(57)【要約】【課題】配線の電荷転送電極への接続が低抵抗であり、暗時特性や集光特性などの画素特性の劣化もなく、電荷転送電極上にプラグを介して配線を良好に形成する。【解決手段】電荷転送ゲート電極５およびゲート絶縁膜４上に設けられた第１絶縁膜６に、電荷転送ゲート電極５上に至る貫通孔のコンタクトホール８が設けられ、コンタクトホール７内に埋め込まれて電荷転送ゲート電極５と電気的に接続される金属シリサイド膜９を有する金属配線が設けられている。電荷転送ゲート電極５を構成する第１導電性膜および、コンタクトホール７内を埋め込んで金属シリサイド膜９に変質する前の第２導電性膜は共にリンドープポリシリコン膜であり、この金属シリサイド膜９は例えばコバルトシリサイド膜である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に、入射光を光電変換して信号電荷を生成する複数の受光部がマトリクス状に設けられ、該受光部に隣接して、該受光部から読み出された信号電荷を電荷転送するための電荷転送部が設けられ、該電荷転送部上にゲート絶縁膜を介して電荷転送制御するための電荷転送電極が設けられた固体撮像素子において、
該電荷転送電極および該ゲート絶縁膜上に設けられた第１絶縁膜に、該電荷転送電極上に至るコンタクトホールが設けられ、該コンタクトホールに埋め込まれて該電荷転送電極と電気的に接続される金属シリサイド膜を有する金属配線が設けられている固体撮像素子。
【請求項２】
前記金属シリサイド膜はコバルトシリサイド膜またはニッケルシリサイド膜である請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項３】
前記金属配線は、リンがドープされたポリシリコン膜上に前記金属シリサイド膜が積層されている請求項１または２に記載の固体撮像素子。
【請求項４】
前記金属配線は、前記コンタクトホール内を埋め込んだリンドープポリシリコン膜を全てフルシリサイド化した前記金属シリサイド膜で構成されている請求項１または２に記載の固体撮像素子。
【請求項５】
前記電荷転送電極は、リンがドープされたポリシリコン膜で構成されている請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項６】
前記第１絶縁膜および前記金属シリサイド膜上に第２絶縁膜が設けられ、該第２絶縁膜上に、前記受光部の上方を開口した遮光膜が設けられている請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項７】
前記遮光膜上にシンター処理用のパッシベーション膜が設けられ、該パッシベーション膜上にカラーフィルタさらにその上にオンチップマイクロレンズが設けられている請求項６に記載の固体撮像素子。
【請求項８】
半導体基板上に、入射光を光電変換して信号電荷を生成する複数の受光部をマトリクス状に形成し、該受光部に隣接して、該受光部から読み出された信号電荷を電荷転送するための電荷転送部を形成し、該電荷転送部上にゲート絶縁膜を介して電荷転送制御するための電荷転送電極を第１導電性膜で形成する固体撮像素子の製造方法において、
該電荷転送電極および該ゲート絶縁膜上に該第１絶縁膜を成膜し、該第１絶縁膜に、該電荷転送電極に貫通するコンタクトホールを形成する第１絶縁膜形成工程と、
該コンタクトホール内を埋め込むように該第１絶縁膜全面に第２導電性膜を成膜し、該第２導電性膜を所定の配線パターンに形成する第２導電性膜形成工程と、
該第２導電性膜を金属シリサイド膜に変質させる金属シリサイド変質工程と、
該金属シリサイド膜を金属配線の一部または全部として形成する金属配線形成工程とを有する固体撮像素子の製造方法。
【請求項９】
前記第１導電性膜および前記第２導電性膜はリンドープポリシリコン膜であり、前記金属シリサイド膜はコバルトシリサイド膜またはニッケルシリサイド膜である請求項８に記載の固体撮像素子の製造方法。
【請求項１０】
前記第２導電性膜形成工程は、
前記第２導電性膜として、リンがドープされたポリシリコン膜を成膜するポリシリコン成膜工程と、
フォトレジストをマスクとして該ポリシリコン膜をエッチングして、該ポリシリコン膜を所定の配線パターンに形成するポリシリコン膜配線パターン形成工程とを有する請求項８に記載の固体撮像素子の製造方法。
【請求項１１】
前記金属シリサイド変質工程は、
前記第１絶縁膜および前記第２導電性膜上にコバルト膜を成膜するコバルト膜成膜工程と、
窒素雰囲気中で熱処理を行うことにより、該コバルト膜とその下の前記ポリシリコン膜とを反応させて、前記金属シリサイド膜として該ポリシリコン膜の上部をシリサイド化するコバルトシリサイド変質工程とを有する請求項８に記載の固体撮像素子の製造方法。
【請求項１２】
前記金属配線形成工程は、
フォトレジストをマスクとして前記コバルト膜をエッチングして、前記ポリシリコン膜の表面以外の領域の未反応のコバルト膜を除去するコバルト膜除去工程と、
アニール処理を行って前記金属シリサイド膜を安定化させて、該ポリシリコン膜上に該金属シリサイド膜を積層した金属配線を形成するシリサイド膜安定化工程とを有する請求項１１に記載の固体撮像素子の製造方法。
【請求項１３】
前記金属配線形成工程は、
フォトレジストをマスクとして前記コバルト膜をエッチングして、前記ポリシリコン膜の表面以外の領域の未反応のコバルト膜を除去するコバルト膜除去工程と、
アニール処理を行って前記金属シリサイド膜を安定化させて、該金属シリサイド膜として、前記コンタクトホール内にあるポリシリコン膜を全てフルシリサイド化した金属配線を形成するシリサイド膜安定化工程とを有する請求項１１に記載の固体撮像素子の製造方法。
【請求項１４】
前記第１絶縁膜および前記金属シリサイド膜上に第２絶縁膜を形成する第２絶縁膜形成工程と、
該第２絶縁膜上に、前記受光部の上方を開口した遮光膜を形成する遮光膜形成工程とを更に有する請求項８に記載の固体撮像素子の製造方法。
