(57)【要約】【課題】第１転送電極と第２転送電極の両方にシリサイド層を同時に形成して、かつ、受光部の面積が小さくすることなくセル面積の縮小化を可能にする。【解決手段】固体撮像装置１の垂直電荷転送部１４は、受光部１２間で水平転送方向に配設された第１転送電極２２と、第１転送電極２２間で受光部１２の水平転送方向側に配設された第２転送電極２３を有し、各転送電極を覆う絶縁膜２４と、第１転送電極２２上の絶縁膜２４に水平転送方向にそって形成された第１開口部２７と、第２転送電極２３上の絶縁膜２４に形成された第２開口部２８と、第１開口部２７内の第１転送電極２２に形成された第１金属シリサイド層３１と、絶縁膜２４上に第２開口部２８を通して第２転送電極２３に接続しかつ第１転送電極２２の一部上に絶縁膜２４を介してオーバラップするように形成された第２金属シリサイド層３２とを有することを特徴とする。【選択図】図１
2009176800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板に入射光を光電変換するもので垂直転送方向および水平転送方向に複数が配置された受光部と、
前記受光部から読み出された信号電荷を垂直転送方向に転送する垂直電荷転送部を有し、
前記垂直電荷転送部は、
前記受光部間で水平転送方向に配設された第１転送電極と、
前記第１転送電極間で前記受光部の水平転送方向側に配設された第２転送電極を有する固体撮像装置において、
前記第１転送電極と前記第２転送電極とを覆う絶縁膜と、
前記第１転送電極上の前記絶縁膜に水平転送方向にそって形成された第１開口部と、
前記第２転送電極上の前記絶縁膜に形成された第２開口部と、
前記第１開口部内の前記第１転送電極に形成された第１金属シリサイド層と、
前記絶縁膜上に前記第２開口部を通して前記第２転送電極に接続しかつ前記第１転送電極の一部上に前記絶縁膜を介してオーバラップするように形成された第２金属シリサイド層と
を有することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記第１転送電極上に前記絶縁膜を介して前記第２金属シリサイド層の１本の一部がオーバラップして形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記第１転送電極上に前記絶縁膜を介して前記第２金属シリサイド層の２本の一部がオーバラップして形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項４】
水平転送方向に形成された前記第２金属シリサイド層は垂直転送方向に対称に形成されている
ことを特徴とする請求項３記載の固体撮像装置。
【請求項５】
半導体基板に入射光を光電変換するもので垂直転送方向および水平転送方向に複数が配置された受光部と、
前記受光部から読み出された信号電荷を垂直転送方向に転送する垂直電荷転送部を有し、
前記垂直電荷転送部の転送電極に、
前記受光部間で水平転送方向に配設された第１転送電極と、
前記第１転送電極間で前記受光部の水平転送方向側に配設された第２転送電極を有する固体撮像装置の製造方法において、
前記第１転送電極と前記第２転送電極は、
前記半導体基板上にゲート絶縁膜を介して前記受光部の垂直転送方向側で水平転送方向に第１転送電極と、前記第１転送電極間で前記受光部の水平転送方向側に第２転送電極を形成する工程と、
前記第１転送電極と前記第２転送電極とを覆う絶縁膜を形成する工程と、
前記第１転送電極上の前記絶縁膜に水平転送方向にそって前記絶縁膜に第１開口部を形成するとともに、前記第２転送電極上の前記絶縁膜に第２開口部を形成する工程と、
前記絶縁膜上に前記第２開口部を通して前記第２転送電極に接続しかつ前記絶縁膜を介して前記第１転送電極の一部上にオーバラップするようにシリコンパターンを形成する工程と、
前記第１開口部内の前記第１転送電極に第１金属シリサイド層を形成するとともに、前記シリコンパターンをシリサイド化して第２金属シリサイド層を形成する工程と
を有することを特徴とす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、固体撮像装置およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤ型固体撮像装置のセルサイズ縮小、高速転送レートを実現するため転送電極の低抵抗化が求められている。一般的に転送電極はＲＣの分布定数回路的であり、転送電極の端に印加されたパルスが遅延を起こすため、ＣＣＤの電荷転送に支障を与えるためである。
【０００３】
また、転送電極を低抵抗化する従来技術は、例えば、転送電極がポリシリコンの場合、ポリシリコンに不純物を導入することにより低抵抗化を行う。または、ポリシリコンを厚膜化することで低抵抗化をはかる。しかし、この方法では抵抗を大幅に改善することは難しい。また、画素の小型化とポリシリコンの厚膜化はトレードオフの関係にある。これは、ポリシリコンが厚膜化すると、その上に形成される遮光膜が高くなり、本来画素に入射すべき光が遮光膜によって遮られてしまう。
【０００４】
転送電極の厚みを抑えつつ低抵抗化する方法として、高融点金属シリサイドが考えられている。高融点金属シリサイドを形成するためには、シリサイドを自己整合的に形成するサリサイド技術が一般的である（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
