(57)【要約】【課題】シリサイド膜の形成によるデバイス動作の高速化を図りながら、高い感度特性を得ることができる固体撮像装置を提供する。【解決手段】各撮像画素における転送ゲート１０５は、その一部がフォトダイオード１０１の上方を横切るように形成されている。そして、転送ゲート１０５は、半導体基板１０の主面に沿う方向において、領域１０５ａを有する。転送ゲート１０５は、領域１０５ａを除く領域で、ゲート酸化膜１０５１とポリシリコン膜１０５２とシリサイド膜１０５３とが下から順に積層された構成となっている。これに対して、シリサイド未形成領域１０５ａでは、ゲート酸化膜１０５１とポリシリコン膜１０５２との２層が積層された構成となっている。即ち、フォトダイオード１０１の上方を横切る領域の一部（シリサイド未形成領域１０５ａ）では、シリサイド膜１０５３を構成中に有しない構成となっている。【選択図】図６
2008021957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板に対し、その主面に沿った方向に複数の撮像画素が配設され、
前記複数の撮像画素の各々に、入射された光を電荷に変換するフォトダイオードと、前記半導体基板厚み方向における前記フォトダイオードの上方の一部領域を横切る横断部を有する状態に形成された転送ゲートとを備える固体撮像装置であって、
前記転送ゲートは、シリコン膜とシリサイド膜との積層体を含み構成される第１領域と、シリコン膜を含み、且つ、シリサイド膜を含まずに構成される第２領域との両領域が、前記半導体基板の主面に沿って存在する状態で構成され、
前記転送ゲートにおける第２領域は、前記横断部の少なくとも一部に存在する
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記半導体基板の厚み方向において、前記第２領域の前記シリコン膜における光入射側の主面が、前記第１領域の前記シリサイド膜における光入射側の主面よりも前記半導体基板の側に位置する
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】
前記半導体基板の厚み方向における光入射側から前記フォトダイオードを見るとき、その外形は多角形状をしており、
前記転送ゲートは、前記フォトダイオードの外辺の少なくとも一辺を斜め方向に跨ぐ状態で、前記横断部を有する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記転送ゲートにおける前記横断部には、前記第１領域も存在し、
前記転送ゲートにおける前記横断部では、前記外辺の少なくとも一辺に対し斜め方向となる側辺の内側の領域に前記第２領域が形成され、残りの領域に前記第１領域が形成されている
ことを特徴とする請求項３に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記転送ゲートは、前記横断部において、前記第１領域が連続して存在する
ことを特徴とする請求項４に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記転送ゲートにおける前記横断部では、前記半導体基板の主面に沿った方向において、前記第２領域が前記第１領域よりも前記フォトダイオードの中心に近い箇所に存在する
ことを特徴とする請求項４または５の記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記フォトダイオードの外形は、前記半導体基板の厚み方向における光入射側から見るとき、略矩形状をしている
ことを特徴とする請求項３から６の何れかに記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記フォトダイオードは、前記半導体基板の厚み方向において、前記半導体基板の主面からその内方に向けての一部領域に形成され、
前記半導体基板における前記フォトダイオードの周囲には、素子分離が形成されており、
前記フォトダイオードの外辺は、当該フォトダイオードと前記素子分離との境界を画定する線であり、
前記転送ゲートは、前記フォトダイオードの外辺の少なくとも一辺を略４５°の角度を以って跨ぐ状態で、前記上方の一部領域を横切っている
ことを特徴とする請求項３から７の何れかに記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記フォトダイオードからの電荷は、前記斜め方向に対し直交する方向に読み出される
ことを特徴とする請求項３から８の何れかに記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記シリサイド膜は、コバルトシリサイドおよびニッケルシリサイドおよびチタンシリサイドの中から選択される少なくとも一種を含み構成されている
ことを特徴とする請求項１から９の何れかに記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
前記複数の撮像画素の各々には、ｎ型トランジスタが形成されており、
前記転送ゲートにおける前記第１領域は、前記ｎ型トランジスタのドレイン、ソースおよびゲートの上方の少なくとも一部領域を覆う状態で存在する
ことを特徴とする請求項１から１０の何れかに記載の固体撮像装置。
【請求項１２】
前記複数の撮像画素の各々には、前記フォトダイオードでの光電変換により生じた電荷の読み出しに供する検出容量部が形成されており、
前記転送ゲートにおける前記第１領域は、前記検出容量部のコンタクト領域を少なくとも含む領域の上方を覆う状態で存在する
ことを特徴とする請求項１から１１の何れかに記載の固体撮像装置。
【請求項１３】
多画素１セル構造を有する
ことを特徴とする請求項１から１２の何れかに記載の固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置に関し、特にＭＯＳ型固体撮像装置の撮像画素におけるフォトダイオードと転送ゲートとの配置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤ型固体撮像装置やＭＯＳ型固体撮像装置などは、ディジタルスティルカメラやディジタルムービーカメラなどの撮像デバイスとして広く用いられている。この内、ＭＯＳ型固体撮像装置は、一枚の半導体基板に対し、複数の撮像画素からなる撮像領域と、この撮像領域の各撮像画素から信号を取り出す周辺回路領域とが作り込まれた構成となっている。
【０００３】
ＭＯＳ型固体撮像装置には、デバイス動作の高速化を図ることが求められている。これに対し、従来においては、転送ゲート上の全面あるいは一部領域を覆うように、シリサイド膜を形成するという構成が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。この文献で提案されている固体撮像装置の構成について、図１４を用い説明する。
図１４（ａ）に示すように、半導体基板９００の主面の一部領域において、その内方に向けてフォトダイオード９０１が形成されている。また、半導体基板９００の主面におけるフォトダイオード９０１と間隙をあけた領域にはドレイン領域が形成されている。半導体基板９００の主面上には、フォトダイオード９０１とドレイン領域９０４との各々の一部に重なり、互いの間を跨ぐ状態に読み出しトランジスタのゲート９０５が形成されている。読み出しトランジスタのゲート（以下では、「転送ゲート」と記載する。）９０５に対し、フォトダイオード９０１を挟んだ反対側の位置には、リセットトランジスタのゲート（以下では、「リセットゲート」と記載する。）９０６が形成されている。
【０００４】
