專利名稱：固體攝像器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有以矩陣狀排列的多個感光單元、將從感光單元輸出的像素信號作為圖像信號輸出的固體攝像器件，特別是涉及作為固體攝像器件的結(jié)構(gòu)要素的晶體管的構(gòu)造。
背景技術(shù)：
參照圖10對以往的典型的固體攝像器件進行說明。該固體攝像器件包括以矩陣狀排列的多個感光單元30、和驅(qū)動感光單元30的周邊驅(qū)動電路。感光單元30具備將入射光光電變換為電荷的光電二極管31、傳送晶體管32、放大晶體管33、以及復(fù)位晶體管34。另一方面，周邊驅(qū)動電路具備用來將多個感光單元30的電荷作為像素信號提取到垂直信號線35中的垂直驅(qū)動電路36、抑制從多個感光單元30提取出的像素信號的噪聲的噪聲抑制電路37、控制來自噪聲抑制電路37的像素信號的輸出的水平晶體管組38、驅(qū)動水平晶體管組38的水平驅(qū)動電路39、和負載晶體管組40(例如參照非專利文獻1)。
傳送晶體管32的柵電極經(jīng)由傳送控制信號線41與垂直驅(qū)動電路36連接。傳送晶體管32根據(jù)來自垂直驅(qū)動電路36的傳送控制信號，將由光電二極管31生成的信號電荷傳送給放大晶體管33的柵電極。另外，在構(gòu)造上，傳送晶體管32的源極區(qū)域由光電二極管31的一部分構(gòu)成。
放大晶體管33的源極經(jīng)由垂直信號線35與負載晶體管40a的源極和噪聲抑制電路37連接。放大晶體管33的漏極與漏極線42連接。放大晶體管33根據(jù)基于輸入到柵電極中的來自傳送晶體管32的信號電荷的電位，將像素信號向垂直信號線35送出。由于將放大晶體管33作為源隨器(source follower)使用，所以向垂直信號線35送出的像素信號對應(yīng)于放大晶體管33的柵電極的電位以不同的放大率放大。
復(fù)位晶體管34的柵電極經(jīng)由復(fù)位信號線43與垂直驅(qū)動電路36連接。復(fù)位晶體管34的源極與傳送晶體管32的漏極和放大晶體管33的柵電極連接。復(fù)位晶體管34的漏極區(qū)域與漏極線42連接。復(fù)位晶體管34根據(jù)來自垂直驅(qū)動電路36的復(fù)位信號，將傳送晶體管32的漏極即放大晶體管33的柵電極的電位復(fù)位為規(guī)定的初始值。
負載晶體管40a的漏極經(jīng)由配線44連接在負載(恒流源)。負載晶體管40a的柵電極連接在用來控制垂直信號線35與負載的連接的控制信號線45。
噪聲抑制電路37的輸出經(jīng)由構(gòu)成水平晶體管組38的水平晶體管38a傳遞給水平信號線46。
在該固體攝像器件中，如果包含在多個感光單元30的每個中的放大晶體管33中存在閾值電壓等的特性的偏差，則在垂直信號線35的像素信號中出現(xiàn)固定模式噪聲。噪聲抑制電路37是為了抑制該固定模式噪聲而設(shè)置的。
在圖11中表示了1個感光單元30、和連接在該感光單元30上的噪聲抑制電路37的具體結(jié)構(gòu)的等價電路。噪聲抑制電路37包括晶體管50、在半導(dǎo)體基板上作為MIM(Metal Insulator metal)構(gòu)造或DMOS(DouBle diffused MOS)構(gòu)造等的元件形成的容量較大的電容器51、鉗位晶體管52、和與電容器51同樣作為元件形成的電容器53。此外，在圖11中示出負載晶體管40a是ON狀態(tài)、放大晶體管33的漏極經(jīng)由恒流源(負載)54接地的情況。
參照圖11對上述結(jié)構(gòu)的固體攝像器件的動作進行說明。
(動作A)首先，將節(jié)點55的電位、即傳送晶體管32的漏極區(qū)域(浮動擴散)及放大晶體管33的柵電極的電位復(fù)位為規(guī)定的電位VDD。此時，垂直信號線35(節(jié)點56)的電位V1用V1＝VDD-VGS……(1)
表示。在式1中，VGS是由動作點決定的常數(shù)值。
(動作B)接著，使鉗位晶體管52成為ON狀態(tài)，使節(jié)點57的電位成為VDD。在使節(jié)點57的電位成為VDD的狀態(tài)下，使晶體管50成為ON狀態(tài)。由此，電容器51被充電。最終累積在電容器51中的電荷Q用Q＝C1(VDD-V1)……(2)表示。在式2中，C1表示電容器51的容量。
(動作C)接著，使鉗位晶體管52成為OFF狀態(tài)。另外，晶體管50仍然是ON狀態(tài)。
(動作D)接著，使傳送晶體管32成為ON狀態(tài)，將由光電二極管31產(chǎn)生的電荷Q1傳送到傳送晶體管32的漏極區(qū)域。由此，節(jié)點55的電位成為對應(yīng)于電荷Q1的電位VG。電位VG對應(yīng)于傳送晶體管32的寄生電容(附隨于浮動擴散的電容)C，表示為VG＝VDD-Q1/C。因而，垂直信號線35的電位V2用V2＝VG-VGS＝VDD-Q1/C-VGS……(3)表示。
此外，累積在電容器51中的電荷Q對應(yīng)于其電容而被分配給電容器51和電容器53。這里，如果設(shè)節(jié)點57的電位為Vout，則Vout是用C1(Vout-V2)＝Q+ΔQ……(4)C2×Vout＝-ΔQ……(5)表示的聯(lián)立方程組的解。在式5中，C2表示電容器53的電容。如果解上述的聯(lián)立方程式，則Vout用Vout＝C1/(C1+C2)×(VDD-Q1/C)……(6)表示。維持該狀態(tài)到節(jié)點57的電位穩(wěn)定在Vout。
(動作E)接著，在節(jié)點57的電位為Vout的狀態(tài)下，根據(jù)來自水平驅(qū)動電路39的水平控制信號，水平晶體管38a成為ON狀態(tài)。由此，Vout的電位被傳遞給水平信號線46，對應(yīng)于Vout的電壓經(jīng)由放大器58輸出。即，對應(yīng)于由光電二極管31產(chǎn)生的電荷Q1，不同的電壓作為像素信號被輸出。
一般，在每個感光單元30中形成的所有放大晶體管33的閾值電壓等的特性并不總是均勻的，所以在垂直信號線35的電位V2的像素信號中出現(xiàn)固定模式噪聲。但是，在設(shè)有噪聲抑制電路37的情況下，經(jīng)過噪聲抑制電路37后的電位Vout的像素信號如上述的式6所示，由于不含依存于放大晶體管33的特性的偏差的項(VGS)，所以不受固定模式噪聲的影響。
如上所述，在節(jié)點57中，要求從節(jié)點55的電位被復(fù)位為VDD的瞬間開始到經(jīng)由水平晶體管38a向水平信號線46輸出像素信號的整個期間(上述動作B～動作D的期間)保持信號電位。如果不能保持節(jié)點57的信號電位，則在噪聲抑制電路37的動作中產(chǎn)生不良狀況。即，與連接在1個垂直信號線35的所有的感光單元30對應(yīng)的圖像信號的電壓，成為和對應(yīng)于由感光單元30生成的電荷Q1的信號的電壓不同的值。在基于這樣的圖像信號進行圖像顯示的情況下，在沿垂直方向排列的1列的像素整體中發(fā)生顯示不良，在圖像中觀測到縱線狀的顯示不良。
如上所述，在感光單元30具有放大晶體管33，并且，周邊驅(qū)動電路具備噪聲抑制電路37的固體攝像器件中，特別是抑制將噪聲抑制電路37中的被傳遞的信號電位必須保持規(guī)定的期間的鉗位晶體管52的電流漏泄是很重要的。
一般，晶體管的電流漏泄主要分類為pn結(jié)逆向漏泄和斷開漏泄。隨著近年來的晶體管的細微化，作為后者的斷電漏泄之一的GIDL(gateinduced drain leakage)特別成為問題。
這里，對GIDL進行說明。圖12是為了說明GIDL而局部地表示MOS晶體管的構(gòu)造的示意的截面圖。另外，在圖12中，表示n溝道晶體管的從柵電極到漏極區(qū)域的部分。在半導(dǎo)體基板60的表面區(qū)域形成有漏極區(qū)域61，在上表面經(jīng)由柵氧化膜62形成有柵電極63。在柵氧化膜62及柵電極63的側(cè)端面設(shè)有側(cè)壁隔離層64。
如圖12所示，在柵電極63與漏極區(qū)域61之間存在重疊區(qū)域65。在該重疊區(qū)域65中，在柵電極63與漏極區(qū)域61之間通過柵氧化膜62施加如在半導(dǎo)體基板60側(cè)累積空穴那樣的電場的情況下，通過電場的作用，漏極區(qū)域61的表面的傳導(dǎo)型被p型反轉(zhuǎn)，在重疊區(qū)域65形成價電子帶能級。由此，在形成于重疊區(qū)域65的價電子帶能級和漏極區(qū)域61側(cè)的導(dǎo)帶能級之間產(chǎn)生帶—帶間隧道電流，它成為基板電流(圖12中用箭頭66表示)。這樣產(chǎn)生的電流漏泄為GIDL。
此外，近年來，在固體攝像器件中，隨著晶體管的細微化，為了降低構(gòu)成MOS晶體管的源極區(qū)域及漏極區(qū)域的各擴散層的電阻，使用自對準硅化物(salicide)工藝在源極區(qū)域及漏極區(qū)域的各擴散層的表面形成難熔的金屬硅化物層的情況增多。在此情況下，有報告說GIDL會進一步惡化(例如參照非專利文獻2)。
非專利文獻1CCD/CMOS圖像傳感器的基礎(chǔ)與應(yīng)用，CQ出版社，pp.175-176非專利文獻2Woo-Tag Kang et.al.IEEE，Electron Device Lett.21，9，2000.
