JP2000260962A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device

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JP2000260962A
JP2000260962A JP11062604A JP6260499A JP2000260962A JP 2000260962 A JP2000260962 A JP 2000260962A JP 11062604 A JP11062604 A JP 11062604A JP 6260499 A JP6260499 A JP 6260499A JP 2000260962 A JP2000260962 A JP 2000260962A
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JP
Japan
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semiconductor region
semiconductor
region
integrated circuit
circuit device
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Application number
JP11062604A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shizunori Oyu
静憲 大湯
Hidetoshi Iwai
秀俊 岩井
Yutaka Ito
伊藤  豊
Hideaki Kato
英明 加藤
Kazuhiko Sato
和彦 佐藤
Makoto Ogasawara
誠 小笠原
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Hitachi Ltd
Hitachi Solutions Technology Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi ULSI Systems Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a highly reliable DRAM by improving the refreshing characteristics of the DRAM. SOLUTION: In a semiconductor integrated circuit device, the impurity concentrations in data line-side n- and p-type semiconductor regions 7a and 10a are set relatively higher than those in capacitance element-side n-- and p--type semiconductor regions 7b and 10b. The device is operated by selecting the substrate voltage and data-line voltage, so that the reverse voltage (= data-line voltage + |substrate voltage|) impressed upon a data line-side joining area becomes 2.5 V or smaller. Therefore, the pose characteristic of the device can be improved, while the deterioration of the disturbance characteristic of the device is suppressed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置に関し、特に、DRAM(Dynamic Random Access Me
mory)またはメモリ回路と論理回路とが同一半導体基板
に設けられたロジック(Logic :論理回路)混載形メモ
リを有する半導体集積回路装置に適用して有効な技術に
関するものである。
The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device and, more particularly, to a DRAM (Dynamic Random Access Memory).
The present invention relates to a technology effective when applied to a semiconductor integrated circuit device having a memory in which a memory circuit and a logic circuit and a logic circuit are provided on the same semiconductor substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】DRAMの高集積化に伴ってメモリセル
の微細化が進み、現在、0. 3μm以下のゲート長を有
するメモリセル選択用MISFET(Metal Insulator
Semiconductor Field Effect Transistor )が形成され
ている。
2. Description of the Related Art Along with the high integration of DRAM, the miniaturization of memory cells has progressed, and currently, a MISFET (Metal Insulator) for selecting a memory cell having a gate length of 0.3 μm or less.
Semiconductor Field Effect Transistor) is formed.

【0003】このメモリセル選択用MISFETにおい
て良好なリフレッシュ特性を得る方法としては、例えば
培風館発行「超LSIメモリ」1994年11月5日発
行、伊藤清男著、P239〜P240に記載されている
ように、基板に負電圧を印加する方法がある。
A method for obtaining good refresh characteristics in the memory cell selecting MISFET is described in, for example, "Super LSI Memory" published by Baifukan on November 5, 1994, by Kiyo Ito, pages 239 to P240. Another method is to apply a negative voltage to the substrate.

【0004】また、データ線が形成される側(データ線
側)の半導体基板の不純物濃度を情報蓄積用容量素子が
形成される側(容量素子側)の半導体基板の不純物濃度
よりも高く設定する非対称方法が提案されており、これ
によって、メモリセル選択用MISFETのしきい値電
圧を制御すると同時に、ゲート電極の容量素子側の端部
近傍での接合電界強度の増加を抑えてリフレッシュ不良
の発生率を低減することを可能としている。
Further, the impurity concentration of the semiconductor substrate on which the data lines are formed (data line side) is set higher than the impurity concentration of the semiconductor substrate on which the information storage capacitor is formed (capacitor side). An asymmetric method has been proposed, which controls the threshold voltage of the memory cell selecting MISFET, and at the same time, suppresses an increase in the junction electric field strength near the end of the gate electrode on the side of the capacitive element, thereby causing a refresh failure. It is possible to reduce the rate.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者が検討したところによると、以下の問題が生じること
が明らかとなった。
However, according to studies made by the present inventor, it has been found that the following problems occur.

【0006】すなわち、基板に印加する電圧(基板電
圧)を、例えば−1. 5Vから−0.5Vへ負側に低く
変化させると、リフレッシュ時間のポーズ特性は良くな
るが、ドレイン電流が増加してディスターブ特性が劣化
するため、基板電圧を制御するだけではポーズ特性とデ
ィスターブ特性との両者を満足することは難しい。ここ
で、ポーズ特性とは、特定のビットから見た場合にデー
タ線に殆どの時間VD /2の電圧が印加されている状態
での記憶情報保持特性であり、ディスターブ特性とは、
特定のビットから見た場合にデータ線に0とVD /2間
のパルス電圧またはVD /2とVD 間のパルス電圧が印
加されている状態での記憶情報保持特性であり、上記し
た殆どの時間とは、リフレッシュのサイクル時間の約9
4%をいう。なお、VD とはデータ線電位を示す。
That is, when the voltage (substrate voltage) applied to the substrate is changed from -1.5 V to -0.5 V to the negative side, the refresh time pause characteristic is improved, but the drain current increases. Therefore, it is difficult to satisfy both the pause characteristic and the disturbance characteristic only by controlling the substrate voltage. Here, the pause characteristic is a storage information retention characteristic in a state where a voltage of V D / 2 is applied to the data line almost all the time when viewed from a specific bit, and the disturb characteristic is:
When viewed from a specific bit, this is a storage information retention characteristic when a pulse voltage between 0 and V D / 2 or a pulse voltage between V D / 2 and V D is applied to the data line. Most of the time is about 9 of the refresh cycle time.
It means 4%. Incidentally, illustrating the data line potential and V D.

【0007】また、前記非対称方式では、基板電圧を負
側に高くすると、容量素子側の電界と空乏層広がりの増
大によってリーク電流が増加するため、リフレッシュ時
間のポーズ特性が劣化する。また、基板電圧を負側に高
くすると、データ線側の接合電界が高くなり、発生した
電子が容量素子側へ流れてリフレッシュ時間のディスタ
ーブ特性が劣化する。従って、リフレッシュ時間が基板
電圧の影響を受けやすくなるので、ノイズなどによる電
圧変化によってリフレッシュ時間が変動しやすくなると
考えられる。
In the asymmetric method, when the substrate voltage is increased to the negative side, the leakage current increases due to an increase in the electric field on the capacitive element side and the expansion of the depletion layer, so that the pause characteristic of the refresh time deteriorates. When the substrate voltage is increased to the negative side, the junction electric field on the data line side is increased, and the generated electrons flow to the capacitor element side, thereby deteriorating the disturb characteristic of the refresh time. Therefore, since the refresh time is easily affected by the substrate voltage, it is considered that the refresh time is easily changed by a voltage change due to noise or the like.

【0008】本発明の目的は、リフレッシュ特性を向上
させて、高信頼度のDRAMを実現することのできる技
術を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a technology capable of realizing a highly reliable DRAM by improving refresh characteristics.