特許文献１で提案の固体撮像装置では、両ゲート９０５、９０６の各々の上方を覆う状態に、シリサイド膜９０９が形成されている。図１４（ｂ）に示すように、従来の技術に係る固体撮像装置を上方から平面的に見ると、シリサイド膜９０９は、フォトダイオード９０１の上方を含み、ゲート９０５、９０６の一部領域の上方を覆う状態に形成されている。特許文献１では、図１４に示す構成以外にも、ゲート９０５、９０６とシリサイド膜９０９との関係に関する種々の変形例が提案されている。
【０００５】
例えば、シリサイド膜９０９がゲート９０５、９０６のいずれか一方のみの上方を部分的に被覆する形態、あるいはシリサイド膜９０９がゲート９０５、９０６の両方の上方を横断する状態に被覆する形態、あるいはシリサイド膜９０９がゲート９０５、９０６の一方の上方を部分的に被覆し、他方の上方を横断する状態に被覆する形態などが提案されている。
【０００６】
さらに、特許文献１には、フォトダイオード９０１の上方を部分的に被覆するパターンを有するシリサイド膜９０９や、ドレイン９０４の上方全体がシリサイド膜９０９で覆われている形態が示されている。
ところで、固体撮像装置では、転送ゲートをＯＦＦにしたときの電子の移動（リーク）を抑制すべく、転送ゲートのゲート長をある程度確保することが必要であり、また、固体撮像装置には、その微細化も要求されている。この２つの要望の両立を図るために、撮像画素の配列方向（半導体基板の主面に沿った方向）に対し斜めとなる方向に、転送ゲートを配するレイアウト、所謂、斜め読み出しレイアウトが採られることがある。
【特許文献１】特開２００１−３４５４３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、デバイス動作の高速化を図るために転送ゲート９０５の上を覆うように形成されるシリサイド膜９０９は、金属膜と同様に、光を全反射あるいは一部を吸収してしまい、装置の感度特性を高く維持するという観点から、フォトダイオード９０１上の全面にシリサイド膜９０９を形成する構成の上記特許文献１に係る構成を採用することはできないし、また、斜め読み出しレイアウトを採用する際においても、シリサイド膜を形成することでフォトダイオード９０１に達する光量が少なくなってしまうという問題が生じる。即ち、従来の技術では、デバイス動作の高速化と高い感度特性を得ることが両立し得ない。
【０００８】
本発明は、このような問題の解決を図るためになされたものであって、シリサイド膜の形成によるデバイス動作の高速化を図りながら、高い感度特性を得ることができる固体撮像装置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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、半導体基板に対し、その主面に沿った方向に複数の撮像画素が配設され、複数の撮像画素の各々に、入射された光を電荷に変換するフォトダイオードと、半導体基板厚み方向におけるフォトダイオードの上方の一部領域を横切る横断部を有する状態に形成された転送ゲートとを備える固体撮像装置であって、転送ゲートは、シリコン膜とシリサイド膜との積層体を含み構成される第１領域と、シリコン膜を含み、且つ、シリサイド膜を含まずに構成される第２領域との両領域が、半導体基板の主面に沿った方向に存在する状態で構成され、転送ゲートにおける第２領域は、横断部の少なくとも一部に存在することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上記のように、本発明に係る固体撮像装置では、各撮像画素における転送ゲートを、半導体基板の主面に沿った方向において、第１領域（シリコン膜とシリサイド膜との積層体の領域）と第２領域（シリコン膜を含み、且つ、シリサイド膜を含まない構成の領域）とを有する構成とし、横断部（フォトダイオードの上方を横切る領域）の少なくとも一部あるいは全部をシリサイド膜を含まない第２領域とする構成を採用するものである。ここで、シリサイド膜は、電気的抵抗が低いというメリットを有するが、その反面、光の一部を遮光あるいは吸収してしまうという特性を有する。このため、例えば、上記特許文献１に提案されている技術のようにフォトダイオードの上方もシリサイド膜で覆う場合には、転送ゲートの低抵抗化というメリットと引き換えに、感度特性の低下というデメリットを有する。
【００１１】
これに対して、本発明では、上記シリサイド膜のメリット・デメリットを考慮し、横断部の少なくとも一部にシリサイド膜を構成中に含まない第２領域を存在させるという構成を採用することにより、第２領域が存在する分だけフォトダイオードに対する入射光の遮光あるいは吸収が抑えられる。よって、本発明に係る固体撮像装置では、横断部の少なくとも一部に第２領域を存在させることで高い感度特性を得ることができるとともに、その他の領域をシリサイド膜を構成中に含む第１領域とすることで転送ゲートの低抵抗化を図ることができる。従って、本発明に係る固体撮像装置では、感度特性の低下を抑えながら、転送ゲートの低抵抗化によるデバイス動作の高速化が実現可能である。
【００１２】
上記本発明に係る固体撮像装置では、例えば、次のようなバリエーションを採用することが可能である。
上記本発明に係る固体撮像装置においては、半導体基板の厚み方向において、第２領域のポリシリコン膜における光入射側の主面が、第１領域の前記シリサイド膜における光入射側の主面よりも前記半導体基板の側に位置する、という構成を採用することが可能である。
【００１３】
また、上記本発明に係る固体撮像装置においては、半導体基板の厚み方向における光入射側からフォトダイオードを見るとき、その外形は多角形状をしており、転送ゲートは、フォトダイオードの外辺の少なくとも一辺を斜め方向に跨ぐ状態で、フォトダイオードの上方の一部領域を横切る横断部を有する、という構成を採用することが可能である。
また、上記本発明に係る固体撮像装置においては、転送ゲートにおける横断部には、第１領域も存在し、転送ゲートにおける横断部では、外辺の少なくとも一辺に対し斜め方向となる側辺の内側の領域に第２領域が形成され、残りの領域に第１領域が形成されている、という構成を採用することが可能である。
【００１４】
また、上記本発明に係る固体撮像装置においては、転送ゲートは、横断部において、第１領域が連続して存在する、という構成を採用することが可能である。
また、上記本発明に係る固体撮像装置においては、転送ゲートにおける横断部では、半導体基板の主面に沿った方向において、第２領域が第１領域よりもフォトダイオードの中心に近い箇所に存在する、という構成を採用することが可能である。
【００１５】
また、上記本発明に係る固体撮像装置においては、半導体基板の厚み方向における光入射側より見るとき、フォトダイオードの外形は、略矩形状をしている、という構成を採用することができる。
また、上記本発明に係る固体撮像装置においては、フォトダイオードは、半導体基板の厚み方向において、半導体基板の主面からその内方に向けての一部領域に形成され、半導体基板におけるフォトダイオードの周囲には、素子分離が形成されており、フォトダイオードの外辺は、当該フォトダイオードと素子分離との境界を画定する線であり、転送ゲートは、フォトダイオードの外辺の少なくとも一辺を略４５［°］の角度を以って跨ぐ状態に横断部が形成されている、という構成を採用することが可能である。なお、上記において「略４５［°］」とは、４５［°］±５［°］を示すものである。
【００１６】
また、上記本発明に係る固体撮像装置では、フォトダイオードで光電変換により生成された電荷が、当該フォトダイオードの少なくとも一辺に対し溶断部が跨ぐ方向である上記”斜め方向”に対し直行する方向に読み出される、という構成を採用することができる。
