制造光电转换装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及制造光电转换装置的方法。在一种制造具有像素区和外围电路区的光电转换装置的方法中，通过使得外围电路区中的MOS晶体管的栅电极或者扩散层的表面与高熔点金属进行反应形成半导体化合物层，然后在形成半导体化合物层的步骤以后在像素区和外围电路区中形成绝缘层。在绝缘层中形成接触孔以暴露像素区中的扩散层，在绝缘层中形成接触孔以暴露在外围电路区中形成的半导体化合物层。这些孔在不同时刻被形成。在形成后形成的孔之前，在先形成的接触孔中形成接触插塞。

【技术实现步骤摘要】
制造光电转换装置的方法本申请是基于申请号为201010213279.3、申请日为2010年06月22日、专利技术名称为“制造光电转换装置的方法”的专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种制造光电转换装置的方法，更具体地讲，涉及一种在制造光电转换装置的过程中形成接触孔的技术。
技术介绍
近些年来，具有较高图像质量的低成本数字照相机和数字摄像机由于先进的光电转换装置而普及。光电转换装置被分类为CCD型、MOS型等等。MOS光电转换装置包括像素区和外围电路区。像素区包括光电转换单元、传输晶体管和放大晶体管。外围电路区包括MOS晶体管，对从像素区输出的信号进行处理并驱动光电转换装置。能够在公共的步骤中通过CMOS制造工艺制造像素区和外围电路区。通过采用自对准硅化物（salicide）（称作“硅化物层”）结构，MOS晶体管能够迅速进行工作，在这种自对准硅化物结构中，在外围电路区中的MOS晶体管的源极、漏极和栅电极上选择性形成高熔点金属的半导体化合物。然而，对像素区中的光电转换单元使用硅化物层会增加光电转换单元的泄露电流，从而降低光电转换特性。日本专利公布No.2001-111022公开了一种布置，其中，仅仅在外围电路区中使用自对准硅化物结构以抑制光电转换单元的泄露电流。在以CMOS图像传感器为代表的一些传统的有源像素固态图像感测装置中，像素具有全局电子快门功能（globalelectronicshutterfunction），以使得在以矩阵形式排列的多个像素之中光电荷累积的开始时间和结束时间彼此一致。为了实现具有全局电子快门功能的固态图像感测装置，像素区需要执行光电转换的光电转换单元和将在光电转换单元中产生的电荷保持一定时间段的电荷保持单元。电荷保持单元保持电荷，直到在给定像素中的累积结束以后进行读取。如果光进入电荷保持单元并且通过光电转换在与电荷保持单元相邻的P-N结处产生电荷，则这些电荷起光泄露噪声的作用，从而降低图像质量。为了解决这个问题，日本专利公布No.2007-294531公开了一种布置，在这种布置中，形成遮光膜以对电荷保持单元进行遮光而对光电转换单元不进行遮光。这种遮光膜防止光进入电荷保持单元，从而抑制图像质量的劣化。
技术实现思路
在日本专利公布No.2001-111022中，形成了不具有硅化物层的像素区和具有硅化物层的外围电路区。然后，形成了绝缘层和接触孔。此时，专利技术人发现在像素区和外围电路区中形成接触孔的蚀刻过程中会出现下述问题。具体地讲，存在这样一种可能性：高熔点金属从外围电路区的底部的硅化物层飞散（scatter），并且污染像素区中的光电二极管和接触孔的内部。对像素区中的光电二极管和接触孔的内部的污染会增加像素区中的泄露电流，从而导致劣质的光电转换特性。一般情况下，根据光反射特性使用钨、钨硅化物等等的金属膜形成对电荷保持单元进行遮光的遮光膜。由这种金属膜形成遮光膜以对电荷保持单元进行遮光。接下来，形成层间介电膜。然后，进行蚀刻以在遮光膜、扩散层和栅电极上形成接触孔。常规上，在同一步骤中形成这些接触孔。