JP5037816B2 - Cmosイメージセンサ及びその形成方法 - Google Patents
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Description
102 素子分離膜
104 ゲート絶縁膜
106a、106b ポリシリコン膜
107a トランスファーゲート
107b リセットゲート
107c 抵抗素子
109a フォトダイオード
110 受光素子
112a 浮遊拡散層
112b ソース/ドレイン領域
114 バッファ酸化膜
114a、116a、126a 側壁パターン
114c バッファ酸化パターン
114b、116b、126b 残余パターン
116 保護絶縁膜
118、118a モールド層
120 マスクパターン
122 ゲート金属膜
124 ゲート金属シリサイド
126 スペーサ絶縁膜
126c スペーサ絶縁パターン
128 ゲートスペーサ
129 残余スペーサ
132 シリサイド防止パターン
134 ソース/ドレイン金属膜
136 ソース/ドレイン金属シリサイド
Claims (22)
- 基板上に順に積層されたゲート絶縁膜及びドーピングされたポリシリコン膜をパターニングして互いに離隔されたトランスファーゲート及びリセットゲートを形成する段階と、
前記トランスファーゲート及びリセットゲートの間の浮遊拡散層、前記浮遊拡散層に対向した前記トランスファーゲートの一側の受光素子、及び前記浮遊拡散層に対向した前記リセットゲートの一側のソース/ドレイン領域を形成する段階と、
前記基板の全面に保護絶縁膜及びモールド層を順に形成する段階と、
前記モールド層を前記保護絶縁膜が露出されるまで平坦化させる段階と、
前記平坦化されたモールド層を除去する段階と、
前記露出された保護絶縁膜を除去して前記トランスファーゲート及び前記リセットゲートの上部面を露出させる段階と、
ゲート金属膜を利用した選択的シリサイド化工程を実行して前記露出されたトランスファーゲート及びリセットゲートにゲート金属シリサイドを形成する段階と、
少なくとも前記浮遊拡散層に隣接した前記トランスファーゲートの一側壁、及び前記リセットゲートの両側壁にゲートスペーサを形成して前記浮遊拡散層及び前記ソース/ドレイン領域を露出させる段階と、
前記受光素子及び前記浮遊拡散層を覆うシリサイド防止パターンを形成する段階と、
ソース/ドレイン金属膜を利用した選択的シリサイド化工程を実行して前記露出されたソース/ドレイン領域の表面にソース/ドレイン金属シリサイドを形成する段階と、
を含み、
前記保護絶縁膜は前記モールド層とエッチング選択比を有することを特徴とするCOMSイメージセンサの形成方法。 - 前記平坦化されたモールド層を除去する段階は前記ゲート金属シリサイドを形成する前に実行されることを特徴とする請求項1に記載のCOMSイメージセンサの形成方法。
- 前記平坦化されたモールド層を除去する段階は前記ゲート金属シリサイドを形成した後に実行されることを特徴とする請求項1に記載のCOMSイメージセンサの形成方法。
- 前記ゲート金属シリサイド及び前記ソース/ドレイン金属シリサイドは互いに違う金属を含むことを特徴とする請求項1に記載のCOMSイメージセンサの形成方法。
- 前記ゲートスペーサを形成する段階は、
前記平坦化されたモールド層が除去され、前記ゲート金属シリサイドを有する基板にスペーサ絶縁膜をコンフォーマルに形成する段階と、
前記スペーサ絶縁膜及び前記保護絶縁膜を全面異方性エッチングして前記トランスファーゲートの両側壁及び前記リセットゲートの両側壁に前記ゲートスペーサを形成する段階とを含むことを特徴とする請求項1乃至4のうちのいずれか一項に記載のCOMSイメージセンサの形成方法。 - 前記ゲートスペーサを形成する段階は、
前記平坦化されたモールド層が除去され、前記ゲート金属シリサイドを有する前記基板上にスペーサ絶縁膜をコンフォーマルに形成する段階と、
