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1、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60一侧。
接着，在用光刻胶63覆盖了像素区域60一侧后，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7 7、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。

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I/O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，本发明提供一种固态摄像元件及其制造方法，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。
本发明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上形成有侧壁，而没有形成所述供 氢膜以及所述自对准硅化物阻挡膜。
在本发明的固态摄像元件的制造方法中，所述固态摄像元件包括：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没有 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；覆盖所述半导体层以及所述栅极而形成绝缘膜；对所述绝缘膜进 行刻蚀，从而在所述栅极电极的侧表面上形成侧壁；将所述栅极电极以及 所述侧壁作为掩模，在半导体层中形成源极/漏极区域；覆盖所述栅极电 极、所述侧壁、所述源极/漏极区域、以及在半导体层中形成的通过光照 射而产生电荷的受光区域来形成供氢膜；在所述供氢膜上形成自对准硅化 物阻挡膜；除了所述非硅化区域以外，去除所述供氢膜以及所述自对准硅 化物阻挡膜；在衬底上形成了金属膜后进行热处理，从而通过所述金属膜 与硅的反应，使硅化区域的所述栅极电极的上部和所述源极/漏极区域的 上部硅化，由此形成金属硅化膜。
根据本发明的固态摄像元件，构成有在供氢膜上形成有自对准硅化物 阻挡膜的非硅化区域以及没有形成供氢膜及自对准硅化物阻挡膜的硅化区 域。
并且，在非硅化区域，通过在半导体层上形成供氢膜，可从供氢膜的 界面向半导体层的受光区域供氢。因此，当制造固态摄像元件时，在半导 体层的受光区域中，通过供氢来钝化悬空键的缺陷，从而可降低由白点增 加等缺陷带来的影响。
并且，由于在上述供氢膜上形成了自对准硅化物阻挡膜，因而能够可 靠地防止非硅化区域的硅化。
根据本发明的固态摄像元件的制造方法，在刻蚀绝缘膜来形成侧壁 后，进行将栅极电极以及侧壁作为掩模而形成源极/漏极区域的工序，即例 如进行离子注入。因此，不需要透过绝缘膜进行离子注入，能够向半导体 层直接进行离子注入。
因此，能够降低离子注入的偏差，能够均匀地生成源极/漏极区域。
此外，在形成上述源极/漏极区域后，在半导体层上形成供氢膜，然后 在所述供氢膜上沉积自对准硅化物阻挡膜。
因此，能够从供氢膜向半导体层的受光区域的悬空键供氢，在受光区 域中，不在自对准硅化物阻挡膜上设置开口部就可通过来自供氢膜的氢来 对悬空键进行封端。
另外，在形成自对准硅化物阻挡膜后的工序中不执行回蚀处理等。因 此，防止了对自对准硅化物阻挡膜造成缺损，自对准硅化物阻挡膜的能力 不会下降。
发明效果
根据本发明，不透过氮化膜而通过直接向半导体层执行源极/漏极区域 的离子注入，可形成均匀的源极/漏极区域。另外，通过提供氢来对悬空键 进行封端，能够降低像素正上方的缺陷。此外，通过防止自对准硅化物阻 挡膜的缺损，能够可靠地地进行自对准硅化物形成工序。
附图说明
图1是本实施方式固态摄像元件的说明图；
图2A～图2C是说明本实施方式固态摄像元件的制造方法的说明图；
图3D～图3F是说明本实施方式固态摄像元件的制造方法的说明图；
图4G～图4I是说明本实施方式固态摄像元件的制造方法的说明图；
