(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素アレイ領域と、前記画素アレイ領域の外に配置された周辺回路領域とを有する固体撮像装置であって、
前記画素アレイ領域に配置された光電変換素子と、
前記画素アレイ領域に配置され、ゲート電極を有し、前記光電変換素子が発生した電荷に応じた信号を出力する増幅ＭＯＳトランジスタと、
前記周辺回路領域に配置され、ゲート電極を有する周辺ＭＯＳトランジスタと、
前記光電変換素子、前記増幅ＭＯＳトランジスタおよび前記周辺ＭＯＳトランジスタを覆うように配置され、ＣＭＰによって平坦化された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜と前記増幅ＭＯＳトランジスタの前記ゲート電極の上面および前記光電変換素子との間に配置され、前記光電変換素子へ向かう光の反射を低減する第１絶縁膜と、
前記層間絶縁膜と前記周辺ＭＯＳトランジスタの前記ゲート電極の上面との間に配置された第２絶縁膜とを備え、
前記第１絶縁膜および前記第２絶縁膜は、積層膜であり、
前記第１絶縁膜は、前記増幅ＭＯＳトランジスタの前記ゲート電極の前記上面および前記光電変換素子のほか、前記増幅ＭＯＳトランジスタの前記ゲート電極の側面を覆うように広がっていて、前記第１絶縁膜と前記増幅ＭＯＳトランジスタの前記ゲート電極の前記側面との間にサイドウォールがない、
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記周辺ＭＯＳトランジスタの前記ゲート電極の側面に配置されたサイドウォールを更に備え、
前記周辺ＭＯＳトランジスタは、ＬＤＤ構造を有し、
前記第１絶縁膜および前記層間絶縁膜の少なくとも１つは、シリコン酸化物を含む積層膜であり、
前記サイドウォールは、シリコン酸化物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】
前記周辺回路領域に配置された導電体パターンの上面の上に配置された第３絶縁膜を更に備え、
前記導電体パターンは、前記周辺ＭＯＳトランジスタの前記ゲート電極の材料と同一の材料で構成され、前記第３絶縁膜は、前記第２絶縁膜の材料と同一の材料で構成されている、
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４】
画素アレイ領域と、前記画素アレイ領域の外に配置された周辺回路領域とを有する固体撮像装置であって、
前記画素アレイ領域に配置された光電変換素子と、
前記画素アレイ領域に配置され、ゲート電極を有し、前記光電変換素子が発生した電荷に応じた信号を出力する増幅ＭＯＳトランジスタと、
前記周辺回路領域に配置され、ゲート電極を有する周辺ＭＯＳトランジスタと、
前記光電変換素子、前記増幅ＭＯＳトランジスタおよび前記周辺ＭＯＳトランジスタを覆うように配置され、ＣＭＰによって平坦化された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜と前記増幅ＭＯＳトランジスタの前記ゲート電極の上面との間に配置された第１絶縁膜と、
前記層間絶縁膜と前記周辺ＭＯＳトランジスタの前記ゲート電極の上面との間に配置された第２絶縁膜とを備え、
前記第１絶縁膜は、前記光電変換素子と、前記増幅ＭＯＳトランジスタの前記ゲート電極の側面とを覆うように広がっていて、前記第１絶縁膜と前記増幅ＭＯＳトランジスタの前記ゲート電極の前記側面との間にサイドウォールがなく、  前記層間絶縁膜は、コンタクトホールを有し、前記第２絶縁膜は、開口を有し、前記周辺ＭＯＳトランジスタの前記ゲート電極に接続されたコンタクトプラグが前記開口を通して前記コンタクトホールに配置され、前記開口の面積は、前記コンタクトホールの面積より大きい、
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項５】
