JP2000183304A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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Landscapes
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- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 1つの素子領域に一対のスイッチングトラン
ジスタが形成されるDRAMの製造方法を提供する。 【解決手段】ゲート電極104と共通ドレイン領域12
0bと個別ソース領域120a、120cとを含む基板
101の主面全体を層間絶縁膜116で覆い、その層間
絶縁膜116に、共通ドレイン領域120bに達する第
1の開口を最小加工寸法より大きい寸法で形成し、その
第1の開口の内側面にエッチングバリア膜127を形成
し、層間絶縁膜に、個別ソース領域120a、120c
に達する第2の開口を最小加工寸法より大きい寸法で形
成し、第1の開口と第2の開口に導電性材料を充填し
て、共通ドレイン領域120bと個別ソース領域120
a、120cにそれぞれに独立して接触する引出し電極
133、134を形成する。
ジスタが形成されるDRAMの製造方法を提供する。 【解決手段】ゲート電極104と共通ドレイン領域12
0bと個別ソース領域120a、120cとを含む基板
101の主面全体を層間絶縁膜116で覆い、その層間
絶縁膜116に、共通ドレイン領域120bに達する第
1の開口を最小加工寸法より大きい寸法で形成し、その
第1の開口の内側面にエッチングバリア膜127を形成
し、層間絶縁膜に、個別ソース領域120a、120c
に達する第2の開口を最小加工寸法より大きい寸法で形
成し、第1の開口と第2の開口に導電性材料を充填し
て、共通ドレイン領域120bと個別ソース領域120
a、120cにそれぞれに独立して接触する引出し電極
133、134を形成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に係わるものであり、特に、DRAMにおいてペア
のスイッチングトランジスタの特性が対称性よく形成で
きる半導体装置の製造方法に係わるものである。
方法に係わるものであり、特に、DRAMにおいてペア
のスイッチングトランジスタの特性が対称性よく形成で
きる半導体装置の製造方法に係わるものである。
【0002】
【従来の技術】電荷の形で2値情報を貯蔵するDARM
セルは、その構成要素が、1つのトランジスタと1つの
キャパシタのみであり、その構成要素の少なさから、セ
ル面積が小さくできる大きな利点を有している。さらな
るメモリセルの小型化、メモリの大容量化のために、フ
ォトリソグラフィーやドライエッチングに代表される微
細加工技術の進展とともに、メモリセルの構造の工夫や
セルの製造方法の改善がなされてきた。
セルは、その構成要素が、1つのトランジスタと1つの
キャパシタのみであり、その構成要素の少なさから、セ
ル面積が小さくできる大きな利点を有している。さらな
るメモリセルの小型化、メモリの大容量化のために、フ
ォトリソグラフィーやドライエッチングに代表される微
細加工技術の進展とともに、メモリセルの構造の工夫や
セルの製造方法の改善がなされてきた。
【0003】セル面積の小型化が図られたメモリセルの
製造方法の従来例として、例えば、米国特許第5671
175号明細書に開示された方法がある。図11
(a)、(b)は、その製造方法により形成されたDR
AMを説明するための平面図と断面図である。図11
(b)は図11(a)の線A−A’の断面図である。
製造方法の従来例として、例えば、米国特許第5671
175号明細書に開示された方法がある。図11
(a)、(b)は、その製造方法により形成されたDR
AMを説明するための平面図と断面図である。図11
(b)は図11(a)の線A−A’の断面図である。
【0004】シリコン基板301の表面に、図面におい
て横に細長い矩形の素子領域302の一つ一つの周囲を
囲むように素子分離308が形成されている。そのよう
な素子領域302に直交するようにスイッチングトラン
ジスタのワード線304が配置されている。ワード線3
04は、各スイッチングトランジスタの上では、ゲート
電極として機能する。各素子領域302には、1つの共
通ドレイン領域320bと2つのソース領域320a及
び320cが形成されている。ワード線304を含む半
導体基板の表面を覆うように層間絶縁膜316が形成さ
れている。そして、その層間絶縁膜316には開口が開
けられて、ソース領域320a及び320cとドレイン
領域320bに接続するドープト多結晶シリコンプラグ
(引出し電極に相当)またはコンタクト310と312
が形成されている。
て横に細長い矩形の素子領域302の一つ一つの周囲を
囲むように素子分離308が形成されている。そのよう
な素子領域302に直交するようにスイッチングトラン
ジスタのワード線304が配置されている。ワード線3
04は、各スイッチングトランジスタの上では、ゲート
電極として機能する。各素子領域302には、1つの共
通ドレイン領域320bと2つのソース領域320a及
び320cが形成されている。ワード線304を含む半
導体基板の表面を覆うように層間絶縁膜316が形成さ
れている。そして、その層間絶縁膜316には開口が開
けられて、ソース領域320a及び320cとドレイン
領域320bに接続するドープト多結晶シリコンプラグ
(引出し電極に相当)またはコンタクト310と312
が形成されている。
【0005】ワード線304に直交するように延びるビ
ット線(図11(a)、(b)には不図示、図11
(c)の318)とドープト多結晶シリコンプラグ31
2との接続のための接続部分314は、ドープト多結晶
シリコンプラグ312の直上から、ワード線304に平
行に素子分離308の上方に延在している。図11
(c)は、ビット線と素子領域(ドレイン領域)の概略
的な位置関係をわかりやすく立体的透視図で示してい
る。ドープト多結晶シリコンプラグ310は、セル容量
の蓄積電極(不図示)とソース領域320a及び320
cを接続し、ドープト多結晶シリコンプラグ312は、
接続部分314を介してビット線とドレイン領域320
bを接続する。
ット線(図11(a)、(b)には不図示、図11
(c)の318)とドープト多結晶シリコンプラグ31
2との接続のための接続部分314は、ドープト多結晶
シリコンプラグ312の直上から、ワード線304に平
行に素子分離308の上方に延在している。図11
(c)は、ビット線と素子領域(ドレイン領域)の概略
的な位置関係をわかりやすく立体的透視図で示してい
る。ドープト多結晶シリコンプラグ310は、セル容量
の蓄積電極(不図示)とソース領域320a及び320
cを接続し、ドープト多結晶シリコンプラグ312は、
接続部分314を介してビット線とドレイン領域320
bを接続する。
【0006】図12(d)から図12(f)、図13
(g)から図13(j)は、図11(a)、(b)、
(c)に示したDRAMメモリセルの製造方法を図解す
る、図11(a)の線A−A’の断面図または線B−
B’の断面図である。図11(a)の線A−A’の断面
図である図12(d)に示すように、シリコン基板30
1に素子分離308が形成される。ゲート酸化膜322
上に、ワード線304とキャップ窒化膜324が形成さ
れる。更に窒化膜を成膜した後にエッチバックすること
により、側壁窒化膜326がワード線の側面に形成され
る。ワード線304とキャップ窒化膜324と側壁窒化
膜326との集合体をマスクにしてイオン注入すること
により、素子領域302にソース領域320a及び32
0cとドレイン領域320bが形成される。
(g)から図13(j)は、図11(a)、(b)、
(c)に示したDRAMメモリセルの製造方法を図解す
る、図11(a)の線A−A’の断面図または線B−
B’の断面図である。図11(a)の線A−A’の断面
図である図12(d)に示すように、シリコン基板30
1に素子分離308が形成される。ゲート酸化膜322
上に、ワード線304とキャップ窒化膜324が形成さ
れる。更に窒化膜を成膜した後にエッチバックすること
により、側壁窒化膜326がワード線の側面に形成され
る。ワード線304とキャップ窒化膜324と側壁窒化
膜326との集合体をマスクにしてイオン注入すること
により、素子領域302にソース領域320a及び32
0cとドレイン領域320bが形成される。
【0007】図11(a)の線B−B’の断面図である
図12(e)に示すように、層間絶縁膜316が、ワー
ド線を含むシリコン基板301主面上に形成される。層
間絶縁膜316は、テトラエトキシシラン(TEOS;
tetraethoxysilane)またはBPSG
(boron−phosphorous silica
te grass)を使用して形成される。
図12(e)に示すように、層間絶縁膜316が、ワー
ド線を含むシリコン基板301主面上に形成される。層
間絶縁膜316は、テトラエトキシシラン(TEOS;
tetraethoxysilane)またはBPSG
(boron−phosphorous silica
te grass)を使用して形成される。
【0008】図11(a)の線A−A’の断面図である
図12(f)のように、この状態で選択的エッチングを
用いた自己整合コンタクトプロセスが施され、層間絶縁
膜316にコンタクト孔328がワード線304に対し
て自己整合的に開口される。次いで、不純物が導入され
た多結晶シリコンを堆積してコンタクト孔328に多結
晶シリコンを充填し、更に、堆積多結晶シリコンを、層
間絶縁膜316の上面より少し高いレベルまでエッチバ
ックする。その後、エッチバックされた多結晶シリコン
324上の、シリコンプラグ310、312及び接続部
分314に相当する位置にマスク322を形成する。図
13(g)及び図13(h)は、この状態での図11
(a)の線A−A’の断面図及びの線B−B’の断面図
である。
図12(f)のように、この状態で選択的エッチングを
用いた自己整合コンタクトプロセスが施され、層間絶縁
膜316にコンタクト孔328がワード線304に対し
て自己整合的に開口される。次いで、不純物が導入され
た多結晶シリコンを堆積してコンタクト孔328に多結
晶シリコンを充填し、更に、堆積多結晶シリコンを、層
間絶縁膜316の上面より少し高いレベルまでエッチバ
ックする。その後、エッチバックされた多結晶シリコン
324上の、シリコンプラグ310、312及び接続部
分314に相当する位置にマスク322を形成する。図
13(g)及び図13(h)は、この状態での図11
(a)の線A−A’の断面図及びの線B−B’の断面図
である。
【0009】更に、マスク332を用いて多結晶シリコ
ン324をパターニングして、図11(a)の線A−
A’の断面図である図13(i)のように、ドープト多
結晶シリコンプラグ310、312並びに接続部分31
4(図11(c))を形成する。そのあと、つづいてビ
ット線とセル容量が形成される。
ン324をパターニングして、図11(a)の線A−
