(57)【要約】【課題】配線材料を選択することで、フローティングディフュージョン部へ配線を接続するためのＮ型拡散層を不要にし、フローティングディフュージョン部の小型化を可能とする。【解決手段】固体撮像装置１の信号電荷を転送する電荷転送部（水平ＣＣＤ）から出力された信号電荷を検出する電荷検出部のフローティングディフュージョン部１５が、シリコン層に形成された一層からなる拡散領域で形成されていて、前記フローティングディフュージョン部１５から出力された信号電荷を出力信号として出力する出力トランジスタ４１と前記フローティングディフュージョン部１５とを接続する配線６１の少なくとも前記フローティングディフュージョン部１５側が、シリコンの電子親和力よりも小さい仕事関数値を有する材料で形成されていることを特徴とする。【選択図】図１
2008263002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体撮像装置の信号電荷を転送する電荷転送部から出力された信号電荷を検出する電荷検出部のフローティングディフュージョン部が、シリコン層に形成された一層からなる拡散領域で形成されていて、
前記フローティングディフュージョン部から出力された信号電荷を出力信号として出力する出力トランジスタと前記フローティングディフュージョン部とを接続する配線の少なくとも前記フローティングディフュージョン部側が、シリコンの電子親和力よりも小さい仕事関数値を有する材料で形成されている
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
固体撮像装置の信号電荷を転送する電荷転送部から出力された信号電荷を検出する電荷検出部のフローティングディフュージョン部を、シリコン層に一層からなる拡散領域で形成し、
前記フローティングディフュージョン部から出力された信号電荷を出力信号として出力する出力トランジスタと前記フローティングディフュージョン部とを接続する配線の少なくとも前記フローティングディフュージョン部側をシリコンの電子親和力よりも小さい仕事関数値を有する材料で形成する
ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項３】
前記配線を、前記出力トランジスタのゲート電極と異なる層からなるＮ型のポリシリコン層で形成する
ことを特徴とする請求項２記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項４】
入射光を集光する集光光学部と、
前記集光光学部で集光した光を受光して光電変換する固体撮像装置と、
光電変換された信号を処理する信号処理部とを備え、
前記固体撮像装置は、
信号電荷を転送する電荷転送部から出力された信号電荷を検出する電荷検出部のフローティングディフュージョン部が、シリコン層に形成された一層からなる拡散領域で形成されていて、
前記フローティングディフュージョン部から出力された信号電荷を出力信号として出力する出力トランジスタと前記フローティングディフュージョン部とを接続する配線の少なくとも前記フローティングディフュージョン部側が、シリコンの電子親和力よりも小さい仕事関数値を有する材料で形成されている
ことを特徴とする撮像装置。
【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の製造方法、および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、固体撮像素子の変換効率を向上させる技術の１つとして、フローティングディフュージョン部と接続する配線をＮ+型Ｐｏｌｙ Ｓｉで形成する技術が開示されている（例えば、特許文献１、２参照。）。しかしながら、シリコンとオーミック性のコンタクトをとるために、フローティングディフュージョン部にＮ型不純物を高濃度に拡散する必要があるため、フローティングディフュージョン部のサイズをある程度以上には小型化することができず、ひいては出力回路の変換効率をある程度以上に向上させることができないという問題点があった。
【０００３】
また、Ｎ型不純物を高濃度に拡散をできる大きさに抑えてフローティングディフュージョン部のサイズを小さくしようとしても、出力トランジスタのソース／ドレインの不純物を活性化させるためには必ず高温の熱処理が必要となるので、この熱処理時に、フローティングディフュージョン部への高濃度のＮ型不純物の拡散を抑えることが困難であった。
【０００４】
【特許文献１】特開平４-２８０６８０号公報