【請求項１５】
前記遮光膜上にパッシベーション膜を形成してシンター処理をした後に、その上にカラーフィルタさらにその上にオンチップマイクロレンズを形成する請求項１４に記載の固体撮像素子の製造方法。
【請求項１６】
前記第１絶縁膜形成工程は、
前記ゲート絶縁膜および前記電荷転送電極の全面に、ＳｉＨ４ガスとＮ２Ｏを用いてシリコン酸化膜からなる第１絶縁膜材料を成膜する第１絶縁膜成膜工程と、
該第１絶縁膜材料に対して、フォトレジストをマスクとして該第１絶縁膜材料をエッチングして、前記電荷転送電極上の所定位置にコンタクトホールを形成するコンタクトホール形成工程とを有する請求項８に記載の固体撮像素子の製造方法。
【請求項１７】
前記第１絶縁膜形成工程の前に、
前記半導体基板の上部に、前記複数の受光部および前記電荷転送部を形成すると共に、該受光部と該電荷転送部の間に、該受光部からの信号電荷を該電荷転送部に読出すための電荷読出し領域を形成する拡散領域形成工程と、
該半導体基板の表面上に、前記ゲート絶縁膜を介して、リンドープポリシリコンからなる前記第１導電性膜を成膜した後に、フォトレジストをマスクとして該第１導電性膜をエッチングして、該電荷転送部および該電荷読出し領域の上方に前記電荷転送電極を形成する電荷転送電極形成工程とを更に有する請求項８に記載の固体撮像素子の製造方法。
【請求項１８】
ＣＣＤ型固体撮像素子またはＣＭＯＳ型固体撮像素子である請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項１９】
ＣＣＤ型固体撮像素子またはＣＭＯＳ型固体撮像素子である請求項８に記載の固体撮像素子の製造方法。
【請求項２０】
請求項１〜７および１８のいずれかに記載の固体撮像素子を画像入力デバイスとして撮像部に用いた電子情報機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体からの画像光を光電変換して撮像する半導体素子で構成された固体撮像素子およびその製造方法、この固体撮像素子を画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラおよびデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、監視カメラなどの画像入力カメラ、スキャナ装置、ファクシミリ装置、テレビジョン電話装置、カメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、従来の固体撮像素子では、高画素化が進んでおり、画素数増加に伴い信号電荷の高速電荷転送が必要となっている。電荷転送電極上に絶縁膜を介して抵抗の低い金属からなる配線層、所謂シャント配線層を形成し、このシャント配線層が、コンタクトプラグを介して電荷転送電極に接続した構成が提案されている。このような接続構成を採ることにより、低抵抗のシャント配線層を通じて信号伝搬が為されるため、電荷転送駆動の高速化が図られている。このような低抵抗シャント構造を製造するための一例が特許文献１に記載されている。
【０００３】
図１２は、特許文献１に開示されている従来の固体撮像素子の要部構成例を示す縦断面図である。
【０００４】
図１２において、従来の固体撮像素子１００の製造方法を簡単に説明すると、まず、シリコン基板１０１上にゲート絶縁膜１０２と、その上に電荷転送電極となるポリシリコン材料を成膜し、フォトリソグラフィーとドライエッチングにより電荷転送電極１０３〜１０６を形成する。
【０００５】
次に、これらの電荷転送電極１０３〜１０６上に層間膜としての絶縁膜１０７を形成する。この電荷転送電極１０３上の絶縁膜１０７に電荷転送電極１０３まで貫通するようにコンタクトホール１０８を形成した後に、積層膜１０９ａ，１０９ｂからなる緩衝層１０９を形成する。
【０００６】
続いて、この緩衝層１０９上に絶縁膜１１０を形成し、この絶縁膜１１０にコンタクトホール１１１を形成した後に、タングステンからなる高融点金属層１１２ａと、この高融点金属の窒化物層または高融点金属の酸化物層１１２ｂとの積層膜によりシャント配線１１２を形成する。
【０００７】
その後、このシャント配線１１２上に絶縁膜１１３を形成し、この絶縁膜１１３上に遮光膜１１４を形成した後に、遮光膜１１４上に更に絶縁膜１１５を形成する。以上によって、従来の固体撮像素子１００を製造することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１３５８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一般的に、従来の固体撮像素子１００では、暗時特性劣化抑制のために、遮光膜１１４の形成後、またはその後の絶縁膜１１５の形成後に、摂氏８００度〜摂氏９００度の高温熱処理を行って、基板表面の欠陥回復を行っている。このため、タングステンからなる高融点金属配線層１１２ａを用いた場合には、熱処理による電荷転送電極１０３〜１０６としての下地ポリシリコンとの異常反応による形状不良を防止するために、緩衝層１０９として、その下層には窒化チタン（ＴｉＮ）からなるバリアメタル膜と、更に下地の酸化膜との密着性層のチタン（Ｔｉ）層が必要であった。
【００１０】
このような従来の固体撮像素子１００の製造方法では、下記の問題が発生する。
【００１１】
まず、近年の各受光素子の微細化によりコンタクトホール１０８が縮小され、製造ばらつきで下地バリア膜である緩衝層１０９の埋め込み性が不十分となって高抵抗になるという問題があった。
【００１２】
次に、チタン（Ｔｉ）は水素吸着効果を有しており、低抵抗確保のための厚膜化を行うことはシリコン基板１０１への水素拡散を十分に行うことができなくなる。このため、暗時特性が劣化するという問題があった。
【００１３】
