(57)【要約】【課題】取扱いが容易でノイズの少ない固体撮像装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】固体撮像装置を構成するＭＯＳトランジスタの内、画素に含まれるＮ型ＭＯＳトランジスタ１０９ａ及び１０９ｂの少なくともいずれか一方のゲート電極にＰ型不純物を導入した多結晶シリコンを用いる。その際、Ｐ型不純物のゲート電極１０８ｂへの導入は、Ｐ型ＭＯＳトランジスタ１０９ｃのゲート電極１０８ｃへの導入と同一の工程において行う。【選択図】図１Ｅ
2007305925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に複数の画素がマトリクス状に配置された画素領域を備える固体撮像装置であって、
前記画素の各々は、
入射光を光電変換するフォトダイオードと、
前記フォトダイオードから出力される画素信号を増幅する増幅トランジスタとを含み、
前記増幅トランジスタは、埋め込みチャネル型のＭＯＳトランジスタであることを特徴とする、固体撮像装置。
【請求項２】
前記画素の各々は、
転送トランジスタと、
リセットトランジスタとをさらに含み、
前記転送トランジスタ及び前記リセットトランジスタは、表面チャネル型のＭＯＳトランジスタ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】
前記半導体基板上における前記画素領域の外部に配置され、前記増幅トランジスタから出力された画素信号に含まれるノイズ成分を除去するノイズキャンセル回路と、
前記半導体基板状における前記画素領域の外部に配置され、前記ノイズキャンセル回路から出力された画素信号を増幅し、増幅した画素信号を出力する出力アンプとを前記画素領域の外部にさらに備え、
前記ノイズキャンセル回路と、前記出力アンプとは、表面チャネル型のＭＯＳトランジスタによって構成されることを特徴とする、請求項１又は２のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記半導体基板上における前記画素領域の外部に配置され、前記増幅トランジスタから出力された画素信号に含まれるノイズ成分を除去するノイズキャンセル回路と、
前記半導体基板上における前記画素領域の外部に配置され、前記ノイズキャンセル回路から出力された画素信号を増幅し、増幅した画素信号を出力する出力アンプとを前記画素領域の外部にさらに備え、
前記ノイズキャンセル回路と、前記出力アンプとは、埋め込みチャネル型のＭＯＳトランジスタを含むことを特徴とする、請求項１又は２のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記半導体基板上における前記画素領域の外部に配置され、前記増幅トランジスタから出力された画素信号に含まれるノイズ成分を除去するノイズキャンセル回路と、
前記半導体基板上における前記画素領域の外部に配置され、前記ノイズキャンセル回路から出力された画素信号を増幅し、増幅した画素信号を出力する出力アンプとを前記画素領域の外部にさらに備え、
前記画素領域と、前記ノイズキャンセル回路と、前記出力アンプとに含まれる全てのＮ型ＭＯＳトランジスタは、埋め込みチャネル型のＭＯＳトランジスタ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６】
前記増幅トランジスタは、Ｐ型シリコン膜をゲート電極とするＮ型ＭＯＳトランジスタであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記転送トランジスタ及び前記リセットトランジスタは、Ｎ型シリコン膜をゲート電極とするＮ型ＭＯＳトランジスタであることを特徴とする請求項２又は３のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項８】
半導体基板上にＰ型ＭＯＳトランジスタと、複数種類のＮ型ＭＯＳトランジスタとを備える固体撮像装置の製造方法であって、