A’の断面図である図13(i)のように、ドープト多
結晶シリコンプラグ310、312並びに接続部分31
4(図11(c))を形成する。そのあと、つづいてビ
ット線とセル容量が形成される。
【0010】以上のように設計すると、自己整合コンタ
クトプロセスを用いても、図11(a)の線A−A’の
断面図である図13(j)に示されるように、ゲート長
方向でのドレイン領域320bの中心を中心にしてペア
のスイッチングトランジスタのドープト多結晶シリコン
プラグ310及び312が非対称性に形成される場合が
ある。すなわち、ワード線304とドープト多結晶シリ
コンプラグとの間隔が、図中のd1とd1’、d2とd
2’のように異なってしまう。この非対称性は、ドープ
ト多結晶シリコンプラグから染み出す不純物により、ス
イッチングトランジスタの特性に影響する。図中では、
ドープト多結晶シリコンプラグからの染み出しを破線で
示している。かくして、ドープト多結晶シリコンプラグ
312に接続される共通ドレイン領域320bとソース
領域320aとを含むスイッチングトランジスタと、共
通ドレイン領域320bとソース領域320cとを含む
スイッチングトランジスタとの特性が異なってしまう。
クトプロセスを用いても、図11(a)の線A−A’の
断面図である図13(j)に示されるように、ゲート長
方向でのドレイン領域320bの中心を中心にしてペア
のスイッチングトランジスタのドープト多結晶シリコン
プラグ310及び312が非対称性に形成される場合が
ある。すなわち、ワード線304とドープト多結晶シリ
コンプラグとの間隔が、図中のd1とd1’、d2とd
2’のように異なってしまう。この非対称性は、ドープ
ト多結晶シリコンプラグから染み出す不純物により、ス
イッチングトランジスタの特性に影響する。図中では、
ドープト多結晶シリコンプラグからの染み出しを破線で
示している。かくして、ドープト多結晶シリコンプラグ
312に接続される共通ドレイン領域320bとソース
領域320aとを含むスイッチングトランジスタと、共
通ドレイン領域320bとソース領域320cとを含む
スイッチングトランジスタとの特性が異なってしまう。
【0011】このように、自己整合コンタクト技術を使
いながらも、メモリセル内の重ねあわせ余裕がなくなっ
た状態では、ペアのスイッチングトランジスタの特性に
アンバランスが生じる問題が発生している。
いながらも、メモリセル内の重ねあわせ余裕がなくなっ
た状態では、ペアのスイッチングトランジスタの特性に
アンバランスが生じる問題が発生している。
【0012】このような問題を解決していると思われる
半導体装置の製造方法が、特開平9−008254号公
報に開示されている。この特開平9−008254号公
報に開示されている方法では、前述した図12(f)の
ように各素子領域当たり3つのコンタクト孔328を層
間絶縁膜316に形成する代りに、ソース領域320a
と320cとドレイン領域320bの上だけでなく、ソ
ース領域320aとドレイン領域320bの間のワード
線304上からもソース領域320cとドレイン領域3
20bの間のワード線304上からも層間絶縁膜316
を除去して、各素子領域上から層間絶縁膜を全て除去す
る。その上で、素子領域上に導電層を形成し、層間絶縁
膜の厚さまでエッチバックし、全体に第2キャッピング
層を形成する。
半導体装置の製造方法が、特開平9−008254号公
報に開示されている。この特開平9−008254号公
報に開示されている方法では、前述した図12(f)の
ように各素子領域当たり3つのコンタクト孔328を層
間絶縁膜316に形成する代りに、ソース領域320a
と320cとドレイン領域320bの上だけでなく、ソ
ース領域320aとドレイン領域320bの間のワード
線304上からもソース領域320cとドレイン領域3
20bの間のワード線304上からも層間絶縁膜316
を除去して、各素子領域上から層間絶縁膜を全て除去す
る。その上で、素子領域上に導電層を形成し、層間絶縁
膜の厚さまでエッチバックし、全体に第2キャッピング
層を形成する。
【0013】次いで、共通ドレイン領域上の位置に、第
2キャッピング層と導電層を貫通するコンタクト孔を形
成し、その内壁面をスペーサ層で覆う。その結果、共通
ドレイン領域の両側にあるソース領域に接続する導電層
は、内壁面がスペーサ層で覆われたコンタクト孔によ
り、互いに分離される。各ソース領域に接続するこの導
電層が、ストレージノード(蓄積電極)用パッドを構成
する。また、導電層上面は第2キャッピング層で覆われ
且つコンタクト孔の内壁面がスペーサ層で覆われている
ので、コンタクト孔の内部スペースは、ソース領域に接
続する導電層から絶縁されている。そのコンタクト孔の
内部にビットラインパッドを充填して、共通ドレイン領
域とのコンタクトが形成される。
2キャッピング層と導電層を貫通するコンタクト孔を形
成し、その内壁面をスペーサ層で覆う。その結果、共通
ドレイン領域の両側にあるソース領域に接続する導電層
は、内壁面がスペーサ層で覆われたコンタクト孔によ
り、互いに分離される。各ソース領域に接続するこの導
電層が、ストレージノード(蓄積電極)用パッドを構成
する。また、導電層上面は第2キャッピング層で覆われ
且つコンタクト孔の内壁面がスペーサ層で覆われている
ので、コンタクト孔の内部スペースは、ソース領域に接
続する導電層から絶縁されている。そのコンタクト孔の
内部にビットラインパッドを充填して、共通ドレイン領
域とのコンタクトが形成される。
【0014】しかし、特開平9−008254号公報に
開示されている従来方法では、ストレージノード(蓄積
電極)用パッド(第1パッド)の上に、第1キャッピン
グ層を介してビットラインパッド(第2パッド)を配置
している。そのため、ストレージノードパッドとストー
レージノード(特開平9−008254号公報には不図
示)の間に、ビットラインパッドと第1キャッピング層
が介在することになり、ストレージノードパッドとスト
レージノードの間が高さ方向に離れる。すなわち両者を
接続するコンタクトが深くなる。ストレージノードパッ
ドは、その使用の目的の一つには、このコンタクト深さ
の低減があるので、このコンタクトが深くなることは好
ましくない。なぜならば、コンタクト深さが深くなり、
サイズ縮小も行われると、コンタクトのアスペクト比が
増大し、コンタクト内の埋めこみ材の埋めこみが困難、
更には不可能になる。
開示されている従来方法では、ストレージノード(蓄積
電極)用パッド(第1パッド)の上に、第1キャッピン
グ層を介してビットラインパッド(第2パッド)を配置
している。そのため、ストレージノードパッドとストー
レージノード(特開平9−008254号公報には不図
示)の間に、ビットラインパッドと第1キャッピング層
が介在することになり、ストレージノードパッドとスト
レージノードの間が高さ方向に離れる。すなわち両者を
接続するコンタクトが深くなる。ストレージノードパッ
ドは、その使用の目的の一つには、このコンタクト深さ
の低減があるので、このコンタクトが深くなることは好
ましくない。なぜならば、コンタクト深さが深くなり、
サイズ縮小も行われると、コンタクトのアスペクト比が
増大し、コンタクト内の埋めこみ材の埋めこみが困難、
更には不可能になる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来技術の問題を解決した半導体装置の製造方法を提供す
るものである。具体的には、本発明は、重ね合わせずれ
が生じても、ペアートランジスタに非対称な特性がでな
いようなメモリセルの製造方法を提供するものである。
更に、本発明は、重ね合わせずれが生じても、ペアート
ランジスタの特性が非対称ならず、また、ストレージノ
ード用パッドとビットラインパッドをほぼ同じ高さの形
成できる、メモリセルの製造方法を提供するものであ
る。
来技術の問題を解決した半導体装置の製造方法を提供す
るものである。具体的には、本発明は、重ね合わせずれ
が生じても、ペアートランジスタに非対称な特性がでな
いようなメモリセルの製造方法を提供するものである。
更に、本発明は、重ね合わせずれが生じても、ペアート
ランジスタの特性が非対称ならず、また、ストレージノ
ード用パッドとビットラインパッドをほぼ同じ高さの形
成できる、メモリセルの製造方法を提供するものであ
る。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の特徴によ
るならば、1つの素子領域に一対のトランジスタが形成
されて、一対のトランジスタのそれぞれのゲート電極の
間に、一対のトランジスタに共通の共通拡散層が形成さ
れ、それぞれのゲート電極の外側に、一対のトランジス
タのそれぞれの個別拡散層が形成され、共通拡散層と個
別拡散層とが引出し電極を介して上層導電層にそれぞれ
接続される半導体装置の製造方法において、ゲート電極
と共通拡散層と個別拡散層とを含む基板主面全体を層間
絶縁膜で覆い、前記層間絶縁膜に、共通拡散層と個別拡
散層の一方に達する第1の開口を最小加工寸法より大き
い寸法で形成し、その第1の開口の内側面にエッチング
バリア膜を形成し、前記層間絶縁膜に、共通拡散層と個
別拡散層の他方に達する第2の開口を最小加工寸法より
大きい寸法で形成し、前記第1の開口と前記第2の開口
とに同時に導電性材料を充填して、共通拡散層と個別拡
散層のそれぞれに独立して接触する前記引出し電極を形
成することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供さ
れる。
るならば、1つの素子領域に一対のトランジスタが形成
されて、一対のトランジスタのそれぞれのゲート電極の
間に、一対のトランジスタに共通の共通拡散層が形成さ
れ、それぞれのゲート電極の外側に、一対のトランジス
タのそれぞれの個別拡散層が形成され、共通拡散層と個
別拡散層とが引出し電極を介して上層導電層にそれぞれ
接続される半導体装置の製造方法において、ゲート電極
と共通拡散層と個別拡散層とを含む基板主面全体を層間
絶縁膜で覆い、前記層間絶縁膜に、共通拡散層と個別拡
散層の一方に達する第1の開口を最小加工寸法より大き
い寸法で形成し、その第1の開口の内側面にエッチング
バリア膜を形成し、前記層間絶縁膜に、共通拡散層と個
別拡散層の他方に達する第2の開口を最小加工寸法より
大きい寸法で形成し、前記第1の開口と前記第2の開口
とに同時に導電性材料を充填して、共通拡散層と個別拡
散層のそれぞれに独立して接触する前記引出し電極を形
成することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供さ
れる。
【0017】上記した本発明の第1の特徴による半導体
装置の製造方法の1つの態様では、前記導電性材料を前
記層間絶縁膜より厚く堆積した後エッチバックすること
により、前記第1の開口と前記第2の開口とに同時に前
記導電性材料を充填し、更に、前記導電性材料上の前記
第1の開口と前記第2の開口の位置に、前記第1の開口
と前記第2の開口の寸法より小さい寸法のマスクパター
ンを形成して、該マスクパターンをマスクにして前記導
電性材料を、前記層間絶縁膜の上面より低いレベルまで
