(57)【要約】【課題】リーク電流に起因するノイズ及び白キズの発生を防止し、感度が高く且つ読み出し速度が高速な固体撮像装置を実現できるようにする。【解決手段】本発明の固体撮像装置は、シリコン基板１１の上に形成された光電変換部２１と、光電変換部２１から電荷が転送される浮遊拡散層２２と、浮遊拡散層２２に転送された電荷を検出しするＭＯＳトランジスタと、光電変換部２１、浮遊拡散層２２及びＭＯＳトランジスタのそれぞれの周囲のうちの少なくとも一部の領域に形成された素子分離領域１４とを備えている。光電変換部２１の上には、絶縁膜１５が形成され、絶縁膜１５及び素子分離領域１４並びに浮遊拡散層２２の少なくとも素子分離領域１４との境界部分の上を除き且つＭＯＳトランジスタのソース領域、ドレイン領域及びゲート電極の上を含む領域にはシリサイド層１６が形成されている。【選択図】図１
2007027311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコンからなる基板に形成された光電変換部と、
前記光電変換部において蓄積された電荷が転送される浮遊拡散層と、
前記基板に形成され、前記浮遊拡散層に転送された前記電荷を検出し、ソース領域、ドレイン領域及びゲート電極を有するＭＯＳトランジスタと、
前記浮遊拡散層と接して形成された素子分離領域と、
前記光電変換部の上に形成された絶縁膜と、
前記浮遊拡散層における前記素子分離領域との境界部分の上側を除き、且つ前記ソース領域、ドレイン領域及びゲート電極の上側を含む領域に形成された金属とシリコンとの化合物層とを備えていることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記浮遊拡散層の上に形成された前記化合物層は、前記浮遊拡散層と前記素子分離領域との境界から０．０８μｍ以内の領域を除く領域の上に形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３】
前記化合物層は、前記浮遊拡散層の上側部分を除く領域に形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】
前記浮遊拡散層と電気的に接続された第１のコンタクトプラグと、
前記ソース領域、ドレン領域及びゲート電極のうちのいずれかと前記化合物層を介して電気的に接続された第２のコンタクトプラグとをさらに備え、
前記第１のコンタクトプラグの径は前記第２のコンタクトプラグの径よりも大きい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】
前記浮遊拡散層と電気的に接続されたコンタクトプラグをさらに備え、前記コンタクトプラグと前記浮遊拡散層とが接触する領域の面積は、０．０４μｍ2以上且つ１０μｍ2以下であ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６】
前記浮遊拡散層における前記化合物層が形成された部分を除く領域上には前記絶縁膜が形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記化合物層は、チタンシリサイド、ニッケルシリサイド、コバルトシリサイド又はタングステンシリサイドからなることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
シリコンからなる基板の素子分離領域により区画された素子形成領域に光電変換部及び浮遊拡散層を形成する工程（ａ）と、
前記素子分離領域、光電変換部及び浮遊拡散層の上に絶縁膜を形成する工程（ｂ）と、
前記工程（ｂ）よりも後に、前記基板の上に金属膜を形成する工程（ｃ）と、
前記金属膜を熱処理して前記金属膜とシリコンとを反応させた後、未反応の前記金属膜を除去する工程（ｄ）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９】
前記工程（ｂ）よりも後で且つ前記工程（ｃ）よりも前に、
前記浮遊拡散層の上に形成された前記絶縁膜を、少なくとも前記浮遊拡散層と前記素子分離領域との境界から０．０８μｍ以内の領域を除いて除去する工程をさらに備えてい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。
