JP2001015611A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JP2001015611A
JP2001015611A JP11188106A JP18810699A JP2001015611A JP 2001015611 A JP2001015611 A JP 2001015611A JP 11188106 A JP11188106 A JP 11188106A JP 18810699 A JP18810699 A JP 18810699A JP 2001015611 A JP2001015611 A JP 2001015611A
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喜代志 森
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体メモリとロジックデバイスとを組み合
わせたシステムLSIを製造する場合であっても、半導
体メモリにおけるMOSトランジスタとロジックデバイ
スにおけるMOSトランジスタとにおいて各々必要とさ
れる性能を得ることができる半導体装置の製造方法を提
供する。 【解決手段】 ロジックデバイス領域11にシリサイド
7を形成することにより、MOSトランジスタの電極と
なるポリシリコン等の導電性の膜4と拡散層9との低抵
抗化を実現することができるため、高速動作が要求され
るロジックデバイスのMOSトランジスタとして使用す
ることができ、かつ微細化が要求されるDRAM等のM
OSトランジスタも形成することができる半導体装置を
製造することができる。さらに各MOSトランジスタの
構造は変更されないため性能の点においても同等の半導
体装置を製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関し、特に記憶装置および情報処理装置等におけ
る半導体集積回路のMOSトランジスタの製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体メモリまたはロジックデバ
イス等の個々の半導体素子を形成する場合は、各々に対
する形成プロセス技術が存在しており、MOS(Metal
OxideSilicon)トランジスタの形成についても特有の形
成プロセス技術が存在している。
【0003】図3は、半導体メモリの一例であるダイナ
ミック・ランダム・アクセス・メモリ(Dynamic Random
Access Memory : DRAM)におけるMOSトランジ
スタの従来の製造方法の一工程の断面図を示す。図3に
おいて、符号1はシリコン基板、2はシリコン基板1上
に絶縁膜を用いて形成された分離領域、3は信頼性を有
する薄い絶縁膜、4は薄い絶縁膜3上に形成された導電
性の膜、5は導電性の膜4上に形成された絶縁膜、6は
導電性の膜4を保護するための絶縁膜(側壁)、9はイ
オン注入により形成された拡散層である。図3に示され
る工程の後、順次エッチング等を施して最終的なMOS
トランジスタが形成される。
【0004】図4は、ロジックデバイスにおけるMOS
トランジスタの従来の製造方法の一工程の断面図を示
す。図4において図3と同じ符号が付された部分は同じ
機能を有するため説明は省略する。図4に示されるよう
に、ロジックデバイスにおけるMOSトランジスタの場
合は、導電性の膜4と拡散層9とを低抵抗化させるた
め、言い換えればMOSトランジスタの動作速度を速め
るため、導電性の膜4上と拡散層9上との上にシリサイ
ド7を形成している。上述のように、DRAMにおける
MOSトランジスタとロジックデバイスにおけるMOS
トランジスタとは、各々特有の形成プロセスが必要であ
る。
【0005】近年、情報処理の多様化により半導体メモ
リとロジックデバイスとを組み合わせたシステムLSI
の開発が進められている。例えば、半導体メモリの一例
であるDRAMとロジックデバイスとを組み合わせたシ
ステムLSIはエンベッデッドDRAM(embedded-D
RAM、以下「eDRAM」という)と呼ばれており、
高速に大容量の画像処理等を行なうことができるという
特徴がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、DRAMとロ
ジックデバイスとを組み合わせてeDRAM等のシステ
ムLSIを製造する場合、上述のようにDRAMにおけ
るMOSトランジスタの形成とロジックデバイスにおけ
るMOSトランジスタの形成とは必要とされる性能の相
違により各々特有の形成プロセスが必要であるため、従
来と同様の形成プロセスを用いて製造することは困難で
あるという問題があった。そこで、本発明の目的は、上
記問題を解決するためになされたものであり、半導体メ
モリとロジックデバイスとを組み合わせたシステムLS
Iを製造する場合であっても、半導体メモリにおけるM
OSトランジスタとロジックデバイスにおけるMOSト
ランジスタとにおいて各々必要とされる性能を得ること