以往的固體攝像器件的周邊驅(qū)動電路通常是通過在一般的CMOS邏輯裝置的微細加工中使用的制造工藝流程形成的。因而，包含在周邊驅(qū)動電路中的晶體管的電流漏泄特性限制在對CMOS邏輯裝置的容許水平的范圍內(nèi)。
另一方面，構(gòu)成以往的固體攝像器件的周邊驅(qū)動電路的一部分晶體管如上所述，要求向源極區(qū)域及/或漏極區(qū)域傳遞與由光電二極管生成的信號電荷對應(yīng)的信號電位，并且，將傳遞的信號電位保持規(guī)定的期間。
對于該晶體管的電流漏泄特性的要求由于信號電位滯留在該晶體管中的時間比在光電二極管中累積信號電荷的時間短，所以不如對光電二極管的電流漏泄特性的要求那樣嚴格。但是，如果通過與CMOS邏輯裝置等的晶體管同樣的方法形成，則漏泄電流增加，不能生成良好地保持攝像的圖像信息的圖像信號。在基于這樣的圖像信號顯示圖像的情況下，引起嚴重的圖像不良。
此外，在構(gòu)成源極區(qū)域及/或漏極區(qū)域的擴散層的表面的一部分形成高熔點金屬硅化物層的情況下，漏泄電流進一步增加，所以生成良好地保持攝像的圖像信息的圖像信號變得更加困難。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種能夠抑制包含在周邊驅(qū)動電路中的晶體管的GIDL等的電流漏泄、以高精度保持像素信號并變換為圖像信號來提高像質(zhì)的固體攝像器件。
涉及本發(fā)明的固體攝像器件具備多個感光單元，以矩陣狀配置在半導(dǎo)體基板上，分別具有光電二極管；周邊驅(qū)動電路，具有形成在上述半導(dǎo)體基板上的多個晶體管，并驅(qū)動上述多個感光單元；作為上述多個晶體管具備第1晶體管，將被傳遞與由上述光電二極管生成的信號電荷對應(yīng)的信號電位并保持該信號電位的第1擴散層作為源極或漏極；和第2晶體管，將不被傳遞上述信號電荷的第2擴散層作為源極或漏極。
為了解決上述的課題，固體攝像器件的特征在于，在上述第1晶體管的上述第1擴散層的表面形成的金屬硅化物層的端緣與柵電極的端緣之間的距離即第1邊緣間隔，比在上述第2晶體管的上述第2擴散層的表面形成的金屬硅化物層的端緣與柵電極的端緣之間的距離即第2邊緣間隔大。
另外，本說明書中的所謂的兩個要素間的“距離”或“間隔”是指將各要素相對于半導(dǎo)體基板的表面沿半導(dǎo)體基板的垂線方向投影后的兩個像之間的最短距離。
根據(jù)本發(fā)明的固體攝像器件，由于第1晶體管的第1邊緣間隔比第2晶體管的第2邊緣間隔大，所以能夠?qū)⒈３峙c由光電二極管生成的信號電荷對應(yīng)的信號電位的第1擴散層的GIDL等的電流漏泄比沒有被傳遞信號電位的第2擴散層的電流漏泄更加降低。因而，能夠生成以高精度保持所攝像的圖像信息的圖像信號，提高根據(jù)生成的圖像信號顯示的圖像的像質(zhì)。


圖1是示意地表示包含在實施方式1的固體攝像器件中的第1晶體管的截面圖。
圖2是示意地表示包含在該固體攝像器件中的第2晶體管的截面圖。
圖3是表示晶體管的柵電極和金屬硅化物之間的邊緣間隔與漏泄電流(基板電流)的關(guān)系的曲線圖。
圖4A是表示晶體管的漏極電壓與漏泄電流的關(guān)系的曲線圖。
圖4B是表示邊緣間隔與圖4A的情況不同的晶體管的漏極電壓與漏泄電流的關(guān)系的曲線圖。
圖5A是用來說明在實施方式1中漏泄電流對應(yīng)于邊緣間隔而變化的原理的說明圖。
圖5B與圖5A同樣是用來說明漏泄電流對應(yīng)于邊緣間隔而變化的原理的另一狀態(tài)的說明圖。
圖6A是用來概念性地說明在實施方式1中帶—帶間隧道電流的產(chǎn)生原理的、表示沒有形成陷阱能級的GIDL發(fā)生區(qū)域附近的能帶結(jié)構(gòu)的一例的說明圖。
圖6B與圖6A同樣，是表示GIDL發(fā)生區(qū)域附近的能帶結(jié)構(gòu)的另一例的說明圖。
圖6C與圖6A同樣，是表示GIDL發(fā)生區(qū)域附近的能帶結(jié)構(gòu)的另一例的說明圖。
圖6D與圖6A同樣，是表示GIDL發(fā)生區(qū)域附近的能帶結(jié)構(gòu)的另一例的說明圖。
圖6E與圖6A同樣，是表示GIDL發(fā)生區(qū)域附近的能帶結(jié)構(gòu)的另一例的說明圖。
圖7是示意地表示實施方式2的第1晶體管的截面圖。
圖8是示意地表示實施方式3的第1晶體管的截面圖。
圖9是示意地表示實施方式4的第1晶體管的截面圖。
圖10是表示以往例的典型的固體攝像器件的概略結(jié)構(gòu)的圖。
圖12是為了說明以往例的固體攝像器件的GIDL而示意地表示晶體管的一部分的截面圖。
符號說明1、60 半導(dǎo)體基板2 n+擴散層3 LDD區(qū)域4、4a、4b、11、12、14、20 金屬硅化物5、62 柵絕緣膜6、9、15、17、63 柵電極7、7a、7b、18、23、64 側(cè)壁隔離層8、16 硅化物塊膜8a、16a 覆蓋部10、13、19 聚硅膜21 第1層隔離層22 第2層隔離層30 感光單元31 光電二極管32 傳送晶體管33 放大晶體管34 復(fù)位晶體管35 垂直信號線36 垂直驅(qū)動電路37 噪聲抑制電路38 水平晶體管組38a 水平晶體管
39 水平驅(qū)動電路40 負載晶體管組40a 負載晶體管41 傳送控制信號線42 漏極線43 復(fù)位信號線44 配線45 控制信號線46 水平信號線50 晶體管51、53 電容器52 鉗位晶體管54 恒流源(負載)55、56、57 節(jié)點58 放大器61 漏極區(qū)域65 重疊區(qū)域66 箭頭具體實施方式
在本發(fā)明的固體攝像器件中，多個感光單元是公知的哪種結(jié)構(gòu)都可以。此外，對于周邊驅(qū)動電路，也可以采用公知的哪種結(jié)構(gòu)。此外，在第2晶體管中，可以采用公知的哪種結(jié)構(gòu)。
有關(guān)本發(fā)明的固體攝像器件既可以僅具備將攝像的圖像信息變換為圖像信號的功能，也可以具備將攝像的圖像信息變換為圖像信號的功能、以及根據(jù)變換后的圖像信號顯示圖像的功能。
只要在周邊驅(qū)動電路中包含至少1個第1晶體管，就能夠得到本發(fā)明的效果。此外，多個晶體管也可以還包括與第1晶體管及第2晶體管兩者不同結(jié)構(gòu)的晶體管。此外，在多個晶體管包括多個第1晶體管的情況下，多個第1晶體管各自的結(jié)構(gòu)既可以相同，也可以不同。同樣，在多個晶體管中包括多個第2晶體管的情況下，多個第2晶體管各自的結(jié)構(gòu)既可以相同，也可以不同。進而，包含在感光單元中的晶體管也可以是與第1晶體管相同的結(jié)構(gòu)。
在與第1晶體管的第1擴散層夾著柵電極相對置并形成源極或漏極的擴散層(以下稱作成為成對的擴散層)上，既可以不形成金屬硅化物層，也可以在其一部分形成金屬硅化物層。但是，在成為成對的擴散層上形成金屬硅化物層的情況下，使該擴散層上的金屬硅化物層與柵電極之間的邊緣間隔實質(zhì)上為第1邊緣間隔以下。