さらに、この配線形成時には、チタン（Ｔｉ）の絶縁膜への拡散による電流リークを防止するために、絶縁膜のオーバーエッチングが必要であり、その分、絶縁膜を厚くする必要があったために、シリコン基板１０１からの距離が大きくなり、集光劣化の原因になるという問題があった。
【００１４】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、配線の電荷転送電極への接続が低抵抗で、暗時特性や集光特性などの画素特性の劣化もなく、電荷転送電極上に配線を良好に接続させることができる固体撮像素子およびその製造方法、この固体撮像素子を画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばカメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器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】
【００１５】
本発明の固体撮像素子は、半導体基板上に、入射光を光電変換して信号電荷を生成する複数の受光部がマトリクス状に設けられ、該受光部に隣接して、該受光部から読み出された信号電荷を電荷転送するための電荷転送部が設けられ、該電荷転送部上にゲート絶縁膜を介して電荷転送制御するための電荷転送電極が設けられた固体撮像素子において、該電荷転送電極および該ゲート絶縁膜上に設けられた第１絶縁膜に、該電荷転送電極上に至るコンタクトホールが設けられ、該コンタクトホールに埋め込まれて該電荷転送電極と電気的に接続される金属シリサイド膜を有する金属配線が設けられているものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００１６】
また、好ましくは、本発明の固体撮像素子における金属シリサイド膜はコバルトシリサイド膜またはニッケルシリサイド膜である。
【００１７】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像素子における金属配線は、リンがドープされたポリシリコン膜上に前記金属シリサイド膜が積層されている。
【００１８】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像素子における金属配線は、前記コンタクトホール内を埋め込んだリンドープポリシリコン膜を全てフルシリサイド化した前記金属シリサイド膜で構成されている。
【００１９】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像素子における電荷転送電極は、リンがドープされたポリシリコン膜で構成されている。
【００２０】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像素子において、前記第１絶縁膜および前記金属シリサイド膜上に第２絶縁膜が設けられ、該第２絶縁膜上に、前記受光部の上方を開口した遮光膜が設けられている。
【００２１】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像素子における遮光膜上にシンター処理用のパッシベーション膜が設けられ、該パッシベーション膜上にカラーフィルタさらにその上にオンチップマイクロレンズが設けられている。
【００２２】
本発明の固体撮像素子の製造方法は、半導体基板上に、入射光を光電変換して信号電荷を生成する複数の受光部をマトリクス状に形成し、該受光部に隣接して、該受光部から読み出された信号電荷を電荷転送するための電荷転送部を形成し、該電荷転送部上にゲート絶縁膜を介して電荷転送制御するための電荷転送電極を第１導電性膜で形成する固体撮像素子の製造方法において、該電荷転送電極および該ゲート絶縁膜上に該第１絶縁膜を成膜し、該第１絶縁膜に、該電荷転送電極に貫通するコンタクトホールを形成する第１絶縁膜形成工程と、該コンタクトホール内を埋め込むように該第１絶縁膜全面に第２導電性膜を成膜し、該第２導電性膜を所定の配線パターンに形成する第２導電性膜形成工程と、該第２導電性膜を金属シリサイド膜に変質させる金属シリサイド変質工程と、該金属シリサイド膜を金属配線の一部または全部として形成する金属配線形成工程とを有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２３】
また、好ましくは、本発明の固体撮像素子の製造方法において、前記第１導電性膜および前記第２導電性膜はリンドープポリシリコン膜であり、前記金属シリサイド膜はコバルトシリサイド膜またはニッケルシリサイド膜である。
【００２４】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像素子の製造方法における第２導電性膜形成工程は、前記第２導電性膜として、リンがドープされたポリシリコン膜を成膜するポリシリコン成膜工程と、フォトレジストをマスクとして該ポリシリコン膜をエッチングして、該ポリシリコン膜を所定の配線パターンに形成するポリシリコン膜配線パターン形成工程とを有する。
【００２５】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像素子の製造方法における金属シリサイド変質工程は、前記第１絶縁膜および前記第２導電性膜上にコバルト膜を成膜するコバルト膜成膜工程と、窒素雰囲気中で熱処理を行うことにより、該コバルト膜とその下の前記ポリシリコン膜とを反応させて、前記金属シリサイド膜として該ポリシリコン膜の上部をシリサイド化するコバルトシリサイド変質工程とを有する。
【００２６】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像素子の製造方法における金属配線形成工程は、  フォトレジストをマスクとして前記コバルト膜をエッチングして、前記ポリシリコン膜の表面以外の領域の未反応のコバルト膜を除去するコバルト膜除去工程と、アニール処理を行って前記金属シリサイド膜を安定化させて、該ポリシリコン膜上に該金属シリサイド膜を積層した金属配線を形成するシリサイド膜安定化工程とを有する。