图5A～图5C是以往的固态摄像元件的制造方法的说明图；
图6D～图6F是以往的固态摄像元件的制造方法的说明图；
图7G～图7I是以往的固态摄像元件的制造方法的说明图；
图8是现有的供氢方法的示意图；
图9是现有的I/O单元内的扩散电阻的示意图。

使用附图来说明本发明的实施方式。
图1是示出本实施方式固态摄像元件的概要的截面图。
图1所示的固态摄像元件在半导体层100形成了像素区域10以及逻辑 电路区域20。
在图1中，作为例子，只使用像素区域10以及逻辑电路区域20中形 成的多个晶体管内的电极中的各一个栅极电极来进行说明。但是，像素区 域10以及逻辑电路20中形成的晶体管的个数不特别限定，可根据需要而 形成两个或三个以上的晶体管。
在像素区域10中，在半导体层100上经由栅极绝缘膜12而形成有由 多晶硅等构成的栅极电极11。
在栅极电极11周围的半导体层100中形成了n型低杂质浓度区域(n- 区域)13。此外，通过在n-区域13的周围形成n型高浓度杂质区域(n+ 区域)14而形成了LDD构造的源极/漏极区域。
另外，在半导体层100中形成了光电二极管的受光区域36。
在栅极电极11的侧表面上形成了由侧壁33以及侧壁32组成的双层构 造的侧壁，所述侧壁33由HTO(High Temperature Oxide，高温氧化物) 膜构成，所述侧壁32通过在侧壁33上以低压CVD法形成SiN(LP- SiN)膜而获得。
然后，通过使用紫外线光源的等离子CVD法来沉积氮化硅膜(UV- SiN膜)34，作为供氢膜，并覆盖栅极电极11、源极/漏极区域13和14、 侧壁32和33、受光区域36、以及半导体层100。此外，在UV-SiN膜 34上形成了LP-SiN膜35，作为自对准硅化物阻挡膜。
作为供氢膜而以覆盖受光区域36的方式形成的UV-SiN膜34具有向 受光区域36的悬空键供氢的作用。因此，能够从UV-SiN膜34向受光区 域36供氢来对悬空键进行封端。
另外，覆盖包括像素区域10在内不形成高熔点金属硅化物层的区域 (非硅化区域)的整个面而形成了由LP-SiN膜35构成的自对准硅化物 阻挡膜。通过该自对准硅化物阻挡膜，能够在非硅化区域中防止形成由高 熔点金属构成的硅化层。
另一方面，在逻辑电路区域20的半导体层100上，经由栅极绝缘膜 22而形成了由多晶硅等构成的栅极电极21。
在栅极电极21周围的半导体层100中形成了n型低杂质浓度区域(n- 区域)23。此外，通过在n-区域23的周围形成n型高浓度杂质区域(n+ 区域)24而形成了LDD构造的源极/漏极区域。
并且，在栅极电极21的侧表面上形成了由侧壁33以及侧壁32组成的 双层构造的侧壁，所述侧壁33由HTO(High Temperature Oxide，高温氧 化物)膜构成，所述侧壁32通过在侧壁33上以低压CVD法形成SiN (LP-SiN)膜而获得。另外，在侧壁32的下部、以及侧壁32与栅极电 极21之间的侧壁33的端部上设置的引入部形成了UV-SiN膜34。
另外，在栅极电极21的表面以及源极/漏极区域的n+区域24的表面 上形成了由例如钴等高熔点金属的高熔点金属硅化层25、26构成的硅化 区域。
如上所述，由在供氢膜上形成了自对准硅化物阻挡膜的非硅化区域、 和未形成供氢膜及自对准硅化物阻挡膜的硅化区域构成了固态摄像元件。
并且，在作为非硅化区域的像素区域10的受光区域36上形成了作为 供氢膜的UV-SiN膜34。因此，在固态摄像元件中，半导体层100的受 光区域36中的由悬空键导致的缺陷通过提供氢元素而被钝化，从而能够 降低白点增加等缺陷的影响。
另外，在非硅化区域中的由UV-SiN膜34构成的供氢膜上形成了由 LP-SiN膜35构成的自对准硅化物阻挡膜。
由于UV-SiN膜作为自对准硅化物阻挡膜的能力低，因而当将UV- SiN膜用作自对准硅化物阻挡膜时，有时非硅化区域会被硅化。与此相 对，LP-SiN膜作为自对准硅化物阻挡膜的能力高，因此可稳定地防止非 硅化区域被硅化。
