JP2000299437A - Semiconductor device and manufacture of the same - Google Patents

Semiconductor device and manufacture of the same

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JP2000299437A
JP2000299437A JP11106070A JP10607099A JP2000299437A JP 2000299437 A JP2000299437 A JP 2000299437A JP 11106070 A JP11106070 A JP 11106070A JP 10607099 A JP10607099 A JP 10607099A JP 2000299437 A JP2000299437 A JP 2000299437A
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JP
Japan
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insulating film
layer
semiconductor device
substrate
resistance element
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JP11106070A
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Japanese (ja)
Inventor
Makoto Iwabuchi
信 岩淵
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a resistance element in a narrower area without increase in the number of processes, in a DRAM process. SOLUTION: A word line 13a is formed on a memory region 10a of a substrate 10, and a connection conductive layer (conductive layer) 13b is formed in a peripheral region 10b. After a diffusion layer 14 is formed on the surface side of the substrate 10 in the memory region 10, an interlayer insulating film layer (insulating film) 15 is formed to cover this. A contact hole 19, which reaches the diffusion layer 14 and the connection conductive layer (conductive layer) 13b, is formed at the interlayer insulating film layer 15, in which a conductive material 20 is embedded. Thus, a bit contact of the conductive material 20 is formed in the memory region 10a, and a resistance element of the conductive material 20 is formed in the peripheral region 10b.

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、半導体装置に関
し、特にはメモリーセルやロジック回路と同一基板上に
抵抗素子を設けてなる半導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device having a resistor element provided on the same substrate as a memory cell or a logic circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5は、半導体装置の一例を示す要部断
面図である。この図に示す半導体装置は、同一の基板1
の表面側にメモリーセル2や、ロジック回路3等を設け
てなる。この半導体装置においては、メモリーセル2の
ワード線4やビット線5及び周辺回路3におけるゲート
配線6や拡散層に接続された配線7等には、ポリシリコ
ン層とその上層のシリサイド層からなるポリサイド配線
が用いられている。また、メモリーセル2は、ビット線
5よりも上方に円筒型のキャパシタ8を備えたものであ
り、このキャパシタ8の上部電極9はポリシリコンで構
成されている。
2. Description of the Related Art FIG. 5 is a sectional view of an essential part showing an example of a semiconductor device. The semiconductor device shown in FIG.
, A memory cell 2, a logic circuit 3 and the like are provided on the front side. In this semiconductor device, a word line 4 and a bit line 5 of the memory cell 2 and a gate line 6 and a line 7 connected to a diffusion layer in the peripheral circuit 3 are provided with a polycide layer composed of a polysilicon layer and a silicide layer thereover. Wiring is used. The memory cell 2 has a cylindrical capacitor 8 above the bit line 5, and the upper electrode 9 of the capacitor 8 is made of polysilicon.

【0003】このような構成の半導体装置において、基
板1上に抵抗素子を設ける場合には、ワード線4やビッ
ト線5と同一工程でポリサイドからなる抵抗素子を形成
するか、またはキャパシタ8の上部電極9と同一工程で
ポリシリコンからなる抵抗素子を形成している。
In the semiconductor device having such a structure, when a resistance element is provided on the substrate 1, the resistance element made of polycide is formed in the same step as the word line 4 and the bit line 5, or the upper part of the capacitor 8 is formed. A resistive element made of polysilicon is formed in the same step as the electrode 9.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
な抵抗素子を設けた半導体装置には、次のような課題が
あった。すなわち、ワード線やビット線と同一工程でポ
リサイドからなる抵抗素子を形成する場合、抵抗素子を
高抵抗化するためには配線長を長くする必要がある。こ
のため、抵抗素子の占める面積が大きくなり、チップ面
積を増大させる要因になる。
However, the semiconductor device provided with the above-described resistance element has the following problems. That is, when a resistance element made of polycide is formed in the same step as a word line or a bit line, it is necessary to increase the wiring length in order to increase the resistance of the resistance element. For this reason, the area occupied by the resistive element increases, which is a factor for increasing the chip area.

【0005】そこで、ポリサイドの下層部分を構成する
ポリシリコン層のみを抵抗素子として利用することで、
抵抗素子の高抵抗化を図ることも考えられるが、この場
合にはポリサイドとなるポリシリコン層部分上にのみ選
択的にシリサイド層を形成する必要がある。このため、
抵抗素子形成のためにマスク工程を追加しなければなら
ない。
Therefore, by using only the polysilicon layer constituting the lower layer of polycide as a resistance element,
Although it is conceivable to increase the resistance of the resistance element, in this case, it is necessary to selectively form a silicide layer only on the polysilicon layer portion to be polycide. For this reason,
A mask process must be added to form a resistance element.

