JP2001352046A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents

Semiconductor device and its manufacturing method

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JP2001352046A
JP2001352046A JP2000166971A JP2000166971A JP2001352046A JP 2001352046 A JP2001352046 A JP 2001352046A JP 2000166971 A JP2000166971 A JP 2000166971A JP 2000166971 A JP2000166971 A JP 2000166971A JP 2001352046 A JP2001352046 A JP 2001352046A
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mos transistor
transistor
oxide film
post
semiconductor device
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Yoshiaki Asao
吉昭 浅尾
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Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress GIDL of an information transfer transistor of a memory cell, while maintaining a current drive capability of a transistor of a peripheral circuit, as is. SOLUTION: A gate after oxide film of a MOS transistor in the memory cell is made thicker than a gate after oxide film of a MOS transistor in the peripheral circuit. The gate after oxide film of the MOS transistor, requiring a high withstand voltage in the peripheral circuit, is made thicker than that of the MOS transistor not needing the high breakdown voltage.

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、半導体装置に用い
られるトランジスタのゲート後酸化に関する。
The present invention relates to post-gate oxidation of transistors used in semiconductor devices.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のダイナミック・ランダム・アクセ
ス・メモリ(以下、DRAMという)のデバイス構造に
ついて図面を参酌して説明する。図1に従来のDRAM
の断面構造を示す。メモリセル部では、p型シリコン基
板8にトレンチキャパシタ1と情報転送用のMOSトラ
ンジスタ2とが形成されている。トレンチキャパシタ1
はストレージ電極3、キャパシタ絶縁膜4、プレート電
極5からなる。ストレージ電極3はMOSトランジスタ
2のソース/ドレイン領域6の一方と電気的に接続され
ている。ソース/ドレイン領域6の他方はビット線7と
接続されている。周辺回路部では、p型シリコン基板8
にMOSトランジスタ(N型)9が形成されている。こ
こで、メモリセル部及び周辺回路部のMOSトランジス
タ2、9に着目する。これらのMOSトランジスタ2、
9は、p型シリコン基板8上にゲート絶縁膜10が形成
され、そのゲート絶縁膜10の上面にポリシリコン膜1
2が形成されている。ポリシリコン膜12の側面にはゲ
ート後酸化膜11が形成されている。このゲート後酸化
膜11は、ポリシリコン膜12を加工した後に行う酸化
工程により形成される。ポリシリコン膜12及びゲート
後酸化膜11の上面にはシリコン窒化膜14が形成され
ている。また、ゲート後酸化膜11の側面には側壁絶縁
膜であるシリコン窒化膜13が形成されている。このよ
うに、MOSトランジスタ2、9は、それぞれ同様の構
造を有する。
2. Description of the Related Art A device structure of a conventional dynamic random access memory (hereinafter, referred to as DRAM) will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a conventional DRAM.
1 shows a cross-sectional structure. In the memory cell section, a trench capacitor 1 and a MOS transistor 2 for information transfer are formed in a p-type silicon substrate 8. Trench capacitor 1
Comprises a storage electrode 3, a capacitor insulating film 4, and a plate electrode 5. Storage electrode 3 is electrically connected to one of source / drain regions 6 of MOS transistor 2. The other of the source / drain regions 6 is connected to a bit line 7. In the peripheral circuit section, the p-type silicon substrate 8
A MOS transistor (N-type) 9 is formed. Here, attention is focused on the MOS transistors 2 and 9 in the memory cell section and the peripheral circuit section. These MOS transistors 2,
Reference numeral 9 denotes a gate insulating film 10 formed on a p-type silicon substrate 8, and a polysilicon film 1 on an upper surface of the gate insulating film 10.
2 are formed. On the side surface of the polysilicon film 12, a post-gate oxide film 11 is formed. The post-gate oxide film 11 is formed by an oxidation process performed after processing the polysilicon film 12. On the upper surfaces of the polysilicon film 12 and the post-gate oxide film 11, a silicon nitride film 14 is formed. On the side surface of the post-gate oxide film 11, a silicon nitride film 13 as a side wall insulating film is formed. Thus, the MOS transistors 2 and 9 have the same structure.