【0009】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。すなわち、 (1)本発明の半導体集積回路装置は、半導体基板上に
ソース、ドレインの一方が第1半導体領域によって構成
され、ソース、ドレインの他方が第2半導体領域によっ
て構成されたMISトランジスタを有しており、第1半
導体領域の不純物濃度が第2半導体領域の不純物濃度よ
りも相対的に高く、第1半導体領域の周囲に設けられた
第1半導体領域の不純物と逆の導電型の不純物からなる
第3半導体領域の不純物濃度が、第2半導体領域の周囲
に設けられた第2半導体領域の不純物と逆の導電型の不
純物からなる第4半導体領域の不純物濃度よりも相対的
に高く、第1半導体領域と半導体基板との間に印加され
る電圧を2. 5V以下とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows. That is, (1) The semiconductor integrated circuit device of the present invention has a MIS transistor in which one of a source and a drain is formed by a first semiconductor region and the other of the source and the drain is formed by a second semiconductor region on a semiconductor substrate. The impurity concentration of the first semiconductor region is relatively higher than the impurity concentration of the second semiconductor region, and the impurity concentration of the first semiconductor region provided around the first semiconductor region is opposite to that of the first semiconductor region. The impurity concentration of the third semiconductor region is relatively higher than the impurity concentration of the fourth semiconductor region made of an impurity of the opposite conductivity type to the impurity of the second semiconductor region provided around the second semiconductor region. (1) The voltage applied between the semiconductor region and the semiconductor substrate is set to 2.5 V or less.

【0011】(2)本発明の半導体集積回路装置は、前
記(1)のMISトランジスタにおいて、半導体基板に
印加される電圧をアース電位とするものである。
(2) In the semiconductor integrated circuit device of the present invention, in the MIS transistor of (1), the voltage applied to the semiconductor substrate is a ground potential.

【0012】(3)本発明の半導体集積回路装置は、前
記(1)または(2)のMISトランジスタにおいて、
上記MISトランジスタが情報蓄積用容量素子と直列に
接続されてメモリセルを構成するメモリセル選択用MI
Sトレンジスタであり、第1半導体領域の上方にデータ
を転送するデータ線が形成され、第2半導体領域の上方
に情報蓄積用容量素子が形成されているものである。
(3) In the semiconductor integrated circuit device according to the present invention, in the MIS transistor according to the above (1) or (2),
The above-mentioned MIS transistor is connected in series with the information storage capacitance element to form a memory cell selecting MI which constitutes a memory cell.
An S-range transistor in which a data line for transferring data is formed above the first semiconductor region and an information storage capacitor is formed above the second semiconductor region.

【0013】(4)本発明の半導体集積回路装置は、前
記(1)または(2)のMISトランジスタにおいて、
第1半導体領域および第2半導体領域はn型不純物によ
って構成され、第3半導体領域および第4半導体領域は
p型不純物によって構成されているものである。
(4) In the semiconductor integrated circuit device of the present invention, in the MIS transistor of (1) or (2),
The first semiconductor region and the second semiconductor region are made of n-type impurities, and the third semiconductor region and the fourth semiconductor region are made of p-type impurities.

【0014】(5)本発明の半導体集積回路装置は、前
記(4)のMISトランジスタにおいて、第1半導体領
域を構成する不純物は砒素であり、第2半導体領域を構
成する不純物はリンであり、第3半導体領域および第4
半導体領域を構成する不純物はボロンである。
(5) In the semiconductor integrated circuit device of the present invention, in the MIS transistor of (4), the impurity forming the first semiconductor region is arsenic, the impurity forming the second semiconductor region is phosphorus, Third semiconductor region and fourth semiconductor region
The impurity forming the semiconductor region is boron.

【0015】(6)本発明の半導体集積回路装置は、前
記(4)のMISトランジスタにおいて、第1半導体領
域は半導体基板の表面から10〜20nm程度の深さの
領域に0. 2〜2. 0×1019cm-3の不純物濃度を有
する砒素によって構成され、第2半導体領域は半導体基
板の表面から20〜40nm程度の深さの領域に0. 5
〜5. 0×1017cm-3の不純物濃度を有するリンによ
って構成され、第3半導体領域は半導体領域の表面から
50〜100nm程度の深さの領域に0. 5〜1. 5×
1018cm-3の不純物濃度を有するボロンによって構成
され、第4半導体領域は半導体領域の表面から50〜1
00nm程度の深さの領域に0. 5〜5.0×1017
-3の不純物濃度を有するボロンによって構成されてい
るものである。
(6) In the semiconductor integrated circuit device of the present invention, in the MIS transistor of (4), the first semiconductor region may be formed in a region having a depth of about 10 to 20 nm from the surface of the semiconductor substrate in a range of 0.2 to 2.2. The second semiconductor region is made of arsenic having an impurity concentration of 0 × 10 19 cm −3 , and the second semiconductor region is formed at a depth of about 20 to 40 nm from the surface of the semiconductor substrate by 0.5.
The third semiconductor region is formed at a depth of about 50 to 100 nm from the surface of the semiconductor region in a range of 0.5 to 1.5 × 10 × 10 17 cm −3 .
The fourth semiconductor region is formed of boron having an impurity concentration of 10 18 cm -3 , and the fourth semiconductor region is 50 to 1 cm from the surface of the semiconductor region.
0.5 to 5.0 × 10 17 c in a region having a depth of about 00 nm.
It is made of boron having an impurity concentration of m -3 .

【0016】上記した手段によれば、データ線側の半導
体基板の不純物濃度を容量素子側の半導体基板の不純物
濃度よりも高く設定することによって、メモリセル選択
用MISFETのしきい値電圧を制御すると同時に、ゲ
ート電極の容量素子側の端部近傍での接合電界強度の増
加を抑えてリフレッシュ不良の発生率を低減することが
可能となる。これに加えて、データ線側の接合領域に印
加される逆方向電圧を基板電圧とデータ線電圧とを選ん
で2. 5V以下とすることによって、データ線側の接合
領域における電子の発生量が減少するので容量素子側へ
注入される電子量が減少して、ディスターブ特性の劣化
が抑えられる。さらに、データ線電圧またはワード線電
圧などの電圧設定の自由度が大きくなるので、良好なポ
ーズ特性を得るのに最適な電圧を設定することが可能と
なりポーズ特性を向上することができる。
According to the above means, the threshold voltage of the memory cell selecting MISFET is controlled by setting the impurity concentration of the semiconductor substrate on the data line side higher than the impurity concentration of the semiconductor substrate on the capacitance element side. At the same time, it is possible to suppress an increase in the junction electric field intensity near the end of the gate electrode on the side of the capacitor, thereby reducing the rate of occurrence of refresh failure. In addition, by setting the reverse voltage applied to the junction region on the data line side to 2.5 V or less by selecting the substrate voltage and the data line voltage, the amount of electrons generated in the junction region on the data line side is reduced. Since the number of electrons decreases, the amount of electrons injected to the capacitor element side decreases, and deterioration of the disturb characteristics is suppressed. Further, since the degree of freedom in setting a voltage such as a data line voltage or a word line voltage is increased, it is possible to set an optimal voltage for obtaining a good pause characteristic, thereby improving the pause characteristic.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0018】図1に、本発明の一実施の形態であるDR
AMのメモリセル選択用MISFETを示す半導体基板
の要部断面図を示す。なお、実施の形態を説明するため
の全図において同一機能を有するものは同一の符号を付
し、その繰り返しの説明は省略する。
FIG. 1 shows a DR according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of a main part of a semiconductor substrate showing a memory cell selection MISFET of AM. In all the drawings for describing the embodiments, components having the same function are denoted by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted.