前記半導体基板上に、ゲート電極形成材料よりなる膜を形成する膜形成工程と、
形成された前記膜の表面に、前記Ｐ型ＭＯＳトランジスタと、少なくとも１種類の前記Ｎ型ＭＯＳトランジスタとが形成される位置に開口部が設けられるフォトレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、
形成された前記フォトレジストパターンをマスクとして、前記膜にＰ型の不純物を導入する不純物注入工程とを備える、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、デジタルカメラやデジタルビデオカメラなどの機器で利用される固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２は、一般的なＭＯＳ型の固体撮像装置１の構成を示す図である。固体撮像装置１は、画素領域２と、信号処理領域３と、水平信号線８と、出力アンプ４とを備える。画素領域２は、行方向及び列方向のマトリクス状に配置された複数の画素５と、同一列に整列する画素５の各々に接続される垂直信号線６とを含む。信号処理領域３は、ノイズキャンセル回路７を含む。画素５と、ノイズキャンセル回路７との詳細な説明は後述する。
【０００３】
画素５は、入射光を画素信号に変換して出力する。ノイズキャンセル回路７は、垂直信号線６を通じて受け取った画素信号のノイズを除去し、ノイズが除去された画素信号を水平信号線８に出力する。出力アンプ４は、水平信号線８を通じて受け取った画素信号を増幅して、増幅した画素信号を固体撮像装置１の外部へ出力する。
【０００４】
図３は、図２に示される固体撮像装置１の回路図である。画素５は、フォトダイオード５１と、転送トランジスタ５２と、ＴＲＡＮＳ信号線（転送トランジスタ制御信号線）５３と、フローティングディフュージョン５４と、増幅トランジスタ５５と、リセットトランジスタ５６と、ＲＳＣＥＬＬ信号線（リセットトランジスタ制御信号線）５７と、ＶＤＤ信号線（電源供給線）５８とを含む。
【０００５】
光電変換によりフォトダイオード５１に蓄積された電子は、転送トランジスタ５２をオンにすることでフローティングディフュージョン５４に転送される。増幅トランジスタ５５は、フローティングディフュージョン５４の電位に応じた画素信号を増幅し、増幅した画素信号を垂直信号線６に出力する。その後、リセットトランジスタ５６をオンにすることでフローティングディフュージョン５４に蓄積されている電荷を排出し、フローティングディフュージョン５４の電位を電源電圧でリセットする。
【０００６】
ノイズキャンセル回路７は、信号入力トランジスタ７１と、信号保持トランジスタ７２と、列選択トランジスタ７３と、コンデンサ７４及び７５とを含む。信号入力トランジスタ７１は、垂直信号線６から出力される画素信号のコンデンサ７４への入力を制御する。
【０００７】
ノイズキャンセル回路７は、フローティングディフュージョン５４に信号電荷が蓄積されている場合の増幅トランジスタ５５から出力される画素信号と、フローティングディフュージョン５４がリセットされた場合の増幅トランジスタ５５から出力される画素信号とに基づいてノイズ成分を検出して保持する。そして、ノイズキャンセル回路７は、増幅トランジスタ５５から出力される画素信号と、ノイズキャンセル回路７が保持しているノイズ成分との差分を取ることで画素信号のノイズ成分を除去する。ノイズ成分が除去された画素信号は、列選択トランジスタ７３をオンにすることで水平信号線８に出力される。
【０００８】
近年、固体撮像装置の高画素化がすすむにつれて、固体撮像装置内に用いられるトランジスタのサイズは縮小される傾向にある。その結果、トランジスタのゲート電極直下の半導体基板表面に存在する界面準位の影響によって生じるフリッカノイズが、問題視されている。
【０００９】