ができる半導体装置の製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明の半導体装置の
製造方法は、半導体基板中に絶縁膜を用いて分離領域を
形成し、第一領域と該第一領域とは異なる第二領域とに
分離する工程と、前記第一領域および前記第二領域上に
薄型絶縁膜を形成する工程と、前記薄型絶縁膜上に導電
性膜を形成する工程と、前記導電性膜上に絶縁膜を形成
する工程と、前記第一領域の加工と前記第二領域の加工
とを行なう加工工程と、前記第一領域上と前記第二領域
上とに不純物イオンを注入して拡散層を形成する拡散工
程と、前記第二領域上の所定の部分にシリサイドを形成
するシリサイド形成工程とを備え、前記第一領域と前記
第二領域とを前記半導体基板上に形成するものである。
【0008】ここで、この発明の半導体装置の製造方法
において、前記加工工程は、前記第一領域についてレジ
ストマスクを用いてパターニングを行ないエッチングし
て絶縁膜を加工し、同時に前記第二領域についてエッチ
ングして絶縁膜をすべて除去する絶縁膜加工工程と、前
記第二領域についてレジストマスクを用いてパターニン
グを行ないエッチングして導電性膜を加工し、同時に前
記第一領域について前記絶縁膜加工工程により加工され
た絶縁膜をハードマスクとして用いてパターニングを行
ないエッチングして導電性膜を加工する工程とを備える
ことができるものである。
【0009】ここで、この発明の半導体装置の製造方法
において、前記加工工程は、前記第一領域についてレジ
ストマスクを用いてパターニングを行ないエッチングし
て絶縁膜を加工し、同時に前記第二領域についてエッチ
ングして絶縁膜をすべて除去する絶縁膜加工工程と、前
記第二領域について全面をレジストマスクで覆い、前記
第一領域について前記絶縁膜加工工程により加工された
絶縁膜をハードマスクとして用いてパターニングを行な
いエッチングして導電性膜を加工する工程と、前記第一
領域について全面をレジストマスクで覆い、前記第二領
域についてレジストマスクを用いてパターニングを行な
いエッチングして導電性膜を加工する工程とを備えるこ
とができるものである。
【0010】ここで、この発明の半導体装置の製造方法
において、前記シリサイド形成工程は、前記第二領域に
ついて、前記加工工程により加工された導電性膜と前記
拡散工程により形成された拡散層とを低抵抗化させるシ
リサイドを該導電性膜上と該拡散層上とに形成すること
ができるものである。
【0011】ここで、この発明の半導体装置の製造方法
において、前記シリサイド形成工程は、コバルトをシリ
コンと反応させてシリサイドを形成することができるも
のである。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を詳細に説明する。
【0013】実施の形態1.図1(a)ないし(f)
は、本発明の実施の形態1における半導体装置の製造方
法における各工程の断面図を模式的に示す。図1におい
て、符号1はシリコン基板(半導体基板)、2はシリコ
ン基板1上に絶縁膜を用いて形成された分離領域、3は
信頼性を有する薄い絶縁膜(薄型絶縁膜)、4は薄い絶
縁膜3上に形成された導電性の膜(導電性膜)、5は導
電性の膜4上に形成された絶縁膜、6は導電性の膜4を
保護するための側壁となる絶縁膜、9はイオン注入によ
り形成された拡散層、10はDRAM等の半導体メモリ
領域(第一領域)、11はロジックデバイス等の領域
(第二領域)である。
【0014】図1(a)に示されるように、シリコン基
板1上に絶縁膜で形成される深さ4000Å程度の素子
分離用の分離領域2を形成する。次に、拡散炉等を用い
てシリコン基板1および分離領域2にわたりシリコン酸
化膜等の薄い絶縁膜3を成膜する。減圧CVD炉等を用
いて、シリコン酸化膜等の薄い絶縁膜3上にポリシリコ
ン等の導電性の膜4を例えば2000Å程度堆積し、さ
らにポリシリコン等の導電性の膜4上にシリコン酸化膜
等の絶縁膜5を例えば1000Å程度堆積する。この
後、半導体メモリ領域10のみについてシリコン酸化膜
等の絶縁膜5上にレジストマスク8を用いて写真製版に
よりパターニングを行なう。
【0015】次に図1(b)に示されるように、レジス
トマスク8を用いてパターニングを行なった後、エッチ
ングしてシリコン酸化膜等の絶縁膜5を加工する。同時
に、ロジックデバイス領域11についてエッチングして
シリコン酸化膜等の絶縁膜5をすべて除去する。
【0016】次に図1(c)に示されるように、ロジッ
クデバイス領域11についてレジストマスク8を用いて
写真製版によりパターニングを行なう。
【0017】次に図1(d)に示されるように、レジス
トマスク8を用いてパターニングを行なった後、エッチ
ングしてポリシリコン等の導電性膜4を加工する。同時
に、半導体メモリ領域10について先に加工されたシリ
コン酸化膜等の絶縁膜5をハードマスクとして用いてパ
ターニングを行ない、エッチングして絶縁膜5の下部に
あるポリシリコン等の導電性膜4を加工する。この結
果、MOSトランジスタの電極となるポリシリコン等の
導電性の膜4に対して、ポリシリコン等の導電性の膜4