【請求項１０】
前記工程（ｄ）よりも後に、前記基板の上に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜に前記浮遊拡散層を露出するコンタクトホールを形成する工程と、
前記コンタクトホールに金属材料を埋め込むことにより前記浮遊拡散層と電気的に接続されたコンタクトプラグを形成する工程とをさらに備えてい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。
【請求項１１】
前記工程（ｂ）よりも前に、前記素子形成領域にＭＯＳ型トランジスタの拡散層を形成する工程（ｅ）をさらに備えてい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。
【請求項１２】
前記工程（ｅ）よりも前に、前記素子形成領域にゲート電極を形成する工程をさらに備え、
前記工程（ｂ）において、前記ゲート電極の側面上にサイドウォール膜を同時に形成することを特徴とする請求項１１に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項１から７のいずれか１項に記載の固体撮像装置を備えてい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、半導体基板上に複数の画素を有する撮像領域が設けられた固体撮像装置、その製造方法及びカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）型の固体撮像装置は、各画素を構成するフォトダイオードに蓄積された信号を、ＭＯＳトランジスタを含む増幅回路によって読み出すイメージセンサである。このＭＯＳ型固体撮像装置は低電圧で動作すると共に、高速な電荷読み出しが可能であり、さらに周辺回路とワンチップ化することができるという長所を有している。このため、ＭＯＳ型固体撮像装置はパーソナルコンピュータ用小型カメラ及び携帯電話等の携帯機器に用いる撮像素子として注目されている。
【０００３】
しかし、一般的にＣＣＤ（Charge Cuppled Device）型固体撮像装置に比べてセルサイズが大きく、感度が劣っているため改善が求められている。このため、ＭＯＳトランジスタの動作を高速化することを目的として、ＭＯＳトランジスタの素子領域であるシリコンを高融点金属によってシリサイド化する手法が試みられている。また、光電変換部におけるリーク電流を低減するために、シリサイドをコンタクト領域に限定して形成する手法も記載されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【特許文献１】特開２００１−１１１０２２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、リーク電流の低減は、光電変換部におけるノイズを低減することを目的としており、浮遊拡散領域におけるノイズを低減することについては考慮されていなかった。これは、素子分離領域における応力誘起によるノイズが遙かに大きく、浮遊拡散領域において生じるノイズがＭＯＳ型固体撮像装置の感度を低下させる問題として認識されていなかったためである。
【０００５】
しかし、素子分離領域により発生する応力を低減することが可能となると、素子分離領域とシリコン基板界面との間におけるシリサイドの異常成長により発生する浮遊拡散層のノイズが大きな問題となる。
【０００６】
一方、浮遊拡散層のコンタクト部分にのみシリサイドを形成するという従来の構造においては、浮遊拡散層のノイズを低減する効果が不十分であるだけでなく、浮遊拡散層の抵抗が高くなるため、転送された電荷量の変化を増幅トランジスタまで伝達する時間が長くなるという問題もある。
【０００７】
本発明は前記従来の問題を解決し、リーク電流に起因するノイズ及び白キズの発生を防止し、感度が高く且つ読み出し速度が高速な固体撮像装置、その製造方法及びカメラを実現できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するため、本発明はシリサイド層を少なくとも素子分離領域と浮遊拡散層との境界領域には形成しない構成とする。