【００２７】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像素子の製造方法における金属配線形成工程は、  フォトレジストをマスクとして前記コバルト膜をエッチングして、前記ポリシリコン膜の表面以外の領域の未反応のコバルト膜を除去するコバルト膜除去工程と、アニール処理を行って前記金属シリサイド膜を安定化させて、該金属シリサイド膜として、前記コンタクトホール内にあるポリシリコン膜を全てフルシリサイド化した金属配線を形成するシリサイド膜安定化工程とを有する。
【００２８】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像素子の製造方法における第１絶縁膜および前記金属シリサイド膜上に第２絶縁膜を形成する第２絶縁膜形成工程と、該第２絶縁膜上に、前記受光部の上方を開口した遮光膜を形成する遮光膜形成工程とを更に有する。
【００２９】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像素子の製造方法における遮光膜上にパッシベーション膜を形成してシンター処理をした後に、その上にカラーフィルタさらにその上にオンチップマイクロレンズを形成する。
【００３０】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像素子の製造方法における第１絶縁膜形成工程は、前記ゲート絶縁膜および前記電荷転送電極の全面に、ＳｉＨ４ガスとＮ２Ｏを用いてシリコン酸化膜からなる第１絶縁膜材料を成膜する第１絶縁膜成膜工程と、該第１絶縁膜材料に対して、フォトレジストをマスクとして該第１絶縁膜材料をエッチングして、前記電荷転送電極上の所定位置にコンタクトホールを形成するコンタクトホール形成工程とを有する。
【００３１】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像素子の製造方法における第１絶縁膜形成工程の前に、前記半導体基板の上部に、前記複数の受光部および前記電荷転送部を形成すると共に、該受光部と該電荷転送部の間に、該受光部からの信号電荷を該電荷転送部に読出すための電荷読出し領域を形成する拡散領域形成工程と、該半導体基板の表面上に、前記ゲート絶縁膜を介して、リンドープポリシリコンからなる前記第１導電性膜を成膜した後に、フォトレジストをマスクとして該第１導電性膜をエッチングして、該電荷転送部および該電荷読出し領域の上方に前記電荷転送電極を形成する電荷転送電極形成工程とを更に有する。
【００３２】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像素子およびその製造方法において、ＣＣＤ型固体撮像素子またはＣＭＯＳ型固体撮像素子である。
【００３３】
ＣＣＤ型固体撮像素子は、半導体基板上に、入射光を光電変換して信号電荷を生成する複数の受光部がマトリクス状に設けられ、列方向の複数の受光部毎に隣接して、当該列方向の複数の受光部から読み出された各信号電荷を電荷転送するための各電荷転送部がそれぞれ設けられ、該電荷転送部上にゲート絶縁膜を介して、該読み出された各信号電荷を電荷転送制御するための電荷転送電極が設けられている。
【００３４】
ＣＣＤ型固体撮像素子の製造方法において、半導体基板上に、入射光を光電変換して信号電荷を生成する複数の受光部をマトリクス状に形成し、列方向の複数の受光部毎に隣接して、当該列方向の複数の受光部から読み出した各信号電荷を電荷転送するための各電荷転送部をそれぞれ形成し、該電荷転送部上にゲート絶縁膜を介して、該読み出された各信号電荷をそれぞれ電荷転送制御するための電荷転送電極を第１導電性膜で形成する。
【００３５】
本発明の電子情報機器は、本発明の上記固体撮像素子を画像入力デバイスとして撮像部に用いたものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００３６】
上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。
【００３７】
本発明においては、電荷転送電極およびゲート絶縁膜上に設けられた第１絶縁膜に、電荷転送電極上に至るコンタクトホールが設けられ、コンタクトホールに埋め込まれて電荷転送電極と電気的に接続される金属シリサイド膜を有する金属配線が設けられている。電荷転送電極を構成する第１導電性膜および、コンタクトホール内を埋め込む金属シリサイド膜に変質する前の第２導電性膜は共にリンドープポリシリコン膜であり、この金属シリサイド膜はコバルトシリサイド膜またはニッケルシリサイド膜である。
【００３８】
これによって、第２導電性膜を変質して金属シリサイド膜を形成するための第２導電性膜としての例えばリンドープポリシリコン膜により、微細なコンタクトホールを十分に埋めることができるので、従来のようなバリアメタル膜の埋め込み不良による抵抗上昇がない。また、水素吸着効果のあるチタン膜（Ｔｉ膜）がなく、また、水素吸着効果の無い金属シリサイド膜としての例えばコバルトシリサイド（ＣｏＳｉｘ）により配線形成が為されているので、固体撮像素子の暗時特性の劣化を抑制することが可能となる。さらに、チタン膜（Ｔｉ膜）を用いていないため、配線パターン形成時の絶縁膜の過剰なオーバーエッチングを行う必要がないので、電荷転送電極上に層間膜としての第１絶縁膜を必要以上に形成する必要がなくなり、その結果、遮光膜の表面が高くなることがないので、斜め光に対する感度劣化を抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００３９】