【0019】図1に示すように、シリコン単結晶からな
る半導体基板1の主面上の素子分離領域には、溝型素子
分離用絶縁膜2が形成され、さらに、メモリセルを形成
する領域(メモリアレイ)の半導体基板1の深くにn型
埋め込みウエル3およびp型ウエル4が形成されてい
る。
As shown in FIG. 1, in a device isolation region on a main surface of a semiconductor substrate 1 made of silicon single crystal, a trench type device isolation insulating film 2 is formed. An n-type buried well 3 and a p-type well 4 are formed deep in a semiconductor substrate 1 of a memory array).

【0020】メモリセル選択用MISFETは酸化シリ
コン膜によって構成されるゲート絶縁膜5、ゲート電極
6およびソース、ドレインを構成する一方のn型半導体
領域7aと他方のn- 型半導体領域7bとによって構成
されており、ゲート電極6は、メモリセルを選択するワ
ード線と一体に構成されている。
The memory cell selecting MISFET is composed of a gate insulating film 5 composed of a silicon oxide film, a gate electrode 6, and one n-type semiconductor region 7a constituting the source and drain and the other n - type semiconductor region 7b. The gate electrode 6 is formed integrally with a word line for selecting a memory cell.

【0021】ゲート電極6は、n型の不純物が導入され
た多結晶シリコン膜と、その上部に設けられた抵抗値を
低減するためのタングステンシリサイド膜によって構成
されている。ゲート電極6の上層には窒化シリコン膜8
が形成され、さらに、ゲート長方向の側壁には、窒化シ
リコン膜によって構成されるサイドウォールスペーサ9
が形成されている。
The gate electrode 6 is composed of a polycrystalline silicon film into which an n-type impurity is introduced, and a tungsten silicide film provided on the polycrystalline silicon film for reducing a resistance value. A silicon nitride film 8 is formed on the gate electrode 6
Are formed, and a sidewall spacer 9 made of a silicon nitride film is formed on a side wall in the gate length direction.
Are formed.

【0022】ソース、ドレインを構成する一方のn型半
導体領域7aの上方には、n型の不純物が導入された多
結晶シリコン膜によって構成されたデータ線DLが形成
されており、例えばn型の不純物が導入された多結晶シ
リコン膜によって構成されるプラグを介して、データ線
DLは上記n型半導体領域7aに接続されている。ま
た、ソース、ドレインを構成する他方のn- 型半導体領
域7bの上方には情報蓄積用容量素子Cが形成されてお
り、例えばn型の不純物が導入された多結晶シリコン膜
によって構成されるプラグを介して、情報蓄積用容量素
子Cを構成する蓄積電極は上記n- 型半導体領域7bに
接続されている。
Above one of the n-type semiconductor regions 7a constituting the source and the drain, a data line DL composed of a polycrystalline silicon film into which an n-type impurity is introduced is formed. The data line DL is connected to the n-type semiconductor region 7a via a plug formed of a polycrystalline silicon film into which impurities are introduced. An information storage capacitance element C is formed above the other n -type semiconductor region 7b constituting the source and the drain. For example, a plug formed of a polycrystalline silicon film doped with an n-type impurity is formed. , The storage electrode forming the information storage capacitor C is connected to the n type semiconductor region 7b.

【0023】データ線側のp型ウエル4には、しきい値
電圧を調整するためのp型半導体領域10aが形成され
ており、この不純物濃度は容量素子側のp型ウエル4に
形成されたp- 型半導体領域10bの不純物濃度よりも
高く設定されている。
A p-type semiconductor region 10a for adjusting a threshold voltage is formed in the p-type well 4 on the data line side, and the impurity concentration is formed in the p-type well 4 on the capacitive element side. The impurity concentration is set higher than that of the p type semiconductor region 10b.

【0024】さらに、データ線側のn型半導体領域7a
の不純物濃度も容量素子側のn- 型半導体領域7bの不
純物濃度よりも高く設定されており、高濃度のp型半導
体領域10aを設けたことによるオフセットを防止す
る。すなわち、データ線側のn型半導体領域7aおよび
p型半導体領域10aの不純物濃度は、容量素子側のn
- 型半導体領域7bおよびp- 型半導体領域10bの不
純物濃度よりもそれぞれ相対的に高く設定されている。
Further, the n-type semiconductor region 7a on the data line side
Is set higher than the impurity concentration of the n -type semiconductor region 7b on the side of the capacitive element, and offset due to the provision of the high-concentration p-type semiconductor region 10a is prevented. In other words, the impurity concentration of the n-type semiconductor region 7a and the p-type semiconductor region 10a on the data line side is
- it is relatively high respectively set than the impurity concentration of the semiconductor region 10b - -type semiconductor regions 7b and p.

【0025】データ線側のn型半導体領域7aは、例え
ば砒素(As)によって構成されており、その不純物濃
度は、半導体基板1の表面から約10〜20nm程度の
深さに約0. 2〜2. 0×1019cm-3程度の最大濃度
が位置するように分布している。また、容量素子側のn
- 型半導体領域7bは、例えばリン(P)によって構成
されており、その不純物濃度は、半導体基板1の表面か
ら約20〜40nm程度の深さに約0. 5〜5. 0×1
17cm-3程度の最大濃度が位置するように分布してい
る。
The n-type semiconductor region 7a on the data line side is made of, for example, arsenic (As), and its impurity concentration is about 0.2 to 20 nm from the surface of the semiconductor substrate 1 to a depth of about 10 to 20 nm. The distribution is such that the maximum concentration of about 2.0 × 10 19 cm −3 is located. In addition, n on the capacitor element side
The − type semiconductor region 7 b is made of, for example, phosphorus (P), and has an impurity concentration of about 0.5 to 5.0 × 1 at a depth of about 20 to 40 nm from the surface of the semiconductor substrate 1.
It is distributed so that the maximum concentration of about 0 17 cm -3 is located.

【0026】また、データ線側のp型半導体領域10a
は、例えばボロン(B)によって構成されており、その
不純物濃度は、半導体基板1の表面から約50〜100
nm程度の深さに約0. 5〜1. 5×1018cm-3程度
の最大濃度が位置するように分布している。また、容量
素子側のp- 型半導体領域10bは、例えばBによって
構成されており、その不純物濃度は、半導体基板1の表
面から約50〜100nm程度の深さに約0. 5〜5.
0×1017cm-3程度の最大濃度が位置するように分布
している。
The p-type semiconductor region 10a on the data line side
Is formed of, for example, boron (B), and its impurity concentration is about 50 to 100 from the surface of the semiconductor substrate 1.
The distribution is such that the maximum concentration of about 0.5 to 1.5 × 10 18 cm −3 is located at a depth of about nm. The p type semiconductor region 10 b on the capacitive element side is made of, for example, B, and has an impurity concentration of about 0.5 to 5.5 nm at a depth of about 50 to 100 nm from the surface of the semiconductor substrate 1.
The distribution is such that the maximum concentration of about 0 × 10 17 cm −3 is located.