画素アレイ領域と、前記画素アレイ領域の外に配置された周辺回路領域とを有する固体撮像装置であって、
前記画素アレイ領域に配置された光電変換素子と、
前記画素アレイ領域に配置され、ゲート電極を有し、前記光電変換素子が発生した電荷に応じた信号を出力する増幅ＭＯＳトランジスタと、
前記周辺回路領域に配置され、ゲート電極を有する周辺ＭＯＳトランジスタと、
前記光電変換素子、前記増幅ＭＯＳトランジスタおよび前記周辺ＭＯＳトランジスタを覆うように配置され、ＣＭＰによって平坦化された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜と前記増幅ＭＯＳトランジスタの前記ゲート電極の上面との間に配置された第１絶縁膜と、
前記層間絶縁膜と前記周辺ＭＯＳトランジスタの前記ゲート電極の上面との間に配置された第２絶縁膜とを備え、
前記第１絶縁膜は、前記光電変換素子と、前記増幅ＭＯＳトランジスタの前記ゲート電極の側面とを覆うように広がっていて、前記第１絶縁膜と前記増幅ＭＯＳトランジスタの前記ゲート電極の前記側面との間にサイドウォールがなく、
前記第１絶縁膜および前記第２絶縁膜は、シリコン窒化物およびシリコン酸窒化物の少なくとも一方で構成される、
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項６】
画素アレイ領域と、前記画素アレイ領域の外に配置された周辺回路領域とを有する固体撮像装置であって、
前記画素アレイ領域に配置された光電変換素子と、
前記画素アレイ領域に配置され、ゲート電極を有し、前記光電変換素子が発生した電荷に応じた信号を出力する増幅ＭＯＳトランジスタと、
前記周辺回路領域に配置され、ゲート電極を有する周辺ＭＯＳトランジスタと、
前記光電変換素子、前記増幅ＭＯＳトランジスタおよび前記周辺ＭＯＳトランジスタを覆うように配置され、ＣＭＰによって平坦化された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜と前記増幅ＭＯＳトランジスタの前記ゲート電極の上面との間に配置された第１絶縁膜と、
前記層間絶縁膜と前記周辺ＭＯＳトランジスタの前記ゲート電極の上面との間に配置された第２絶縁膜とを備え、
前記第１絶縁膜は、前記光電変換素子と、前記増幅ＭＯＳトランジスタの前記ゲート電極の側面とを覆うように広がっていて、前記第１絶縁膜と前記増幅ＭＯＳトランジスタの前記ゲート電極の前記側面との間にサイドウォールがなく、
前記第１絶縁膜は、シリコン酸化膜およびシリコン窒化膜を含み、前記シリコン窒化膜は、前記シリコン酸化膜と前記光電変換素子との間に配置され、前記第２絶縁膜は、シリコン酸化膜およびシリコン窒化膜を含み、前記第２絶縁膜の前記シリコン窒化膜は、前記第２絶縁膜の前記シリコン酸化膜と前記周辺ＭＯＳトランジスタの前記ゲート電極の前記上面との間に配置されている、
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項７】
前記第１絶縁膜および前記第２絶縁膜が同一の材料で構成され、該材料は、前記層間絶縁膜の材料とは異なる、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
画素アレイ領域と、前記画素アレイ領域の外に配置された周辺回路領域とを有する固体撮像装置であって、
前記画素アレイ領域に配置された光電変換素子と、
前記画素アレイ領域に配置され、ゲート電極を有し、前記光電変換素子が発生した電荷に応じた信号を出力する増幅ＭＯＳトランジスタと、
前記周辺回路領域に配置され、ゲート電極を有する周辺ＭＯＳトランジスタと、
前記光電変換素子、前記増幅ＭＯＳトランジスタおよび前記周辺ＭＯＳトランジスタを覆うように配置され、ＣＭＰによって平坦化された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜と前記増幅ＭＯＳトランジスタの前記ゲート電極の上面との間に配置された第１絶縁膜と、