フリッカノイズは、ＭＯＳトランジスタのチャネルを流れる電子が、シリコン基板と、ゲート絶縁膜との界面を往来することによって発生する。フリッカノイズを低減させる方法として、埋め込みチャネル方式のＭＯＳトランジスタを用いる方法が有効であることが、広く知られている（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
ここで、特許文献１に記載されている埋め込みチャネル方式のトランジスタは、ゲート酸化膜の直下にチャネルの注入層の導電型とは反対の導電型の注入層を設ける方法によって製造されている。
【００１１】
しかし、この方法は、チャネルを注入層によって基板内部へ押し戻すため、表面チャネル方式のＭＯＳトランジスタと比較して、埋め込みチャネル方式のＭＯＳトランジスタの空乏層が広くなる。このため、上記従来の方法で製造した埋め込みチャネル方式のＭＯＳトランジスタは、表面チャネル方式のＭＯＳトランジスタよりも短チャネル効果の影響が大きくなるという短所がある。
【特許文献１】特開平７−１２２７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述したように、表面チャネル型のＭＯＳトランジスタと、埋め込みチャネル型のＭＯＳトランジスタとを比較した場合、埋め込みチャネル型のＭＯＳトランジスタは、フリッカノイズの発生が少ない。したがって、増幅トランジスタに埋め込みチャネル型のＭＯＳトランジスタを使用するのが好ましい。
【００１３】
また、上述したように、埋め込みチャネル型のＭＯＳトランジスタを形成するために、表面チャネル型のＭＯＳトランジスタのゲート電極を変更することなく、イオン注入によりゲート電極直下のイオン注入不純物プロファイルを変更する方法が知られている。
【００１４】
しかしながら、上記の方法によって製造した埋め込みチャネル型のＭＯＳトランジスタは、表面チャネル型のＭＯＳトランジスタと比較した場合、ゲート電極直下に注入層が存在するためゲート電極直下の不純物プロファイルが複雑になり、ＭＯＳトランジスタのサブスレッショルド特性が劣化するという問題がある。
【００１５】
また、表面チャネル型のＭＯＳトランジスタと、埋め込みチャネル型のＭＯＳトランジスタとのゲート電極直下の不純物プロファイルが異なるために、それぞれのＭＯＳトランジスタのサブスレッショルド特性にばらつきが生じて、固体撮像装置を駆動する電圧の範囲が狭くなるという問題もある。
【００１６】
さらに、従来の固体撮像装置の製造方法では、埋め込みチャネル型のＭＯＳトランジスタを形成するための注入工程が必要であるため、工程数の増加を伴い、製造コストが上昇するという問題もある。
【００１７】
本発明は、表面チャネル型のＭＯＳトランジスタと、埋め込みチャネル型のＭＯＳトランジスタとのゲート電極直下の不純物プロファイルを統一することで、使用可能な駆動電圧が広く、安価で取扱いが容易な、ノイズの少ない固体撮像装置を提供することを目的とする。
【００１８】
さらに、本発明は、埋め込みチャネル方式のＭＯＳトランジスタを必要な箇所に選択的に形成した固体撮像装置を簡便に製造する方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記の課題を解決するために、第１の発明は、半導体基板上に複数の画素がマトリクス状に配置された画素領域を備える固体撮像装置であって、画素の各々は、入射光を光電変換するフォトダイオードと、フォトダイオードから出力される画素信号を増幅する増幅トランジスタとを含み、増幅トランジスタは、埋め込みチャネル型のＭＯＳトランジスタであることを特徴とする。
【００２０】
第２の発明は、第１の発明において、画素の各々は、転送トランジスタと、リセットトランジスタとをさらに含み、転送トランジスタ及びリセットトランジスタは、表面チャネル型のＭＯＳトランジスタであることを特徴とする。
【００２１】