前記スペーサ絶縁膜及び前記保護絶縁膜を選択的に異方性エッチングして前記受光素子と前記受光素子に隣接した前記トランスファーゲートの一側壁を順に覆う保護絶縁パターン及びスペーサ絶縁パターン、及び前記ゲートスペーサを形成する段階とを含むことを特徴とする請求項1乃至4のうちのいずれか一項に記載のCOMSイメージセンサの形成方法。 - 前記保護絶縁膜を形成する前に、
前記トランスファーゲート及び前記リセットゲートを有する前記基板に前記モールド層に比べて遅いエッチング率を有するバッファ酸化膜を形成する段階をさらに含み、前記トランスファーゲート及び前記リセットゲートの上部面を露出させる段階は前記露出された前記保護絶縁膜及び前記バッファ酸化膜を連続的にエッチングして前記トランスファーゲート及び前記リセットゲートの上部面を露出させる段階を含むことを特徴とする請求項1乃至4のうちのいずれか一項に記載のCOMSイメージセンサの形成方法。 - 前記ゲート金属シリサイドは前記トランスファーゲート及び前記リセットゲートの側壁に形成された前記バッファ酸化膜の最上部面を覆うように形成されることを特徴とする請求項7に記載のCOMSイメージセンサの形成方法。
- 抵抗領域及び画素領域を有する基板上にゲート絶縁膜及びアンドープトポリシリコン膜を順に形成する段階と、
前記画素領域のアンドープトポリシリコン膜及び前記抵抗領域のアンドープトシリコン膜から各々第1及び第2ドーピングされたポリシリコン膜を形成する段階と、
前記第1及び第2ドーピングされたポリシリコン膜をパターニングして各々前記画素領域の互いに離隔されたトランスファーゲート及びリセットゲートと、前記抵抗領域の抵抗素子とを形成する段階と、
前記トランスファーゲート及びリセットゲートの間の浮遊拡散層、前記浮遊拡散層に対向した前記トランスファーゲートの一側の受光素子、及び前記浮遊拡散層に対向した前記リセットゲートの一側のソース/ドレイン領域を形成する段階と、
前記基板の全面にバッファ酸化膜、保護絶縁膜及びモールド層を順に形成する段階と、
前記モールド層を前記保護絶縁膜が露出されるまで平坦化させる段階と、
前記平坦化されたモールド層を除去する段階と、
前記画素領域の前記露出された保護絶縁膜及びバッファ酸化膜を連続的及び選択的に除去して前記トランスファーゲート及び前記リセットゲートの上部面を露出させ、前記抵抗素子上の露出された保護絶縁膜は残存させる段階と、
ゲート金属膜を利用した選択的シリサイド化工程を実行して前記露出されたゲートにゲート金属シリサイドを形成する段階と、
少なくとも前記浮遊拡散層に隣接した前記トランスファーゲートの一側壁、及び前記リセットゲートの両側壁にゲートスペーサを形成して前記浮遊拡散層及びソース/ ドレイン領域を露出させる段階と、
前記受光素子、前記浮遊拡散層及び前記抵抗素子を覆うシリサイド防止パターンを形成する段階と、
ソース/ドレイン金属膜を利用した選択的シリサイド化工程を実行して前記露出されたソース/ドレイン領域の表面にソース/ドレイン金属シリサイドを形成する段階と、
を含み、
前記保護絶縁膜は前記モールド層とエッチング選択比を有し、
前記バッファ酸化膜は前記モールド層に比べて遅いエッチング率を有することを特徴とするCOMSイメージセンサの形成方法。 - 前記平坦化されたモールド層を除去する段階は前記ゲート金属シリサイドを形成する前に実行されることを特徴とする請求項9に記載のCOMSイメージセンサの形成方法。
- 前記平坦化されたモールド層を除去する段階は前記ゲート金属シリサイドを形成した後に実行されることを特徴とする請求項9に記載のCOMSイメージセンサの形成方法。
- 前記ゲート金属シリサイドと前記ソース/ドレイン金属シリサイドは互いに違う金属を含むことを特徴とする請求項9に記載のCOMSイメージセンサの形成方法。
- 前記ゲートスペーサを形成する段階は、
前記平坦化されたモールド層が除去され、前記ゲート金属シリサイドを有する基板にスペーサ絶縁膜をコンフォーマルに形成する段階と、
