(57)【要約】【課題】プラグに対する信号配線層の接続抵抗を低減しながら暗電流を抑制する。【解決手段】光電変換装置は、光電変換部と、前記光電変換部の上方に設けられ、画素における少なくとも前記光電変換部を除く領域を遮光する遮光層と、前記光電変換部で発生した電荷を電圧に変換する半導体領域と、前記半導体領域又は配線層にプラグを介して接続された信号配線層と、前記遮光層の下面に沿って配された第１のバリアメタル層と、前記信号配線層の上面又は下面に沿って前記信号配線層と前記プラグとの間に配された第２のバリアメタル層とを備え、前記第１のバリアメタル層は、前記光電変換部における暗電流を抑制するように、前記第２のバリアメタル層より水素吸蔵能力の低い材料で形成されており、前記第２のバリアメタル層は、前記信号配線層と前記プラグとの接続抵抗を低減するように、前記第１のバリアメタル層より比抵抗の小さい材料で形成されている。【選択図】図１
2009283634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換部と、
前記光電変換部の上方に設けられ、少なくとも前記光電変換部の周辺を遮光する遮光層と、
前記光電変換部で発生した電荷を電圧に変換する半導体領域と、
前記半導体領域にプラグを介して接続された信号配線層と、
前記遮光層の下面に配された第１のバリアメタル層と、
前記信号配線層の少なくとも下面であって、前記信号配線層と前記プラグとの間に配された第２のバリアメタル層と、
を備え、
前記第１のバリアメタル層は、前記第２のバリアメタル層より水素吸蔵能力の低い材料で形成されており、
前記第２のバリアメタル層は、前記第１のバリアメタル層より比抵抗の小さい材料で形成されている
ことを特徴とする光電変換装置。
【請求項２】
有効領域と遮光領域とを有する光電変換装置であって、
前記有効領域と前記遮光領域とのそれぞれに配された複数の光電変換部と、
前記複数の光電変換部の上方に設けられ、前記有効領域における前記光電変換部の周辺を遮光し、前記遮光領域における前記光電変換部と前記光電変換部の周辺とを遮光する遮光層と、
前記有効領域と前記遮光領域とのそれぞれにおいて、前記光電変換部で発生した電荷を電圧に変換する半導体領域と、
前記有効領域と前記遮光領域とのそれぞれにおいて、前記半導体領域にプラグを介して接続された信号配線層と、
前記有効領域と前記遮光領域とのそれぞれにおいて、前記遮光層の下面に配された第１のバリアメタル層と、
前記有効領域と前記遮光領域とのそれぞれにおいて、前記信号配線層の少なくとも下面であって、前記信号配線層と前記プラグとの間に配された第２のバリアメタル層と、
を備え、
前記第１のバリアメタル層は、前記第２のバリアメタル層より水素吸蔵能力の低い材料で形成されており、
前記第２のバリアメタル層は、前記第１のバリアメタル層より比抵抗の小さい材料で形成されている
ことを特徴とする光電変換装置。
【請求項３】
前記第１のバリアメタル層は、反射防止膜として機能し、
前記第２のバリアメタル層は、前記プラグと前記信号配線層との間の密着層として機能する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光電変換装置。
【請求項４】
前記第１のバリアメタル層は、６ａ族、７ａ族、及び８ａ族のいずれかの元素、前記元素の窒素化合物、及び前記元素の珪素化合物の少なくとも１つで形成されている
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光電変換装置。
【請求項５】
前記第１のバリアメタル層は、タングステンシリサイド及びタングステンナイトライドの少なくとも一方を含む
ことを特徴とする請求項４に記載の光電変換装置。
【請求項６】
前記第２のバリアメタル層は、チタン及びタンタルの少なくとも一方を含む
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光電変換装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の光電変換装置と、