また、上記本発明に係る固体撮像装置においては、シリサイド膜は、コバルトシリサイドおよびニッケルシリサイドおよびチタンシリサイドの中から選択される少なくとも一種を含み構成されている、という構成を採用することが可能である。
【００１７】
また、上記本発明に係る固体撮像装置においては、複数の撮像画素の各々には、ｎ型トランジスタが形成されており、転送ゲートにおける第１領域は、ｎ型トランジスタのドレイン、ソースおよびゲートの上方の少なくとも一部領域を覆う状態で存在する、という構成を採用することが可能である。
また、上記本発明に係る固体撮像装置においては、複数の撮像画素の各々には、フォトダイオードでの光電変換により生じた電荷の読み出しに供する検出容量部が形成されており、転送ゲートにおける第１領域は、検出容量部のコンタクト領域を少なくとも含む領域の上方を覆う状態で存在する、という構成を採用することが可能である。
【００１８】
また、上記本発明に係る固体撮像装置では、多画素１セル構造を採用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下では、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参酌しながら説明する。なお、以下の各実施の形態は、本発明の構成およびそこから奏される作用・効果を分かり易く説明するために用いるあくまでも一例であって、本発明は、本質的な特徴部分以外に何ら以下の形態に限定を受けるものではない。
（実施の形態１）
１．固体撮像装置１の全体構成
実施の形態１に係る固体撮像装置１の全体構成について、図１を用い説明する。図１は、ＭＯＳ型構造を有し、ディジタルスティルカメラやムービーディジタルカメラなどにおける撮像デバイスとして用いられる本実施の形態に係る固体撮像装置１の全体構成を模式的に表す模式ブロック図である。
【００２０】
図１に示すように、本実施の形態に係る固体撮像装置１は、半導体基板１０をベースとし、当該半導体基板１０の一方の主面に沿った方向に、マトリクス状に配置された複数の撮像画素１１と、各撮像画素１１に接続された回路部が形成されている。
固体撮像装置１の回路部としては、タイミング発生回路部１２、垂直シフトレジスタ部１３、画素選択回路部１４および水平シフトレジスタ部１５などが含まれている。垂直シフトレジスタ部１３および水平シフトレジスタ部１５は、ともにダイナミック回路で構成されており、タイミング発生回路部１２からの各撮像画素１１あるいは画素選択回路部１４に対し順次駆動パルス（スイッチングパルス）を出力する。
【００２１】
画素選択回路部１４は、セル単位で対応するスイッチング素子部（図示を省略。）を備えており、水平シフトレジスタ部１５からのパルスの入力を受けて順次ＯＮ状態となる。
２．撮像画素１１の構成
次に、本実施の形態に係る固体撮像装置１の構成の内、撮像画素１１の構成の要部について、図２を用い説明する。
【００２２】
図２に示すように、半導体基板１０（図２では、図示を省略。）には、略矩形状の外形を有するフォトダイオード１０１が形成されている。フォトダイオード１０１では、これに入射された光を電荷に変換し、蓄積する機能を有する。また、撮像画素１１では、フォトダイオード１０１に近接する箇所に、フローティング拡散層（検出容量部）１０２が形成されている。フローティング拡散層１０２は、略Ｌ字状をしており、フォトダイオード１０１で生成された電荷の転送を受け、これを蓄積する機能を有する。
【００２３】
撮像画素１１には、図２のＹ軸方向において、フローティング拡散層１０２に対して近接する領域にソース領域１０３が形成され、このソース領域１０３にＹ軸方向に近接する領域にドレイン領域１０４が形成されている。
撮像画素１１には、図２の紙面に垂直な方向（半導体基板１０の厚み方向）において、フォトダイオード１０１およびフローティング拡散層１０２の上方の一部領域を横切る横断部を有する状態で、転送トランジスタのゲート（以下では、「転送ゲート」と記載する。）１０５が形成されている。転送ゲート１０５については、後述する。また、フローティング拡散層１０２およびソース領域１０３との間の領域には、その両領域の上方の一部を覆うようにリセットトランジスタのゲート（以下では、「リセットゲート」と記載する。）１０６が形成され、ソース領域１０３とドレイン領域１０４との間の領域には、その両領域の上方の一部を覆うように増幅トランジスタのゲート（以下では、「増幅ゲート」と記載する。）１０７が形成されている。
【００２４】
なお、隣り合う撮像画素１１間、および撮像画素１１内の各機能領域１０１〜１０４の各間には、素子分離領域が形成されている（不図示）。素子分離領域は、ＳＴＩ（Ｓｈａｌｌｏｗ  Ｔｒｅｎｃｈ  Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）あるいはＬＯＣＯＳ（Ｌｏｃａｌ  Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）による構成を有している。ここで、撮像画素１１においては、フォトダイオード１０１、フローティング拡散層１０２、ソース領域１０３およびドレイン領域１０４の各不純物領域が素子分離領域以外の活性領域に設けられた構成となっている。
【００２５】
また、転送ゲート１０５は、隣接する撮像画素１１間で延長接続されて、電気的接続が保持される。転送ゲート１０５の接続には、その上部階層に配設される金属配線と、これらの間を接続するコンタクトプラグによりなされる場合もある。
本実施の形態に係る固体撮像装置１では、フォトダイオード１０１で光電変換により生成され蓄積された電荷をフローティング拡散層１０２に読み出す転送ゲート１０５が、フォトダイオード１０１およびフローティング拡散層１０２の水平、垂直方向に対して斜め方向に形成されていることが特徴であり、具体的には、図２においてフォトダイオード１０１に蓄積した電荷は左斜め下方向にあるフローティング拡散層１０２に読み出される。
【００２６】
なお、本実施の形態に係る固体撮像装置１において、転送ゲート１０５をフォトダイオード１０１およびフローティング拡散層１０２に対して斜め読み出しに形成した理由は以下の通りである。
固体撮像装置１では、転送ゲート１０５がＯＦＦの際に、フォトダイオード１０１と検出容量部（フローティング拡散層１０２）の間で電子の移動（リーク）が生じないようにするために、転送ゲート１０５のゲート長を一定以上の長さに確保することが必要である。このため、本実施の形態に係る固体撮像装置１では、転送ゲート１０５のＯＦＦの際におけるリークの抑制と、装置の微細化とを両立させるべく、転送ゲート１０５をフォトダイオード１０１およびフローティング拡散層１０２に対して斜め読み出しに形成している。
【００２７】
また、本実施の形態に係る固体撮像装置１では、各撮像画素１１における転送ゲート１０５を、その一部がフォトダイオード１０１に対し斜め方向に配置することとしているので、図１４に示す従来の固体撮像装置に比べて、フォトダイオード１０１の上方を覆う面積を小さく抑えることができる。これについて、図３を用い説明する。
図３（ａ）に示すように、従来技術に係る固体撮像装置の構成では、活性領域（図の二点鎖線で囲む領域）の一部を検出容量部として割り当てる必要がある。これに対して、図３（ｂ）に示すように、本実施の形態に係る固体撮像装置１では、転送ゲート１０５が斜め方向に配設されているので、活性領域（図の二点鎖線で囲む領域）の一部を検出容量部として割り当てる必要がない。よって、本実施の形態に係る固体撮像装置１では、活性領域の全てをフォトダイオード１０１として使用できる。
