JP2001345443A - Semiconductor integrated circuit device and its manufacturing method - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device and its manufacturing method

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JP2001345443A
JP2001345443A JP2000164915A JP2000164915A JP2001345443A JP 2001345443 A JP2001345443 A JP 2001345443A JP 2000164915 A JP2000164915 A JP 2000164915A JP 2000164915 A JP2000164915 A JP 2000164915A JP 2001345443 A JP2001345443 A JP 2001345443A
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JP
Japan
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film
insulating film
gate electrode
forming
source
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JP2000164915A
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Inventor
Makoto Tazaki
誠 田崎
Kenji Kanemitsu
賢司 金光
Takashi Aoyanagi
隆 青柳
Daisuke Saito
大輔 齋藤
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique for promoting high integration of a semiconductor integrated circuit device by ensuring a margin between a gate electrode of an MISFET and a plug on its source or drain. SOLUTION: When forming a W film 9c which constitutes a gate electrode between a source and a drain of an MISFET an undercut is generated by isotropically etching an upper part thereof, and then a sidewall upper part of the W film 9c constituting a gate electrode is tapered by anisotropic etching, and thereafter a plug is formed on a source or a drain of an MISFET.

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
置およびその製造技術に関し、特に、微細なMISFE
T(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Tra
nsistor)の構造およびその製造に適用して有効な技術
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device and a manufacturing technique thereof, and more particularly, to a fine MISFE.
T (Metal Insulator Semiconductor Field Effect Tra
nsistor) and the technology that is effective in its manufacture.

【0002】[0002]

【従来の技術】MISFETのソース、ドレインとメタ
ル配線とは、ソース、ドレイン上に形成されたコンタク
トホール内に導電性膜を埋め込むことにより形成された
プラグを介して接続される。もしくは、前記コンタクト
ホール内を含む基板上にメタル膜を形成し、所望の形状
にパターニングすることによりメタル配線とし、ソー
ス、ドレインとの接続を図る。
2. Description of the Related Art The source and drain of a MISFET are connected to metal wiring via a plug formed by embedding a conductive film in a contact hole formed on the source and drain. Alternatively, a metal film is formed on the substrate including the inside of the contact hole, and patterned into a desired shape to form a metal wiring, thereby connecting the source and the drain.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
集積回路装置の微細化に伴い、前記プラグ等とMISF
ETのゲート電極との間の合わせ余裕の確保や、これら
のショートによる歩留まりの低下が問題となる。
However, with the miniaturization of the semiconductor integrated circuit device, the plug and the like and the MISF
There is a problem in that a margin for alignment with the gate electrode of the ET is secured, and the yield is reduced due to these short circuits.

【0004】特に、微細なデザインルールで形成される
MISFETのソース、ドレイン上のコンタクトホール
の形成し際しては、いわゆるSAC(Self Align Conta
ct)技術が使用されている。即ち、ゲート電極の上面と
側面とに窒化シリコン膜を形成し、この窒化シリコン膜
とその上部に形成した酸化シリコン膜とのエッチング速
度差を利用したドライエッチングによってコンタクトホ
ールを形成する技術である。この場合、ゲート電極との
合わせ余裕が不要となり、微細なMISFETを形成す
ることができる。
In particular, when forming contact holes on the source and drain of a MISFET formed according to a fine design rule, a so-called SAC (Self Align Controller) is used.
ct) technology is used. That is, this is a technique in which a silicon nitride film is formed on the upper surface and side surfaces of a gate electrode, and contact holes are formed by dry etching utilizing a difference in etching rate between the silicon nitride film and a silicon oxide film formed thereon. In this case, a margin for alignment with the gate electrode is not required, and a fine MISFET can be formed.

【0005】しかしながら、上記SAC技術では、ゲー
ト電極の上面と側面を覆う窒化シリコン膜とその上部に
形成される酸化シリコン膜との占有比率は、両者のエッ
チング選択比によって規定される。さらに、窒化シリコ
ン膜を100%エッチングすることなく酸化シリコン膜
をエッチングする技術は現在のところなく、窒化シリコ
ン膜もエッチングされてしまう。
However, in the above-described SAC technology, the occupation ratio of the silicon nitride film covering the upper surface and side surfaces of the gate electrode and the silicon oxide film formed thereon is determined by the etching selectivity of the two. Furthermore, there is no technique for etching a silicon oxide film without etching the silicon nitride film 100%, and the silicon nitride film is also etched.

【0006】そのため、MISFETの微細化に伴っ
て、酸化シリコン膜の寸法が縮小されると、酸化シリコ
ン膜のエッチング速度が低下し、窒化シリコン膜の薄膜
化をもたらす。その結果、コンタクトホールに埋め込ま
れたプラグとゲート電極とのシュートマージンが低下
し、ショート不良により歩留まりが低下する。
For this reason, when the size of the silicon oxide film is reduced in accordance with the miniaturization of the MISFET, the etching rate of the silicon oxide film is reduced, and the silicon nitride film is made thinner. As a result, the shoot margin between the plug buried in the contact hole and the gate electrode decreases, and the yield decreases due to short-circuit failure.

【0007】本発明の目的は、MISFETによって構
成される半導体集積回路装置の高集積化を推進する技術
を提供することにある。また、本発明の他の目的は、M
ISFETのゲート電極とプラグとの間のシュートマー
ジンを確保し、ショート不良を低減することを目的とす
る。
An object of the present invention is to provide a technique for promoting the high integration of a semiconductor integrated circuit device constituted by MISFETs. Also, another object of the present invention is to provide an M
An object of the present invention is to secure a shoot margin between a gate electrode of an ISFET and a plug and to reduce short-circuit defects.

【0008】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.

【0009】[0009]

【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。
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.

【0010】(1)本発明の半導体集積回路装置は、
(a)半導体基板中に形成されたソースおよびドレイン
と、(b)前記ソースとドレインとの間の半導体基板上
にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極であっ
て、その側壁上部がテーパー形状であるゲート電極と、
(c)前記ゲート電極の側部および上部に形成された絶
縁膜と、を有する。
(1) The semiconductor integrated circuit device of the present invention
(A) a source and a drain formed in a semiconductor substrate; and (b) a gate electrode formed on a semiconductor substrate between the source and the drain via a gate insulating film, and an upper portion of a side wall thereof is tapered. A gate electrode that is shaped;
(C) an insulating film formed on a side portion and an upper portion of the gate electrode.

【0011】(2)本発明の半導体集積回路装置は、
(a)半導体基板中に形成されたソースおよびドレイン
と、(b)前記ソースとドレインとの間の半導体基板上
にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極であっ
て、その側壁上部がテーパー形状であるゲート電極と、
(c)前記ゲート電極の側部および上部に形成さた絶縁
膜と、(d)前記ソースもしくはドレイン上に形成さ
れ、前記絶縁膜と接するプラグと、を有する。
(2) The semiconductor integrated circuit device of the present invention
(A) a source and a drain formed in a semiconductor substrate; and (b) a gate electrode formed on a semiconductor substrate between the source and the drain via a gate insulating film, and an upper portion of a side wall thereof is tapered. A gate electrode that is shaped;
(C) an insulating film formed on a side portion and an upper portion of the gate electrode; and (d) a plug formed on the source or the drain and in contact with the insulating film.