ＣＣＤ型固体撮像素子を形成するためには、上記説明したように、電荷を転送するために一つの受光部に対して２本の転送電極（第１転送電極と第２転送電極）が必要であり、微小画素セル（例えば、２μｍ以下）ではポリシリコンを積層する構造が提案されている（例えば、特許文献２、３参照。）。
これにシリサイドを適用する場合、各々の電極に対してシリサイド形成する必要が生じる。上記両方の転送電極にサリサイド技術を用いた場合、前洗浄、金属成膜、アニール、選択剥離、アニールの少なくとも５工程が増加する。２本の転送電極に対して同時にシリサイドを形成するためには、転送電極を重ねることなく並列に配置すれば良いが、これではセルサイズを一定とした場合、転送電極の抵抗を低くするためには転送電極の形成面積が大きくなり、その結果、受光部の面積が小さくならざるを得なくなる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１２４６５８号公報
【特許文献２】特開平０６−０６１４６８号公報
【特許文献３】特開平０７−０９４６８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
解決しようとする問題点は、第１転送電極と第２転送電極の両方にシリサイド層を形成する場合、第１転送電極と第２転送電極との一部を重ね合わせた構成では、第１転送電極と第２転送電極の両方にシリサイド層を同時に形成することができない点であり、転送電極を重ねることなく並列に配置すると、転送電極の低抵抗化のため、転送電極の形成面積が大きくなり、その結果、受光部の面積が小さくならざるを得ない点である。
【０００８】
本発明は、第１転送電極と第２転送電極の両方にシリサイド層を同時に形成して、かつ、受光部の面積が小さくすることなくセル面積の縮小化を可能にする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の固体撮像装置は、半導体基板に入射光を光電変換するもので垂直転送方向および水平転送方向に複数が配置された受光部と、前記受光部から読み出された信号電荷を垂直転送方向に転送する垂直電荷転送部を有し、前記垂直電荷転送部は、前記受光部間で水平転送方向に配設された第１転送電極と、前記第１転送電極間で前記受光部の水平転送方向側に配設された第２転送電極を有する固体撮像装置において、前記第１転送電極と前記第２転送電極とを覆う絶縁膜と、前記第１転送電極上の前記絶縁膜に水平転送方向にそって形成された第１開口部と、前記第２転送電極上の前記絶縁膜に形成された第２開口部と、前記第１開口部内の前記第１転送電極に形成された第１金属シリサイド層と、前記絶縁膜上に前記第２開口部を通して前記第２転送電極に接続しかつ前記第１転送電極の一部上に前記絶縁膜を介してオーバラップするように形成された第２金属シリサイド層とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の固体撮像装置では、受光部間で水平転送方向に第１転送電極が配設され、第１転送電極間で受光部の水平転送方向側に第２転送電極が配設され、それらの第１転送電極と第２転送電極を覆う絶縁膜が形成され、第１転送電極上の絶縁膜に水平転送方向にそって第１開口部が形成され、第２転送電極上の絶縁膜に第２開口部が形成され、第１開口部内の第１転送電極に第１金属シリサイド層が形成され、絶縁膜上に第２開口部を通して第２転送電極に接続しかつ第１転送電極の一部上に絶縁膜を介してオーバラップするように第２金属シリサイド層が形成されていることから、第１金属シリサイド層と第２金属シリサイド層とはオーバラップしていないので、同時に形成することが可能になる。
また、第１転送電極上に第１金属シリサイド層が形成され、第２転送電極上に第２金属シリサイド層が形成されているので、転送電極の低抵抗化が図れるため、第１転送電極に対して第２転送電極の一部をオーバラップさせなくとも、セル面積を変えずに、受光部の面積を大きくとることができる。よって、高感度化が可能になる。
または、受光部の面積を変えずに転送電極の面積を小さくできるのでセル面積の微細化が図れるようになる。
【００１１】
本発明の固体撮像装置の製造方法は、半導体基板に入射光を光電変換するもので垂直転送方向および水平転送方向に複数が配置された受光部と、前記受光部から読み出された信号電荷を垂直転送方向に転送する垂直電荷転送部を有し、前記垂直電荷転送部の転送電極に、前記受光部間で水平転送方向に配設された第１転送電極と、前記第１転送電極間で前記受光部の水平転送方向側に配設された第２転送電極を有する固体撮像装置の製造方法において、前記第１転送電極と前記第２転送電極は、前記半導体基板上にゲート絶縁膜を介して前記受光部の垂直転送方向側で水平転送方向に第１転送電極と、前記第１転送電極間で前記受光部の水平転送方向側に第２転送電極を形成する工程と、前記第１転送電極と前記第２転送電極とを覆う絶縁膜を形成する工程と、前記第１転送電極上の前記絶縁膜に水平転送方向にそって前記絶縁膜に第１開口部を形成するとともに、前記第２転送電極上の前記絶縁膜に第２開口部を形成する工程と、前記絶縁膜上に前記第２開口部を通して前記第２転送電極に接続しかつ前記絶縁膜を介して前記第１転送電極の一部上にオーバラップするようにシリコンパターンを形成する工程と、前記第１開口部内の前記第１転送電極に第１金属シリサイド層を形成するとともに、前記シリコンパターンをシリサイド化して第２金属シリサイド層を形成する工程とを有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の固体撮像装置の製造方法では、第１転送電極と第２転送電極とを覆う絶縁膜を形成し、第１転送電極上の絶縁膜に水平転送方向にそって絶縁膜に第１開口部を形成するとともに、第２転送電極上の絶縁膜に第２開口部を形成した後、絶縁膜上に第２開口部を通して第２転送電極に接続しかつ絶縁膜を介して第１転送電極の一部上にオーバラップするようにシリコンパターンを形成してから、第１開口部内の第１転送電極に第１金属シリサイド層を形成するとともに、シリコンパターンをシリサイド化して第２金属シリサイド層を形成するので、第１金属シリサイド層と第２金属シリサイド層とを同時に形成することが可能になる。