【0027】ところで、基板電圧を印加してデータ線電
圧をアース電位(0V)とVD との間で往復させると、
データ線側のn型半導体領域7aとp型半導体領域10
aとの接合領域から、容量素子側のn- 型半導体領域7
bとp- 型半導体領域10bとの接合領域へ電子が供給
される。
When the substrate voltage is applied and the data line voltage reciprocates between the ground potential (0 V) and V D ,
Data line side n-type semiconductor region 7a and p-type semiconductor region 10
a-n - type semiconductor region 7 on the capacitive element side from the junction region with
Electrons are supplied to the junction region between b and p type semiconductor region 10b.

【0028】図2に、一定時間においてデータ線側の接
合領域から容量素子側へ供給される電子量と、データ線
側の接合領域に印加される逆方向電圧との関係の一例を
示す。逆方向電圧とはデータ線電圧と基板電圧の絶対値
との和であり、容量素子側の接合領域にはVD が与えら
れている。
FIG. 2 shows an example of the relationship between the amount of electrons supplied from the junction region on the data line side to the capacitor element for a certain period of time and the reverse voltage applied to the junction region on the data line side. The reverse voltage is the sum of the data line voltage and the absolute value of the substrate voltage, and V D is applied to the junction region on the capacitor element side.

【0029】図2に示すように、供給される電子量は逆
方向電圧が増加するに従って増加し、特に2. 0Vを超
えると急激に増加する。例えばポーズリフレッシュ時間
が200msに設定され、容量素子に40fCの蓄積電
荷量が保持された“high”状態のメモリセルに2. 5V
の逆方向電圧を印加すると、100msの間に約20f
Cの電子量が供給されて蓄積電荷量が半減し、リフレッ
シュ時間が約半分となってメモリセルは誤動作を起こ
す。
As shown in FIG. 2, the amount of supplied electrons increases as the reverse voltage increases, and in particular, rapidly increases when the voltage exceeds 2.0 V. For example, a memory cell in a “high” state in which a pause refresh time is set to 200 ms and a charge amount of 40 fC is held in a capacitor element is 2.5 V.
When a reverse voltage is applied, about 20 f
When the amount of C electrons is supplied, the amount of accumulated charge is halved, and the refresh time is reduced to about half, causing the memory cell to malfunction.

【0030】このため、リフレッシュ時間が半分以下と
ならないように、上記逆方向電圧は2. 5V以下に設定
される。逆方向電圧を2. 5V以下とするには、例えば
基板電圧を−1. 0Vとしデータ線電圧を1. 5V以下
の1. 4Vに設定する、または基板電圧を−0. 5Vと
しデータ線電圧を2Vに設定するなど、基板電圧とデー
タ線電圧とは任意に選択することができる。
Therefore, the reverse voltage is set to 2.5 V or less so that the refresh time does not become less than half. In order to make the reverse voltage 2.5 V or less, for example, the substrate voltage is set to -1.0 V and the data line voltage is set to 1.4 V which is 1.5 V or less, or the substrate voltage is set to -0.5 V and the data line voltage is set to -0.5 V. The substrate voltage and the data line voltage can be arbitrarily selected, for example, by setting to 2V.

【0031】このように、逆方向電圧を2. 5V以下と
することによって、リーク電流が減少してポーズリフレ
ッシュ時間は長くでき、また、データ線側の接合領域に
おける電子の発生量が減少して容量素子側へ注入される
電子量が急激に減少し、ディスターブ特性の劣化を抑え
ることができる。
As described above, by setting the reverse voltage to 2.5 V or less, the leak current can be reduced and the pause refresh time can be extended, and the amount of electrons generated in the junction region on the data line side can be reduced. The amount of electrons injected into the capacitor element decreases sharply, and degradation of the disturb characteristics can be suppressed.

【0032】さらに、基板電圧をアース電位に設定する
とディスターブ特性の劣化が殆ど無くなることから、デ
ータ線電圧をポーズ特性が向上するのに有効な電圧値に
設定することができて、例えばデータ線電圧の低下によ
る信号量減少の問題などがなくなり、リフレッシュ特性
が向上する。
Further, when the substrate voltage is set to the ground potential, the disturb characteristic hardly deteriorates. Therefore, the data line voltage can be set to a voltage value effective for improving the pause characteristic. The problem of a decrease in signal amount due to a decrease in the number of pixels is eliminated, and the refresh characteristics are improved.

【0033】このように、本実施の形態によれば、デー
タ線側のn型半導体領域7aを囲むp型半導体領域10
aの不純物濃度を容量素子側のn- 型半導体基板7bを
囲むp- 型半導体領域10bの不純物濃度よりも高く設
定することによって、メモリセル選択用MISFETQ
sのしきい値電圧を制御すると同時に、ゲート電極6の
容量素子側の端部近傍での接合電界強度の増加を抑えて
リフレッシュ不良の発生率を低減することが可能とな
る。
As described above, according to the present embodiment, p-type semiconductor region 10 surrounding n-type semiconductor region 7a on the data line side is formed.
By setting the impurity concentration of “a” higher than the impurity concentration of the p -type semiconductor region 10b surrounding the n -type semiconductor substrate 7b on the capacitive element side, the memory cell selecting MISFET Q
At the same time as controlling the threshold voltage of s, it is possible to suppress an increase in the junction electric field strength near the end of the gate electrode 6 on the side of the capacitor, thereby reducing the rate of occurrence of refresh failure.

【0034】これに加えて、データ線側の接合領域に印
加される逆方向電圧が2. 5V以下となるように、基板
電圧とデータ線電圧とを選んで動作させるまたは基板電
圧をアース電位にして動作させることによって、データ
線側の接合領域における電子の発生量が減少するので容
量素子側へ注入される電子量が減少して、ディスターブ
特性の劣化が抑えられる。さらに、データ線電圧または
ワード線電圧などの電圧設定の自由度が大きくなるの
で、良好なポーズ特性を得るのに最適な電圧を設定する
ことが可能となりポーズ特性を向上することができる。
In addition, the substrate voltage and the data line voltage are selected and operated so that the reverse voltage applied to the junction region on the data line side is 2.5 V or less, or the substrate voltage is set to the ground potential. In this case, the amount of electrons generated in the junction region on the data line side is reduced, so that the amount of electrons injected to the capacitor element side is reduced, and degradation of the disturb characteristic is suppressed. Further, since the degree of freedom in setting a voltage such as a data line voltage or a word line voltage is increased, it is possible to set an optimal voltage for obtaining a good pause characteristic, thereby improving the pause characteristic.

