(57)【要約】【課題】集光率を向上できると共に、エッチングダメージ層の形成を防止する。【解決手段】固体撮像装置は、画素部４０と周辺回路部５０を有する半導体基板１と、画素部の上部に形成されたフォトダイオード（ＰＤ）部３及びフローティングディフュージョン（ＦＤ）部２０と、周辺回路部の上部に形成された複数のソース／ドレイン領域１８と、画素部及び周辺回路部の上に形成されたゲート絶縁膜４と、ＰＤ部とＦＤ部との間に形成された転送ゲート電極５と、各ソース／ドレイン領域同士の間に形成された周辺ゲート電極６と、ＰＤ部の上を覆うように形成された反射防止膜１３と、転送ゲート電極の側面に形成された第１のサイドウォール１５と、周辺ゲート電極の側面に形成された第２のサイドウォール１６とを備えている。反射防止膜、第１のサイドウォール及び第２のサイドウォールは、酸化膜と窒化膜とを含む積層膜である。【選択図】図１
2011204740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素部と周辺回路部を有する半導体基板と、
前記画素部の上部に形成されたフォトダイオード部及びフローティングディフュージョン部と、
前記周辺回路部の上部に形成された複数のソース／ドレイン領域と、
前記画素部及び周辺回路部の上に形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜の上における前記フォトダイオード部と前記フローティングディフュージョン部との間に形成された転送ゲート電極と、
前記ゲート絶縁膜の上における前記各ソース／ドレイン領域同士の間に形成された周辺ゲート電極と、
前記フォトダイオード部の上を覆うように形成された反射防止膜と、
前記転送ゲート電極における前記フローティングディフュージョン部が形成されている側の側面に形成された第１のサイドウォールスペーサと、
前記周辺ゲート電極の側面に形成された第２のサイドウォールスペーサとを備え、
前記反射防止膜、第１のサイドウォールスペーサ及び第２のサイドウォールスペーサは、酸化膜と窒化膜とを含む積層膜であることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記反射防止膜は第１の酸化膜と第２の酸化膜と窒化膜とを含む積層膜であり、
前記第１のサイドウォールスペーサは、断面がＬ字状の前記第１の酸化膜と断面がＬ字状の前記第２の酸化膜と前記窒化膜とを含む積層膜であり、
前記第２のサイドウォールスペーサは、断面がＩ字状の前記第１の酸化膜と断面がＬ字状の前記第２の酸化膜と前記窒化膜とを含む積層膜であることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記反射防止膜において、前記第１の酸化膜の膜厚は１０ｎｍ以上且つ３０ｎｍ以下であり、前記第２の酸化膜の膜厚は５ｎｍ以上且つ２０ｎｍ以下であり、前記窒化膜の膜厚は２０ｎｍ以上且つ６０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記ソース／ドレイン領域の上部には、シリサイド層が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
画素部及び周辺回路部を有する半導体基板の画素部に不純物を注入することによりフォトダイオード部を形成する工程（ａ）と、
前記画素部及び周辺回路部の上にゲート絶縁膜を形成する工程（ｂ）と、
前記画素部の上に形成された前記ゲート絶縁膜の上に、転送ゲート電極を形成し、前記周辺回路部に形成された前記ゲート絶縁膜の上に、周辺ゲート電極を形成する工程（ｃ）と、
前記ゲート絶縁膜、転送ゲート電極及び周辺ゲート電極を覆うように第１の酸化膜を形成する工程（ｄ）と、
前記周辺ゲート電極の側面に前記第１の酸化膜が残存するように、前記周辺回路部の上に形成された前記第１の酸化膜を除去する工程（ｅ）と、
前記画素部及び周辺回路部の上において、前記第１の酸化膜、転送ゲート電極及び周辺ゲート電極を覆うように第２の酸化膜及び窒化膜を順次形成する工程（ｆ）と、
前記転送ゲート電極の側面に、前記第１の酸化膜、第２の酸化膜及び窒化膜が残存するように、前記画素部の上に形成された前記第１の酸化膜、第２の酸化膜及び窒化膜を除去し、前記周辺ゲート電極の側面に、前記第２の酸化膜及び窒化膜が残存するように、前記周辺回路部の上に形成された前記第２の酸化膜及び窒化膜を除去する工程（ｇ）と、