エッチングして、前記第1の開口に充填された導電性材
料により形成される引出し電極と、前記第2の開口に充
填された導電性材料により形成される引出し電極とを、
前記層間絶縁膜と前記エッチングバリア膜とにより、互
いに分離することができる。
装置の製造方法の1つの態様では、前記導電性材料を前
記層間絶縁膜より厚く堆積した後エッチバックすること
により、前記第1の開口と前記第2の開口とに同時に前
記導電性材料を充填し、更に、前記導電性材料上の前記
第1の開口と前記第2の開口の位置に、前記第1の開口
と前記第2の開口の寸法より小さい寸法のマスクパター
ンを形成して、該マスクパターンをマスクにして前記導
電性材料を、前記層間絶縁膜の上面より低いレベルまで
エッチングして、前記第1の開口に充填された導電性材
料により形成される引出し電極と、前記第2の開口に充
填された導電性材料により形成される引出し電極とを、
前記層間絶縁膜と前記エッチングバリア膜とにより、互
いに分離することができる。
【0018】上記した本発明の第1の特徴による半導体
装置の製造方法の別の態様では、前記導電性材料を前記
層間絶縁膜より厚く堆積した後エッチバックすることに
より、前記第1の開口と前記第2の開口とに同時に前記
導電性材料を充填し、更に、前記導電性材料上の前記第
1の開口の位置に、前記第1の開口の寸法とほぼ同じ寸
法のマスクパターンを形成して、該マスクパターンをマ
スクにして前記導電性材料を、前記層間絶縁膜の上面よ
り低いレベルまでエッチングして、前記第1の開口に充
填された導電性材料により形成される引出し電極と、前
記第2の開口に充填された導電性材料により形成される
引出し電極とを、前記層間絶縁膜と前記エッチングバリ
ア膜とにより、互いに分離することができる。
装置の製造方法の別の態様では、前記導電性材料を前記
層間絶縁膜より厚く堆積した後エッチバックすることに
より、前記第1の開口と前記第2の開口とに同時に前記
導電性材料を充填し、更に、前記導電性材料上の前記第
1の開口の位置に、前記第1の開口の寸法とほぼ同じ寸
法のマスクパターンを形成して、該マスクパターンをマ
スクにして前記導電性材料を、前記層間絶縁膜の上面よ
り低いレベルまでエッチングして、前記第1の開口に充
填された導電性材料により形成される引出し電極と、前
記第2の開口に充填された導電性材料により形成される
引出し電極とを、前記層間絶縁膜と前記エッチングバリ
ア膜とにより、互いに分離することができる。
【0019】本発明の第2の特徴によるならば、1つの
素子領域に一対のトランジスタが形成されて、一対のト
ランジスタのそれぞれのゲート電極の間に、一対のトラ
ンジスタに共通の共通拡散層が形成され、それぞれのゲ
ート電極の外側に、一対のトランジスタのそれぞれの個
別拡散層が形成され、共通拡散層と個別拡散層とが引出
し電極を介して上層導電層にそれぞれ接続される半導体
装置の製造方法において、ゲート電極と共通拡散層と個
別拡散層とを含む基板主面全体を層間絶縁膜で覆い、そ
の層間絶縁膜に、共通拡散層と個別拡散層の一方に達す
る第1の開口を最小加工寸法より大きい寸法で形成し、
その第1の開口の内側面にエッチングバリア膜を形成
し、前記第1の開口を画成する該エッチングバリア膜を
残す一方、共通拡散層と個別拡散層の両方を中に含む大
きさの第2の開口を前記層間絶縁膜に形成し、該第2の
開口に導電性材料を充填して、更に前記エッチングバリ
ア膜の上部が露出するまでエッチバックして、共通拡散
層と個別拡散層のそれぞれに独立して接触する前記引出
し電極を、前記第1の開口内と、前記エッチングバリア
膜により分割された前記第2の開口内とに形成すること
を特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
素子領域に一対のトランジスタが形成されて、一対のト
ランジスタのそれぞれのゲート電極の間に、一対のトラ
ンジスタに共通の共通拡散層が形成され、それぞれのゲ
ート電極の外側に、一対のトランジスタのそれぞれの個
別拡散層が形成され、共通拡散層と個別拡散層とが引出
し電極を介して上層導電層にそれぞれ接続される半導体
装置の製造方法において、ゲート電極と共通拡散層と個
別拡散層とを含む基板主面全体を層間絶縁膜で覆い、そ
の層間絶縁膜に、共通拡散層と個別拡散層の一方に達す
る第1の開口を最小加工寸法より大きい寸法で形成し、
その第1の開口の内側面にエッチングバリア膜を形成
し、前記第1の開口を画成する該エッチングバリア膜を
残す一方、共通拡散層と個別拡散層の両方を中に含む大
きさの第2の開口を前記層間絶縁膜に形成し、該第2の
開口に導電性材料を充填して、更に前記エッチングバリ
ア膜の上部が露出するまでエッチバックして、共通拡散
層と個別拡散層のそれぞれに独立して接触する前記引出
し電極を、前記第1の開口内と、前記エッチングバリア
膜により分割された前記第2の開口内とに形成すること
を特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【0020】上記した本発明の第1の特徴による半導体
装置の製造方法においても、上記した本発明の第2の特
徴による半導体装置の製造方法においても、前記ゲート
電極を、側壁窒化膜とキャップ窒化膜とで覆い、前記エ
ッチングバリア膜を窒化膜で形成し、前記層間絶縁膜を
酸化膜で形成し、前記第2の開口は、酸化膜に対するエ
ッチング速度が窒化膜に対するエッチング速度より十分
高いエッチング選択比のエッチングで前記層間絶縁膜を
エッチングすることにより形成することができる。
装置の製造方法においても、上記した本発明の第2の特
徴による半導体装置の製造方法においても、前記ゲート
電極を、側壁窒化膜とキャップ窒化膜とで覆い、前記エ
ッチングバリア膜を窒化膜で形成し、前記層間絶縁膜を
酸化膜で形成し、前記第2の開口は、酸化膜に対するエ
ッチング速度が窒化膜に対するエッチング速度より十分
高いエッチング選択比のエッチングで前記層間絶縁膜を
エッチングすることにより形成することができる。
【0021】さらに、前記第1の開口を形成した後で前
記第2の開口を形成する前に、前記第1の開口の底部に
導電性材料を充填することもできる。また、前記第1の
開口及び前記第2の開口に充填される前記導電性材料
は、高濃度で不純物が導入された半導体材料である。そ
して、前記第1の開口及び前記第2の開口に充填された
前記導電性材料をエッチングするとき、前記第1の開口
内に充填された前記導電性材料が前記素子領域の外部ま
で延びるように前記層間絶縁膜上に延在するように前記
導電性材料をパターニングすることもできる。
記第2の開口を形成する前に、前記第1の開口の底部に
導電性材料を充填することもできる。また、前記第1の
開口及び前記第2の開口に充填される前記導電性材料
は、高濃度で不純物が導入された半導体材料である。そ
して、前記第1の開口及び前記第2の開口に充填された
前記導電性材料をエッチングするとき、前記第1の開口
内に充填された前記導電性材料が前記素子領域の外部ま
で延びるように前記層間絶縁膜上に延在するように前記
導電性材料をパターニングすることもできる。
【0022】
【作用】上記した本発明の第1の特徴による半導体装置
の製造方法を、DRAMの製造に適用した場合を説明す
る。図1(a)は、本発明の半導体装置の製造方法を説
明するためのDRAMメモリセルの平面模式図であり、
図4(i)は、図1(a)のA−A’線断面図である。
なお、図1(a)には、簡単のためにビット線コンタクト
孔、容量コンタクト孔、ビット線、蓄積電極は描いてい
ない。
の製造方法を、DRAMの製造に適用した場合を説明す
る。図1(a)は、本発明の半導体装置の製造方法を説
明するためのDRAMメモリセルの平面模式図であり、
図4(i)は、図1(a)のA−A’線断面図である。
なお、図1(a)には、簡単のためにビット線コンタクト
孔、容量コンタクト孔、ビット線、蓄積電極は描いてい
ない。
【0023】半導体基板101の主面に形成された素子
分離108により囲まれた素子領域102内において、
半導体基板101の主面上にゲート絶縁膜122を介し
て一対のゲート電極104が形成され、一対のゲート電
極104の間に、一対のスイッチングトランジスタに共
通のドレイン領域120bが形成され、それぞれのゲー
ト電極104の外側に、一対のスイッチングトランジス
タのそれぞれの個別のソース領域120aと120cが
形成されている。ソース領域120aとドレイン領域1
20bとそれらの間のゲート電極104とにより1つの
スイッチングトランジスタが構成され、ソース領域12
0cとドレイン領域120bとそれらの間のゲート電極
104とによりもう1つのスイッチングトランジスタが
構成されて、1つの素子領域に一対のスイッチングトラ
ンジスタが形成されている。
分離108により囲まれた素子領域102内において、
半導体基板101の主面上にゲート絶縁膜122を介し
て一対のゲート電極104が形成され、一対のゲート電
極104の間に、一対のスイッチングトランジスタに共
通のドレイン領域120bが形成され、それぞれのゲー
ト電極104の外側に、一対のスイッチングトランジス
タのそれぞれの個別のソース領域120aと120cが
形成されている。ソース領域120aとドレイン領域1
20bとそれらの間のゲート電極104とにより1つの
スイッチングトランジスタが構成され、ソース領域12
0cとドレイン領域120bとそれらの間のゲート電極
104とによりもう1つのスイッチングトランジスタが
構成されて、1つの素子領域に一対のスイッチングトラ
ンジスタが形成されている。
【0024】更に、セルキャパシタを構成する蓄積電極
145が、第2の引出し電極134を介してスイッチン
グトランジスタのソース領域120a、120cに接続
されている。一方、スイッチングトランジスタのドレイ
ン領域120bは、第1の引出し電極133を介してビ
ット線(図示せず)と接続している。
145が、第2の引出し電極134を介してスイッチン
グトランジスタのソース領域120a、120cに接続
されている。一方、スイッチングトランジスタのドレイ
ン領域120bは、第1の引出し電極133を介してビ
ット線(図示せず)と接続している。
【0025】図4(j)を図11(b)と比較すればか
らわかるように、第1の引出し電極133、第2の引出
し電極134のためのコンタクト孔は、最小加工寸法よ
り大きい寸法で層間絶縁膜116に開口し、寸法の大き
な自己整合コンタクトが形成されている。更に、第1の
引出し電極133、第2の引出し電極134の間には、
そのコンタクトの開口時にエッチングバリアとして機能
するバリア窒化膜127が配置されている。
らわかるように、第1の引出し電極133、第2の引出
し電極134のためのコンタクト孔は、最小加工寸法よ
り大きい寸法で層間絶縁膜116に開口し、寸法の大き
な自己整合コンタクトが形成されている。更に、第1の
引出し電極133、第2の引出し電極134の間には、
そのコンタクトの開口時にエッチングバリアとして機能
するバリア窒化膜127が配置されている。
【0026】従って、図13(j)に示すように、コン
タクト孔が多少位置ずれして形成されても、コンタクト
孔自体の寸法が大きいため、第1の引出し電極133、