【0006】また、キャパシタの上部電極と同一工程で
ポリシリコンからなる抵抗素子を形成する場合であって
も、このポリシリコンが低抵抗であるため、高抵抗の抵
抗素子を得るためには配線長を長くする必要がある。し
たがって、ポリサイドを抵抗素子として利用する場合と
同様に、抵抗素子の占める面積が大きくなり、チップ面
積が増大するという問題がある。
Further, even if a resistive element made of polysilicon is formed in the same step as the upper electrode of the capacitor, since the polysilicon has a low resistance, a wiring length is required to obtain a high-resistance resistive element. Need to be longer. Therefore, similarly to the case where polycide is used as a resistance element, there is a problem that the area occupied by the resistance element increases and the chip area increases.

【0007】そこで本発明は、特別な工程を追加するこ
となく、他の素子と同一の基板上に抵抗素子を配置する
ことができ、かつチップ面積の縮小化を図ることが可能
な半導体装置及びその製造方法を提供することを目的と
する。
Therefore, the present invention provides a semiconductor device and a semiconductor device in which a resistive element can be arranged on the same substrate as other elements without adding a special step, and a chip area can be reduced. It is an object of the present invention to provide a manufacturing method thereof.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るための本発明の半導体装置は、基板上の絶縁膜に形成
されたコンタクトホール内に導電性材料を埋め込んでな
る抵抗素子が設けられたことを特徴としている。前記絶
縁膜の上方にキャパシタを備えてなるDRAM(Dynami
c Random Access read write Memory )セルが前記基板
上に設けられている場合には、この抵抗素子は、DRA
Mセルのビットコンタクトと同一層に設けられているこ
ととする。また、この抵抗素子は、前記絶縁膜下の導電
層によって直列に接続されたものであっても良い。
According to the present invention, there is provided a semiconductor device having a resistive element in which a conductive material is embedded in a contact hole formed in an insulating film on a substrate. It is characterized by that. A DRAM (Dynami) comprising a capacitor above the insulating film
c Random Access read / write memory) When a cell is provided on the substrate, the resistance element
It is assumed that it is provided in the same layer as the bit contact of the M cell. Further, the resistance element may be connected in series by a conductive layer below the insulating film.

【0009】このような構成の半導体装置では、抵抗素
子が基板上に立設された状態で配置されるため、基板上
に占める抵抗素子の面積が縮小化される。しかも、この
抵抗素子は、基板上に形成される他の素子のコンタクト
と同一工程で形成される。この抵抗素子が、DRAMセ
ルのビットコンタクトと同一層に設けられたものである
場合には、抵抗素子形成のための特別な工程を追加する
ことなくビットコンタクトと同一工程で抵抗素子が形成
される。また、絶縁膜下の導電層によって抵抗素子を直
列に接続させることで、抵抗素子の抵抗値が高められ
る。
In the semiconductor device having such a configuration, since the resistive element is arranged upright on the substrate, the area of the resistive element occupying the substrate is reduced. Moreover, this resistance element is formed in the same step as the contact of another element formed on the substrate. When the resistance element is provided in the same layer as the bit contact of the DRAM cell, the resistance element is formed in the same step as the bit contact without adding a special step for forming the resistance element. . Further, the resistance value of the resistance element is increased by connecting the resistance element in series with the conductive layer below the insulating film.

【0010】そして、本発明の半導体装置の製造方法
は、表面側に導電層が形成された基板上を絶縁膜で覆
い、この絶縁膜に前記導電層に達するコンタクトホール
を形成する工程と、前記コンタクトホール内に導電性材
料を埋め込み、当該導電性材料からなる抵抗素子を形成
する工程とを有することを特徴としている。
The method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes the steps of: covering a substrate on which a conductive layer is formed on a front surface side with an insulating film, forming a contact hole in the insulating film reaching the conductive layer; Embedding a conductive material in the contact hole to form a resistor element made of the conductive material.

【0011】この製造方法では、コンタクトホール内に
導電性材料を埋め込むことで抵抗素子が形成されるた
め、抵抗素子形成のための特別な工程を追加することな
く、基板上に形成される他の素子のコンタクトと同一工
程で抵抗素子が得られる。
In this manufacturing method, since the resistance element is formed by embedding a conductive material in the contact hole, the other element formed on the substrate can be formed without adding a special process for forming the resistance element. A resistive element is obtained in the same step as the contact of the element.