前記画素部の上部における前記転送ゲート電極の側面に残存している前記窒化膜の側方に、不純物を注入することによりフローティングディフュージョン部を形成し、前記周辺回路部の上部における前記周辺ゲート電極の側面に残存している前記窒化膜の側方に、不純物を注入することによりソース／ドレイン領域を形成する工程（ｈ）とを備えていることを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項６】
前記工程（ｈ）よりも後に、前記ソース／ドレイン領域の上部にシリサイド層を形成する工程（ｈ１）をさらに備えていることを特徴とする請求項５に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項７】
前記工程（ｄ）において形成される前記第１の酸化膜の膜厚は、１０ｎｍ以上且つ３０ｎｍ以下であり、
前記工程（ｆ）において形成される前記第２の酸化膜の膜厚は、５ｎｍ以上且つ２０ｎｍ以下であり、前記窒化膜の膜厚は、３０ｎｍ以上且つ１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項５又は６に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項８】
前記工程（ｆ）よりも後に、前記フォトダイオード部の上の前記窒化膜の膜厚を薄くする工程（ｆ１）をさらに備えていることを特徴とする請求項５〜７のうちのいずれか１項に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項９】
前記工程（ｆ１）において、前記窒化膜の膜厚を２０ｎｍ以上且つ６０ｎｍ以下にすることを特徴とする請求項８に記載の固体撮像装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置及びその製造方法に関し、特に、サイドウォールスペーサを備える固体撮像装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電荷結合素子（charge coupled device：ＣＣＤ）イメージセンサ又は相補型金属酸化膜半導体（complementary metal oxide semiconductor：ＣＭＯＳ）イメージセンサと呼ばれる固体撮像装置は、サイドウォールスペーサを形成するためのエッチングにより生じるエッチングダメージ層を含んでいる。このため、固体撮像装置のフォトダイオード（photodiode：ＰＤ）領域及びフローティングディフュージョン（floating diffusion：ＦＤ）領域において、エッチングダメージ層の欠陥を介してリーク電流が発生して、画像の出画時にそのリーク電流の発生部において白点となり、画素特性が悪化する。
【０００３】
この問題を解決するために、エッチングダメージ層を減少させた固体撮像装置及びその製造方法が例えば特許文献１等に提示されている。
【０００４】
このような従来の固体撮像装置について図１４を参照しながら説明する。
【０００５】
図１４に示すように、半導体基板１０１の上部に活性領域を分離する素子分離領域１０２が形成されている。また、半導体基板１０１の上部に、それぞれがＮ−拡散層１０４ａ及びＮ＋拡散層１０４ｂにより構成されるＦＤ領域１０３と拡散層領域１０５とが形成されている。半導体基板１０１の上には、エッチングによる半導体基板１０１の主面へのダメージの発生を防止するためのエッチング保護膜としての酸化膜１１０が形成されている。酸化膜１１０の上におけるＦＤ領域１０３と拡散層領域１０５との間には、ゲート電極１０９が形成され、該ゲート電極１０９の側面には酸化膜１１０及び窒化膜の積層膜であるサイドウォールスペーサ１１１ａが形成されている。ここで、サイドウォールスペーサ１１１ａと半導体基板１０１との間にも酸化膜１１０が形成されている。また、ゲート電極１０９の上にも酸化膜１１０が形成されている。
【０００６】
次に、前記従来の固体撮像装置の製造方法について図１５及び図１６を参照しながら説明する。
【０００７】