此外，在第2晶體管的擴散層上，既可以不形成金屬硅化物層，也可以在其一部分形成金屬硅化物層。但是，在第2晶體管的擴散層上形成金屬硅化物層的情況下，使該擴散層上的金屬硅化物層與柵電極之間的邊緣間隔比第1邊緣間隔小。
在本發(fā)明的固體攝像器件中，可以做成在上述第1晶體管中的、與上述第1擴散層成對而構(gòu)成上述源極或漏極的成對的擴散層的表面形成的金屬硅化物層和上述柵電極之間的邊緣間隔實質(zhì)上與上述第1邊緣間隔相同的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠抑制與第1晶體管的第1擴散層成對的擴散層的GIDL等的漏泄電流。即，能夠?qū)⒌?晶體管的源極區(qū)域及漏極區(qū)域的兩者中的GIDL等的電流漏泄抑制得比第2晶體管低。
另外，在本說明書中，所謂兩個間隔實質(zhì)上相同，是指不故意地使兩者的間隔不同。因而，在兩個間隔實質(zhì)上相同的情況下，意味著包括因制造中的制造誤差等而導(dǎo)致兩個間隔稍稍不同的情況。
此外，可以做成在上述第1晶體管中的、與上述第1擴散層成對而構(gòu)成上述源極或漏極的成對的擴散層的表面形成的金屬硅化物層和上述柵電極之間的邊緣間隔，比上述第1邊緣間隔小的結(jié)構(gòu)。
此外，可以做成在上述第1晶體管中的、與上述第1擴散層成對而構(gòu)成上述源極或漏極的成對的擴散層的表面形成的金屬硅化物層和上述柵電極之間的邊緣間隔實質(zhì)上與上述第2晶體管中的上述第2邊緣間隔相同的結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明的固體攝像器件中，優(yōu)選的是，上述周邊驅(qū)動電路具有垂直驅(qū)動電路，與上述多個感光單元連接，將對應(yīng)于上述信號電荷的多個像素信號以水平列單位依次提??；噪聲抑制電路，從通過上述垂直驅(qū)動電路提取出的上述多個像素信號中除去噪聲；及水平驅(qū)動電路，將來自上述噪聲抑制電路的上述多個像素信號沿著時間序列依次輸出；上述第1晶體管包含在上述噪聲抑制電路中。
如在上述以往技術(shù)的說明中敘述，如果包含在噪聲抑制電路中的晶體管的漏泄電流較大，則從噪聲抑制電路輸出與對應(yīng)于由感光單元生成的信號電荷的正常的信號不同的信號，結(jié)果，在固體攝像器件的內(nèi)部或外部的圖像形成裝置中，在圖像中觀測到縱線狀的顯示不良。但是，根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，由于能夠良好地輸出與信號電荷對應(yīng)的正常的信號(以高精度保持攝像信息的信號)，所以能夠抑制圖像中的縱線狀的顯示不良的發(fā)生。
上述第1邊緣間隔優(yōu)選為60nm以上。
此外，優(yōu)選的是，上述第1晶體管具有設(shè)置成遍及從上述柵電極到上述第1擴散層的一部分的絕緣膜，上述絕緣膜形成覆蓋上述第1擴散層的端部的第1覆蓋部；從上述柵電極的上述第1擴散層側(cè)的端緣到上述第1覆蓋部的距離上述柵電極較遠側(cè)的端緣的距離，實質(zhì)上與上述第1邊緣間隔相同。
在此情況下，第1擴散層上的金屬硅化物層的第1柵電極側(cè)的一端的位置受絕緣膜的第1覆蓋部限制。即，能夠通過形成絕緣膜的構(gòu)圖來簡便地控制第1邊緣間隔。
另外，在本說明書中，所謂的從第1晶體管的柵電極的第1擴散層側(cè)的一端到第1覆蓋部的距離柵電極較遠側(cè)的端緣的距離，實質(zhì)上與第1邊緣間隔相同，是指包括因用于形成金屬硅化物層的熱處理等而與柵電極和第1擴散層上的金屬硅化物層之間的間隔不嚴密地相同的情況。對于其他擴散層上的金屬硅化物層也同樣。
在上述結(jié)構(gòu)中，可以做成如下結(jié)構(gòu)在上述第1晶體管中的、與上述第1擴散層成對而構(gòu)成上述源極或漏極的成對的擴散層的表面形成的金屬硅化物層和上述柵電極之間的邊緣間隔實質(zhì)上為上述第1邊緣間隔以下；上述絕緣膜設(shè)置成遍及從上述柵電極到上述成對的擴散層的一部分，并形成覆蓋其表面的一部分的第2覆蓋部；從上述柵電極的上述成對的擴散層側(cè)的端緣到-第2覆蓋部的距離上述柵電極較遠側(cè)的端緣的距離，實質(zhì)上與上述柵電極和上述成對的擴散層上的上述金屬硅化物層之間的邊緣間隔相同。
此外，在本發(fā)明的固體攝像器件中，可以做成如下結(jié)構(gòu)上述第1晶體管具有形成于上述柵電極的上述第1擴散層側(cè)的側(cè)端面上的第1側(cè)壁隔離層、和設(shè)置成遍及從上述柵電極到上述第1側(cè)壁隔離層及上述第1擴散層的一部分的絕緣膜，上述絕緣膜形成覆蓋上述第1擴散層的端部的第1覆蓋部，從上述柵電極的上述第1擴散層的端緣到上述第1覆蓋部的距離上述柵電極較遠側(cè)的端緣的距離，實質(zhì)上與上述第1邊緣間隔相同；上述第2晶體管具有形成在上述柵電極的上述第2擴散層側(cè)的側(cè)端面上的第2側(cè)壁隔離層，上述第2側(cè)壁隔離層的寬度實質(zhì)上與上述第2邊緣間隔相同。
在此情況下，即使是第1晶體管及第2晶體管具有側(cè)壁隔離層的構(gòu)造，第1擴散層上的金屬硅化物層中的柵電極側(cè)的端緣的位置也受絕緣膜的第1覆蓋部限制。即，能夠通過形成絕緣膜的構(gòu)圖來簡便地控制第1邊緣間隔。另外，第2晶體管的第2擴散層上的金屬硅化物層的柵電極側(cè)的端緣的位置受第2晶體管的側(cè)壁隔離層限制。
在上述結(jié)構(gòu)中，可以做成如下結(jié)構(gòu)在上述第1晶體管中的、與上述第1擴散層成對而構(gòu)成上述源極或漏極的成對的擴散層的表面形成的金屬硅化物層和上述柵電極之間的邊緣間隔實質(zhì)上為上述第1邊緣間隔以下；上述第1側(cè)壁隔離層還形成在上述第1晶體管的上述柵電極的上述成對的擴散層側(cè)的側(cè)端面上；上述絕緣膜設(shè)置成遍及從上述柵電極到上述第1側(cè)壁隔離層及上述成對的擴散層的一部分，并形成覆蓋其表面的一部分的第2覆蓋部，從上述柵電極的上述成對的擴散層側(cè)的端緣到第2覆蓋部的距離上述柵電極較遠側(cè)的端緣的距離，實質(zhì)上與上述柵電極和上述成對的擴散層上的上述金屬硅化物層之間的邊緣間隔相同。
此外，可以做成如下結(jié)構(gòu)在上述第1晶體管中的、與上述第1擴散層成對而構(gòu)成上述源極或漏極的成對的擴散層的表面形成的金屬硅化物層和上述柵電極之間的邊緣間隔，實質(zhì)上比上述第1邊緣間隔??；上述第1側(cè)壁隔離層還形成在上述第1晶體管的上述柵電極的上述成對的擴散層側(cè)的側(cè)端面上，上述第1側(cè)壁隔離層的寬度實質(zhì)上與上述柵電極和上述成對的擴散層上的金屬硅化物層之間的邊緣間隔相同。
此外，可以做成上述絕緣膜是硅化物塊膜的結(jié)構(gòu)。
此外，在本發(fā)明的固體攝像器件中，可以做成如下結(jié)構(gòu)上述第1晶體管具有形成在上述柵電極的上述第1擴散層側(cè)的側(cè)端面上的第1側(cè)壁隔離層，上述第1側(cè)壁隔離層的寬度實質(zhì)上與上述第1邊緣間隔相同；上述第2晶體管具有形成在上述柵電極的上述第2擴散層側(cè)的側(cè)端面上的第2側(cè)壁隔離層，上述第2側(cè)壁隔離層的寬度實質(zhì)上與上述第2邊緣間隔相同。