第2の引出し電極134は、ドレイン領域120bおよ
びソース領域120a、120cに対して重ねあわせの
ずれがなく、それぞれ自己整合的に接続される。従っ
て、微細化にともない面積が縮小されたDRAMなどの
半導体メモリにおいて、ペアのスイッチングトランジス
タの特性の特性が対称になるように構成できる。
タクト孔が多少位置ずれして形成されても、コンタクト
孔自体の寸法が大きいため、第1の引出し電極133、
第2の引出し電極134は、ドレイン領域120bおよ
びソース領域120a、120cに対して重ねあわせの
ずれがなく、それぞれ自己整合的に接続される。従っ
て、微細化にともない面積が縮小されたDRAMなどの
半導体メモリにおいて、ペアのスイッチングトランジス
タの特性の特性が対称になるように構成できる。
【0027】更に、本発明の製造方法では、第1の引出
し電極133及び第2の引出し電極134のためのコン
タクト孔に同時に導電性材料を充填することにより、第
1の引出し電極133及び第2の引出し電極134を形
成する。すなわち、ストレージノード用パッドの上端と
なる部分の膜とビットラインパッドの上端となる部分の
膜とを、同時に成膜する。従って、第2の引出し電極1
34の頂部に相当するストレージノード用パッドと、第
1の引出し電極133の頂部に相当するビットラインパ
ッドとが、ほぼ同じ高さで形成されるため、両者が積層
されたり、両者の間に膜厚方向にキャッピング層が介在
することもなく、コンタクトの深さが、特開平9−00
8254号公報に開示されている従来方法に比べ浅くで
きる。これは、メモリセルのサイズを縮小した場合、非
常に有利である。すなわち、コンタクト深さが深くな
り、サイズ縮小も行われると、このコンタクトのアスペ
クト比が増大し、コンタクト内の埋めこみ材の埋めこみ
が不可能になるが、コンタクト深さが浅ければ、メモリ
セルのアスペクト比の増大もなく、メモリセルの縮小に
も、対応ができる。
し電極133及び第2の引出し電極134のためのコン
タクト孔に同時に導電性材料を充填することにより、第
1の引出し電極133及び第2の引出し電極134を形
成する。すなわち、ストレージノード用パッドの上端と
なる部分の膜とビットラインパッドの上端となる部分の
膜とを、同時に成膜する。従って、第2の引出し電極1
34の頂部に相当するストレージノード用パッドと、第
1の引出し電極133の頂部に相当するビットラインパ
ッドとが、ほぼ同じ高さで形成されるため、両者が積層
されたり、両者の間に膜厚方向にキャッピング層が介在
することもなく、コンタクトの深さが、特開平9−00
8254号公報に開示されている従来方法に比べ浅くで
きる。これは、メモリセルのサイズを縮小した場合、非
常に有利である。すなわち、コンタクト深さが深くな
り、サイズ縮小も行われると、このコンタクトのアスペ
クト比が増大し、コンタクト内の埋めこみ材の埋めこみ
が不可能になるが、コンタクト深さが浅ければ、メモリ
セルのアスペクト比の増大もなく、メモリセルの縮小に
も、対応ができる。
【0028】以上の説明からわかるように、本発明で
「最小加工寸法」とは、引出し電極が接すべき拡散層の
基板主面上でゲート長方向の寸法である。但し、DRA
Mセルなどにあってワード線の線幅と間隔が、設計ルー
ルに等しい最小寸法になっている場合には、この「最小
加工寸法」は、設計ルールに等しい寸法に対応する。
「最小加工寸法」とは、引出し電極が接すべき拡散層の
基板主面上でゲート長方向の寸法である。但し、DRA
Mセルなどにあってワード線の線幅と間隔が、設計ルー
ルに等しい最小寸法になっている場合には、この「最小
加工寸法」は、設計ルールに等しい寸法に対応する。
【0029】
【発明の実施の形態】第1の実施の形態 まず、図1(a)を用いて、スイッチングトランジス
タ、ワード線、コンタクト、引出し電極等の接続、配置
関係を説明する。図1(a)は、DRAMセルのビット
線コンタクト孔、容量コンタクト孔、ビット線、蓄積電
極を省略した状態のメモリセルを示す平面模式図であ
る。パターン設計、プロセス等は0.2μmルールを採
用する。
タ、ワード線、コンタクト、引出し電極等の接続、配置
関係を説明する。図1(a)は、DRAMセルのビット
線コンタクト孔、容量コンタクト孔、ビット線、蓄積電
極を省略した状態のメモリセルを示す平面模式図であ
る。パターン設計、プロセス等は0.2μmルールを採
用する。
【0030】P型シリコン基板の表面に、例えばトレン
チ分離により形成された素子分離領域、活性化領域を規
定する。素子分離領域と活性化領域との境界である素子
領域102の内部にスイッチングトランジスタが形成さ
れている。この素子領域102は、図面において横に細
長い矩形をしており、そのような形状の素子領域102
の長手方向に概略直交して、ワード線104が配置され
ている。ワード線104はスイッチングトランジスタの
ゲート電極を兼ねる。スイッチングトランジスタは、こ
れらワード線104と、N型拡散層からなるソース領域
120a、120c、ドレイン領域120bとから構成
される。
チ分離により形成された素子分離領域、活性化領域を規
定する。素子分離領域と活性化領域との境界である素子
領域102の内部にスイッチングトランジスタが形成さ
れている。この素子領域102は、図面において横に細
長い矩形をしており、そのような形状の素子領域102
の長手方向に概略直交して、ワード線104が配置され
ている。ワード線104はスイッチングトランジスタの
ゲート電極を兼ねる。スイッチングトランジスタは、こ
れらワード線104と、N型拡散層からなるソース領域
120a、120c、ドレイン領域120bとから構成
される。
【0031】ソース領域120a、120cの上には、
それぞれ第2のコンタクト孔130が設けられている。
第2の引出し電極134は、第2のコンタクト孔130
を介してソース領域120a、120cに接続されてい
る。ドレイン領域120bの上には、第1のコンタクト
孔118が設けられている。第1の引出し電極133
が、この第1のコンタクト孔118を介して、ドレイン
領域120cに接続されている。この図1(a)では、
ワード線104の線幅と間隔が、設計ルールに等しい最
小寸法になっている。
それぞれ第2のコンタクト孔130が設けられている。
第2の引出し電極134は、第2のコンタクト孔130
を介してソース領域120a、120cに接続されてい
る。ドレイン領域120bの上には、第1のコンタクト
孔118が設けられている。第1の引出し電極133
が、この第1のコンタクト孔118を介して、ドレイン
領域120cに接続されている。この図1(a)では、
ワード線104の線幅と間隔が、設計ルールに等しい最
小寸法になっている。
【0032】図1(a)から明らかなように、第1のコ
ンタクト孔118と第2のコンタクト孔130との間隔
は、最小寸法(最小間隔)より小さくなっている。第1
のコンタクト孔118と第2のコンタクト孔130との
間隔をこのように可能な限り小さくするために、後述す
るように、両方のパターンをそれぞれ別の2回の工程に
分けて、リソグラフィーおよびエッチングを行う。
ンタクト孔118と第2のコンタクト孔130との間隔
は、最小寸法(最小間隔)より小さくなっている。第1
のコンタクト孔118と第2のコンタクト孔130との
間隔をこのように可能な限り小さくするために、後述す
るように、両方のパターンをそれぞれ別の2回の工程に
分けて、リソグラフィーおよびエッチングを行う。
【0033】かくして、ワード線104の間隔部の寸法
よりも、第1のコンタクト孔118および第2のコンタ
クト孔130が大きくとれるので、たとえ、第1のコン
タクト孔118および第2のコンタクト孔130のリソ
グラフィー工程で重ね合わせずれが発生しても、ワード
線104の間隔部全体を中に含み込むコンタクト孔が自
己整合的に形成できる。従って、ワード線104の間隔
部全体(実際には、後程詳細に説明するが、図4(j)
に示される側壁窒化膜126の幅を含めたワード線10
4の間隔部)が、引出し電極とソース領域120a、1
20c及びドレイン領域120bとの接触領域として使
用できるため、ソース領域120aとドレイン領域12
0bを構成要素とするスイッチングトランジスタとソー
ス領域120cとドレイン領域120bを構成要素とす
るスイッチングトランジスタの特性が同一な、アンバラ
ンスのないペアのスイッチングトランジスタが構成でき
る。
よりも、第1のコンタクト孔118および第2のコンタ
クト孔130が大きくとれるので、たとえ、第1のコン
タクト孔118および第2のコンタクト孔130のリソ
グラフィー工程で重ね合わせずれが発生しても、ワード
線104の間隔部全体を中に含み込むコンタクト孔が自
己整合的に形成できる。従って、ワード線104の間隔
部全体(実際には、後程詳細に説明するが、図4(j)
に示される側壁窒化膜126の幅を含めたワード線10
4の間隔部)が、引出し電極とソース領域120a、1
20c及びドレイン領域120bとの接触領域として使
用できるため、ソース領域120aとドレイン領域12
0bを構成要素とするスイッチングトランジスタとソー
ス領域120cとドレイン領域120bを構成要素とす
るスイッチングトランジスタの特性が同一な、アンバラ
ンスのないペアのスイッチングトランジスタが構成でき
る。
【0034】次に、図1(a)および図2から図4の
(a)から(j)を用いて、第1の実施の形態の半導体
装置の製造方法を説明する。なお、図2から図4の
(a)から(j)は、図1(a)における一点鎖線A−
A’又はB−B’における模式的断面図である。
(a)から(j)を用いて、第1の実施の形態の半導体
装置の製造方法を説明する。なお、図2から図4の
(a)から(j)は、図1(a)における一点鎖線A−
A’又はB−B’における模式的断面図である。
【0035】まず、図2(a)に示すように、P型シリ
コン基板101上に、例えば既知のトレンチ分離による
素子分離108が形成される。このトレンチの深さは2
00nm程度である。シリコン酸化膜に換算して膜厚7
nm程度のゲート酸化膜122を形成した後、N型多結
晶シリコン膜を70nm程度堆積する。次にタングステ
ンシリサイド(WSi)を100nm程度堆積する。さ
らに、窒化膜を150nm程度堆積したのち、フォトリ
ソグラフィー工程とエッチング工程により、窒化膜、W
Si、多結晶シリコンをパターニングして、キャップ窒
化膜124、ワード線104を形成する。ワード線10
4の線幅と間隔は、互いに等しく、上述したように設計
ルールに等しい最小寸法になっている。
コン基板101上に、例えば既知のトレンチ分離による
素子分離108が形成される。このトレンチの深さは2
00nm程度である。シリコン酸化膜に換算して膜厚7
nm程度のゲート酸化膜122を形成した後、N型多結
晶シリコン膜を70nm程度堆積する。次にタングステ
ンシリサイド(WSi)を100nm程度堆積する。さ
らに、窒化膜を150nm程度堆積したのち、フォトリ
ソグラフィー工程とエッチング工程により、窒化膜、W
Si、多結晶シリコンをパターニングして、キャップ窒
化膜124、ワード線104を形成する。ワード線10