【0012】(3)本発明の半導体集積回路装置は、
(a)半導体基板中に形成されたソースおよびドレイン
と、(b)前記ソースとドレインとの間の半導体基板上
にゲート絶縁膜を介して形成された多結晶シリコン膜
と、前記多結晶シリコン膜上に形成されたバリアメタル
膜と、前記バリアメタル膜上に形成されその側壁上部が
テーパー形状であるタングステン膜とから成るゲート電
極と、(c)前記ゲート電極の側部および上部に形成さ
れた絶縁膜と、(d)前記ソースもしくはドレイン上に
形成され、前記絶縁膜と接するプラグと、を有する。
(3) The semiconductor integrated circuit device of the present invention
(A) a source and a drain formed in a semiconductor substrate; (b) a polycrystalline silicon film formed on a semiconductor substrate between the source and the drain via a gate insulating film; and the polycrystalline silicon film A gate electrode formed of a barrier metal film formed thereon, a tungsten film formed on the barrier metal film and having a tapered upper side wall; and (c) formed on side and upper portions of the gate electrode. An insulating film; and (d) a plug formed on the source or the drain and in contact with the insulating film.

【0013】(4)本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、(a)半導体基板上にゲート絶縁膜を形成する
工程と、(b)前記ゲート絶縁膜上に導電性膜を形成す
る工程と、(c)前記導電性膜上に絶縁膜を形成する工
程と、(d)前記絶縁膜を所望の形状にパターニングす
る工程と、(e)前記絶縁膜をマスクに前記導電性膜の
一部を等方的にエッチングした後、前記絶縁膜をマスク
に前記導電性膜を異方的にエッチングする工程と、
(f)前記絶縁膜および導電性膜をマスクに半導体基板
中に不純物を導入する工程と、を有する。
(4) A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention includes: (a) forming a gate insulating film on a semiconductor substrate; and (b) forming a conductive film on the gate insulating film. (C) a step of forming an insulating film on the conductive film; (d) a step of patterning the insulating film into a desired shape; and (e) a step of forming the conductive film using the insulating film as a mask. After isotropically etching the portion, a step of anisotropically etching the conductive film using the insulating film as a mask,
(F) introducing impurities into the semiconductor substrate using the insulating film and the conductive film as a mask.

【0014】(5)本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、(a)半導体基板上にゲート絶縁膜を形成する
工程と、(b)前記ゲート絶縁膜上に第1の導電性膜を
形成する工程と、(c)前記第1の導電性膜上に第1の
絶縁膜を形成する工程と、(d)前記第1の絶縁膜を所
望の形状にパターニングする工程と、(e)前記第1の
絶縁膜をマスクに前記第1の導電性膜の一部を等方的に
エッチングした後、前記絶縁膜をマスクに前記第1の導
電性膜を異方的にエッチングする工程と、(f)前記絶
縁膜および第1の導電性膜をマスクに半導体基板中に不
純物を導入することによりソースおよびドレイン領域を
形成する工程と、(g)前記第1の導電性膜の上部およ
び側面を覆いソースおよびドレイン領域上に延在する第
2の絶縁膜を形成する工程と、(h)第2の絶縁膜上に
第3の絶縁膜を形成する工程と、(i)前記ソースもし
くはドレイン領域上の第3の絶縁膜を前記第2の絶縁膜
とのエッチング速度差を利用してエッチングすることに
より、前記半導体基板上の第2の絶縁膜表面を露出させ
た後、、露出した前記第2の絶縁膜をエッチングするこ
とによってソースもしくはドレイン領域に達するコンタ
クトホールを形成する工程と、(j)前記コンタクトホ
ール中に第2の導電性膜を埋め込むことによりプラグを
形成する工程と、を有する。
(5) A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention includes: (a) forming a gate insulating film on a semiconductor substrate; and (b) forming a first conductive film on the gate insulating film. Forming; (c) forming a first insulating film on the first conductive film; (d) patterning the first insulating film into a desired shape; and (e). A step of isotropically etching a part of the first conductive film using the first insulating film as a mask, and then anisotropically etching the first conductive film using the insulating film as a mask; (F) forming source and drain regions by introducing impurities into the semiconductor substrate using the insulating film and the first conductive film as a mask; and (g) forming an upper portion of the first conductive film and Forming a second insulating film covering the side surfaces and extending over the source and drain regions; (H) forming a third insulating film on the second insulating film; and (i) etching the third insulating film on the source or drain region with the second insulating film. A contact hole reaching a source or drain region by etching the exposed second insulating film after exposing the surface of the second insulating film on the semiconductor substrate by etching using a speed difference. And (j) forming a plug by burying a second conductive film in the contact hole.

【0015】上記した手段によればゲート電極の側壁上
部をテーパー形状とし、もしくは、ゲート電極を構成す
る導電性膜を等方法的にエッチングした後、異方的にエ
ッチングすることによってゲート電極を形成したので、
その後、ソースもしくはドレイン上にコンタクトホール
を設け導電性膜を埋め込むことによりプラグを形成して
も、ゲート電極と、プラグとの間のマージンを確保する
ことができ、ショート不良を低減することができる。さ
らには、MISFETによって構成される半導体集積回
路装置の高集積化を図ることができる。
According to the above-described means, the upper portion of the side wall of the gate electrode is tapered, or the conductive film forming the gate electrode is isotropically etched and then anisotropically etched to form the gate electrode. Because
Thereafter, even if a plug is formed by providing a contact hole on the source or the drain and burying the conductive film, a margin between the gate electrode and the plug can be secured, and a short circuit defect can be reduced. . Further, high integration of the semiconductor integrated circuit device constituted by the MISFET can be achieved.

【0016】[0016]

【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。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。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. 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.

【0017】(実施の形態1)本発明の実施の形態1で
ある半導体集積回路装置の製造方法を図1〜図9を用い
て工程順に説明する。
(Embodiment 1) A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to Embodiment 1 of the present invention will be described in the order of steps with reference to FIGS.

【0018】まず、図1に示すように、例えば1〜10
Ωcm程度の比抵抗を有するp型の単結晶シリコンからな
る半導体基板(以下、単に基板という)1に素子分離溝
2を形成する。
First, as shown in FIG.
An element isolation groove 2 is formed in a semiconductor substrate (hereinafter, simply referred to as a substrate) 1 made of p-type single crystal silicon having a specific resistance of about Ωcm.

【0019】上記素子分離溝2を形成するには、まず素
子分離領域の基板1をエッチングして深さ350nm程度
の溝を形成した後、基板1を約1000℃で熱酸化する
ことによって、溝の内壁に膜厚10nm程度の薄い酸化シ
リコン膜6を形成する。この酸化シリコン膜6は、溝の
内壁に生じたドライエッチングのダメージを回復すると
共に、次の工程で溝の内部に埋め込まれる酸化シリコン
膜7と基板1との界面に生じるストレスを緩和するため
に形成する。次いで、溝2の内部に酸化シリコン膜7を
形成する。この酸化シリコン膜7は、溝内部を含む酸化
シリコン膜6上に形成された後、その表面がCMP法に
より研磨されることにより、素子分離溝2の内部に残存
する。
In order to form the element isolation groove 2, the substrate 1 in the element isolation region is first etched to form a groove having a depth of about 350 nm, and then the substrate 1 is thermally oxidized at about 1000 ° C. A thin silicon oxide film 6 having a thickness of about 10 nm is formed on the inner wall of the substrate. The silicon oxide film 6 is used to recover the damage caused by the dry etching generated on the inner wall of the groove and to relieve the stress generated at the interface between the silicon oxide film 7 embedded in the groove and the substrate 1 in the next step. Form. Next, a silicon oxide film 7 is formed inside the groove 2. After the silicon oxide film 7 is formed on the silicon oxide film 6 including the inside of the trench, the surface thereof is polished by the CMP method, so that the silicon oxide film 7 remains inside the element isolation trench 2.