【特許文献２】特開２００２-２７０８１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
解決しようとする問題点は、フローティングディフュージョン部に配線を接続させるために形成した高濃度のＮ型拡散層が必要なため、フローティングディフュージョン部の面積が大きくなる点であり、熱処理時にＮ型拡散層からフローティングディフュージョン部へのＮ型不純物の拡散を抑えることが困難な点である。
【０００６】
本発明は、配線材料を選択することで、フローティングディフュージョン部へ配線を接続するためのＮ型拡散層を不要にし、フローティングディフュージョン部の小型化を可能にすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る本発明は、固体撮像装置の信号電荷を転送する電荷転送部から出力された信号電荷を検出する電荷検出部のフローティングディフュージョン部が、シリコン層に形成された一層からなる拡散領域で形成されていて、前記フローティングディフュージョン部から出力された信号電荷を出力信号として出力する出力トランジスタと前記フローティングディフュージョン部とを接続する配線の少なくとも前記フローティングディフュージョン部側が、シリコンの電子親和力よりも小さい仕事関数値を有する材料で形成されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項１に係る本発明では、フローティングディフュージョン部と出力トランジスタとを接続する配線の少なくとも前記フローティングディフュージョン部側が、シリコンの電子親和力よりも小さい仕事関数値を有する材料で形成されていることから、配線とフローティングディフュージョン部との接触がオーミック接触となるので、配線を接続するための高濃度拡散領域を設けることが必要ない。このため、フローティングディフュージョン部をより小型にすることができるので、フローティングディフュージョン部の寄生容量が低減される。
【０００９】
請求項２に係る本発明は、固体撮像装置の信号電荷を転送する電荷転送部から出力された信号電荷を検出する電荷検出部のフローティングディフュージョン部を、シリコン層に一層からなる拡散領域で形成し、前記フローティングディフュージョン部から出力された信号電荷を出力信号として出力する出力トランジスタと前記フローティングディフュージョン部とを接続する配線の少なくとも前記フローティングディフュージョン部側をシリコンの電子親和力よりも小さい仕事関数値を有する材料で形成することを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る本発明では、フローティングディフュージョン部と出力トランジスタとを接続する配線の少なくとも前記フローティングディフュージョン部側をシリコンの電子親和力よりも小さい仕事関数値を有する材料で形成することから、配線とフローティングディフュージョン部との接触がオーミック接触となるので、配線を接続するための高濃度拡散領域を形成する必要がなくなる。このため、フローティングディフュージョン部が小型になるので、その寄生容量が低減される。
【００１１】
請求項４に係る本発明は、入射光を集光する集光光学部と、前記集光光学部で集光した光を受光して光電変換する固体撮像装置と、光電変換された信号を処理する信号処理部とを備え、前記固体撮像装置は、信号電荷を転送する電荷転送部から出力された信号電荷を検出する電荷検出部のフローティングディフュージョン部が、シリコン層に形成された一層からなる拡散領域で形成されていて、前記フローティングディフュージョン部から出力された信号電荷を出力信号として出力する出力トランジスタと前記フローティングディフュージョン部とを接続する配線の少なくとも前記フローティングディフュージョン部側が、シリコンの電子親和力よりも小さい仕事関数値を有する材料で形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る本発明では、本願発明の固体撮像装置を用いることから、フローティングディフュージョン部が小型で、その寄生容量が低減された固体撮像装置が用いられる。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る本発明によれば、配線とフローティングディフュージョン部との接触がオーミック接触とすることができるので、フローティングディフュージョン部を小型化できることによりその容量を低減することができる。このため、フローティングディフュージョン部に配線で接続される出力トランジスタの駆動能力が低下することなく、またＳ／Ｎが低下することなく、出力トランジスタを含む出力回路における変換効率を向上させることができるので、固体撮像装置の高感度が図れるという利点がある。