在此情況下，第1晶體管的第1擴散層上的金屬硅化物層的柵電極側(cè)的端緣的位置受第1側(cè)壁隔離層限制。此外，第2晶體管的第2擴散層上的金屬硅化物層的柵電極側(cè)的端緣的位置受第2側(cè)壁隔離層限制。因而，通過第1及第2側(cè)壁隔離層的寬度的控制，能夠簡便地控制第1邊緣間隔和第2邊緣間隔。
在上述結(jié)構(gòu)中，可以做成如下結(jié)構(gòu)上述第1晶體管中的、與上述第1擴散層成對而構(gòu)成上述源極或漏極的成對的擴散層的表面形成的金屬硅化物層和上述柵電極之間的邊緣間隔，實質(zhì)上為上述第1邊緣間隔以下；上述第1側(cè)壁隔離層還形成在上述第1晶體管的上述柵電極的上述成對的擴散層側(cè)的側(cè)端面上，上述第1側(cè)壁隔離層的寬度實質(zhì)上與上述柵電極和上述成對的擴散層上的上述金屬硅化物層之間的邊緣間隔相同。
此外，可以做成上述第1晶體管的上述側(cè)壁隔離層的材料與上述第2晶體管的上述側(cè)壁隔離層的材料不同的結(jié)構(gòu)。
此外，可以做成上述第1晶體管的上述側(cè)壁隔離層由氮化硅膜形成、上述第2晶體管的上述側(cè)壁隔離層由氧化硅膜形成的結(jié)構(gòu)。
以下，參照附圖更詳細地說明本發(fā)明的實施方式的固體攝像器件。各實施方式的固體攝像器件的整體結(jié)構(gòu)作為一例可以做成圖10及圖11所示那樣的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的特征在于，在圖10及圖11所示那樣的固體攝像器件中的噪聲抑制電路37中包含的鉗位晶體管52、即在被傳遞與由光電二極管生成的信號電荷對應(yīng)的信號電位并將該信號電位保持規(guī)定的期間的部位中使用的晶體管的結(jié)構(gòu)。作為這樣的晶體管，構(gòu)成低漏泄晶體管，在以下的說明中記作第1晶體管。此外，將不要求上述的功能的其他晶體管記作第2晶體管，對于各實施方式，僅說明第1及第2晶體管的結(jié)構(gòu)。
(實施方式1)圖1中表示構(gòu)成實施方式1的固體攝像器件的第1晶體管的截面圖。圖2表示第2晶體管的截面圖。
圖1所示的第1晶體管形成在p型半導(dǎo)體基板1上，具有分別構(gòu)成源極或漏極的一對n+擴散層2、以及作為n-擴散層的LDD區(qū)域3。n+擴散層2也可以不形成在p型半導(dǎo)體基板1上而形成在p型阱中。在半導(dǎo)體基板1上，具有隔著柵絕緣膜5形成的由聚硅膜構(gòu)成的柵電極6。在柵電極6的兩側(cè)的側(cè)端面上形成有側(cè)壁隔離層7。兩側(cè)的側(cè)壁隔離層7實質(zhì)上具有相同的寬度。
覆蓋柵電極6、側(cè)壁隔離層7、及n+擴散層2的端部區(qū)域而形成有絕緣性的硅化物塊膜8。在以下的說明中，將硅化物塊膜8的、越過側(cè)壁隔離層7的端緣而覆蓋n+擴散層2上的一部分的部分稱作覆蓋部8a。覆蓋部8a的寬度在各n+擴散層2側(cè)實質(zhì)上相同。在n+擴散層2的未被覆蓋部8a覆蓋的表面部形成有金屬硅化物層4。
該第1晶體管的任一個的n+擴散層2與圖11所示的、取入到噪聲抑制電路中的信號作為電位保持的節(jié)點57連接。
第1晶體管的側(cè)壁隔離層7只要至少覆蓋柵電極6的相鄰于n+擴散層2的側(cè)端面而形成就可以，但也可以遍及柵電極6的其他側(cè)端面的全部或一部分形成。
另一方面，圖2所示的第2晶體管具有與第1晶體管相同地形成在p型半導(dǎo)體基板1上的一對n+擴散層2、以及LDD區(qū)域3。因而，n+擴散層2也有不形成在p型半導(dǎo)體基板1上、而形成在p型阱中的結(jié)構(gòu)的情況。在半導(dǎo)體基板1上，具有隔著柵絕緣膜5形成的柵電極9。柵電極9由聚硅膜10及金屬硅化物層11構(gòu)成。在柵電極9的兩側(cè)側(cè)端面上形成有側(cè)壁隔離層7。在n+擴散層2的越過側(cè)壁隔離層7的端緣的區(qū)域的表面部形成有金屬硅化物層12。
在該第2晶體管上，沒有形成設(shè)在第1晶體管上那樣的硅化物塊膜8。另外，第2晶體管具有與以往的一般的晶體管同樣的結(jié)構(gòu)，經(jīng)過與通常的CMOS邏輯裝置的晶體管同樣的制造工藝形成。
第2晶體管的側(cè)壁隔離層7與第1晶體管的側(cè)壁隔離層7相同，具有相同的寬度。因而，側(cè)壁隔離層7的端緣與n+擴散層2的端緣的位置關(guān)系在第1晶體管和第2晶體管中相同。因而，圖1所示的第1晶體管的柵電極6的端緣與金屬硅化物層4的端緣之間的間隔(以下稱作邊緣間隔)D1與圖2所示的第2晶體管的柵電極9和金屬硅化物層12之間的邊緣間隔D2相比，僅大出硅化物塊膜8的覆蓋部8a的寬度。
在一對LDD區(qū)域3之間的溝道區(qū)域中，也可以進行用來調(diào)節(jié)第1或第2晶體管的閾值電壓的溝道摻雜。各n+擴散層2的n型雜質(zhì)既可以是相同種類也可以是不同的種類，此外，既可以以相同的輪廓擴散，也可以以不同的輪廓擴散。關(guān)于LDD區(qū)域3的n型雜質(zhì)也同樣。此外，n+擴散層2的n型雜質(zhì)與LDD區(qū)域3的n型雜質(zhì)既可以是相同的種類，也可以是不同的種類。
接著，對將圖1所示的第1晶體管與圖2所示的第2晶體管同時形成在相同的半導(dǎo)體基板1上的方法的一例進行說明。
首先，在p型半導(dǎo)體基板1上，成批形成用來分別形成第1、第2晶體管的柵絕緣膜5及柵電極6、9用的聚硅膜。在形成聚硅膜后，形成LDD區(qū)域3。在形成LDD區(qū)域3后，形成側(cè)壁隔離層7，然后形成n+擴散層2。另外，在到此為止的工序中，可以使用公知的用來形成晶體管的哪種技術(shù)都可以。
在形成n+擴散層2后，在半導(dǎo)體基板1的整個面上形成絕緣膜。將該絕緣膜利用光刻技術(shù)及蝕刻技術(shù)進行構(gòu)圖，形成覆蓋第1晶體管的柵電極6的絕緣性的硅化物塊膜8。另外，構(gòu)成絕緣膜的材料，使用不與半導(dǎo)體基板1化合的材料、或者即使化合也不形成導(dǎo)電性的金屬硅化物的材料。
在形成硅化物塊膜8后，將與硅化合而形成金屬硅化物的鈦、鈷等的金屬膜堆積在半導(dǎo)體基板1的整個面上。接著通過進行熱處理而將半導(dǎo)體基板1與金屬膜的界面硅化物化，形成金屬硅化物層4、12。同時，將構(gòu)成第2晶體管的柵電極9的聚硅膜與金屬膜的界面硅化物化，在聚硅膜10的表層部也形成金屬硅化物層11。另外，覆蓋在硅化物塊膜8的覆蓋部8a上的第1晶體管的半導(dǎo)體基板1的表面不被硅化物化。
在形成金屬硅化物層4、11、12后，將殘留的未反應(yīng)的金屬膜除去。經(jīng)過以上的工序，從而能夠在半導(dǎo)體基板1上同時形成第1晶體管和第2晶體管。