【0012】また、抵抗素子を構成するコンタクトホー
ルを形成する際には、前記絶縁膜上にマスク層を形成
し、当該マスク層に孔を形成した後、当該孔の側壁にサ
イドウォールを形成し、次に、当該サイドウォール及び
当該マスク層をマスクにして前記孔の底面における前記
絶縁膜を前記導電層に達するまでエッチングしても良
い。
When forming a contact hole forming a resistance element, a mask layer is formed on the insulating film, a hole is formed in the mask layer, and a sidewall is formed on a side wall of the hole. Next, the insulating film on the bottom surface of the hole may be etched using the sidewall and the mask layer as a mask until the insulating film reaches the conductive layer.

【0013】このようにすることで、コンタクトホール
の径が自己整合的に縮小されてこの内部に埋め込まれる
抵抗素子の断面積が縮小されることになり、抵抗素子の
高抵抗化が図られる。
By doing so, the diameter of the contact hole is reduced in a self-aligned manner, so that the cross-sectional area of the resistance element embedded therein is reduced, and the resistance of the resistance element is increased.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の半導体装置及びそ
の製造方法を適用した実施の形態を図面に基づいて説明
する。ここでは先ず、本発明をDRAM in LOGIC プロセス
に適用した半導体装置の製造方法を説明し、次にこれに
よって得られた本発明の半導体装置の構成を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments to which the semiconductor device of the present invention and its manufacturing method are applied will be described below with reference to the drawings. Here, first, a method of manufacturing a semiconductor device in which the present invention is applied to a DRAM in LOGIC process will be described, and then a configuration of a semiconductor device of the present invention obtained thereby will be described.

【0015】(第1実施形態)図1(1)に示すよう
に、シリコンからなる基板10は、その表面側にメモリ
領域10aと周辺領域10bとを有している。そして、
次に示す工程によって、メモリ領域10aにDRAMセ
ルを形成し、周辺領域10bに抵抗素子を備えたロジッ
ク回路を形成する。ここでは、DRAMセルと抵抗素子
の形成部分を図示した。
(First Embodiment) As shown in FIG. 1A, a substrate 10 made of silicon has a memory region 10a and a peripheral region 10b on the surface side. And
By the following steps, DRAM cells are formed in the memory region 10a, and a logic circuit having a resistance element is formed in the peripheral region 10b. Here, the formation part of the DRAM cell and the resistance element is illustrated.

【0016】先ず、基板10の表面側に、素子分離領域
11及びゲート酸化膜12を形成する。次に、基板10
におけるメモリ領域10a上に、ポリサイド構造(例え
ば膜厚200nm)のワード線13aを形成する。この
ポリサイド構造は、例えばポリシリコン層とその上層の
タングステン層とで構成されているととする。また、ワ
ード線13aの形成と同一工程で、基板10の周辺領域
10bにおける素子分離領域11上に、ポリサイド構造
の接続導電層13b(すなわち請求項に記す導電層)を
形成する。
First, an element isolation region 11 and a gate oxide film 12 are formed on the front side of a substrate 10. Next, the substrate 10
A word line 13a having a polycide structure (for example, a film thickness of 200 nm) is formed on the memory region 10a in FIG. This polycide structure is assumed to be composed of, for example, a polysilicon layer and a tungsten layer thereover. In the same step as the formation of the word line 13a, a connection conductive layer 13b having a polycide structure (that is, a conductive layer described in claims) is formed on the element isolation region 11 in the peripheral region 10b of the substrate 10.

【0017】次に、ワード線13aをマスクにしたイオ
ン注入によって、基板10の表面層に拡散層14を形成
するための不純物を導入する。次いで、ワード線13a
及び接続導電層13bを覆う状態で、基板10上に層間
絶縁膜層15(すなわち請求項に記す絶縁膜)を形成し
た後、この層間絶縁膜層15上にマスク層16を形成す
る。このマスク層16は、例えばリンを0.58重量%
含有させた非晶質シリコン(リンドープトアモルファス
シリコン:以下、PDASと記す)からなることする。
Next, an impurity for forming the diffusion layer 14 is introduced into the surface layer of the substrate 10 by ion implantation using the word line 13a as a mask. Next, the word line 13a
After forming an interlayer insulating film layer 15 (that is, an insulating film described in claims) on the substrate 10 in a state of covering the connection conductive layer 13b, a mask layer 16 is formed on the interlayer insulating film layer 15. This mask layer 16 is made of, for example, 0.58% by weight of phosphorus.
It is made of contained amorphous silicon (phosphorus-doped amorphous silicon: hereinafter, referred to as PDAS).