4の線幅と間隔は、互いに等しく、上述したように設計
ルールに等しい最小寸法になっている。
【0036】これらの幅、すなわちゲート長は、0.2
μmである。このワード線の材料としては、多結晶シリ
コンとWSiを例としてあげたが、このWSiのかわり
に、さらに抵抗値の低減が可能なチタンシリサイド(T
iSi)やタングステン(W)を用いてもよい。
μmである。このワード線の材料としては、多結晶シリ
コンとWSiを例としてあげたが、このWSiのかわり
に、さらに抵抗値の低減が可能なチタンシリサイド(T
iSi)やタングステン(W)を用いてもよい。
【0037】ついで窒化膜を60nm程度の膜厚に成膜
し、ドライエッチングによりエッチバックを行い、側壁
窒化膜126を形成する。ワード線104および側壁窒
化膜126をマスクに用いたイオン注入によりN−型拡
散層が形成される。このイオン注入はワード線104の
形成後に実施しても、ワード線形成後と側壁窒化膜形成
後の両方の機会に実施してもよい(LDD構造)。これ
は、所望なトランジスタ特性を確保するために適宜選択
される。このN−型拡散層により、ソース領域120
a、120c、ドレイン領域120cが形成される。
し、ドライエッチングによりエッチバックを行い、側壁
窒化膜126を形成する。ワード線104および側壁窒
化膜126をマスクに用いたイオン注入によりN−型拡
散層が形成される。このイオン注入はワード線104の
形成後に実施しても、ワード線形成後と側壁窒化膜形成
後の両方の機会に実施してもよい(LDD構造)。これ
は、所望なトランジスタ特性を確保するために適宜選択
される。このN−型拡散層により、ソース領域120
a、120c、ドレイン領域120cが形成される。
【0038】つぎに、層間絶縁膜116となるノンドー
プ酸化膜(NSG)とボロンリンシリケートガラス(B
PSG)の積層膜が堆積される。この状態での図1
(a)のA−A’の線断面の模式図が図2(b)であ
る。層間絶縁膜116の膜厚は、キャップ窒化膜124
の上側に250nm程度になるように形成される。フォ
トリソグラフィー技術とエッチング技術により、レジス
トパターン117を用いて第1のコンタクト孔118を
層間絶縁膜116に設ける(図2(c))。このエッチ
ングの際に酸化膜と窒化膜のエッチング速度に20:1
以上の速度比を有する高選択比のエッチングを用いる。
第1のコンタクト孔118の寸法は、上述したように、
ワード線104の間隔部の寸法よりも大きくとってあ
る。従って、リソグラフィー工程においてレジストパタ
ーン117が多少ずれても、第1のコンタクト孔118
は、その中に、ドレイン領域120bを完全に露出させ
ることができる。
プ酸化膜(NSG)とボロンリンシリケートガラス(B
PSG)の積層膜が堆積される。この状態での図1
(a)のA−A’の線断面の模式図が図2(b)であ
る。層間絶縁膜116の膜厚は、キャップ窒化膜124
の上側に250nm程度になるように形成される。フォ
トリソグラフィー技術とエッチング技術により、レジス
トパターン117を用いて第1のコンタクト孔118を
層間絶縁膜116に設ける(図2(c))。このエッチ
ングの際に酸化膜と窒化膜のエッチング速度に20:1
以上の速度比を有する高選択比のエッチングを用いる。
第1のコンタクト孔118の寸法は、上述したように、
ワード線104の間隔部の寸法よりも大きくとってあ
る。従って、リソグラフィー工程においてレジストパタ
ーン117が多少ずれても、第1のコンタクト孔118
は、その中に、ドレイン領域120bを完全に露出させ
ることができる。
【0039】レジストパターン117を除去し、多結晶
シリコンを堆積した後、等方性のエッチバックを用いて
第1のコンタクト孔118の底部に、図2(d)のよう
にドレイン領域102bを完全に覆うように多結晶シリ
コン128を少なくとも残置する。さらに、窒化膜を堆
積し、異方性のエッチバックを行い、第1のコンタクト
孔118の側壁部分のみにバリア窒化膜127を形成す
る。これの膜厚は80nm程度である。この時の状態の
図1(a)のB−B’断面は、図3(e)のようにな
る。
シリコンを堆積した後、等方性のエッチバックを用いて
第1のコンタクト孔118の底部に、図2(d)のよう
にドレイン領域102bを完全に覆うように多結晶シリ
コン128を少なくとも残置する。さらに、窒化膜を堆
積し、異方性のエッチバックを行い、第1のコンタクト
孔118の側壁部分のみにバリア窒化膜127を形成す
る。これの膜厚は80nm程度である。この時の状態の
図1(a)のB−B’断面は、図3(e)のようにな
る。
【0040】さらに、図3(f)に示すように、フォト
リソグラフィー技術とエッチング技術により、レジスト
パターン129を用いて第2のコンタクト孔130を層
間絶縁膜116に設ける。第2のコンタクト孔130の
寸法も、上述したように、ワード線104の間隔部の寸
法よりも大きくとってある。このエッチングも先に説明
した高選択比のエッチング技術を用いることにより、こ
のレジストパターン129が、リソグラフィー工程の重
ね合せずれにより、例えば、バリア窒化膜127に掛か
る位置に第2のコンタクト130が形成されるような状
態で形成されても、キャップ窒化膜124、側壁窒化膜
126、バリア窒化膜127がエッチングのストッパと
なり、これら窒化膜で構成された部分は加工されず、第
2のコンタクト孔130はソース領域120a、120
cを充分に露出露出することができる。
リソグラフィー技術とエッチング技術により、レジスト
パターン129を用いて第2のコンタクト孔130を層
間絶縁膜116に設ける。第2のコンタクト孔130の
寸法も、上述したように、ワード線104の間隔部の寸
法よりも大きくとってある。このエッチングも先に説明
した高選択比のエッチング技術を用いることにより、こ
のレジストパターン129が、リソグラフィー工程の重
ね合せずれにより、例えば、バリア窒化膜127に掛か
る位置に第2のコンタクト130が形成されるような状
態で形成されても、キャップ窒化膜124、側壁窒化膜
126、バリア窒化膜127がエッチングのストッパと
なり、これら窒化膜で構成された部分は加工されず、第
2のコンタクト孔130はソース領域120a、120
cを充分に露出露出することができる。
【0041】従って、バリア窒化膜127を設けるの
で、ワード線104の間隔部の寸法よりも大きい第1の
コンタクト孔118と第2のコンタクト孔130の寸法
は、ワード線104の間隔部の寸法よりも最大で50%
大きすることが可能である。しかし、実際に生じるマス
クずれの大きさの許容最大値を考慮して、第1のコンタ
クト孔118と第2のコンタクト孔130の寸法は、ワ
ード線104の間隔部の寸法よりも10%から30%程
度で十分である。
で、ワード線104の間隔部の寸法よりも大きい第1の
コンタクト孔118と第2のコンタクト孔130の寸法
は、ワード線104の間隔部の寸法よりも最大で50%
大きすることが可能である。しかし、実際に生じるマス
クずれの大きさの許容最大値を考慮して、第1のコンタ
クト孔118と第2のコンタクト孔130の寸法は、ワ
ード線104の間隔部の寸法よりも10%から30%程
度で十分である。
【0042】次いで、図4(g)に示すように、多結晶
シリコンを堆積し、さらに等方性のエッチバックを施し
て、上面が平坦化した多結晶シリコン層131を形成す
る。この多結晶シリコン層131の厚さは、層間絶縁膜
116の上面も完全に覆うに十分である反面、層間絶縁
膜116の上面上での厚さは可能な範囲で薄くする。こ
の多結晶シリコン層131上の、第1のコンタクト孔1
18と第2のコンタクト孔130の位置にレジストパタ
ーン132を形成する。
シリコンを堆積し、さらに等方性のエッチバックを施し
て、上面が平坦化した多結晶シリコン層131を形成す
る。この多結晶シリコン層131の厚さは、層間絶縁膜
116の上面も完全に覆うに十分である反面、層間絶縁
膜116の上面上での厚さは可能な範囲で薄くする。こ
の多結晶シリコン層131上の、第1のコンタクト孔1
18と第2のコンタクト孔130の位置にレジストパタ
ーン132を形成する。
【0043】レジストパターン132の寸法は、図4
(g)に示すように、第1のコンタクト孔118と第2
のコンタクト孔130の寸法より小さい。レジストパタ
ーン132をマスクに用いて、多結晶シリコン層131
を、層間絶縁膜116の上面のレベルより低いレベルま
でエッチングして、図4(h)に示すように、ドレイン
領域120bに接触する第1の引出し電極133と、ソ
ース領域120a及び120cにそれぞれに接触する2
つの第2の引出し電極134を形成する。これら第1の
引出し電極133及び第2の引出し電極134は、層間
絶縁膜116及びバリア窒化膜127により、互いに分
離されている。
(g)に示すように、第1のコンタクト孔118と第2
のコンタクト孔130の寸法より小さい。レジストパタ
ーン132をマスクに用いて、多結晶シリコン層131
を、層間絶縁膜116の上面のレベルより低いレベルま
でエッチングして、図4(h)に示すように、ドレイン
領域120bに接触する第1の引出し電極133と、ソ
ース領域120a及び120cにそれぞれに接触する2
つの第2の引出し電極134を形成する。これら第1の
引出し電極133及び第2の引出し電極134は、層間
絶縁膜116及びバリア窒化膜127により、互いに分
離されている。
【0044】図面では、省略するが、さらにBPSGを
主体とした層間絶縁膜を成膜し、第1の引出し電極13
3の上にビット線コンタクト孔を開口する。このビット
線コンタクト孔は、平面図では、図1(a)において素
子領域102の上辺中央から上方に突き出た第1の引出
し電極133の部分に相当する。更に、例えば多結晶シ
リコンとタングステンシリサイドの積層膜を堆積してパ
ターニングすることにより、多結晶シリコンとタングス
テンシリサイドの積層膜により構成されるビット線をビ
ット線コンタクト孔を介して第1の引出し電極133に
接続する。ビット線はワード線104と概略垂直になる
ように配置される。
主体とした層間絶縁膜を成膜し、第1の引出し電極13
3の上にビット線コンタクト孔を開口する。このビット
線コンタクト孔は、平面図では、図1(a)において素
子領域102の上辺中央から上方に突き出た第1の引出
し電極133の部分に相当する。更に、例えば多結晶シ
リコンとタングステンシリサイドの積層膜を堆積してパ
ターニングすることにより、多結晶シリコンとタングス
テンシリサイドの積層膜により構成されるビット線をビ
ット線コンタクト孔を介して第1の引出し電極133に
接続する。ビット線はワード線104と概略垂直になる
ように配置される。
【0045】次いで、図4(i)に示すように、BPS
Gを主体とした層間絶縁膜143を堆積し、フォトリソ
グラフィー技術とエッチング技術により、レジストパタ
ーン(不図示)を用いて容量コンタクト孔144を開口
し、更に、N型不純物が導入された多結晶シリコンを堆
積した後、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術
によりパターニングを行い、蓄積電極145を形成す
る。