【００２８】
従って、本実施の形態に係る固体撮像装置１では、従来技術に係る固体撮像装置に対し、フォトダイオード１０１の占有面積を拡大させることが可能であって、高い感度特性を得ることが出来る。
また、本実施の形態に係る固体撮像装置１では、各撮像画素１１における転送ゲート１０５の一部を斜め方向に配置することとしているので、図１４に示す従来技術に係る固体撮像装置に比べて、感度の向上を図ることが可能である。これは、転送ゲート１０５の一部を斜め方向に配置することによって、その領域におけるポリシリコン膜での入射光の吸収を低減することができるためである。なお、ポリシリコン膜の代りにアモルファスシリコン膜を採用した場合にも同様である。転送ゲート１０５の構成については、後述する。
【００２９】
さらに、本実施の形態に係る固体撮像装置１では、フォトダイオード１０１の形状が水平方向および垂直方向（Ｘ軸方向およびＹ軸方向）において略対称な形状となるように形成（長方形状に形成）されている。その理由は、フォトダイオード１０１において発生した電荷の分布を水平方向および垂直方向（Ｘ軸方向およびＹ軸方向）において分布のバラツキの発生を防ぎ、これにより固体撮像装置１のシェーディング特性劣化を防ぐためである。
【００３０】
また、図３（ｃ）に示すような転送ゲート形状を採用することも考えられる。この場合には、図３（ｂ）に示す転送ゲートとは異なり、転送ゲートは、フォトダイオードに対し斜め方向ではなく、直角方向に形成される。しかし、このようにフォトダイオードの一角を横切るように転送ゲートを形成する場合にも、斜め方向に横切るように転送ゲートを形成する場合と同様に、活性領域の全てをフォトダイオードとして使用できるという優位性を得られる。
【００３１】
なお、本実施の形態においては、フォトダイオード１０１の形状を長方形状としているが、水平方向および垂直方向（Ｘ軸方向およびＹ軸方向）において略対称な形状であれば、これに限らず略矩形状あるいは多角形状などを採用することもできる。
ここで、フォトダイオード１０１の形状と入射光との関係について、図４および図５を用い説明する。図４および図５は、フォトダイオード１０１の形状が互いに異なる２つの場合を想定し、入射された光の光路を示す模式光路図である。なお、図４および図５における撮像画素１１ｐと撮像画素１１ｑは、図１に示すように、画素アレイにおける右上と左下に位置する２つの画素を示す。
【００３２】
先ず、図４に示すように、本実施の形態に係る固体撮像装置１のように撮像画素１１におけるフォトダイオード１０１の形状を長方形（対称形状）とする場合には、撮像画素１１ｐと撮像画素１１ｑとの双方で同じ光量の光が入射することになる。このため、本実施の形態に係る固体撮像装置１では、画素アレイの全域における撮像画素１１で同一の感度を有し、画像特性劣化を生じることがなく、高い画像特性を得ることができる。
【００３３】
一方、図５に示すように、フォトダイオードの形状が非対称、即ち、長方形の一つの角部分がカットされた状態のフォトダイオードを備える場合には、撮像画素１１ｐでは、入射された光が有効にフォトダイオードに到達するが、撮像画素１１ｑでは、光の一部がフォトダイオードに到達しない。このため、画素アレイの中で撮像画素間に光量差を生じる結果となり、画像特性の不良を生じてしまうことになる。
【００３４】
以上の事項より、各撮像画素１１におけるフォトダイオード１０１の形状を対称形状としている本実施の形態に係る固体撮像装置１では、高い画像特性を得ることができる。
なお、後述の実施の形態５に係る固体撮像装置のように、固体撮像装置に求められる他の特性（例えば、転送ゲートを対称に配置させること、あるいは、転送ゲートのゲート長をより長く確保すること）を両立する場合にも、できるかぎり各撮像画素１１におけるフォトダイオード１０１の形状を水平方向および垂直方向に対し対称となる形状とすることが望ましい。
【００３５】
また、本実施の形態に係る固体撮像装置１では、フォトダイオード１０１が転送ゲート１０５の下に回りこむように形成されている。これは、フォトダイオード１０１の水平方向および垂直方向（Ｘ軸方向およびＹ軸方向）に対してほぼ対称となる形状とするためと、フォトダイオード１０１の取り扱うことのできる飽和電荷量を増加させるためである。
３．フォトダイオード１０１と転送ゲート１０５との配置関係および転送ゲート１０５の構成
次に、撮像画素１１におけるフォトダイオード１０１と転送ゲート１０５との配置関係と、転送ゲート１０５の構成について、図６を用い説明する。
図６（ａ）に示すように、固体撮像装置１の撮像画素１１における転送ゲート１０５は、その一部がフォトダイオード１０１の上方を横切る横断部を有する状態に形成されている。そして、転送ゲート１０５は、半導体基板１０の主面に沿う方向において、領域１０５ａを有する。
【００３６】
図６（ｂ）に示すように、転送ゲート１０５は、横断部において、領域１０５ａを除く領域で、ゲート酸化膜１０５１とポリシリコン膜１０５２とシリサイド膜１０５３とが下から（半導体基板１０の側から）順に積層された構成となっている。これに対して、転送ゲート１０５における横断部（フォトダイオード１０１の上方を横切る領域）内の一部の領域１０５ａでは、ゲート酸化膜１０５１とポリシリコン膜１０５２との２層が積層された構成となっている（以下では、この領域１０５ａを「シリサイド未形成領域」と記載する）。換言すると、本実施の形態に係る固体撮像装置１では、撮像画素１１の転送ゲート１０５が、フォトダイオード１０１の上方を横切る横断部の一部（シリサイド未形成領域１０５ａ）において、シリサイド膜１０５３を構成中に有しない構成となっている。
【００３７】
なお、図６（ｂ）に示すように、フォトダイオード１０１の上方およびポリシリコン膜１０５２の上方の一部は、シリコン酸化膜１０８で覆われている。
ここで、転送ゲート１０５におけるシリサイド膜は、金属とシリコンとの金属間化合物材料から構成されており、導電性に優れる。このため、シリサイド膜１０５３を転送ゲート１０５の構成中に加えることによって、その低抵抗化を図ることが可能であって、デバイス動作の高速化を図ることができる。ただし、シリサイド膜１０５３は、光の一部を遮光あるいは吸収／反射してしまうというデメリットを有する。このため、本実施の形態に係る固体撮像装置１では、転送ゲート１０５のシリサイド未形成領域１０５ａをフォトダイオード１０１の上方を横切る領域の一部に設定し、他の領域ではシリサイド膜１０５３を備える構成としている。
【００３８】
なお、本実施の形態においては、転送ゲート１０５の構成要素としてポリシリコン膜１０５２を採用しているが、このかわりにアモルファスシリコン膜を採用することもできる。
以上説明したように、本実施の形態に係る固体撮像装置１では、フォトダイオード１０１の上方を横切る横断部を有する状態で、斜め読み出しを行うための転送ゲート１０５が形成されており、フォトダイオード１０１の形状が水平方向および垂直方向（Ｘ軸方向およびＹ軸方向）に略対称な形状（長方形状）に形成されており、転送ゲート１０５の低抵抗化によるデバイス動作の高速化を図るために、転送ゲート１０５の横断部におけるシリサイド未形成領域１０５ａを除く領域でシリサイド膜１０５３を構成に含む。即ち、固体撮像装置１では、感度特性の低下を生じないように、フォトダイオード１０１上のシリサイド未形成領域１０５ａの転送ゲート１０５をシリサイド膜１０５３を含まない構成としながら、転送ゲート１０５の残りの領域ではデバイス動作の高速化を図るために、シリサイド膜１０５３を含む構成としているところに最大の特徴を有する。
【００３９】