【0020】次に、基板1にホウ素等のp型不純物およ
びリン等のn型不純物をそれぞれイオン打ち込みした
後、約1000℃の熱処理で拡散させることによって、
p型ウエル3およびn型ウエル4を形成する。
Next, a p-type impurity such as boron and an n-type impurity such as phosphorus are ion-implanted into the substrate 1 and then diffused by a heat treatment at about 1000 ° C.
A p-type well 3 and an n-type well 4 are formed.

【0021】次に、基板1の表面をウェット洗浄した
後、約800℃の熱酸化でp型ウエル3およびn型ウエ
ル4のそれぞれの表面に膜厚6nm程度の清浄なゲート酸
化膜8を形成する。
Next, after the surface of the substrate 1 is wet-cleaned, a clean gate oxide film 8 having a thickness of about 6 nm is formed on each surface of the p-type well 3 and the n-type well 4 by thermal oxidation at about 800.degree. I do.

【0022】さらに、ゲート酸化膜8の上にリンをドー
プした膜厚100nm程度の低抵抗多結晶シリコン膜9a
をCVD法で堆積し、続いて、その上部にスパッタリン
グ法で膜厚50nm程度のW膜9c(導電性膜)を堆積
し、さらに、その上部にCVD法で膜厚100nm程度の
窒化シリコン膜10(絶縁膜)を堆積する。
Further, on the gate oxide film 8, a phosphorus-doped low-resistance polycrystalline silicon film 9a having a thickness of about 100 nm is formed.
Is deposited by a CVD method, a W film 9c (conductive film) having a thickness of about 50 nm is deposited thereon by a sputtering method, and a silicon nitride film 10 having a thickness of about 100 nm is further formed thereon by a CVD method. (Insulating film).

【0023】次いで、図2に示すように、フォトレジス
ト膜(図示せず)をマスクにして窒化シリコン膜10を
ドライエッチングする。この後、窒化シリコン膜10を
マスクにしてW膜9cおよび多結晶シリコン膜9aをエ
ッチングすることにより、W膜9cおよび多結晶シリコ
ン膜9aからなるゲート電極9を形成するのであるが、
その工程を図3(a)〜(c)を参酌しながら詳細に説
明する。
Next, as shown in FIG. 2, the silicon nitride film 10 is dry-etched using a photoresist film (not shown) as a mask. Thereafter, the gate electrode 9 made of the W film 9c and the polycrystalline silicon film 9a is formed by etching the W film 9c and the polycrystalline silicon film 9a using the silicon nitride film 10 as a mask.
The steps will be described in detail with reference to FIGS.

【0024】図3(a)は、図2のpウエル領域上の部
分拡大図である。図3(a)に示す、所望の形状にエッ
チングされた窒化シリコン膜10をマスクにして、W膜
9cの一部を等方的にエッチングすることにより、窒化
シリコン膜10下にアンダーカットを生じさせる(図3
(b))。次いで、図2(c)に示すように、窒化シリ
コン膜10をマスクにしてW膜9cを異方的にエッチン
グする。W膜9cの等方的なエッチング量は、W膜9c
のアンダーカットにより生ずる抵抗の増加が、MISF
ETの動作上問題とならないよう設定する。
FIG. 3A is a partially enlarged view of the p-well region in FIG. Using the silicon nitride film 10 etched into a desired shape as shown in FIG. 3A as a mask, a part of the W film 9c is isotropically etched to produce an undercut under the silicon nitride film 10. (Figure 3
(B)). Next, as shown in FIG. 2C, the W film 9c is anisotropically etched using the silicon nitride film 10 as a mask. The amount of isotropic etching of the W film 9c is
The increase in resistance caused by the undercut of
Set so that there is no problem in the operation of ET.

【0025】次いで、窒化シリコン膜10をマスクに多
結晶シリコン膜9aを異方的にエッチングする。この結
果、図4に示すように、その肩部がテーパー形状となっ
たW膜9cおよび多結晶シリコン膜9aからなるゲート
電極9が形成される。
Next, the polycrystalline silicon film 9a is anisotropically etched using the silicon nitride film 10 as a mask. As a result, as shown in FIG. 4, a gate electrode 9 composed of a W film 9c and a polycrystalline silicon film 9a having tapered shoulders is formed.

【0026】次に、図5に示すように、p型ウエル3上
のゲート電極9の両側に、リンもしくはヒ素等のn型不
純物をイオン打ち込みすることによって、n型半導体領
域11を形成し、また、n型ウエル5上のゲート電極9
の両側に、ホウ素等のp型不純物をイオン打ち込みする
ことによって、p型半導体領域12を形成する。次に、
基板1上にCVD法で膜厚50nm程度の窒化シリコン膜
を堆積した後、この窒化シリコン膜を異方的にエッチン
グすることによって、ゲート電極9の側壁にサイドウォ
ールスペーサ13aを形成する。
Next, as shown in FIG. 5, on both sides of the gate electrode 9 on the p-type well 3, an n-type impurity such as phosphorus or arsenic is ion-implanted to form an n-type semiconductor region 11, Also, the gate electrode 9 on the n-type well 5
The p-type semiconductor region 12 is formed by ion-implanting a p-type impurity such as boron into both sides of the substrate. next,
After depositing a silicon nitride film having a thickness of about 50 nm on the substrate 1 by the CVD method, the silicon nitride film is anisotropically etched to form a sidewall spacer 13 a on the side wall of the gate electrode 9.

【0027】次に、p型ウエル3にリンもしくはヒ素等
のn型不純物をイオン打ち込みすることによってn+
半導体領域14(ソース、ドレイン)を形成し、n型ウ
エル4にホウ素等のp型不純物をイオン打ち込みするこ
とによってp+型半導体領域15(ソース、ドレイン)
を形成する。ここまでの工程で、LDD(Lightly Doped
Drain)構造のソース、ドレインを備えたnチャネル型
MISFETQnおよびpチャネル型MISFETQp
が形成される。
Next, an n + -type semiconductor region 14 (source, drain) is formed by ion-implanting an n-type impurity such as phosphorus or arsenic into the p-type well 3, and a p-type semiconductor such as boron is formed in the n-type well 4. By implanting impurities, the p + type semiconductor region 15 (source, drain)
To form Up to this point, LDD (Lightly Doped
N-channel type MISFET Qn and p-channel type MISFET Qp
Is formed.

【0028】次に、図6に示すように、基板1上にCV
D法で膜厚700nm〜800nm程度の酸化シリコン膜1
6を堆積した後、酸化シリコン膜16をCMP法で研磨
してその表面を平坦化する。次に、フォトレジスト膜
(図示せず)をマスクにして酸化シリコン膜16をドラ
イエッチングすることによって、複数のコンタクトホー
ル22を形成する。
Next, as shown in FIG.
Silicon oxide film 1 having a thickness of about 700 nm to 800 nm by D method
After depositing 6, the silicon oxide film 16 is polished by a CMP method to flatten its surface. Next, a plurality of contact holes 22 are formed by dry-etching the silicon oxide film 16 using a photoresist film (not shown) as a mask.