在本實施方式中的圖1所示的第1晶體管中，柵電極6與金屬硅化物層4之間的邊緣間隔D1比圖2所示的第2晶體管的柵電極9與金屬硅化物層12之間的邊緣間隔D2大，與第2晶體管相比能夠降低GIDL等的電流漏泄。
以下，對于在晶體管中一般如果柵電極與金屬硅化物層的間隔較大、則會抑制電流漏泄的情況進行說明。圖3是表示晶體管中的柵電極與金屬硅化物層之間的邊緣間隔(圖1、圖2中的邊緣間隔D1、D2)和漏泄電流(基板電流)的關(guān)系的曲線圖。在圖3中，縱軸的漏泄電流用對數(shù)刻度表示，橫軸的邊緣間隔用線形刻度表示。圖3中的漏泄電流表示晶體管寬度(垂直于圖1等的紙面的方向的長度)每10μm的漏泄電流。在晶體管寬度為W[μm]、漏泄電流的測量值為I[A]的情況下，是用I×10/W[A]計算出的換算值。另外，漏泄電流一般如果不是晶體管寬度很小的情況(例如不到0.5μm)則大致與晶體管寬度成比例，所以即使晶體管寬度不同，邊緣間隔與漏泄電流的關(guān)系也定性地顯示出大致相同的趨勢。
如圖3所示，漏泄電流隨著邊緣間隔的增大而以指數(shù)函數(shù)(在圖3中為直線)急劇地減少。即，可知通過增大邊緣間隔，能夠抑制電流漏泄。
為了從固體攝像器件輸出被抑制為不能辨認縱線的顯示不良的程度的圖像信號，對應(yīng)于第1晶體管的n+擴散層2(參照圖1)的漏泄技術(shù)條件優(yōu)選地在漏極電壓VD＝8V時、每晶體管寬度10μm為10nA以下。為此，如果參照圖3，則可知邊緣間隔只要是60nm以上就可以。即，第1晶體管的柵電極6與金屬硅化物層4之間的邊緣間隔D1優(yōu)選為60nm以上。另外，即使邊緣間隔超過80nm，電流漏泄相對于80n的情況并沒有降低到有意義的程度，所以邊緣間隔優(yōu)選為80nm以下。
圖4A是表示邊緣間隔為71.5nm時的、漏極電壓與漏泄電流的關(guān)系的曲線圖。圖4B時表示邊緣間隔為60nm時的漏極電壓與漏泄電流的關(guān)系的曲線圖。在圖4A及圖4B中，縱軸用對數(shù)刻度表示漏泄電流的電流值，橫軸用線形刻度表示漏極電壓VD。實線表示漏泄電流的基板電流(IPW)成分(GIDL成分)，虛線表示漏極電流(ID)成分，單點劃線表示源極電流(IS)成分，虛線表示柵極電流(IG)成分。另外，圖4A及圖4B所示的各電流成分是晶體管寬度為大致4μm時的測量值本身，不是圖3所示那樣的每個晶體管寬度10μm的換算值。
通過圖4A及圖4B的比較可知，如果邊緣間隔較大，則相對于漏極電壓VD的增加的基板電流(IPW)成分及漏極電流(ID)成分的增加率變小。此外，圖4A及圖4B表示柵極電流(IG)成分及源極電流(IS)成分幾乎不依存于邊緣間隔、漏泄電流中的依存于邊緣間隔的成分實質(zhì)上只是基板電流(IPW)成分及漏極電流(ID)成分。
在圖3中僅對漏極電壓VD為8V的情況表示了邊緣間隔與漏泄電流(基板電流)的關(guān)系，但由圖4A及圖4B可知，一般如果是相同的漏極電壓VD，則邊緣間隔較大者的漏泄電流的基板電流(IPW)成分及漏極電流(ID)成分較小。
圖5A及圖5B是表示用來說明漏泄電流對應(yīng)于邊緣間隔而變化情況的晶體管的一部分的截面圖。對于與圖1所示的第1晶體管相同的要素賦予相同的參照編號進行說明。圖5A及圖5B所示的晶體管由于沒有設(shè)置硅化物塊膜8(參照圖1)，所以與第1晶體管的結(jié)構(gòu)不同，但由于漏泄電流(電流漏泄特性)不依存于是否有硅化物塊膜8，所以以下的說明可以適用于第1晶體管。圖5A表示側(cè)壁隔離層7a的寬度較大、邊緣間隔較大的情況，圖5B表示側(cè)壁隔離層7b的寬度較小、邊緣間隔較小的情況。
金屬硅化物層4是通過半導(dǎo)體基板1與和半導(dǎo)體基板1接觸的金屬膜(未圖示)的熱反應(yīng)而形成的。在用來進行該熱反應(yīng)的熱處理及在金屬硅化物層4的形成后進行的熱處理等中，包含在金屬硅化物層4中的金屬元素單體及/或半導(dǎo)體基板1的硅與金屬元素化合的化合物(金屬硅化物)如圖5A及圖5B中箭頭所示那樣向溝道側(cè)擴散。在金屬元素及/或金屬硅化物擴散到半導(dǎo)體基板1的GIDL發(fā)生區(qū)域A的情況下，通過GIDL發(fā)生區(qū)域A中的缺陷及雜質(zhì)(金屬元素及/或金屬硅化物)，在帶隙中形成作為載體的陷阱而作用的陷阱能級?？梢钥紤]通過該陷阱能級在導(dǎo)帶與價電子帶之間流過帶—帶間隧道電流(基板電流，GIDL電流)。
圖6A～圖6E表示用來概念性地說明帶—帶間隧道電流的產(chǎn)生機理的、沒有形成陷阱能級的GIDL發(fā)生區(qū)域A附近的能帶結(jié)構(gòu)的一例。在圖6A～圖6E所示的能帶結(jié)構(gòu)中，縱線表示漏極區(qū)域2(半導(dǎo)體基板1)與柵極絕緣膜5的界面，比縱線靠右側(cè)表示漏極區(qū)域2的深度方向。此外，能帶結(jié)構(gòu)是以電子的能量為基準表示的，在圖6A～圖6E中，上方表示高能量、下方表示低能量。另外，GIDL由于在晶體管為OFF狀態(tài)下會成為問題，所以在圖6A～圖6E中表示柵極電壓(Vg)為0V的情況。
首先，對沒有形成陷阱能級的GIDL發(fā)生區(qū)域A附近的漏極電壓和能帶結(jié)構(gòu)的關(guān)系進行說明。圖6A表示漏極電壓(VD)為0V時的能帶結(jié)構(gòu)。如圖6A所示，價電子帶的最大能量能級(Ev)及導(dǎo)帶的最小能量能級(Ec)的彎曲很小。
圖6B表示漏極電壓比0V大而不到5V時的能帶結(jié)構(gòu)。如圖6B所示，Ev及Ec的彎曲隨著漏極電壓增大而增大，但由于漏極區(qū)域2的內(nèi)部的Ec比漏極區(qū)域2的表面的Ev大，所以用X箭頭表示的規(guī)定的能量的空穴不能能量性地移動到導(dǎo)帶。
圖6C表示漏極電壓比5V大而不且8V時的能帶結(jié)構(gòu)。如圖6C所示，Ev及Ec的彎曲在漏極電壓超過0V而不到5V時大，漏極區(qū)域2的表面的Ev變得比漏極區(qū)域2的內(nèi)部的Ec大。即，帶隙(Ev-Ec)成為對應(yīng)于規(guī)定的能量的空穴(圖6C中的X標記)的能量勢壘。但是，空穴X由于勢壘寬度W1較大，所以不能越過該能量勢壘而移動到導(dǎo)帶，幾乎不產(chǎn)生從價電子帶向?qū)У乃淼离娏鳌?br> 圖6D表示漏極電壓比8V大時的能帶結(jié)構(gòu)。如圖6D所示，與漏極電壓大于5V而不到8V時相比，Ev及Ec的彎曲變得更大，并且，對應(yīng)于規(guī)定的能量的空穴X的勢壘寬度W2減小。此情況下，規(guī)定能量的空穴X能夠直接透過能量勢壘而移動到導(dǎo)帶，產(chǎn)生從價電子帶向?qū)У乃淼离娏鳌?br> 圖6E表示形成有陷阱能級的GIDL發(fā)生區(qū)域A附近的漏極電壓和能帶結(jié)構(gòu)的關(guān)系。圖6E表示漏極電壓比5V大而不到8V時的能帶結(jié)構(gòu)。