ここで、シリサイド膜１０５３による感度特性の低下については、上述のようなシリサイド膜１０５３による遮光あるいは光の吸収によるものであるが、この影響は、撮像画素１１のサイズが微細になればなるほど大きなものとなる。例えば、撮像画素１１のサイズが１［μｍ］〜３［μｍ］の場合には、シリサイド膜１０５３による損失は一般的に３０［％］程度となる。
【００４０】
本実施の形態に係る固体撮像装置１では、転送ゲート１０５を構成するポリシリコン膜１０５２の膜厚を、例えば、５０［ｎｍ］〜２００［ｎｍ］とし、反射を無視したポリシリコン膜１０５２の光透過率は７０［％］〜１００［％］程度となる。ただし、実際にはシリコン酸化膜１０８とポリシリコン膜１０５２との界面では屈折率が異なるため反射は生じ、その際の反射率はそれぞれ３０［％］程度となる。このため、すべての反射／透過／吸収を考慮した場合には、フォトダイオード１０１までのトータルでの光透過率は、４９［％］〜７０［％］となる。
【００４１】
したがって、本実施の形態に係る固体撮像装置１は、フォトダイオード１０１の上方を横切るように転送ゲート１０５を形成することとしても、その横切る部分（シリサイド未形成領域１０５ａ）をシリサイド膜１０５３を構成中に含まないようにすることで、フォトダイオード１０１までの光透過率は、例えば、上記特許文献１で提案の固体撮像装置に比べて格段に向上することとなる。よって、本実施の形態に係る固体撮像装置１では、高い感度特性を得ることができる。
【００４２】
また、本実施の形態に係る固体撮像装置１では、シリサイド未形成領域１０５ａを除く転送ゲート１０５を、シリサイド膜１０５３を構成中に含むことにしているので、転送ゲート１０５のトータルとしての低抵抗化を図ることができ、デバイス動作の速度が速い。さらに、本実施の形態に係る固体撮像装置１では、横断部において、シリサイド未形成領域１０５ａを除く転送ゲート１０５がシリサイド膜１０５３を構成中に含むので、入射光が転送ゲート１０５を透過してフローティング拡散層１０２やその周辺部分に入射し難く、転送ゲート１０５下の半導体基板１０内で光電変換により電子が発生するのを効果的に抑制することができる。このため、本実施の形態に係る固体撮像装置１では、不所望の光の入射による電子の発生を抑制することができ、これに起因する雑音や画像劣化という特性不良を防ぐことが可能である。
【００４３】
４．撮像画素１１の形成方法
次に、本実施の形態の係る固体撮像装置１の製造方法の内、構造的に最も特徴を有する撮像画素１１の形成方法について、図７を用い説明する。
図７（ａ）に示すように、半導体基板１０に対し、その一方の主面から厚み方向内方に向けて、フォトダイオード１０１およびフローティング拡散層１０２を形成する。フォトダイオード１０１およびフローティング拡散層１０２は、それぞれ半導体基板１０に対してイオン注入を実施することで形成される。
【００４４】
次に、フォトダイオード１０１およびフローティング拡散層１０２が形成されてなる半導体基板１０の主面に対し、ゲート酸化準備膜とポリシリコン準備膜とを順に積層形成する。ゲート酸化準備膜およびポリシリコン準備膜の形成には、ＣＶＤ法や熱酸化法を用いることができる。そして、上記のように形成したゲート酸化準備膜およびポリシリコン準備膜をパターニングしてからドライエッチにより、不要な部分の膜を除去し、図７（ｂ）に示すゲート酸化膜１０５１およびポリシリコン膜１０５２の形成ができる。    
【００４５】
次に、シリサイド膜１０５３を形成しようとする領域以外の部分に、シリコン酸化膜１０８を形成する。このシリコン酸化膜１０８の形成には、主にＣＶＤ法を用いることができる。その後に、シリサイド膜１０５３の形成のための金属を基板全面に堆積し、熱処理を行うことで、シリコンと金属とを反応させ、シリサイド膜１０５３を形成する。なお、このとき、先に形成したシリコン酸化膜１０８の上では、反応を生じないため、シリサイド膜１０５３の形成の後に、シリコン酸化膜１０８上の金属を除去することにより、シリサイド未形成領域１０５ａを除く所定の部分にだけシリサイド膜１０５３を形成することができる（図７（ｃ））。
【００４６】
なお、シリサイド膜１０５３の形成に用いることが可能な金属としては、コバルト、ニッケル、チタンなどが挙げられる。また、シリサイド膜１０５３は、リセットトランジスタと電荷増幅トランジスタのドレイン／ソース／ゲート領域の全領域の上方、またはその一部の領域の上方に形成することが望ましい。そうすることにより、トランジスタ動作の高速化を図ることが可能となる。
【００４７】
なお、本実施の形態では、フローティング拡散層１０２のコンタクト領域を含む一部の領域の上方にも、シリサイド膜１０５３を形成することがより好ましい。ここで一部の領域の上方とは、製造工程のバラツキを考慮するとき、コンタクトの合わせズレなどが生じても、シリサイド膜１０５３が上方に形成されるように、最低限のマージンを確保した領域である。これは、フローティング拡散層１０２のコンタクト領域の一部を覆うように、シリサイド膜１０５３が形成されない場合、コンタクト抵抗が高くなり、デバイス動作の高速化が困難となるためである。
【００４８】
即ち、半導体基板１０上にシリサイド膜１０５３を形成すると、欠陥発生により基板リークが発生する場合があり、基板リークが生じると、フォトダイオード１０１に光が入射せず電子が発生していない場合でも、電子を検出してしまう、所謂、白キズと呼ばれる現象を生じる。
これに対して、本実施の形態に係る固体撮像装置１のように、上記半導体基板１０上に形成されるシリサイド膜１０５３の面積を最小限に抑制すれば、リークを最小限に抑制することができ、画質劣化を抑制できる。
（実施の形態２）
実施の形態２に係る固体撮像装置について、図８を用い説明する。なお、本実施の形態に係る固体撮像装置は、フォトダイオード１０１と転送ゲート２０５との配置関係以外の構成が上記実施の形態１に係る固体撮像装置１と同一であるので、以下での説明を省略する。図８（ａ）は、本実施の形態に係る固体撮像装置の構成の内、フォトダイオード１０１と転送ゲート２０５との配置関係を示す模式平面図であり、図８（ｂ）は、フォトダイオード１０１の周辺の構成（図８（ａ）のＣ−Ｃ’断面）を示す模式断面図である。
【００４９】
図８（ａ）に示すように、本実施の形態に係る固体撮像装置では、上記実施の形態１に係る固体撮像装置１の撮像画素１１と同様に、各撮像画素２１において、フォトダイオード１０１の一部領域の上方を横切る横断部を有する状態に、転送ゲート２０５が配設されている。なお、各撮像画素２１においても、フォトダイオード１０１および転送ゲート２０５の他にも上記固体撮像装置１における撮像画素１１と同様の各機能部分を有する（フローティング拡散層１０２以外の図示を省略）。
【００５０】
なお、本実施の形態も、上記実施の形態１に係る固体撮像装置１と同様に、撮像画素２１において、フォトダイオード１０１、フローティング拡散層１０２、ソース領域１０３およびドレイン領域１０４の各不純物領域が素子分離領域以外の活性領域に設けられた構成となっている（図示を省略）。
また、転送ゲート２０５は、隣接する撮像画素２１間での電気的接続が、そのまま転送ゲート２０５をフォトダイオード１０１以外に対しても延長して配線として繋ぐことで保持される。また、転送ゲート２０５の接続は、その上部に配置される金属配線とコンタクトを用いて接続される場合もある。
【００５１】
なお、本実施の形態に係る固体撮像装置においても、上記実施の形態１に係る固体撮像装置１と同様に、転送ゲート２０５がフォトダイオード１０１およびフローティング拡散層１０２に対して斜め読み出しに形成している。