【０００９】
具体的に本発明に係る固体撮像装置は、シリコンからなる基板に形成された光電変換部と、光電変換部において蓄積された電荷が転送される浮遊拡散層と、基板に形成され浮遊拡散層に転送された電荷を検出し、ソース領域、ドレイン領域及びゲート電極を有するＭＯＳトランジスタと、浮遊拡散層と接して形成された素子分離領域と、光電変換部の上に形成された絶縁膜と、浮遊拡散層における素子分離領域との境界部分の上側を除き、且つソース領域、ドレイン領域及びゲート電極の上側を含む領域に形成された金属とシリコンとの化合物層とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の固体撮像装置によれば、浮遊拡散層における素子分離領域との境界部分の上側を除き、且つソース領域、ドレイン領域及びゲート電極の上側を含む領域に形成された金属とシリコンとの化合物層を備えているため、素子分離領域と浮遊拡散層との境界部分においてシリサイドの異常成長が生じることがない。従って、浮遊拡散層におけるリーク電流の発生を低減することができるので、ノイズ及び白キズを大幅に低減することが可能である。
【００１１】
本発明の固体撮像装置において、浮遊拡散層にに形成された化合物層は、浮遊拡散層と素子分離領域との境界から０．０８μｍ以内の領域を除く領域の上に形成されていることが好ましい。このような構成とすることにより、シリサイドの異常成長を防止すると共に、浮遊拡散層の抵抗を低減することができる。
【００１２】
本発明の固体撮像装置において、化合物層は、浮遊拡散層の上側部分を除く領域に形成されていることが好ましい。このような構成とすることにより、シリサイドの異常成長を確実に防止することができる。
【００１３】
本発明の固体撮像装置において、浮遊拡散層と電気的に接続された第１のコンタクトプラグと、ソース領域、ドレン領域及びゲート電極のうちのいずれかと化合物層を介して電気的に接続された第２のコンタクトプラグとをさらに備え、第１のコンタクトプラグの径は第２のコンタクトプラグの径よりも大きいことが好ましい。このような構成とすることにより、浮遊拡散層のコンタクト抵抗を低減し、固体撮像装置を高速に動作させることが可能となる。
【００１４】
本発明の固体撮像装置において、浮遊拡散層と電気的に接続されたコンタクトプラグをさらに備え、コンタクトプラグと浮遊拡散層とが接触する領域の面積は、１０μｍ2以上であることが好ましい。このような構成とすることにより、このような構成とすることにより浮遊拡散層のコンタクト抵抗を確実に低減できる。
【００１５】
本発明の固体撮像装置において、浮遊拡散層における化合物層が形成された部分を除く領域上には絶縁膜が形成されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の固体撮像装置において、化合物層は、チタンシリサイド、ニッケルシリサイド、コバルトシリサイド又は、タングステンシリサイドからなることが好ましい。
【００１７】
本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、シリコンからなる基板の素子分離領域によって区画された素子形成領域に光電変換部及び浮遊拡散層を形成する工程（ａ）と、素子分離領域、光電変換部及び浮遊拡散層の上に絶縁膜を形成する工程（ｂ）と、工程（ｂ）よりも後に、シリコン基板の上に金属膜を形成する工程（ｃ）と、金属膜を熱処理して金属膜とシリコンとを反応させた後、未反応の金属膜を除去する工程（ｄ）とを備えていることを特徴とする。
【００１８】
本発明の固体撮像装置の製造方法によれば、素子分離領域、光電変換部及び浮遊拡散層の上に絶縁膜を形成する工程を備えているため、素子分離領域、光電変換部及び浮遊拡散層の上にはシリサイドが形成されない。従って、素子分離領域と浮遊拡散層との境界においてシリサイドが異常成長することを防止できるので、リーク電流が低く、ノイズ及び白キズの発生が少ない固体撮像装置を得ることができる。
【００１９】