對于漏極電壓不到5V的情況，與上述同樣，幾乎不產(chǎn)生從價電子帶向?qū)У乃淼离娏?。但是，在漏極電壓比5V大而不到8V的情況下，即使是與圖6C所示的勢壘寬度W1相同的勢壘寬度，也如圖6E所示，規(guī)定能量的空穴X能夠經(jīng)由陷阱能級透過能量勢壘而移動到導(dǎo)帶，產(chǎn)生從價電子帶向?qū)У乃淼离娏?。此外，在漏極電壓比8V大的情況下，能夠直接經(jīng)由陷阱能級透過能量勢壘，產(chǎn)生比圖6D所示的情況大的隧道電流。另外，陷阱能級的密度越大、能夠透過能量勢壘的空穴的量增加，所以從價電子帶向?qū)У乃淼离娏髟龃蟆?br> 如圖5A所示，如果邊緣間隔較大，則金屬元素及/或金屬硅化物不會擴散到GIDL發(fā)生區(qū)域A或者擴散量減少，所以能夠減少GIDL發(fā)生區(qū)域A中的陷阱能級的密度。這樣，通過增大邊緣間隔，能夠降低擴散層的隧道電流。
以上，本實施方式1的第1晶體管由于邊緣間隔D1比第2晶體管的邊緣間隔D2大，所以能夠抑制n+擴散層2中的GIDL。由此，在有關(guān)本實施方式1的固體攝像器件中，能夠生成以高精度保持攝像的圖像信息的圖像信號。此外，能夠抑制固體攝像器件的內(nèi)部或外部的圖像顯示裝置的顯示不良。
在上述的晶體管中，表示了柵電極6的兩側(cè)的覆蓋部8a包含在連續(xù)的1個硅化物塊膜8中的情況，但也可以做成其他結(jié)構(gòu)。例如，也可以設(shè)置包含1個覆蓋部8a的第1硅化物塊膜、和與第1硅化物塊膜隔離的包含另1個覆蓋部8a的第2硅化物塊膜。
在以上的說明中，以第1晶體管及第2晶體管是具有側(cè)壁隔離層和LDD區(qū)域的LDD型晶體管的情況為例，但也可以是不具有側(cè)壁隔離層和LDD區(qū)域的結(jié)構(gòu)。另外，在此情況下，擴散區(qū)域的柵電極側(cè)的端緣與圖1所示的LDD區(qū)域的柵電極6側(cè)的端緣實質(zhì)上成為相同的位置。
(實施方式2)對于實施方式2的固體攝像器件，參照表示第1晶體管的截面圖的圖7進行說明。實施方式2的固體攝像器件除了第1晶體管的結(jié)構(gòu)不同以外，與實施方式1的固體攝像器件相同。因而，對于與實施方式1相同的結(jié)構(gòu)要素賦予相同的參照編號而省略重復(fù)說明。第2晶體管與圖2所示的相同。
本實施方式的第1晶體管由硅化物塊膜16進行限制，以使一側(cè)(右側(cè))的n+擴散層2上的金屬硅化物層4a與柵電極15之間的邊緣間隔D11比另一側(cè)(左側(cè))的n+擴散層2上的金屬硅化物層4b與柵電極15之間的邊緣間隔D12大。形成了該較大的邊緣間隔D11的側(cè)的n+擴散層2與取入到圖11的噪聲抑制電路中的信號被作為電位保持的節(jié)點57連接。
該第1晶體管中，金屬硅化物層4a、4b、柵電極15、以及硅化物塊膜16的結(jié)構(gòu)與實施方式1的第1晶體管的結(jié)構(gòu)不同。
硅化物塊膜16僅覆蓋形成柵電極15的聚硅膜13的右側(cè)的區(qū)域而使左側(cè)露出。因而，在聚硅膜13的沒有被硅化物塊膜16覆蓋的左側(cè)的區(qū)域的表層部形成有金屬硅化物層14。此外，在左側(cè)的n+擴散層2上沒有形成硅化物塊膜16。硅化物塊膜16設(shè)置成遍及從柵電極15的右側(cè)區(qū)域到右側(cè)的側(cè)壁隔離層7及n+擴散層2的端部區(qū)域，并形成覆蓋n+擴散層2的端部區(qū)域的覆蓋部16a。
右側(cè)的n+擴散層2的金屬硅化物層4a形成在沒有被硅化物塊膜16覆蓋的表面部上，因而，金屬硅化物層4a的端緣由硅化物塊膜16的覆蓋部16a的端緣限制。左側(cè)的n+擴散層2的金屬硅化物層4b形成在越過側(cè)壁隔離層7的端緣的區(qū)域，因而，金屬硅化物層4b的端緣由側(cè)壁隔離層7限制。
通過以上的結(jié)構(gòu)，金屬硅化物層4a與柵電極15之間的邊緣間隔D11為在側(cè)壁隔離層7的寬度加上覆蓋部16a的寬度。另一方面，柵電極15與金屬硅化物層4b之間的邊緣間隔D12與側(cè)壁隔離層7的寬度實質(zhì)上相同。即，與圖2所示的實施方式1的第2晶體管的邊緣間隔D2相同。這樣，邊緣間隔D11比邊緣間隔D12僅大出覆蓋部16a的寬度。
圖7所示的第1晶體管，在實施方式1的同時形成第1晶體管及第2晶體管的方法中，在對形成硅化物塊膜16的絕緣膜進行構(gòu)圖的工序中，使用與實施方式1不同的掩模圖案而形成。
在本實施方式的第1晶體管的情況下，在沒有設(shè)置硅化物塊膜16的覆蓋部16a的左側(cè)的n+擴散層2中不能抑制n+擴散層2的GIDL等的電流漏泄。但是，由圖11可知，由于影響信號電位的傳遞的只是一側(cè)n+擴散層2，所以能夠與實施方式1的固體攝像器件的情況同樣地傳遞以高精度保持攝像的信息的圖像信號，抑制圖像顯示裝置等的顯示不良的效果是足夠的。
上述結(jié)構(gòu)是硅化物塊膜16僅在一側(cè)具有覆蓋部16a的例子，但也可以做成在硅化物塊膜16的另一側(cè)也設(shè)置覆蓋部，可以做成其寬度比覆蓋部16a還小的結(jié)構(gòu)。
在以上的說明中，以第1晶體管及第2晶體管為具有側(cè)壁隔離層和LDD區(qū)域3的LDD型晶體管的情況作為例子，但也可以是第1晶體管及第2晶體管不具有LDD區(qū)域的結(jié)構(gòu)。
(實施方式3)對于實施方式3的固體攝像器件，參照表示第1晶體管的截面圖的圖8進行說明。實施方式3的固體攝像器件除了第1晶體管的結(jié)構(gòu)不同以外，與實施方式1的固體攝像器件相同。因而，對于與實施方式1相同的結(jié)構(gòu)要素賦予相同的參照編號而省略重復(fù)說明，僅對不同部分詳細地進行說明。第2晶體管與圖2所示的相同。
本實施方式的第1晶體管由寬度比第2晶體管的側(cè)壁隔離層大的側(cè)壁隔離層18限制，以使柵電極17與金屬硅化物層4之間的邊緣間隔D13比第2晶體管的柵電極與金屬硅化物層之間的邊緣間隔大。
該第1晶體管中，柵電極17及側(cè)壁隔離層18的構(gòu)造與上述實施方式不同。
柵電極17由聚硅膜19及硅化物塊膜20構(gòu)成。側(cè)壁隔離層18通過由第1層隔離層21及第2層隔離層22構(gòu)成的雙層構(gòu)造形成。形成在n+擴散層2的表面的金屬硅化物層4的端緣由第2層隔離層22限制，柵電極17與金屬硅化物層4之間的邊緣間隔D13與側(cè)壁隔離層18的寬度實質(zhì)上相同。第1晶體管的邊緣間隔D13比第2晶體管的邊緣間隔2大。
接著，對于同時在同一個半導(dǎo)體基板上形成圖8所示的第1晶體管和圖2所示的第2晶體管的方法的一例進行說明。
首先，在p型半導(dǎo)體基板1上形成柵極絕緣膜5、和構(gòu)成柵電極9、17的聚硅膜10、19，再形成LDD區(qū)域3。到此為止與實施方式1的情況同樣。
在形成LDD區(qū)域3后，在半導(dǎo)體基板1的整個面上堆積較薄的絕緣膜(例如膜厚為6～10nm)，通過各向異性蝕刻對堆積的絕緣膜進行回蝕(etch back)。由此，在第1晶體管的柵電極17的側(cè)端面上形成構(gòu)成第1層隔離層21的側(cè)壁。同時，在第2晶體管的柵電極9的側(cè)端面上也形成同樣的側(cè)壁。接著，將第1晶體管的形成區(qū)域掩蓋，通過各向同性蝕刻將形成在第2晶體管的柵電極9的側(cè)端面上的側(cè)壁除去。