【0029】次に、コンタクトホール22の内部を含む
酸化シリコン膜16の上部に膜厚300nm程度のタング
ステン膜27をスパッタリング法を用いて堆積した後、
CMP法を用いて酸化シリコン膜16の表面が露出する
までタングステン膜27を研磨することによって、コン
タクトホール22の内部にタングステン膜27を残存さ
せる。
Next, a tungsten film 27 having a thickness of about 300 nm is deposited on the silicon oxide film 16 including the inside of the contact hole 22 by a sputtering method.
The tungsten film 27 is polished by CMP until the surface of the silicon oxide film 16 is exposed, so that the tungsten film 27 is left inside the contact hole 22.

【0030】さらに、タングステン膜27および酸化シ
リコン膜16上にメタル膜30を形成し、所望の形状に
パターニングすることによりタングステン膜27上の上
層配線30を形成する。さらに、上層配線30の上部に
酸化シリコン膜34を形成する。このように、酸化シリ
コン膜およびメタル膜の形成の繰り返しにより前記タン
グステン膜27を介してMISFETのソースもしくは
ドレインに接続される多層配線を形成することができ
る。
Further, a metal film 30 is formed on the tungsten film 27 and the silicon oxide film 16 and is patterned into a desired shape to form an upper wiring 30 on the tungsten film 27. Further, a silicon oxide film 34 is formed on the upper wiring 30. As described above, by repeatedly forming the silicon oxide film and the metal film, a multilayer wiring connected to the source or the drain of the MISFET via the tungsten film 27 can be formed.

【0031】このように、本実施の形態によれば、窒化
シリコン膜10をマスクにゲート電極の上部を構成する
W膜9cの一部を等方的にエッチングし、窒化シリコン
膜10下にアンダーカットを生じさせた後に、異方的に
エッチングすることによってゲート電極を形成したの
で、ゲート電極9の側壁上部をテーパー形状とすること
ができ、ゲート電極の近傍のコンタクトホール内のタン
グステン膜27とゲート電極9との間のマージンを確保
することができる。即ち、図8に示すように、ゲート電
極9の側壁上部をテーパー形状にしない場合は、、ゲー
ト電極9とタングステン膜27との間がAであるのに対
し、ゲート電極9の側壁上部をテーパー形状とした場合
は、ゲート電極9とタングステン膜との間がA+Bとな
りタングステン膜とゲート電極との間のマージンを確保
することができる。その結果、ショート不良を低減する
ことができる。また、MISFETの高集積化を図るこ
とができる。
As described above, according to the present embodiment, a part of the W film 9c constituting the upper part of the gate electrode is isotropically etched using the silicon nitride film 10 as a mask, and the under film is formed under the silicon nitride film 10. Since the gate electrode was formed by anisotropically etching after the cut was made, the upper part of the side wall of the gate electrode 9 could be tapered, and the tungsten film 27 in the contact hole near the gate electrode could be formed. A margin with the gate electrode 9 can be secured. That is, as shown in FIG. 8, when the upper portion of the side wall of the gate electrode 9 is not tapered, the gap between the gate electrode 9 and the tungsten film 27 is A, whereas the upper portion of the side wall of the gate electrode 9 is tapered. In the case of the shape, the space between the gate electrode 9 and the tungsten film becomes A + B, and a margin between the tungsten film and the gate electrode can be secured. As a result, short-circuit defects can be reduced. Further, high integration of the MISFET can be achieved.

【0032】また、図6においては、ゲート電極9の側
壁に形成されたサイドウォールスペーサ13aとコンタ
クトホール22との間にゆとりがあるが、MISFET
が集積している場所においては、図9に示すように、コ
ンタクトホール22aの一部が、ゲート電極上の窒化シ
リコン膜10と重なるよう形成される。この場合、この
コンタクトホール22aは、窒化シリコンに対する酸化
シリコンのエッチングレートが大きくなるような条件
と、シリコンに対する窒化シリコンのエッチングレート
が大きくなるような条件とを組合せて行うことによりゲ
ート電極9に対して自己整合で形成することができる。
In FIG. 6, although there is a space between the side wall spacer 13a formed on the side wall of the gate electrode 9 and the contact hole 22, the MISFET
In a place where is accumulated, as shown in FIG. 9, a part of the contact hole 22a is formed so as to overlap the silicon nitride film 10 on the gate electrode. In this case, the contact hole 22a is formed with respect to the gate electrode 9 by performing a combination of a condition for increasing the etching rate of silicon oxide with respect to silicon nitride and a condition for increasing the etching rate of silicon nitride with respect to silicon. And can be formed in a self-aligned manner.

【0033】このような場合においては特に、コンタク
トホール22a内のタングステン膜27とゲート電極9
との間のマージンを確保が困難であるため、本実施の形
態のごとくゲート電極9の側壁上部をテーパー形状とす
ることによる効果が大きくなる。
In such a case, in particular, the tungsten film 27 in the contact hole 22a and the gate electrode 9
Since it is difficult to secure a margin between the gate electrode 9 and the gate electrode 9, the effect obtained by forming the upper portion of the side wall of the gate electrode 9 into a tapered shape as in the present embodiment is increased.

【0034】(実施の形態2)本発明の実施の形態2で
ある半導体集積回路装置の製造方法であるメモリセル部
の製造方法について図10〜図14を用いて工程順に説
明する。
(Embodiment 2) A method of manufacturing a memory cell portion as a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to Embodiment 2 of the present invention will be described in the order of steps with reference to FIGS.

【0035】まず、図10に示すように、例えば1〜1
0Ωcm程度の比抵抗を有するp型の単結晶シリコンから
なる半導体基板(以下、単に基板という)1に素子分離
溝2を形成する。この素子分離2は、実施の形態1の場
合と同様に、まず素子分離領域の基板1をエッチングし
て溝を形成した後、熱酸化することによって、溝の内壁
に膜厚10nm程度の薄い酸化シリコン膜6を形成し、次
いで、溝2の内部に酸化シリコン膜7を埋め込むことに
より形成する。
First, as shown in FIG.
An element isolation groove 2 is formed in a semiconductor substrate (hereinafter simply referred to as a substrate) 1 made of p-type single crystal silicon having a specific resistance of about 0 Ωcm. As in the case of the first embodiment, the element isolation 2 is formed by first etching the substrate 1 in the element isolation region to form a groove, and then performing thermal oxidation to form a thin oxide film having a thickness of about 10 nm on the inner wall of the groove. A silicon film 6 is formed and then formed by embedding a silicon oxide film 7 inside the trench 2.

【0036】次に、基板1にホウ素等のp型不純物およ
びリン等のn型不純物をイオン打ち込みした後、約10
00℃の熱処理で拡散させることによって、n型ウエル
5およびp型ウエル3を形成する。
Next, after implanting a p-type impurity such as boron and an n-type impurity such as phosphorus into the substrate 1,
The n-type well 5 and the p-type well 3 are formed by diffusing by heat treatment at 00 ° C.