前記光電変換装置の撮像面へ像を形成する光学系と、
前記光電変換装置から出力された信号を処理して画像データを生成する信号処理部と、
を備えたことを特徴とする撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換装置及び撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、バリアメタル層の主成分であるチタン（Ｔｉ）は、配線層の主成分であるアルミニウム（Ａｌ）に比べて水素吸蔵効果が高い。そのため、Ｔｉを主成分とするバリアメタル層は、半導体装置の水素アニール時に水素を吸蔵し、Ｓｉ−ＳｉＯ２界面近傍の水素終端効果（水素アニール効果）を弱めることがある。これにより、半導体装置の暗電流が増大する可能性がある。
【０００３】
特許文献１に示された固体撮像装置では、各主配線層の反応防止用の全てのバリアメタル層と、コンタクトホールを埋め込む為のタングステンなどからなる導電層に対する密着層とが、タングステンナイトライド（ＷＮｘ）で形成されている。これにより、特許文献１によれば、バリアメタル層や密着層をＴｉ又はチタンナイトライド（ＴｉＮ）で形成する場合に比べて、水素アニールによる界面準位の低減を促進できるので、暗電流を抑制できるとされている。
【０００４】
また、特許文献２に示された半導体装置では、メタル配線膜と半導体基板とのコンタクトを、タングステンシリサイド（ＷＳｉｘ）からなる密着層とプラグ膜とを介してとっている。これにより、特許文献２によれば、密着層をチタン系のメタルで形成する場合に比べて、暗電流を抑制できるとされている。
【特許文献１】特開２００３−２０４０５５号公報
【特許文献２】特開平８−３７２３６号公報
【非特許文献１】最新版  超LSIプロセスデータハンドブック、(株)サイエンスフォーラム
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１及び特許文献２に示された技術では、水素吸蔵能力の低い導電膜（タングステンナイトライドやタングステンシリサイド）をバリアメタル層として使用している。この場合、プラグに対するバリアメタル層の接続抵抗は、水素吸蔵能力の高い導電膜（例えばチタンやチタンナイトライド）をバリアメタル層として使用した場合よりも高くなる可能性がある。
【０００６】
非特許文献１によれば、水素吸蔵能力の低いタングステンシリサイド（ＷＳｉ２）の比抵抗は、３３.４μΩ・ｃｍ（２０℃）であり、水素吸蔵能力の高いチタンナイトライド（ＴｉＮ）の比抵抗１８μΩ・ｃｍ（２０℃）より高い。
【０００７】
ここで、画素では、フォトダイオード（光電変換部）にて光に応じた電荷が発生し、フローティングディフュージョン（半導体領域）にその電荷が転送される。そして、フローティングディフュージョンの電圧に応じた信号が配線（信号配線層）を介して増幅ＭＯＳトランジスタのゲートに入力される。その増幅ＭＯＳトランジスタは、フローティングディフュージョンの電圧に応じた信号を増幅して信号線（信号配線層）へ出力する。
【０００８】
タングステンシリサイドを信号配線層のバリアメタル層に用いた場合、プラグに対する信号配線層の接続抵抗が増加するので、転送される信号レベル（電圧）の降下を招くことがある。その結果、Ｓ／Ｎ比の悪化を招く場合があり、同時にＲＣ遅延による転送速度の低下も問題となり得る。
【０００９】
さらに具体的には、固体撮像装置では、画素数の大規模化や撮像速度の高速化が市場から要求され、単位画素の寸法が微細化する傾向がある。画素の微細化による集光率の悪化を補うために開口率を可能な限り大きくする必要が生じるので、信号を伝達するための電気経路において、水平方向に延びた信号配線層に比べて、垂直方向に延びたプラグが多用される傾向にある。このような状況では、１行または１列の画素の信号を伝達するための電気経路において、画素数の少なくとも２倍の個数のプラグが用いられる。これにより、配線抵抗におけるプラグの影響が大きくなる。すなわち、実質的にプラグに対するバリアメタル層の接続抵抗が配線抵抗の全体に対して大きな割合を占める。