另外，在非硅化区域的像素区域10以及硅化区域的逻辑电路区域20 上通过HTO膜33以及LP-SiN膜32组成的双层而形成了相同构造的侧 壁。因此，在像素区域10和逻辑电路区域20中，通过将晶体管的器件参 数设定得相同，形成器件构造相同的源极/漏极区域。
下面，使用图2～图4来说明上述实施方式的固态摄像元件的制造方 法。
此外，通过图2～图4的截面图，作为例子，仅对像素区域以及逻辑 电路区域中形成的多个晶体管内的电极中的各一个栅极电极进行说明。
首先，在半导体层100的像素区域10上，经由栅极绝缘膜12而形成 由多晶硅膜构成的像素晶体管Tr的栅极电极11。并且，在半导体层100 的逻辑电路区域20上，经由栅极绝缘膜22形成由多晶硅膜构成的电路 晶体管Tr的栅极电极21。
然后，将各个栅极电极11、21作为掩模，向半导体层100中离子注 入n型杂质、例如磷(P)，从而在像素区域10和逻辑电路20中形成 LDD结构的n-区域13、23。
由此，如图2所示，在像素区域10的半导体层100形成栅极绝缘膜 12、栅极电极11、n-区域13，在逻辑电路区域20形成栅极绝缘膜12、栅 极电极11、n-区域13。
在CMOS逻辑电路的p沟道MOS晶体管形成区域，有选择地形成 LDD构造的p-区域(未图示)。
接着，如图2B所示，在像素区域10以及逻辑电路区域20的整个面 上沉积作为氧化硅膜的HTO膜30，并在HTO膜30上沉积作为氮化硅膜 的LP-SiN膜31。
接着，如图2C所示，以各向异性刻蚀法对在像素区域10以及逻辑电 路区域20中形成的LP-SiN膜31进行回蚀处理，形成由LP-SiN膜31 构成的侧壁32。此时的LP-SiN膜31的回蚀处理可利用RIE(Reactive Ion Etching，反应离子刻蚀)等对LP-SiN膜31与HTO膜30进行高选择 性的刻蚀来执行。
接下来通过湿刻蚀来去除像素区域10以及逻辑电路区域20上形成的 HTO膜30。由此，如图3D所示，能够在栅极电极11、21以及n-区域 13、23与侧壁32之间形成侧壁33。
HTO膜30的湿刻蚀可通过使用稀氟酸来减少对半导体层100表面的 损害。
当进行上述的湿刻蚀时，不仅刻蚀半导体层100的表面上暴露的HTO 膜30的部分，还刻蚀形成在LP-SiN的侧壁32下部的HTO膜30的端 部、以及形成在侧壁32与栅极电极21之间的HTO膜30的端部。
由此，通过暴露于栅极电极21与侧壁32之间、以及n-区域23与侧 壁32之间暴露的侧壁33的端部被刻蚀，而形成引入部28。
接着，如图3E所示，将各个栅极电极11、21以及侧壁32、33作为 掩模，向半导体层100离子注入n型杂质、例如磷(P)，从而在半导体 层100中形成n型高杂质浓度区域(n+区域)14、24。
由此，能够在半导体层100中形成由n+区域24与n-区域23构成的n 沟道MOS晶体管的LDD构造的n型源极/漏极区域。
另外，有选择地向沟道MOS形成区域注入高浓度的p型杂质离子， 形成由p+区域和p-区域构成的LDD构造的p型源极/漏极区域(未图 示)。
此时，在像素区域10和逻辑电路区域20中，使栅极电极11、21以及 侧壁32、33的形状相同，使晶体管的器件参数相同。由此，能够同时进 行像素区域10和逻辑电路区域20的源极/漏极注入。
如上所述，在本实施方式的方法中，能够在同一工序中对像素区域10 与逻辑电路区域20进行源极/漏极注入，因此可削减工序数。
另外，由于不用透过HTO膜30、LP-SiN膜31等膜来进行像素区域 10中的源极/漏极注入，因此可降低源极/漏极区域的偏差。
另外，当在I/O单元内制作抗静电击穿而抑制向晶体管的栅极上施加 的电压的扩散电阻59(参见图9)时，能够在该工序中向扩散电阻59进 行杂质的离子注入。
如图3E所示，HTO膜30和LP-SiN膜31除了在栅极电极11、21的 侧表面形成的侧壁32、33以外全部被刻蚀。
因此，即使在逻辑电路20内的I/O单元中，也不存在物理性阻碍对扩 散电阻59的离子注入的自对准硅化物阻挡膜。
如上所述，由于在扩散电阻59上不存在自对准硅化物阻挡膜，因而 不需要越膜进行对扩散电阻59的离子注入。因此，能够均匀地执行对扩 散电阻59的离子注入。