また、第１転送電極上に第１金属シリサイド層が形成され、第２転送電極上に第２金属シリサイド層が形成されているので、転送電極の低抵抗化が図れるため、第１転送電極に対して第２転送電極の一部をオーバラップさせなくとも、セル面積を変えずに、受光部の面積を大きくとることができる。よって、高感度化が可能になる。
または、受光部の面積を変えずに転送電極の面積を小さくできるのでセル面積の微細化が図れるようになる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の固体撮像装置は、第１金属シリサイド層と第２金属シリサイド層とはオーバラップしていないので、同時に形成することが可能になるため、少ない工程数で本願発明の固体撮像装置を実現できる。また、微細画素セルにおいても、転送電極の幅を広げることなく転送電極が低抵抗化されているので、受光部上に広い開口部を確保しつつ、高速転送が実現できるという利点がある。
【００１４】
本発明の固体撮像装置の製造方法は、第１金属シリサイド層と第２金属シリサイド層とはオーバラップさせることなく、同時に形成することができるため、少ない工程数で固体撮像装置を製造できる。また、微細画素セルにおいても、転送電極の幅を広げることなく転送電極の低抵抗化が図れるので、受光部上に広い開口部を確保しつつ、高速転送が実現できるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の固体撮像装置に係る一実施の形態（第１実施例）を、図１によって説明する。図１は、（１）図に平面レイアウト図、（２）図に平面レイアウト図中のＡ−Ａ線断面図、（３）図に平面レイアウト図中のＢ−Ｂ線断面図、（４）図に平面レイアウト図中のＣ−Ｃ線断面図を示した。
【００１６】
図１に示すように、ｎ型シリコンからなる半導体基板１１に、受光部１２、読み出し領域１３、垂直電荷転送部１４、チャネルストップ領域１５が形成されている。
上記受光部１２は、ｐ型ウエル上にｎ型領域とｐ型領域を形成して構成されている。
また、上記読み出し領域１３はｐ型領域で形成されていて、例えば上記垂直電荷転送部１４のｐ型ウエル領域と兼ねてもよい。
また、上記垂直電荷転送部１４は、ｐ型ウエル領域上にｎ型転送チャネルが形成されて構成される。さらにチャネルストップ領域１５はｐ型領域で形成されている。
【００１７】
上記半導体基板１１の表面には、ゲート絶縁膜２１を介して、第１転送電極２２、第２転送電極２３が形成されている。
上記ゲート絶縁膜２１は、例えば酸化シリコン膜で形成されている。
上記第１転送電極２２、第２転送電極２３はシリコン膜で形成されている。このシリコン膜は、例えばポリシリコン膜で形成される。
そして、上記第１転送電極２２は、上記受光部１２の垂直転送方向側で水平転送方向に形成されている。また、上記第２転送電極２３は、上記第１転送電極２２間で上記受光部１２の水平転送方向側に形成されている。
なお、上記第１転送電極２２および上記第２転送電極２３を構成するポリシリコン膜の膜厚は、例えば画素サイズが２μｍ角の場合、２００ｎｍ以下が好ましい。
【００１８】
上記第１転送電極２２と上記第２転送電極２３とを覆う絶縁膜２４が形成されている。
上記絶縁膜２４は、例えば、上記第１転送電極２２と第２転送電極２３との間を埋め込むように形成した、例えば酸化シリコン膜２５と、その上面に形成した反射防止膜２６とからなる。
上記反射防止膜２６は、例えば窒化シリコン膜で形成されている。
【００１９】
上記第１転送電極２２上の上記絶縁膜２４に水平転送方向にそって上記絶縁膜２４には、第１開口部２７が形成されていて、上記第２転送電極２３上の上記絶縁膜２４には、第２開口部２８が形成されている。
したがって、上記第１開口部２７はライン状に形成され、上記第２開口部２８はホール状に形成されている。なお、第２開口部２８は、第２転送電極２３上に形成されていれば、その形成位置、形成数は、問わない。
【００２０】
上記第１開口部２７内の上記第１転送電極２２上には、第１金属シリサイド層３１が形成されている。また、上記絶縁膜２４上には、上記第２開口部２８を通して上記第２転送電極２３に接続するように、かつ上記絶縁膜２４を介して上記第１転送電極２２の一部上にオーバラップするように、第２金属シリサイド層３２が形成されている。
例えば、上記第２金属シリサイド層３２は、上記第２転送電極２３上から、例えば一方向の第１転送電極２３上の一部にオーバラップするように形成され、さらにその第１転送電極２３上の水平転送方向に延長形成されている。この水平転送方向に延長形成された部分は、水平転送方向に配設されている第２転送電極２３を接続している。
【００２１】