前記層間絶縁膜と前記周辺ＭＯＳトランジスタの前記ゲート電極の上面との間に配置された第２絶縁膜とを備え、
前記第１絶縁膜は、前記光電変換素子と、前記増幅ＭＯＳトランジスタの前記ゲート電極の側面とを覆うように広がっていて、前記第１絶縁膜と前記増幅ＭＯＳトランジスタの前記ゲート電極の前記側面との間にサイドウォールがなく、
前記層間絶縁膜は、前記周辺ＭＯＳトランジスタの前記ゲート電極の前記上面に接触し、
前記周辺ＭＯＳトランジスタの前記ゲート電極の前記上面の上に配置された前記第２絶縁膜の面積は、前記周辺ＭＯＳトランジスタの前記ゲート電極の前記上面の面積より小さい、
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項９】
前記第１絶縁膜は、複数の画素にわたって前記光電変換素子を覆っている、
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。
【請求項１０】
請求項１乃至９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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置およびそれを備えるカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置における層間絶縁膜の表面を平坦化するためにＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）と呼ばれる平坦化技術が使用される。特許文献１には、チップ全体にわたる層間絶縁膜の表面の高低差であるグローバル段差を低減する技術が開示されている。具体的には、特許文献１には、画素領域におけるフォトダイードを被覆する絶縁膜と、周辺回路領域およびスクライブレーン領域におけるゲート電極ダミーを被覆する絶縁膜とを同時に形成し、これらの絶縁膜の上に層間絶縁膜を形成することが開示されている。ここで、周辺回路領域に配置されるゲート電極ダミーは、ＭＯＳトランジスタのゲート電極および配線が密集していないスペースに形成される。また、フォトダイードを被覆する絶縁膜と同時に周辺回路領域に形成される絶縁膜は、周辺回路領域に配置されたＭＯＳトランジスタのゲート電極の上には形成されない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０９８３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された固体撮像装置では、フォトダイードを被覆する絶縁膜と同時に周辺回路領域に形成される絶縁膜は、周辺回路領域においてＭＯＳトランジスタのゲート電極の上や、ポリシリコン配線が密集していないスペースには形成されない。そのため、該保護膜による半導体基板の被覆率が画素領域と周辺回路領域とで異なり、許容できないグローバル段差が残りうる。その結果、例えば、画素領域の中心部と画素領域の周縁部とで感度が異なり、シェーディングが生じうる。
【０００５】
本発明は、上記の課題認識を契機としてなされたものであり、固体撮像装置における層間絶縁膜の表面を平坦化するために有利な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの側面は、画素アレイ領域と、前記画素アレイ領域の外に配置された周辺回路領域とを有する固体撮像装置に係り、前記固体撮像装置は、前記画素アレイ領域に配置された光電変換素子と、前記画素アレイ領域に配置され、ゲート電極を有し、前記光電変換素子が発生した電荷に応じた信号を出力する増幅ＭＯＳトランジスタと、前記周辺回路領域に配置され、ゲート電極を有する周辺ＭＯＳトランジスタと、前記光電変換素子、前記増幅ＭＯＳトランジスタおよび前記周辺ＭＯＳトランジスタを覆うように配置され、ＣＭＰによって平坦化された