【0037】次に、基板1の表面をウェット洗浄した
後、約800℃の熱酸化によってp型ウエル3の表面に
膜厚6nm程度の清浄なゲート酸化膜8を形成する。次い
で、ゲート酸化膜8の上部にリン(P)をドープした膜
厚100nm程度の低抵抗多結晶シリコン膜9aをCVD
法で堆積し、続いてその上部にスパッタリング法で膜厚
5nm程度のWN膜9b(バリアメタル膜)と膜厚50nm
程度のW膜9c(第1の導電性膜)とを堆積し、さらに
その上部にCVD法で膜厚100nm程度の窒化シリコン
膜10(第1の絶縁膜)を堆積する。次に、フォトレジ
スト膜(図示せず)をマスクにして窒化シリコン膜10
をドライエッチングする。
Next, after the surface of the substrate 1 is wet-cleaned, a clean gate oxide film 8 having a thickness of about 6 nm is formed on the surface of the p-type well 3 by thermal oxidation at about 800.degree. Next, a low-resistance polycrystalline silicon film 9a doped with phosphorus (P) and having a thickness of about 100 nm is formed on the gate oxide film 8 by CVD.
Then, a WN film 9b (barrier metal film) having a film thickness of about 5 nm and a film thickness of 50 nm are formed thereon by sputtering.
A W film 9c (first conductive film) is deposited, and a silicon nitride film 10 (first insulating film) having a thickness of about 100 nm is deposited thereon by CVD. Next, using a photoresist film (not shown) as a mask, the silicon nitride film 10 is formed.
Is dry-etched.

【0038】この後、窒化シリコン膜10をマスクにし
てW膜9c、WN膜9bおよび多結晶シリコン膜9aを
エッチングすることにより、W膜9c、WN膜9bおよ
び多結晶シリコン膜9aからなるゲート電極9(ワード
線WL)を形成する。なお、実施の形態1と同様に、ゲ
ート電極9を、W膜9cおよび多結晶シリコン膜9aか
ら成る2層構造としてもよい。
Thereafter, W film 9c, WN film 9b and polycrystalline silicon film 9a are etched using silicon nitride film 10 as a mask to form a gate electrode composed of W film 9c, WN film 9b and polycrystalline silicon film 9a. 9 (word line WL) is formed. Note that, similarly to the first embodiment, gate electrode 9 may have a two-layer structure including W film 9c and polycrystalline silicon film 9a.

【0039】まず、所望の形状にエッチングされた窒化
シリコン膜10をマスクにして、W膜9cの一部を等方
的にエッチングすることにより、窒化シリコン膜10下
にアンダーカットを生じさせる。次いで、窒化シリコン
膜10をマスクにしてW膜9cを異方的にエッチングす
る。W膜9cの等方的なエッチング量は、W膜9cのア
ンダーカットにより生ずる抵抗の増加が、MISFET
の動作上問題とならないよう設定する。続いて、窒化シ
リコン膜10をマスクにしてWN膜9bおよびW膜9c
を異方的にエッチングする。この結果、その肩部がテー
パー形状となったW膜9c、WN膜9bおよび多結晶シ
リコン膜9aからなるゲート電極9が形成される(図1
1)。
First, using the silicon nitride film 10 etched into a desired shape as a mask, a part of the W film 9c is isotropically etched to produce an undercut under the silicon nitride film 10. Next, the W film 9c is anisotropically etched using the silicon nitride film 10 as a mask. The amount of isotropic etching of the W film 9c is such that the increase in resistance caused by the undercut of the W film 9c is caused by the MISFET.
Set so that there is no problem in the operation of. Subsequently, using the silicon nitride film 10 as a mask, the WN film 9b and the W film 9c
Is anisotropically etched. As a result, a gate electrode 9 composed of a W film 9c, a WN film 9b, and a polycrystalline silicon film 9a having tapered shoulders is formed.
1).

【0040】次に、図12に示すように、p型ウエル3
上のゲート電極9の両側に、リンもしくはヒ素等のn型
不純物をイオン打ち込みすることによって、n型半導体
領域11を形成する。
Next, as shown in FIG.
An n-type semiconductor region 11 is formed by ion-implanting n-type impurities such as phosphorus or arsenic on both sides of the upper gate electrode 9.

【0041】ここまでの工程で、メモリセル選択用のM
ISFETQsが形成される。
In the steps up to this point, the memory cell selection M
ISFET Qs is formed.

【0042】次に、基板1上にCVD法で窒化シリコン
膜13(第2の絶縁膜)を堆積し、続いて窒化シリコン
膜13の上部にCVD法で酸化シリコン膜16(第3の
絶縁膜)を堆積した後、酸化シリコン膜16をCMP法
で研磨してその表面を平坦化する。
Next, a silicon nitride film 13 (second insulating film) is deposited on the substrate 1 by the CVD method, and then a silicon oxide film 16 (third insulating film) is formed on the silicon nitride film 13 by the CVD method. Is deposited, the silicon oxide film 16 is polished by the CMP method to flatten the surface.

【0043】次いで、図13に示すように、フォトレジ
スト膜(図示せず)をマスクにしたドライエッチングで
酸化シリコン膜16をドライエッチングし、続いて窒化
シリコン膜13をドライエッチングすることによって、
メモリセル選択用MISFETQsのn型半導体領域1
1(ソース、ドレイン)の一方の上部にコンタクトホー
ル18、19を形成する。
Next, as shown in FIG. 13, the silicon oxide film 16 is dry-etched by dry etching using a photoresist film (not shown) as a mask, and then the silicon nitride film 13 is dry-etched.
N-type semiconductor region 1 of memory cell selection MISFET Qs
1 (source, drain), contact holes 18 and 19 are formed in one upper part.

【0044】このコンタクトホール18、19の形成に
際し、酸化シリコン膜16のエッチングは、窒化シリコ
ンに対する酸化シリコンのエッチングレートが大きくな
るような条件で行い、窒化シリコン13のエッチング
は、窒化シリコン膜13が異方的にエッチングされるよ
うな条件で行い、ゲート電極9の側壁に窒化シリコン膜
13を残すようにする。これにより、微細な径を有する
コンタクトホール18、19がゲート電極9に対して自
己整合(セルフアライン)で形成される。
In forming the contact holes 18 and 19, the etching of the silicon oxide film 16 is performed under conditions that increase the etching rate of silicon oxide with respect to silicon nitride. The etching is performed under the condition that the etching is performed anisotropically so that the silicon nitride film 13 is left on the side wall of the gate electrode 9. As a result, contact holes 18 and 19 having a fine diameter are formed in self-alignment (self-alignment) with gate electrode 9.

【0045】次に、コンタクトホール18、19の内部
にプラグ20を形成する。このプラグ20は、コンタク
トホール18、19の内部を含む酸化シリコン膜16の
上部にリン(P)などのn型不純物をドープした低抵抗
多結晶シリコン膜(第2の導電性膜)をCVD法で堆積
し、続いてこの多結晶シリコン膜をエッチバック(また
はCMP法で研磨)してコンタクトホール18、19の
内部のみに残すことによって形成する。
Next, a plug 20 is formed inside the contact holes 18 and 19. The plug 20 is formed by depositing a low-resistance polycrystalline silicon film (second conductive film) doped with an n-type impurity such as phosphorus (P) on the silicon oxide film 16 including the insides of the contact holes 18 and 19 by a CVD method. Then, this polycrystalline silicon film is etched back (or polished by a CMP method) and left only in the contact holes 18 and 19 to form the polycrystalline silicon film.