本発明の固体撮像装置の製造方法は、工程（ｂ）よりも後で且つ工程（ｃ）よりも前に、浮遊拡散層の上に形成された絶縁膜を、少なくとも浮遊拡散層と素子分離領域との境界から０．０８μｍ以内の領域を除いて除去する工程をさらに備えていることが好ましい。このような構成とすることにより、素子分離領域と浮遊拡散層との境界領域においてはシリサイドの形成を防止し、浮遊拡散層の他の部分においてはシリサイドを形成することができるため、リーク電流を低減すると共に、コンタクト抵抗を低減することが可能となる。
【００２０】
本発明の固体撮像装置の製造方法は、工程（ｄ）よりも後に、基板の上に層間絶縁膜を形成する工程と、層間絶縁膜に浮遊拡散層を露出するコンタクトホールを形成する工程と、コンタクトホールに金属材料を埋め込むことにより浮遊拡散層と電気的に接続されたコンタクトプラグを形成する工程とをさらに備えていることが好ましい。
【００２１】
本発明の固体撮像装置の製造方法は、工程（ｂ）よりも前に、素子分形成領域にＭＯＳ型トランジスタの拡散層を形成する工程（ｅ）をさらに備えていることが好ましい。
【００２２】
本発明の固体撮像装置の製造方法は、工程（ｆ）よりも前に、素子形成領域にゲート電極を形成する工程をさらに備え、工程（ｂ）において、ゲート電極の側面上にサイドウォール膜を同時に形成することが好ましい。
【００２３】
本発明に係るカメラは、本発明の固体撮像装置を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の固体撮像装置によれば、リーク電流に起因するノイズ及び白キズの発生を防止し、感度が高く且つ読み出し速度が高速な固体撮像装置、その製造方法及びカメラを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置及びその製造方法について、図面を参照しながら説明する。図１は第１の実施形態に係る固体撮像装置のフォトダイオード２１、転送用のＭＯＳトランジスタ４１及びリセット用のＭＯＳトランジスタ４２を含む部分の断面構造を示している。
【００２６】
本実施形態の固体撮像装置において、光電変換を行う光電変換部としてのフォトダイオード２１において蓄積された電荷は、転送用のＭＯＳトランジスタ４１により浮遊拡散層２２に転送される。次に、増幅用のＭＯＳトランジスタ（図示せず）のゲートに転送されて増幅用のＭＯＳトランジスタのゲート電位を変化させる。続いて、選択用のＭＯＳトランジスタ（図示せず）により、増幅用のＭＯＳトランジスタのドレインに電圧が印加されると増幅用のＭＯＳトランジスタのソースから増幅された信号が読み出される。そして、信号が読み出される直前又は読み出した後に増幅用のＭＯＳトランジスタのゲート電位は、リセット用のＭＯＳトランジスタ４２によりリセットされる。
【００２７】
図１に示すようにシリコン基板１１の上面側に形成されたウェル１２の素子分離領域１４によって他の領域と絶縁された領域に、フォトダイオード２１と転送用のＭＯＳトランジスタ４１とリセット用のＭＯＳトランジスタ４２とが形成されている。
【００２８】
ＭＯＳトランジスタ４１は、表面がＰ+型領域により形成された埋め込み型フォトダイオード２１と、フォトダイオード２１と間隔をおいて形成されたウェル１２と反対の導電型の不純物拡散層である浮遊拡散層２２と、ウェル１２の上のフォトダイオード２１と浮遊拡散層２２との間の領域に形成されたゲート電極３１とからなる。
【００２９】
ＭＯＳトランジスタ４２は、浮遊拡散層２２のフォトダイオード２１と反対側に形成され、リセット用の基準電圧が与えられる拡散層２３と、ウェル１２の上の浮遊拡散層２２と拡散層２３との間の領域に形成されたゲート電極３２とからなる。
【００３０】
ゲート電極３１及びゲート電極３２の下の浮遊拡散層２２及び拡散層２３の側方の領域には、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を形成するための低濃度不純物拡散層２４がそれぞれ形成されている。ゲート電極３１及びゲート電極３２の側方には、絶縁材料からなるサイドウォール３３がそれぞれ形成されている。
【００３１】