【００１４】
請求項２に係る本発明によれば、配線とフローティングディフュージョン部との接触がオーミック接触とすることができるので、フローティングディフュージョン部を小型に形成することによりその容量を低減することができる。このため、フローティングディフュージョン部に配線で接続される出力トランジスタの駆動能力が低下することなく、またＳ／Ｎが低下することなく、出力トランジスタを含む出力回路における変換効率を向上させることができるので、固体撮像装置の高感度が図れるという利点がある。
【００１５】
請求項４に係る本発明によれば、本願発明の固体撮像素子を備えていることから、固体撮像装置の出力回路の変換効率が向上されるため、固体撮像装置の高感度化ができるので、撮像装置の感度を向上させることができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明に係る固体撮像装置の一実施の形態（第１実施例）を、図１の概略構成断面図によって説明する。図１では、一例として、固体撮像装置の水平電荷転送部の出力端に適用された例を示す。
【００１７】
図１に示すように、固体撮像装置１が形成されるシリコン層としてシリコン基板１１を用いる。このシリコン基板１１は、例えばＮ型のシリコン基板であり、その上層はＰ型ウエル領域１２が形成されている。
【００１８】
上記Ｐ型ウエル領域１２には電荷転送部である水平電荷転送部３１が形成されている。この水平電荷転送部３１は、上記Ｐ型ウエル領域１２の上層に形成したＮ型拡散層１３上に絶縁膜３２を介して複数の転送電極３３が配置されている。
【００１９】
上記水平電荷転送部３１端の上記Ｎ型拡散層１３がフローティングディフュージョン部１５となる。したがって、フローティングディフュージョン部１５は、シリコン層に形成された一層からなる拡散領域で形成されている。
【００２０】
また、上記水平電荷転送部３１端部側の上記Ｐ型ウエル領域１２には、出力トランジスタ４１が形成されている。この出力トランジスタ４１のゲート電極４３は上記Ｐ型ウエル領域１２上にゲート絶縁膜４２を介して形成されている。
【００２１】
また、上記転送電極３３、上記ゲート電極４３等を被覆する絶縁膜５１が形成されている。この絶縁膜５１には、上記フローティングディフュージョン部１５に通じる接続孔５２と上記ゲート電極４３に通じる接続孔５３が形成されている。この接続孔５２、５３を通じて、上記フローティングディフュージョン部１５と上記ゲート電極４３とを接続する配線６１が形成されている。上記配線６１は、シリコンの電子親和力よりも小さい仕事関数値を有する材料で形成されている。
【００２２】
次に、本発明に係る固体撮像装置の一実施の形態（第２実施例）を、図２の概略構成断面図によって説明する。図２では、一例として、固体撮像装置の水平電荷転送部の出力端に適用された例を示す。
【００２３】
図２に示すように、固体撮像装置２が形成されるシリコン層としてシリコン基板１１を用いる。このシリコン基板１１は、例えばＮ型のシリコン基板であり、その上層はＰ型ウエル領域１２が形成されている。
【００２４】
上記Ｐ型ウエル領域１２には電荷転送部である水平電荷転送部３１が形成されている。この水平電荷転送部３１は、上記Ｐ型ウエル領域１２の上層に形成したＮ型拡散層１３上に絶縁膜３２を介して複数の転送電極３３が配置されている。
【００２５】
上記水平電荷転送部３１端の上記Ｎ型拡散層１３がフローティングディフュージョン部１５となる。したがって、フローティングディフュージョン部１５は、シリコン層に形成された一層からなる拡散領域で形成されている。
【００２６】
また、上記水平電荷転送部３１端部側の上記Ｐ型ウエル領域１２には、出力トランジスタ４１が形成されている。この出力トランジスタ４１のゲート電極４３は上記Ｐ型ウエル領域１２上にゲート絶縁膜４２を介して形成されている。
【００２７】
