制造固態(tài)圖像傳感器的方法和固態(tài)圖像傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及制造固態(tài)圖像傳感器的方法和固態(tài)圖像傳感器。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)上，(XD圖像傳感器、CMOS圖像傳感器和類似物被認為是固態(tài)圖像傳感器。CMOS圖像傳感器在功耗和多功能方面優(yōu)于CCD圖像傳感器，并且CMOS圖像傳感器的應用范圍最近在擴大。用于CMOS圖像傳感器的芯片包括像素區(qū)和周邊電路區(qū)，所述像素區(qū)包括在利用光照射時產生電荷的光接收部分(光電二極管)，所述周邊電路區(qū)中在像素區(qū)產生的電荷作為電信號被讀出。用在圖像傳感器中的芯片通過按照設置在晶片上的劃片區(qū)(劃片線)執(zhí)行切塊來制作。
[0003]在像素區(qū)中，形成多個像素。在像素中，形成光接收部分，和用來將在光接收部分中產生的電荷轉移到周邊電路的晶體管。在周邊電路區(qū)中，形成用來處理從像素讀出的信號的晶體管。最近，固態(tài)圖像傳感器的驅動速度提升。隨著固態(tài)圖像傳感器的驅動速度的提升，周邊電路區(qū)中的晶體管的驅動速度也需要提升。為了達到這個要求，提出了在用作晶體管的柵電極以及源區(qū)和漏區(qū)的電極的各自區(qū)域的表面部分上由硅Si和高熔點金屬(諸如鈦Ti或鈷Co)的化合物形成金屬硅化物層(金屬半導體化合物層)的技術。
[0004]在日本專利待審公開N0.2008-98373中公開的固態(tài)圖像傳感器屬于硅化物層形成在電極上的固態(tài)圖像傳感器。為了提高固態(tài)圖像傳感器的夾層絕緣膜的表面的平坦度，在劃片區(qū)布置柵電極的仿制物和保護性絕緣膜的仿制物，因而減小了全局段差(globalstep)ο
[0005]金屬硅化物層通過使硅和高熔點金屬在源區(qū)和漏區(qū)的表面上相互反應來形成。然而，硅和高熔點金屬不完全相互反應，則未反應的高熔點金屬以一定概率在半導體中擴散，造成金屬污染。這可以導致圖像傳感器的特性退化，諸如白缺陷。在日本專利待審公開N0.2008-98373中公開的技術中，硅暴露在劃片區(qū)的大多數(shù)部分?？紤]到一般劃片區(qū)具有大概50 μπι到200 μπι的寬度，大量金屬娃化物的層在形成金屬娃化物層時在劃片區(qū)中形成。作為結果，大量未反應的高熔點金屬在劃片區(qū)中產生并擴散。即使絕緣膜覆蓋像素區(qū)，所述金屬在絕緣膜中擴散并且到達硅晶片的表面。這導致圖像傳感器的特性退化，諸如白缺陷。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供制造固態(tài)圖像傳感器的方法，包括準備晶片，所述晶片包括設置了光電轉化元件的像素區(qū)、設置了用于構成周邊電路的周邊M0S晶體管的柵電極的周邊電路區(qū)和劃片區(qū)。所述方法包括形成覆蓋像素區(qū)、周邊電路區(qū)和劃片區(qū)的絕緣膜，以及通過蝕刻絕緣膜在柵電極的側表面上形成側壁間隔物以使得部分絕緣膜保留以覆蓋像素區(qū)和劃片區(qū)，以及通過使用覆蓋像素區(qū)和劃片區(qū)的絕緣膜以作為用于保護以不受硅化影響的掩模，在周邊電路區(qū)中形成金屬硅化物層，其中在金屬硅化物層的形成中，覆蓋劃片區(qū)的絕緣膜的面積不低于劃片區(qū)的面積的99 %。
[0007]制造固態(tài)圖像傳感器的方法的第二方面包括準備晶片，所述晶片包括設置了光電轉化元件的像素區(qū)、設置了用于構成周邊電路的周邊M0S晶體管的柵電極的周邊電路區(qū)和劃片區(qū)。所述方法包括形成覆蓋像素區(qū)、周邊電路區(qū)和劃片區(qū)的絕緣膜，以及通過蝕刻絕緣膜在柵電極的側表面上形成側壁間隔物以使得部分絕緣膜保留以覆蓋像素區(qū)和劃片區(qū))，以及通過使用覆蓋像素區(qū)和劃片區(qū)的絕緣膜以作為用于保護以不受硅化影響的掩模，在周邊M0S晶體管中形成金屬硅化物層，以及通過按照劃片區(qū)將晶片切塊來制作芯片，其中通過切塊，金屬硅化物層未暴露在芯片的端面上。