Gを主体とした層間絶縁膜143を堆積し、フォトリソ
グラフィー技術とエッチング技術により、レジストパタ
ーン(不図示)を用いて容量コンタクト孔144を開口
し、更に、N型不純物が導入された多結晶シリコンを堆
積した後、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術
によりパターニングを行い、蓄積電極145を形成す
る。
【0046】引き続き、例えば酸化膜と窒化膜の積層膜
からなる、酸化膜換算膜厚にして4.5nmから5nm
程度の容量絶縁膜146を成膜する。この容量絶縁膜と
しては、タンタル酸化膜(Ta2O5)に代表される高
誘電率膜を用いることもできる。この高誘電率膜を適用
した方がセル容量の確保の面では有利である。つづい
て、N型不純物が導入された多結晶シリコンを堆積し、
フォトリソグラフィー技術とエッチング技術によりパタ
ーニングを行い、対向電極147を形成する。
からなる、酸化膜換算膜厚にして4.5nmから5nm
程度の容量絶縁膜146を成膜する。この容量絶縁膜と
しては、タンタル酸化膜(Ta2O5)に代表される高
誘電率膜を用いることもできる。この高誘電率膜を適用
した方がセル容量の確保の面では有利である。つづい
て、N型不純物が導入された多結晶シリコンを堆積し、
フォトリソグラフィー技術とエッチング技術によりパタ
ーニングを行い、対向電極147を形成する。
【0047】次に、BPSGまたはノンドープ酸化膜
(NSG)を用いた層間絶縁膜148を堆積している。
さらに、DRAMのチップ全体としては、コンタクト孔
(図示せず)とメタル配線の形成を複数回に渡って繰り
返すことにより、その形成を完了する。
(NSG)を用いた層間絶縁膜148を堆積している。
さらに、DRAMのチップ全体としては、コンタクト孔
(図示せず)とメタル配線の形成を複数回に渡って繰り
返すことにより、その形成を完了する。
【0048】以上の製造方法の工程の説明において、第
2のコンタクト孔130の開口において第2のコンタク
ト孔130の位置が、重ね合わせずれを起こしていない
場合を図3(f)に示した。しかし、第2のコンタクト
孔130の位置が、図3(j)に示すように重ね合わせ
ずれを起こしてしても、キャップ窒化膜124、側壁窒
化膜126、バリア窒化膜127はエッチングされず、
形状は保たれ、側壁窒化膜の間隔部に、引出し電極と充
分な接触部を形成することのできるようにソース領域1
20a及び120cの全体を露出させることができる。
以下に、本発明の効果を整理する。
2のコンタクト孔130の開口において第2のコンタク
ト孔130の位置が、重ね合わせずれを起こしていない
場合を図3(f)に示した。しかし、第2のコンタクト
孔130の位置が、図3(j)に示すように重ね合わせ
ずれを起こしてしても、キャップ窒化膜124、側壁窒
化膜126、バリア窒化膜127はエッチングされず、
形状は保たれ、側壁窒化膜の間隔部に、引出し電極と充
分な接触部を形成することのできるようにソース領域1
20a及び120cの全体を露出させることができる。
以下に、本発明の効果を整理する。
【0049】第1の効果は、第1のコンタクト孔および
第2のコンタクト孔が本来重ね合わせずれがなく、ワー
ド線の間隔部に開口、形成されるべきであるが、たとえ
重ねあわせずれが生じても、ワード線の間隔部に自己整
合的にコンタクト孔が形成できるため、ワード線からち
ょうど側壁窒化膜の膜厚分離れたところに、ソース領
域、ドレイン領域を完全に露出させる開口部を形成する
ことができる。
第2のコンタクト孔が本来重ね合わせずれがなく、ワー
ド線の間隔部に開口、形成されるべきであるが、たとえ
重ねあわせずれが生じても、ワード線の間隔部に自己整
合的にコンタクト孔が形成できるため、ワード線からち
ょうど側壁窒化膜の膜厚分離れたところに、ソース領
域、ドレイン領域を完全に露出させる開口部を形成する
ことができる。
【0050】このように、ソース領域、ドレイン領域の
開口部すなわち、引出し電極との接触部がワード線から
均等な位置に形成される。引出し電極からは、N+の不
純物が染み出しスイッチングトランジスタの特性に影響
を与えるが、ワード線からの染み出しが同じ位置に生じ
るように構成されるので、ビット線が接続される引出し
電極を中心にしてペアとして構成される2つのスイッチ
ングトランジスタの特性が同一となり、セルへの安定な
書き込み読み出し動作が得られる。
開口部すなわち、引出し電極との接触部がワード線から
均等な位置に形成される。引出し電極からは、N+の不
純物が染み出しスイッチングトランジスタの特性に影響
を与えるが、ワード線からの染み出しが同じ位置に生じ
るように構成されるので、ビット線が接続される引出し
電極を中心にしてペアとして構成される2つのスイッチ
ングトランジスタの特性が同一となり、セルへの安定な
書き込み読み出し動作が得られる。
【0051】また、第2の効果として、第1のコンタク
ト孔、第2のコンタクト孔が最小の設計寸法より大きく
できるため、図11(b)に示すように最小寸法と間隔
で形成される第1の引出し電極312、第2の引出し電
極310よりも、第2のコンタクト孔130の方が大き
く形成でき、このコンタクト孔内に埋めこまれた多結晶
シリコンも、上層導電層に対して引出し電極と同じよう
に機能するため、図4(j)に示すような容量コンタク
ト孔144は重ね合わせマージンが大きくなる効果もあ
る。
ト孔、第2のコンタクト孔が最小の設計寸法より大きく
できるため、図11(b)に示すように最小寸法と間隔
で形成される第1の引出し電極312、第2の引出し電
極310よりも、第2のコンタクト孔130の方が大き
く形成でき、このコンタクト孔内に埋めこまれた多結晶
シリコンも、上層導電層に対して引出し電極と同じよう
に機能するため、図4(j)に示すような容量コンタク
ト孔144は重ね合わせマージンが大きくなる効果もあ
る。
【0052】第2の実施の形態 図1(b)および図5(a)から図5(b)を用いて、
第2の実施の形態について説明する。図1(b)は、第
1の実施の形態の平面模式図に対応する第2の実施の形
態の平面模式図であり、図5(a)から図5(b)は、
第2の実施の形態の製造方法を説明する図2(b)のA
−A’線での断面図である。簡略化のため第1の実施の
形態と異なる部分のみ示してある。
第2の実施の形態について説明する。図1(b)は、第
1の実施の形態の平面模式図に対応する第2の実施の形
態の平面模式図であり、図5(a)から図5(b)は、
第2の実施の形態の製造方法を説明する図2(b)のA
−A’線での断面図である。簡略化のため第1の実施の
形態と異なる部分のみ示してある。
【0053】図1(b)に示すように、第1の引出し電
極136のみ配置する構成であり、図1(a)の第2の
引出し電極134は廃止したものになっている。第2の
引出し電極がない分、第2の引出し電極の専有領域と第
2の引出し電極との間隔を設ける必要がないので、第1
の引出し電極136が大きくできる利点が生じる。製造
方法の特徴は、図5(a)から図5(b)に示される。
図5(a)の前の工程は第1の実施の形態における図3
(f)の状態である。第2のコンタクト孔130を開口
した後、第2のコンタクト孔の深さ以上の膜厚のN型不
純物が導入された多結晶シリコン131を成膜し、ドラ
イエッチング技術を用いて等方的エッチバックにより、
多結晶シリコン表面を平坦にしている。
極136のみ配置する構成であり、図1(a)の第2の
引出し電極134は廃止したものになっている。第2の
引出し電極がない分、第2の引出し電極の専有領域と第
2の引出し電極との間隔を設ける必要がないので、第1
の引出し電極136が大きくできる利点が生じる。製造
方法の特徴は、図5(a)から図5(b)に示される。
図5(a)の前の工程は第1の実施の形態における図3
(f)の状態である。第2のコンタクト孔130を開口
した後、第2のコンタクト孔の深さ以上の膜厚のN型不
純物が導入された多結晶シリコン131を成膜し、ドラ
イエッチング技術を用いて等方的エッチバックにより、
多結晶シリコン表面を平坦にしている。
【0054】この後、図5(a)のように、リソグラフ
ィー技術を用いて第1の引出し電極136のレジストパ
ターン135を多結晶シリコン131上に形成する。こ
れをマスクに多結晶シリコン131を、層間絶縁膜11
6の上面より低いレベルまでエッチングし、図5(b)
のように、第1の引出し電極136と第2の引出し電極
137を形成する。第2の引出し電極137は、第2の
コンタクト孔内に埋設されるように形成される。かくし
て、第1のコンタクト孔内に充填された導電性材料によ
り形成される第1の引出し電極136と、第2のコンタ
クト孔内に充填された導電性材料により形成される第2
の引出し電極137とは、層間絶縁膜116とバリア窒
化膜127とにより、互いに分離される。この第2の実
施の形態では、第1の実施の形態よりも第1の引出し電
極が大きく形成でき、第1引出し電極とビット線を接続
するためのビット線コンタクト孔と第1の引出し電極の
重ね合わせ余裕が大きくできるという利点がある。
ィー技術を用いて第1の引出し電極136のレジストパ
ターン135を多結晶シリコン131上に形成する。こ
れをマスクに多結晶シリコン131を、層間絶縁膜11
6の上面より低いレベルまでエッチングし、図5(b)
のように、第1の引出し電極136と第2の引出し電極
137を形成する。第2の引出し電極137は、第2の
コンタクト孔内に埋設されるように形成される。かくし
て、第1のコンタクト孔内に充填された導電性材料によ
り形成される第1の引出し電極136と、第2のコンタ
クト孔内に充填された導電性材料により形成される第2
の引出し電極137とは、層間絶縁膜116とバリア窒
化膜127とにより、互いに分離される。この第2の実
施の形態では、第1の実施の形態よりも第1の引出し電
極が大きく形成でき、第1引出し電極とビット線を接続
するためのビット線コンタクト孔と第1の引出し電極の
重ね合わせ余裕が大きくできるという利点がある。
【0055】第3の実施の形態 第3の実施の形態を示す平面模式図が図6である。また
製造方法は図7から図10にわたって示される。図7か
ら図10は、図6に一点鎖線A−A’又はB−B’で示
される断面の模式図である。第3の実施の形態の製造方
法の図7(a)から図8(f)に示す工程は、第1の実
施の形態の製造方法について図2(a)から図2(d)
を参照して説明した工程と全く同じである。そこで、図
1(a)及び図2(a)から図2(d)に示す要素に対
応する図7から図10に示す要素には、図1(a)及び
図2(a)から図2(d)において付されている100
番台の参照番号に100を加えた参照番号を付して説明
を省略する。
製造方法は図7から図10にわたって示される。図7か
ら図10は、図6に一点鎖線A−A’又はB−B’で示
される断面の模式図である。第3の実施の形態の製造方
法の図7(a)から図8(f)に示す工程は、第1の実
施の形態の製造方法について図2(a)から図2(d)
を参照して説明した工程と全く同じである。そこで、図
1(a)及び図2(a)から図2(d)に示す要素に対
応する図7から図10に示す要素には、図1(a)及び