【0035】次に、上記のように構成された本実施の形
態のメモリセル選択用MISFETを有するDRAMの
製造方法を図3〜図9を用いて工程順に説明する。Qs
はメモリアレイに形成されたメモリセル選択用MISF
ETであり、QnおよびQpはそれぞれ周辺回路に形成
されたnチャネル型MISFETおよびpチャネル型M
ISFETを示す。
Next, a method of manufacturing the DRAM having the memory cell selecting MISFET of the present embodiment configured as described above will be described in the order of steps with reference to FIGS. Qs
Is a memory cell selecting MISF formed in a memory array.
ET, and Qn and Qp are an n-channel MISFET and a p-channel M
3 illustrates an ISFET.

【0036】まず、図3に示すように、p型で比抵抗が
10Ωcm程度の半導体基板1に酸化シリコン膜によっ
て構成される溝型素子分離用絶縁膜2を形成する。次い
で、メモリアレイの半導体基板1にn型不純物、例えば
Pをイオン打ち込みしてn型埋め込みウエル3を形成
し、メモリアレイと周辺回路のnチャネル型MISFE
TQnを形成する領域にp型不純物、例えばBをイオン
打ち込みしてp型ウエル4を形成し、周辺回路のpチャ
ネル型MISFETQpを形成する領域にn型不純物、
例えばPをイオン打ち込みしてn型ウエル11を形成す
る。
First, as shown in FIG. 3, a trench type element isolation insulating film 2 made of a silicon oxide film is formed on a p-type semiconductor substrate 1 having a specific resistance of about 10 Ωcm. Next, an n-type impurity, for example, P is ion-implanted into the semiconductor substrate 1 of the memory array to form an n-type buried well 3, and an n-channel MISFE of the memory array and peripheral circuits is formed.
A p-type impurity, for example, B is ion-implanted in a region for forming TQn to form a p-type well 4, and an n-type impurity is formed in a region for forming a p-channel MISFET Qp of a peripheral circuit.
For example, P ions are implanted to form the n-type well 11.

【0037】上記不純物イオンを半導体基板1に注入し
た後、不純物イオンの活性化、半導体基板1に生じた結
晶欠陥の回復または最適な不純物濃度分布を得るなどの
ために、半導体基板1に1000℃で約30分の熱処理
が施される。
After the impurity ions are implanted into the semiconductor substrate 1, the semiconductor substrate 1 is subjected to 1000 ° C. to activate the impurity ions, recover crystal defects generated in the semiconductor substrate 1 or obtain an optimum impurity concentration distribution. For about 30 minutes.

【0038】次いで、図示はしないが周辺回路のnチャ
ネル型MISFETQnおよびpチャネル型MISFE
TQpのしきい値電圧を調整するためにp型不純物、例
えばBイオンをp型ウエル4およびn型ウエル11に注
入する。
Next, although not shown, the n-channel MISFET Qn and the p-channel MISFE
In order to adjust the threshold voltage of TQp, p-type impurities, for example, B ions are implanted into p-type well 4 and n-type well 11.

【0039】次に、図4に示すように、p型ウエル4お
よびn型ウエル11の各表面に、水素燃焼方式を用いて
約7nmの厚さの清浄なゲート絶縁膜5を形成した後、
半導体基板1上に約50nmの厚さの多結晶シリコン
膜、約120nmの厚さのタングステンシリサイド膜お
よび約200nmの厚さの窒化シリコン膜8を順次堆積
し、次いで、フォトレジストパターンをマスクとしてこ
れらの膜を加工することによって、タングステンシリサ
イド膜と多結晶シリコン膜とからなるゲート電極6を形
成する。
Next, as shown in FIG. 4, a clean gate insulating film 5 having a thickness of about 7 nm is formed on each surface of the p-type well 4 and the n-type well 11 by using a hydrogen combustion method.
A polycrystalline silicon film having a thickness of about 50 nm, a tungsten silicide film having a thickness of about 120 nm, and a silicon nitride film 8 having a thickness of about 200 nm are sequentially deposited on the semiconductor substrate 1, and then, using a photoresist pattern as a mask, Is processed to form a gate electrode 6 composed of a tungsten silicide film and a polycrystalline silicon film.

【0040】この後、フォトレジストパターン12をマ
スクとして、メモリセル選択用MISFETQsのゲー
ト電極6のデータ線側のp型ウエル4にp型不純物、例
えばBイオンを注入してp型半導体領域10aを形成
し、続いて、n型不純物、例えばAsイオンを注入し
て、上記p型半導体領域10aの内側にn型半導体領域
7aを形成する。
Thereafter, using the photoresist pattern 12 as a mask, a p-type impurity, for example, B ion is implanted into the p-type well 4 on the data line side of the gate electrode 6 of the memory cell selecting MISFET Qs to form the p-type semiconductor region 10a. Then, an n-type impurity, for example, As ion is implanted to form an n-type semiconductor region 7a inside the p-type semiconductor region 10a.

【0041】次いで、図5に示すように、フォトレジス
トパターン12を除去した後、同様に、メモリセル選択
用MISFETQsのゲート電極6の容量素子側のp型
ウエル4にp型不純物、例えばBイオンを注入してp型
半導体領域10bを形成し、続いて、n型不純物、例え
ばPイオンを注入して、上記p型半導体領域10bの内
側にn- 型半導体領域7bを形成する。
Next, as shown in FIG. 5, after the photoresist pattern 12 is removed, a p-type impurity, for example, a B ion is added to the p-type well 4 of the gate electrode 6 of the memory cell selecting MISFET Qs on the capacitor element side. Is implanted to form a p-type semiconductor region 10b, and then an n-type impurity, for example, P ions is implanted to form an n -type semiconductor region 7b inside the p-type semiconductor region 10b.

【0042】次に、nチャネル型MISFETQnのゲ
ート電極6の両側のp型ウエル4にn型不純物、例えば
Pイオンを注入してn- 型半導体領域13aを形成し、
さらに、pチャネル型MISFETQpのゲート電極6
の両側のn型ウエル5にp型不純物、例えばBイオンを
注入してp- 型半導体領域14aを形成する。その後、
半導体基板1に950℃で約20秒の熱処理を施す。
Next, an n-type impurity, for example, P ion is implanted into the p-type well 4 on both sides of the gate electrode 6 of the n-channel type MISFET Qn to form an n - type semiconductor region 13a.
Further, the gate electrode 6 of the p-channel type MISFET Qp
A p-type impurity, for example, B ion is implanted into the n-type wells 5 on both sides of the p - type semiconductor region 14a. afterwards,
The semiconductor substrate 1 is subjected to a heat treatment at 950 ° C. for about 20 seconds.

【0043】次いで、半導体基板1上にCVD(Chemic
al Vapor Deposition )法によって約80nmの厚さの
窒化シリコン膜を堆積した後、この窒化シリコン膜を異
方性エッチングすることによって、窒化シリコン膜8お
よびゲート電極6の側壁にサイドウォールスペーサ9を
形成する。
Next, a CVD (Chemic) is formed on the semiconductor substrate 1.
After a silicon nitride film having a thickness of about 80 nm is deposited by an Al Vapor Deposition method, the silicon nitride film is anisotropically etched to form sidewall spacers 9 on the side walls of the silicon nitride film 8 and the gate electrode 6. I do.