第３の発明は、第１又は第２のいずれかの発明において、半導体基板上における画素領域の外部に配置され、増幅トランジスタから出力された画素信号に含まれるノイズ成分を除去するノイズキャンセル回路と、半導体基板状における画素領域の外部に配置され、ノイズキャンセル回路から出力された画素信号を増幅し、増幅した画素信号を出力する出力アンプとを画素領域の外部にさらに備え、ノイズキャンセル回路と、出力アンプとは、表面チャネル型のＭＯＳトランジスタによって構成されることを特徴とする。
【００２２】
第４の発明は、第１又は第２のいずれかの発明において、半導体基板上における画素領域の外部に配置され、増幅トランジスタから出力された画素信号に含まれるノイズ成分を除去するノイズキャンセル回路と、半導体基板上における画素領域の外部に配置され、ノイズキャンセル回路から出力された画素信号を増幅し、増幅した画素信号を出力する出力アンプとを画素領域の外部にさらに備え、ノイズキャンセル回路と、出力アンプとは、埋め込みチャネル型のＭＯＳトランジスタを含むことを特徴とする。
【００２３】
第５の発明は、第１の発明において、半導体基板上における画素領域の外部に配置され、増幅トランジスタから出力された画素信号に含まれるノイズ成分を除去するノイズキャンセル回路と、半導体基板上における画素領域の外部に配置され、ノイズキャンセル回路から出力された画素信号を増幅し、増幅した画素信号を出力する出力アンプとを画素領域の外部にさらに備え、画素領域と、ノイズキャンセル回路と、出力アンプとに含まれる全てのＮ型ＭＯＳトランジスタは、埋め込みチャネル型のＭＯＳトランジスタであることを特徴とする。
【００２４】
第６の発明は、第１〜第５のいずれかの発明において、増幅トランジスタは、Ｐ型シリコン膜をゲート電極とするＮ型ＭＯＳトランジスタであることを特徴とする。
【００２５】
第７の発明は、転送トランジスタ及びリセットトランジスタは、Ｎ型シリコン膜をゲート電極とするＮ型ＭＯＳトランジスタであることを特徴とする。
【００２６】
第８の発明は、半導体基板上にＰ型ＭＯＳトランジスタと、複数種類のＮ型ＭＯＳトランジスタとを備える固体撮像装置の製造方法であって、半導体基板上に、ゲート電極形成材料よりなる膜を形成する膜形成工程と、形成された膜の表面に、Ｐ型ＭＯＳトランジスタと、少なくとも１種類のＮ型ＭＯＳトランジスタとが形成される位置に開口部が設けられるフォトレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、形成されたフォトレジストパターンをマスクとして、膜にＰ型の不純物を導入する不純物注入工程とを備えるものである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、Ｐ型ＭＯＳトランジスタを含む固体撮像装置を製造する場合、工程数を増加させることなく埋め込みチャネルを用いたトランジスタを形成できる。このため、ノイズの少ない高性能の固体撮像装置を安価に提供することができる。
【００２８】
さらに、本発明に係る固体撮像装置の製造方法によれば、埋め込みチャネル型のＭＯＳトランジスタと、表面チャネル型のＭＯＳトランジスタとのゲート電極直下のイオン注入不純物プロファイルが、ほぼ同じプロファイルとなる。したがって、埋め込みチャネル型のＭＯＳトランジスタと、表面チャネル型のＭＯＳトランジスタとのサブスレッショルド特性をほぼ同等に保つことができる。
【００２９】
その結果、ゲート電極直下のイオン注入不純物プロファイルのみを変更して形成された埋め込みチャネル型のＭＯＳトランジスタを含む固体撮像素子と比較して、使用可能な駆動電圧が広く、取扱いが容易でノイズの少ない固体撮像素子を提供することができる。また、当該固体撮像素子を簡便な方法で工程数を増加させることなく製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
（第１の実施形態）