本実施の形態に係る固体撮像装置では、フォトダイオード１０１上に斜め読み出しを行うために形成した転送ゲート部２０５が存在し、フォトダイオード１０１の形状が垂直方向および水平方向においてほぼ対称な形状となるように（長方形状に）形成されており、転送ゲート２０５の抵抗低減による高速化を実現するために、転送ゲート２０５におけるシリサイド膜２０５３が形成されているのであるが、図８（ａ）に示すハッチング領域（シリサイド未形成領域）２０５ａでは、シリサイド膜２０５３をその構成として備えないこととしている（図８（ｂ）を参照）。
【００５２】
なお、本実施の形態に係る固体撮像装置では、上記実施の形態１に係る固体撮像装置１と相違し、転送ゲート２０５におけるフォトダイオード１０１を斜め方向に横切る横断部の内でも、フォトダイオード１０１の外縁に当たる部分にはシリサイド膜２０５３を備える構成とし、斜め方向となる部分だけをシリサイド膜２０５３を構成として含まないというところにある。そして、このような構成が、本実施の形態に係る固体撮像装置の主たる特徴である。
【００５３】
また、本実施の形態に係る固体撮像装置では、フォトダイオード１０１の外周部における上方をシリサイド膜２０５３で覆うようにすることで、感度低下（もしくはシェーディング）への影響が極めて小さくなる。これは、図９に示すように、フォトダイオード１０１（通常、ｎ型イオン注入層）の外周部には、素子分離層（ｐ型層）が広がっており、これにより、フォトダイオード１０１の外縁部１０１ａには空乏層が広がっている。よって、フォトダイオード１０１の外縁部１０１ａは、光が入射した場合にあっても蓄積される電子数が極めて少ない。従って、本実施の形態に係る固体撮像装置では、空乏層の広がるフォトダイオード１０１の外縁部１０１ａの上方をシリサイド膜２０５３で覆うことにしているが、これによるフォトダイオード１０１の蓄積電子数に大きく影響を及ぼすことはなく、また、シェーディングの特性劣化が小さくなる。
【００５４】
図８（ｂ）に示すように、本実施の形態に係る固体撮像装置では、上記実施の形態１と同様に、転送ゲート２０５が、シリサイド膜２０５３を構成中に含む領域と、構成中に含まない領域との両領域を有し形成されている。
また、図８（ｂ）に示すように、本実施の形態における転送ゲート２０５は、シリサイド未形成領域２０５ａにおけるポリシリコン膜２０５２の表面が、その他の領域におけるシリサイド膜２０５３の表面よりも、半導体基板１０の厚み方向における高い位置（上方）、即ち、装置に対し入射してくる光の上流方向に形成されている。具体的には、シリサイド未形成領域２０５ａにおけるポリシリコン膜２０５２の表面が、その他の領域におけるシリサイド膜２０５３の表面よりも、半導体基板１０の厚み方向において、５０［ｎｍ］〜１［μｍ］程度低い位置になっている。
【００５５】
上記の構成を採用する本実施の形態に係る固体撮像装置では、転送ゲート２０５におけるフォトオード１０１の上方を横切る横断部の内、フォトダイオード１０１の外縁に当たる部分に対し、構成中にシリサイド膜２０５３を備えることとすることで、当該部分のシリサイド膜２０５３の側壁に入射した光が、フォトダイオード１０１の存在する方向に向けて屈折させることができる。本実施の形態に係る固体撮像装置では、上記メカニズムを以って転送ゲート２０５の下方のフローティング拡散層１０２への光入射を抑制することができ、雑音となる電子の発生を抑制することで高画質を実現することができる。
【００５６】
このように、本実施の形態に係る固体撮像装置では、転送ゲート２０５におけるフォトダイオード１０１の外縁に当たる部分を横切る領域をシリサイド膜２０５３を構成要素として含む構成を採用する理由である。
なお、本実施の形態に係る固体撮像装置では、転送ゲート２０５における電気抵抗の低減という観点から、転送ゲート２０５におけるシリサイド膜２０５３の形成幅を５０［ｎｍ］以上確保することが望ましい。これは、シリサイド膜２０５３の形成幅を５０［ｎｍ］〜１５０［ｎｍ］よりも狭くすると、抵抗が急激に増加するためである。即ち、シリサイドは、膜の形成幅を所定の配線幅より狭くしようとすると、凝集を生じ、急激に抵抗が増加する性質を有するためである。
【００５７】
本実施の形態において、転送ゲート２０５の構成要素としてポリシリコン膜２０５２を採用しているが、上記実施の形態１と同様に、かわりにアモルファスシリコン膜を採用することもできる。
（実施の形態３）
次に、実施の形態３に係る固体撮像装置について、図１０を用い説明する。図１０（ａ）では、本実施の形態に係る固体撮像装置の構成の内でも、その特徴となる撮像画素３１のフォトダイオード１０１と転送ゲート３０５とを抜き出し、尚且つ、これらを模式的に示し、図１０（ｂ）では、バリエーションとして撮像画素６１のフォトダイオード１０１と転送ゲート６０５とを抜き出し、尚且つ、これらを模式的に示している。
【００５８】
図１０（ａ）に示すように、本実施の形態に係る固体撮像装置の撮像画素３１は、上記実施の形態１、２の各々に係る固体撮像装置と同様に、転送ゲート３０５の一部がフォトダイオード１０１の上方を横切り、且つ、その一部が長方形であるフォトダイオード１０１の外辺の内の一辺を斜め方向に横切っている。
本実施の形態に係る撮像画素３１が上記実施の形態１、２に係る各撮像画素１１、２１と相違する点は、転送ゲート３０５におけるフォトダイオード１０１の上方を横切る横断部全体がシリサイド未形成領域３０５ａとなっている点である。即ち、上記実施の形態１、２に係る撮像画素１１、２１では、転送ゲート１０５、２０５におけるフォトダイオード１０１の上方を横切る領域の一部をシリサイド未形成領域１０５ａ、２０５ａとすることにしたが、本実施の形態に係る撮像画素３１では、図１０（ａ）に示すように、転送ゲート３０５におけるフォトダイオード１０１の上方を横切る全領域をシリサイド未形成領域３０５ａにすることとした。
【００５９】
このような構成を採用する本実施の形態に係る固体撮像装置では、上記実施の形態１、２に係る固体撮像装置に比べ、フォトダイオード１０１の上方にシリサイド膜が存在せず、さらなる感度特性の向上を図ることができる。
なお、本実施の形態に係る固体撮像装置は、転送ゲート３０５におけるシリサイド膜の形成幅を５０［ｎｍ］以上確保することが、上記同様に、転送ゲート３０５の抵抗の増加を防ぐという観点から望ましい。
【００６０】
また、本実施の形態においても、転送ゲート３０５の構成要素としてポリシリコン膜を有することとするが、かわりにアモルファスシリコン膜を採用することもできる。
さらに、図１０（ｂ）に示すように、本実施の形態のバリエーションに係る撮像画素６１においては、転送ゲート６０５の一部がフォトダイオード１０１の上方を横切り、且つ、その一部が長方形であるフォトダイオード１０１の外辺の一部を垂直方向および水平方向に横切る。このような形態を採用する場合にも、転送ゲート６０５におけるフォトダイオード１０１の上方を横切る全領域をシリサイド未形成領域６０５ａとする。これにより、本バリエーションに係る撮像画素６１を備える固体撮像装置では、上記実施の形態１、２に係る各固体撮像装置に対し、フォトダイオード１０１の上方にシリサイド膜が存在せず、さらなる感度特性の向上を図ることが可能であるという優位性を有する。
（実施の形態４）
次に、実施の形態４に係る固体撮像装置について、図１１を用い説明する。図１１（ａ）では、本実施の形態に係る固体撮像装置の構成の内でも、その特徴となる撮像画素４１のフォトダイオード１０１と転送ゲート４０５とを抜き出し、尚且つ、これらを模式的に示し、図１１（ｂ）では、バリエーションとして撮像画素７１のフォトダイオード１０１と転送ゲート７０５とを抜き出し、尚且つ、これらを模式的に示している。
【００６１】