【0046】次に、図14に示すように、酸化シリコン
膜16の上部にCVD法で酸化シリコン膜21を堆積
し、続いて、酸化シリコン膜21の上部に図示しないビ
ット線を形成した後、ビット線の上部にCVD法で酸化
シリコン膜34を堆積し、さらに、コンタクトホール1
9の上部の酸化シリコン膜34および21をエッチング
により除去し、コンタクトホール38を形成してその内
部にプラグ39を形成する。
Next, as shown in FIG. 14, a silicon oxide film 21 is deposited on the silicon oxide film 16 by the CVD method, and a bit line (not shown) is formed on the silicon oxide film 21. A silicon oxide film 34 is deposited on the bit line by the CVD method.
The silicon oxide films 34 and 21 on the upper portion 9 are removed by etching, a contact hole 38 is formed, and a plug 39 is formed therein.

【0047】次に、酸化シリコン膜34の上部にCVD
法で窒化シリコン膜40および酸化シリコン膜41を順
次堆積し、続いて、酸化シリコン膜41および窒化シリ
コン膜40をエッチングして溝42を形成した後、溝4
2の内部に下部電極43、容量絶縁膜44および上部電
極45からなる情報蓄積用容量素子Cを形成することに
よって、メモリセルがほぼ完成する。情報蓄積用容量素
子の下部電極43は、例えばn型不純物をドープした低
抵抗多結晶シリコン膜で構成する。また、容量絶縁膜4
4は例えば酸化タンタル(Ta2O5)膜で構成し、上
部電極45は例えば窒化チタン(TiN)膜で構成す
る。
Next, CVD is performed on the silicon oxide film 34.
A silicon nitride film 40 and a silicon oxide film 41 are sequentially deposited by a method, and then the silicon oxide film 41 and the silicon nitride film 40 are etched to form a groove 42.
A memory cell is almost completed by forming an information storage capacitance element C including a lower electrode 43, a capacitance insulating film 44, and an upper electrode 45 inside 2. The lower electrode 43 of the information storage capacitor is formed of, for example, a low-resistance polycrystalline silicon film doped with an n-type impurity. In addition, the capacitance insulating film 4
Reference numeral 4 denotes, for example, a tantalum oxide (Ta2O5) film, and the upper electrode 45 includes, for example, a titanium nitride (TiN) film.

【0048】このように、本実施の形態によれば、窒化
シリコン膜10をマスクにゲート電極の上部を構成する
W膜9cの一部を等方的にエッチングし、窒化シリコン
膜10下にアンダーカットを生じさせた後に、異方的に
エッチングすることによってゲート電極を形成したの
で、ゲート電極9の側壁上部をテーパー形状とすること
ができる。従って、ゲート電極の近傍のコンタクトホー
ル内に埋めこまれたプラグ20とゲート電極9との間の
マージンを確保することができ、ショート不良を低減す
ることができる。また、MISFETの高集積化を図る
ことができる。
As described above, according to the present embodiment, a part of the W film 9c constituting the upper part of the gate electrode is isotropically etched using the silicon nitride film 10 as a mask, and the under film is formed under the silicon nitride film 10. Since the gate electrode is formed by anisotropically etching after the cut is made, the upper portion of the side wall of the gate electrode 9 can be tapered. Therefore, a margin between the plug 20 buried in the contact hole near the gate electrode and the gate electrode 9 can be secured, and short-circuit failure can be reduced. Further, high integration of the MISFET can be achieved.

【0049】特に、メモリセル選択用MISFETQs
は、高集積化が要求されるため前述のSAC技術を用
い、コンタクトホールがゲート電極9に対して自己整合
で形成される。
In particular, the memory cell selecting MISFET Qs
Since high integration is required, a contact hole is formed in self-alignment with the gate electrode 9 using the above-described SAC technique.

【0050】このような場合においては特に、コンタク
トホール内のプラグとゲート電極との間のマージンを確
保することが困難となるため、本実施の形態のごとくゲ
ート電極9の側壁上部をテーパー形状とすることによる
効果は大きい。
In such a case, particularly, it is difficult to secure a margin between the plug in the contact hole and the gate electrode. Therefore, as in the present embodiment, the upper portion of the side wall of the gate electrode 9 has a tapered shape. The effect of doing so is great.

【0051】なお、実施の形態2は、メモリセル部の製
造方法に本発明を適用した場合について説明したが、周
辺回路を含めたDRAMの製造方法に本発明を適用する
ことも可能である。即ち、実施の形態1で示したような
周辺回路領域と、実施の形態2で示したメモリセル部を
同一基板上に形成する場合にも、本発明を適用すること
ができる。
In the second embodiment, the case where the present invention is applied to a method of manufacturing a memory cell portion has been described. However, the present invention can be applied to a method of manufacturing a DRAM including peripheral circuits. That is, the present invention can be applied to the case where the peripheral circuit region described in Embodiment 1 and the memory cell portion described in Embodiment 2 are formed over the same substrate.

【0052】この場合、周辺回路領域のゲート電極9
は、メモリセル部のゲート電極9(ワード線WL)と同
一工程で形成し、ゲート電極9を構成するW膜9cの一
部を等方的にエッチングした後、異方的にエッチングす
ることによって、W膜9cの肩部をテーパー形状とす
る。
In this case, the gate electrode 9 in the peripheral circuit region
Is formed in the same step as the gate electrode 9 (word line WL) of the memory cell portion, and a portion of the W film 9c constituting the gate electrode 9 is isotropically etched and then anisotropically etched. , The shoulder of the W film 9c is tapered.

【0053】また、実施の形態2で説明したビット線を
埋め込み配線とし、実施の形態1で説明したプラグ27
と同時に形成することができる。
Further, the bit line described in the second embodiment is used as an embedded wiring, and the plug 27 described in the first embodiment is used.
It can be formed at the same time.

【0054】このような工程により、プラグ20、27
とゲート電極9との間のマージンを確保することがで
き、ショート不良を低減することができ半導体集積回路
装置を短工程で製造することができる。また、MISF
ETの高集積化を図った半導体集積回路装置を短工程で
製造することができる。
By such a process, the plugs 20, 27
A margin between the gate electrode 9 and the gate electrode 9 can be secured, a short circuit defect can be reduced, and a semiconductor integrated circuit device can be manufactured in a short process. Also, MISF
A semiconductor integrated circuit device with high integration of ET can be manufactured in a short process.

【0055】以上、本発明者によってなされた方法発明
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言うま
でもない。
As described above, the method invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments of the present invention. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and the present invention is not limited thereto. It goes without saying that various changes can be made.

【0056】[0056]

【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、
以下の通りである。
Advantageous effects obtained by typical ones of the inventions disclosed by the present application will be briefly described as follows.
It is as follows.

【0057】本発明によれば、絶縁膜をマスクにゲート
電極を構成する導電性膜の一部を等方法的にエッチング
した後、異方的にエッチングすることによってゲート電
極の側壁上部をテーパー形状としたので、その後ゲート
電極の近傍のコンタクトホール内にプラグや配線等を形
成しても、これらの間のマージンを確保することがで
き、ショート不良を低減することができる。また、これ
らの間のマージンを確保することができれば、半導体集
積回路装置の高集積化を図ることができる。
According to the present invention, a part of the conductive film constituting the gate electrode is isotropically etched using the insulating film as a mask, and then anisotropically etched so that the upper portion of the side wall of the gate electrode is tapered. Therefore, even if a plug, a wiring, or the like is formed in the contact hole near the gate electrode thereafter, a margin between them can be secured, and a short circuit failure can be reduced. Further, if a margin between them can be secured, high integration of the semiconductor integrated circuit device can be achieved.