また、上記転送電極３３、上記ゲート電極４３等を被覆する絶縁膜５１が形成されている。この絶縁膜５１には、上記フローティングディフュージョン部１５に通じる接続孔５２と上記ゲート電極４３に通じる接続孔５３が形成されている。この接続孔５２、５３を通じて、上記フローティングディフュージョン部１５と上記ゲート電極４３とを接続する配線６１が形成されている。この配線６１は、その少なくとも上記フローティングディフュージョン部１５側がシリコンの電子親和力よりも小さい仕事関数値を有する材料で形成されている。例えば、上記配線６１は、上記接続孔５２を埋め込むように形成されたプラグ６３とこのプラグ６３に接続し、上記接続孔５３を通じて上記ゲート電極４３に接続する配線部６４とからなる。このような構成の配線６１では、上記プラグ６３が、シリコンの電子親和力よりも小さい仕事関数値を有する材料で形成されていればよい。また上記配線部６４は、通常の半導体装置、固体撮像装置等で配線材料として用いられる、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、高融点金属等の金属材料、導電性を有するポリシリコン等で形成することができる。
【００２８】
上記配線６１の少なくとも上記フローティングディフュージョン部１５側を構成するシリコンの電子親和力よりも小さい仕事関数値を有する材料は、例えば、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、インジウム（Ｉｎ）、チタン（Ｔｉ）、Ｎ+型のゲルマニウム（Ｇｅ）、Ｎ+型のガリウムリン（ＧａＰ）、Ｎ+型のガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、Ｎ+型の硫化ガリウム（ＧａＳ）、Ｎ+型の硫化カルシウム（ＣａＳ）等である。一例として、上記亜鉛（Ｚｎ）の仕事関数値は３．１ｅＶであり、上記マグネシウム（Ｍｇ）の仕事関数値は３．７ｅＶであり、上記インジウム（Ｉｎ）の仕事関数値は３．７６ｅＶであり、上記チタン（Ｔｉ）の仕事関数値は３．９ｅＶである。またシリコン（Ｓｉ）の電子親和力は４．０５ｅＶである。また、Ｎ+型のガリウムリン（ＧａＰ）の電子親和力は３．２１ｅＶであり、Ｎ+型のガリウムヒ素（ＧａＡｓ）の電子親和力は３．５７ｅＶであり、Ｎ+型の硫化カルシウム（ＣａＳ）の電子親和力は３．９ｅＶである。例えば、金属であっても、モリブデン（Ｍｏ）の仕事関数は４．０８ｅＶであり、アンチモン（Ｓｂ）の仕事関数は４．１４ｅＶであるので、これらの金属を用いることはできない。
【００２９】
または、上記配線６１の少なくとも上記フローティングディフュージョン部１５側は、上記出力トランジスタ４１のゲート電極４３と異なる層で形成されたＮ+型のシリコン（Ｓｉ）で形成することも可能である。この場合、配線６１の少なくとも上記フローティングディフュージョン部１５側を構成するシリコン中の不純物がフローティングディフュージョン部１５中に拡散するのを防ぐため、配線形成後に熱処理を行わない。たとえ行ったとしても、配線６１の少なくとも上記フローティングディフュージョン部１５側を構成するシリコン中の不純物がフローティングディフュージョン部１５中に拡散しにくい温度である６００℃以下の熱処理とする。また上記配線６１の少なくとも上記フローティングディフュージョン部１５側は、上記シリコンの電子親和力よりも小さい仕事関数値を有する材料とシリコンとの化合物、上記シリコンの電子親和力よりも小さい仕事関数値を有する材料同士の化合物や合金であってもよい。また、上記配線６１は、単結晶、多結晶、非晶質（アモルファス）等のいずれの形態であっても良い。
【００３０】
上記固体撮像装置１および固体撮像装置２では、フローティングディフュージョン部１５と出力トランジスタ４１のゲート電極４３とを接続する固体撮像装置１の配線６１の少なくとも上記フローティングディフュージョン部１５側が、シリコンの電子親和力よりも小さい仕事関数値を有する材料で形成されていることから、配線６１の少なくとも上記フローティングディフュージョン部１５側と上記フローティングディフュージョン部１５との接触がオーミック接触となるので、配線を接続するための高濃度拡散領域を設けることが必要ない。このため、フローティングディフュージョン部をより小型にすることができるので、フローティングディフュージョン部１５の寄生容量が低減される。
【００３１】
よって、フローティングディフュージョン部１５に配線６１で接続される出力トランジスタ４１の駆動能力が低下することなく、またＳ／Ｎが低下することなく、出力トランジスタ４１を含む出力回路における変換効率を向上させることができるので、固体撮像装置１、２の高感度が図れるという利点がある。
【００３２】