図１１（ａ）に示すように、本実施の形態に係る固体撮像装置の撮像画素４１は、上記実施の形態１〜３の各々に係る固体撮像装置と同様に、転送ゲート４０５の一部がフォトダイオード１０１の上方を横切り、且つ、その一部が長方形であるフォトダイオード１０１の外辺の内の一辺を斜め方向に横切っている。
本実施の形態に係る撮像画素４１が上記実施の形態３に係る撮像画素３１と相違する点は、転送ゲート４０５におけるフォトダイオード１０１の上方を斜め方向に横切る領域、および水平方向に横切る領域であって、フォトダイオード１０１の外縁に当たる部分を除く領域がシリサイド未形成領域４０５ａとなっている点である。即ち、上記実施の形態３に係る撮像画素３１では、転送ゲート３０５におけるフォトダイオード１０１の上方を横切る全領域をシリサイド未形成領域３０５ａとすることにしたが、本実施の形態に係る撮像画素４１では、図１１（ａ）に示すように、転送ゲート４０５におけるフォトダイオード１０１の外縁に当る領域はシリサイド膜を構成中に備えることとし、横切る領域のそれ以外の部分をシリサイド膜を構成中に含まないこととしている。
【００６２】
以上のように、本実施の形態に係る固体撮像装置では、上記第実施の形態１、２に比べて、転送ゲート４０５におけるフォトダイオード１０１の上方を横切る領域の内、フォトダイオード１０１の外縁に当たる部分でシリサイド膜を構成要素として含み、且つ、横切る領域の残余の部分（シリサイド未形成領域）４０５ａでシリサイド膜を構成要素として含まないという構成を採用しているので、転送ゲート４０５の電気抵抗を低く抑えながら、高い感度特性を得ることができ、また、転送ゲート４０５におけるフォトダイオード１０１の外縁に当たる部分にシリサイド膜を含む構成としているので、転送ゲート４０５の下方のフローティング拡散層１０２への光入射を抑制することができ、雑音となる電子の発生を抑制することで高画質を実現することができる。即ち、本実施の形態に係る固体撮像装置では、上記実施の形態２に係る固体撮像装置が有する優位性と、上記実施の形態３に係る固体撮像装置が有する優位性とを併せ持つ。
【００６３】
さらに、本実施の形態に係る固体撮像装置においても、シリサイド未形成領域４０５ａにおけるポリシリコン膜の表面が、その他の領域におけるシリサイド膜の表面よりも、半導体基板の厚み方向における高い位置（上方）、即ち、装置に対し入射してくる光の上流方向に形成されている。具体的には、シリサイド未形成領域４０５ａにおけるポリシリコン膜の表面が、その他の領域におけるシリサイド膜の表面よりも、半導体基板の厚み方向において、５０［ｎｍ］〜１［μｍ］程度低い位置になっている。
【００６４】
上記構成を採用する本実施の形態に係る固体撮像装置においても、シリサイド膜の側壁に光が入射した場合に、その光をフォトダイオード１０１の方に向けて反射させることができ、これにより転送ゲート４０５の下部とフローティング拡散層１０２への光入射を抑制することができ、雑音となる電子の発生を抑制でき、高画質を実現することができる。また、この構成を採用することにより、次の２つの優位性を有する。
（１）  第１の優位性としては、図１０（ａ）に示す実施の形態３に係る固体撮像装置に比べて、シリサイド膜の幅を広くできるため、転送ゲート４０５の抵抗を小さくすることが可能となる。よって、本実施の形態に係る固体撮像装置では、上記実施の形態３に係る固体撮像装置よりも、一層の高速化を図ることができる。
（２）  第２の優位性としては、フォトダイオード１０１の外縁部の上方についてはシリサイド膜で覆うように構成しており、これにより、感度低下（もしくはシェーディング）への影響を極めて小さいものとすることが可能となる。これは、上述のように、フォトダイオード１０１の外縁部１０１ａでは空乏層が広がっており、この領域に光が入射しても蓄積される電子数が極めて少ないことに基づくものである（図９および実施の形態２における当該説明部分を参照）。
【００６５】
なお、本実施の形態に係る固体撮像装置でも、転送ゲート４０５におけるシリサイド膜の形成幅を５０［ｎｍ］〜１５０［ｎｍ］以上確保することが、上記同様に、転送ゲート４０５の抵抗の増加を防ぐという観点から望ましい。これは、上記のように、所定の配線幅よりも狭い幅でシリサイド膜を形成しようとする場合には、凝集を生じるというシリサイドの性質を考慮してのものであり、配線幅に起因する抵抗の増加を抑制するためである。
【００６６】
また、本実施の形態においても、転送ゲート４０５の構成要素として、ポリシリコン膜を採用することも、アモルファスシリコン膜を採用することもできる。
図１１（ｂ）に示すように、本実施の形態のバリエーションに係る撮像画素７１においては、転送ゲート７０５の一部がフォトダイオード１０１の上方を横切り、且つ、その一部が長方形であるフォトダイオード１０１の外辺の一部を垂直方向および水平方向に横切る。このような形態を採用する場合にも、転送ゲート７０５におけるフォトダイオード１０１の外縁にあたる領域はシリサイド膜を構成中に備えることとし、フォトダイオード１０１の上方を横切る他の領域をシリサイド膜を構成中に含まないシリサイド未形成領域７０５ａとする。これにより、本バリエーションに係る撮像画素７１を備える固体撮像装置でも、上記実施の形態４に係る固体撮像装置と同様の効果が得られる。
【００６７】
さらに、図１１（ｂ）に示すバリエーションに係る撮像画素７１を備える固体撮像装置においても、適宜、その構成に変更を加えることが可能である。
（実施の形態５）
次に、実施の形態５に係る固体撮像装置について、図１２を用い説明する。図１２では、本実施の形態に係る固体撮像装置の構成の内でも、その特徴となる撮像画素５１の構成を模式的に示している。
【００６８】
図１２に示すように、本実施の形態に係る固体撮像装置では、多画素１セル構造（本実施の形態では、一例として、２画素１セル構造を採用する。）であり、各撮像画素５１において、半導体基板上に形成されたフォトダイオード５０１と、当該フォトダイオード５０１に蓄積された電荷を転送するため、その上方の一部領域を横切る状態に排せつされた転送ゲート５０５と、転送ゲート５０５により転送された電荷を蓄積する検出容量部（フローティング拡散層）５０２を有している。
【００６９】
また、本実施の形態に係る固体撮像装置の撮像画素５１では、上記実施の形態１に係る固体撮像装置１の撮像画素１１と同様に、ソース領域５０３、ドレイン領域５０４、リセットゲート５０６および増幅ゲート５０７などを有している。なお、本実施の形態に係る固体撮像装置においても、各撮像画素５１でそれぞれの機能領域間を素子分離する素子分離領域が形成されている。
【００７０】
転送ゲート５０５は、隣接する撮像画素５１間における電気的接続が、そのまま転送ゲート５０５をフォトダイオード５０１以外にも延長して配線としてつなぐことで、保持されている。本実施の形態では、転送ゲート５０５とは前記配線も含むものと規定する。また、転送ゲート５０５の接続を、その上部に配置される金属配線とコンタクトを用いて、接続される場合もある。
【００７１】
また、フォトダイオード５０１に蓄積された電荷をフローティング拡散層５０２に読み出す転送ゲート５０５は、上記実施の形態１〜４に係る各固体撮像装置と同様に、フォトダイオード５０１およびフローティング拡散層５０２に対して斜め対角に形成されており、本実施の形態ではフォトダイオード５０１に蓄積された電荷が、左斜め下方向にあるフローティング拡散層５０２に読み出される。即ち、本実施の形態に係る固体撮像装置においては、フォトダイオード５０１に蓄積された電荷をフローティング拡散層５０２に読み出す際に、転送ゲート５０５の延伸方向に対し略直交する方向（図１２に示す一点鎖線の矢印で示す方向）に読み出す。
【００７２】