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜と前記増幅ＭＯＳトランジスタの前記ゲート電極の上面および前記光電変換素子との間に配置され、反射を防止する第１絶縁膜と、前記層間絶縁膜と前記周辺ＭＯＳトランジスタの前記ゲート電極の上面との間に配置された第２絶縁膜とを備え、前記第１絶縁膜および前記第２絶縁膜は、積層膜であり、前記第１絶縁膜は、前記増幅ＭＯＳトランジスタの前記ゲート電極の前記上面および前記光電変換素子のほか、前記増幅ＭＯＳトランジスタの前記ゲート電極の側面を覆うように広がっていて、前記第１絶縁膜と前記増幅ＭＯＳトランジスタの前記ゲート電極の前記側面との間にサイドウォールがない。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、固体撮像装置における層間絶縁膜の表面を平坦化するために有利な技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の１つの実施形態における固体撮像装置の構成を例示する図である。
【図２】本発明の第１実施形態における固体撮像装置の断面構造を例示する図である。
【図３】比較例を示す断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態における固体撮像装置の断面構造を例示する図である。
【図５】素子分離部の上に配置された導電体パターンおよびその周辺の構造を例示する断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態における固体撮像装置の断面構造を例示する図である。
【図７】本発明の第３実施形態における固体撮像装置のコンタクトプラグおよびその周辺を例示する平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１を参照しながら本発明の１つの実施形態における固体撮像装置１００の構成を説明する。固体撮像装置１００は、複数の画素が二次元状に配列された画素アレイ領域１１０と、画素アレイ領域１１０の外側に配置された周辺回路領域１５０とを含みうる。画素アレイ領域１１０は、行方向に延びる複数の制御線（例えば、転送信号線、リセット信号線）と、列方向に延びる複数の列信号線とを含む。画素アレイ領域１１０に配列された各画素は、入射光を電荷に変換する光電変換素子と、該光電変換素子で発生した電荷を電荷電圧変換部（フローティングディフュージョン）に転送するチャネルを形成する転送ゲート電極（転送ＭＯＳトランジスタ）とを含みうる。転送ゲート電極は、転送信号線を介して行選択回路１２０によって駆動される。電荷電圧変換部は、各画素に設けられてもよいし、複数の画素によって共有されてもよい。各画素、または、電荷電圧変換部を共有する複数の画素で構成される各グループは、電荷電圧変換部の電圧に応じた信号を列信号線に出力する増幅ＭＯＳトランジスタ、電荷電圧変換部の電圧をリセットするリセットＭＯＳトランジスタを含みうる。リセットＭＯＳトランジスタは、リセット信号線を介して行選択回路１２０によって駆動される。
【００１０】
周辺回路領域１５０は、例えば、行選択回路１２０と、読み出し回路１３０と、低密度領域１４０とを含みうる。読み出し回路１３０は、行選択回路１２０は、複数の制御線（例えば、転送信号線、リセット信号線、行選択線）を駆動しながら画素アレイ領域１１０における行を選択する。読み出し回路１３０は、例えば、読み出し回路１３１と、スイッチ回路１３２と、列選択回路１３３とを含みうる。低密度領域１４０は、例えば、入出力回路を含みうる。読み出し回路１３１は、複数の容量素子を含み、複数の列信号線を介して画素アレイ領域１１０の画素から出力される信号を増幅して該複数の容量素子にそれぞれ格納する。列選択回路１３３は、列を選択する。スイッチ回路１３２は、読み出し回路１３１に配置された複数の容量素子のうち列選択回路１３３によって選択された列に対応する容量素子に格納された信号を水平信号線（不図示）を介して出力アンプに出力するためのスイッチ群を含む。