の直上にシリコン酸化膜等の絶縁膜5がある半導体メモ
リ領域10と、ポリシリコン等の導電性の膜4の直上に
シリコン酸化膜等の絶縁膜5がないロジックデバイス領
域11とを形成することができる。
【0018】次に図1(e)に示されるように、MOS
トランジスタの電極となるポリシリコン等の導電性の膜
4の部分の側壁を保護するために、側壁の絶縁膜6を例
えば500Å程度堆積する。
【0019】次に図1(f)に示されるように、半導体
メモリ領域10上とロジックデバイス領域11上とに不
純物イオンを注入して拡散層を形成する。最後にロジッ
クデバイス領域11のみ全面エッチバックを行ない、例
えばコバルトCoとシリコンとによるシリサイド反応に
よってコバルトシリコンCoSi等のシリサイド7をM
OSトランジスタの電極となるポリシリコン等の導電性
の膜4上と拡散層9上とに形成する。形成されるシリサ
イドはコバルトシリコンCoSiに限られるものではな
く、MOSトランジスタの電極となるポリシリコン等の
導電性の膜4と拡散層9との低抵抗化を実現することが
できるものであれば良く、例えばチタンシリサイドTi
Siであってもよい。
【0020】以上より、実施の形態1によれば、ロジッ
クデバイス領域11にシリサイド7を形成することによ
り、MOSトランジスタの電極となるポリシリコン等の
導電性の膜4と拡散層9との低抵抗化を実現することが
できるため、高速動作が要求されるロジックデバイスの
MOSトランジスタとして使用することができ、かつ微
細化が要求されるDRAM等のMOSトランジスタも形
成することができる半導体装置を製造することができ
る。さらに各MOSトランジスタの構造は変更されない
ため性能の点においても同等の半導体装置を製造するこ
とができる。ロジックデバイス領域11のエッチングを
半導体メモリ領域10のエッチングと同時に行なうた
め、工程数を少なくすることができる。
【0021】実施の形態2.図2(a)ないし(f)
は、本発明の実施の形態2における半導体装置の製造方
法における各工程の断面図を模式的に示す。図2で図1
と同じ符号を付した部分は同じ機能を有するものである
ため説明は省略する。図2に示されるように、実施の形
態2は図2(c1)と図2(c2)の部分のみ実施の形
態1と異なり、他の図2(a)、(b)、(d)ないし
(f)で示される実施の形態2の工程は図1(a)、
(b)、(d)ないし(f)で示される実施の形態1の
工程と各々同様であるため説明は省略する。
【0022】図2(c1)に示されるように、半導体メ
モリ領域10について先に加工されたシリコン酸化膜等
の絶縁膜5をハードマスクとして用いてパターニングを
行ない、エッチングしてシリコン酸化膜等の絶縁膜5の
下部にあるポリシリコン等の導電性膜4を加工する。こ
の時、ロジックデバイス領域11についてはその全面を
レジストマスク(不図示)で覆っておく。
【0023】図2(c2)に示されるように、半導体メ
モリ領域10について全面をレジストマスク8で覆い、
ロジックデバイス領域11についてレジストマスク8を
用いてパターニングを行なう。この後エッチングしてポ
リシリコン等の導電性膜4を加工すると、図2(d)に
示される状態になる。この結果、実施の形態1と同様
に、MOSトランジスタの電極となるポリシリコン等の
導電性の膜4に対して、ポリシリコン等の導電性の膜4
の直上にシリコン酸化膜等の絶縁膜5がある半導体メモ
リ領域10と、ポリシリコン等の導電性の膜4の直上に
シリコン酸化膜等の絶縁膜5がないロジックデバイス領
域11とを形成することができる。以下の図2(d)な
いし図2(f)に示される工程は、上述のように実施の
形態1における図1(d)ないし図1(f9に示される
工程と同様であるため、説明は省略する。
【0024】以上より、実施の形態2によれば、ロジッ
クデバイス領域11にシリサイド7を形成することによ
り、MOSトランジスタの電極となるポリシリコン等の
導電性の膜4と拡散層9との低抵抗化を実現することが
できるため、高速動作が要求されるロジックデバイスの
MOSトランジスタとして使用することができ、かつ微
細化が要求されるDRAM等のMOSトランジスタも形
成することができる半導体装置を製造することができ
る。さらに各MOSトランジスタの構造は変更されない
ため性能の点においても同等の半導体装置を製造するこ
とができる。半導体メモリ領域10とロジックデバイス
領域11とを別個にエッチングするため、エッチング制
御性を向上させることができる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体装
置の製造方法によれば、半導体メモリとロジックデバイ
スとを組み合わせたシステムLSIを製造する場合であ
っても、ロジックデバイス領域11にシリサイド7を形
成することにより、半導体メモリにおけるMOSトラン
ジスタとロジックデバイスにおけるMOSトランジスタ
とにおいて各々必要とされる性能を得ることができる半
導体装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1における半導体装置の