また、本実施の形態に係る固体撮像装置では、フォトダイオード５０１の形状が水平方向および垂直方向（Ｘ軸方向およびＹ軸方向）においた略対称な形状（多角形状、略矩形状）とされている。これは、フォトダイオード５０１において生成された電荷の分布が水平方向および垂直方向（Ｘ軸方向およびＹ軸方向）において分布のバラツキの発生を防ぎ、これより固体撮像装置のシェーディング特性の劣化を防ぐためである。
【００７３】
さらに、本実施の形態に係る固体撮像装置では、各撮像画素５１において、転送ゲート５０５、およびリセットゲート５０６を繋ぐ配線、増幅ゲート５０７を繋ぐ配線が全て非直線形状に形成されている。これは、撮像画素５１内において、素子分離領域占める面積割合を小さくし、撮像画素５１内のフォトダイオード５０１が占める面積割合を大きくするためである。
【００７４】
上記構成を採用する本実施の形態に係る固体撮像装置では、上記実施の形態１〜４に係る各撮像装置が有する優位性に加えて、次の２つの優位性を備える。
（３）  第３の優位性としては、図１２に示すように、本実施の形態に係る固体撮像装置では、フローティング拡散層（検出容量部）５０２とフォトダイオード５０１とを繋ぐ領域において、転送ゲート５０５を斜め方向（Ｘ−Ｙ軸方向に対して斜め方向）に配設している。本実施の形態に係る固体撮像装置では、上記構成を採用することにより、欠陥に起因するノイズ（リーク）を抑制し、良好な画像を得ることが可能となる。これについて、図１３を用い説明する。図１３は、（ａ）で本実施の形態に係る固体撮像装置のフローティング拡散層（検出容量部）５０２の構成を模式的に示し、（ｂ）で上記実施の形態１などに係る固体撮像装置１のフローティング拡散層１０２を模式的に示す。
【００７５】
図１３（ｂ）に示すように、上記実施の形態１に係る固体撮像装置１などの場合には、フローティング拡散層１０２が領域１０２ａで縁辺が略直角に交わっており、この部分に応力の集中が発生する場合がある。このように縁辺が略直角に交わる領域１０２ａを有するフローティング拡散層１０２を有する場合には、この領域１０２ａに欠陥が発生し、ノイズ（リーク電流）が発生する場合がある。
【００７６】
一方、図１３（ａ）に示すように、本実施の形態に係る固体撮像装置では、フローティング拡散層５０２が領域５０２ａで鈍角で縁辺どうしが交わっており、この領域５０２ａに応力の集中を生じ難い構造となっている。このため、本実施の形態に係る固体撮像装置では、ノイズ（リーク電流）の発生が、上記実施の形態１に係る固体撮像装置１よりもさらに低く抑えられる。
（４）  第４の優位性としては、本実施の形態に係る固体撮像装置では、多画素１セルと転送ゲート５０５を斜め配置したので、１画素１セルの構成を採る場合に比べて、ゲート長をより長くとることができる。これは、１画素１セルの構成を採る上記実施の形態１に係る固体撮像装置１では、図２に示すように、転送ゲート１０５のゲート長が、リセットゲート１０６と転送ゲート１０５との位置関係により決定され、それぞれが最小加工寸法に依存して転送ゲート１０５のゲート長が決定されることに起因するためである。
【００７７】
一方、多画素１セルの構成を採る本実施の形態に係る固体撮像装置では、図１２に示す構成を採ることにより、上下の撮像画素５１の転送ゲート５０５を対称に配置することができ、これにより転送ゲート５０５のゲート長をより大きく確保することができる。即ち、本実施の形態に係る固体撮像装置では、転送ゲート５０５のゲート長を長く確保することにより、フォトダイオード５０１から転送ゲート５０５への電荷転送を容易且つ良好に実行することが可能となる。
【００７８】
なお、本実施の形態においても、転送ゲート５０５の構成要素として、ポリシリコン膜を採用することも、アモルファスシリコン膜を採用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、デバイス駆動速度の高速化を図りながらも、高い感度特性を有する固体撮像装置を実現するのに有効な技術であり、ディジタルスティルカメラやディジタルムービーカメラにおける撮像画素の微細化と駆動速度の高速化とを実現するのに有効である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】実施の形態１に係る固体撮像装置１の全体構成を示す模式ブロック図である。
【図２】固体撮像装置１の構成の内、一部の撮像画素１１の主要構成を示す模式平面図である。
【図３】転送ゲートの配置とフォトダイオードの面積との関係を示す図であり、（ａ）が従来構成、（ｂ）が実施の形態に係る構成、（ｃ）が実施の形態のバリエーションに係る構成を示す。
【図４】フォトダイオードの形状が対称である場合の入射光の光路を示す模式光路図である。
【図５】フォトダイオードの形状が非対称である場合の入射光の光路を示す模式光路図である。
【図６】（ａ）は、撮像画素１１におけるフォトダイオード１０１と転送ゲート１０５との配置関係を示す模式平面図であり、（ｂ）は、撮像画素１１におけるＢ−Ｂ’断面を示す模式断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、固体撮像装置１の製造方法の内、転送ゲート１０５の形成に係る工程を示す模式工程図である。
【図８】（ａ）は、実施の形態２に係る固体撮像装置の構成の内、撮像画素２１におけるフォトダイオード１０１と転送ゲート２０５との配置関係を示す模式平面図であり、（ｂ）は、撮像画素２１におけるＣ−Ｃ’断面を示す模式断面図である。
【図９】フォトダイオードにおける領域ごとの電子の蓄積量を示す模式平面図である。
【図１０】（ａ）は、実施の形態３に係る固体撮像装置の構成の内、撮像画素３１におけるフォトダイオード１０１と転送ゲート３０５との配置関係を示す模式平面図であり、（ｂ）は、実施の形態３のバリエーションに係る撮像画素６１でのフォトダイオード１０１と転送ゲート６０５との配置関係を示す模式平面図である。
【図１１】（ａ）は、実施の形態４に係る固体撮像装置の構成の内、撮像画素４１におけるフォトダイオード１０１と転送ゲート４０５との配置関係を示す模式平面図であり、（ｂ）は、実施の形態４のバリエーションに係る撮像画素７１でのフォトダイオード１０１と転送ゲート７０５との配置関係を示す模式平面図である。
【図１２】実施の形態５に係る固体撮像装置の構成の内、撮像画素５１の主要構成を示す模式平面図である。
【図１３】フローティング拡散層の形状と応力の集中との関係を示す模式平面図である。
【図１４】（ａ）は、従来技術に係る固体撮像装置の構成の内、撮像画素におけるフォトダイオード９０１およびその周辺の構成を示す模式断面図であり、（ｂ）は、フォトダイオード９０１およびその周辺を平面的に示す模式平面図である。
【符号の説明】
【００８１】
１．固体撮像装置
１０．半導体基板
１１、２１、３１、４１、５１、６１、７１．撮像画素
１２．タイミング発生回路部
１３．垂直シフトレジスタ部
１４．画素選択回路部
１５．水平シフトレジスタ部
１０１、５０１．フォトダイオード
１０２、５０２．フローティング拡散層
１０３、５０３．ソース領域
１０４、５０４．ドレイン領域
１０５、２０５、３０５、４０５、５０５、６０５、７０５．転送ゲート
１０５ａ、２０５ａ、３０５ａ、４０５ａ、５０５ａ、６０５ａ、７０５ａ．シリサイド未形成領域
１０６、５０６．リセットゲート
１０７、５０７．増幅ゲート
１０８．シリコン酸化膜
１０５１．ゲート酸化膜
１０５２．ポリシリコン膜
１０５３．シリサイド膜
【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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