【００１０】
ここで、接続抵抗は、バリアメタル層自体の抵抗とプラグに対する接触抵抗とにより決定される。配線抵抗のうち、配線材料であるアルミニウムや銅の比抵抗は、それぞれ２．６２μΩ・ｃｍや１．６９μΩ・ｃｍである。それに対してバリアメタル層の比抵抗は数十μΩ・ｃｍであり、その配線抵抗全体に占めるバリアメタルの割合が高いと考えられる。
一方、上記の課題１を解決するために、ＴｉやＴｉＮでバリアメタル層を形成すると、Ｔｉを主成分とするバリアメタル層は、水素アニール時に水素を吸蔵し、Ｓｉ−ＳｉＯ２界面近傍の水素終端効果（水素アニール効果）を弱めることがある。これにより、暗電流が増大する可能性がある。
【００１１】
本発明の目的は、プラグに対する信号配線層の接続抵抗を低減しながら暗電流を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１側面に係る光電変換装置は、光電変換部と、前記光電変換部の上方に設けられ、少なくとも前記光電変換部の周辺を遮光する遮光層と、前記光電変換部で発生した電荷を電圧に変換する半導体領域と、前記半導体領域にプラグを介して接続された信号配線層と、前記遮光層の下面に沿って配された第１のバリアメタル層と、前記信号配線層の少なくとも下面に沿って前記信号配線層と前記プラグとの間に配された第２のバリアメタル層とを備え、前記第１のバリアメタル層は、前記第２のバリアメタル層より水素吸蔵能力の低い材料で形成されており、前記第２のバリアメタル層は、前記第１のバリアメタル層より比抵抗の小さい材料で形成されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第２側面に係る光電変換装置は、有効領域と遮光領域とを有する光電変換装置であって、前記有効領域と前記遮光領域とのそれぞれに配された複数の光電変換部と、前記複数の光電変換部の上方に設けられ、前記有効領域における前記光電変換部の周辺を遮光し、前記遮光領域における前記光電変換部と前記光電変換部の周辺とを遮光する遮光層と、前記有効領域と前記遮光領域とのそれぞれにおいて、前記光電変換部で発生した電荷を電圧に変換する半導体領域と、前記有効領域と前記遮光領域とのそれぞれにおいて、前記半導体領域にプラグを介して接続された信号配線層と、前記有効領域と前記遮光領域とのそれぞれにおいて、前記遮光層の下面に沿って配された第１のバリアメタル層と、前記有効領域と前記遮光領域とのそれぞれにおいて、前記信号配線層の少なくとも下面に沿って前記信号配線層と前記プラグとの間に配された第２のバリアメタル層とを備え、前記第１のバリアメタル層は、前記第２のバリアメタル層より水素吸蔵能力の低い材料で形成されており、前記第２のバリアメタル層は、前記第１のバリアメタル層より比抵抗の小さい材料で形成されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第３側面に係る撮像システムは、本発明の第１側面又は第２側面に係る光電変換装置と、前記光電変換装置の撮像面へ像を形成する光学系と、前記光電変換装置から出力された信号を処理して画像データを生成する信号処理部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、プラグに対する信号配線層の接続抵抗を低減しながら暗電流を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の第１実施形態に係る光電変換装置１を、図１を用いて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る光電変換装置１の断面構成を示す図である。
【００１７】
光電変換装置１は、複数の光電変換部ＰＤ１，ＰＤ２、遮光層３０、転送ゲートＴＸ、及び半導体領域ＦＤ、を備える。光電変換装置１は、第１の信号配線層１０、第２の信号配線層２０、第１のバリアメタル層（反射防止膜）３１、及び第２のバリアメタル層（密着層）１１，１２，２１，２２を備える。光電変換装置１は、有効領域ＥＡと遮光領域（オプティカルブラック領域）ＯＢＡとを有する。