素子分離領域１４の上面と、フォトダイオード２１の上面と、サイドウォール３３の側面及び上面とを覆うように絶縁膜１５が形成され、絶縁膜１５に覆われていないゲート電極３１及びゲート電極３２の上面と、浮遊拡散層２２の上面の一部と、拡散層２３の上面とを覆うように高融点金属とシリコンとの化合物層であるシリサイド層１６が形成されている。
【００３２】
本実施形態の固体撮像装置においては、図２に示すように浮遊拡散層２２と素子分離領域１４との境界部分５１の上には、シリサイド層１６が形成されていない。
【００３３】
ＭＯＳトランジスタ４１とＭＯＳトランジスタ４２とが形成された基板１１の上には層間絶縁膜１３が形成され、層間絶縁膜１３の上には複数のコンタクト配線３５が形成されている。各コンタクト配線３５は、層間絶縁膜１３を貫通するコンタクトプラグ３４及びシリサイド層１６を介在させて、ゲート電極３１、ゲート電極３２、浮遊拡散層２２及び拡散層２３とそれぞれ電気的に接続されている。
【００３４】
シリコンと金属とがアロイ化されたシリサイド層１６の近傍の領域においてはシリコン基板１１に多くの欠陥が形成される。また、素子分離領域１４とシリコン基板１１との境界付近においては、シリコンのエッチングダメージにより高融点金属とシリコンとをアロイ化する際にスパイク上の異常成長が起こりやすい。このため、フォトダイオード２１及び浮遊拡散層２２の上にシリサイド層１６を形成すると、固定パターンノイズ及び白キズが発生する原因となる。
【００３５】
本実施形態の固体撮像装置は、素子分離領域１４と浮遊拡散層２２との境界部分５２の上にはシリサイド層１６が形成されていない。このため、素子分離領域１４と浮遊拡散層２２との境界部分においてシリサイド層１６の異常成長が生じることがないため、浮遊拡散層２２におけるリーク電流の値を低減することが可能である。また、フォトダイオード２１の上にもシリサイド層１６が形成されていないため、光電変換部におけるリーク電流を低減し、固定パターンノイズ及び白キズの発生を抑えることができる。
【００３６】
一方、ゲート電極３１、ゲート電極３２及び拡散層２３並びに浮遊拡散層２２の一部にはシリサイド層１６が形成されており、コンタクトプラグ３４との接触抵抗が低減されている。従って、ＭＯＳトランジスタの動作を高速化すると共にトランジスタの占有面積を縮小することが可能である。
【００３７】
なお、浮遊拡散層２２の上に形成するシリサイド層１６は、素子分離領域１４と浮遊拡散層２２との境界部分から０．０８μｍ以上離れた領域に形成することが好ましい。図３はシリサイド層の形成位置とリーク電流との関係を示している。図３において横軸は図２に示した素子分離領域１４と浮遊拡散層２２との境界部分５１からシリサイド層の形成位置までの距離５２を示し、縦軸はリーク電流を示している。なお、フォトダイオード２１のサイズは、リーク電流の検出を容易とするために１ｍｍ角とした。
【００３８】
図３に示すように、シリサイド層の形成位置が素子分離領域と浮遊拡散層との境界部分から離れるに従い、リーク電流の値が急激に低下し、０．０８μｍ以上離すことによりリーク電流の値はほぼ一定となる。
【００３９】
但し、少なくとも浮遊拡散層２２とコンタクトプラグ３４とが接する領域は、シリサイド層１６に覆われているようにすることが好ましい。このようにすることにより、コンタクト配線３５とシリコン基板１１との接触抵抗を低減することができる。また、拡散層２３と接するコンタクトプラグ３４を形成するプロセスと同じプロセス条件で浮遊拡散層２２と接するコンタクトプラグ３４を形成することが可能となる。
【００４０】
以下に、第１の実施例に係る固体撮像装置の製造方法について、図４及び図５を参照して説明する。図４及び図５は本実施形態の固体撮像装置における撮像領域部分の製造方法について工程順に示している。
【００４１】
まず、図４（ａ）に示すようにシリコン基板１１の上に素子分離領域１４に囲まれたウェル１２を形成する。本実施形態においては、素子分離領域１４にノイズの小さいＬＯＣＯＳ（Local Oxidation of Silicon）構造を用いているが、ＳＴＩ（Shallow Trench Isolation）構造を用いてもよい。
【００４２】