図2(a)から図2(d)において付されている100
番台の参照番号に100を加えた参照番号を付して説明
を省略する。
【0056】ただし、図6において示されるように、素
子領域202は、第1、第2の実施の形態の素子領域1
02のように単純な矩形ではなく、凸の字のような形状
になっている。また、この素子領域202の凸状の飛び
出した部分も第1のコンタクト孔218が開口する領域
として使えるため、第1のコンタクト孔が大きくでい、
リソクラフィー工程でのパターニングの容易性が高ま
り、第1、第2の実施の形態よりもドレイン領域と引出
し電極の接触部分が大きくなることからコンタクト抵抗
を低減できる点で、第1、第2の実施の形態よりも有利
な構成となっている。
子領域202は、第1、第2の実施の形態の素子領域1
02のように単純な矩形ではなく、凸の字のような形状
になっている。また、この素子領域202の凸状の飛び
出した部分も第1のコンタクト孔218が開口する領域
として使えるため、第1のコンタクト孔が大きくでい、
リソクラフィー工程でのパターニングの容易性が高ま
り、第1、第2の実施の形態よりもドレイン領域と引出
し電極の接触部分が大きくなることからコンタクト抵抗
を低減できる点で、第1、第2の実施の形態よりも有利
な構成となっている。
【0057】また、第2のコンタクト孔230も、第
1、第2の実施の形態で示された、2つのソース領域上
に形成した2つの第2のコンタクト孔を1つに合わせた
形状、サイズとなるコンタクト孔を使用している。この
第2のコンタクト孔230のパターニングも、このコン
タクト孔サイズが大きいため、第1、第2の実施の形態
に比べ、非常に容易になっている。
1、第2の実施の形態で示された、2つのソース領域上
に形成した2つの第2のコンタクト孔を1つに合わせた
形状、サイズとなるコンタクト孔を使用している。この
第2のコンタクト孔230のパターニングも、このコン
タクト孔サイズが大きいため、第1、第2の実施の形態
に比べ、非常に容易になっている。
【0058】図9(g)に示されるように、第2のコン
タクト孔230に対応する開口を有するレジストパター
ン229層間絶縁膜216上に形成し、そのレジストパ
ターン229をマスクとして、前述した酸化膜と窒化膜
の高選択比を有するエッチング条件を用いて、層間絶縁
膜216をエッチングして、層間絶縁膜216に第2の
コンタクト孔230を開口する。第2のコンタクト孔2
30の開口後、この第2のコンタクト孔の深さよりも厚
い膜厚のN型不純物が導入された多結晶シリコンを堆積
し、そののち、マスクなしで、多結晶シリコンを、バリ
ア窒化膜227の上部が露出するまでエッチバックす
る。これにより第1のコンタクト孔および第2のコンタ
クト孔内に多結晶シリコンが埋めこまれ、図9(i)及
び(j)に示されるように、第1の引出し電極236及
び第2の引出し電極237が、バリア窒化膜227によ
って互いに分離されて形成される。なお、第2のコンタ
クト孔230は、図9(i)において、第1の引出し電
極236及び第2の引出し電極237を埋め込む前の状
態で、層間絶縁膜216とバリア窒化膜227に形成さ
れている開口である。
タクト孔230に対応する開口を有するレジストパター
ン229層間絶縁膜216上に形成し、そのレジストパ
ターン229をマスクとして、前述した酸化膜と窒化膜
の高選択比を有するエッチング条件を用いて、層間絶縁
膜216をエッチングして、層間絶縁膜216に第2の
コンタクト孔230を開口する。第2のコンタクト孔2
30の開口後、この第2のコンタクト孔の深さよりも厚
い膜厚のN型不純物が導入された多結晶シリコンを堆積
し、そののち、マスクなしで、多結晶シリコンを、バリ
ア窒化膜227の上部が露出するまでエッチバックす
る。これにより第1のコンタクト孔および第2のコンタ
クト孔内に多結晶シリコンが埋めこまれ、図9(i)及
び(j)に示されるように、第1の引出し電極236及
び第2の引出し電極237が、バリア窒化膜227によ
って互いに分離されて形成される。なお、第2のコンタ
クト孔230は、図9(i)において、第1の引出し電
極236及び第2の引出し電極237を埋め込む前の状
態で、層間絶縁膜216とバリア窒化膜227に形成さ
れている開口である。
【0059】次いで、BPSGまたはNSGを用いた層
間絶縁膜240を形成し、リソグラフィー技術とドライ
エッチング技術を用いてビット線コンタクト孔241を
第1の引出し電極236の上に形成する。そのあと、N
型不純物が導入された多結晶シリコンとタングステンシ
リサイドの積層膜を堆積してパターニングしてビット線
242を形成する(図10(k)及び(l))。さら
に、その上層にBPSGまたは、NSGを用いた層間絶
縁膜243を形成する。この後は、第1の実施の形態の
図4(i)を参照して説明した方法と同様な工程を使用
して、図10(m)及び(n)に示すようなDRAMセ
ルが完成する。
間絶縁膜240を形成し、リソグラフィー技術とドライ
エッチング技術を用いてビット線コンタクト孔241を
第1の引出し電極236の上に形成する。そのあと、N
型不純物が導入された多結晶シリコンとタングステンシ
リサイドの積層膜を堆積してパターニングしてビット線
242を形成する(図10(k)及び(l))。さら
に、その上層にBPSGまたは、NSGを用いた層間絶
縁膜243を形成する。この後は、第1の実施の形態の
図4(i)を参照して説明した方法と同様な工程を使用
して、図10(m)及び(n)に示すようなDRAMセ
ルが完成する。
【0060】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による製造
方法によれば、たとえ第1のコンタクト孔および第2の
コンタクト孔が重ねあわせずれを生じても、ソース領域
及びドレイン領域を完全に露出させる開口部を形成する
ことができるので、ソース領域及びドレイン領域と引出
し電極との接触部がワード線から均等な位置に形成さ
れ、その結果、引出し電極からのN+の不純物が染み出
しスイッチングトランジスタの特性に影響を与えても、
ビット線が接続される引出し電極を中心にしてペアとし
て構成される2つのスイッチングトランジスタの特性が
同一となり、セルへの安定な書き込み読み出し動作が得
られる。
方法によれば、たとえ第1のコンタクト孔および第2の
コンタクト孔が重ねあわせずれを生じても、ソース領域
及びドレイン領域を完全に露出させる開口部を形成する
ことができるので、ソース領域及びドレイン領域と引出
し電極との接触部がワード線から均等な位置に形成さ
れ、その結果、引出し電極からのN+の不純物が染み出
しスイッチングトランジスタの特性に影響を与えても、
ビット線が接続される引出し電極を中心にしてペアとし
て構成される2つのスイッチングトランジスタの特性が
同一となり、セルへの安定な書き込み読み出し動作が得
られる。
【0061】また、第1のコンタクト孔、第2のコンタ
クト孔が最小の設計寸法より大きくできるため、コンタ
クト孔内に埋めこまれた引出し電極と接続するように上
層の層間絶縁膜に形成されるコンタクト孔の重ね合わせ
マージンが大きくなる。
クト孔が最小の設計寸法より大きくできるため、コンタ
クト孔内に埋めこまれた引出し電極と接続するように上
層の層間絶縁膜に形成されるコンタクト孔の重ね合わせ
マージンが大きくなる。
【0062】更に、第1のコンタクト孔、第2のコンタ
クト孔に同時に導電性材料を充填することにより、第1
の引出し電極及び第2の引出し電極を形成するので、す
なわち、ストレージノード用パッドの上端となる部分の
膜とビットラインパッドの上端となる部分の膜とを同時
に成膜するので、第2の引出し電極の頂部に相当するス
トレージノード用パッドと、第1の引出し電極の頂部に
相当するビットラインパッドとが、ほぼ同じ高さで形成
される。そのため、コンタクトの深さが従来方法に比べ
浅くでき、コンタクト孔内の埋めこみ材の埋めこみを困
難や不可能にするメモリセルのアスペクト比の増大もな
く、メモリセルを縮小することができる。
クト孔に同時に導電性材料を充填することにより、第1
の引出し電極及び第2の引出し電極を形成するので、す
なわち、ストレージノード用パッドの上端となる部分の
膜とビットラインパッドの上端となる部分の膜とを同時
に成膜するので、第2の引出し電極の頂部に相当するス
トレージノード用パッドと、第1の引出し電極の頂部に
相当するビットラインパッドとが、ほぼ同じ高さで形成
される。そのため、コンタクトの深さが従来方法に比べ
浅くでき、コンタクト孔内の埋めこみ材の埋めこみを困
難や不可能にするメモリセルのアスペクト比の増大もな
く、メモリセルを縮小することができる。
【図1】 (a)は、本発明による半導体装置の製造方
法の第1の実施の形態により製造されるDRAMの平面
図であり、(b)は、本発明による半導体装置の製造方
法の第2の実施の形態により製造されるDRAMの平面
図である。
法の第1の実施の形態により製造されるDRAMの平面
図であり、(b)は、本発明による半導体装置の製造方
法の第2の実施の形態により製造されるDRAMの平面
図である。
【図2】 (a)から(d)は、第1の実施の形態の製
造方法の工程を説明する模式断面図である。
造方法の工程を説明する模式断面図である。
【図3】 (e)、(f)、(j)は、図2(d)に続
く、第1の実施の形態の製造方法の工程を説明する模式
断面図である。
く、第1の実施の形態の製造方法の工程を説明する模式
断面図である。
【図4】 (g)から(i)は、図3(f)に続く、第
1の実施の形態の製造方法の工程を説明する模式断面図
である。
1の実施の形態の製造方法の工程を説明する模式断面図
である。
【図5】 (a)から(b)は、第2の実施の形態の製
造方法の工程を説明する模式断面図である。
造方法の工程を説明する模式断面図である。
【図6】 本発明による半導体装置の製造方法の第3の
実施の形態により製造される半導体装置の平面図であ
る。
実施の形態により製造される半導体装置の平面図であ
る。
【図7】 (a)から(b)は、第3の実施の形態の製
造方法の工程を説明する模式断面図である。
造方法の工程を説明する模式断面図である。
【図8】 (c)から(f)は、図7に続く、第3の実
施の形態の製造方法の工程を説明する模式断面図であ
る。
施の形態の製造方法の工程を説明する模式断面図であ
る。
【図9】 (g)から(j)は、図8に続く、第3の実
施の形態の製造方法の工程を説明する模式断面図であ
る。
施の形態の製造方法の工程を説明する模式断面図であ
る。
【図10】 (k)から(n)は、図9に続く、第3の
実施の形態の製造方法の工程を説明する模式断面図であ
る。
実施の形態の製造方法の工程を説明する模式断面図であ
る。
【図11】 (a)は従来例のDRAMの平面図であ
り、(b)は従来例のDRAMの断面図であり、(c)
は従来例のDRAMの構造を示す模式透視図である。
り、(b)は従来例のDRAMの断面図であり、(c)
は従来例のDRAMの構造を示す模式透視図である。
【図12】 (d)から(f)は、従来例の製造方法を
説明する模式断面図である。
説明する模式断面図である。
