JP2018117156A - 固体撮像装置の製造方法、固体撮像装置、および、カメラ - Google Patents
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Abstract
Description
前記光電変換素子および前記MOSトランジスタの上に、窒素を含むシリコン化合物からなる第1の絶縁膜を形成する工程と、
前記第1の絶縁膜のうち、少なくとも前記MOSトランジスタのチャネルの上に位置する部分に開口を形成する工程と、
前記第1の絶縁膜の上に第2の絶縁膜を形成する工程と、
前記第2の絶縁膜および前記第1の絶縁膜を貫通するコンタクトホールを形成する工程と、
前記MOSトランジスタへ接続するコンタクトプラグを前記コンタクトホールに形成する工程とを含む。
図1から図5を参照しながら、発明の第1の実施形態の固体撮像装置およびその製造方法を説明する。
増幅MOSトランジスタ5は光電変換素子1で生じた電荷による電位変化に基づく信号を生成し、信号線に出力するものである。ここで電位変化させる対象は、光電変換素子1から電荷が転送される際にフローティングとなっているノードであればよく、フローティングディフュージョン3が用いられる。このFD3と増幅MOSトランジスタ5のゲートが接続されており、FD3の電位変化に基づく信号を信号線に出力する。この時、ソースフォロワ動作により電荷を増幅して出力するため、MOSトランジスタ5は増幅素子といえる。電源(VDD)、増幅MOSトランジスタ5、信号線、定電流源6によりソースフォロワ回路を構成している。この例では、リセットMOSトランジスタ4のドレイン電圧により選択動作を行なっているが、選択用MOSトランジスタを設けて、これにより選択を行なってもよい。
次に、図7及び図8を参照しながら発明の第2の実施形態に対応する固体撮像装置およびその製造方法を説明する。本実施形態は、光電変換素子の上面に導波路を有する構造に関する。まず、実施形態1で説明した図2(a)から図4(b)に対応する製造工程と同様の方法により、図7(a)に示す状態となる。図7(a)に示す状態は、実施形態1で図4(b)に示したものと同様である。 ここで、画素部1611は、電荷蓄積領域としてのN型半導体領域202、203を備える。また、ゲート電極をシリコン窒化膜を含む絶縁膜306が覆っている第1のMOSトランジスタ302及び第2のMOSトランジスタ303と、ゲート電極310の一部にシリコン窒化膜306の開口部306aを有する第3のMOSトランジスタ304とを備える。また、周辺回路部1616には、絶縁膜306と同じシリコン窒化膜を含む絶縁膜で形成されたサイドスペーサを有するMOSトランジスタ305を有する。
Claims (15)
- 光電変換素子と、MOSトランジスタとを有する画素部を備える固体撮像装置の製造方法であって、
前記光電変換素子および前記MOSトランジスタの上に、窒素を含むシリコン化合物からなる第1の絶縁膜を形成する工程と、
前記第1の絶縁膜のうち、少なくとも前記MOSトランジスタのゲート電極の上に位置する部分に開口を形成する工程と、
前記第1の絶縁膜の上に前記開口を覆う第2の絶縁膜を形成する工程と、
前記第2の絶縁膜および前記第1の絶縁膜をエッチングすることにより、前記第2の絶縁膜および前記第1の絶縁膜を貫通するコンタクトホールを形成する工程と、
前記MOSトランジスタへ接続するコンタクトプラグを前記コンタクトホールに形成する工程と、を含み、
前記開口を形成する工程では、前記MOSトランジスタの上に形成された前記第1の絶縁膜をエッチングし、
前記エッチングにより、前記MOSトランジスタのゲート電極の側面にサイドスペーサが形成され、
前記開口は、前記MOSトランジスタのソース・ドレイン領域の少なくとも一部の上に形成され、かつ、前記サイドスペーサを囲むように形成される、
ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 光電変換素子と、MOSトランジスタとを有する画素部を備える固体撮像装置の製造方法であって、
前記光電変換素子および前記MOSトランジスタの上に、窒素を含むシリコン化合物からなる第1の絶縁膜を減圧CVD法により形成する工程と、
前記第1の絶縁膜のうち、少なくとも前記MOSトランジスタのゲート電極の上に位置する部分に開口を形成する工程と、
前記第1の絶縁膜の上に前記開口を覆う第2の絶縁膜を形成する工程と、
前記第2の絶縁膜および前記第1の絶縁膜をエッチングすることにより、前記第2の絶縁膜および前記第1の絶縁膜を貫通するコンタクトホールを形成する工程と、
前記MOSトランジスタへ接続するコンタクトプラグを前記コンタクトホールに形成する工程と、
を含むことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 光電変換素子と、MOSトランジスタとを有する画素部を備える固体撮像装置の製造方法であって、
前記光電変換素子および前記MOSトランジスタの上に、窒素を含むシリコン化合物からなる第1の絶縁膜を減圧CVD法により形成する工程と、
前記第1の絶縁膜のうち、少なくとも前記MOSトランジスタのゲート電極の上に位置する部分に開口を形成する工程と、