次に、図４（ｂ）に示すようにＭＯＳトランジスタ４１及びＭＯＳトランジスタ４２のポリシリコンからなるゲート電極３１及びゲート電極３２をそれぞれ形成した後、埋め込みフォトダイオード構造を有するフォトダイオード２１を形成する。続いて、シリコン基板１１にゲート電極３１及びゲート電極３２をマスクとしてＮ型不純物を導入して、ゲート電極３１及びゲート電極３２の側方にセルフアラインにより低不純物濃度拡散層２４をそれぞれ形成する。次に、酸化シリコン等の絶縁体を堆積して、異方性エッチングすることにより、ゲート電極３１及びゲート電極３２の側壁にサイドウォール３３を形成する。その後、ゲート電極３１、ゲート電極３２及びサイドウォール３３をマスクとしてＮ型不純物を導入し、サイドウォール形状を反映した不純物拡散層２３及び浮遊拡散層２２を形成する。
【００４３】
次に、図４（ｃ）に示すようにＣＶＤ法により、酸化シリコン膜等の絶縁膜１５を形成した後、ゲート電極３１、ゲート電極３２、拡散層２３及び浮遊拡散層２２の上に形成された絶縁膜１５を除去する。絶縁膜１５の除去にはウエットエッチングを用いたが、ドライエッチングでもよい。なお、図２に示すように浮遊拡散層２２と素子分離領域１４とが接している領域においては、素子分離領域１４と浮遊拡散層２２との境界部分から０．１μｍ以内の領域には絶縁膜１５を残すようにする。
【００４４】
次に、図５（ａ）に示すようにＣＶＤ法やスパッタ法により、コバルト（Ｃｏ）の等の高融点の金属からなる金属膜１７を形成した後、１回目の熱処理を行い、金属膜１７を浮遊拡散層２２の一部、ゲート電極３１、ゲート電極３２及び拡散層２３においてシリコンと反応させて、セルフアラインシリサイド（サリサイド）を形成する。
【００４５】
次に、図５（ｂ）に示すように絶縁膜１５の上のシリコンと未反応の金属膜１７をフッ酸溶液に浸して除去し、１回目の熱処理より高温の温度条件において２回目の熱処理を行い、シリサイド層１６を形成する。
【００４６】
次に、図５（ｃ）に示すようにボロンドープ酸化膜（ＢＰＳＧ膜）等からなる層間絶縁膜１３を形成して平坦化処理を行った後、ゲート電極３１、ゲート電極３２、拡散層２３及び浮遊拡散層２２を露出するコンタクトホールを形成する。浮遊拡散層２２を露出するコンタクトホールの底面の一部にしかシリサイド層１６が形成されていない場合は、コンタクトプラグ３４と浮遊拡散層２２との接触抵抗が大きくなる。従って、浮遊拡散層２２を露出するコンタクトホールの底面の面積をゲート電極３１、ゲート電極３２及び拡散層２３を露出するコンタクトホールよりも大きくする。一方、浮遊拡散層２２を露出するコンタクトホールの底面の全面にシリサイド層１６が存在する場合には、浮遊拡散層拡散層２３を露出するコンタクトホールと底面の面積が同じコンタクトホールを形成すればよい。
【００４７】
続いて、導電性材料によりコンタクトホールを埋めることにより、コンタクトプラグ３４及びコンタクトプラグ３４と一体となったコンタクト配線３５を形成する。
【００４８】
以上説明したように、第１の実施形態における固体撮像装置は、フォトダイオード２１の上及び浮遊拡散層２２の少なくとも素子分離領域１４との境界領域の上にシリサイド層１６が形成されていない。このため、フォトダイオード２１及び浮遊拡散層２２におけるリーク電流の値を小さく抑えることができる。一方、ゲート電極３、ゲート電極３１及び拡散層２３にはシリサイド層１６が形成されており、各ＭＯＳトランジスタの抵抗を低減しているため、ＭＯＳトランジスタのサイズを小さくできるだけでなく高速に動作させることが可能となる。
【００４９】
また、浮遊拡散層２２の素子分離領域１４と浮遊拡散層２２との境界領域以外の領域上には、シリサイド層１６が存在するために、浮遊拡散層２２へ転送された電荷の変化を増幅トランジスタのゲートへ高速に伝達でき、ノイズ及び白キズ数を少なくすることができる。具体的には、本実施形態の固体撮像装置において観察された白キズ数は７００個以下であった。一方、浮遊拡散層２２の素子分離領域１４と浮遊拡散層２２との境界部分にシリサイド層１６が形成された従来の固体撮像装置においては、１００万画素あたり約２００００個の白キズが認められた。なお、白キズは入射光がない場合に１０ｍＶ以上の出力を示す画素とした。
【００５０】
（第２の実施形態）