ここで、配線材料の仕事関数がシリコンの電子親和力よりも小さい時のエネルギーバンド図を図３に示す。図中、φmは金属の仕事関数であり、φsはシリコンの仕事関数であり、χは電子親和力であり、ＥFはフェルミレベルであり、ｘは深さ方向を示す。また、図３（１）は、配線６１を形成する前のエネルギーバンド図であり、図３（２）は配線６１を形成した後のエネルギーバンド図である。また、以下の説明では、配線６１を金属とし、フローティングディフュージョン部１５をＮ型半導体としている。
【００３３】
図３（１）に示すように、金属の仕事関数φm＜シリコンの仕事関数φsの場合には、金属側から半導体側に電子が流れ込むため、半導体表面では電子濃度が増加することになる。したがって、Ｅc−ＥFは伝導電子濃度ｎが増加すれば小さくなり、さらに伝導電子濃度ｎが増加した場合、Ｅc＜ＥFとなりＥFがＥcより高いエネルギーレベルになる。すなわち、この状態が、配線６１を形成した状態であり、図３（２）に示すようなエネルギーバンド図となる。図３（２）に示すように、金属側からＮ型半導体側をみたとき、およびＮ型半導体から金属側をみたとき、エネルギー障壁がない状態であるため、電子は自由に金属とＮ型半導体との間を移動することができる。すなわち、金属とＮ型半導体とはオーミック接触の状態にある。
【００３４】
一方、配線材料の仕事関数がシリコンの電子親和力よりも大きい時のエネルギーバンド図を図４に示す。図中、φmは金属の仕事関数であり、φsはシリコンの仕事関数であり、χは電子親和力であり、ＥFはフェルミレベルであり、ｘは深さ方向を示す。また、図４（１）は、配線６１を形成する前のエネルギーバンド図であり、図４（２）は配線６１を形成した後のエネルギーバンド図である。また、以下の説明では、配線６１を金属とし、フローティングディフュージョン部１５をＮ型半導体としている。
【００３５】
図４（１）に示すように、金属の仕事関数φm＞シリコンの仕事関数φsの場合には、半導体の伝導帯にある伝導電子が金属中の伝導電子よりもエネルギーレベルが高い。このため、半導体に金属を接触させると、伝導電子が半導体表面から金属側へ移動し、半導体側にはドナーが残される。すなわち、空乏層が形成される。すなわち、半導体表面で伝導電子の濃度ｎが減少することになる。このような現象が起こると、Ｅc−ＥFは大きくなり、図４（２）に示すようなエネルギーバンド図となる。図３（２）に示すように、金属とＮ型半導体との接触面でエネルギーレベルが高くなり、すなわちショットキーバリアが形成される。例えば、半導体側から金属側をみたとき、このエネルギー障壁の拡散電位Ｖbi＝φm−φsとなり、金属側から半導体側をみたとき、このエネルギー障壁φbn＝φm−χとなる。この電子親和力χは、Ｅcにある電子を真空中に取り出すのに必要なエネルギーを表す。またφsはショットキー障壁を表す。
【００３６】
次に、本発明に係る固体撮像装置の製造方法の一実施の形態（実施例）を、図５および図６の製造工程断面図によって説明する。図５および図６では、一例として、固体撮像装置の水平電荷転送部の出力端に適用された例を示す。ここでは、前記図１によって説明した固体撮像装置１の製造方法を説明する。
【００３７】
図５（１）に示すように、固体撮像装置が形成されるシリコン層としてシリコン基板１１を用いる。このシリコン基板１１は、例えばＮ型のシリコン基板であり、その上層にＰ型ウエル領域１２を形成する。
【００３８】
上記Ｐ型ウエル領域１２には電荷転送部である水平電荷転送部３１を形成する。この水平電荷転送部３１は、上記Ｐ型ウエル領域１２の上層に形成したＮ型拡散層１３上に絶縁膜３２を介して複数の転送電極３３を配置することで形成される。
【００３９】
上記水平電荷転送部３１端の上記Ｎ型拡散層１３がフローティングディフュージョン部１５となる。したがって、フローティングディフュージョン部１５は、シリコン層に形成された一層からなる拡散領域で形成される。
【００４０】
また、上記水平電荷転送部３１端部側の上記Ｐ型ウエル領域１２には、出力トランジスタ４１を形成する。この出力トランジスタ４１のゲート電極４３は上記Ｐ型ウエル領域１２上にゲート絶縁膜４２を介して形成する。図面では、シリコン基板１１上に絶縁膜５５を形成した後、この絶縁膜５５にゲート開口部５６を形成する。そしてゲート開口部５６の底部に露出されたシリコン基板１１表面に、上記ゲート絶縁膜４２、ゲート電極４３を形成する。このゲート電極４３は、例えばＮ型不純物をドーピングしたポリシリコンで形成される。
【００４１】
次に、図５（２）に示すように、ゲート電極４３、Ｎ型拡散層１３、転送電極３３等の活性化熱処理を行う。この熱処理は、例えば９００℃以上の温度で行う。
【００４２】