まず、図１５に示すように、半導体基板１０１の上部に活性領域を分離する素子分離領域１０２を選択的に形成する。その後、化学気相成長（chemical vapor deposition：ＣＶＤ）法により、半導体基板１０１の主面全体に酸化膜１１０を形成する。酸化膜１１０は、膜厚が５０ｎｍ程度になるように薄く形成する。次に、酸化膜１１０の上における素子分離領域１０２同士の間にゲート電極１０９を形成する。続いて、ゲート電極１０９をマスクとし、酸化膜１１０を介して、イオン注入を行ってＮ−拡散層１０４ａを形成する。その後、ゲート電極１０９の上面及び側面を覆うように酸化膜１１０を再度形成する。続いて、半導体基板１０１の主面全体に、酸化膜１１０とは異なる材質の膜として、膜厚が１５０ｎｍ〜２００ｎｍの窒化膜１１１を積層する。
【０００８】
次に、図１６に示すように、窒化膜１１１をエッチングして、サイドウォールスペーサ１１１ａを形成する。このエッチングは、酸化膜１１０が残るような条件で行う。次に、ゲート電極１０９及びサイドウォールスペーサ１１１ａをマスクとし、酸化膜１１０を介して、後にＦＤ領域１０３及び拡散層領域１０５となる領域に、イオン注入を行ってＮ＋拡散層１０４ｂを形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−１９０５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
今後、固体撮像装置の小型化及び多画素化のニーズの高まりに伴い、画素の微細化及び動作の高速化がさらに進むと予想される。画素の微細化及び動作の高速化に伴い、集光率の向上と共にさらに微細化したトランジスタが必要となるため、反射防止膜を最適に形成した上で、さらに薄膜化したサイドウォールスペーサを備えたトランジスタが必要となる。このため、サイドウォールスペーサの下地となる酸化膜を薄く形成しているにも拘わらず、サイドウォールスペーサをより薄膜化するために酸化膜の上に形成された窒化膜のエッチング時間を長くしなければならない。これにより、酸化膜の下の半導体基板がエッチングダメージを受け、エッチングダメージ層により生じるリーク電流の増加によって、画像の出画時の白点の増加のおそれがある。
【００１１】
本発明は、前記従来の問題に鑑み、その目的は、集光率を向上できると共に、エッチングダメージ層の低減に優れた固体撮像装置を得られるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の目的を達成するために、本発明は、固体撮像装置をフォトダイオード部の上に酸化膜と窒化膜との積層膜が形成されている構成とする。
【００１３】
具体的に、本発明に係る固体撮像装置は、画素部と周辺回路部を有する半導体基板と、画素部の上部に形成されたフォトダイオード部及びフローティングディフュージョン部と、周辺回路部の上部に形成された複数のソース／ドレイン領域と、画素部及び周辺回路部の上に形成されたゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜の上におけるフォトダイオード部とフローティングディフュージョン部との間に形成された転送ゲート電極と、ゲート絶縁膜の上における各ソース／ドレイン領域同士の間に形成された周辺ゲート電極と、フォトダイオード部の上を覆うように形成された反射防止膜と、転送ゲート電極におけるフローティングディフュージョン部が形成されている側の側面に形成された第１のサイドウォールスペーサと、周辺ゲート電極の側面に形成された第２のサイドウォールスペーサとを備え、反射防止膜、第１のサイドウォールスペーサ及び第２のサイドウォールスペーサは、酸化膜と窒化膜とを含む積層膜である。
【００１４】
本発明に係る固体撮像装置によると、酸化膜と窒化膜とを含む積層膜である反射防止膜と共に半導体基板の上に酸化膜の積層膜を備えるため、集光率を向上できると共にエッチングダメージ層の形成を防止することができる。
【００１５】
本発明に係る固体撮像装置において、反射防止膜は、第１の酸化膜と第２の酸化膜と窒化膜とを含む積層膜であり、第１のサイドウォールスペーサは、断面がＬ字状の第１の酸化膜と断面がＬ字状の第２の酸化膜と窒化膜とを含む積層膜であり、第２のサイドウォールスペーサは、断面がＩ字形状の第１の酸化膜と断面がＬ字形状の第２の酸化膜と窒化膜とを含む積層膜であることが好ましい。
【００１６】
本発明に係る固体撮像装置は、反射防止膜において、前記第１の酸化膜の膜厚は１０ｎｍ以上且つ３０ｎｍ以下であり、前記第２の酸化膜の膜厚は５ｎｍ以上且つ２０ｎｍ以下であり、前記窒化膜の膜厚は２０ｎｍ以上且つ６０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００１７】