【００１８】
複数の光電変換部ＰＤ１，ＰＤ２は、有効領域ＥＡと遮光領域ＯＢＡとのそれぞれに配されている。遮光層３０により遮光されていない光電変換部ＰＤ１は、光に応じた電荷を発生させる。光電変換部ＰＤ１，ＰＤ２は、例えば、フォトダイオードである。
【００１９】
遮光層３０は、複数の光電変換部ＰＤ１，ＰＤ２の上方に設けられ、画素Ｐ１，Ｐ２における少なくとも光電変換部ＰＤ１，ＰＤ２を除く領域を遮光する。遮光層３０は、有効領域ＥＡの画素Ｐ１における光電変換部ＰＤ１を除く領域を遮光し、遮光領域ＯＢＡの画素における光電変換部ＰＤ１を含む全領域を遮光する。遮光層３０は、有効領域ＥＡに開口３０ａを有している。開口３０ａは、有効領域ＥＡの光電変換部ＰＤ１に対する開口領域を規定している。遮光層３０は、例えば、アルミニウムを主成分とする材料（Ａｌ−Ｃｕ系金属間化合物）で形成されている。
【００２０】
なお、遮光層３０は、例えば、銅を主成分とする材料で形成されていてもよい。
【００２１】
転送ゲートＴＸは、光電変換部ＰＤ１と半導体領域ＦＤとの間における半導体基板ＳＢの上に配されている。転送ゲートＴＸは、所定の期間に、光電変換部ＰＤ１で発生した電荷を半導体領域ＦＤへ転送する。
【００２２】
半導体領域ＦＤは、光電変換部ＰＤ１で発生した電荷を電圧に変換する。半導体領域ＦＤは、例えば、フローティングディフュージョンである。
【００２３】
第１の信号配線層１０は、半導体領域ＦＤにプラグＰＧ１を介して接続されている。第１の信号配線層１０は、プラグＰＧ１を介して半導体領域ＦＤから受けた半導体領域ＦＤの電圧に応じた信号を後段（周辺回路）へ伝達する。第１の信号配線層１０は、例えば、アルミニウムを主成分とする材料で形成されている。プラグＰＧ１は、例えば、タングステンを主成分とする材料で形成されている。
【００２４】
第２の信号配線層２０は、第１の信号配線層１０にプラグＰＧ２を介して接続されている。第２の信号配線層２０は、プラグＰＧ１、第１の信号配線層１０、及びプラグＰＧ２を介して半導体領域ＦＤから受けた半導体領域ＦＤの電圧に応じた信号を後段（周辺回路）へ伝達する。第２の信号配線層２０は、例えば、アルミニウムを主成分とする材料で形成されている。プラグＰＧ２は、例えば、タングステンを主成分とする材料で形成されている。
【００２５】
第１のバリアメタル層３１は、遮光層３０の下面に沿って配されているとともに、プラグＰＧ３の側面及び底面に沿って配されている。第１のバリアメタル層３１は、遮光層３０における反射防止膜としても機能している。第１のバリアメタル層３１は、光電変換部ＰＤ１の上方に開口３１ａを有している。開口３１ａは、光電変換部ＰＤ１に対する開口領域を規定している。
【００２６】
ここで、第１のバリアメタル層３１は、光電変換部ＰＤ１，ＰＤ２における暗電流を抑制するように、第２のバリアメタル層１１，１２，２１，２２より水素吸蔵能力の低い材料で形成されている。例えば、第１のバリアメタル層３１は、６ａ族、７ａ族、及び８ａ族のいずれかの元素の窒素化合物で形成されている。６ａ族、７ａ族、及び８ａ族のいずれかの元素の窒素化合物は、水素を吸蔵しにくい化合物である。第１のバリアメタル層３１は、例えば、ＷＮｘ（タングステンナイトライド）で形成されている。
【００２７】
なお、第１のバリアメタル層３１は、６ａ族、７ａ族、及び８ａ族のいずれかの元素、その元素の窒素化合物、及びその元素の珪素化合物の少なくとも１つで形成されていても良い。第１のバリアメタル層３１は、タングステンシリサイド（ＷＳｉｘ）及びタングステンナイトライド（ＷＮｘ）の少なくとも一方を含んでいてもよい。
【００２８】
第２のバリアメタル層１１は、第１の信号配線層１０の下面に沿って配されている。第２のバリアメタル層１１は、第１の信号配線層１０とプラグＰＧ１との間に配された密着層として機能している。第２のバリアメタル層１１は、第１のバリアメタル層３１より比抵抗の小さい材料で形成されている。例えば、第２のバリアメタル層１１は、Ｔｉ（チタン）やＴｉＮで形成されている。