以下に、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置及びその製造方法について、図面を参照しながら説明する。図６は本実施形態の固体撮像装置のフォトダイオード２１、転送用のＭＯＳトランジスタ４１及びリセット用のＭＯＳトランジスタ４２を含む部分の断面構造を示している。図６において図１と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。
【００５１】
図６に示すように、本実施形態の固体撮像装置は浮遊拡散層２２及びフォトダイオード２１の上にシリサイド層１６が形成されていない。従って、リーク電流を低く抑え、固定パターンノイズ及び白キズ及び少なくすることができる。一方、ゲート電極３１、ゲート電極３２及び拡散層２３には、シリサイド層１６が形成されており、コンタクトプラグ３４との接触抵抗が低く、高速動作及びＭＯＳトランジスタの占有面積の縮小が可能となっている。
【００５２】
本実施形態においては浮遊拡散層２２の上にシリサイド層１６を形成していないため、コンタクトプラグ３４と浮遊拡散層２２との接触抵抗が高くなる。しかし、浮遊拡散層２２と接するコンタクトプラグ３４の径を、シリサイド層１６が形成されたゲート電極３１、ゲート電極３２及び拡散層２３と接するコンタクトプラグ３４の径よりも大きくすることにより、浮遊拡散層２２とコンタクト配線３５との間の抵抗を低減している。具体的に、コンタクトプラグ３４と浮遊拡散層２２とが接する部分の面積を０．０４μｍ2以上とする。ただし、面積を１０μｍ2以上とした場合にはタングステンプラグの埋め込みが困難となるため、コンタクトプラグ３４と浮遊拡散層２２とが接する部分の面積は、０．０４μｍ2以上且つ１０μｍ2以下の範囲とすることが好ましい。
【００５３】
以下に、第２の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法について、図７及び図８を参照して説明する。図７及び図８は本実施形態の固体撮像装置における撮像領域の製造方法について工程順に示している。
【００５４】
まず、図７（ａ）に示すように第１の実施形態と同様にして、シリコン基板１１の上に素子分離領域１４に囲まれたウェル１２を形成した後、ゲート電極３１及びゲート電極３２をそれぞれ形成する。続いて、フォトダイオード２１、低不純物濃度拡散層２４をそれぞれ形成した後、ゲート電極３１及びゲート電極３２の側壁にサイドウォール３３を形成する。その後、ゲート電極３１、ゲート電極３２及びサイドウォール３３をマスクとしてＮ型不純物を導入し、サイドウォール形状を反映した不純物拡散層２３及び浮遊拡散層２２を形成する。
【００５５】
次に、図７（ｂ）に示すようにＣＶＤ法により、酸化シリコン膜等の絶縁膜１５を形成した後、ゲート電極３１、ゲート電極３２及び拡散層２３の上に形成された絶縁膜１５を除去する。絶縁膜１５の除去にはウエットエッチングを用いたが、ドライエッチングでもよい。
【００５６】
次に、図７（ｃ）に示すようにＣＶＤ法やスパッタ法により、Ｃｏ等の高融点の金属からなる金属膜１７を形成した後、１回目の熱処理を行い、金属膜１７をゲート電極３１、ゲート電極３２及び拡散層２３においてシリコンと反応させて、サリサイドの形成を行う。
【００５７】
次に、図８（ａ）に示すように絶縁膜１５の上のシリコンと未反応の金属膜１７をフッ酸溶液に浸して除去し、１回目の熱処理より高温の温度条件において２回目の熱処理を行い、シリサイド層１６を形成する。
【００５８】
次に、図８（ｂ）に示すようにＢＰＳＧ等からなる層間絶縁膜１３を形成して平坦化処理を行った後、浮遊拡散層２２を露出するコンタクトホールを形成する。続いて、導電性材料によりコンタクトホールを埋めることにより、コンタクトプラグ３４及びコンタクトプラグ３４と一体となったコンタクト配線３５を形成する。
【００５９】
次に、図８（ｃ）に示すようにゲート電極３１、ゲート電極３２及び拡散層２３を露出するコンタクトホールを形成する。続いて、導電性材料によりコンタクトホールを埋めることにより、コンタクトプラグ３４及びコンタクトプラグ３４と一体となったコンタクト配線３５を形成する。
【００６０】