本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１Ａ〜図１Ｅ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説明するための工程断面図である。なお、従来のＭＯＳ型の固体撮像装置と、本実施形態によって製造された固体撮像装置とは、半導体基板に形成されるＭＯＳ型トランジスタの構造において相違する。したがって、本実施形態の説明においても必要に応じて図２及び図３を援用する。
【００３１】
図１Ａ〜図１Ｅは、一例としてＮ-型半導体基板１４０にＰ型ウェル１５０、Ｎ型ウェル１５１（画素５及びノイズキャンセル回路７以外の回路に含まれるＰ型ＭＯＳトランジスタを形成すべき領域）及びフォトダイオード１５４を有する固体撮像装置の製造工程を示している。なお、本発明に係る固体撮像装置１の画素及びノイズキャンセル回路には、それぞれ図３に示す画素５及びノイズキャンセル回路７を用いることができる。
【００３２】
まず、図１Ａに示すように、半導体基板１４０に、ＳＴＩ（Ｓｈａｌｌｏｗ  Ｔｒｅｎｃｈ  Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）法あるいはＬＯＣＯＳ（ＬＯＣａｌ  Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）法などにより素子分離領域１００を形成する。
【００３３】
次に、半導体基板１４０に不純物を導入して、Ｐ型ウェル１５０、Ｎ型ウェル１５１及びＮ型ウェル１５４を形成する。次に、不純物をＮ型ウェル１５１及びＮ型ウェル１５４の表面に導入して、トランジスタの閾値電圧を調整するための注入層を設ける。
【００３４】
次に、図１Ｂに示すように半導体基板１４０の表面に均一な絶縁膜１０１を形成する。次に、実質的に不純物を含まないアモルファスシリコン膜あるいは多結晶シリコン膜（以下、これらを併せてシリコン膜と称する）１０２を絶縁膜１０１の表面に１００〜４００ｎｍの膜厚で形成する。
【００３５】
次に、図１Ｃに示すように、シリコン膜１０２の表面に、フォトリソグラフィ技術を用いて、Ｎ型不純物が導入されたゲート電極を有するＮ型ＭＯＳトランジスタを形成する箇所に開口部を有するが、Ｐ型不純物が導入されたゲート電極を有するＮ型ＭＯＳトランジスタを形成する箇所には、開口部を有しないレジストパターン１０３を形成する。
【００３６】
次に、形成したレジストパターン１０３をマスクとして、シリコン膜１０２に対してリンやヒ素などのＮ型不純物を１×１０14ｃｍ-2〜１×１０16ｃｍ-2の濃度で導入する。そして、アニールを行い、Ｎ型不純物が導入された多結晶シリコン領域１０４を形成する。
【００３７】
次に、図１Ｄに示すように、シリコン膜１０２の表面に、フォトリソグラフィ技術を用いて、Ｐ型不純物が導入されたゲート電極を有するＰ型ＭＯＳトランジスタと、Ｎ型ＭＯＳトランジスタとを形成する箇所に開口部を有するレジストパターン１０５を形成する。
【００３８】
次に、形成したレジストパターン１０５をマスクとして、シリコン膜１０２に対してホウ素などのＰ型不純物を１×１０14ｃｍ-2〜１×１０16ｃｍ-2の濃度で導入する。そして、アニールを行い、Ｐ型不純物によって導入された多結晶シリコン領域１０６及び１０７を形成する。
【００３９】
次に、図１Ｅに示すように、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いてシリコン膜１０２を加工し、ゲート電極１０８ａ〜１０８ｃを形成する。そして、不純物注入などの方法を用いてソース・ドレイン領域１５２及び１５３を形成する。さらに、配線（図示せず）の形成もこの工程において行う。
【００４０】
図１Ｅにおいて、Ｐ型ウェル１５０内部に形成されたＮ型不純物が導入されたゲート電極を有するＮ型ＭＯＳトランジスタ１０９ａ及びＰ型の多結晶シリコン膜をゲート電極とするＮ型のＭＯＳトランジスタ１０９ｂは、画素５内のトランジスタである。特に、増幅トランジスタ５５は、Ｐ型不純物が導入されたゲート電極を有するＮ型ＭＯＳトランジスタであることが望ましい。Ｐ型不純物が導入されたゲート電極を有するＮ型ＭＯＳトランジスタが、埋め込みチャネル型のＭＯＳトランジスタとして機能する理由は後述する。