【００２９】
なお、第２のバリアメタル層１１は、Ｔｉ及びＴａ（タンタル）の少なくとも一方を含んでいてもよい。
【００３０】
第２のバリアメタル層１２は、第１の信号配線層１０の上面に沿って配されている。第２のバリアメタル層１２は、第１の信号配線層１０とプラグＰＧ２との間に配された密着層として機能している。第２のバリアメタル層１２は、第１のバリアメタル層３１より比抵抗の小さい材料で形成されている。例えば、第２のバリアメタル層１２は、ＴｉやＴｉＮで形成されている。
【００３１】
なお、第２のバリアメタル層１２は、Ｔｉ及びＴａの少なくとも一方を含んでいてもよい。
【００３２】
第２のバリアメタル層２１は、第２の信号配線層２０の下面に沿って配されている。第２のバリアメタル層２１は、第２の信号配線層２０とプラグＰＧ２との間に配された密着層として機能している。第２のバリアメタル層２１は、第１のバリアメタル層３１より比抵抗の小さい材料で形成されている。例えば、第２のバリアメタル層２１は、ＴｉやＴｉＮで形成されている。
【００３３】
なお、第２のバリアメタル層２１は、Ｔｉ及びＴａの少なくとも一方を含んでいてもよい。
【００３４】
第２のバリアメタル層２２は、第２の信号配線層２０の上面に沿って配されている。第２のバリアメタル層２２は、第２の信号配線層２０とプラグＰＧ３との間に配された密着層として機能している。第２のバリアメタル層２２は、第１のバリアメタル層３１より比抵抗の小さい材料で形成されている。プラグＰＧ３は、例えば、タングステンを主成分とする材料で形成されている。例えば、第２のバリアメタル層２２は、ＴｉやＴｉＮで形成されている。
【００３５】
なお、第２のバリアメタル層２２は、Ｔｉ及びＴａの少なくとも一方を含んでいてもよい。
【００３６】
このように、プラグに対する接続抵抗があまり問題とならない遮光層のバリアメタル層を、信号配線層のバリアメタル層に比べて、比抵抗が大きいが水素吸蔵能力の低いＷＮｘ等で形成している。このため、プラグに対する信号配線層の接続抵抗を増加させることなく、光電変換部の界面準位を低減させるための水素アニールを促進できるため、暗電流を抑制できる。
【００３７】
また、暗電流があまり問題とならない信号配線層のバリアメタル層が遮光層のバリアメタル層を、水素吸蔵能力が高いが比抵抗の小さいＴｉ等で形成している。このため、暗電流を増加させることなく、プラグに対する信号配線層の接続抵抗を低減することができる。
【００３８】
すなわち、プラグに対する信号配線層の接続抵抗を低減しながら暗電流を抑制することができる。
【００３９】
次に、本発明の第１実施形態に係る光電変換装置１の製造方法を、図１〜図５を用いて説明する。図２〜図５は、本発明の第１実施形態に係る光電変換装置１の製造方法を示す工程断面図である。
【００４０】
図２に示す工程では、説明の簡略化の為に、第２のバリアメタル層２２上の層間絶縁膜４０の形成までが終わっていることとして説明する。フォトリソグラフィ法により、レジストパターンをマスクとしたドライエッチングを行うことにより、層間絶縁膜４０に接続孔２１０を形成する。その後、フォトリソグラフィ法に使用されたフォトレジストを除去する。
【００４１】
図３に示す工程では、スパッタ法により、接続孔２１０が形成された層間絶縁膜４０の上全面に、第１のバリアメタル層３１ｉをＷＮｘで成膜する。その後、ＣＶＤ法により、第１のバリアメタル層３１ｉの上にＷ層２１２を成膜する。
【００４２】
図４に示す工程では、ドライエッチバック法により、第１のバリアメタル層３１ｉを全面に残しながら、Ｗ層２１２におけるプラグＰＧ３とすべき部分以外の部分を除去することにより、プラグＰＧ３を形成する。
【００４３】
図５に示す工程では、スパッタ法により、ＡｌＣｕを堆積することにより、遮光層３０ｉを形成する。そして、スパッタ法により、遮光層３０ｉの上に反射防止膜３２ｉをＴｉ／ＴｉＮで形成する。反射防止膜３２ｉは、後述の図１に示す工程で所定のレジストパターンを精度良く形成できるように、遮光層３０ｉの上面における光の反射を防止する。
【００４４】