本発明に係る固体撮像装置において、ソース／ドレイン領域の上部には、シリサイド層が形成されていてもよい。
【００１８】
本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、画素部及び周辺回路部を有する半導体基板の画素部に不純物を注入することによりフォトダイオード部を形成する工程（ａ）と、画素部及び周辺回路部の上にゲート絶縁膜を形成する工程（ｂ）と、画素部の上に形成されたゲート絶縁膜の上に、転送ゲート電極を形成し、周辺回路部に形成されたゲート絶縁膜の上に、周辺ゲート電極を形成する工程（ｃ）と、ゲート絶縁膜、転送ゲート電極及び周辺ゲート電極を覆うように第１の酸化膜を形成する工程（ｄ）と、周辺ゲート電極の側面に第１の酸化膜が残存するように、周辺回路部の上に形成された第１の酸化膜を除去する工程（ｅ）と、画素部及び周辺回路部の上において、第１の酸化膜、転送ゲート電極及び周辺ゲート電極を覆うように第２の酸化膜及び窒化膜を順次形成する工程（ｆ）と、転送ゲート電極の側面に、第１の酸化膜、第２の酸化膜及び窒化膜が残存するように、画素部の上に形成された第１の酸化膜、第２の酸化膜及び窒化膜を除去し、周辺ゲート電極の側面に、第２の酸化膜及び窒化膜が残存するように、周辺回路部の上に形成された第２の酸化膜及び窒化膜を除去する工程（ｇ）と、画素部の上部における転送ゲート電極の側面に残存している窒化膜の側方に、不純物を注入することによりフローティングディフュージョン部を形成し、周辺回路部の上部における周辺ゲート電極の側面に残存している窒化膜の側方に、不純物を注入することによりソース／ドレイン領域を形成する工程（ｈ）とを備えている。
【００１９】
本発明に係る固体撮像装置の製造方法によると、ゲート絶縁膜、転送ゲート電極及び周辺ゲート電極を覆うように第１の酸化膜を形成し、第１の酸化膜、転送ゲート電極及び周辺ゲート電極を覆うように第２の酸化膜及び窒化膜を順次形成するため、集光率を向上できると共にエッチングダメージ層の形成を防止することができる。
【００２０】
本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、工程（ｈ）よりも後に、前記ソース／ドレイン領域の上部にシリサイド層を形成する工程（ｈ１）をさらに備えていてもよい。
【００２１】
本発明に係る固体撮像装置の製造方法において、工程（ｄ）において形成される第１の酸化膜の膜厚は、１０ｎｍ以上且つ３０ｎｍ以下であり、工程（ｆ）において形成される第２の酸化膜の膜厚は、５ｎｍ以上且つ２０ｎｍ以下であり、窒化膜の膜厚は、３０ｎｍ以上且つ１００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００２２】
本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、工程（ｆ）よりも後に、フォトダイオード部の上の窒化膜の膜厚を薄くする工程（ｆ１）をさらに備えていてもよい。
【００２３】
本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、工程（ｆ１）において、前記窒化膜の膜厚を２０ｎｍ以上且つ６０ｎｍ以下にすることが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る固体撮像装置によると、集光率を向上できると共に、半導体基板に対するエッチングダメージを防ぐことができるため、リーク電流を低減できるので、画素特性を良好にできる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る固体撮像装置を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の一工程のパターンレイアウトを示す平面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の一工程のパターンレイアウトを示す平面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の一工程のパターンレイアウトを示す平面図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１４】従来の固体撮像装置を示す断面図である。