【００４１】
また、Ｎ型ウェル１５１上にあるＰ型ＭＯＳトランジスタ１０９ｃは、Ｐ型の多結晶シリコン膜をゲート電極としているので表面チャネル型のＭＯＳトランジスタとなる。
【００４２】
以上が第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造工程である。ここで、Ｐ型多結晶シリコン膜をゲート電極とするＮ型ＭＯＳトランジスタが、埋め込み型のＭＯＳトランジスタとして機能する理由を説明する。
【００４３】
Ｐ型不純物が導入されたゲート電極を有するＮ型ＭＯＳトランジスタは、絶縁膜１０１とＰ型ウェル１５０との間で生じる仕事関数の差によって、絶縁膜１０１と、Ｐ型ウェル１５０との界面付近でポテンシャルが高くなり、キャリア電子が基板内部方向へ押し込まれる。したがって、ＭＯＳトランジスタ１０９ｂは、埋め込みチャネル型のＭＯＳトランジスタとして機能する。
【００４４】
増幅トランジスタ５５は、光電変換によって得られた画素信号を直接増幅するため、増幅トランジスタ５５において発生するフリッカノイズも増幅する。したがって、増幅トランジスタ５５として埋め込み型のＭＯＳトランジスタを使用すると、増幅トランジスタ５５より発生するフリッカノイズを低減することができる。その結果、出力アンプ４が出力する画素信号のノイズを大幅に低減でき、ノイズの少ない高性能の固体撮像装置を提供することができる。
【００４５】
ここで、埋め込みチャネル型のＭＯＳトランジスタは、ゲート電極と、チャネルとの距離が長いため、ゲート電圧の変化とチャネル部分のポテンシャル変化とに時間差が生じる。このため、埋め込みチャネル型のＭＯＳトランジスタを使用すると、固体撮像装置の駆動速度は向上しない。しかしながら、増幅トランジスタ５５及びそれ以外の画素５内のトランジスタは、画素信号を読み出す動作を１度行う度に１度だけＯＮ／ＯＦＦ動作を行うため、高速な駆動速度が要求されず、駆動速度の面で不具合が生じることはない。
【００４６】
一方、画素５内の周辺のロジック回路に用いられるトランジスタ（例えば、信号処理領域３に用いられるトランジスタ）は、画素信号を１回読み出す度に複数回のＯＮ／ＯＦＦ動作を行わなければならないため、高速な駆動速度が要求される。したがって、画素の周辺のロジック回路に用いられるトランジスタには、表面チャネル型のＭＯＳトランジスタを用いるのが好ましい。
【００４７】
第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法によれば、高速な駆動速度が要求されない画素５内のトランジスタにのみ埋め込みチャネル型のＭＯＳトランジスタを採用し、高速な駆動速度が要求される画素５の周辺のロジック回路には表面チャネル型のＭＯＳトランジスタを採用することができる。その結果、ノイズの低減と、駆動速度とを両立した固体撮像装置を提供できる。
【００４８】
また、ＣＭＯＳ型の固体撮像装置は、デュアルゲート型、すなわちＮ型ゲート電極を有するＮ型ＭＯＳトランジスタ及びＰ型ゲート電極を有するＰ型ＭＯＳトランジスタで構成されている。一般的なデュアルゲート型の固体撮像装置の製造方法では、ゲート電極へのＰ型及びＮ型の不純物の打ち分けは、複数の工程で行われている。
【００４９】
これに対して、図１Ｄに示したように本実施形態の製造方法によれば、Ｎ型ＭＯＳトランジスタ１０９ｂのゲート電極及びＰ型ＭＯＳトランジスタ１０９ｃのゲート電極へのＰ型不純物の導入を１つの工程でまとめて行うことができる。そして、フォトマスクを変更するだけで、Ｐ型不純物と、Ｎ型不純物とを打ち分けることができる。
【００５０】
さらに、第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法によれば、埋め込みチャネル型のＭＯＳトランジスタの形成と、Ｐ型不純物が導入されたゲート電極の形成とを同じフォトマスクで行うことができる。さらに、埋め込みチャネル型のＭＯＳトランジスタの閾値電圧を調整する注入層を導入するためのフォトマスクにも同じフォトマスクを用いることができる。