次に、図６（３）に示すように、上記転送電極３３、上記ゲート電極４３等を被覆する絶縁膜５１を形成する。次いで、絶縁膜５１に、上記フローティングディフュージョン部１５に通じる接続孔５２と上記ゲート電極４３に通じる接続孔５３を形成する。さらに、上記接続孔５２、５３を通じて、上記フローティングディフュージョン部１５と上記ゲート電極４３とを接続する配線６１を形成する。この配線６１は、少なくとも上記フローティングディフュージョン部１５側がシリコンの電子親和力よりも小さい仕事関数値を有する材料で形成される。
【００４３】
図面では、配線６１全体をシリコンの電子親和力よりも小さい仕事関数値を有する材料で形成したが、例えば、上記配線６１は、上記接続孔５２を埋め込むように形成されたプラグとこのプラグに接続し、上記接続孔５３を通じて上記ゲート電極４３に接続する配線部とを形成してもよい。このような構成の配線６１では、上記プラグが、シリコンの電子親和力よりも小さい仕事関数値を有する材料で形成されればよい。また上記配線部は、通常の半導体装置、固体撮像装置等で配線材料として用いられる、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、高融点金属等の金属材料、導電性を有するポリシリコン等で形成することができる。このような構成は、前記固体撮像装置２の構成に相当する。
【００４４】
上記配線６１の少なくとも上記フローティングディフュージョン部１５側を構成するシリコンの電子親和力よりも小さい仕事関数値を有する材料は、例えば、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、インジウム（Ｉｎ）、チタン（Ｔｉ）、Ｎ+型のゲルマニウム（Ｇｅ）、Ｎ+型のガリウムリン（ＧａＰ）、Ｎ+型のガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、Ｎ+型の硫化ガリウム（ＧａＳ）、Ｎ+型の硫化カルシウム（ＣａＳ）等である。一例として、上記亜鉛（Ｚｎ）の仕事関数値は３．１ｅＶであり、上記マグネシウム（Ｍｇ）の仕事関数値は３．７ｅＶであり、上記インジウム（Ｉｎ）の仕事関数値は３．７６ｅＶであり、上記チタン（Ｔｉ）の仕事関数値は３．９ｅＶである。またシリコン（Ｓｉ）の電子親和力は４．０５ｅＶである。また、Ｎ+型のガリウムリン（ＧａＰ）の電子親和力は３．２１ｅＶであり、Ｎ+型のガリウムヒ素（ＧａＡｓ）の電子親和力は３．５７ｅＶであり、Ｎ+型の硫化カルシウム（ＣａＳ）の電子親和力は３．９ｅＶである。例えば、金属であっても、モリブデン（Ｍｏ）の仕事関数は４．０８ｅＶであり、アンチモン（Ｓｂ）の仕事関数は４．１４ｅＶであるので、これらの金属を用いることはできない。
【００４５】
または、上記配線６１の少なくとも上記フローティングディフュージョン部１５側は、上記出力トランジスタ４１のゲート電極４３と異なる層で形成されたＮ+型のシリコン（Ｓｉ）で形成する。ここで、上記配線６１をゲート電極４３と異なる層で形成することにより、ゲート電極４３を独立して形成した後に９００℃以上の温度での熱処理が行えるようになり、この熱処理では、ゲート電極４３中の不純物がフローティングディフュージョン部１５に拡散することがなくなる。
【００４６】
また、配線６１を形成した後は、配線６１の少なくとも上記フローティングディフュージョン部１５側を構成するシリコン中の不純物がフローティングディフュージョン部１５中に拡散するのを防ぐため、熱処理は行わない。たとえ行ったとしても、図７に示すように、配線６１の少なくとも上記フローティングディフュージョン部１５側を構成するシリコン中の不純物がフローティングディフュージョン部１５中に拡散しにくい温度である６００℃以下の熱処理とする。また上記配線６１の少なくとも上記フローティングディフュージョン部１５側は、上記シリコンの電子親和力よりも小さい仕事関数値を有する材料とシリコンとの化合物、上記シリコンの電子親和力よりも小さい仕事関数値を有する材料同士の化合物や合金であってもよい。また、上記配線６１は、単結晶、多結晶、非晶質（アモルファス）等のいずれの形態であっても良い。
【００４７】
上記固体撮像装置の製造方法では、フローティングディフュージョン部１５と出力トランジスタ４１のゲート電極４３とを接続する配線６１の少なくともフローティングディフュージョン部１５側をシリコンの電子親和力よりも小さい仕事関数値を有する材料で形成することから、配線６１とフローティングディフュージョン部１５との接触がオーミック接触となるので、配線６１を接続するための高濃度拡散領域を形成する必要がなくなる。このため、フローティングディフュージョン部１５が小型になるので、その寄生容量が低減される。よって、フローティングディフュージョン部に配線で接続される出力トランジスタの駆動能力が低下することなく、またＳ／Ｎが低下することなく、出力トランジスタを含む出力回路における変換効率を向上させることができるので、固体撮像装置の高感度が図れるという利点がある。