【0058】特に、微細化が要求されSAC技術が用い
られる場合には、窒化シリコン膜の薄膜化によりコンタ
クトホール内のタングステン膜やプラグとゲート電極と
の間のマージンを確保することが困難であるが、本発明
を適用すれば、これらの間のマージンを確保することが
できる。また、これらの間のマージンを確保することが
できれば、半導体集積回路装置の高集積化を図ることが
できる。
In particular, when miniaturization is required and the SAC technique is used, it is difficult to secure a margin between the gate electrode and the tungsten film or plug in the contact hole due to the thinning of the silicon nitride film. However, by applying the present invention, a margin between them can be secured. Further, if a margin between them can be secured, high integration of the semiconductor integrated circuit device can be achieved.

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

【図1】本発明の実施の形態1である半導体集積回路装
置の製造方法を示す基板の要部断面図である。
FIG. 1 is a fragmentary cross-sectional view of a substrate, illustrating a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to Embodiment 1 of the present invention;

【図2】本発明の実施の形態1である半導体集積回路装
置の製造方法を示す基板の要部断面図である。
FIG. 2 is a fragmentary cross-sectional view of the substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention;

【図3】本発明の実施の形態1である半導体集積回路装
置の製造方法を示す基板の要部断面図である。
FIG. 3 is a fragmentary cross-sectional view of the substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention;

【図4】本発明の実施の形態1である半導体集積回路装
置の製造方法を示す基板の要部断面図である。
FIG. 4 is a fragmentary cross-sectional view of the substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention;

【図5】本発明の実施の形態1である半導体集積回路装
置の製造方法を示す基板の要部断面図である。
FIG. 5 is a fragmentary cross-sectional view of the substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention;

【図6】本発明の実施の形態1である半導体集積回路装
置の製造方法を示す基板の要部断面図である。
FIG. 6 is a fragmentary cross-sectional view of the substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention;

【図7】本発明の実施の形態1である半導体集積回路装
置の製造方法を示す基板の要部断面図である。
FIG. 7 is a fragmentary cross-sectional view of the substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention;

【図8】本発明の効果を説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining the effect of the present invention.

【図9】本発明の実施の形態1である半導体集積回路装
置の製造方法を示す基板の要部断面図である。
FIG. 9 is a fragmentary cross-sectional view of the substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施の形態2である半導体集積回路
装置の製造方法を示す基板の要部断面図である。
FIG. 10 is a fragmentary cross-sectional view of the substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the second embodiment of the present invention;

【図11】本発明の実施の形態2である半導体集積回路
装置の製造方法を示す基板の要部断面図である。
FIG. 11 is a fragmentary cross-sectional view of the substrate showing the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the second embodiment of the present invention;

【図12】本発明の実施の形態2である半導体集積回路
装置の製造方法を示す基板の要部断面図である。
FIG. 12 is a fragmentary cross-sectional view of the substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the second embodiment of the present invention;

【図13】本発明の実施の形態2である半導体集積回路
装置の製造方法を示す基板の要部断面図である。
FIG. 13 is a fragmentary cross-sectional view of the substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the second embodiment of the present invention;

【図14】本発明の実施の形態2である半導体集積回路
装置の製造方法を示す基板の要部断面図である。
FIG. 14 is a fragmentary cross-sectional view of the substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the second embodiment of the present invention;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板 2 素子分離溝 3 p型ウエル 4 n型ウエル 5 n型ウエル 6 酸化シリコン膜 7 酸化シリコン膜 8 ゲート酸化膜 9a 多結晶シリコン膜 9b WN膜 9c W膜 9 ゲート電極 10 窒化シリコン膜 11 n型半導体領域 12 p型半導体領域 13 窒化シリコン膜 13a サイドウォールスペーサ 14 n型半導体領域 15 p型半導体領域 16 酸化シリコン膜 18 コンタクトホール 19 コンタクトホール 20 プラグ 21 酸化シリコン膜 22 コンタクトホール 22a コンタクトホール 27 プラグ 30 上層配線 34 酸化シリコン膜 38 コンタクトホール 39 プラグ 40 窒化シリコン膜 41 酸化シリコン膜 42 溝 43 下部電極 44 容量絶縁膜 45 上部電極 C 情報蓄積用容量素子 Qn nチャネル型MISFET Qp pチャネル型MISFET Qs メモリセル選択用MISFET WL ワード線 Reference Signs List 1 semiconductor substrate 2 element isolation groove 3 p-type well 4 n-type well 5 n-type well 6 silicon oxide film 7 silicon oxide film 8 gate oxide film 9a polycrystalline silicon film 9b WN film 9c W film 9 gate electrode 10 silicon nitride film 11 n-type semiconductor region 12 p-type semiconductor region 13 silicon nitride film 13a sidewall spacer 14 n-type semiconductor region 15 p-type semiconductor region 16 silicon oxide film 18 contact hole 19 contact hole 20 plug 21 silicon oxide film 22 contact hole 22a contact hole 27 Plug 30 Upper layer wiring 34 Silicon oxide film 38 Contact hole 39 Plug 40 Silicon nitride film 41 Silicon oxide film 42 Groove 43 Lower electrode 44 Capacitive insulating film 45 Upper electrode C Information storage capacitor Qn n-channel type MISF T Qp p-channel type MISFET Qs for memory cell selection MISFET WL the word line

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 27/092 H01L 27/08 321F 27/108 27/10 621C 21/8242 681A 29/43 29/62 G 21/336 29/78 301Y (72)発明者 青柳 隆 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体グループ内 (72)発明者 齋藤 大輔 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体グループ内 Fターム(参考) 4M104 BB01 BB18 CC01 CC05 DD02 DD07 EE05 EE09 EE17 FF08 FF13 FF18 GG09 GG10 GG14 GG16 HH20 5F033 HH04 HH19 HH34 JJ04 JJ19 KK01 LL04 MM05 MM08 MM19 NN37 NN40 PP06 PP15 QQ08 QQ09 QQ11 QQ16 QQ18 QQ25 QQ28 QQ31 QQ33 QQ37 QQ48 RR04 RR06 SS11 TT08 VV06 VV16 XX31 5F040 DA00 DA14 DB01 DC01 EA08 EC01 EC02 EC04 EC07 EC12 EC19 EF02 EH02 EH08 EJ03 EK05 FA07 FB02 FC10 FC21 FC23 5F048 AA01 AA07 AB01 AC03 AC10 BA01 BB01 BB05 BB06 BB09 BB13 BC06 BE03 BF00 BF03 BF07 BF11 BF12 BF15 BF16 BG13 DA27 5F083 AD01 AD10 AD24 AD61 JA06 JA39 JA40 KA01 MA06 MA17 MA19 NA01 PR03 PR12 PR29 PR40 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (Reference) H01L 27/092 H01L 27/08 321F 27/108 27/10 621C 21/8242 681A 29/43 29/62 G 21/336 29/78 301Y (72) Inventor Takashi Aoyagi 5-2-1, Josuihonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Within the Semiconductor Group, Hitachi, Ltd. (72) Daisuke Saito 5--20, Josuihoncho, Kodaira-shi, Tokyo No. 1 F-term in Hitachi, Ltd. Semiconductor Group F-term (reference) 4M104 BB01 BB18 CC01 CC05 DD02 DD07 EE05 EE09 EE17 FF08 FF13 FF18 GG09 GG10 GG14 GG16 HH20 5F033 HH04 HH19 HH34 JJ04 JJ19 KK01 MM04Q05 NN04Q05 QQ11 QQ16 QQ18 QQ25 QQ28 QQ31 QQ33 QQ37 QQ48 RR04 RR06 SS11 TT08 VV06 VV16 XX31 5F040 DA00 DA14 DB01 DC01 EA08 EC01 EC02 EC04 EC07 EC12 EC19 EF02 EH02 EH08 EJ03 EK05 FA07 CB02 FC01 FC01 FC02 BC06 BE03 BF00 BF03 BF07 BF11 BF12 BF15 BF16 BG13 DA27 5F083 AD01 AD10 AD24 AD61 JA06 JA39 JA40 KA01 MA06 MA17 MA19 NA01 PR03 PR12 PR29 PR40