【００５１】
したがって、第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法によれば、従来の固体撮像装置の製造方法と比較して、工程数と、フォトマスクの種類とを増加させることなく簡便な方法で、本発明に係る固体撮像装置を提供できる。
【００５２】
＜第１の変形例＞
第１の実施形態では、増幅トランジスタ５５のみに埋め込みチャネル型のＭＯＳトランジスタを用いることとした。これに対して、第１の実施形態の第１の変形例として、増幅トランジスタ５５以外のトランジスタにも埋め込みチャネル型のＭＯＳトランジスタを採用する方法がある。以下に第１の実施形態の第１の変形例について説明する。
【００５３】
第１の変形例では、画素信号を直接処理する増幅トランジスタ５５、信号入力トランジスタ７１、列選択トランジスタ７３及び出力アンプ４にＰ型不純物を導入した多結晶シリコンをゲート電極として用いたＮ型ＭＯＳトランジスタ、すなわち埋め込みチャネル型のＭＯＳトランジスタを配置する。
【００５４】
そして、画素信号を直接処理しない転送トランジスタ５２、リセットトランジスタ５６及び信号保持トランジスタ７２には、Ｎ型不純物を導入した多結晶シリコン膜をゲート電極として用いたＮ型ＭＯＳトランジスタ、すなわち表面チャネル型のＭＯＳトランジスタを配置する。
【００５５】
このように、第１の変形例では、増幅トランジスタ５５だけでなく、画素信号を直接処理する信号入力トランジスタ７１、列選択トランジスタ７３及び出力アンプ４に埋め込みチャネル型のＭＯＳトランジスタを採用し、それ以外のトランジスタに表面チャネル型のＭＯＳトランジスタを採用する。
【００５６】
ここで、第１の変形例に係る固体撮像装置の製造方法によれば、第１の実施形態に係る固体撮像装置と比較した場合、固体撮像装置内の埋め込みチャネル型のＭＯＳトランジスタの数が増加するため、固体撮像装置の駆動速度が低下する。
【００５７】
しかし、直接信号を取り扱わないトランジスタを表面チャネル型のＭＯＳトランジスタとし、直接信号を取り扱うトランジスタのみを埋め込みチャネル型のＭＯＳトランジスタとすることで駆動速度の低下を最小限にすることができる。
【００５８】
上述のように、直接信号を取り扱うトランジスタにおいてフリッカノイズが発生した場合、出力アンプ４から出力される画素信号のノイズが増加する。このために、第１の変形例では、出力アンプ４から出力される画素信号のノイズを低減するために、直接信号を取り扱うトランジスタにのみ埋め込みチャネル型のＭＯＳトランジスタを採用する。
【００５９】
一方、直接信号を取り扱わないトランジスタにおいて発生したフリッカノイズは、出力アンプ４から出力される画素信号には影響を与えない。したがって、第１の変形例では、駆動速度の低下を避けるために、直接信号を取り扱わないトランジスタにのみ表面チャネル型のＭＯＳトランジスタを採用する。
【００６０】
第１の変形例では、第１の実施形態に係る製造方法によって製造した固体撮像装置よりもさらにフリッカノイズを低減することができる高品質の固体撮像装置を提供できる。
【００６１】
なお、第１の変形例における固体撮像装置の製造する場合にも第１の実施形態で説明した製造方法を用いることができるのはいうまでもない。
【００６２】
＜第２の変形例＞
さらに、第１の実施形態の第２の変形例として、図３に示す全てのトランジスタにＰ型の不純物を導入した多結晶シリコンをゲート電極とするＮ型のＭＯＳトランジスタ、すなわち埋め込みチャネル型のＭＯＳトランジスタを用いる方法がある。
【００６３】
第２の変形例では、第１の実施形態で説明した製造方法において、Ｎ型ウェル１５１に形成されるトランジスタを全てＰ型多結晶シリコン膜をゲート電極とするＮ型ＭＯＳトランジスタ、すなわち埋め込み型のＭＯＳトランジスタとする。