製造方法における各工程の断面図である。
【図2】 本発明の実施の形態2における半導体装置の
製造方法における各工程の断面図である。
【図3】 DRAMにおけるMOSトランジスタの従来
の製造方法の一工程の断面図である。
【図4】 ロジックデバイスにおけるMOSトランジス
タの従来の製造方法の一工程の断面図である。
【符号の説明】 1 シリコン基板、 2 分離領域、 3 薄い絶縁
膜、 4 導電性膜、5、6 絶縁膜、 7 シリサイ
ド、 8 レジストパターン、 9 拡散層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 27/108 Fターム(参考) 4M104 AA01 BB01 BB20 BB25 CC01 CC05 DD37 DD68 DD84 EE03 FF14 GG09 GG14 GG16 HH16 5F032 AA13 AA44 BA06 BB06 CA11 CA17 DA02 DA23 5F048 AA09 AB01 AB03 BB05 BB08 BC06 BF06 BF16 BG13 DA25 5F083 AD10 AD46 GA02 GA28 JA35 PR03 PR21 ZA05

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板中に絶縁膜を用いて分離領域
    を形成し、第一領域と該第一領域とは異なる第二領域と
    に分離する工程と、 前記第一領域および前記第二領域上に薄型絶縁膜を形成
    する工程と、 前記薄型絶縁膜上に導電性膜を形成する工程と、 前記導電性膜上に絶縁膜を形成する工程と、 前記第一領域の加工と前記第二領域の加工とを行なう加
    工工程と、 前記第一領域上と前記第二領域上とに不純物イオンを注
    入して拡散層を形成する拡散工程と、 前記第二領域上の所定の部分にシリサイドを形成するシ
    リサイド形成工程とを備え、 前記第一領域と前記第二領域とを前記半導体基板上に形
    成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記加工工程は、 前記第一領域についてレジストマスクを用いてパターニ
    ングを行ないエッチングして絶縁膜を加工し、同時に前
    記第二領域についてエッチングして絶縁膜をすべて除去
    する絶縁膜加工工程と、 前記第二領域についてレジストマスクを用いてパターニ
    ングを行ないエッチングして導電性膜を加工し、同時に
    前記第一領域について前記絶縁膜加工工程により加工さ
    れた絶縁膜をハードマスクとして用いてパターニングを
    行ないエッチングして導電性膜を加工する工程とを備え
    た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。
  3. 【請求項3】 前記加工工程は、 前記第一領域についてレジストマスクを用いてパターニ
    ングを行ないエッチングして絶縁膜を加工し、同時に前
    記第二領域についてエッチングして絶縁膜をすべて除去
    する絶縁膜加工工程と、 前記第二領域について全面をレジストマスクで覆い、前
    記第一領域について前記絶縁膜加工工程により加工され
    た絶縁膜をハードマスクとして用いてパターニングを行
    ないエッチングして導電性膜を加工する工程と、 前記第一領域について全面をレジストマスクで覆い、前
    記第二領域についてレジストマスクを用いてパターニン
    グを行ないエッチングして導電性膜を加工する工程とを
    備えた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。
  4. 【請求項4】 前記シリサイド形成工程は、前記第二領
    域について、前記加工工程により加工された導電性膜と
    前記拡散工程により形成された拡散層とを低抵抗化させ
    るシリサイドを該導電性膜上と該拡散層上とに形成する
    ことを特徴とする請求項2または3記載の半導体装置の
    製造方法。
  5. 【請求項5】 前記シリサイド形成工程は、コバルトを
    シリコンと反応させてシリサイドを形成することを特徴
    とする請求項1ないし4のいずれかに記載の半導体装置
    の製造方法。
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WO2002103798A1 (fr) * 2001-06-19 2002-12-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Memoire magnetique et procede de commande associe, ainsi qu'appareil de memoire magnetique comprenant celle-ci

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