【００１１】
図２を参照しながら本発明の第１実施形態における固体撮像装置を説明する。図２は、図１に示す固体撮像装置１００における各領域の構成の一部を例示的に示す断面図である。固体撮像装置１００は、シリコン基板（半導体基板）２０に形成されている。図２（ａ）は、画素アレイ領域１１０の画素の構成を例示する断面図である。図２（ｂ）は、行選択回路１２０および列選択回路１３３の一部の構成を例示する断面図である。図２（ｃ）は、読み出し回路１３１の一部の構成を例示する断面図である。図２（ｄ）は、スイッチ回路１３２の一部の構成を例示する断面図である。図２（ｅ）は、低密度領域１４０の一部の構成を例示する断面図である。
【００１２】
各画素は、埋込みフォトダイオードからなる光電変換素子２ａと、転送ＭＯＳトランジスタ２ｂと、増幅ＭＯＳトランジスタ２ｃと、リセットＭＯＳトランジスタ（不図示）とを含みうる。各画素は、半導体領域（例えば、Ｎ型半導体基板）２０の上に形成されたＰ型領域１３の上に形成されうる。転送ＭＯＳトランジスタ２ｂのゲート電極である転送ゲート電極４ａは、その下に電荷の転送のためのチャネルを形成する。リセットＭＯＳトランジスタは、増幅ＭＯＳトランジスタ２ｃと同様の構成を有しうる。転送ＭＯＳトランジスタ２ｂ、増幅ＭＯＳトランジスタ２ｃおよびリセットＭＯＳトランジスタを画素内ＭＯＳトランジスタと呼ぶ。画素内ＭＯＳトランジスタは、ゲート電極４、４ａ、その下に配置されたゲート絶縁膜１４および拡散領域（例えば、Ｎ＋領域）８を含む。転送ゲート電極４ａおよびゲート電極４は、同一の導電性材料（例えば、ポリシリコン）により同一の工程において形成される。転送ＭＯＳトランジスタ２ｂの光電変換素子２ａとゲート電極４ａを挟んで対向して配置された拡散領域８の下部には、Ｐ型の領域が配置されうる。
【００１３】
行選択回路１２０および列選択回路１３３は、図２（ｂ）に例示されるＮＭＯＳトランジスタ２ｄおよびＰＭＯＳトランジスタ２ｅが密集した領域を含みうる。読み出し回路１３１は、図２（ｃ）に例示される容量素子２ｆが密集した領域を含みうる。スイッチ回路１３２は、図２（ｄ）に例示される配線パターンが密集した領域を含みうる。低密度領域１４０は、図２（ｅ）に例示されるように、低密度にしか配置されていない領域である。低密度領域１４０は、は、回路素子やパターンが存在しない領域を含みうる。周辺回路領域１５０のＮＭＯＳトランジスタ２ｄは、Ｐウェル６に形成され、ゲート電極４、ゲート電極４の下に配置されたゲート絶縁膜１４、および、拡散領域８、１０を含む。周辺回路領域１５０のＰＭＯＳトランジスタ２ｅは、Ｎウェル７に形成され、ゲート電極４、ゲート電極４の下に配置されたゲート絶縁膜１４、および、拡散領域９、１１を含む。
【００１４】
光電変換素子２ａの上面、転送ゲート電極４ａの上面の少なくとも一部および側面、ゲート電極４の上面の少なくとも一部および側面を覆うように第１絶縁膜３ａが配置されている。典型的には、画素アレイ領域１１０は、コンタクトプラグ等が配置される領域を除き、その全体が第１絶縁膜３ａで覆われうる。第１絶縁膜３ａは、光電変換素子２ａを保護する保護膜として機能する。第１絶縁膜３ａは、例えば、（ａ）シリコン酸化膜、（ｂ）シリコン窒化酸化膜、（ｃ）シリコン窒化膜、および、（ｄ）これらの全部又は一部の積層膜、のいずれかでありうる。シリコン基板と第１絶縁膜との界面における反射の防止効果を考慮すると、シリコン基板側にシリコン窒化膜、その上にシリコン酸化膜又はシリコン窒化酸化膜を積層する２層構成であることが好ましい。
【００１５】