図１に示す工程では、フォトリソグラフィ法により、レジストパターンをマスクとしたドライエッチングを行うことにより、反射防止膜３２ｉ、遮光層３０ｉ、及び第１のバリアメタル層３１ｉにそれぞれ開口３２ａ，３０ａ，３１ａを形成する。その後、第１のバリアメタル層３１、遮光層３０、及び反射防止膜３２を覆うように、パッシベーション膜５０を形成する。
【００４５】
以上のように、本実施形態によれば、６ａ〜８ａ金属の窒化物や珪化物より接続抵抗の小さいＴｉ系合金などの材料で信号配線層が形成されているので、信号配線層の配線抵抗を低く押さえることが可能である。これにより、画素から出力された信号のレベルの低下（電圧降下）を抑制でき、Ｓ／Ｎ比の悪化や転送速度の悪化を避けることができる。
【００４６】
同時に、遮光層下面には水素吸蔵効果が低いバリアメタル層を用いることにより、水素アニールで供給された水素がバリアメタル層で吸収阻止されず、均等に光電変換部の界面準位に供給されるようにすることができる。これにより、遮光領域ＯＢＡの光電変換部の水素アニールによる界面準位低減の効果を有効領域ＥＡの光電変換部と同等程度にすることができる。よって、遮光領域ＯＢＡの光電変換部と有効領域ＥＡの光電変換部との間において界面準位の水素終端化処理の差が小さくなる効果が得られる。これにより、遮光領域ＯＢＡの光電変換部と有効領域ＥＡの光電変換部との暗電流差が減少するので、レベル補正を適切に行うことが容易になる。
【００４７】
なお、光電変換装置１は、遮光領域ＯＢＡを有しない場合でも、信号配線層のバリアメタル層が遮光層のバリアメタル層より比抵抗の小さい材料で形成されれば、プラグに対する信号配線層の接続抵抗を低減することができる。また、遮光層のバリアメタル層が水素を吸蔵しにくい化合物で形成されれば、光電変換部の界面準位を低減させるための水素化処理を促進できるため、暗電流を抑制できる。すなわち、プラグに対する信号配線層の接続抵抗を低減しながら暗電流を抑制することができる。
【００４８】
次に、本発明の光電変換装置１を適用した撮像システムの一例を図６に示す。
【００４９】
撮像システム９０は、図６に示すように、主として、光学系、撮像装置８６及び信号処理部を備える。光学系は、主として、シャッター９１、撮影レンズ９２及び絞り９３を備える。撮像装置８６は、光電変換装置１を含む。信号処理部は、主として、撮像信号処理回路９５、Ａ／Ｄ変換器９６、画像信号処理部９７、メモリ部８７、外部Ｉ／Ｆ部８９、タイミング発生部９８、全体制御・演算部９９、記録媒体８８及び記録媒体制御Ｉ／Ｆ部９４を備える。なお、信号処理部は、記録媒体８８を備えなくても良い。
【００５０】
シャッター９１は、光路上において撮影レンズ９２の手前に設けられ、露出を制御する。
【００５１】
撮影レンズ９２は、入射した光を屈折させて、撮像装置８６の光電変換装置１の撮像面に被写体の像を形成する。
【００５２】
絞り９３は、光路上において撮影レンズ９２と光電変換装置１との間に設けられ、撮影レンズ９２を通過後に光電変換装置１へ導かれる光の量を調節する。
【００５３】
撮像装置８６の光電変換装置１は、光電変換装置１の撮像面に形成された被写体の像を画像信号に変換する。撮像装置８６は、その画像信号を光電変換装置１から読み出して出力する。
【００５４】
撮像信号処理回路９５は、撮像装置８６に接続されており、撮像装置８６から出力された画像信号を処理する。
【００５５】
Ａ／Ｄ変換器９６は、撮像信号処理回路９５に接続されており、撮像信号処理回路９５から出力された処理後の画像信号（アナログ信号）をデジタル信号へ変換する。
【００５６】
画像信号処理部９７は、Ａ／Ｄ変換器９６に接続されており、Ａ／Ｄ変換器９６から出力された画像信号（デジタル信号）に各種の補正等の演算処理を行い、画像データを生成する。この画像データは、メモリ部８７、外部Ｉ／Ｆ部８９、全体制御・演算部９９及び記録媒体制御Ｉ／Ｆ部９４などへ供給される。
【００５７】
メモリ部８７は、画像信号処理部９７に接続されており、画像信号処理部９７から出力された画像データを記憶する。
【００５８】