接着，如图3F所示，在像素区域10以及逻辑电路区域20的整个面 上沉积作为供氢膜的UV-SiN膜。并且，在UV-SiN膜34上沉积作为自 对准硅化物阻挡膜的LP-SiN膜35。
UV-SiN膜34起到供氢膜的作用，用于向形成在半导体层并通过光 照射而产生电荷的受光区域36(参见图1)中的悬空键提供氢。因此，通 过在半导体层100上形成UV-SiN膜34，而从UV-SiN膜34向受光区 域供氢，对悬空键进行封端，可降低由缺陷造成的白点等的影响。
另外，形成在UV-SiN膜34上的LP-SiN膜35起到自对准硅化物 阻挡膜的作用。
通过在UV-SiN膜34上形成LP-SiN膜35，可提高自对准硅化物阻 挡能力以及加工性能。
作为自对准硅化物阻挡膜，除了LP-SiN膜35以外，也可以使用氧 化硅膜。但是，由于所述自对准硅化物阻挡膜还形成在光电二极管上，因 此，如果使用氧化硅膜，则由于光电二极管与自对准硅化物阻挡膜间的折 射率的关系而使反射率增大。因此，优选将氮化硅作为自对准硅化物阻挡 膜来使用。
另外，作为供氢膜，只要可提供氢，也可以使用UV-SiN膜以外的 膜。
接着，如图4G所示，在用光刻胶15覆盖像素区域10等不进行硅化 的区域后，对逻辑电路区域20等要硅化的区域的UV-SiN膜34和LP- SiN膜进行刻蚀。
此时，在逻辑电路区域20的引入部残留有UV-SiN膜34。
接着，如图4H所示，在剥离了像素区域10的光刻胶15后，形成高 熔点金属膜38、例如钴(Co)膜。
并且，通过进行硅与高熔点金属的反应处理，在逻辑电路区域20的 栅极电极11的表面以及n型高杂质浓度区域24的表面上形成高熔点金属 硅化层25、26(参见图3I)。
此时，像素区域10等非硅化区域的整个面被由LP-SiN膜35构成的 自对准硅化物阻挡膜覆盖着。并且，LP-SiN膜35在沉积后不进行回蚀处 理等，因此不会产生使LP-SiN膜35作为自对准硅化物阻挡膜的能力下 降的缺损。
因此，通过由LP-SiN膜35构成的自对准硅化物阻挡膜，能够在上 述的硅化工序中可靠地保护非硅化区域。
接着，如图4I所示，通过剥离剩余的高熔点金属膜38，来形成包括 未硅化的像素区域10在内的非硅化区域、和包括被硅化的逻辑电路区域 20在内的硅化区域，由此形成CMOS固态摄像元件。
此外，在上述的固态摄像元件中，上述的逻辑电路区域除了包括表面 被硅化的栅极电极以及源极/漏极区域等的硅化区域以外，也可以包含表面 未形成金属硅化物的区域。
在上述的实施方式中，在像素区域10和逻辑电路区域20中，通过使 栅极电极11、21的形状相同并使侧壁32、33的形状相同，在一次工序中 进行了源极/漏极注入。但是，当不使像素区域10与逻辑电路区域的器件 参数相同时，可分别在单独的工序中进行离子注入。
例如，首先，用光刻胶覆盖除了用于形成源极/漏极区域的部分以外像 素区域10。然后，通过进行源极/漏极注入，在像素区域10形成n+区域 14。然后，通过剥离覆盖源极/漏极区域以外的光刻胶，在像素区域10形 成源极/漏极区域。
接着，用光刻胶覆盖除了用于形成源极/漏极区域的部分以外的逻辑电 路区域20。然后，通过进行源极/漏极注入，在逻辑电路区域20形成n+区 域24。然后，通过剥离覆盖源极/漏极区域以外的光刻胶，在逻辑电路区 域20形成源极/漏极区域。
通过上述的工序，向像素区域10以及逻辑电路区域20进行源极/漏极 注入，从而可形成n+区域14、24。
在本发明中，不特别限定形成受光部或晶体管的源极/漏极区域的半导 体层，可以是半导体衬底、半导体衬底上形成的半导体外延层、绝缘衬底 上形成的薄膜半导体层等各种结构。
另外，在本发明中，UV-SiN膜的供氢膜或LP-SiN膜的自对准硅化 物阻挡膜等的膜厚、侧壁或栅极电极等的截面构造不限定于上述的实施方 式，可以设计为任意的大小。
本发明不限于上述的结构，可在不脱离本发明要旨的范围内获得其他 各种各样的结构。
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。