【図１５】従来の固体撮像装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１６】従来の固体撮像装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の一実施形態に係る固体撮像装置について図１を参照しながら説明する。
【００２７】
図１に示すように、画素部４０と周辺回路部５０とを有する、例えばシリコンからなる半導体基板１の上部において、画素部４０と周辺回路部５０との境界に素子分離酸化膜２が形成されている。画素部４０の上部にはフォトダイオード（ＰＤ）部３及びフローティングディフュージョン（ＦＤ）部２０が形成され、周辺回路部５０の上部には複数のソース／ドレイン領域１８が形成されている。ソース／ドレイン領域１８の上部にはサリサイド層２３が形成されている。画素部４０の上において、ＦＤ部２０が形成された領域の上を除き、酸化シリコンからなるゲート絶縁膜４が形成され、周辺回路部５０の上において、隣り合うソース／ドレイン領域１８の間にゲート絶縁膜４が形成されている。画素部４０において、ゲート絶縁膜４の上におけるＰＤ部３とＦＤ部２０との間に転送ゲート電極であるトランスファゲート５が形成され、周辺回路部５０において、ゲート絶縁膜４の上に周辺ゲート電極であるトランジスタゲート６が形成されている。ＰＤ部３の上におけるゲート絶縁膜４並びにトランスファゲート５の側面及び上面には第１の酸化膜（シリコン酸化膜）７、第２の酸化膜（シリコン酸化膜）１０及び第１の窒化膜（シリコン窒化膜）１１が順次形成されている。トランスファゲート５におけるＦＤ部２０が形成されている側の側面には、断面がＬ字状の第１の酸化膜７、断面がＬ字状の第２の酸化膜１０及び第１の窒化膜１１の積層膜である画素部（第１の）サイドウォールスペーサ１５が形成されている。また、トランジスタゲート６の側面には、断面がＩ字状の第１の酸化膜７、断面がＬ字状の第２の酸化膜１０及び第１の窒化膜１１の積層膜である周辺回路部（第２の）サイドウォールスペーサ１６が形成されている。ＰＤ部３の上には、ゲート絶縁膜４、第１の酸化膜７及び第２の酸化膜１０の３層の酸化膜と、第１の窒化膜１１とにより、酸化膜と窒化膜との積層構造からなる反射防止膜１３が設けられている。ここで、反射防止膜１３において、第１の酸化膜７の膜厚は例えば１０ｎｍ以上且つ３０ｎｍ以下であり、第２の酸化膜１０の膜厚は例えば５ｎｍ以上且つ２０ｎｍ以下であり、第１の窒化膜１１の膜厚は例えば２０ｎｍ以上且つ６０ｎｍ以下である。画素部４０において、反射防止膜１３、トランスファゲート５、画素部サイドウォールスペーサ１５を覆うように第３の酸化膜２１が形成されている。画素部４０において、第３の酸化膜２１の上における反射防止膜１３の上を除く領域を覆うように第２の窒化膜２４が形成され、周辺回路部５０において、トランジスタゲート６、周辺回路部サイドウォールスペーサ１６及びサリサイド層２３を覆うように第２の窒化膜２４が形成されている。第２の窒化膜２４及び反射防止膜１３を覆うように層間絶縁膜２６が形成されている。層間絶縁膜２６には配線層が形成されるが、配線層の構造については図示を省略する。
【００２８】
本発明の一実施形態に係る固体撮像装置によると、酸化膜と窒化膜との積層膜である反射防止膜１３と共に半導体基板１の上に酸化膜の積層膜が形成されているため、集光率を向上できると共にエッチングダメージ層の形成を防止することができ、リーク電流を低減できるので、画素特性を良好にできる。
【００２９】
次に、本発明の一実施形態に係る固体撮像装置の製造方法について図２〜図１３を参照しながら説明する。
【００３０】
まず、図２に示すように、画素部４０と周辺回路部５０とを有する半導体基板１の上部において、画素部４０と周辺回路部５０との境界に素子分離酸化膜２を形成する。また、イオン注入法により画素部４０の上部に不純物を注入することによってＰＤ部３を形成する。続いて、半導体基板１の上に、膜厚が例えば５ｎｍ以上且つ２０ｎｍ以下のゲート絶縁膜４を形成し、画素部４０におけるゲート絶縁膜４の上にトランスファゲート５を選択的に形成し、周辺回路部５０におけるゲート絶縁膜４の上にトランジスタゲート６を選択的に形成する。
【００３１】