在蚀刻过程中，金属从由金属膜形成的遮光膜飞散。该金属会污染扩散层上的接触孔的内部，还会污染光电二极管。如果光电二极管受到金属的污染，例如，泄露电流增加，从而降低图像质量。考虑以上情形而作出了本专利技术，本专利技术减小了当在光电转换装置中形成接触孔时金属或高熔点金属对光电转换单元的污染。根据本专利技术，提供了一种制造具有像素区和外围电路区的光电转换装置的方法，所述方法包括：通过使得外围电路区中的MOS晶体管的栅电极或扩散层的表面与高熔点金属进行反应来形成半导体化合物层的步骤；在形成半导体化合物层的步骤以后在像素区和外围电路区中形成绝缘层的步骤；在绝缘层中形成接触孔以暴露像素区中的扩散层的第一接触孔形成步骤；在绝缘层中形成接触孔以暴露在外围电路区中形成的半导体化合物层的第二接触孔形成步骤，该第二接触孔形成步骤在与第一接触孔形成步骤的时刻不同的时刻执行；以及在第一接触孔形成步骤和第二接触孔形成步骤之中后执行的步骤之前，在先执行的步骤中形成的接触孔中形成接触插塞的步骤。另外，根据本专利技术，提供了一种制造包括像素的光电转换装置的方法，该像素具有光电转换单元、保持由光电转换单元转换的电荷的电荷保持单元和用于读出电荷的MOS晶体管，所述方法包括：形成对电荷保持单元进行遮光而对光电转换单元不进行遮光的遮光膜的步骤；在形成遮光膜的步骤以后形成绝缘层以覆盖像素的步骤；在绝缘层中形成接触孔以暴露像素的MOS晶体管的栅电极和扩散层的表面的第一接触孔形成步骤；在绝缘层中形成接触孔以暴露遮光膜的第二接触孔形成步骤，该第二接触孔形成步骤在与第一接触孔形成步骤的时刻不同的时刻执行；以及在第一接触孔形成步骤和第二接触孔形成步骤之中后执行的步骤之前，在先执行的步骤中形成的接触孔中形成接触插塞的步骤。另外，根据本专利技术，提供了一种制造具有光电转换单元和用于读出由光电转换单元转换的电荷的多个MOS晶体管的光电转换装置的方法，所述方法包括：通过使得所述多个MOS晶体管中的一些MOS晶体管的栅电极或者扩散层的表面与高熔点金属进行反应以在所述一些MOS晶体管上形成半导体化合物层，来形成半导体化合物层的步骤；在形成半导体化合物层的步骤以后形成绝缘层以覆盖光电转换单元和所述多个MOS晶体管的步骤；在绝缘层中形成接触孔以暴露所述多个MOS晶体管之中不具有半导体化合物层的MOS晶体管的栅电极或扩散层的第一接触孔形成步骤；在绝缘层中形成接触孔以暴露所述一些MOS晶体管的半导体化合物层的第二接触孔形成步骤，该第二接触孔形成步骤在与第一接触孔形成步骤的时刻不同的时刻执行；以及在第一接触孔形成步骤和第二接触孔形成步骤之中后执行的步骤之前，在先执行的步骤中形成的接触孔中形成接触插塞的步骤。根据下面的示例性实施例的描述（参照附图），本专利技术的其它特征将变得清楚。附图说明图1A到图1J是用于解释根据第一实施例的光电转换装置的制造方法的截面图；图2A到图2C是用于解释根据第二实施例的光电转换装置的制造方法的截面图；图3是示出根据第三和第四实施例的光电转换装置的像素单元的二维布局的示意图；图4是示出根据第三和第四实施例的光电转换装置的截面图；图5A到图5F是示出根据第三实施例的光电转换装置的制造方法的截面图；图6A和图6B是示出根据第四实施例的光电转换装置的制造方法的截面图；以及图7A到图7D是示出根据第五实施例的光电转换装置的制造方法的截面图。具体实施方式将根据附图详细描述本专利技术的优选实施例。<第一实施例>图1A到图1J是用于解释根据本专利技术的第一实施例的光电转换装置的制造方法的光电转换装置的像素区和外围电路区的截面图。第一实施例涉及一种结构，在这种结构中，外围电路区具有高熔点金属化合物层（硅化物层）。尽管第一实施例将描述CMOS光电转换装置，但是光电转换装置的类型不限于此。