【図13】 (g)から(j)は、図12に続く、従来
例の製造方法を説明する模式断面図である。
例の製造方法を説明する模式断面図である。
101、201、301 シリコン基板 102、202、302 素子領域 103、203、303 ワード線 108、208、308 素子分離 116、216、316 層間絶縁膜 118、218 第1コンタクト孔 122、222、322 ゲート絶縁膜 120a、120c、220a、220c、320a、
320c ソース領域 120b、220b、320b ドレイン領域 124、224、324 キャップ窒化膜 126、226、326 側壁窒化膜 127、227 バリア窒化膜 130、230 第2コンタクト孔 133、233 第1の引出し電極 134、234 第2の引出し電極
320c ソース領域 120b、220b、320b ドレイン領域 124、224、324 キャップ窒化膜 126、226、326 側壁窒化膜 127、227 バリア窒化膜 130、230 第2コンタクト孔 133、233 第1の引出し電極 134、234 第2の引出し電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F033 HH04 HH19 HH27 HH28 JJ04 KK01 MM07 NN05 NN07 NN08 NN29 QQ08 QQ09 QQ23 QQ26 QQ31 QQ37 RR04 RR06 RR09 RR15 TT02 VV06 VV16 XX03 XX10 5F083 AD10 AD42 AD48 GA02 GA09 GA11 GA27 JA06 JA32 JA35 JA39 JA53 JA56 MA01 MA03 MA06 MA17 MA20 PR03 PR06 PR10 PR29
Claims (8)
- 【請求項1】1つの素子領域に一対のトランジスタが形
成されて、一対のトランジスタのそれぞれのゲート電極
の間に、一対のトランジスタに共通の共通拡散層が形成
され、それぞれのゲート電極の外側に、一対のトランジ
スタのそれぞれの個別拡散層が形成され、共通拡散層と
個別拡散層とが引出し電極を介して上層導電層にそれぞ
れ接続される半導体装置の製造方法において、ゲート電
極と共通拡散層と個別拡散層とを含む基板主面全体を層
間絶縁膜で覆い、前記層間絶縁膜に、共通拡散層と個別
拡散層の一方に達する第1の開口を最小加工寸法より大
きい寸法で形成し、その第1の開口の内側面にエッチン
グバリア膜を形成し、前記層間絶縁膜に、共通拡散層と
個別拡散層の他方に達する第2の開口を最小加工寸法よ
り大きい寸法で形成し、前記第1の開口と前記第2の開
口とに同時に導電性材料を充填して、共通拡散層と個別
拡散層のそれぞれに独立して接触する前記引出し電極を
形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項2】前記導電性材料を前記層間絶縁膜より厚く
堆積した後エッチバックすることにより、前記第1の開
口と前記第2の開口とに同時に前記導電性材料を充填
し、更に、前記導電性材料上の前記第1の開口と前記第
2の開口の位置に、前記第1の開口と前記第2の開口の
寸法より小さい寸法のマスクパターンを形成して、該マ
スクパターンをマスクにして前記導電性材料を、前記層
間絶縁膜の上面より低いレベルまでエッチングして、前
記第1の開口に充填された導電性材料により形成される
引出し電極と、前記第2の開口に充填された導電性材料
により形成される引出し電極とを、前記層間絶縁膜と前
記エッチングバリア膜とにより、互いに分離することを
特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項3】前記導電性材料を前記層間絶縁膜より厚く
堆積した後エッチバックすることにより、前記第1の開
口と前記第2の開口とに同時に前記導電性材料を充填
し、更に、前記導電性材料上の前記第1の開口の位置
に、前記第1の開口の寸法とほぼ同じ寸法のマスクパタ
ーンを形成して、該マスクパターンをマスクにして前記
導電性材料を、前記層間絶縁膜の上面より低いレベルま
でエッチングして、前記第1の開口に充填された導電性
材料により形成される引出し電極と、前記第2の開口に
充填された導電性材料により形成される引出し電極と
を、前記層間絶縁膜と前記エッチングバリア膜とによ
り、互いに分離することを特徴とする請求項1記載の半
導体装置の製造方法。 - 【請求項4】1つの素子領域に一対のトランジスタが形
成されて、一対のトランジスタのそれぞれのゲート電極
の間に、一対のトランジスタに共通の共通拡散層が形成
され、それぞれのゲート電極の外側に、一対のトランジ
スタのそれぞれの個別拡散層が形成され、共通拡散層と
個別拡散層とが引出し電極を介して上層導電層にそれぞ
れ接続される半導体装置の製造方法において、ゲート電
極と共通拡散層と個別拡散層とを含む基板主面全体を層
間絶縁膜で覆い、その層間絶縁膜に、共通拡散層と個別
拡散層の一方に達する第1の開口を最小加工寸法より大
きい寸法で形成し、その第1の開口の内側面にエッチン
グバリア膜を形成し、前記第1の開口を画成する該エッ
チングバリア膜を残す一方、共通拡散層と個別拡散層の
両方を中に含む大きさの第2の開口を前記層間絶縁膜に
形成し、該第2の開口に導電性材料を充填して、更に前
記エッチングバリア膜の上部が露出するまでエッチバッ
クして、共通拡散層と個別拡散層のそれぞれに独立して
接触する前記引出し電極を、前記第1の開口内と、前記
エッチングバリア膜により分割された前記第2の開口内
とに形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項5】前記ゲート電極を、側壁窒化膜とキャップ
窒化膜とで覆い、前記エッチングバリア膜を窒化膜で形
成し、前記層間絶縁膜を酸化膜で形成し、前記第2の開
口は、酸化膜に対するエッチング速度が窒化膜に対する
エッチング速度より十分高いエッチング選択比のエッチ
ングで前記層間絶縁膜をエッチングすることにより形成
することを特徴とする請求項1から4までのいずれか1
項に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項6】前記第1の開口を形成した後で前記第2の
開口を形成する前に、前記第1の開口の底部に導電性材
料を充填することを特徴とする請求項1から5までのい
ずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項7】前記第1の開口及び前記第2の開口に充填
される前記導電性材料は、高濃度で不純物が導入された
半導体材料であることを特徴とする請求項1から6まで
のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項8】前記第1の開口及び前記第2の開口に充填
された前記導電性材料をエッチングするとき、前記第1
の開口内に充填された前記導電性材料が前記素子領域の
外部まで延びるように前記層間絶縁膜上に延在するよう
に前記導電性材料をパターニングすることを特徴とする
請求項1から7までのいずれか1項に記載の半導体装置
の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35292998A JP3168999B2 (ja) | 1998-12-11 | 1998-12-11 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35292998A JP3168999B2 (ja) | 1998-12-11 | 1998-12-11 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000183304A true JP2000183304A (ja) | 2000-06-30 |
JP3168999B2 JP3168999B2 (ja) | 2001-05-21 |
Family
ID=18427426
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP35292998A Expired - Fee Related JP3168999B2 (ja) | 1998-12-11 | 1998-12-11 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3168999B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6855565B2 (en) | 2002-06-25 | 2005-02-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device having ferroelectric film and manufacturing method thereof |
JP2006303488A (ja) * | 2005-04-19 | 2006-11-02 | Samsung Electronics Co Ltd | 微細コンタクトを備える半導体素子及びその製造方法 |
KR20190118269A (ko) * | 2018-04-10 | 2019-10-18 | 삼성전자주식회사 | 반도체 장치의 제조 방법 |
-
1998
- 1998-12-11 JP JP35292998A patent/JP3168999B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6855565B2 (en) | 2002-06-25 | 2005-02-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device having ferroelectric film and manufacturing method thereof |
JP2006303488A (ja) * | 2005-04-19 | 2006-11-02 | Samsung Electronics Co Ltd | 微細コンタクトを備える半導体素子及びその製造方法 |
US8242018B2 (en) | 2005-04-19 | 2012-08-14 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor device having fine contacts and method of fabricating the same |
KR20190118269A (ko) * | 2018-04-10 | 2019-10-18 | 삼성전자주식회사 | 반도체 장치의 제조 방법 |
KR102481284B1 (ko) | 2018-04-10 | 2022-12-27 | 삼성전자주식회사 | 반도체 장치의 제조 방법 |
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JP3168999B2 (ja) | 2001-05-21 |
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