【0044】次に、図6に示すように、周辺回路のp型
ウエル4にn型不純物、例えばAsイオンを注入するこ
とによってnチャネル型MISFETQnのn+ 型半導
体領域13bを形成し、周辺回路のn型ウエル11にp
型不純物、例えばBイオンを注入することによってpチ
ャネル型MISFETQpのp+ 型半導体領域14bを
形成する。その後、半導体基板1に800℃で約60秒
の熱処理を施す。
Next, as shown in FIG. 6, an n-type impurity, for example, As ion is implanted into the p-type well 4 of the peripheral circuit to form an n + -type semiconductor region 13b of the n-channel MISFET Qn. To the n-type well 11
By implanting a type impurity, for example, B ion, the p + type semiconductor region 14b of the p-channel type MISFET Qp is formed. After that, the semiconductor substrate 1 is subjected to a heat treatment at 800 ° C. for about 60 seconds.

【0045】これにより、周辺回路にnチャネル型MI
SFETQnおよびpチャネル型MISFETQpが形
成される。
As a result, the n-channel MI
An SFET Qn and a p-channel MISFET Qp are formed.

【0046】次に、半導体基板1上に酸化シリコン膜を
堆積した後、この酸化シリコン膜の表面を化学的機械研
磨(Chemical Mechanical Polishing ;CMP)法で研
磨してその表面を平坦化することにより、酸化シリコン
膜によって構成される層間絶縁膜15を形成する。上記
酸化シリコン膜は、例えばオゾン(O3 )とテトラエト
キシシラン(TEOS)とをソースガスに用いたプラズ
マCVD法によって堆積される。
Next, after depositing a silicon oxide film on the semiconductor substrate 1, the surface of the silicon oxide film is polished by chemical mechanical polishing (CMP) to flatten the surface. Then, an interlayer insulating film 15 composed of a silicon oxide film is formed. The silicon oxide film is deposited by, for example, a plasma CVD method using ozone (O 3 ) and tetraethoxysilane (TEOS) as a source gas.

【0047】次いで、フォトレジストパターンをマスク
としたドライエッチングで前記層間絶縁膜15およびゲ
ート絶縁膜5と同一層の絶縁膜を順次除去することによ
って、メモリセル選択用MISFETQsの一方のn型
半導体領域7aに達するコンタクトホール16を形成
し、他方のn- 型半導体領域7bに達するコンタクトホ
ール17を形成する。
Next, the insulating film of the same layer as the interlayer insulating film 15 and the gate insulating film 5 is sequentially removed by dry etching using a photoresist pattern as a mask, thereby forming one n-type semiconductor region of the memory cell selecting MISFET Qs. A contact hole 16 is formed to reach 7a, and a contact hole 17 is formed to reach the other n type semiconductor region 7b.

【0048】このエッチングは、サイドウォールスペー
サ9を構成する窒化シリコン膜が異方的にエッチングさ
れる条件で行い、メモリセル選択用MISFETQsの
ゲート電極6の側壁に上記窒化シリコン膜が残るように
する。これにより、フォトリソグラフィの解像限界以下
の微細な径を有するコンタクトホール16,17がメモ
リセル選択用MISFETQsのゲート電極6に対して
自己整合で形成される。
This etching is performed under the condition that the silicon nitride film forming the side wall spacer 9 is anisotropically etched so that the silicon nitride film remains on the side wall of the gate electrode 6 of the memory cell selecting MISFET Qs. . As a result, contact holes 16 and 17 having a fine diameter equal to or smaller than the resolution limit of photolithography are formed by self-alignment with the gate electrode 6 of the MISFET Qs for selecting a memory cell.

【0049】次いで、コンタクトホール16,17の内
部にプラグ18a,18bをそれぞれ形成する。プラグ
18a,18bは、層間絶縁膜15の上層にn型不純
物、例えばPを1×1020cm-3程度導入した多結晶シ
リコン膜をCVD法で堆積した後、この多結晶シリコン
膜の表面をCMP法で研磨し、コンタクトホール16,
17の内部に多結晶シリコン膜を残すことによって形成
する。
Next, plugs 18a and 18b are formed inside the contact holes 16 and 17, respectively. The plugs 18a and 18b are formed by depositing a polycrystalline silicon film in which an n-type impurity, for example, P is introduced at a concentration of about 1 × 10 20 cm −3 , over the interlayer insulating film 15 by a CVD method. Polished by CMP method, contact holes 16,
17 is formed by leaving a polycrystalline silicon film inside.

【0050】次に、図7に示すように、層間絶縁膜15
の上層に酸化シリコン膜19を堆積する。酸化シリコン
膜19は、例えばO3 とTEOSとをソースガスに用い
たプラズマCVD法によって堆積する。
Next, as shown in FIG.
A silicon oxide film 19 is deposited on the upper layer. The silicon oxide film 19 is deposited by, for example, a plasma CVD method using O 3 and TEOS as a source gas.

【0051】次に、フォトレジストパターンをマスクと
したドライエッチングで前記コンタクトホール16上の
酸化シリコン膜19を除去してコンタクトホール20a
を形成し、プラグ18aの表面を露出させる。同時に、
フォトレジストパターンをマスクとしたドライエッチン
グで周辺回路の酸化シリコン膜19、層間絶縁膜15お
よびゲート絶縁膜5と同一層の絶縁膜を順次除去するこ
とによって、nチャネル型MISFETQnのn+ 型半
導体領域13bに達するコンタクトホール20bを形成
し、pチャネル型MISFETQpのp+ 型半導体領域
14bに達するコンタクトホール20cを形成する。
Next, the silicon oxide film 19 on the contact hole 16 is removed by dry etching using a photoresist pattern as a mask to remove the contact hole 20a.
Is formed to expose the surface of the plug 18a. at the same time,
The silicon oxide film 19 of the peripheral circuit, the interlayer insulating film 15, and the insulating film of the same layer as the gate insulating film 5 are sequentially removed by dry etching using a photoresist pattern as a mask, thereby forming the n + -type semiconductor region of the n-channel MISFET Qn. A contact hole 20b reaching 13b and a contact hole 20c reaching the p + type semiconductor region 14b of the p-channel type MISFET Qp are formed.

【0052】次に、コンタクトホール20aを通してプ
ラグ18aに接するメモリアレイのデータ線DLと、コ
ンタクトホール20bを通してnチャネル型MISFE
TQnのn+ 型半導体領域13bに接する第1層配線2
1と、コンタクトホール20cを通してpチャネル型M
ISFETQpのp+ 型半導体領域14bに接する第1
層配線21とを形成する。データ線DLおよび第1層配
線21は、酸化シリコン膜19の上層に導電膜を堆積し
た後、フォトレジストパターンをマスクとして上記導電
膜を加工することにより形成される。
Next, the data line DL of the memory array in contact with the plug 18a through the contact hole 20a and the n-channel MISFE through the contact hole 20b.
First layer wiring 2 in contact with n + type semiconductor region 13b of TQn
1 and a p-channel type M through the contact hole 20c.
The first contacting the p + type semiconductor region 14b of the ISFET Qp
The layer wiring 21 is formed. The data line DL and the first layer wiring 21 are formed by depositing a conductive film on the silicon oxide film 19 and then processing the conductive film using a photoresist pattern as a mask.