【００４８】
次に、比較例として、従来の固体撮像装置の製造方法を図８および図９によって説明する。
【００４９】
図８（１）に示すように、固体撮像装置が形成されるシリコン層としてシリコン基板１１を用いる。このシリコン基板１１は、例えばＮ型のシリコン基板であり、その上層にＰ型ウエル領域１２を形成する。
【００５０】
上記Ｐ型ウエル領域１２には電荷転送部である水平電荷転送部３１を形成する。この水平電荷転送部３１は、上記Ｐ型ウエル領域１２の上層に形成したＮ型拡散層１３上に絶縁膜３２を介して複数の転送電極３３を配置することで形成される。上記水平電荷転送部３１端の上記Ｎ型拡散層１３がフローティングディフュージョン部１５となる。
【００５１】
また、シリコン基板１１上に絶縁膜５５を形成した後、この絶縁膜５５にゲート開口部５６を形成し、その底部に露出されたシリコン基板１１表面にゲート絶縁膜４２を形成する。また絶縁膜３２にフローティングディフュージョン部１５に達する開口部５７を形成する。そしてゲート開口部５６の底部に、上記ゲート絶縁膜４２を介して出力トランジスタ４１のゲート電極４３を形成し、このゲート電極４３を延長して、開口部５７を通してフローティングディフュージョン部１５に接続する。このゲート電極４３は、例えばＮ型不純物をドーピングしたポリシリコンで形成される。
【００５２】
次に、図８（２）に示すように、ゲート電極４３、Ｎ型拡散層１３、転送電極３３等の活性化熱処理を行う。この熱処理は、例えば９００℃以上の温度で行う。このとき、ゲート電極４３中のＮ型不純物をフローティングディフュージョン部１５の表層に拡散してＮ+型拡散層５８を形成する。
【００５３】
次に、図９（３）に示すように、上記転送電極３３、上記ゲート電極４３等を被覆する絶縁膜５１を形成する。
【００５４】
次に、別の比較例として、従来の固体撮像装置の製造方法を図１０および図１１によって説明する。
【００５５】
図１０（１）に示すように、固体撮像装置が形成されるシリコン層としてシリコン基板１１を用いる。このシリコン基板１１は、例えばＮ型のシリコン基板であり、その上層にＰ型ウエル領域１２を形成する。
【００５６】
上記Ｐ型ウエル領域１２には電荷転送部である水平電荷転送部３１を形成する。この水平電荷転送部３１は、上記Ｐ型ウエル領域１２の上層に形成したＮ型拡散層１３上に絶縁膜３２を介して複数の転送電極３３を配置することで形成される。
【００５７】
上記水平電荷転送部３１端の上記Ｎ型拡散層１３がフローティングディフュージョン部１５となる。したがって、フローティングディフュージョン部１５は、シリコン層に形成された一層からなる拡散領域で形成される。
【００５８】
また、上記水平電荷転送部３１端部側の上記Ｐ型ウエル領域１２には、出力トランジスタ４１を形成する。この出力トランジスタ４１のゲート電極４３は上記Ｐ型ウエル領域１２上にゲート絶縁膜４２を介して形成する。図面では、シリコン基板１１上に絶縁膜５５を形成した後、この絶縁膜５５にゲート開口部５６を形成する。そしてゲート開口部５６の底部に露出されたシリコン基板１１表面に、上記ゲート絶縁膜４２、ゲート電極４３を形成する。このゲート電極４３は、例えばＮ型不純物をドーピングしたポリシリコンで形成される。
【００５９】
次に、例えばイオン注入法によって、絶縁膜３２を通してフローティングディフュージョン部１５の表層にＮ+型拡散層５８を形成する。
【００６０】
次に、図１０（２）に示すように、ゲート電極４３、Ｎ型拡散層１３、Ｎ+型拡散層５８、転送電極３３等の活性化熱処理を行う。この熱処理は、例えば９００℃以上の温度で行う。
【００６１】
次に、図１１（３）に示すように、上記転送電極３３、上記ゲート電極４３等を被覆する絶縁膜５１を形成する。次いで、絶縁膜５１に、上記フローティングディフュージョン部１５のＮ+型拡散層５８に通じる接続孔５２と上記ゲート電極４３に通じる接続孔５３を形成する。さらに、上記接続孔５２、５３を通じて、上記フローティングディフュージョン部１５と上記ゲート電極４３とを接続する配線６６を形成する。この配線６６は、例えば不純物がドーピングされたポリシリコンで形成することができる。もしくはアルミニウム、銅等の通常の半導体装置、固体撮像装置等に用いる金属配線材料で形成される。
