固态摄像元件的制造方法技术

本发明专利技术提供不因回蚀处理而降低自对准硅化物阻挡膜的能力并可均匀地进行晶体管的源极／漏极注入的固态摄像元件的制造方法。在栅极电极（１１、２１）的侧表面形成的侧壁（３２、３３）作为掩模，形成晶体管的源极／漏极区域（１４、２４）。然后覆盖栅极电极（１１、２１）、侧壁（３２、３３）、源极／漏极区域（１４、２４）以及受光区域而形成供氢膜（３３）和自对准硅化物阻挡膜（３４）。在去除硅化区域的自对准硅化物阻挡膜（３４）后，形成金属膜（３８）并进行热处理，在硅化区域的栅极电极（２１）和源极／漏极区域（２４）的上部形成金属硅化膜（２５、２６），由此来制造固态摄像元件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及固态摄像元件以及固态摄像元件的制造方法。特别是涉及在CMOS电路区域中形成高熔点金属硅化物，并在像素区域中不形成高熔 点金属硅化物的。
技术介绍
在CMOS固态摄像元件中，通过光照射而产生电荷的像素区域(光电 二极管)、和将所述受光区域中产生的电荷作为信号读出的晶体管(MOS 晶体管)被设置在共同衬底上。并且，像素内的CMOS晶体管使用没有硅化的即非硅化的晶体管，另 外，周围电路的MOS晶体管使用硅化的晶体管。硅化的MOS晶体管通过在由多晶硅构成的栅极电极的表面以及源极/ 漏极区域的表面形成高熔点金属硅化物层而构成。另外，非硅化的MOS晶体管通过形成由氮化硅膜构成的自对准硅化 物阻挡膜，而使晶体管不被硅化。并且，在自对准硅化物阻挡膜形成工序后，执行源极/漏极注入工序， 因此对于硅化的晶体管和非硅化的晶体管分别使用不同的工序(参见例如 专利文献l、专利文献2)。使用图5 图7来说明以往的CMOS固态摄像元件的制造方法。通过图5 图7的截面图，作为例子，仅对形成在像素区域以及逻辑 电路区域的晶体管内的多个电极中的各一个栅极电极进行说明。首先，在半导体层200的像素区域60上经由栅极绝缘膜62而形成多 晶硅膜的像素晶体管Tr的栅极电极61。并且，在逻辑电路区域70上经由 栅极绝缘膜72而形成由多晶硅膜构成的电路晶体管Tr的栅极电极72。然后，如图5所示，将各个栅极电极61、 71作为掩模向半导体层200中离子注入n型杂质、例如磷(P)，从而在半导体层200形成LDD构造 的n—区域65、 75。然后，在逻辑电路区域70以及像素区域60形成由氧化硅构成的HTO (High Temperature Oxide，高温氧化物)膜50，并且在该HTO膜上形成 自对准硅化物阻挡膜，该自对准硅化物阻挡膜作为氮化硅膜而通过低压C VD法形成的SiN膜(LP — SiN膜)51。然后，如图5B所示，在LP —SiN 膜51上用光刻胶63来覆盖像素区域60 —侧。接着，在用光刻胶63覆盖了像素区域60—侧后，对逻辑电路区域70 的自对准硅化物阻挡膜进行回蚀处理。由此，如图5C所示，在栅极电极7 1的侧表面形成由HTO膜50和LP—SiN膜51构成的侧壁52。然后，如图6D所示，在剥离光刻胶63以后，用HTO膜53覆盖像素 区域60和逻辑电路区域70的整个面。并且，对该HTO膜53进行回蚀处 理。由此，如图6E所示，在逻辑电路区域70的栅极电极71的侧表面上 形成由HTO膜50、 LP—SiN膜51、以及HTO膜53三层组成的自对准硅 化物阻挡膜54。另外，在像素区域60中，在像素区域60的整个面上残留有HTO膜5 0和LP —SiN膜51的状态下，形成由HTO膜50、 LP—SiN膜51、以及H TO膜53组成的自对准硅化物阻挡膜55。然后，如图6F所示，在用光刻胶64覆盖像素区域60后，将逻辑电 路区域70的自对准硅化物阻挡膜54作为掩模，离子注入n型杂质、例如 磷(P)，从而在半导体层200中形成n型高杂质浓度区域(n+区域)7 6。此时，由于光刻胶64，像素区域60不会被注入n型杂质。 另外，在此工序后，去除光刻胶64。然后，如图7G所示，在用光刻胶73覆盖了逻辑电路区域70后，将 像素区域60的HTO膜53作为掩模，离子注入n型杂质、例如磷(P)， 从而在半导体层200中形成n型高杂质浓度区域(n+区域)66。在图7G 所示的离子注入中，对于像素区域60，透过HTO膜50和LP — SiN膜51而注入n型杂质。因此，向图像区域60注入离子的注入能量需要大于在上述的逻辑电路区域70中形成n+区域76时的注入能量。此时，由于光刻胶73，逻辑电路区域70不会被离子注入n型杂质。 然后，如图7H所示，在剥离了光刻胶73后，在像素区域60和逻辑电路区域70的整个面上形成高熔点金属膜56。然后，通过进行硅与高熔点金属的反应处理，在逻辑电路区域70的栅极电极71的表面以及n+区域76的表面上形成高熔点金属硅化物层77、 78。并且，如图7I所示，通过剥离剩余的高熔点金属膜56，形成未被硅 化的像素区域60和硅化了的逻辑电路区域70。专利文献1:日本专利文献特开2004—127957号公报； 专利文献2:日本专利文献特开2005 — 174968号公报。
技术实现思路