[0008]本發(fā)明的第三方面提供包括芯片的固態(tài)圖像傳感器，所述芯片包括像素區(qū)(所述像素區(qū)包括多個像素，每個像素包括光電轉化元件)，以及布置在像素區(qū)周圍并且包括M0S晶體管的周邊電路區(qū)，其中M0S晶體管包括金屬硅化物層，側壁間隔物被置于M0S晶體管的柵電極的側表面上，光電轉化元件被由與側壁間隔物的材料相同的材料形成的第一絕緣膜覆蓋，由與側壁間隔物的材料相同的材料形成的第二絕緣膜被暴露在芯片的端面上。第二絕緣膜的厚度在第一絕緣膜的厚度的99% (包括99%)到101% (包括101%)的范圍中。
[0009]參照附圖，本發(fā)明的進一步特征將在下列對示例性實施例的描述中變得明顯。
【附圖說明】
[0010]圖1A和1B是根據(jù)本發(fā)明的實施例，例示固態(tài)圖像傳感器的布置的圖；
[0011]圖2A到2C是根據(jù)本發(fā)明的實施例，展示固態(tài)圖像傳感器的布置的示意剖面圖；
[0012]圖3是展示晶片上的對準標記的圖；和
[0013]圖4A到4G是根據(jù)本發(fā)明的實施例，展示固態(tài)圖像傳感器的示例的制造過程流程的示意剖面圖。
【具體實施方式】
[0014]根據(jù)本發(fā)明的實施例，構成固態(tài)圖像傳感器的晶片包括像素區(qū)，而所述像素區(qū)典型地包括布置成一維或二維的多個像素。每個像素可以包括光電轉化元件和M0S晶體管。包括在像素中的M0S晶體管可以包括將在光電轉化元件中產生的電荷轉移到浮動擴散(浮動擴散層)的轉移M0S晶體管。每個像素可以還包括放大M0S晶體管，所述放大M0S晶體管用于放大對應于已在光電轉化元件中產生并且被轉移到浮動擴散的電荷的信號。放大M0S晶體管可以在多個像素之間共享。每個像素可以還包括重置M0S晶體管，所述重置M0S晶體管將在光電轉化元件中產生的電荷重置并且將浮動擴散的電勢重置。每個像素可以還包括選擇M0S晶體管，所述選擇M0S晶體管用于選擇對應于在光電轉化元件中產生的電荷并且從放大M0S晶體管輸出的信號的輸出。包括在像素中的這些M0S晶體管將總稱為像素M0S晶體管。固態(tài)圖像傳感器可以包括容納芯片的封裝，但是此封裝可以被忽略。
[0015]像素101在光電轉化設備中的布置將參照圖1A被示例性地解釋。像素101至少包括將接收的光轉化成電荷的光電轉化元件1和將電荷轉移到浮動擴散3的轉移M0S晶體管2。例如，光電轉化元件1是光電二極管并且將入射光轉化為電荷。光電轉化元件中產生的電荷被轉移到浮動擴散3以改變浮動擴散3的電勢。在此示例中，像素101還包括將浮動擴散3或類似物的電勢重置的重置M0S晶體管4以及放大M0S晶體管6。放大M0S晶體管6的柵電極被電連接到浮動擴散3。放大M0S晶體管6將對應于浮動擴散3的電勢變化的信號輸出到信號線7。
[0016]電源(電源線)Vdd、放大M0S晶體管6、信號線7和恒定電流源8構成源極跟隨器電路。選擇M0S晶體管5被布置在電源Vdd和放大M0S晶體管6之間或者在放大M0S晶體管6和信號線7之間。當選擇M0S晶體管5被接通時，像素101被選擇并且光電轉化元件1的信號可以被輸出到信號線7。選擇M0S晶體管5可以被忽略，而重置M0S晶體管4可以控制浮動擴散的重置電勢以選擇像素。
[0017]光電轉化設備的布置將參照圖1B被示例性地解釋。光電轉化設備包括包含像素101的像素區(qū)201、位于像素區(qū)201周圍的周邊電路區(qū)202和位于周邊電路區(qū)202周圍的劃片區(qū)203。在像素區(qū)201中，多個像素101被布置。周邊電路區(qū)202包括驅動像素并且處理從像素讀出的信號的M0S晶體管。周邊電路區(qū)202可以包括產生用于選擇像素區(qū)201中的像素101的控制信號的掃描電路204和處理從被選擇的像素101輸出的信號的處理電路(讀出電路)205。而且，當A/D轉化在光電轉化設備中被執(zhí)行時，周邊電路區(qū)可以包括A/D轉化電路。包括在周邊電路區(qū)的用于構成這些電路(周邊電路)的M0S晶體管將被總稱為周邊M0S晶體管。
[0018]圖2A到2C是根據(jù)本實施例，展示光電轉化設備的布置的剖面圖。圖2A是展示對應于圖1B中的像素區(qū)201的像素區(qū)111中的像素的部分的剖面圖。圖2B是展示對應于圖1B中的周邊電路區(qū)202的周邊電路區(qū)112中的周邊電路的部分的剖面圖。圖2C是展示對應于圖1B中的劃片區(qū)203的劃片區(qū)113的部分的剖面圖。在晶片lla、llb和11c上形成元件。按照劃片區(qū)113中，晶片被切塊并且切斷。在圖2C中，A和B分別代表出自按照劃片區(qū)中被切斷的兩個芯片的一個端面A和另一個端面B。在端面A和端面B之間的具有大概幾十μπι到幾