上記第１金属シリサイド層３１と上記第２金属シリサイド層３２を構成する金属シリサイドは、例えばコバルトシリサイドで形成する。もしくは、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ)、クロム（Ｃｒ）、ジルコニウム（Ｚｎ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）等の高融点金属、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、エルビウム（Ｅｒ）等のシリサイドを用いることもできる。または、これら金属の合金のシリサイドであってもよい。
【００２２】
なお、上記第１金属シリサイド層３１と上記第２金属シリサイド層３２の下層に導電性のシリコン層が形成されている場合も許容される。
好ましくは、上記第１金属シリサイド層３１は上記第１転送電極２２に直接接続され、上記第２金属シリサイド層３２は上記第２転送電極２３に直接接続されることが、好ましい形態である。
【００２３】
このようにして、固体撮像装置１が構成されている。
【００２４】
なお、図示はしないが、上記固体撮像装置１には、上記第１金属シリサイド層３１と上記第２金属シリサイド層３２を被覆する絶縁膜が形成され、受光部１２上に開口部を設けた遮光膜が、例えばタングステン、アルミニウム等の金属膜で形成されている。
さらに、層間絶縁膜が形成されている。
また、受光部１２上に光導波路のような集光構造が設けられていても良い。
さらに、オンチップ層内レンズ、カラーフィルターが形成されていて、このカラーフィルター上にオンチップレンズを設けてもよい。
【００２５】
本発明の固体撮像装置では、受光部１２間で水平転送方向に第１転送電極２２が配設され、第１転送電極２２間で受光部１２の水平転送方向側に第２転送電極２３が配設され、それらの第１転送電極２２と第２転送電極２３を覆う絶縁膜２４が形成され、第１転送電極２２上の絶縁膜２４に水平転送方向にそって第１開口部２７が形成され、第２転送電極２３上の絶縁膜２４に第２開口部２８が形成され、第１開口部２７内の第１転送電極２２に第１金属シリサイド層３１が形成され、絶縁膜２４上に第２開口部２８を通して第２転送電極２３に接続しかつ第１転送電極２２の一部上に絶縁膜２４を介してオーバラップするように第２金属シリサイド層３２が形成されていることから、第１金属シリサイド層３１と第２金属シリサイド層３２とはオーバラップしていないので、同時に形成することが可能になる。
また、第１転送電極２２上に第１金属シリサイド層３１が形成され、第２転送電極２３上に第２金属シリサイド層３２が形成されているので、転送電極の低抵抗化が図れるため、第１転送電極２２に対して第２転送電極２３の一部をオーバラップさせなくとも、セル面積を変えずに、受光部１２の面積を大きくとることができる。よって、高感度化が可能になる。
または、受光部１２の面積を変えずに第１転送電極２２と第２転送電極２３との面積を小さくできるのでセル面積の微細化が図れるようになる。
【００２６】
よって、第１金属シリサイド層３１と第２金属シリサイド層３２とはオーバラップしていないので、同時に形成することが可能になるため、少ない工程数で本願発明の固体撮像装置１を実現できる。また、微細画素セルにおいても、転送電極の幅を広げることなく転送電極が低抵抗化されているので、受光部１２上に広い開口部を確保しつつ、高速転送が実現できるという利点がある。
【００２７】
また、第１転送電極２２上に形成された第１金属シリサイド層３１と第２転送電極２３に接続するように形成された第２金属シリサイド層３２の分離は立体的に行われているため、配線間分離に必要な絶縁層２４の膜厚を１００ｎｍ以上省略できる。このことは、画素セルサイズの縮小に対して有効である。
【００２８】
次に、本発明の固体撮像装置に係る一実施の形態（第１実施例）を、図２によって説明する。図２は、（１）図に平面レイアウト図、（２）図に平面レイアウト図中のＡ−Ａ線断面図、（３）図に平面レイアウト図中のＢ−Ｂ線断面図、（４）図に平面レイアウト図中のＣ−Ｃ線断面図を示した。
【００２９】
図２に示すように、ｎ型シリコンからなる半導体基板１１に、受光部１２、読み出し領域１３、垂直電荷転送部１４、チャネルストップ領域１５が形成されている。
上記受光部１２は、ｐ型ウエル上にｎ型領域とｐ型領域を形成して構成されている。
また、上記読み出し領域１３はｐ型領域で形成されていて、例えば上記垂直電荷転送部１４のｐ型ウエル領域と兼ねてもよい。
また、上記垂直電荷転送部１４は、ｐ型ウエル領域上にｎ型転送チャネルが形成されて構成される。さらにチャネルストップ領域１５はｐ型領域で形成されている。
【００３０】
上記半導体基板１１の表面には、ゲート絶縁膜２１を介して、第１転送電極２２、第２転送電極２３が形成されている。
上記ゲート絶縁膜２１は、例えば酸化シリコン膜で形成されている。
上記第１転送電極２２、第２転送電極２３はシリコン膜で形成されている。このシリコン膜は、例えばポリシリコン膜で形成される。
そして、上記第１転送電極２２は、上記受光部１２の垂直転送方向側で水平転送方向に形成されている。また、上記第２転送電極２３は、上記第１転送電極２２間で上記受光部１２の水平転送方向側に形成されている。
なお、上記第１転送電極２２および上記第２転送電極２３を構成するポリシリコン膜の膜厚は、例えば画素サイズが２μｍ角の場合、２００ｎｍ以下が好ましい。
【００３１】
上記第１転送電極２２と上記第２転送電極２３とを覆う絶縁膜２４が形成されている。
上記絶縁膜２４は、例えば、上記第１転送電極２２と第２転送電極２３との間を埋め込むように形成した、例えば酸化シリコン膜２５と、その上面に形成した反射防止膜２６とからなる。