接著，再次在半導(dǎo)體基板1的整個面上堆積絕緣膜(例如膜厚為60～100nm)，通過各向異性蝕刻對堆積的絕緣膜進行回蝕。由此，在第1晶體管的第1層隔離層21的外緣部形成構(gòu)成第2層隔離層22的側(cè)壁。此外，在第2晶體管的柵電極9的側(cè)端面上形成側(cè)壁隔離層7。
在形成側(cè)壁隔離層7、18后，與實施方式1同樣地形成n+擴散層2，在形成n+擴散層2之后，不形成絕緣膜，而形成n+擴散層2的金屬硅化物層4、12、以及柵電極9、17上的金屬硅化物層11、20。經(jīng)過以上的工序，由此能夠同時形成第1晶體管及第2晶體管。
根據(jù)本實施方式的第1晶體管，能夠與有關(guān)實施方式1及2的固體攝像器件的情況同樣地生成高精度地保持所攝像的信息的圖像信號，抑制固體攝像器件的內(nèi)部或外部的圖像顯示裝置的顯示不良。
在上述的說明中，對第1晶體管的側(cè)壁隔離層18為雙層構(gòu)造的情況進行了說明，但也可以做成3層以上的構(gòu)造。
(實施方式4)
對于實施方式4的固體攝像器件，參照表示第1晶體管的截面圖的圖9進行說明。實施方式4的固體攝像器件除了第1晶體管的結(jié)構(gòu)不同以外，與實施方式1的固體攝像器件相同。此外，第1晶體管的結(jié)構(gòu)是將實施方式3的第1晶體管的結(jié)構(gòu)變更了一部分的結(jié)構(gòu)。因而，對于與實施方式3相同的結(jié)構(gòu)要素賦予相同的參照編號，僅對不同部分詳細地說明。第2晶體管與圖2所示的相同。
相對于上述的實施方式3的第1晶體管具有雙層構(gòu)造的側(cè)壁隔離層18，本實施方式的第1晶體管具有1層構(gòu)造的側(cè)壁隔離層23。通過使1層構(gòu)造的側(cè)壁隔離層23的寬度比第2晶體管的側(cè)壁隔離層7大，來限制柵電極17與n+擴散層4上的金屬硅化物層4之間的邊緣間隔D14。
該第1晶體管中除了側(cè)壁隔離層23以外與實施方式3的第1晶體管的結(jié)構(gòu)相同。
金屬硅化物層4的柵電極17側(cè)的一端由側(cè)壁隔離層23限制，邊緣間隔D14與側(cè)壁隔離層23的寬度實質(zhì)上相同。側(cè)壁隔離層23的寬度被設(shè)定成邊緣間隔D14比圖2所示的第2晶體管的邊緣間隔D2大。
接著，對于同時在同一個半導(dǎo)體基板上形成圖9所示的第1晶體管和圖2所示的第2晶體管的兩例的制造方法進行說明。
第1制造方法如下。首先，成批形成第1及第2晶體管的柵極絕緣膜5、以及構(gòu)成柵電極17、9的聚硅膜19、10。在形成聚硅膜19、10之后，形成LDD區(qū)域3。到此為止與實施方式3的情況相同。
在形成LDD區(qū)域3后，在半導(dǎo)體基板1的整個面上堆積絕緣膜。接著，通過各向異性蝕刻對堆積的絕緣膜進行回蝕。由此，在第1晶體管的柵電極17的側(cè)端面上形成側(cè)壁隔離層23。同時，在第2晶體管的柵電極9的外緣上也形成側(cè)壁。接著，將第1晶體管的形成區(qū)域掩蓋，通過濕式蝕刻等對形成在第2晶體管的柵電極9的側(cè)端面上的側(cè)壁進行蝕刻，使其寬度減少。由此，形成圖2所示的側(cè)壁隔離層7。
在形成第2晶體管的側(cè)壁隔離層7后，與實施方式3同樣，形成n+擴散層4，再形成金屬硅化物層4、12。經(jīng)過以上的工序，由此能夠同時形成第1晶體管及第2晶體管。
接著，對第2制造方法進行說明。與第1制造方法同樣地形成到LDD區(qū)域后，在第1晶體管的柵電極17的側(cè)端面上形成第1側(cè)壁。此外，在第2晶體管的柵電極9的側(cè)端面上形成由對于規(guī)定的清洗液的蝕刻速度比第1側(cè)壁高(容易被蝕刻)的材料構(gòu)成的第2側(cè)壁。
在固體攝像器件的制造工序中，一般在第1晶體管的側(cè)壁及第2晶體管的側(cè)壁露出的期間，進行至少1次清洗工序。例如，可以舉出進行形成n+擴散層2的高濃度雜質(zhì)注入后的清洗、及用來將半導(dǎo)體基板1的硅表面的自然氧化膜(未圖示)除去的清洗。經(jīng)過這些至少1次的清洗工序，第2側(cè)壁與第1側(cè)壁相比蝕刻量較多，所以寬度變窄。結(jié)果，在第1晶體管中由第1側(cè)壁形成側(cè)壁隔離層23，在第2晶體管中由第2側(cè)壁形成側(cè)壁隔離層7。
作為一般在清洗工序中使用的清洗液，可以舉出過氧化氫—氨混合液、及緩沖氫氟酸。相對于70℃左右的過氧化氫—氨混合液的氮化硅膜及氧化硅膜的蝕刻速度分別為0.5nm/min及3.8nm/min。此外，相對于室溫的緩沖氫氟酸的氮化硅膜及氧化硅膜的蝕刻速度分別為0.5nm/min及101nm/min。因而，由氮化硅膜形成第1晶體管的側(cè)壁隔離層23、由氧化硅膜形成第2晶體管的側(cè)壁隔離層7即可。
根據(jù)本實施方式的第1晶體管，由于能夠使第1晶體管的邊緣間隔D14比第2晶體管的邊緣間隔D2大，所以與實施方式1的固體攝像器件的情況同樣，能夠生成高精度地保持攝像的圖像信息的圖像信號，抑制固體攝像器件的內(nèi)部或外部的圖像顯示裝置的顯示不良。
在以上的實施方式1～4的說明中，對第1晶體管是n溝道型晶體管的情況進行了說明，但如果是p溝道型晶體管也能夠同樣適用上述實施方式的思想。此外，作為構(gòu)成柵電極的材料使用了聚硅，但也可以使用其他的具有導(dǎo)電性的材料。此外，表示在兩側(cè)n+擴散層2的表面部分別設(shè)置金屬硅化物層4的結(jié)構(gòu)，但也可以做成在一側(cè)n+擴散層2的表面部不設(shè)置金屬硅化物層的結(jié)構(gòu)。
此外，也可以將第1晶體管的結(jié)構(gòu)應(yīng)用于包含在噪聲抑制電路37中的所有的晶體管中，也可以應(yīng)用于在噪聲抑制電路以外包含的晶體管中。
工業(yè)實用性本發(fā)明的固體攝像器件能夠提高將由感光單元生成的像素信號向圖像信號變換的精度并提高像質(zhì)，在照相機等中有用。
權(quán)利要求
1.一種固體攝像器件，具備多個感光單元，以矩陣狀配置在半導(dǎo)體基板上，分別具有光電二極管；周邊驅(qū)動電路，具有形成在上述半導(dǎo)體基板上的多個晶體管，并構(gòu)成為驅(qū)動上述多個感光單元；作為上述多個晶體管具備第1晶體管，將被傳遞與由上述光電二極管生成的信號電荷對應(yīng)的信號電位并保持該信號電位的第1擴散層作為源極或漏極；及第2晶體管，將不被傳遞上述信號電位的第2擴散層作為源極或漏極；其特征在于，在上述第1晶體管的上述第1擴散層的表面形成的金屬硅化物層的端緣與柵電極的端緣之間的距離即第1邊緣間隔，比在上述第2晶體管的上述第2擴散層的表面形成的金屬硅化物層的端緣與柵電極的端緣之間的距離即第2邊緣間隔大。
2.如權(quán)利要求1所述的固體攝像器件，其特征在于，在上述第1晶體管中的、與上述第1擴散層成對而構(gòu)成上述源極或漏極的成對的擴散層的表面形成的金屬硅化物層和上述柵電極之間的邊緣間隔，與上述第1邊緣間隔實質(zhì)上相同。