外部Ｉ／Ｆ部８９は、画像信号処理部９７に接続されている。これにより、画像信号処理部９７から出力された画像データを、外部Ｉ／Ｆ部８９を介して外部の機器（パソコン等）へ転送する。
【００５９】
タイミング発生部９８は、撮像装置８６、撮像信号処理回路９５、Ａ／Ｄ変換器９６及び画像信号処理部９７に接続されている。これにより、撮像装置８６、撮像信号処理回路９５、Ａ／Ｄ変換器９６及び画像信号処理部９７へタイミング信号を供給する。そして、撮像装置８６、撮像信号処理回路９５、Ａ／Ｄ変換器９６及び画像信号処理部９７がタイミング信号に同期して動作する。
【００６０】
全体制御・演算部９９は、タイミング発生部９８、画像信号処理部９７及び記録媒体制御Ｉ／Ｆ部９４に接続されており、タイミング発生部９８、画像信号処理部９７及び記録媒体制御Ｉ／Ｆ部９４を全体的に制御する。
【００６１】
記録媒体８８は、記録媒体制御Ｉ／Ｆ部９４に取り外し可能に接続されている。これにより、画像信号処理部９７から出力された画像データを、記録媒体制御Ｉ／Ｆ部９４を介して記録媒体８８へ記録する。
【００６２】
以上の構成により、光電変換装置１において良好な画像信号が得られれば、良好な画像（画像データ）を得ることができる。
【００６３】
次に、本発明の第２実施形態に係る光電変換装置について、図７を用いて説明する。図７は、本発明の第２実施形態に係る光電変換装置３００の断面構成を示す図である。以下では、第１実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様の部分の説明を省略する。
【００６４】
光電変換装置３００は、第１のバリアメタル層３１の代わりに、第１のバリアメタル層３３１と密着層３３３とを備える。
【００６５】
第１のバリアメタル層３３１は、遮光層３０の下面に沿って配されている。第１のバリアメタル層３３１は、プラグＰＧ３の側面及び底面に沿って配されていない。第１のバリアメタル層３３１は、例えば、ＷＳｉｘ（タングステンシリサイド）で形成されている。
【００６６】
なお、第１のバリアメタル層３３１は、６ａ族、７ａ族、及び８ａ族のいずれかの元素、その元素の窒素化合物、及びその元素の珪素化合物の少なくとも１つで形成されていても良い。
【００６７】
密着層３３３は、プラグＰＧ３の側面及び底面に沿って配されている。密着層３３３は、プラグＰＧ３と第２の信号配線層２０との接続抵抗を低減する。
【００６８】
また、光電変換装置３００の製造方法が、図７〜図１０に示すように、次の点で第１実施形態と異なる。
【００６９】
図８に示す工程は、スパッタ法により、接続孔２１０（図２参照）が形成された層間絶縁膜４０の全面に、密着層３３３ｉをＷＳｉｘで成膜する点で、図３に示す工程と異なる。
【００７０】
図９に示す工程は、ＣＭＰ法により、Ｗ層２１２におけるプラグＰＧ３とすべき部分以外の部分を除去するとともに、密着層３３３ｉにおけるプラグＰＧ３の側面及び底面以外の部分を除去する点で、図４に示す工程と異なる。これにより、プラグＰＧ３及び密着層３３３が形成される。
【００７１】
図１０に示す工程は、ＡｌＣｕを堆積する前に、スパッタ法により、層間絶縁膜４０の上全面に、第１のバリアメタル層３３１ｉをＷＳｉｘで成膜する点で、図５に示す工程と異なる。
【００７２】
次に、プラグＰＧ２に対する第２の信号配線層２０の接続抵抗の値について、仮に第２のバリアメタル層２１をＷＳｉで形成した場合の比較例「ＷＳｉ  ５００Ａ」又は「ＷＳｉ  ３００Ａ」と第２実施形態に対応した実施例とを比較した結果を、図１１に示す。図１１において、「Ｔｉバリア膜」は、第２のバリアメタル層２１をＴｉで形成した実施例を示す。「ＷＳｉ  ５００Ａ」は、仮に第２のバリアメタル層２１を５００ÅのＷＳｉで形成した場合の比較例を示し、「ＷＳｉ  ３００Ａ」は、仮に第２のバリアメタル層２１を３００ÅのＷＳｉで形成した場合の比較例を示す。また、図１１において、「Ｋｅｌｖｉｎ抵抗」とは、ＫｅｌｖｉｎパターンによるプラグＰＧ２に対する第２の信号配線層２０の接続抵抗を測定した結果を示す。「チェーン抵抗」とは、第２の信号配線層２０／・・・／プラグＰＧ２／・・・／第１の信号配線層１０／・・・／プラグＰＧ２／・・・／第２の信号配線層２０／・・・を４０００回繰り返し接続されたチェーンパターンにおける接続抵抗を測定した結果を示す。