上記反射防止膜２６は、例えば窒化シリコン膜で形成されている。
【００３２】
上記第１転送電極２２上の上記絶縁膜２４に水平転送方向にそって上記絶縁膜２４には、第１開口部２７が形成されていて、上記第２転送電極２３上の上記絶縁膜２４には、第２開口部２８が形成されている。
したがって、上記第１開口部２７はライン状に形成され、上記第２開口部２８はホール状に形成されている。なお、第２開口部２８は、第２転送電極２３上に形成されていれば、その形成位置、形成数は、問わない。
【００３３】
上記第１開口部２７内の上記第１転送電極２２上には、第１金属シリサイド層３１が形成されている。また、上記絶縁膜２４上には、上記第２開口部２８を通して上記第２転送電極２３に接続するように、かつ上記絶縁膜２４を介して上記第１転送電極２２の一部上にオーバラップするように、第２金属シリサイド層３２が形成されている。
例えば、上記第２金属シリサイド層３２は、上記第２転送電極２３上から、例えば一方向（例えば図面上方向）の第１転送電極２３上の一部にオーバラップするように形成され、さらにその第１転送電極２３上の水平転送方向に延長形成されている。また、他方向（例えば図面下方向）の第１転送電極２３上の一部にオーバラップするように形成され、さらにその第１転送電極２３上の水平転送方向に延長形成されている。この水平転送方向に延長形成された部分は、水平転送方向に配設されている第２転送電極２３を接続している。
したがって、第１転送電極２２上には、絶縁膜２４を介して、２本の第２金属シリサイド層３２（実質的に第２転送電極２３）が配設されていることになる。
【００３４】
上記第１金属シリサイド層３１と上記第２金属シリサイド層３２を構成する金属シリサイドは、例えばコバルトシリサイドで形成する。もしくは、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ)、クロム（Ｃｒ）、ジルコニウム（Ｚｎ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）等の高融点金属、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、エルビウム（Ｅｒ）等のシリサイドを用いることもできる。または、これら金属の合金のシリサイドであってもよい。
【００３５】
なお、上記第１金属シリサイド層３１と上記第２金属シリサイド層３２の下層に導電性のシリコン層が形成されている場合も許容される。
好ましくは、上記第１金属シリサイド層３１は上記第１転送電極２２に直接接続され、上記第２金属シリサイド層３２は上記第２転送電極２３に直接接続されることが、好ましい形態である。
【００３６】
このようにして、固体撮像装置２が構成されている。
【００３７】
なお、図示はしないが、上記固体撮像装置２には、上記第１金属シリサイド層３１と上記第２金属シリサイド層３２を被覆する絶縁膜が形成され、受光部１２上に開口部を設けた遮光膜が、例えばタングステン、アルミニウム等の金属膜で形成されている。
さらに、層間絶縁膜が形成されている。
また、受光部１２上に光導波路のような集光構造が設けられていても良い。
さらに、オンチップ層内レンズ、カラーフィルターが形成されていて、このカラーフィルター上にオンチップレンズを設けてもよい。
【００３８】
本発明の固体撮像装置２では、受光部１２間で水平転送方向に第１転送電極２２が配設され、第１転送電極２２間で受光部１２の水平転送方向側に第２転送電極２３が配設され、それらの第１転送電極２２と第２転送電極２３を覆う絶縁膜２４が形成され、第１転送電極２２上の絶縁膜２４に水平転送方向にそって第１開口部２７が形成され、第２転送電極２３上の絶縁膜２４に第２開口部２８が形成され、第１開口部２７内の第１転送電極２２に第１金属シリサイド層３１が形成され、絶縁膜２４上に第２開口部２８を通して第２転送電極２３に接続しかつ第１転送電極２２の一部上に絶縁膜２４を介してオーバラップするように第２金属シリサイド層３２が形成されていることから、第１金属シリサイド層３１と第２金属シリサイド層３２とはオーバラップしていないので、同時に形成することが可能になる。
また、第１転送電極２２上に第１金属シリサイド層３１が形成され、第２転送電極２３上に第２金属シリサイド層３２が形成されているので、転送電極の低抵抗化が図れるため、第１転送電極２２に対して第２転送電極２３の一部をオーバラップさせなくとも、セル面積を変えずに、受光部１２の面積を大きくとることができる。よって、高感度化が可能になる。
または、受光部１２の面積を変えずに第１転送電極２２と第２転送電極２３との面積を小さくできるのでセル面積の微細化が図れるようになる。
【００３９】
よって、第１金属シリサイド層３１と第２金属シリサイド層３２とはオーバラップしていないので、同時に形成することが可能になるため、少ない工程数で本願発明の固体撮像装置１を実現できる。また、微細画素セルにおいても、転送電極の幅を広げることなく転送電極が低抵抗化されているので、受光部１２上に広い開口部を確保しつつ、高速転送が実現できるという利点がある。
【００４０】
また、第１転送電極２２上に形成された第１金属シリサイド層３１と第２転送電極２３に接続するように形成された第２金属シリサイド層３２の分離は立体的に行われているため、配線間分離に必要な絶縁層２４の膜厚を１００ｎｍ以上省略できる。このことは、画素セルサイズの縮小に対して有効である。