【0018】次いで、ここでは図示を省略したレジスト
パターンをマスクに用いてマスク層16及び層間絶縁膜
層15をエッチングし、開口径W1 が0.28μm程度
の孔17を形成する。この際、孔17の底面には、10
0nm程度の膜厚で層間絶縁膜層15を残す。この孔1
7は、メモリ領域10aにおいては、DRAMセルのノ
ードコンタクト及びビットコンタクトの形成位置に設け
られ、周辺領域10bにおいては、接続導電層13b上
及びここでは図示を省略したその他の素子のコンタクト
形成位置に設けられる。尚、各接続導電層13b上には
2つの孔17を形成することとする。
[0018] Next, here using a resist pattern (not shown) to the mask to etch the mask layer 16 and the interlayer insulating film layer 15, the opening diameter W 1 to form a hole 17 of about 0.28 .mu.m. At this time, the bottom of the hole 17 is
The interlayer insulating film layer 15 is left with a thickness of about 0 nm. This hole 1
Numeral 7 is provided at the formation position of the node contact and bit contact of the DRAM cell in the memory region 10a, and at the contact formation position of the other element not shown here on the connection conductive layer 13b in the peripheral region 10b. Provided. Note that two holes 17 are formed on each connection conductive layer 13b.

【0019】その後、孔17の形成に用いたレジストパ
ターンを除去し、再びPDASを成膜してこれをエッチ
バックすることで、孔17の内壁にPDASからなるサ
イドウォール18を形成する。これによって、W1
0.28μm程度であった孔17の開口径を、W2
0.12μm程度にまで縮小する。
After that, the resist pattern used for forming the holes 17 is removed, PDAS is formed again, and this is etched back, so that the sidewalls 18 made of PSAS are formed on the inner walls of the holes 17. This gives W 1 =
The opening diameter of the hole 17 which was about 0.28 μm was changed to W 2 =
Reduce to about 0.12 μm.

【0020】しかる後、マスク層16及びサイドウォー
ル18をマスクにして孔17の底面に露出している層間
絶縁膜層15をエッチング除去し、メモリ領域10aに
おいては拡散層12に達するコンタクトホール19を形
成し、周辺領域10bにおいては接続導電層13bに達
するコンタクトホール19を形成する。
Thereafter, the interlayer insulating film layer 15 exposed at the bottom of the hole 17 is removed by etching using the mask layer 16 and the side wall 18 as a mask, and a contact hole 19 reaching the diffusion layer 12 is formed in the memory region 10a. Then, a contact hole 19 reaching the connection conductive layer 13b is formed in the peripheral region 10b.

【0021】次に、図1(2)に示すように、コンタク
トホール19内が十分に埋め込まれる膜厚(例えば、3
00nm)で、基板10の上方に導電性材料23を成膜
する。これによって、コンタクトホール19内を導電性
材料20で埋め込む。
Next, as shown in FIG. 1 (2), a film thickness (for example, 3
(00 nm), a conductive material 23 is formed above the substrate 10. As a result, the inside of the contact hole 19 is filled with the conductive material 20.

【0022】この導電性材料13bとしては、例えば、
PDASのような不純物が添加されたアモルファスシリ
コンや、不純物が添加されたポリシリコン等の半導体物
質、さらにはアルミニウム、銅、タングステン、チタン
またはコバルト等の金属やこれらの金属の合金等を用い
ることができる。
As the conductive material 13b, for example,
Semiconductor materials such as amorphous silicon to which impurities are added such as PDAS, polysilicon to which impurities are added, and metals such as aluminum, copper, tungsten, titanium, and cobalt, and alloys of these metals are used. it can.

【0023】その後、図2(1)に示すように、コンタ
クトホール19内にのみ導電性材料20を残す状態で、
導電性材料20及びマスク層(16)をエッチバック
し、さらにCMP(chemical mechanical polishing)に
て層間絶縁膜層15を平坦化する。これによって、メモ
リ領域10aに、導電性材料20からなるビットコンタ
クト21及びノードコンタクト22を形成すると共に、
周辺領域10bに導電性材料20からなる抵抗素子23
を形成する。これらの抵抗素子23は、接続導電層13
bによって2つづつ直列に接続された状態になってい
る。またここで、導電性材料20としてPDAS(リン
を0.58重量%含有)を用いた場合、この抵抗素子2
3は、抵抗値が約1〜3kΩになる。
Thereafter, as shown in FIG. 2A, while the conductive material 20 is left only in the contact hole 19,
The conductive material 20 and the mask layer (16) are etched back, and the interlayer insulating film layer 15 is planarized by CMP (chemical mechanical polishing). Thereby, the bit contact 21 and the node contact 22 made of the conductive material 20 are formed in the memory region 10a,
Resistive element 23 made of conductive material 20 in peripheral region 10b
To form These resistance elements 23 are connected to the connection conductive layer 13.
By b, two are connected in series. Here, in the case where PDAS (containing 0.58% by weight of phosphorus) is used as the conductive material 20, the resistance element 2
No. 3 has a resistance value of about 1 to 3 kΩ.