本実施形態の固体撮像装置の製造方法においては、浮遊拡散層２２の上にシリサイド層１６を形成していない。しかし、浮遊拡散層２２と接するコンタクトプラグ３４の径を他のコンタクトプラグ３４の径よりも大きく形成しており、浮遊拡散層２２とコンタクト配線３５との間の抵抗を低減している。
【００６１】
以上説明したように、第２の実施形態における固体撮像装置は、フォトダイオード２１の上及び浮遊拡散層２２の上にシリサイド層１６が形成されていない。このため、フォトダイオード２１及び浮遊拡散層２２におけるリーク電流の値を小さく抑えることができる。一方、ゲート電極３、ゲート電極３１及び拡散層２３にはシリサイド層１６が形成されており、各ＭＯＳトランジスタの抵抗を低減しているため、ＭＯＳトランジスタのサイズを小さくできるだけでなく高速に動作させることが可能となる。
【００６２】
また、浮遊拡散層２２と接するコンタクトプラグ３４の径を大きくすることにより、浮遊拡散層２２とコンタクト配線３５との間の抵抗を低減している。具体的には、本実施形態の固体撮像装置において観察された白キズ数は２００個以下であった。一方、浮遊拡散層２２の素子分離領域１４と浮遊拡散層２２との境界部分にシリサイド層１６が形成された従来の固体撮像装置においては、１００万画素あたり約２００００個の白キズが認められた。なお、白キズは入射光がない場合に１０ｍＶ以上の出力を示す画素とした。
【００６３】
第１の実施形態及び第２の実施形態において、シリサイド層１６に、コバルトシリサイドを用いたが、チタンシリサイド、ニッケルシリサイド又はタングステンシリサイドを用いてもよい。また、シリサイド層１６の形成を阻止するための絶縁膜１５に酸化シリコン膜を用いたが、窒化シリコン膜又は酸化窒化シリコン膜を用いてもよい。
【００６４】
コンタクト配線３５及びコンタクトプラグ３４にはタングステン、アルミニウム、窒化チタン、酸化チタン、窒化タンタル又は銅を用いればよい。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明の固体撮像装置、その製造方法及びそれを用いたカメラは、リーク電流に起因するノイズ及び白キズの発生を防止し、感度が高く且つ読み出し速度が高速な固体撮像装置、その製造方法及びカメラを実現できるという効果を有し、半導体基板上に複数の画素を有する撮像領域が設けられた固体撮像装置、その製造方法及びカメラ等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置におけるフォトダイオード、転送用ＭＯＳトランジスタ及びリセット用ＭＯＳトランジスタが形成された部分を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置における浮遊拡散層周辺の領域を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置において、高融点金属とシリコンとの化合物層を形成する位置とリーク電流との関係を示すグラフである。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置におけるフォトダイオード、転送用ＭＯＳトランジスタ及びリセット用ＭＯＳトランジスタが形成された部分を示す断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を工程順に示す断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１１    基板
１２    ウェル
１３    層間絶縁膜
１４    素子分離領域
１５    絶縁膜
１６    シリサイド層
１７    金属膜
２１    フォトダイオード（光電変換部）
２２    浮遊拡散層
２３    拡散層
２４    低濃度不純物拡散層
３１    ゲート電極
３２    ゲート電極
３３    サイドウォール
３４    コンタクトプラグ
３５    コンタクト配線
４１    ＭＯＳトランジスタ
４２    ＭＯＳトランジスタ
【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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