【００４１】
また固体撮像装置２では、第２金属シリサイド層３２の形状が画素間に対して対称であり、光の入射角依存が生じる可能性が上記固体撮像装置１よりも低減されている。
【００４２】
本発明の固体撮像装置に係る一実施の形態（第１実施例）を、図３〜図８の製造工程図によって説明する。各図面では、（１）図に平面レイアウト図、（２）図に平面レイアウト図中のＡ−Ａ線断面図、（３）図に平面レイアウト図中のＢ−Ｂ線断面図、（４）図に平面レイアウト図中のＣ−Ｃ線断面図を示した。
【００４３】
図３に示すように、ｎ型シリコンからなる半導体基板１１に、受光部１２、読み出し領域１３、垂直電荷転送部１４、チャネルストップ領域１５を形成する。
上記受光部１２は、ｐ型ウエル上にｎ型領域とｐ型領域を形成して構成される。
また、上記読み出し領域１３はｐ型領域で形成され、例えば上記垂直電荷転送部１４のｐ型ウエル領域と兼ねてもよい。
また、上記垂直電荷転送部１４は、ｐ型ウエル領域上にｎ型転送チャネルが形成されて構成される。さらにチャネルストップ領域１５はｐ型領域で形成される。
いずれも、既知のレジストマスクを用いたイオン注入法により形成することができる。
【００４４】
なお、半導体基板１１上に酸化シリコン膜（図示せず）等を形成した状態で、上記イオン注入を施してもよい。酸化シリコン膜等を形成した場合には、イオン注入後に除去する。
【００４５】
次に、半導体基板１１の表面にゲート絶縁膜２１を形成する。このゲート絶縁膜２１は、例えば酸化シリコン膜で形成する。その形成方法は、例えば熱酸化法あるいはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition)法による。
【００４６】
続いて、上記ゲート絶縁膜２１上に、転送電極を形成するためのシリコン膜を形成する。このシリコン膜は、例えばポリシリコン膜で形成され、例えばＣＶＤ法で形成する。
その後、リソグラフィー技術およびドライエッチング技術を用いて、上記ポリシリコン膜をパターニングして、第１転送電極２２、第２転送電極２３を形成する。
このとき、上記第１転送電極２２は、上記半導体基板１１上にゲート絶縁膜２１を介して上記受光部１２の垂直転送方向側で水平転送方向に形成される。また、上記第２転送電極２３は、上記第１転送電極２２間で上記受光部１２の水平転送方向側に形成される。
【００４７】
なお、上記第１転送電極２２および上記第２転送電極２３を構成するポリシリコン膜の膜厚は、例えば画素サイズが２μｍ角の場合、２００ｎｍ以下が好ましい。
【００４８】
次に、図４に示すように、上記第１転送電極２２と上記第２転送電極２３とを覆う絶縁膜２４を形成する。
上記絶縁膜２４の形成は、例えば、上記第１転送電極２２と第２転送電極２３との間を埋め込むように、例えば酸化シリコン膜２５を形成した後、その上面に反射防止膜２６を形成する。
この反射防止膜２６は、例えば窒化シリコン膜で形成される。
上記酸化シリコン膜２５、反射防止膜２６は、例えばＣＶＤ法により形成する。
【００４９】
次に、図５に示すように、通常のリソグラフィー技術およびドライエッチング技術を用いて、上記第１転送電極２２上の上記絶縁膜２４に水平転送方向にそって上記絶縁膜２４に第１開口部２７を形成するとともに、上記第２転送電極２３上の上記絶縁膜２４に第２開口部２８を形成する。
したがって、上記第１開口部２７はライン状に形成され、上記第２開口部２８はホール状に形成される。なお、第２開口部２８は、第２転送電極２３上に形成されていれば、その形成位置、形成数は、問わない。
【００５０】
次に、図６に示すように、上記絶縁膜２４上に上記第２開口部２８を通して上記第２転送電極２３に接続するように、シリコン膜２９を形成する。このシリコン膜２９は、ポリシリコン膜またはアモルファスシリコン膜であり、不純物ドーピングの有無に依らない。
【００５１】
上記シリコン膜２９の膜厚は任意である。すなわち、第２転送電極２３と後に形成されるシリコンパターンとの接続部がシリコン同士であっても、さらに後に形成する第２金属シリサイド層が第２転送電極２３中に侵入した状態であっても構わない。但し、後に形成される第２金属シリサイド層が第２転送電極２３に侵入した状態の方が、良好なコンタクトを形成することができる。例えば、上記シリコン膜２９の膜厚は、例えば２５ｎｍといった薄膜とすることが好ましい。
【００５２】
次に、図７に示すように、通常のリソグラフィー技術およびドライエッチング技術を用いて、上記シリコン膜２９をパターニングして、上記絶縁膜２４上に上記第２開口部２８を通して上記第２転送電極２３に接続しかつ上記絶縁膜２４を介して上記第１転送電極２２の一部上にオーバラップするようにシリコンパターン３０を形成する。
上記シリコンパターン３０は、上記第２転送電極２３上から、例えば一方向の第１転送電極２３上の一部にオーバラップするように形成され、さらにその第１転送電極２３上の水平転送方向に延長形成されている。この水平転送方向に延長形成された部分は、水平転送方向に配設されている第２転送電極２３を接続している。
【００５３】
次に、図８に示すように、通常のシリサイド化技術（サリサイド技術）を用いて、上記第１開口部２７内の上記第１転送電極２２に第１金属シリサイド層３１を形成するとともに、上記シリコンパターン３０をシリサイド化して第２金属シリサイド層３２を形成する。