以上により、本発明によれば、従来のように、バリアメタル膜と、その下地膜との密着性層のチタン膜（Ｔｉ膜）とを用いることが無く、第２導電性膜を変質して金属シリサイド膜を形成するための第２導電性膜としての例えばリンドープポリシリコン膜を用いるため、配線の電荷転送電極への接続が低抵抗で、暗時特性や集光特性などの画素特性の劣化もなく、電荷転送電極上に配線を良好に接続させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態１における固体撮像素子の単位画素構成を示す要部平面図である。
【図２】図１の固体撮像素子におけるＡＡ’縦断面図である。
【図３】図２の固体撮像素子の製造方法における拡散領域形成工程までを示す縦断面図である。
【図４】図２の固体撮像素子の製造方法におけるゲート電極形成工程までを示す縦断面図である。
【図５】図２の固体撮像素子の製造方法における第１絶縁膜成膜工程までを示す縦断面図である。
【図６】図２の固体撮像素子の製造方法におけるコンタクトホール形成工程までを示す縦断面図である。
【図７】図２の固体撮像素子の製造方法におけるポリシリコン成膜工程までを示す縦断面図である。
【図８】図２の固体撮像素子の製造方法におけるポリシリコン膜配線パターン形成工程までを示す縦断面図である。
【図９】図２の固体撮像素子の製造方法における金属配線形成工程までを示す縦断面図である。
【図１０】図２の固体撮像素子の製造方法におけるシリコン酸化膜および遮光膜形成工程までを示す縦断面図である。
【図１１】本発明の実施形態２として、本発明の実施形態１の固体撮像素子２０からの信号電荷を所定の信号処理する固体撮像装置を撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。
【図１２】特許文献１に開示されている従来の固体撮像素子の要部構成例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下に、本発明の固体撮像素子およびその製造方法の実施形態１および、この固体撮像素子の実施形態１を画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばカメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器の実施形態２について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図における構成部材のそれぞれの厚みや長さなどは図面作成上の観点から、図示する構成に限定されるものではない。
【００４２】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１における固体撮像素子の単位画素構成を示す要部平面図である。
【００４３】
図１において、本実施形態１の体撮像素子２０は、ｎ型半導体基板１の上部に低濃度のｐ型ウェル２が設けられ、このｐ型ウェル２内にｎ型不純物による電荷転送部としての垂直ＣＣＤ転送部３が設けられている。この各垂直ＣＣＤ転送部３に沿って、被写体からの画像光を光電変換して撮像する複数の受光部としての複数のフォトダイオード部３１が配設され、各フォトダイオード部３１と垂直ＣＣＤ電荷転送部３との間にそれぞれ、隣接する一方のフォトダイオード部３１から垂直ＣＣＤ電荷転送部３に信号電荷を読出すための各電荷読出し領域（図示せず）がそれぞれ配設されている。このフォトダイオード部３１は画素毎に２次元状でマトリクス状に複数配設され、その縦方向毎に垂直ＣＣＤ電荷転送部３が設けられている。
【００４４】
これらの垂直ＣＣＤ電荷転送部３および電荷読出し領域（図示せず）の上方にはゲート絶縁膜を介して電荷転送電極としての転送ゲート電極５が配設され、さらに、転送ゲート電極５上に第１絶縁膜６として、例えばＣＶＤによるシリコン酸化膜が設けられている。この第１絶縁膜６に形成された後述のコンタクトホール７を介して転送ゲート電極５と電気的に接続される金属シリサイドとしてのコバルトシリサイド（ＣｏＳｉｘ）からなる金属配線が設けられている。即ち、垂直ＣＣＤ電荷転送部３上に設けられた第１絶縁膜６に、転送ゲート電極５上に至るコンタクトホール７に埋め込まれて転送ゲート電極５と電気的に接続されるコバルトシリサイド（ＣｏＳｉｘ）からなる金属配線が設けられている。この金属配線はポリシリコン膜８上に金属シリサイド膜９が形成された積層膜からなっている。さらに、これらの金属配線および第１絶縁膜６上に、シリコン酸化膜１０が設けられ、更にその上に、例えばタングステン（Ｗ）膜などの遮光膜１１が設けられて固体撮像素子２０が構成されている。
【００４５】
この場合、後述のコンタクトホール７内に、ＬＰＣＶＤによる高濃度リンドープポリシリコン材料６ａを充填し、さらに、その高濃度リンドープポリシリコン材料６ａの表面にコバルトシリサイド（ＣｏＳｉｘ）からなる金属配線が設けられており、このコバルトシリサイド（ＣｏＳｉｘ）により金属配線の低抵抗化が図られる。
【００４６】
上記構成の固体撮像素子２０の製造方法における各工程について図３〜図１０を用いて詳細に説明する。
【００４７】
まず、図３の拡散領域形成工程に示すように、例えばｎ型シリコンからなる半導体基板１の上部に、ｐ型ウェル２を形成し、このｐ型ウェル２内に、ｎ型不純物を導入して各拡散領域を形成する。即ち、各拡散領域として、被写体からの画像光を光電変換して撮像する受光部としてのフォトダイオード部３１、その隣の垂直ＣＣＤ電荷転送部３、これらの間に設けられ、フォトダイオード部３１から信号電荷を垂直ＣＣＤ電荷転送部３に読出すための電荷読出し領域（図示せず）を形成すると共に、各画素毎に、フォトダイオード部３１および電荷読出し領域（図示せず）の周りに選択的にｐ型不純物を導入して画素分離部としてのチャネルストップ部（図示せず）を形成する。
【００４８】