在图1A中，多个像素布置在像素区101中。每个像素包括用作光电转换单元的光电二极管的电荷累积区和用于传输在光电转换单元中产生的电荷的MOS晶体管。外围电路区102包括MOS晶体管，对从像素区101输出的信号进行处理，并且驱动用来从像素区读出信号。图1A示出了像素区101的一部分和外围电路区102本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造光电转换装置的方法，所述方法包括以下步骤：提供包括像素区和外围电路区的基板，其中在像素区中布置扩散层，在像素区和外围电路区中的至少一个中布置包含金属的构件，并且，扩散层和所述构件被绝缘层覆盖；在绝缘层中形成第一接触孔以暴露扩散层；在绝缘层中形成第二接触孔以暴露所述构件；以及经由第一接触孔将杂质掺入扩散层，其中，在第一情形中，第二接触孔的形成是在第一接触孔被填充的状态中进行的，或者在第二情形中，第一接触孔的形成是在第一接触孔被填充的状态中进行的。

【技术特征摘要】
2009.06.26 JP 2009-152875;2009.06.26 JP 2009-15281.一种制造光电转换装置的方法，所述方法包括以下步骤：提供包括像素区和外围电路区的基板，其中在像素区中布置扩散层，在像素区和外围电路区中的至少一个中布置包含金属的构件，并且，扩散层和所述构件被绝缘层覆盖；在绝缘层中形成第一接触孔以暴露扩散层；在绝缘层中形成第二接触孔以暴露所述构件；在第一接触孔中形成由金属制成的第一接触插塞(121)以与扩散层连接，在第二接触孔中形成由金属制成的第二接触插塞(123)以与所述构件连接；以及经由第一接触孔将杂质掺入到扩散层，其中，第一接触孔和第二接触孔在第一情形或第二情形下形成，在第一情形中，第一接触插塞的形成是在第二接触孔的形成之前进行的，在第二情形中，第二接触插塞的形成是在第一接触孔的形成之前进行的。2.根据权利要求1所述的方法，其中，不执行经由第二接触孔将杂质掺入到所述构件。3.根据权利要求1所述的方法，还包括：用酸溶液和碱溶液之一清洗第一接触孔的内部。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述清洗是在所述掺入之后进行的。5.一种制造光电转换装置的方法，所述方法包括以下步骤：提供包括像素区和外围电路区的基板，其中在像素区中布置扩散层，在像素区和外围电路区中的至少一个中布置包含金属的构件，并且，扩散层和所述构件被绝缘层覆盖；在绝缘层中形成第一接触孔以暴露扩散层；在绝缘层中形成第二接触孔以暴露所述构件；在第一接触孔中形成由金属制成的第一接触插塞以与扩散层连接，在第二接触孔中形成由金属制成的第二接触插塞以与所述构件连接；以及经由第一接触孔将杂质掺入到扩散层，其中，在形成第二接触孔之前进行所述掺入，第二接触孔的形成是在第一接触孔被填充的状态下进行的，第一接触插塞的形成是在第二接触孔的形成之后进行的。6.根据权利要求5所述的方法，其中，第一接触插塞的形成和第二接触插塞的形成被立刻进行。7.根据权利要求5所述的方法，其中，用光致抗蚀剂填充第一接触孔。8.一种制造光电转换装置的方法，所述方法包括以下步骤：提供包括像素区和外围电路区的基板，其中在像素区中布置扩散层，在像素区和外围电路区中的至少一个中布置包含金属的构件，并且，扩散层和所述构件被绝缘层覆盖；在绝缘层中形成第一接触孔以暴露扩散层；在绝缘层中形成第二接触孔以暴露所述构件；在第一接触孔中形成由金属制成的第一接触插塞...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈部刚士，成濑裕章，三岛隆一，桥本浩平，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：