[发明专利]半导体装置、制造半导体装置的方法及固态成像设备

说明书

本发明的实施例提供一种半导体装置、制造半导体装置的方法及固态成像设备。该半导体装置包括：栅极电极，形成在基板上，该栅极电极和该基板之间具有栅极绝缘层；绝缘层，具有能够进行硅化物阻挡的特性和厚度，形成在该基板的第一区域中以覆盖该栅极电极；侧壁，在该栅极电极的侧面形成为至少部分地包括该绝缘层；第一杂质区域，在形成该绝缘层前，在该基板的该第一区域中形成的该栅极电极的周边区域中通过注入第一杂质而形成；第二杂质区域，在形成该侧壁后，在该基板的第二区域中形成的该栅极电极的该侧壁的周边区域中通过注入第二杂质而形成；以及硅化物层，形成在该基板的该第二杂质区域的表面上。

本申请是申请日为2011年1月21日且发明名称为“半导体装置、制造半导体装置的方法及固态成像设备”的中国专利申请201110023602.5的分案申请。

技术领域

本发明涉及半导体装置、制造半导体装置的方法以及固态成像设备。更具体地，本发明涉及包括形成有硅化物层的晶体管的半导体装置、制造该半导体装置的方法以及固态成像设备。

背景技术

将作为图像信号的图像光转换成电信号的典型固态成像装置包括CCD图像传感器和MOS图像传感器。

在MOS图像传感器中，在公用基板上提供成像区域和周边电路区域，成像区域包括光接收单元(光敏二极管)，其通过光辐射而产生电荷，周边电路区域读取成像区域中产生的电荷作为电信号(在大多数情况下为电压信号)。这里，像素晶体管(MOS晶体管)形成在成像区域中，并且周边晶体管(MOS晶体管)形成在周边电路区域中。

近年来随着固态成像装置驱动速度的进一步提高，希望周边晶体管也以高速度驱动。为了改善周边晶体管的操作速度以满足这样的要求，诸如国际公开No.03/096421的专利文件公开了在周边晶体管的栅极电极、源极区域和漏极区域的每个表面上形成硅化物层的技术，该硅化物层为诸如Ti或Co和Si的难熔金属的化合物。

硅化物层通过在源极区域或漏极区域的表面上形成难熔金属层且使硅与难熔金属反应而形成。然而，硅与难熔金属的不完全反应以及以一定概率发生的未反应难熔金属的扩散可能导致诸如白斑的金属污染。

因此，优选硅化物层不形成在成像区域中的构造。就是说，优选这样的构造，其中硅化物层形成在周边电路区域中提供的晶体管中，而硅化物层不形成在成像区域中提供的晶体管中。

作为仅在周边电路区域中的晶体管中形成硅化物层方法的一个示例，可能想到除了侧壁外仅在成像区域中形成阻挡层以防止难熔金属接触硅基板。

具体地讲，如图17A所示，栅极电极101形成在硅基板100上，其间具有栅极绝缘层(未示出)，氧化物层102形成在栅极电极101之上，并且氮化物层103进一步形成在氧化物层102之上。应当注意的是，通过对氧化物层102和氮化物层103进行回蚀刻工艺形成侧壁。通过为以这样的方式构造的晶体管仅在成像区域104中形成用作阻挡层的氮化物层105，硅化物层可以仅形成在周边电路区域106中的晶体管中。

作为仅在周边电路区域中的晶体管中形成硅化物层方法的另一个示例，可想到在成像区域中形成防止难熔金属接触硅基板的阻挡层作为形成侧壁层的一部分。

具体地讲，如图17B所示，栅极电极101形成在硅基板100上，其间具有栅极绝缘层(未示出)，并且用作阻挡层的氮化物层105形成在栅极电极101之上。此外，氮化物层103形成在氮化物层105之上。应当注意的是，通过对氮化物层105和氮化物层103进行回蚀刻工艺形成侧壁，并且氮化物层105和氮化物层103从周边电路区域106中的晶体管的源极区域和漏极区域去除。

因为仅暴露硅基板100的周边电路区域106中晶体管的源极区域和漏极区域的表面，所以硅化物层可以仅形成在周边电路区域106中的晶体管中。

发明内容