【0024】次に、図2(2)に示すように、ビットコ
ンタクト21、ノードコンタクト22及び抵抗素子23
を覆う状態で、層間絶縁膜層15上に絶縁膜24を成膜
する。この絶縁膜24は、例えば膜厚80nm程度のL
P−TEOS膜、すなわちTEOS(tetraethoxy sila
ne)ガスを用いたLP−CVD(low pressure-chemica
l vapor deposition)法によって成膜された酸化シリコ
ン膜であることとする。その後、この絶縁膜24におけ
る、ビットコンタクト21と各抵抗素子23上にコンタ
クトホール25を開口させる。
Next, as shown in FIG. 2B, the bit contact 21, the node contact 22 and the resistor 23
The insulating film 24 is formed on the interlayer insulating film layer 15 in a state of covering the insulating film 24. This insulating film 24 is formed of, for example, L having a thickness of about 80 nm.
P-TEOS film, that is, TEOS (tetraethoxy sila)
ne) LP-CVD (low pressure-chemica) using gas
(l) A silicon oxide film formed by a vapor deposition method. Thereafter, a contact hole 25 is opened in the insulating film 24 above the bit contact 21 and each resistance element 23.

【0025】次いで、メモリ領域10aの絶縁膜24上
に、タングステンポリサイド(例えば膜厚120nm)
からなるビット線26aを形成する。このビット線26
aは、ビットコンタクト21に接続させる。また、周辺
領域10bの絶縁膜24上に、ビット線26aの形成と
同一工程で、タングステンポリサイドからなる電極26
bを形成する。この際、必要に応じて、接続導電層13
bで接続されていない抵抗素子23間を接続させる状態
で、電極26bを形成する。これによって、この電極2
6bで接続された2つの抵抗素子23と、これらの抵抗
素子23と接続導電層13bによって接続されたさらに
2つの抵抗素子23との計4つの抵抗素子23が直列に
接続される。
Next, a tungsten polycide (for example, a film thickness of 120 nm) is formed on the insulating film 24 in the memory region 10a.
Is formed. This bit line 26
“a” is connected to the bit contact 21. The electrode 26 made of tungsten polycide is formed on the insulating film 24 in the peripheral region 10b in the same process as the formation of the bit line 26a.
b is formed. At this time, if necessary, the connection conductive layer 13
The electrode 26b is formed in a state where the resistance elements 23 not connected by b are connected. Thereby, this electrode 2
A total of four resistive elements 23 are connected in series, including two resistive elements 23 connected by 6b, and two further resistive elements 23 connected by these resistive elements 23 and the connection conductive layer 13b.

【0026】以上の後、ビット線26a及び電極26b
を覆う状態で、絶縁膜24上に層間絶縁膜層27を形成
する。
After the above, the bit line 26a and the electrode 26b
Is formed on the insulating film 24 so as to cover the insulating film 24.

【0027】そして、図3に示すように、CMP法によ
って、層間絶縁膜層27の表面を平坦化した後、この層
間絶縁膜層27上にエッチングストッパ層として窒化シ
リコン膜28を形成する。次に、窒化シリコン膜28、
層間絶縁膜層27及び絶縁膜24中に、ノードコンタク
ト22に接続されるコンタクト29を形成してノードコ
ンタクト22を上方に延設する。
Then, as shown in FIG. 3, after the surface of the interlayer insulating film layer 27 is planarized by the CMP method, a silicon nitride film 28 is formed on the interlayer insulating film layer 27 as an etching stopper layer. Next, the silicon nitride film 28,
A contact 29 connected to the node contact 22 is formed in the interlayer insulating film layer 27 and the insulating film 24, and the node contact 22 extends upward.