【００６４】
そして、それ以外の固体撮像装置内のトランジスタをＮ型多結晶シリコン膜をゲート電極とするＮ型ＭＯＳトランジスタ及びＰ型多結晶シリコン膜をゲート電極とするＰ型ＭＯＳトランジスタ、すなわち表面チャネル型のＭＯＳトランジスタとする。
【００６５】
第２の変形例において、図３に示されるすべてのトランジスタに埋め込みチャネル型のＭＯＳトランジスタを用いることで、フリッカノイズの発生を可能な限り低減できる。固体撮像装置の駆動速度に対する要求がない場合、図３に示される全てのトランジスタに埋め込みチャネル型のＭＯＳトランジスタを用いることで、第１の実施形態及び第１の変形例によって製造した固体撮像装置よりも高画質な固体撮像装置を製造することができる。
【００６６】
なお、第２の変形例における固体撮像装置を製造する場合にも第１の実施形態で説明した製造方法を用いることができるのはいうまでもない。
【００６７】
なお、以上の説明では、ＭＯＳトランジスタ１０９ａ、１０９ｂ及び１０９ｃを図１Ｅのように配置することとしたが、それぞれのＭＯＳトランジスタの配置は、図１Ｅに示す配置に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明に係る固体撮像装置及びその製造方法によれば、使用可能な駆動電圧が広く、取扱いが容易でノイズの少ない固体撮像装置及びその製造方法を提供でき、携帯電話向けデジタルカメラやデジタルスチルカメラなどの撮影機器の分野に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１Ａ】第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明する図
【図１Ｂ】図１Ａに続く固体撮像装置の製造方法を説明する図
【図１Ｃ】図１Ｂに続く固体撮像装置の製造方法を説明する図
【図１Ｄ】図１Ｃに続く固体撮像装置の製造方法を説明する図
【図１Ｅ】図１Ｄに続く固体撮像装置の製造方法を説明する図
【図２】本発明に係る固体撮像装置の構成を示す図
【図３】本発明に係る固体撮像装置の回路を示す図
【符号の説明】
【００７０】
１  固体撮像装置
２  画素領域
３  信号処理領域
４  出力アンプ
５  画素
６  垂直信号線
７  ノイズキャンセル回路
８  水平信号線
５１  フォトダイオード
５２  転送トランジスタ
５３  転送信号線
５４  フローティングディフュージョン
５５  増幅トランジスタ
５６  リセットトランジスタ
５７  リセット信号線
５８  電源電圧線
５９  コンデンサ
７１  信号入力トランジスタ
７４  コンデンサ
７２  信号保持トランジスタ
７５  コンデンサ
７３  列選択トランジスタ
１００  素子分離領域
１０１  絶縁膜
１０２  実質的に不純物を含まないシリコン膜
１０３  レジストパターン
１０４  Ｎ型不純物によってドープされた多結晶シリコン領域
１０５  レジストパターン
１０６  Ｐ型不純物によってドープされた多結晶シリコン領域
１０７  Ｐ型不純物によってドープされた多結晶シリコン領域
１０８ａ  Ｎ型ゲート電極
１０８ｂ、１０８ｃ  Ｐ型ゲート電極
１０９ａ  Ｎ型のシリコン膜をゲート電極とするＮ型ＭＯＳトランジスタ
１０９ｂ  Ｐ型のシリコン膜をゲート電極とするＮ型ＭＯＳトランジスタ
１０９ｃ  Ｐ型のシリコン膜をゲート電極とするＰ型ＭＯＳトランジスタ
１４０  半導体基板
１５０  Ｐ型ウェル
１５１  Ｎ型ウェル
１５２  Ｎ型ソース・ドレイン領域
１５３  Ｐ型ソース・ドレイン領域
１５４  フォトダイオード
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図２】
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【図３】
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