ＭＯＳトランジスタ、光電変換素子、容量素子などの素子は、素子分離部５によって相互に分離される。素子分離部５は、例えば、ＳＴＩ（Ｓｈａｌｌｏｗ  Ｔｒｅｎｃｈ  Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）構造を有しうる。素子分離部５によって囲まれた領域は、素子が形成される活性領域である。拡散領域８は、Ｎ＋領域、拡散領域１０はＮ＋＋領域である。拡散領域９はＰ＋領域、拡散領域１１はＰ＋＋領域である。
【００１６】
読み出し回路１３１に配置される容量素子２ｆは、Ｐウェル６に下部電極としてのＮ領域１２を形成し、Ｎ領域１２の上に上部電極としての導電体パターン４'を配置した構造を有する。そしてＮ領域１２と電気的に接続した拡散領域８を有する。この容量素子２ｆにおける拡散領域８は下部電極の端子として機能する。ここで、導電体パターン４'は、転送ゲート電極４ａおよびゲート電極４と同一の導電性材料（例えば、ポリシリコン）により同一の工程において形成されうる。スイッチ回路１３２は、導電体パターン４'を配線パターンとして有する。なお、読み出し回路１３１及びスイッチ回路１３２における導電体パターン４’の下部には、ゲート絶縁膜１４が配置されてうる。
【００１７】
周辺回路領域１５０は、周辺回路領域１５０に配置されたＭＯＳトランジスタ２ｄ、２ｅのゲート電極４のそれぞれの上面の上に配置された第２絶縁膜３ｂを有する。第２絶縁膜３ｂは、第１絶縁膜３ａと同一の材料で構成されうる。ＭＯＳトランジスタ２ｄ、２ｅのゲート電極４の側面には、サイドウォール３ｃが形成されている。サイドウォール３ｃは、第１絶縁膜３ａおよび第２絶縁膜３ｂと同一の材料で構成されてもよいし、異なる材料で構成されてもよい。
【００１８】
周辺回路領域１５０は、周辺回路領域１５０に配置された容量素子２ｆの上部電極としての導電体パターン４'の上面の上に配置された第３絶縁膜３ｄを有しうる。第３絶縁膜３ｄは、更に、容量素子２ｆの上部電極としての導電体パターン４'の周囲領域を覆ってもよい。第３絶縁膜３ｄは、第１絶縁膜３ａおよび第２絶縁膜３ｂと同一の材料で構成されうる。
【００１９】
周辺回路領域１５０は、スイッチ回路１３２に配置された配線パターンとしての導電体パターン４'の上面の上に配置された第４絶縁膜３ｅを有しうる。第４絶縁膜３ｅは、更に、スイッチ回路１３２に配置された配線パターンとしての導電体パターン４の周囲における半導体基板２０を覆ってもよい。第４絶縁膜３ｅは、第１絶縁膜３ａおよび第２絶縁膜３ｂと同一の材料で構成されうる。周辺回路領域１５０はまた、低密度領域１４０における半導体基板２０を覆うように第５絶縁膜３ｆを有しうる。第５絶縁膜３ｆは、第１絶縁膜３ａおよび第２絶縁膜３ｂと同一の材料で構成されうる。ここで、絶縁膜３ａ、３ｂ、３ｄ、３ｅ、３ｆおよびサイドウォール３ｃは、典型的には、同一の材料で構成される。絶縁膜３ａ、３ｂ、３ｄ、３ｅ、３ｆおよびサイドウォール３ｃを覆うように絶縁膜３ａ、３ｂ、３ｄ、３ｅ、３ｆおよびサイドウォール３ｃに接して層間絶縁膜１６が形成される。層間絶縁膜１６の表面は、ＣＭＰによって平坦化される。なお、絶縁膜３ｄ、３ｅ、３ｆは任意的な構成要素である。何故なら、読み出し回路１３１およびスイッチ回路１３２にもＭＯＳトランジスタが含まれ、そのＭＯＳトランジスタのゲート電極の上にも第２絶縁膜３ｂが形成され、これが平坦化に寄与するからである。
【００２０】
以上のような構成によれば、絶縁膜３ａ、３ｂ、３ｄ、３ｅ、３ｆを含む絶縁層（以下、これらを纏めて絶縁膜３と記載することもある。）による半導体基板の被覆率差（密度差）が小さくなり、画素アレイ領域１１０と周辺回路領域１５０との間における段差が低減される。これによって、層間絶縁膜１６の表面の平坦性が向上し、例えば、画素アレイ領域１１０の中心部と周縁部との感度差が小さくなり、シェーディングが改善される。
【００２１】