但是，如以上工序所述，当形成未被硅化的像素区域60和硅化了的 逻辑电路区域70时，需要分别以不同的工序进行离子注入，因此增加了 工序数。另外，在上述的工序中，在像素区域60中形成HTO膜50以及LP— SiN膜51后，进行源极/漏极注入工序。因此，透过HTO膜50以及LP—SiN膜51进行源极/漏极注入，从而 未能进行均匀的注入。而且，在上述工序中，在形成LP—SiN膜51后，对HTO膜53进行 成膜以及回蚀来形成自对准硅化物阻挡膜54。但是，当在此情况下对 HTO膜53进行回蚀时，LP —SiN膜51有时会受到损坏，从而LP — SiN膜 51及其下方的HTO膜50会发生缺损。由此，会产生缺损部分中的非硅化 区域被硅化的问题。另外，在图7I所示的结构的像素区域60中，作为自对准硅化物阻挡 膜的氮化模而使用LP —SiN膜51。但是，由于LP —SiN膜51阻碍氢的提 供，因而在固态摄像元件的受光区域中，不能通过向由悬空键导致的缺陷提供氢来使其钝化并降低缺陷的影响。因此，如图8所示，通过在受光区域57中剥离一部分的LP — SiN膜 51以及HTO膜50来形成开口部，并通过使用紫外线光源的等离子CVD 法沉积具有供氢能力的氮化硅膜(UV—SiN膜)58以覆盖像素区域60。但是，通过部分剥离LP—SiN膜51以及HTO膜50来形成开口部的 工序以及形成UV—SiN膜58的工序必须与上述的工序分开单独设置，从 而导致工序数增加。另外，当将UV—SiN膜用作自对准硅化物阻挡膜时，加工性能或作 为自对准硅化物阻挡膜的能力存在问题。另外，如图9所示，当在逻辑电路区域70的I/O单元内形成抗静电击 穿的扩散电阻59时，在上述的工序中，HTO膜50以及LP — SiN膜51将 物理阻碍杂质的离子注入。在这种结构的1/0单元中，为了不使抑制施加在晶体管的栅极上的电 压的扩散电阻59硅化，需要在表面上形成自对准硅化物阻挡膜。必需透 过HTO膜50以及LP — SiN膜51进行离子注入，因而难于进行均匀的注 入。因此，在生成的扩散电阻59中产生了作为电阻元件的偏差。 为了解决上述问题，本专利技术提供一种，所 述固态摄像元件具有不会因回蚀处理而降低自对准硅化物阻挡膜的能力， 并且不用在自对准硅化物阻挡膜上开口就可以提供氢，还可以均匀地进行 离子注入的结构。本专利技术固态摄像元件的特征在于通过光照射而产生电荷的受光部和 晶体管的源极/漏极区域被形成在半导体层中，并包括包含所述受光部的 非硅化区域，其中晶体管的源极/漏极区域以及栅极电极的表面未被硅 化；以及硅化区域，其中至少晶体管的源极/漏极区域以及栅极电极的表 面被硅化，在所述非硅化区域中，在晶体管的栅极电极的侧表面上形成有 侧壁，覆盖所述半导体层、所述栅极电极、以及所述侧壁而形成有供氢 膜，在所述供氢膜上形成有阻止硅化的自对准本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态摄像元件，其特征在于，通过光照射而产生电荷的受光部和晶体管的源极／漏极区域被形成在半导体层中，并包括：包含所述受光部的非硅化区域，其中晶体管的源极／漏极区域以及栅极电极的表面未被硅化；以及硅化区域，其中至少晶体管的源极／漏极区域以及栅极电极的表面被硅化，在所述非硅化区域中，在晶体管的栅极电极的侧表面上形成有侧壁，覆盖所述半导体层、所述栅极电极、以及所述侧壁而形成有供氢膜，在所述供氢膜上形成有阻止硅化的自对准硅化物阻挡膜，在所述硅化区域中，在晶体管的栅极电极的侧表面形成有侧壁，而没有形成所述供氢膜以及所述自对准硅化物阻挡膜。

【技术特征摘要】
JP 2007-3-30 2007-0947551.一种固态摄像元件，其特征在于，通过光照射而产生电荷的受光部和晶体管的源极/漏极区域被形成在半导体层中，并包括包含所述受光部的非硅化区域，其中晶体管的源极/漏极区域以及栅极电极的表面未被硅化；以及硅化区域，其中至少晶体管的源极/漏极区域以及栅极电极的表面被硅化，在所述非硅化区域中，在晶体管的栅极电极的侧表面上形成有侧壁，覆盖所述半导体层、所述栅极电极、以及所述侧壁而形成有供氢膜，在所述供氢膜上形成有阻止硅化的自对准硅化物阻挡膜，在所述硅化区域中，在晶体管的栅极电极的侧表面形成有侧壁，而没有形成所述供氢膜以及所述自对准硅化物阻挡膜。2. 根据权利要求1所述的固态摄像元件，其特征在于， 所述侧壁在所述硅化区域和所述非硅化区域中具有相同的结构。3. 根据权利要求1所述的固态摄像元件，其特征在于， 所述侧壁由作为所述供氢膜的氧化硅膜和作为所述自对准硅化物阻挡膜的氮化硅膜这双层形成。4. 根据权利要求3所述的固态摄像元件，其特征在于， 所述氧化硅膜为HTO膜，所述氮化硅膜为通过低压CVD法而形成的SiN膜。5. —种固态摄像元件的制造方法，所述固态元件包括硅化区域，其 中至少晶体管的源极/漏极区域以及栅极电极的表面被硅化；以及非硅化区 域，其中晶体管的源极/漏极区域以及栅极电极的表面未被硅化，所述制造 方法的特征在于，包括以下工序在半导体层上形成栅极电极； 覆盖所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：城户英男，糸长总一郎，吉次快，千叶健一，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]