次に、図４のゲート電極形成工程に示すように、各拡散領域３が形成された半導体基板１の表面上に、例えば膜厚３０ｎｍのシリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜４と、その上に例えば膜厚２００ｎｍのリンドープポリシリコンからなる第１導電性膜を成膜し、フォトレジストをマスクとして、この第１導電性膜をドライエッチングして、転送ゲート電極５を、垂直ＣＣＤ電荷転送部３および電荷読出し領域（図示せず）の上方に所定形状でパターニングする。
【００４９】
続いて、図５の第１絶縁膜成膜工程に示すように、ゲート絶縁膜４および転送ゲート電極５の全面に、層間絶縁膜として、ＬＰＣＶＤ法などでＳｉＨ４ガスとＮ２Ｏを用いて、例えば摂氏８００度の温度で膜厚が５０ｎｍのシリコン酸化膜（ＨＴＯ）からなる第１絶縁膜材料６ａを成膜する。転送ゲート電極５間のギャップ部には、第１絶縁膜材料６ａにより完全充填されるように適宜膜厚設定が為される。
【００５０】
さらに、図６のコンタクトホール形成工程に示すように、第１絶縁膜材料６ａに対して、所定形状にパターニングされたフォトレジストをマスクとして、転送ゲート電極５の表面が露出するまでドライエッチングを行って、各転送ゲート電極５上の所定位置にコンタクトホール７をそれぞれ形成して第１絶縁膜６を形成する。
【００５１】
即ち、これらの図５の第１絶縁膜成膜工程と図６のコンタクトホール形成工程により第１絶縁膜形成工程が構成され、転送ゲート電極５上に成膜された第１絶縁膜材料６ａに、転送ゲート電極５に貫通するコンタクトホール７を形成する。
【００５２】
次に、図７のポリシリコン成膜工程に示すように、第２導電性膜として、例えば厚さ５０ｎｍで、リンが５Ｅ２０ａｔｍｓ／ＣＭ３ドープされたポリシリコン材料８ａを成膜する。これにより、第２導電性膜としてのポリシリコン材料８ａは、微細なコンタクトホール７においても十分な埋め込み特性を有しており、ポリシリコン膜８は転送ゲート電極５に完全に電気的に接続され、従来のバリアメタル膜（Ｔｉ／ＴｉＮ）のような埋め込み不良による抵抗上昇は発生しない。
【００５３】
その後、図８のポリシリコン膜配線パターン形成工程に示すように、フォトリソグラフィとドライエッチングを用いて、第２導電性膜としてのポリシリコン膜８を所定の配線パターンに形成する。このとき、従来の製造方法で使用されていたチタンを用いていないため、配線パターン形成時の第１絶縁膜６の過剰なオーバーエッチングを行う必要がないため、レジスト薄膜が実現できることで微細パターンの形成が可能となったり、電荷転送ゲート電極５上に層間膜としての第１絶縁膜６を必要以上に形成する必要はなくなる。
【００５４】
即ち、これらの図７のポリシリコン材料成膜工程と図８のポリシリコン膜配線パターン形成工程により第２導電性膜形成工程が構成され、第２導電性膜としてのポリシリコン膜８を所定の配線パターンに形成する。
【００５５】
続いて、コバルト膜成膜工程として、第１絶縁膜６およびポリシリコン膜８上に、例えばスパッタ法などにより、高融点金属膜としてコバルト膜（図示せず）を成膜する。さらに、コバルトシリサイド変質工程として、例えば摂氏５００度前後の窒素雰囲気中で、短時間の熱処理を行うことにより、コバルト膜とその下の第２導電性膜としてのポリシリコン膜８とを反応させる。これによって、ポリシリコン膜８の上部がコバルト膜と反応してシリサイド化していく。
【００５６】
即ち、これらのコバルト膜成膜工程とコバルトシリサイド変質工程により金属シリサイド変質工程が構成されており、第２導電性膜としてのポリシリコン膜８をコバルトシリサイドなどの金属シリサイドに変質させる。
【００５７】
その後、ウエットエッチング処理により、ポリシリコン膜表面上以外の領域の未反応のコバルト膜を除去する。
【００５８】
さらに、摂氏８００度〜摂氏９００度のアニール処理を行うことにより、シリサイド膜を安定化させて、図９の金属配線形成工程に示すように、第２導電性膜としてのポリシリコン膜８上に金属シリサイド膜９を積層形成して成るサリサイド構造の金属配線を形成することができる。
【００５９】
即ち、これらのコバルト膜除去工程とシリサイド膜安定化工程により金属配線形成工程が構成されており、金属配線形成工程で金属シリサイド膜９を金属配線の一部（ポリシリコン膜８上に金属シリサイド膜９を積層）として形成する。
【００６０】
このとき、コンタクトホール７内にある、第２導電性膜としてのポリシリコン膜８の膜厚を薄膜化方向に適宜調整して、ポリシリコン膜８を全てフルシリサイド化してもよい。これにより、更なる低抵抗化が可能となる。
【００６１】
その後、図１０のシリコン酸化膜および遮光膜形成工程に示すように、例えばＣＶＤ法などによって、その第１絶縁膜６および金属シリサイド膜９上に層間絶縁膜として、膜厚２００ｎｍのシリコン酸化膜１０を形成し、さらに、その上に、膜厚１００ｎｍのタングステン（Ｗ）膜などの遮光膜１１を基板全面に形成する。さらに、フォトダイオード部３１に対応する箇所の遮光膜１１を開口して窓開けする。
【００６２】
即ち、第１絶縁膜６および金属シリサイド膜９上に第２絶縁膜としてのシリコン酸化膜１０を形成する第２絶縁膜形成工程と、シリコン酸化膜１０上に、受光部としてのフォトダイオード部３１の上方を開口した遮光膜１１を形成する遮光膜形成工程とを更に有している。
【００６３】
最後に、図示しないが、プラズマＣＶＤ法などで、その上にシリコン窒化膜などのパッシベーション膜（図示せず）を形成してシンター処理をした後に、さらにその上にカラーフィルタ（図示せず）さらにその上にオンチップマイクロレンズ（図示せず）などを形成して本実施形態１の固体撮像素子２０を製造することができる。
【００６４】