【0028】しかる後、このコンタクト29に接続させ
る状態でバレル型の下部電極31を形成し、これを誘電
膜32で覆った後、さらにこれを覆う状態で上部電極3
3を形成する。これによって、メモリ領域10aに下部
電極31、誘電膜32及び上部電極33からなるバレル
型のキャパシタ34を形成すると共に、このキャパシタ
34を有するDRAMセル35を得る。これらの下部電
極31及び上部電極33は、ポリシリコンからなること
とする。
Thereafter, a barrel-type lower electrode 31 is formed in a state of being connected to the contact 29, and is covered with a dielectric film 32.
Form 3 Thus, a barrel-type capacitor 34 including the lower electrode 31, the dielectric film 32 and the upper electrode 33 is formed in the memory region 10a, and the DRAM cell 35 having the capacitor 34 is obtained. The lower electrode 31 and the upper electrode 33 are made of polysilicon.

【0029】次に、キャパシタ34を覆う状態で、基板
10の上方に層間絶縁膜層36を形成してその表面を平
坦化する。そして、この層間絶縁膜層36に、キャパシ
タ34の上部電極33に接続されるコンタクトホール3
7aを形成すると共に、この層間絶縁膜層36及びその
下層の層間絶縁膜層27に、抵抗素子23の電極26b
に接続されるコンタクトホール37bを形成する。次い
で、コンタクトホール37a,37bの内壁をバリアメ
タル38で覆った後、これらのコンタクトホール37
a,37bの内部に例えばタングステンを埋め込んでプ
ラグ39を形成する。
Next, an interlayer insulating film layer 36 is formed above the substrate 10 so as to cover the capacitor 34, and the surface thereof is flattened. Then, the contact hole 3 connected to the upper electrode 33 of the capacitor 34 is formed in the interlayer insulating film layer 36.
7a, and an electrode 26b of the resistance element 23 is formed on the interlayer insulating film layer 36 and the interlayer insulating film layer 27 thereunder.
Contact hole 37b is formed. Next, after the inner walls of the contact holes 37a and 37b are covered with a barrier metal 38, these contact holes 37a and 37b are covered.
Plugs 39 are formed by burying, for example, tungsten in the insides a and 37b.

【0030】その後、層間絶縁膜層36上に、プラグ3
9に接続させたアルミニウム電極40を形成し、以上に
よって半導体装置を得る。
Thereafter, the plug 3 is formed on the interlayer insulating film layer 36.
An aluminum electrode 40 connected to the substrate 9 is formed, and a semiconductor device is obtained as described above.

【0031】このようにして得られた半導体装置では、
DRAMセル35のビットコンタクト21と同一工程で
抵抗素子23が形成されるため、抵抗素子23形成のた
めの特別な工程が追加されることはない。しかも、この
抵抗素子23は、層間絶縁膜層中に形成されるコンタク
ト形状を有しており、基板10上に立設された状態で配
置されるため、専有面積の小さいものになる。このた
め、チップ面積の縮小化が図られ、1枚の基板(ウエ
ハ)におけるチップの理収が増加し、1チップあたりの
コストを削減することができる。
In the semiconductor device thus obtained,
Since the resistance element 23 is formed in the same step as the bit contact 21 of the DRAM cell 35, no special step for forming the resistance element 23 is added. In addition, since the resistance element 23 has a contact shape formed in the interlayer insulating film layer and is arranged upright on the substrate 10, the occupied area is small. For this reason, the chip area can be reduced, the chip yield on one substrate (wafer) can be increased, and the cost per chip can be reduced.

【0032】また、図1(1)を用いて説明したよう
に、ビットコンタクト21及び抵抗素子23の外形とな
るコンタクトホール19を形成する際には、孔17の側
壁にサイドウォール18を形成した後、このサイドウォ
ール18をマスクにして孔17の底面をエッチングする
ようにしたことで、孔17の径が自己整合的に縮小され
たコンタクトホール19が得られる。このため、リソグ
ラフィーの限界よりも小さな径を有するコンタクトホー
ル19を得ることが可能になり、この内部に形成される
抵抗素子23の断面積を縮小して高抵抗化を図ることが
できる。
Further, as described with reference to FIG. 1A, when forming the contact hole 19 which becomes the outer shape of the bit contact 21 and the resistance element 23, the side wall 18 is formed on the side wall of the hole 17. Thereafter, the bottom surface of the hole 17 is etched using the sidewall 18 as a mask, whereby the contact hole 19 in which the diameter of the hole 17 is reduced in a self-aligned manner is obtained. For this reason, it is possible to obtain a contact hole 19 having a diameter smaller than the limit of lithography, and it is possible to reduce the cross-sectional area of the resistance element 23 formed therein to increase the resistance.