次に、図３に示すように、例えば化学気相成長（ＣＶＤ）法によりゲート絶縁膜４、トランスファゲート５及びトランジスタゲート６を覆うように、膜厚が１０ｎｍ以上且つ３０ｎｍ以下程度の第１の酸化膜７を形成する。続いて、リソグラフィ法により第１の酸化膜７の上に画素部４０を覆うパターンを有する第１のレジスト膜８を形成する。このとき、図４に示すように、画素部４０に形成した部材は、第１のレジスト膜に覆われる。ここで、図４において、周辺回路部５０に形成した部材は省略している。続いて、第１のレジスト膜８をマスクとして、ドライエッチング法により周辺回路部５０におけるトランジスタゲート６の側面に薄膜化した断面がＩ字状の第１の酸化膜サイドウォールスペーサ９を形成する。画素部４０における第１の酸化膜７の膜厚は、その表面がエッチングされないため第１の酸化膜７を形成した当初の膜厚を維持している。
【００３２】
次に、図５に示すように、第１のレジスト膜８を除去した後に、例えばＣＶＤ法により画素部４０及び周辺回路部５０を覆うように、膜厚が５ｎｍ以上且つ２０ｎｍ以下程度の第２の酸化膜１０を形成し、第２の酸化膜１０の上に、膜厚が例えば３０ｎｍ以上且つ１００ｎｍ以下程度の第１の窒化膜１１を形成する。その後、リソグラフィ法によりＰＤ部３の上側部分を開口するパターンを有する第２のレジスト膜１２を形成する。続いて、ドライエッチング法により、第２のレジスト膜１２をマスクとして、露出している第１の窒化膜１１の膜厚が２０ｎｍ以上且つ６０ｎｍ以下程度になるようにエッチングする。これにより、ＰＤ部３の上に、ゲート絶縁膜４、第１の酸化膜７及び第２の酸化膜１０の３層の酸化膜と、第１の窒化膜１１とにより、酸化膜と窒化膜との積層構造からなる反射防止膜１３が形成される。
【００３３】
次に、図６に示すように、第２のレジスト膜１２を除去した後に、リソグラフィ工程により、画素部４０における反射防止膜１３及びトランスファゲート５の上に、ＰＤ部３が露出しないように第３のレジスト膜１４を形成する。ここで、図６においては、反射防止膜１３を省略している。また、周辺回路部５０に形成した部材も省略している。
【００３４】
次に、図７に示すように、第３のレジスト膜１４をマスクとしたドライエッチング法により、画素部４０のトランスファゲート５における後にＦＤ部を形成する側の側面に、断面がＬ字状の第１の酸化膜７、断面がＬ字状の第２の酸化膜１０及び第１の窒化膜１１の積層膜である画素部（第１の）サイドウォールスペーサ１５を形成する。また、周辺回路部５０において、トランジスタゲート６の側面に、第１の酸化膜サイドウォールスペーサ９、断面がＬ字状の第２の酸化膜１０及び第１の窒化膜１１の積層膜である周辺回路部（第２の）サイドウォールスペーサ１６を形成する。
【００３５】
ここで、画素部サイドウォールスペーサ１５を形成する前において、第１の酸化膜７の膜厚は、形成した当初の膜厚相当である１０ｎｍ以上且つ３０ｎｍ以下である。このため、第１の窒化膜１１をエッチング法により除去する際に第２の酸化膜１０も除去したとしても、第１の酸化膜７の膜厚を例えば１０ｎｍ程度残すことができるため、第１の酸化膜７はエッチング保護膜として機能する。仮に、第１の酸化膜７もエッチング法により除去したとしても、その下にはゲート絶縁膜４が残存する構造となっている。
【００３６】
これにより、トランスファゲート５の側面の画素部サイドウォールスペーサ１５の下において、酸化膜がエッチング保護膜として機能するため、サイドウォールスペーサ１５を形成する際の半導体基板１に対するエッチングダメージを防ぐことができる。
【００３７】
次に、図８に示すように、第３のレジスト膜１４を除去した後に、リソグラフィ法により画素部４０を覆うパターンを有する第４のレジスト膜１７を形成する。続いて、第４のレジスト膜１７をマスクとして、周辺回路部５０における表面が露出している半導体基板１の上部にイオン注入法により不純物を注入して、ソース／ドレイン領域１８を形成する。
【００３８】
次に、図９に示すように、第４のレジスト膜１７を除去した後に、リソグラフィ工程によりトランスファゲート５の近傍を開口したパターンを有する第５のレジスト膜１９を形成する。図９において、周辺回路部５０に形成した部材は省略している。
【００３９】
次に、図１０に示すように、第５のレジスト膜１９をマスクとして、例えばフッ酸溶液を用いたウエットエッチング法により、第５のレジスト膜１９の開口部において、画素部サイドウォールスペーサ１５を形成する際にエッチング保護膜として機能した第１の酸化膜７及びゲート絶縁膜４を除去する。その後、イオン注入法によって、露出した半導体基板１の上部に不純物を注入して、ＦＤ部２０を形成する。