以上のように、本実施形態１の固体撮像素子２０の製造方法は、ゲート絶縁膜４が形成された半導体基板１上に、第１導電性膜としてのリンドープポリシリコン膜を成膜する工程と、リンドープポリシリコン膜をパターニングして電荷転送ゲート電極５を形成する工程と、電荷転送ゲート電極５上に第１絶縁膜６を形成する工程と、第１絶縁膜６に電荷転送ゲート電極５の表面に貫通するコンタクトホール７を形成し、コンタクトホール７内を埋め込むように基板全面に第２導電性膜としてのポリシリコン膜８を形成する工程と、ポリシリコン膜８をパターニングして配線パターンを形成する工程と、ポリシリコン膜８を金属シリサイドに変質させる工程と、金属シリサイド膜を金属配線の一部または全部として形成する工程とを有し、第１導電性膜および、第２導電性膜は高濃度のリン（Ｐ）がドープされたポリシリコン材料８ａであって、金属シリサイドはコバルトシリサイドからなっている。
【００６５】
したがって、本実施形態１では、電荷転送ゲート電極５およびゲート絶縁膜４上に設けられた第１絶縁膜６に、電荷転送ゲート電極５上に至る貫通孔のコンタクトホール８が設けられ、コンタクトホール７内に埋め込まれて電荷転送ゲート電極５と電気的に接続される金属シリサイド膜９を有する金属配線が設けられている。電荷転送ゲート電極５を構成する第１導電性膜および、コンタクトホール７内を埋め込んで金属シリサイド膜９に変質する前の第２導電性膜は共にリンドープポリシリコン膜であり、この金属シリサイド膜９は例えばコバルトシリサイド膜である。
【００６６】
これによって、本実施形態１の固体撮像素子２０の製造方法によれば、従来のチタン膜はスパッタリングにより成膜するので、微細なコンタクトホール７を十分に埋めることができないが、第２導電性膜８としての高濃度リンドープポリシリコン材料８ａにより、微細なコンタクトホール７を十分に容易に埋めることができる。このため、従来のようなバリアメタル膜の埋め込み不良による抵抗上昇がない。従来に比べて抵抗値のばらつきが少なく抵抗値自体も半分以下になる。また、従来のように水素吸着効果のあるチタン膜（Ｔｉ膜）がなく、また、水素吸着効果の無いコバルトシリサイド（ＣｏＳｉｘ）により配線形成が為されているため、固体撮像素子２０の暗時特性の劣化を抑制することができる。さらに、従来のようにチタン膜（Ｔｉ膜）を用いていないため、配線パターン形成時の絶縁膜の過剰なオーバーエッチングを行う必要がないため、電荷転送ゲート電極５上に層間膜としての第１絶縁膜６を必要以上に形成する必要がなく、その結果、遮光膜１１の表面が高くなることがないので、斜め光に対する感度劣化を抑制することができる。
【００６７】
したがって、従来のように、バリアメタル膜と、その下地膜との密着性層のチタン膜（Ｔｉ膜）とを用いることがなく、第２導電性膜を変質して金属シリサイド膜を形成するための第２導電性膜としての例えばリンドープポリシリコン膜を用いるため、配線の電荷転送ゲート電極５への接続が低抵抗で、暗時特性や集光特性などの画素特性の劣化もなく、電荷転送ゲート電極５上に配線を良好に接続させることができる。
【００６８】
なお、本実施形態１では、電荷転送ゲート電極５およびゲート絶縁膜４上に設けられた第１絶縁膜６に、電荷転送ゲート電極５上に至る貫通孔のコンタクトホール８が設けられ、コンタクトホール７内に埋め込まれて電荷転送ゲート電極５と電気的に接続される金属シリサイド膜９としてのコバルトシリサイド膜（ＣｏＳｉｘ）を有する金属配線が設けられている場合について説明したが、これに限らず、金属シリサイド膜９としてコバルトシリサイド膜（ＣｏＳｉｘ）に代えてニッケルシリサイド膜であってもよい。
【００６９】
なお、本実施形態１では、固体撮像素子２０をＣＣＤ型固体撮像素子に適用して説明したが、これに限らず、固体撮像素子２０をＣＭＯＳ型固体撮像素子２０Ａ（図１１）に適用することもできる。
【００７０】
固体撮像素子２０では、ＣＣＤ型固体撮像素子２０であり、画素部毎に光電変換部として受光部が設けられ、受光部に隣接して、受光部からの信号電荷を所定方向に電荷転送するための電荷転送部および、この上に、読み出された信号電荷を電荷転送制御するためのゲート電極およびその上の金属遮光膜が配置されている。ＣＣＤ型固体撮像素子では、半導体基板上に、入射光を光電変換して信号電荷を生成する複数の受光部がマトリクス状に設けられ、列方向の複数の受光部毎に隣接して、当該列方向の複数の受光部から読み出された各信号電荷を電荷転送するための各電荷転送部がそれぞれ設けられ、電荷転送部上にゲート絶縁膜を介して、読み出された各信号電荷を電荷転送制御するための電荷転送電極が設けられている。
【００７１】
一方、固体撮像素子２０Ａは、ＣＭＯＳ型固体撮像素子であり、複数の画素部のそれぞれに、画素部毎に光電変換部として受光部が設けられ、受光部に隣接して、受光部からの信号電荷が電荷転送部およびその上の電荷転送電極を介して電荷電圧変換部に電荷転送するための電荷転送トランジスタと、受光部毎に電荷転送トランジスタにより電荷電圧変換部に電荷転送された信号電荷が電圧変換され、この変換電圧に応じて増幅されて画素部毎の撮像信号として読み出すための読出回路とを有している。この場合の電荷転送部およびその上の電荷転送電極について、受光部に隣接して、受光部から読み出された信号電荷を電荷転送するための電荷転送部が設けられ、電荷転送部上にゲート絶縁膜を介して電荷転送制御するための電荷転送電極が設けられている。
【００７２】
したがって、本発明の固体撮像素子は、半導体基板上に、入射光を光電変換して信号電荷を生成する複数の受光部がマトリクス状に設けられ、該受光部に隣接して、該受光部から読み出された信号電荷を電荷転送するための電荷転送部が設けられ、該電荷転送部上にゲート絶縁膜を介して電荷転送制御するための電荷転送電極が設けられている。
【００７３】
（実施形態２）
図１１は、本発明の実施形態２として、本発明の実施形態１の固体撮像素子２０からの信号電荷を所定の信号処理する固体撮像装置を撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。
【００７４】