【0033】さらに、この抵抗素子23は、層間絶縁膜
層15下の接続導電層13bによって直列に接続されて
いるため、これらの抵抗素子23を電極26bの配線に
よってさらに直列に接続させることで、所望の抵抗値を
得ることが可能になる。しかも、この接続導電層13b
は、ポリサイド構成であることから、バイアス依存性や
熱依存性が小さく、安定した抵抗値を得ることができ
る。
Further, since the resistance elements 23 are connected in series by the connection conductive layer 13b under the interlayer insulating film layer 15, these resistance elements 23 are further connected in series by the wiring of the electrode 26b. It is possible to obtain a desired resistance value. Moreover, the connection conductive layer 13b
Since it has a polycide configuration, it has low bias dependence and thermal dependence and can obtain a stable resistance value.

【0034】また、抵抗素子23の電極26bがポリサ
イド構成であることから、この電極26bと金属からな
るプラグ39とのオーミックコンタクトを図ることが可
能になる。このため、ここでの図示は省略したが、この
半導体装置の周辺領域10bに、基板10の表面層に形
成した拡散層に接続された金属コンタクト(Buried Met
alon Diffusion 、以下BMDと記す)が設けられてい
る場合、このBMDに対してオーミックコンタクトを取
って接続させるプラグと同一工程で、電極26bに接続
させるプラグ39を形成することが可能になる。この場
合、キャパシタ34の上部電極33は、ポリシリコンで
構成されているため、プラグ39とのオーミックコンタ
クトを取ることはでいないが、キャパシタ34において
は問題はない。
Since the electrode 26b of the resistance element 23 has a polycide structure, an ohmic contact between the electrode 26b and the plug 39 made of metal can be achieved. For this reason, although not shown here, a metal contact (Buried Met) connected to a diffusion layer formed on the surface layer of the substrate 10 is formed in the peripheral region 10b of the semiconductor device.
When an alon diffusion (hereinafter referred to as BMD) is provided, the plug 39 to be connected to the electrode 26b can be formed in the same step as the plug for making an ohmic contact to and connecting to the BMD. In this case, since the upper electrode 33 of the capacitor 34 is made of polysilicon, an ohmic contact with the plug 39 cannot be made, but there is no problem in the capacitor 34.

【0035】(第2実施形態)図4は、本発明の他の実
施形態を説明するための要部断面図である。この図に示
す半導体装置と、図3を用いて説明した半導体装置との
異なる点は、抵抗素子23を接続するための接続導電層
45の構成にある。すなわち、この図に示す半導体装置
においては、基板10の表面層に設けられた拡散層によ
って接続導電層45が構成されている。この拡散層から
なる接続導電層45は、メモリ領域10aの拡散層14
と同一工程で形成される。また、各接続導電層45間
は、素子分離領域11によって分離される。
(Second Embodiment) FIG. 4 is a sectional view of a main part for explaining another embodiment of the present invention. The difference between the semiconductor device shown in this figure and the semiconductor device described with reference to FIG. 3 lies in the configuration of a connection conductive layer 45 for connecting the resistance element 23. That is, in the semiconductor device shown in this figure, the connection conductive layer 45 is constituted by the diffusion layer provided on the surface layer of the substrate 10. The connection conductive layer 45 composed of the diffusion layer is formed in the diffusion layer 14 of the memory region 10a.
And is formed in the same step. Each connection conductive layer 45 is isolated by the element isolation region 11.

【0036】このような半導体装置であっても、上記第
1実施形態の半導体装置と同様の効果を得ることができ
る。
Even with such a semiconductor device, the same effects as those of the semiconductor device of the first embodiment can be obtained.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項1に
係る半導体装置によれば、絶縁膜に形成したコンタクト
ホール内に導電性材料を埋め込んでなる抵抗素子を設け
たことで、他の素子のコンタクト形成と同一工程で抵抗
素子を形成することが可能になり、かつ抵抗素子が基板
上に立設された状態になるため基板上に占める抵抗素子
の面積を縮小化することができる。したがって、特別な
工程を追加することなく抵抗素子を有する半導体装置の
面積を縮小化することができる。
As described above, according to the semiconductor device of the first aspect of the present invention, by providing the resistance element in which the conductive material is buried in the contact hole formed in the insulating film, other elements can be provided. The resistance element can be formed in the same step as the element contact formation, and the resistance element is erected on the substrate, so that the area of the resistance element occupying on the substrate can be reduced. Therefore, the area of a semiconductor device having a resistive element can be reduced without adding a special step.