図２（ｂ）に例示するように、周辺回路領域１５０におけるＭＯＳトランジスタ２ｄ、２ｅのゲート電極４の側面には、サイドウォール３ｃが形成されうる。ゲート電極４およびサイドウォール３ｃを介してＰウェル６およびＮウェル７（または、半導体基板２０）にイオンを注入することによってＭＯＳトランジスタ２ｄ、２ｅをＬＤＤ構造にすることができる。ＮＭＯＳトランジスタ２ｄは、ゲート電極４と、ゲート絶縁膜１４とを有するほか、ソース又はドレイン領域として、Ｎ＋＋拡散領域１０と、Ｎ＋＋拡散領域１０よりも低濃度のＰ＋拡散領域８とを有する。ＰＭＯＳトランジスタ２ｅは、ゲート電極４と、ゲート絶縁膜１４とを有するほか、ソース又はドレイン領域として、Ｐ＋＋拡散領域１１と、Ｐ＋＋拡散領域１１よりも低濃度のＰ＋拡散領域９とを有する。
【００２２】
１つの実施形式において、画素アレイ領域１１０における絶縁膜３ａによる被覆率（密度）は、最大でほぼ１００％にすることができる。行選択回路１２０および列選択回路１３３における絶縁膜３ｂによる被覆率（密度）は、行選択回路１２０および列選択回路１３３の全体面積の２０〜３０％でありうる。読み出し回路１３１における絶縁膜３ｄによる被覆率は、読み出し回路１３１の全体面積の５０％〜６０％でありうる。スイッチ回路１３２における絶縁膜３ｅによる被覆率は、スイッチ回路１３２の全体面積のほぼ１００％とすることが可能である。
【００２３】
図３は、比較例を示す断面図である。図３に示す比較例では、周辺回路領域１５０（１２０、１３１、１３２、１３３、１４０）におけるゲート電極４および導電体パターン４'の上には絶縁膜３ｂ、３ｄ、３ｅに相当する絶縁膜が配置されていない。一方、画素アレイ領域１１０には、絶縁膜３ａが配置されている。よって、層間絶縁膜１６の堆積後にその表面に大きな段差が形成され、層間絶縁膜１６の表面をＣＭＰによって平坦化した後にも相応の段差が残る。
【００２４】
周辺回路領域１５０に配置されたゲート電極４および導電体パターン４'の上に絶縁膜３を配置することにより、層間絶縁膜１６の下における画素アレイ領域１１０と周辺回路領域１５０における高さを等しくすることができる。これも、グローバル段差の低減に寄与する。
【００２５】
図４を参照しながら本発明の第２実施形態における固体撮像装置を説明する。なお、第２実施形態として言及しない事項は、第１実施形態に従いうる。第２実施形態では、周辺回路領域１５０に配置されたＭＯＳトランジスタ２ｄ、２ｅのゲート電極４の上に配置された第２絶縁膜３ｂの幅（面積）がゲート電極４の幅（面積）よりも小さい。この構成は、光電変換素子および拡散領域８、７、９の形成時に第２絶縁膜３ｂがマスクとなってＭＯＳトランジスタ２ｄ、２ｅのゲート電極４の近傍にイオンが注入されにくいという問題を解決するために有用である。特に、半導体基板２０の表面に垂直な方向から傾けてイオン注入する際に有用である。これは、容量素子においても同様であり、容量素子２ｆの上部電極としての導電体パターン４'の上面に配置される第３絶縁膜３ｄの幅（面積）を導電体パターン４'の幅（面積）よりも小さくすることが望ましい。
【００２６】
ＭＯＳトランジスタ２ｄ、２ｅのゲート電極４の上の第２絶縁膜３ｂの幅および容量素子２ｆの導電体パターン４'の上の第３絶縁膜３ｄの幅（面積）は、上記のイオン注入における問題を解決できる範囲で最大にすることが望ましい。これは、画素アレイ領域１１０と周辺回路領域１５０との間における絶縁膜３による被覆率の差を小さくするためである。
【００２７】
図５は、Ｎウェル７に配置された素子分離部５の上に配置された導電体パターン４’およびその周辺の構造を例示する断面図である。素子分離部５の上に配置された導電体パターン４’は、その上面および側面、更にはその周辺部分が第２絶縁膜３ｂによって覆われている。これは、素子分離部５の上に配置された導電体パターン４’は、ソースおよびドレインを形成するためのイオン注入におけるマスクとして機能させる必要がないからである。ただし、素子分離部５の上に配置された導電体パターン４’の上に配置する第２絶縁膜３ｂについても、その幅（面積）を導電体パターン４'の幅（面積）よりも小さくしてもよい。
【００２８】