【００４０】
このとき、イオン注入を行う前に、第１の酸化膜７及びゲート絶縁膜４を除去することにより、ＦＤ部２０の容量を安定化することができる。これは、第１の酸化膜７及びゲート絶縁膜４を残存させたままイオン注入すると、それらの膜厚のばらつきによりイオン注入層の深さが変動するためである。
【００４１】
次に、図１１に示すように、第５のレジスト膜１９を除去した後に、例えばＣＶＤ法により画素部４０及び周辺回路部５０を覆うように、１０ｎｍ以上且つ７０ｎｍ以下程度の第３の酸化膜２１を形成する。続いて、リソグラフィ法により画素部４０を覆うパターンを有する第６のレジスト膜２２を形成する。その後、第６のレジスト膜２２をマスクとしたドライエッチング法により、ソース／ドレイン領域１８を露出し、露出したソース／ドレイン領域１８の上部にサリサイド層２３を形成する。
【００４２】
次に、図１２に示すように、第６のレジスト膜２２を除去した後に、例えばＣＶＤ法により画素部４０及び周辺回路部５０を覆うように、１０ｎｍ以上且つ５０ｎｍ以下程度の第２の窒化膜２４を形成する。続いて、リソグラフィ法により反射防止膜１３の上を開口するパターンを有する第７のレジスト膜２５を形成する。その後、第７のレジスト膜２５をマスクとしたドライエッチング法によって、露出している第２の窒化膜２４を除去する。このとき、第３の酸化膜２１も除去しても構わない。反射防止膜１３の上の第２の窒化膜２４を除去するため、反射防止膜１３は、酸化膜と窒化膜との２層構造を維持できることにより、集光率の低下を防止できる。
【００４３】
次に、図１３に示すように、第７のレジスト膜２５を除去した後に、画素部４０及び周辺回路部５０を覆うように、反射防止膜１３の上に配線層を形成するための層間絶縁膜２６を形成する。その後、図示はしていないが、層間絶縁膜２６に配線層を形成して固体撮像装置を完成させる。
【００４４】
本発明の一実施形態に係る固体撮像装置の製造方法によると、反射防止膜を形成することによって集光率を向上できる。また、薄膜化した第１の酸化膜サイドウォールスペーサを形成するためのエッチングの際に、画素部をレジスト膜で覆うことにより、ＦＤ部に対するエッチングダメージを防ぐことができる。さらに、画素部サイドウォールスペーサを形成するためのエッチングにおいても、エッチング保護膜として酸化膜を機能させることができるため、エッチングの影響が半導体基板に及ぶことを防ぐことができる。これにより、従来の固体撮像装置と比べダメージ層を低減できるため、リーク電流を低減できる。このため、固体撮像装置の画像の出画時の白点を低減できるので、画素特性が良好となる。
【００４５】
なお、本発明の固体撮像装置の製造方法としてＣＭＯＳイメージセンサを例としているが、サイドウォール構造を有するその他の構成の固体撮像装置にも、同様に本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明に係る固体撮像装置及びその製造方法は、集光率を向上できると共に、半導体基板に対するエッチングダメージを防ぐことができるため、リーク電流を低減できて、画素特性を良好にでき、特に、サイドウォールスペーサを備える固体撮像装置及びその製造方法等に有用である。
【符号の説明】
【００４７】
１  半導体基板
２  素子分離酸化膜
３  フォトダイオード（ＰＤ）部
４  ゲート絶縁膜
５  トランスファゲート（転送ゲート電極）
６  トランジスタゲート（周辺ゲート電極）
７  第１の酸化膜
８  第１のレジスト膜
９  第１の酸化膜サイドウォールスペーサ
１０  第２の酸化膜
１１  第１の窒化膜
１２  第２のレジスト膜
１３  反射防止膜
１４  第３のレジスト膜
１５  画素部（第１の）サイドウォールスペーサ
１６  周辺回路部（第２の）サイドウォールスペーサ
１７  第４のレジスト膜
１８  ソース／ドレイン領域
１９  第５のレジスト膜
２０  フローティングディフュージョン（ＦＤ）部
２１  第３の酸化膜
２２  第６のレジスト膜
２３  サリサイド層
２４  第２の窒化膜
２５  第７のレジスト膜
２６  層間絶縁膜
４０  画素部
５０  周辺回路部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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