まず、上記第１開口部２７の内部に露出されている第１転送電極２２上および上記シリコンパターン３０上を被覆するように、全面に金属シリサイドを形成するための金属膜を形成する。この金属膜は、例えばコバルト（Ｃｏ）膜で形成する。もしくは、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ)、クロム（Ｃｒ）、ジルコニウム（Ｚｎ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）等の高融点金属、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、エルビウム（Ｅｒ）等を用いることもできる。または、これら金属の合金であってもよい。
上記金属膜の成膜方法は、スパッタリング法、ＣＶＤ法、電子ビーム蒸着法等を用いることができ、特に成膜方法に依らない。
【００５４】
上記金属膜の膜厚は任意であるが、好ましい形態としては、上記シリコンパターン３０の全てとシリサイド反応する程度の膜厚が好ましい。例えば、金属膜をコバルト膜で形成した場合、上記ポリシリコンからなるシリコンパターン３０の膜厚が２５ｎｍに対して４０ｎｍ程度の膜厚を設定するのが好ましい。
上記熱処理条件は、金属膜がコバルト膜の場合、例えば、４００℃〜６５０℃、６０秒のランプアニールを用いる。
【００５５】
次に、熱処理を施して、上記金属膜と第１転送電極２２のシリコンとを反応させて第１金属シリサイド層３１をコバルトシリサイドで形成し、上記金属膜とシリコンパターン３０とを反応させて第２金属シリサイド層３２を形成する。金属膜がコバルト膜で形成されていることから、上記第１金属シリサイド層３１、第２金属シリサイド層３２はコバルトシリサイドで形成される。その後、未反応な金属膜を除去する。この除去方法は、例えばウエットエッチング、ドライエッチング等による。
例えば、上記コバルト膜の未反応部分の選択除去には、硫酸過水等の薬液を用いたウエットエッチングを使用する。また、チタン、ニッケルなどは硫酸過水等で処理を行うが、プラチナ、パラジウム等の貴金属を含むものでは王水を併用することが好ましい。
【００５６】
また、金属膜を選択除去した後にさらに熱処理を行って、金属シリサイドの低抵抗化を図ることが好ましい。この場合の熱処理条件としては、例えば、コバルトシリサイドの場合、７００℃〜８５０℃で行う。なお、アニールの手段は任意である。
【００５７】
上記説明した各熱処理条件は、シリサイド化される金属膜の種類によって適宜変更される。例えば、ニッケル、エルビウム等の融点が低めのものでは３５０℃〜５００℃、タングステン、モリブデンなどの融点が高いものでは４５０℃〜７００℃といった温度帯を用い、金属材料によって適切なものを選択する。
【００５８】
このようにして、前記図１によって説明した固体撮像装置１が形成される。
また、シリコンパターンの形状を前記図２に示した第２金属シリサイド層３２の形状に対応した形状に形成することで、上記製造方法によって、前記図２によって説明した固体撮像装置２が形成される。すなわち、シリコンパターン３０を形成する時のマスクパターンの変更のみで作製できる。
【００５９】
その後、図示はしないが、絶縁膜を被覆した後に、受光部１２上に開口部を設けた遮光膜を、例えばタングステン、アルミニウム等の金属膜で形成する。
その後、層間絶縁膜を形成する。この層間絶縁膜は、例えばＣＶＤ法により、酸化シリコン系の絶縁膜（例えば、ＢＰＳＧ膜もしくはＰＳＧ膜）を堆積させて形成する。
堆積後、リフロー処理を行うことにより表面が平坦化する。
また、受光部１２上に光導波路のような集光構造を設けても良い。
その後、オンチップ層内レンズ、カラーフィルターを形成する。さらに、カラーフィルター上にオンチップレンズを設けてもよい。
【００６０】
本発明の固体撮像装置の製造方法では、第１転送電極２２と第２転送電極２３とを覆う絶縁膜２４を形成し、第１転送電極２２上の絶縁膜２４に水平転送方向にそって絶縁膜２４に第１開口部２７を形成するとともに、第２転送電極２３上の絶縁膜２４に第２開口部２８を形成した後、絶縁膜２４上に第２開口部２８を通して第２転送電極２３に接続しかつ絶縁膜２４を介して第１転送電極２２の一部上にオーバラップするようにシリコンパターン３０を形成してから、第１開口部２７内の第１転送電極２２に第１金属シリサイド層３１を形成するとともに、シリコンパターン３０をシリサイド化して第２金属シリサイド層３２を形成するので、第１金属シリサイド層３１と第２金属シリサイド層３２とを同時に形成することが可能になる。
また、第１転送電極２２上に第１金属シリサイド層３１が形成され、第２転送電極２３上に第２金属シリサイド層３２が形成されているので、転送電極の低抵抗化が図れるため、第１転送電極２２に対して第２転送電極２３の一部をオーバラップさせなくとも、セル面積を変えずに、受光部１２の面積を大きくとることができる。よって、高感度化が可能になる。
または、受光部１２の面積を変えずに第１転送電極２２と第２転送電極２３との面積を小さくできるのでセル面積の微細化が図れるようになる。
【００６１】
よって、第１金属シリサイド層３１と第２金属シリサイド層３２とはオーバラップさせることなく、同時に形成することができるため、少ない工程数で固体撮像装置１または固体撮像装置２を製造できる。また、微細画素セルにおいても、第１転送電極２２と第２転送電極２３とのそれぞれの電極幅を広げることなく第１転送電極２２と第２転送電極２３との低抵抗化が図れるので、受光部１２上に広い開口部を確保しつつ、高速転送が実現できるという利点がある。
【００６２】