【0053】次に、図8に示すように、上記データ線D
Lおよび第1層配線21の上層に酸化シリコン膜を堆積
した後、この酸化シリコン膜の表面をCMP法で研磨し
てその表面を平坦化し、層間絶縁膜22を形成する。次
いで、フォトレジストパターンをマスクとしたドライエ
ッチングでプラグ18b上の層間絶縁膜22および酸化
シリコン膜19を順次除去して、プラグ18bに達する
スルーホール23を形成する。
Next, as shown in FIG.
After depositing a silicon oxide film on the L and the first layer wiring 21, the surface of the silicon oxide film is polished by a CMP method to flatten the surface, and an interlayer insulating film 22 is formed. Next, the interlayer insulating film 22 and the silicon oxide film 19 on the plug 18b are sequentially removed by dry etching using a photoresist pattern as a mask, and a through hole 23 reaching the plug 18b is formed.

【0054】この後、図9に示すように、層間絶縁膜2
2の上層にn型不純物、例えばPを1×1020cm-3
度導入した多結晶シリコン膜を堆積した後、フォトレジ
ストパターンをマスクとしたドライエッチングでこの多
結晶シリコン膜を加工し、情報蓄積用容量素子Cの蓄積
電極24を形成する。次に、蓄積電極24の表面を窒化
または酸窒化処理した後、酸化タンタル膜を堆積し、次
いでこの酸化タンタル膜に熱処理を施して酸化タンタル
膜を結晶化して容量絶縁膜25を形成する。この後、チ
タンナイトライド膜を堆積した後、これをパターニング
し、プレート電極26を形成して、DRAMが形成され
る。
After that, as shown in FIG.
After depositing a polycrystalline silicon film in which an n-type impurity, for example, P is introduced at about 1 × 10 20 cm −3, the polycrystalline silicon film is processed by dry etching using a photoresist pattern as a mask. The storage electrode 24 of the storage capacitor C is formed. Next, after the surface of the storage electrode 24 is nitrided or oxynitrided, a tantalum oxide film is deposited, and then this heat-treated tantalum oxide film is crystallized to crystallize the tantalum oxide film to form a capacitance insulating film 25. Thereafter, after depositing a titanium nitride film, the titanium nitride film is patterned, and a plate electrode 26 is formed, whereby a DRAM is formed.

【0055】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでも
ない。
Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments of the present invention, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made without departing from the gist of the invention. Needless to say, it can be changed.

【0056】たとえば、前記実施の形態では、DRAM
を構成するメモリセルのメモリセル選択用MISFET
に適用した場合について説明したが、これに限定される
ものではなく、nチャネル型またはpチャネル型のいか
なるMISFETに適用可能である。
For example, in the above embodiment, the DRAM
MISFET for selecting a memory cell of a memory cell constituting a memory cell
Has been described, but the present invention is not limited to this, and is applicable to any n-channel or p-channel MISFET.

【0057】[0057]

【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
Advantageous effects obtained by typical ones of the inventions disclosed by the present application will be briefly described as follows.
It is as follows.

【0058】本発明によれば、ディスターブ特性の劣化
が抑制されると同時にポーズ特性が向上するので、リフ
レッシュ特性の向上によって信頼度の高いDRAMを実
現することができる。さらに、低電圧動作によってリフ
レッシュ動作における消費電力を低減することができ
る。
According to the present invention, the degradation of the disturb characteristic is suppressed and the pause characteristic is improved, so that a DRAM having high reliability can be realized by improving the refresh characteristic. Further, power consumption in the refresh operation can be reduced by the low-voltage operation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態であるDRAMのメモリ
セル選択用MISFETを示す半導体基板の要部断面図
である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a semiconductor substrate showing a memory cell selecting MISFET of a DRAM according to an embodiment of the present invention.

【図2】データ線側の接合領域から容量素子側の接合領
域へ供給される電荷量と逆方向電圧との関係を示すグラ
フ図である。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the amount of charge supplied from the junction region on the data line side to the junction region on the capacitive element side and the reverse voltage.

【図3】本発明の一実施の形態であるDRAMの製造方
法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 3 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to one embodiment of the present invention;

【図4】本発明の一実施の形態であるDRAMの製造方
法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 4 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to one embodiment of the present invention;

【図5】本発明の一実施の形態であるDRAMの製造方
法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 5 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to one embodiment of the present invention;

【図6】本発明の一実施の形態であるDRAMの製造方
法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 6 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to one embodiment of the present invention;

【図7】本発明の一実施の形態であるDRAMの製造方
法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 7 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to one embodiment of the present invention;

【図8】本発明の一実施の形態であるDRAMの製造方
法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 8 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to one embodiment of the present invention;

【図9】本発明の一実施の形態であるDRAMの製造方
法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 9 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to one embodiment of the present invention;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板 2 溝型素子分離用絶縁膜 3 n型埋め込みウエル 4 p型ウエル 5 ゲート絶縁膜 6 ゲート電極 7a n型半導体領域 7b n- 型半導体領域 8 窒化シリコン膜 9 サイドウォールスペーサ 10a p型半導体領域 10b p- 型半導体領域 11 n型ウエル 12 フォトレジストパターン 13a n- 型半導体領域 13b n+ 型半導体領域 14a p- 型半導体領域 14b p+ 型半導体領域 15 層間絶縁膜 16 コンタクトホール 17 コンタクトホール 18a プラグ 18b プラグ 19 酸化シリコン膜 20a コンタクトホール 20b コンタクトホール 21 第1層配線 22 層間絶縁膜 23 スルーホール 24 蓄積電極 25 容量絶縁膜 26 プレート電極 DL データ線 C 情報蓄積用容量素子 Qs メモリセル選択用MISFET Qn nチャネル型MISFET Qp pチャネル型MISFETREFERENCE SIGNS LIST 1 semiconductor substrate 2 trench-type element isolation insulating film 3 n-type buried well 4 p-type well 5 gate insulating film 6 gate electrode 7 a n-type semiconductor region 7 b n - type semiconductor region 8 silicon nitride film 9 sidewall spacer 10 a p-type semiconductor Region 10bp p - type semiconductor region 11 n-type well 12 photoresist pattern 13a n - type semiconductor region 13bn + type semiconductor region 14a p - type semiconductor region 14bp + type semiconductor region 15 interlayer insulating film 16 contact hole 17 contact hole 18a Plug 18b Plug 19 Silicon oxide film 20a Contact hole 20b Contact hole 21 First layer wiring 22 Interlayer insulating film 23 Through hole 24 Storage electrode 25 Capacitive insulating film 26 Plate electrode DL Data line C Information storage capacitor Qs Memory cell selection MIS ET Qn n-channel type MISFET Qp p-channel type MISFET