前記スペーサ絶縁膜、前記保護絶縁膜及び前記バッファ酸化膜を全面異方性エッチングして前記トランスファーゲートの両側壁及び前記リセットゲートの両側壁に前記ゲートスペーサ、及び前記抵抗素子の側壁に残余スペーサを形成する段階とを含むことを特徴とする請求項9乃至12のうちのいずれか一項に記載のCOMSイメージセンサの形成方法。 - 前記ゲートスペーサを形成する段階は、
前記平坦化されたモールド層が除去され、前記ゲート金属シリサイドを有する前記基板上にスペーサ絶縁膜をコンフォーマルに形成する段階と、
前記スペーサ絶縁膜、前記保護絶縁膜及び前記バッファ酸化膜を選択的に異方性エッチングして前記受光素子と前記受光素子に隣接した前記トランスファーゲートの一側壁を順に覆うバッファ酸化パターン、保護絶縁パターン及びスペーサ絶縁パターン、前記ゲートスペーサ、及び前記抵抗素子の側壁の残余スペーサを形成する段階とを含むことを特徴とする請求項9乃至12のうちのいずれか一項に記載のCOMSイメージセンサの形成方法。 - 前記第1ドーピングされたポリシリコン膜及び前記第2ドーピングされたポリシリコン膜は互いに違う不純物濃度を有するように形成されることを特徴とする請求項9乃至12のうちのいずれか一項に記載のCOMSイメージセンサの形成方法。
- 前記ゲート金属シリサイドは前記トランスファーゲート及び前記リセットゲートの側壁に形成された前記バッファ酸化膜の最上部面を覆うように形成されることを特徴とする請求項9乃至12のうちのいずれか一項に記載のCOMSイメージセンサの形成方法。
- 基板上に互いに離隔されて配置され、ドーピングされたポリシリコンからなるトランスファーゲート及びリセットゲートと、
前記トランスファーゲート及び前記リセットゲートと前記基板との間に介在されたゲート絶縁膜と、
前記トランスファーゲート及び前記リセットゲートの間に配置された浮遊拡散層と、
前記浮遊拡散層に対向した前記トランスファーゲートの一側に配置された受光素子と、
前記浮遊拡散層に対向した前記リセットゲートの一側に配置されたソース/ドレイン領域と、
前記トランスファーゲート及び前記リセットゲートの上部面の全面に配置され、ゲート金属膜を利用した選択的シリサイド化工程によって形成されたゲート金属シリサイドと、
前記受光素子及び前記浮遊拡散層を覆うシリサイド防止パターンと、
前記ソース/ドレイン領域の表面に配置され、ソース/ドレイン金属膜を利用した選択的シリサイド化工程により形成されたソース/ドレイン金属シリサイドとを含むことを特徴とするCOMSイメージセンサ。 - 前記ゲート金属シリサイド及び前記ソース/ドレイン金属シリサイドは互いに違う金属を含むことを特徴とする請求項17に記載のCOMSイメージセンサ。
- 前記トランスファーゲートの両側壁及び前記リセットゲートの両側壁に配置されたゲートスペーサをさらに含むことを特徴とする請求項17または18に記載のCOMSイメージセンサ。
- 前記浮遊拡散層に隣接した前記トランスファーゲートの第1側壁、及び前記リセットゲートの両側壁に配置されたゲートスペーサと、
前記受光素子と、前記受光素子に隣接した前記トランスファーゲートの第2側壁を覆い、順に積層された保護絶縁パターン及びスペーサ絶縁パターンをさらに含み、前記ゲートスペーサは前記保護絶縁パターンと同様の物質からなる部分、及び前記スペーサ絶縁パターンと同様の物質からなる部分を含むことを特徴とする請求項17または18に記載のCOMSイメージセンサ。 - 前記保護絶縁パターンと前記基板との間、及び前記保護絶縁パターンと前記トランスファーゲートの第2側壁との間に介在されたバッファ酸化パターンをさらに含み、前記ゲートスペーサは前記バッファ酸化パターンと同様の物質からなる部分をさらに含むことを特徴とする請求項20に記載のCOMSイメージセンサ。
- 前記トランスファーゲート及びリセットゲートはドーピングされたポリシリコンを含むことを特徴とする請求項17に記載のCOMSイメージセンサ。
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