図１１において、本実施形態３の電子情報機器９０は、上記実施形態１の固体撮像素子２０または２０Ａからの信号電荷を所定の信号処理をしてカラー画像信号を得る固体撮像装置９１と、この固体撮像装置９１からのカラー画像信号を記録用に所定の信号処理した後にデータ記録可能とする記録メディアなどのメモリ部９２と、この固体撮像装置９１からのカラー画像信号を表示用に所定の信号処理した後に液晶表示画面などの表示画面上に表示可能とする液晶表示装置などの表示部９３と、この固体撮像装置９１からのカラー画像信号を通信用に所定の信号処理をした後に通信処理可能とする送受信装置などの通信部９４と、この固体撮像装置９１からのカラー画像信号を印刷用に所定の印刷信号処理をした後に印刷処理可能とするプリンタなどの画像出力部９５とを有している。なお、この電子情報機器９０として、これに限らず、固体撮像装置９１の他に、メモリ部９２と、表示部９３と、通信部９４と、プリンタなどの画像出力部９５とのうちの少なくともいずれかを有していてもよい。
【００７５】
この電子情報機器９０としては、前述したように例えばデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、監視カメラ、ドアホンカメラ、車載用後方監視カメラなどの車載用カメラおよびテレビジョン電話用カメラなどの画像入力カメラ、スキャナ装置、ファクシミリ装置、カメラ付き携帯電話装置および携帯端末装置（ＰＤＡ）などの画像入力デバイスを有した電子機器が考えられる。
【００７６】
したがって、本実施形態２によれば、この固体撮像装置９１からのカラー画像信号に基づいて、これを表示部９３により表示画面上に良好に表示したり、これを紙面にて画像出力部９５により良好にプリントアウト（印刷）したり、これを通信データとして有線または無線にて良好に通信したり、これをメモリ部９２に所定のデータ圧縮処理を行って良好に記憶したり、各種データ処理を良好に行うことができる。
【００７７】
なお、上記実施形態１では、特に詳細には説明していないが、半導体基板１上に、入射光を光電変換して信号電荷を生成する複数の受光部がマトリクス状に設けられ、受光部に隣接して、受光部から読み出された信号電荷を電荷転送するための電荷転送部が設けられ、電荷転送部上にゲート絶縁膜４を介して電荷転送制御するための電荷転送ゲート電極５が設けられた固体撮像素子２０または２０Ａにおいて、電荷転送ゲート電極５およびゲート絶縁膜４上に設けられた第１絶縁膜６に、電荷転送ゲート電極５上に至るコンタクトホール７が設けられ、コンタクトホール７に埋め込まれて電荷転送ゲート電極５と電気的に接続される金属シリサイド膜９を有する金属配線が設けられていることにより、従来のように、バリアメタル膜と、その下地膜との密着性層のチタン膜（Ｔｉ膜）とを用いることが無く、第２導電性膜を変質して金属シリサイド膜を形成するための第２導電性膜としての例えばリンドープポリシリコン膜を用いるため、配線の電荷転送電極への接続が低抵抗で、暗時特性や集光特性などの画素特性の劣化もなく、電荷転送電極上に配線を良好に接続させることができる本発明の目的を達成することができる。
【００７８】
以上のように、本発明の好ましい実施形態１、２を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態１、２に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態１、２の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、被写体からの画像光を光電変換して撮像する半導体素子で構成された固体撮像素子およびその製造方法、この製造方法により作製された固体撮像素子を画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラおよびデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、監視カメラなどの画像入力カメラ、スキャナ装置、ファクシミリ装置、テレビジョン電話装置、カメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器の分野において、従来のように、バリアメタル膜と、その下地膜との密着性層のチタン膜（Ｔｉ膜）とを用いることが無く、第２導電性膜を変質して金属シリサイド膜を形成するための第２導電性膜としての例えばリンドープポリシリコン膜を用いるため、配線の電荷転送電極への接続が低抵抗で、暗時特性や集光特性などの画素特性の劣化もなく、電荷転送電極上に配線を良好に接続させることができる。
【符号の説明】
【００８０】
１  ｎ型半導体基板
２  ｐ型ウェル
３  垂直ＣＣＤ転送部
３１  フォトダイオード部
４  ゲート絶縁膜
５  電荷転送ゲート電極
６  第１絶縁膜
６ａ  高濃度リンドープポリシリコン材料
７  コンタクトホール
８  ポリシリコン膜（第２導電性膜）
８ａ  ポリシリコン材料
９  金属シリサイド膜
１０  シリコン酸化膜（第２絶縁膜）
１１  遮光膜
２０、２０Ａ  固体撮像素子
９０  電子情報機器
９１  固体撮像装置
９２  メモリ部
９３  表示部
９４  通信部
９５  画像出力部
【図１】
2012064815.tif 000003
【図２】
2012064815.tif 000004
【図３】
2012064815.tif 000005
【図４】
2012064815.tif 000006
【図５】
2012064815.tif 000007
【図６】
2012064815.tif 000008
【図７】
2012064815.tif 000009
【図８】
2012064815.tif 000010
【図９】
2012064815.tif 000011
【図１０】
2012064815.tif 000012
【図１１】
2012064815.tif 000013
【図１２】
2012064815.tif 000014