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩井 秀俊 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 伊藤 豊 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 加藤 英明 東京都小平市上水本町5丁目22番1号 株 式会社日立超エル・エス・アイ・システム ズ内 (72)発明者 佐藤 和彦 東京都小平市上水本町5丁目22番1号 株 式会社日立超エル・エス・アイ・システム ズ内 (72)発明者 小笠原 誠 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 Fターム(参考) 5F083 AD01 AD21 AD48 GA11 GA30 HA01 HA03 JA35 JA39 JA53 MA06 MA17 MA20 NA01 PR21 PR33 PR36 PR43 PR44 PR53 PR54  ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Hidetoshi Iwai 6-16, Shinmachi, Shinmachi, Ome-shi, Tokyo 3 Within the Device Development Center, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Yutaka Ito 6--16, Shinmachi, Ome-shi, Tokyo 3 Hitachi, Ltd. Device Development Center Co., Ltd. (72) Inventor Hideaki Kato 5-2-2-1, Kamimizuhonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Co., Ltd. Hitachi Intranet LLC Systems Co., Ltd. (72) Inventor Kazuhiko Sato 5-22-1, Josuihoncho, Kodaira-shi, Tokyo Inside Hitachi Ultra-LSI Systems Co., Ltd. (72) Inventor Makoto Ogasawara 6-16-16, Shinmachi, Ome-shi, Tokyo Hitachi, Ltd. F term in development center (reference) 5F083 AD01 AD21 AD48 GA11 GA30 HA01 HA03 JA35 JA39 JA53 MA06 MA17 MA20 NA01 PR21 PR33 P R36 PR43 PR44 PR53 PR54

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上にソース、ドレインの一方
が第1半導体領域によって構成され、ソース、ドレイン
の他方が第2半導体領域によって構成されたMISトラ
ンジスタを有する半導体集積回路装置であって、 前記第1半導体領域の不純物濃度が前記第2半導体領域
の不純物濃度よりも相対的に高く、前記第1半導体領域
の周囲に設けられた前記第1半導体領域の不純物と逆の
導電型の不純物からなる第3半導体領域の不純物濃度
が、前記第2半導体領域の周囲に設けられた前記第2半
導体領域の不純物と逆の導電型の不純物からなる第4半
導体領域の不純物濃度よりも相対的に高く、前記第1半
導体領域と前記半導体基板との間に印加される電圧が
2. 5V以下であることを特徴とする半導体集積回路装
置。
1. A semiconductor integrated circuit device having an MIS transistor on a semiconductor substrate, wherein one of a source and a drain is constituted by a first semiconductor region, and the other of the source and the drain is constituted by a second semiconductor region. The impurity concentration of the first semiconductor region is relatively higher than the impurity concentration of the second semiconductor region, and is made of an impurity of a conductivity type opposite to that of the first semiconductor region provided around the first semiconductor region. An impurity concentration of the third semiconductor region is relatively higher than an impurity concentration of the fourth semiconductor region which is formed around the second semiconductor region and has an opposite conductivity type to that of the second semiconductor region; A semiconductor integrated circuit device, wherein a voltage applied between the first semiconductor region and the semiconductor substrate is 2.5 V or less.
【請求項2】 請求項1記載の半導体集積回路装置にお
いて、前記半導体基板に印加される電圧はアース電位で
あることを特徴とする半導体集積回路装置。
2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the voltage applied to said semiconductor substrate is a ground potential.
【請求項3】 請求項1または2記載の半導体集積回路
装置において、前記MISトランジスタは、情報蓄積用
容量素子と直列に接続されてメモリセルを構成するメモ
リセル選択用MISトレンジスタであり、前記第1半導
体領域の上方にデータを転送するデータ線が形成され、
前記第2半導体領域の上方に情報蓄積用容量素子が形成
されていることを特徴とする半導体集積回路装置。
3. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein said MIS transistor is a MIS transistor for selecting a memory cell, which is connected in series with a capacitance element for storing information and constitutes a memory cell. A data line for transferring data is formed above one semiconductor region,
A semiconductor integrated circuit device, wherein an information storage capacitive element is formed above the second semiconductor region.
【請求項4】 請求項1または2記載の半導体集積回路
装置において、前記第1半導体領域および前記第2半導
体領域はn型不純物によって構成され、前記第3半導体
領域および前記第4半導体領域はp型不純物によって構
成されていることを特徴とする半導体集積回路装置。
4. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein said first semiconductor region and said second semiconductor region are made of n-type impurities, and said third semiconductor region and said fourth semiconductor region are made of p-type. A semiconductor integrated circuit device characterized by being constituted by type impurities.
【請求項5】 請求項4記載の半導体集積回路装置にお
いて、前記第1半導体領域を構成する不純物は砒素であ
り、前記第2半導体領域を構成する不純物はリンであ
り、前記第3半導体領域および前記第4半導体領域を構
成する不純物はボロンであることを特徴とする半導体集
積回路装置。
5. The semiconductor integrated circuit device according to claim 4, wherein the impurity forming the first semiconductor region is arsenic, the impurity forming the second semiconductor region is phosphorus, and the third semiconductor region and A semiconductor integrated circuit device, wherein the impurity forming the fourth semiconductor region is boron.
【請求項6】 請求項4記載の半導体集積回路装置にお
いて、前記第1半導体領域は前記半導体基板の表面から
10〜20nm程度の深さの領域に0. 2〜2. 0×1
19cm-3の不純物濃度を有する砒素によって構成さ
れ、前記第2半導体領域は前記半導体基板の表面から2
0〜40nm程度の深さの領域に0. 5〜5. 0×10
17cm-3の不純物濃度を有するリンによって構成され、
前記第3半導体領域は前記半導体領域の表面から50〜
100nm程度の深さの領域に0. 5〜1. 5×1018
cm-3の不純物濃度を有するボロンによって構成され、
前記第4半導体領域は前記半導体領域の表面から50〜
100nm程度の深さの領域に0. 5〜5. 0×1017
cm-3の不純物濃度を有するボロンによって構成されて
いることを特徴とする半導体集積回路装置。
6. The semiconductor integrated circuit device according to claim 4, wherein said first semiconductor region is formed at a depth of about 10 to 20 nm from a surface of said semiconductor substrate in a range of 0.2 to 2.0 × 1.
The second semiconductor region is formed of arsenic having an impurity concentration of 0 19 cm -3 , and the second semiconductor region is 2 cm from the surface of the semiconductor substrate.
0.5 to 5.0 × 10 in a region having a depth of about 0 to 40 nm.
Constituted by phosphorus having an impurity concentration of 17 cm -3 ,
The third semiconductor region is 50 to 50 mm from the surface of the semiconductor region.
0.5 to 1.5 × 10 18 in a region having a depth of about 100 nm.
constituted by boron having an impurity concentration of cm -3 ,
The fourth semiconductor region is 50 to 50 mm from the surface of the semiconductor region.
0.5 to 5.0 × 10 17 in a region having a depth of about 100 nm.
A semiconductor integrated circuit device comprising boron having an impurity concentration of cm -3 .
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002299609A (en) * 2001-03-29 2002-10-11 Nec Corp Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2005142484A (en) * 2003-11-10 2005-06-02 Hitachi Ltd Semiconductor device and its manufacturing method
JP2006073981A (en) * 2004-09-02 2006-03-16 Hynix Semiconductor Inc Cell channel ion implantation method of semiconductor element
JP2008010626A (en) * 2006-06-29 2008-01-17 Sanyo Electric Co Ltd Semiconductor device, and manufacturing method thereof

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