【００７３】
図１１に示されるように、ＷＳｉｘの厚みが３００Åの時に２．１７Ω、５００Åの時に５。５６ΩであったＫｅｌｖｉｎ抵抗が、Ｔｉバリア膜の時に１。３１Ωとなった。すなわち、第２のバリアメタル層２１をＷＳｉで形成した場合（比較例）に比べて、第２のバリアメタル層２１をＴｉで形成する実施例では、Ｋｅｌｖｉｎ抵抗が、０．６倍〜０．２４倍に低く抑えられた。
【００７４】
また、ＷＳｉｘの厚みが３００Ａの時に１．４０Ｅ＋４Ω、５００Ａの時に１．９５Ｅ＋４Ωであったチェーン抵抗が、Ｔｉバリア膜では５．６３Ｅ＋３Ωとなった。すなわち、第２のバリアメタル層２１をＷＳｉで形成した場合（比較例）に比べて、第２のバリアメタル層２１をＴｉで形成する実施例では、チェーン抵抗が、０．４倍〜０．２９倍に低く抑えられた。これにより、実施例では、比較例に比べて、プラグＰＧ２に対する第２の信号配線層２０の接続抵抗が低減されたことが分かる。
【００７５】
次に、有効領域の光電変換部の暗電流に対する遮光領域の光電変換部の暗電流の増加率について、仮に第１のバリアメタル層３３１をＴｉ／ＴｉＮで形成した場合の比較例「Ｔｉ／ＴｉＮ」と第２実施形態に対応した実施例とを比較した結果を、図１２に示す。図１２において、「ＷＳｉ  ５００Ａ」は、第１のバリアメタル層３３１を５００ÅのＷＳｉで形成した実施例を示し、「ＷＳｉ  ３００Ａ」は、第１のバリアメタル層３３１を３００ÅのＷＳｉで形成した実施例を示す。「Ｔｉ／ＴｉＮ」は、仮に第１のバリアメタル層３３１をＴｉ／ＴｉＮで形成した場合の比較例を示す。
【００７６】
図１２に示されるように、第１のバリアメタル層３３１をＴｉ／ＴｉＮで形成した場合（比較例：５．５％程度）に比べて、第１のバリアメタル層３３１をＷＳｉで形成する実施例では、増加率が半分以下（１．５〜３．０％）に抑えられている。これにより、実施例では、比較例に比べて、水素アニールによる界面準位の水素終端が効率的に行われたことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光電変換装置１の断面構成を示す図。
【図２】本発明の第１実施形態に係る光電変換装置１の製造方法を示す工程断面図。
【図３】本発明の第１実施形態に係る光電変換装置１の製造方法を示す工程断面図。
【図４】本発明の第１実施形態に係る光電変換装置１の製造方法を示す工程断面図。
【図５】本発明の第１実施形態に係る光電変換装置１の製造方法を示す工程断面図。
【図６】第１実施形態に係る光電変換装置を適用した撮像システムの構成図。
【図７】本発明の第２実施形態に係る光電変換装置３００の断面構成を示す図。
【図８】本発明の第２実施形態に係る光電変換装置３００の製造方法を示す工程断面図。
【図９】本発明の第２実施形態に係る光電変換装置３００の製造方法を示す工程断面図。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る光電変換装置３００の製造方法を示す工程断面図。
【図１１】比較例との比較結果を示す図。
【図１２】比較例との比較結果を示す図。
【符号の説明】
【００７８】
１，３００  光電変換装置
９０  撮像システム
【図１】
2009283634.tif 000003
【図２】
2009283634.tif 000004
【図３】
2009283634.tif 000005
【図４】
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【図５】
2009283634.tif 000007
【図６】
2009283634.tif 000008
【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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