像装置(CMOSイメージセンサ)の非シリサイド領域の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the non-silicide area | region of the solid-state imaging device (CMOS image sensor) formed by embodiment of this invention. 図1に示すイメージセンサの全体構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of the image sensor shown in FIG. 図1に示すイメージセンサの各画素の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of each pixel of the image sensor shown in FIG. 図1に示すイメージセンサにおける半導体チップ上の各素子の配置を示す平面図である。It is a top view which shows arrangement | positioning of each element on the semiconductor chip in the image sensor shown in FIG. 図1に示すイメージセンサの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the image sensor shown in FIG. 図1に示すイメージセンサの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the image sensor shown in FIG. 図1に示すイメージセンサの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the image sensor shown in FIG. 図1に示すイメージセンサの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the image sensor shown in FIG. 図1に示すイメージセンサの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the image sensor shown in FIG. 図1に示すイメージセンサの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the image sensor shown in FIG. 図1に示すイメージセンサの製造工程を示す平面図である。It is a top view which shows the manufacturing process of the image sensor shown in FIG. 図1に示すイメージセンサの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the image sensor shown in FIG. 図1に示すイメージセンサを搭載したカメラ装置の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the camera apparatus carrying the image sensor shown in FIG. 従来技術で形成したイメージセンサにおけるトランジスタの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the transistor in the image sensor formed by the prior art.

符号の説明Explanation of symbols

100……Si基板、101……フォトダイオード、102……ゲート絶縁膜、103……ポリシリコンゲート電極、111、112、113……絶縁膜。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Si substrate, 101 ... Photodiode, 102 ... Gate insulating film, 103 ... Polysilicon gate electrode, 111, 112, 113 ... Insulating film.

Claims (10)

半導体基板上にシリサイド層が形成される第1の領域と、前記シリサイド層が形成されない第2の領域とを有し、
前記第1の領域内に、電界効果トランジスタのゲート電極の側壁に3層の絶縁膜によって形成されるサイドウールスペーサを有し、
前記第2の領域内に、前記サイドウールスペーサを形成する3層の絶縁膜によって被覆され、前記シリサイド層を形成する際の高融点金属をブロックする領域を有する、
ことを特徴とする固体撮像装置。
A first region where a silicide layer is formed on a semiconductor substrate; and a second region where the silicide layer is not formed;
In the first region, there is a side wool spacer formed by a three-layer insulating film on the side wall of the gate electrode of the field effect transistor,
The second region has a region that is covered with a three-layer insulating film that forms the side wool spacer and blocks a refractory metal when the silicide layer is formed.
A solid-state imaging device.
前記第2の領域が画素領域であり、第1の領域が周辺回路領域であることを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。   The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the second area is a pixel area, and the first area is a peripheral circuit area. 前記3層の絶縁膜によって被覆され、前記高融点金属をブロックする領域が光電変換部の受光領域であることを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。   The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the region that is covered with the three-layer insulating film and blocks the refractory metal is a light receiving region of a photoelectric conversion unit. 前記第2の領域内の前記3層の絶縁膜によって被覆された領域が、前記光電変換部の受光領域に隣接した電界効果トランジスタのゲート電極上に延在していることを特徴とする請求項3記載の固体撮像装置。   The region covered with the three-layer insulating film in the second region extends on a gate electrode of a field effect transistor adjacent to a light receiving region of the photoelectric conversion unit. 3. The solid-state imaging device according to 3. 前記第2の領域の電界効果トランジスタのゲート電極の側壁に前記3層の絶縁膜のうち最上層の絶縁膜によって形成されたサイドウールスペーサを有することを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。   2. The solid-state imaging device according to claim 1, further comprising a side wool spacer formed by an uppermost insulating film among the three insulating films on a side wall of a gate electrode of the field effect transistor in the second region. . 前記第1の領域の電界効果トランジスタのソース・ドレイン領域が前記サイドウールスペーサによるLDD構造を有することを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。   2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein a source / drain region of the field effect transistor in the first region has an LDD structure by the side wool spacer. 前記第1の領域の電界効果トランジスタのソース・ドレイン領域が前記サイドウールスペーサによるLDD構造を有することを特徴とする請求項5記載の固体撮像装置。   6. The solid-state imaging device according to claim 5, wherein a source / drain region of the field effect transistor in the first region has an LDD structure by the side wool spacer. 前記3層の絶縁膜が半導体基板側から順にSiO膜、SiN膜、SIO膜からなることを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。 2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the three-layer insulating film is composed of an SiO 2 film, an SiN film, and an SIO 2 film in this order from the semiconductor substrate side. 半導体基板上にシリサイド層が形成される第1の領域と、前記シリサイド層が形成されない第2の領域とを有し、
前記第1の領域内に、電界効果トランジスタのゲート電極の側壁に3層の絶縁膜によって形成されるサイドウールスペーサを有し、
前記第2の領域内に、前記サイドウールスペーサを形成する3層の絶縁膜によって被覆され、前記シリサイド層を形成する際の高融点金属をブロックする領域を有する固体撮像装置の製造方法であって、
半導体基板上にゲート絶縁膜及びゲート電極を形成した後、1層目の絶縁膜を形成する工程と、
前記1層目の絶縁膜上に2層目の絶縁膜を形成する工程と、
前記第2の領域を第1のフォトレジストでマスクした後にエッチングを行い、前記第1の領域の電界効果トランジスタのゲート電極の側壁に2層目の絶縁膜によるサイドウォールを形成する工程と、
前記第1のフォトレジストを除去した後、3層目の絶縁膜を形成する工程と、
前記第2の領域の高融点金属をブロックする領域を第2のフォトレジストでマスクした後にエッチングを行い、前記高融点金属をブロックする領域以外の領域の電界効果トランジスタのゲート電極の側壁に3層目の絶縁膜によるサイドウォールを形成する工程と、
前記第2のフォトレジストを除去した後、高融点金属を積層し、シリサイドを形成する工程と、
を有することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
A first region where a silicide layer is formed on a semiconductor substrate; and a second region where the silicide layer is not formed;
In the first region, there is a side wool spacer formed by a three-layer insulating film on the side wall of the gate electrode of the field effect transistor,
In the method of manufacturing a solid-state imaging device, the second region includes a region that is covered with a three-layer insulating film that forms the side wool spacer and blocks a refractory metal when the silicide layer is formed. ,
Forming a first insulating film after forming the gate insulating film and the gate electrode on the semiconductor substrate;
Forming a second insulating film on the first insulating film;
Etching the mask after masking the second region with a first photoresist to form a sidewall of the second insulating film on the side wall of the gate electrode of the field effect transistor in the first region;
Forming a third-layer insulating film after removing the first photoresist;
Etching is performed after masking the region for blocking the refractory metal in the second region with a second photoresist, and three layers are formed on the side wall of the gate electrode of the field effect transistor in the region other than the region for blocking the refractory metal. Forming a sidewall by an eye insulating film;
Removing the second photoresist and then stacking a refractory metal to form a silicide;
A method for manufacturing a solid-state imaging device.
前記1層目の絶縁膜をSiO膜で形成し、2層目の絶縁膜をSiN膜で形成し、3層目の絶縁膜をSIO膜で形成することを特徴とする請求項9記載の固体撮像装置の製造方法。 10. The first insulating film is formed of an SiO 2 film, the second insulating film is formed of a SiN film, and the third insulating film is formed of an SIO 2 film. Manufacturing method of solid-state imaging device.
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