前記第1の絶縁膜の上に前記開口を覆う第2の絶縁膜を形成する工程と、
前記第2の絶縁膜の上に、窒素を含むシリコン化合物を含む第3の絶縁膜をプラズマCVD法により形成する工程と、
前記第2の絶縁膜および前記第1の絶縁膜をエッチングすることにより、前記第2の絶縁膜および前記第1の絶縁膜を貫通するコンタクトホールを形成する工程と、
前記MOSトランジスタへ接続するコンタクトプラグを前記コンタクトホールに形成する工程と、
を含むことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 前記開口は、前記MOSトランジスタのソース・ドレイン領域の少なくとも一部の上に位置するように形成されることを特徴とする請求項2又は3に記載の固体撮像装置の製造方法。
- 前記第2の絶縁膜を形成する工程の前に、前記第1の絶縁膜の前記開口の側面を覆うように、シリコン酸化膜を形成する工程を含むことを特徴とする請求項4に記載の固体撮像装置の製造方法。
- 前記第1の絶縁膜は、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜、または、シリコン炭窒化膜であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の固体撮像装置の製造方法。
- 前記第2の絶縁膜の上に形成された層間絶縁膜に開口を形成する工程と、
前記開口に窒素を含むシリコン化合物を充填する工程と
をさらに備え、
前記層間絶縁膜と前記開口に充填された前記窒素を含むシリコン化合物とによって、前記光電変換素子に光を導く導波路が形成され、
前記窒素を含むシリコン化合物を充填する工程では、プラズマCVD法により前記開口へ前記窒素を含むシリコン化合物を充填することを特徴とする請求項3に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 前記第3の絶縁膜を形成する工程の後に、水素拡散のための熱処理を行う工程を更に含むことを特徴とする請求項3又は7に記載の固体撮像装置の製造方法。
- 前記MOSトランジスタは、前記光電変換素子で生じた電荷の量に基づく信号を生成する増幅MOSトランジスタであることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の固体撮像装置の製造方法。
- 複数の画素を備える固体撮像装置であって、
前記複数の画素の1つに含まれる光電変換素子と、
前記複数の画素の1つに含まれる第1のMOSトランジスタと、
前記複数の画素の1つに含まれる第2のMOSトランジスタと、
前記複数の画素の1つに含まれる第3のMOSトランジスタと、
窒素を含むシリコン化合物からなる第1の絶縁膜と、
前記第2のMOSトランジスタおよび前記第3のMOSトランジスタを覆う第2の絶縁膜と、
前記第1のMOSトランジスタ、前記第2のMOSトランジスタおよび前記第3のMOSトランジスタを覆う層間絶縁膜と、
前記第2のMOSトランジスタに接続された第1のコンタクトプラグと、
前記第3のMOSトランジスタに接続された第2のコンタクトプラグと、を備え、
前記第1の絶縁膜は、前記光電変換素子、前記第1のMOSトランジスタ、前記第2のMOSトランジスタ、および、前記第3のMOSトランジスタのための素子分離部を覆うように連続的に延び、
前記第1の絶縁膜は、前記第3のMOSトランジスタの上に開口を有し、
前記第2の絶縁膜は、前記第1の絶縁膜と前記層間絶縁膜との間に配置され、前記第1の絶縁膜の上面および前記第1の絶縁膜の前記開口を覆い、
前記第1のコンタクトプラグは、前記第1の絶縁膜、前記第2の絶縁膜および前記層間絶縁膜と接し、
前記第2のコンタクトプラグは、前記第2の絶縁膜および前記層間絶縁膜と接している、
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 前記第2の絶縁膜は、前記第1のMOSトランジスタ、前記第2のMOSトランジスタおよび前記第3のMOSトランジスタを覆う、
ことを特徴とする請求項10に記載の固体撮像装置。 - 前記開口が、前記第3のMOSトランジスタのソース・ドレイン領域の少なくとも一部の上に位置することを特徴とする請求項10又は11に記載の固体撮像装置。
- 前記第3のMOSトランジスタのゲート電極の側面にはサイドスペーサが設けられ、
前記開口が、前記サイドスペーサを囲むことを特徴とする請求項10乃至12のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記第3のMOSトランジスタは、前記光電変換素子で生じた電荷の量に基づく信号を生成する増幅MOSトランジスタであることを特徴とする請求項10乃至13のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 請求項10乃至14のいずれか1項に記載の固体撮像装置と、
前記固体撮像装置から出力される信号を処理する処理部と
を備えることを特徴とするカメラ。
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