また、第１転送電極２２上に形成された第１金属シリサイド層３１と第２転送電極２３に接続するように形成された第２金属シリサイド層３２の分離は立体的に行われているため、配線間分離に必要な絶縁層２４の膜厚を１００ｎｍ以上省略できる。このことは、画素セルサイズの縮小に対して有効である。
【００６３】
次に、本発明の固体撮像装置１、２は、例えば図９のブロック図に示した撮像装置の固体撮像装置に用いることができる。
【００６４】
図９に示すように、撮像装置８０は、撮像部８１に固体撮像装置（図示せず）を備えている。この撮像部８１の集光側には像を結像させる結像光学系８２が備えられ、また、撮像部８１には、それを駆動する駆動回路、固体撮像装置で光電変換された信号を画像に処理する信号処理回路等を有する信号処理部８３が接続されている。また上記信号処理部によって処理された画像信号は画像記憶部（図示せず）によって記憶させることができる。このような撮像装置８０において、上記固体撮像素子には、前記実施の形態で説明した固体撮像装置１または固体撮像装置２を用いることができる。
【００６５】
本発明の撮像装置８０では、本願発明の固体撮像装置１または固体撮像装置２を用いることから、上記説明したのと同様に、各画素の光電変換部の面積が十分に確保される。よって、画素特性、例えば高感度化が可能になるという利点がある。
【００６６】
なお、本発明の撮像装置８０は、上記構成に限定されることはなく、固体撮像装置を用いる撮像装置であれば如何なる構成のものにも適用することができる。
【００６７】
上記固体撮像装置１、２はワンチップとして形成された形態であってもよいし、撮像部と、信号処理部または光学系とがまとめてパッケージングされた撮像機能を有するモジュール状の形態であってもよい。また、本発明は、固体撮像装置のみではなく、撮像装置にも適用可能である。この場合、撮像装置として、高画質化の効果が得られる。ここで、撮像装置は、例えば、カメラや撮像機能を有する携帯機器のことを示す。また「撮像」は、通常のカメラ撮影時における像の撮りこみだけではなく、広義の意味として、指紋検出なども含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の固体撮像装置に係る一実施の形態（第１実施例）を示した図面であり、（１）図は平面レイアウト図、（２）図は平面レイアウト図中のＡ−Ａ線断面図、（３）図は平面レイアウト図中のＢ−Ｂ線断面図、（４）図は平面レイアウト図中のＣ−Ｃ線断面図である。
【図２】本発明の固体撮像装置に係る一実施の形態（第２実施例）を示した図面であり、（１）図は平面レイアウト図、（２）図は平面レイアウト図中のＡ−Ａ線断面図、（３）図は平面レイアウト図中のＢ−Ｂ線断面図、（４）図は平面レイアウト図中のＣ−Ｃ線断面図である。
【図３】本発明の固体撮像装置の製造方法に係る一実施の形態（第１実施例）を示した図面であり、（１）図は平面レイアウト図、（２）図は平面レイアウト図中のＡ−Ａ線断面図、（３）図は平面レイアウト図中のＢ−Ｂ線断面図、（４）図は平面レイアウト図中のＣ−Ｃ線断面図である。
【図４】本発明の固体撮像装置の製造方法に係る一実施の形態（第１実施例）を示した図面であり、（１）図は平面レイアウト図、（２）図は平面レイアウト図中のＡ−Ａ線断面図、（３）図は平面レイアウト図中のＢ−Ｂ線断面図、（４）図は平面レイアウト図中のＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】本発明の固体撮像装置の製造方法に係る一実施の形態（第１実施例）を示した図面であり、（１）図は平面レイアウト図、（２）図は平面レイアウト図中のＡ−Ａ線断面図、（３）図は平面レイアウト図中のＢ−Ｂ線断面図、（４）図は平面レイアウト図中のＣ−Ｃ線断面図である。
【図６】本発明の固体撮像装置の製造方法に係る一実施の形態（第１実施例）を示した図面であり、（１）図は平面レイアウト図、（２）図は平面レイアウト図中のＡ−Ａ線断面図、（３）図は平面レイアウト図中のＢ−Ｂ線断面図、（４）図は平面レイアウト図中のＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】本発明の固体撮像装置の製造方法に係る一実施の形態（第１実施例）を示した図面であり、（１）図は平面レイアウト図、（２）図は平面レイアウト図中のＡ−Ａ線断面図、（３）図は平面レイアウト図中のＢ−Ｂ線断面図、（４）図は平面レイアウト図中のＣ−Ｃ線断面図である。
【図８】本発明の固体撮像装置の製造方法に係る一実施の形態（第１実施例）を示した図面であり、（１）図は平面レイアウト図、（２）図は平面レイアウト図中のＡ−Ａ線断面図、（３）図は平面レイアウト図中のＢ−Ｂ線断面図、（４）図は平面レイアウト図中のＣ−Ｃ線断面図である。
【図９】本発明の固体撮像装置を適用した撮像装置の一例を示したブロック図である。
【符号の説明】
【００６９】
１…固体撮像装置、１１…半導体基板、１２…受光部、１４…垂直電荷転送部、２２…第１転送電極、２４…第２転送電極、２４…絶縁膜、２７…第１開口部、２８…第２開口部、３１…第１金属シリサイド層、３２…第２金属シリサイド層
【図１】
2009176800.tif 000003
【図２】
2009176800.tif 000004
【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】
2009176800.tif 000009
【図８】
2009176800.tif 000010
【図９】
2009176800.tif 000011