【００６２】
その後、図１１（４）に示すように、配線６６がポリシリコンで形成されている場合には、９００℃以上の熱処理を行う。
【００６３】
上記比較例のように、フローティングディフュージョン部１５と配線６６とのコンタクト部分にＮ+型拡散層５８を形成すると、Ｎ+型拡散層５８を形成したこと自体でもその形成面積および合わせ余裕分だけ、フローティングディフュージョン部１５の面積を大きく形成しなければならない。ましてや、９００℃以上の熱処理を行う場合には、さらにフローティングディフュージョン部１５の面積を大きく形成する必要が生じていた。
【００６４】
一方、本願発明では、先に説明したように、フローティングディフュージョン部１５に直接、配線６１が接続できることから、上記Ｎ+型拡散層５８が配線６１の接続面積より広く形成されている部分の広さ程度、フローティングディフュージョン部１５の縮小化が可能になる。
【００６５】
次に、本発明の撮像装置に係る一実施の形態（実施例）を、図１２のブロック図によって説明する。
【００６６】
図１２に示すように、撮像装置１００は、撮像部１０１に固体撮像装置（図示せず）を備えている。この撮像部１０１の集光側には像を結像させる結像光学系１０２が備えられ、また、撮像部１０１には、それを駆動する駆動回路、固体撮像装置で光電変換された信号を画像に処理する信号処理回路等を有する信号処理部１０３が接続されている。また上記信号処理部によって処理された画像信号は画像記憶部（図示せず）によって記憶させることができる。このような撮像装置１００において、上記固体撮像素子には、前記実施の形態で説明した固体撮像装置１または固体撮像装置２を用いることができる。
【００６７】
本発明の撮像装置１００では、本願発明の固体撮像装置１または固体撮像装置２を用いることから、上記説明したのと同様に、固体撮像装置の出力回路の変換効率が向上されるため、固体撮像装置の高感度化ができるので、撮像装置の感度を向上させることができるという利点がある。
【００６８】
なお、本発明の撮像装置１００は、上記構成に限定されることはなく、固体撮像装置を用いる撮像装置であれば如何なる構成のものにも適用することができる。
【００６９】
上記固体撮像装置１、２はワンチップとして形成された形態であってもよいし、撮像部と、信号処理部または光学系とがまとめてパッケージングされた撮像機能を有するモジュール状の形態であってもよい。また、本発明は、固体撮像装置のみではなく、撮像装置にも適用可能である。この場合、撮像装置として、高画質化の効果が得られる。ここで、撮像装置は、例えば、カメラや撮像機能を有する携帯機器のことを示す。また「撮像」は、通常のカメラ撮影時における像の撮りこみだけではなく、広義の意味として、指紋検出なども含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明に係る固体撮像装置の一実施の形態（第１実施例）を示した概略構成断面図である。
【図２】本発明に係る固体撮像装置の一実施の形態（第２実施例）を示した概略構成断面図である。
【図３】配線材料の仕事関数がシリコンの電子親和力よりも小さい時のエネルギーバンド図である。
【図４】配線材料の仕事関数がシリコンの電子親和力よりも大きい時のエネルギーバンド図である。
【図５】本発明に係る固体撮像装置の製造方法の一実施の形態（実施例）を示した製造工程断面図である。
【図６】本発明に係る固体撮像装置の製造方法の一実施の形態（実施例）を示した製造工程断面図である。
【図７】本発明に係る固体撮像装置の製造方法の一実施の形態（実施例）を示した製造工程断面図である。
【図８】従来の固体撮像装置の製造方法の一例（比較例）を示した製造工程断面図である。
【図９】従来の固体撮像装置の製造方法の一例（比較例）を示した製造工程断面図である。
【図１０】従来の固体撮像装置の製造方法の一例（比較例）を示した製造工程断面図である。
【図１１】従来の固体撮像装置の製造方法の一例（比較例）を示した製造工程断面図である。
【図１２】本発明の撮像装置に係る一実施の形態（実施例）を示したブロック図である。
【符号の説明】
【００７１】
１…固体撮像装置、１５…フローティングディフュージョン部、３１…水平電荷転送部、４１…出力トランジスタ、６１…配線
【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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