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)半導体基板中に形成されたソース
およびドレインと、 (b)前記ソースとドレインとの間の半導体基板上にゲ
ート絶縁膜を介して形成されたゲート電極であって、そ
の側壁上部がテーパー形状であるゲート電極と、 (c)前記ゲート電極の側部および上部に形成された絶
縁膜と、 を有することを特徴とする半導体集積回路装置。
1. A gate electrode formed on a semiconductor substrate between a source and a drain via a gate insulating film, wherein: (a) a source and a drain formed in the semiconductor substrate; A semiconductor integrated circuit device comprising: a gate electrode having an upper portion having a tapered side wall; and (c) an insulating film formed on a side portion and an upper portion of the gate electrode.
【請求項2】 (a)半導体基板中に形成されたソース
およびドレインと、 (b)前記ソースとドレインとの間の半導体基板上にゲ
ート絶縁膜を介して形成されたゲート電極であって、そ
の側壁上部がテーパー形状であるゲート電極と、 (c)前記ゲート電極の側部および上部に形成さた絶縁
膜と、 (d)前記ソースもしくはドレイン上に形成され、前記
絶縁膜と接するプラグと、 を有することを特徴とする半導体集積回路装置。
2. A gate electrode formed on a semiconductor substrate between a source and a drain via a gate insulating film, wherein: (a) a source and a drain formed in the semiconductor substrate; (C) an insulating film formed on a side portion and an upper portion of the gate electrode; and (d) a plug formed on the source or the drain and in contact with the insulating film. A semiconductor integrated circuit device comprising:
【請求項3】 (a)半導体基板中に形成されたソース
およびドレインと、 (b)前記ソースとドレインとの間の半導体基板上にゲ
ート絶縁膜を介して形成された多結晶シリコン膜と、前
記多結晶シリコン膜上に形成されたバリアメタル膜と、
前記バリアメタル膜上に形成されその側壁上部がテーパ
ー形状であるタングステン膜とから成るゲート電極と、 (c)前記ゲート電極の側部および上部に形成された絶
縁膜と、 (d)前記ソースもしくはドレイン上に形成され、前記
絶縁膜と接するプラグと、 を有することを特徴とする半導体集積回路装置。
(A) a source and a drain formed in the semiconductor substrate; (b) a polycrystalline silicon film formed on the semiconductor substrate between the source and the drain via a gate insulating film; A barrier metal film formed on the polycrystalline silicon film;
A gate electrode formed of a tungsten film formed on the barrier metal film and having a tapered upper wall portion; (c) an insulating film formed on side and upper portions of the gate electrode; And a plug formed on the drain and in contact with the insulating film.
【請求項4】 (a)半導体基板上にゲート絶縁膜を形
成する工程と、 (b)前記ゲート絶縁膜上に導電性膜を形成する工程
と、 (c)前記導電性膜上に絶縁膜を形成する工程と、 (d)前記絶縁膜を所望の形状にパターニングする工程
と、 (e)前記絶縁膜をマスクに前記導電性膜の一部を等方
的にエッチングした後、前記絶縁膜をマスクに前記導電
性膜を異方的にエッチングする工程と、 (f)前記絶縁膜および導電性膜をマスクに半導体基板
中に不純物を導入する工程と、 を有することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
法。
4. A process for forming a gate insulating film on a semiconductor substrate, a process for forming a conductive film on the gate insulating film, and a process for forming an insulating film on the conductive film. (D) patterning the insulating film into a desired shape; and (e) isotropically etching the part of the conductive film using the insulating film as a mask, and then etching the insulating film. A step of anisotropically etching the conductive film using the following as a mask; and (f) a step of introducing impurities into a semiconductor substrate using the insulating film and the conductive film as a mask. A method for manufacturing a circuit device.
【請求項5】 (a)半導体基板上にゲート絶縁膜を形
成する工程と、 (b)前記ゲート絶縁膜上に第1の導電性膜を形成する
工程と、 (c)前記第1の導電性膜上に第1の絶縁膜を形成する
工程と、 (d)前記第1の絶縁膜を所望の形状にパターニングす
る工程と、 (e)前記第1の絶縁膜をマスクに前記第1の導電性膜
の一部を等方的にエッチングした後、前記絶縁膜をマス
クに前記第1の導電性膜を異方的にエッチングする工程
と、 (f)前記絶縁膜および第1の導電性膜をマスクに半導
体基板中に不純物を導入することによりソースおよびド
レイン領域を形成する工程と、 (g)前記第1の導電性膜の上部および側面を覆いソー
スおよびドレイン領域上に延在する第2の絶縁膜を形成
する工程と、 (h)第2の絶縁膜上に第3の絶縁膜を形成する工程
と、 (i)前記ソースもしくはドレイン領域上の第3の絶縁
膜を前記第2の絶縁膜とのエッチング速度差を利用して
エッチングすることにより、前記半導体基板上の第2の
絶縁膜表面を露出させた後、、露出した前記第2の絶縁
膜をエッチングすることによってソースもしくはドレイ
ン領域に達するコンタクトホールを形成する工程と、 (j)前記コンタクトホール中に第2の導電性膜を埋め
込むことによりプラグを形成する工程と、 を有することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
法。
5. A step of forming a gate insulating film on a semiconductor substrate, a step of forming a first conductive film on the gate insulating film, and a step of forming a first conductive film on the gate insulating film. Forming a first insulating film on the conductive film; (d) patterning the first insulating film into a desired shape; and (e) forming the first insulating film using the first insulating film as a mask. (F) etching the first conductive film anisotropically using the insulating film as a mask after isotropically etching a part of the conductive film; and (f) the insulating film and the first conductive film. Forming source and drain regions by introducing impurities into the semiconductor substrate using the film as a mask; and (g) forming a source and drain region that covers the upper and side surfaces of the first conductive film and extends over the source and drain regions. (H) forming a third insulating film on the second insulating film; Forming a film; and (i) etching the third insulating film on the source or drain region by using an etching rate difference from the second insulating film to form a second insulating film on the semiconductor substrate. Forming a contact hole reaching a source or drain region by etching the exposed second insulating film after exposing the surface of the insulating film, and (j) forming a second conductive film in the contact hole. Forming a plug by embedding a conductive film. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003297952A (en) * 2002-03-21 2003-10-17 Samsung Electronics Co Ltd Semiconductor element including cylindrical capacitor and its manufacturing method
JP2016028462A (en) * 2009-12-30 2016-02-25 インテル コーポレイション Transistor and method for manufacturing the same

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