【0038】また、本発明の請求項5に係る半導体装置
の製造方法によれば、コンタクトホール内に導電性材料
を埋め込むことで抵抗素子を形成する構成にしたこと
で、基板上に形成される他の素子のコンタクトと同一工
程で抵抗素子を得ることが可能になる。このため、抵抗
素子形成のための特別な工程を追加することなく、基板
上に立設された状態の抵抗素子を得ることができる。
Further, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to the fifth aspect of the present invention, since the resistance element is formed by burying a conductive material in the contact hole, it is formed on the substrate. A resistive element can be obtained in the same step as the contact of another element. For this reason, it is possible to obtain a resistive element standing on the substrate without adding a special process for forming the resistive element.

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

【図1】本発明の実施形態を説明するための要部断面工
程図(その1)である。
FIG. 1 is a sectional process view (part 1) of a main part for describing an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施形態を説明するための要部断面工
程図(その2)である。
FIG. 2 is a sectional view (part 2) of a main part for describing the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施形態を説明するための要部断面工
程図(その3)である。
FIG. 3 is a sectional process view (part 3) of a main part for describing an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の他の実施形態を説明するための要部断
面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part for describing another embodiment of the present invention.

【図5】DRAMセルとロジック回路とを同一基板上に
設けてなる半導体装置の要部断面図である。
FIG. 5 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor device in which a DRAM cell and a logic circuit are provided on the same substrate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…基板、13b,45…接続導電層(導電層)、1
5…層間絶縁膜層(絶縁膜)、16…マスク層、17…
孔、18…サイドウォール、19…コンタクトホール、
20…導電性材料、21…ビットコンタクト、23…抵
抗素子、35…DRAMセル
10 ... substrate, 13b, 45 ... connection conductive layer (conductive layer), 1
5 ... interlayer insulating film layer (insulating film), 16 ... mask layer, 17 ...
Hole, 18 ... sidewall, 19 ... contact hole,
Reference numeral 20: conductive material, 21: bit contact, 23: resistance element, 35: DRAM cell

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F038 AC03 AC05 AC09 AR01 AR07 AR08 AR14 AR16 AR21 CD18 CD19 DF05 DF11 EZ01 EZ15 EZ20 5F083 AD24 AD48 GA09 GA28 JA22 JA32 KA01 KA05 MA06 MA17 NA02 PR09 PR40 PR48 PR57 ZA12  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page F term (reference)

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上の絶縁膜に形成されたコンタクト
ホール内に導電性材料を埋め込んでなる抵抗素子が設け
られたことを特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor device, comprising: a resistance element in which a conductive material is embedded in a contact hole formed in an insulating film on a substrate.
【請求項2】 請求項1記載の半導体装置において、 前記基板上には、前記絶縁膜の上方にキャパシタを備え
てなるDRAMセルが設けられ、 前記抵抗素子は、前記メモリセルのビットコンタクトと
同一層に設けられていることを特徴とする半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein a DRAM cell including a capacitor is provided above the insulating film on the substrate, and the resistance element is the same as a bit contact of the memory cell. A semiconductor device, which is provided in one layer.
【請求項3】 請求項1記載の半導体装置において、 前記抵抗素子は、前記絶縁膜下の導電層によって直列に
接続されたものであることを特徴とする半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the resistance elements are connected in series by a conductive layer below the insulating film.
【請求項4】 請求項2記載の半導体装置において、 前記抵抗素子は、前記絶縁膜下の導電層によって直列に
接続されたものであることを特徴とする半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 2, wherein said resistance elements are connected in series by a conductive layer below said insulating film.
【請求項5】 表面側に導電層が形成された基板上を絶
縁膜で覆い、この絶縁膜に前記導電層に達するコンタク
トホールを形成する工程と、 前記コンタクトホール内に導電性材料を埋め込み、当該
導電性材料からなる抵抗素子を形成する工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. A step of covering a substrate on which a conductive layer is formed on a front surface side with an insulating film, forming a contact hole reaching the conductive layer in the insulating film, filling a conductive material in the contact hole, Forming a resistive element made of the conductive material.
【請求項6】 請求項5記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記コンタクトホールを形成する際には、前記絶縁膜上
にマスク層を形成し、当該マスク層に孔を形成した後、
当該孔の側壁にサイドウォールを形成し、次に、当該サ
イドウォール及び当該マスク層をマスクにして前記孔の
底面における前記絶縁膜を前記導電層に達するまでエッ
チングすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein when forming the contact hole, a mask layer is formed on the insulating film, and a hole is formed in the mask layer.
Forming a sidewall on a side wall of the hole, and then etching the insulating film on the bottom surface of the hole using the sidewall and the mask layer as a mask until the insulating film reaches the conductive layer. Production method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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