3.如權(quán)利要求1所述的固體攝像器件，其特征在于，在上述第1晶體管中的、與上述第1擴散層成對而構(gòu)成上述源極或漏極的成對的擴散層的表面形成的金屬硅化物層和上述柵電極之間的邊緣間隔，比上述第1邊緣間隔小。
4.如權(quán)利要求1所述的固體攝像器件，其特征在于，在上述第1晶體管中的、與上述第1擴散層成對而構(gòu)成上述源極或漏極的成對的擴散層的表面形成的金屬硅化物層和上述柵電極之間的邊緣間隔，與上述第2晶體管中的上述第2邊緣間隔實質(zhì)上相同。
5.如權(quán)利要求1所述的固體攝像器件，其特征在于，上述周邊驅(qū)動電路具有垂直驅(qū)動電路，與上述多個感光單元連接，將對應(yīng)于上述信號電荷的多個像素信號以水平列單位依次提取；噪聲抑制電路，從通過上述垂直驅(qū)動電路提取的上述多個像素信號中除去噪聲；水平驅(qū)動電路，將來自上述噪聲抑制電路的上述多個像素信號沿著時間序列依次輸出；上述第1晶體管包含在上述噪聲抑制電路中。
6.如權(quán)利要求1所述的固體攝像器件，其特征在于，上述第1邊緣間隔是60nm以上。
7.如權(quán)利要求1所述的固體攝像器件，其特征在于，上述第1晶體管具有設(shè)置成遍及從上述柵電極到上述第1擴散層的一部分的絕緣膜，上述絕緣膜形成覆蓋上述第1擴散層的端部的第1覆蓋部；從上述柵電極的上述第1擴散層側(cè)的端緣到上述第1覆蓋部的距離上述柵電極較遠側(cè)的端緣的距離，與上述第1邊緣間隔實質(zhì)上相同。
8.如權(quán)利要求7所述的固體攝像器件，其特征在于，在上述第1晶體管中的、與上述第1擴散層成對而構(gòu)成上述源極或漏極的成對的擴散層的表面形成的金屬硅化物層和上述柵電極之間的邊緣間隔，實質(zhì)上為上述第1邊緣間隔以下；上述絕緣膜設(shè)置成遍及從上述柵電極到上述成對的擴散層的一部分，并形成覆蓋其表面的一部分的第2覆蓋部；從上述柵電極的上述成對的擴散層側(cè)的端緣到第2覆蓋部的距離上述柵電極較遠側(cè)的端緣的距離，與上述柵電極和上述成對的擴散層上的上述金屬硅化物層之間的邊緣間隔實質(zhì)上相同。
9.如權(quán)利要求1所述的固體攝像器件，其特征在于，上述第1晶體管具有在上述柵電極的上述第1擴散層側(cè)的側(cè)端面上形成的第1側(cè)壁隔離層、和設(shè)置成遍及從上述柵電極到上述第1側(cè)壁隔離層及上述第1擴散層的一部分的絕緣膜，上述絕緣膜形成覆蓋上述第1擴散層的端部的第1覆蓋部，從上述柵電極的上述第1擴散層的端緣到上述第1覆蓋部的距離上述柵電極較遠側(cè)的端緣的距離，與上述第1邊緣間隔，實質(zhì)上相同；上述第2晶體管具有在上述柵電極的上述第2擴散層側(cè)的側(cè)端面上形成的第2側(cè)壁隔離層，上述第2側(cè)壁隔離層的寬度與上述第2邊緣間隔實質(zhì)上相同。
10.如權(quán)利要求9所述的固體攝像器件，其特征在于，在上述第1晶體管中的、與上述第1擴散層成對而構(gòu)成上述源極或漏極的成對的擴散層的表面形成的金屬硅化物層和上述柵電極之間的邊緣間隔，實質(zhì)上為上述第1邊緣間隔以下；上述第1側(cè)壁隔離層還形成在上述第1晶體管的上述柵電極的上述成對的擴散層側(cè)的側(cè)端面上；上述絕緣膜設(shè)置成遍及從上述柵電極到上述第1側(cè)壁隔離層及上述成對的擴散層的一部分，并形成覆蓋其表面的一部分的第2覆蓋部，從上述柵電極的上述成對的擴散層側(cè)的端緣到第2覆蓋部的距離上述柵電極較遠側(cè)的端緣的距離，與上述柵電極和上述成對的擴散層上的上述金屬硅化物層之間的邊緣間隔實質(zhì)上相同。
11.如權(quán)利要求9所述的固體攝像器件，其特征在于，在上述第1晶體管中的、與上述第1擴散層成對而構(gòu)成上述源極或漏極的成對的擴散層的表面形成的金屬硅化物層和上述柵電極之間的邊緣間隔，比上述第1邊緣間隔實質(zhì)上?。簧鲜龅?側(cè)壁隔離層還形成在上述第1晶體管的上述柵電極的上述成對的擴散層側(cè)的側(cè)端面上，上述第1側(cè)壁隔離層的寬度與上述柵電極和上述成對的擴散層上的金屬硅化物層之間的邊緣間隔實質(zhì)上相同。
12.如權(quán)利要求7或9所述的固體攝像器件，其特征在于，上述絕緣膜是硅化物塊膜。
13.如權(quán)利要求1所述的固體攝像器件，其特征在于，上述第1晶體管具有形成在上述柵電極的上述第1擴散層側(cè)的側(cè)端面上的第1側(cè)壁隔離層，上述第1側(cè)壁隔離層的寬度與上述第1邊緣間隔實質(zhì)上相同；上述第2晶體管具有形成在上述柵電極的上述第2擴散層側(cè)的側(cè)端面上的第2側(cè)壁隔離層，上述第2側(cè)壁隔離層的寬度與上述第2邊緣間隔實質(zhì)上相同。
14.如權(quán)利要求13所述的固體攝像器件，其特征在于，上述第1晶體管中的、與上述第1擴散層成對而構(gòu)成上述源極或漏極的成對的擴散層的表面形成的金屬硅化物層和上述柵電極之間的邊緣間隔，實質(zhì)上為上述第1邊緣間隔以下；上述第1側(cè)壁隔離層還形成在上述第1晶體管的上述柵電極的上述成對的擴散層側(cè)的側(cè)端面上，上述第1側(cè)壁隔離層的寬度與上述柵電極和上述成對的擴散層上的上述金屬硅化物層之間的邊緣間隔實質(zhì)上相同。
15.如權(quán)利要求13所述的固體攝像器件，其特征在于，上述第1晶體管的上述側(cè)壁隔離層的材料與上述第2晶體管的上述側(cè)壁隔離層的材料不同。
16.如權(quán)利要求13所述的固體攝像器件，其特征在于，上述第1晶體管的上述側(cè)壁隔離層由氮化硅膜形成；上述第2晶體管的上述側(cè)壁隔離層由氧化硅膜形成。
全文摘要
一種固體攝像器件，具備以矩陣狀配置在半導(dǎo)體基板(1)上并分別具有光電二極管的多個感光單元、和具有多個晶體管并用來驅(qū)動多個感光單元的周邊驅(qū)動電路。作為多個晶體管具備將被傳遞與由光電二極管生成的信號電荷對應(yīng)的信號電位并保持該信號電位的第1擴散層(2)作為源極或漏極的第1晶體管、和將不被傳遞信號電荷的第2擴散層作為源極或漏極的第2晶體管。在第1晶體管的第1擴散層的表面形成的金屬硅化物層(4)的端緣與柵電極(6)的端緣之間的邊緣間隔(D1)，比在第2晶體管的第2擴散層的表面形成的金屬硅化物層的端緣與柵電極的端緣之間的邊緣間隔大。能夠抑制周邊驅(qū)動電路的晶體管的漏泄電流、以高精度保持已攝像的圖像信息。
文檔編號H04N101/00GK101053081SQ20058003752
公開日2007年10月10日 申請日期2005年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月2日
發(fā)明者內(nèi)田干也, 三室研, 越智元隆 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社