第２実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、イオン注入時における絶縁膜３によるシャドウイングを低減することができるという付加的な効果を提供することができる。
【００２９】
図６および図７を参照しながら本発明の第３実施形態における固体撮像装置を説明する。図６に示す固体撮像装置１００における各領域の構成の一部を例示的に示す断面図である。図７は、図６におけるコンタクトプラグおよびその周辺を示す平面図である。なお、第２実施形態として言及しない事項は、第１又は第２実施形態に従いうる。第３実施形態では、第１又は第２実施形態で説明した工程の後におけるコンタクトホールおよびコンタクトプラグの形成工程を説明する。
【００３０】
ここでは、絶縁膜３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ）は、反射防止に有効なシリコン窒化膜とシリコン酸化膜との積層膜であり、ゲート電極４および導電体パターン４'は、ポリシリコンであるものとする。また、層間絶縁膜１６は、シリコン酸化膜であるものとする。ポリシリコンで構成されたゲート電極４および導電体パターン４'にコンタクトプラグ１５を電気的に接続させるためには工夫が必要である。なぜなら、層間絶縁膜１６を構成するシリコン酸化膜にコンタクトホールを形成するために、シリコン酸化膜をエッチングすることができるエッチングガスが使用される。このガスは、一般的にはシリコン窒化膜をエッチングしないため、ポリシリコンで構成されたゲート電極４および導電体パターン４'のコンタクト領域の上に絶縁膜３を構成するシリコン窒化膜が残ってしまう。このシリコン窒化膜が残ると、コンタクトプラグ１５とゲート電極４および導電体パターン４'とが電気的に接続されないことになる。
【００３１】
よって、第３実施形態では、第１絶縁膜３ａは、転送ゲート電極４ａの上に開口部を有し、該開口部を通してコンタクトプラグ１５が転送ゲート電極４ａに接続され、該開口部の面積がコンタクトプラグ１５の底面積よりも大きい。同様に、第１絶縁膜３ａは、ゲート電極４の上に開口部を有し、該開口部を通してコンタクトプラグ１５がゲート電極４に接続され、該開口部の面積がコンタクトプラグ１５の底面積よりも大きい。同様に、第２絶縁膜３ｂは、周辺回路領域１５０におけるゲート電極４の上に開口部を有し、該開口部を通してコンタクトプラグ１５がゲート電極４に接続され、該開口部の面積がコンタクトプラグ１５の底面積よりも大きい。同様に、第３絶縁膜３ｃは、周辺回路領域１５０における導電体パターン４'の上に開口部を有し、該開口部を通してコンタクトプラグ１５が導電体パターン４'に接続され、該開口部の面積がコンタクトプラグ１５の底面積よりも大きい。
【００３２】
ここで、絶縁膜３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ）の開口部は、絶縁膜３を形成するための絶縁体を半導体基板２０の全面に堆積した後に、該絶縁体の不要部分を除去する際に同時に形成することができる。
【００３３】
以下、上記の各実施形態に係る固体撮像装置の応用例として、該固体撮像装置が組み込まれたカメラについて例示的に説明する。カメラの概念には、撮影を主目的とする装置のみならず、撮影機能を補助的に備える装置（例えば、パーソナルコンピュータ、携帯端末）も含まれる。カメラは、上記の実施形態として例示された本発明に係る固体撮像装置と、該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含む。該処理部は、例えば、Ａ／Ｄ変換器、および、該Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタルデータを処理するプロセッサを含みうる。
【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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