【0003】また、図2に周辺回路部がCMOS構造で
ある場合の断面図を示した。このCMOSは、p型シリ
コン基板8に形成されたNMOSトランジスタ15と、
p型シリコン基板8内のNウェル17に形成されたPM
OSトランジスタ16とからなる。これらNMOSトラ
ンジスタ15とPMOSトランジスタ16とは、双方と
も図1における周辺回路部のMOSトランジスタ9と同
様の構造となる。図3にメモリセルを選択するワード線
駆動回路系18を示す。このワード線駆動回路系18は
図示せぬロウアドレスデコーダの出力であるロウアドレ
ス信号RAxが入力されるレベル変換回路19と、その
レベル変換回路19からの出力を受けて制御されるワー
ド線駆動回路20を示す。レベル変換回路19は、ロウ
アドレス信号RAxを受けて、そのレベルに応じて例え
ば高レベル側電位として電源電圧の昇圧電位Vppを、
低レベル側電位として接地電位Vssを出力する。ワー
ド線駆動回路20は、ドレインがワード線WLに接続さ
れ、ソースにワード線選択信号WDRVが入力されるP
MOSトランジスタ21と、ドレインがワード線に接続
され、ソースが接地されたNMOSトランジスタ22と
を有する。これらのPMOSトランジスタ21とNMO
Sトランジスタ22のゲートは共通にレベル変換回路1
9の出力ノードN1により駆動される。NMOSトラン
ジスタ23はリセット用トランジスタであり、そのゲー
トにはワード線選択信号WDRVの逆論理の信号/WD
RVが入力される。但し、ワード線選択信号WDRVは
ワード線の選択時に昇圧電位Vpp、非選択時に接地電
位Vssであるが、その逆論理信号/WDRVは高レベ
ルが電源電位Vccである。
FIG. 2 is a sectional view showing a case where a peripheral circuit portion has a CMOS structure. This CMOS includes an NMOS transistor 15 formed on a p-type silicon substrate 8,
PM formed in N well 17 in p-type silicon substrate 8
And an OS transistor 16. Both the NMOS transistor 15 and the PMOS transistor 16 have the same structure as the MOS transistor 9 in the peripheral circuit section in FIG. FIG. 3 shows a word line drive circuit system 18 for selecting a memory cell. The word line driving circuit system 18 includes a level conversion circuit 19 to which a row address signal RAx output from a row address decoder (not shown) is input, and a word line driving circuit controlled by receiving an output from the level conversion circuit 19. 20 is shown. The level conversion circuit 19 receives the row address signal RAx, and according to the level, increases the boosted potential Vpp of the power supply voltage as, for example, a high-level potential,
The ground potential Vss is output as the low-level potential. The word line drive circuit 20 has a drain connected to the word line WL, and a source to which the word line selection signal WDRV is input.
It has a MOS transistor 21 and an NMOS transistor 22 whose drain is connected to a word line and whose source is grounded. These PMOS transistor 21 and NMO
The gate of the S transistor 22 is commonly used as the level conversion circuit 1
9 driven by the output node N1. The NMOS transistor 23 is a reset transistor, and its gate has a signal / WD having a logic opposite to that of the word line selection signal WDRV.
RV is input. However, the word line selection signal WDRV is the boosted potential Vpp when the word line is selected, and is the ground potential Vss when the word line is not selected. The high level of the inverse logic signal / WDRV is the power supply potential Vcc.

【0004】このワード線駆動回路20では、ワード線
駆動信号WDRVが昇圧電位Vppである選択時、レベ
ル変換回路19により出力されるノードN1のデコード
信号がVssであると、PMOSトランジスタ21がオ
ン、NMOSトランジスタ22がオフとなる。これによ
り、ワード線WLには昇圧電位Vppが与えられる。ノ
ードN1のデコード信号がVppであると、NMOSト
ランジスタ22がオン、PMOSトランジスタ21がオ
フとなり、ワード線WLは接地電位Vssとなる。ワー
ド線駆動回路20の非選択時は、信号/WDRV=Vc
cによりNMOSトランジスタ23がオンして、ワード
線WLは接地電位Vssにリセットされる。
In the word line drive circuit 20, when the word line drive signal WDRV is selected to have the boosted potential Vpp, if the decode signal of the node N1 output from the level conversion circuit 19 is Vss, the PMOS transistor 21 is turned on. The NMOS transistor 22 turns off. Thereby, boosted potential Vpp is applied to word line WL. When the decode signal of the node N1 is Vpp, the NMOS transistor 22 is turned on, the PMOS transistor 21 is turned off, and the word line WL is set to the ground potential Vss. When the word line drive circuit 20 is not selected, the signal / WDRV = Vc
The NMOS transistor 23 is turned on by c, and the word line WL is reset to the ground potential Vss.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、メモリセル
のサイズが微細化されるとともに、メモリセル部の情報
転送用MOSトランジスタのソース/ドレイン領域が高
濃度となってきた。しかも、ゲート絶縁膜の薄膜化が進
んでいる。このため、ゲート電極とドレイン領域とのリ
ークGIDL(Gate Induced Drain Leakage)が増
大し、DRAMのポーズ特性に悪影響を及ぼしている。
一方、GIDLを抑制する方法として、ゲート後酸化膜
の膜厚を厚くすることが考えられる。しかし、上述した
ように、メモリセル部のMOSトランジスタと周辺回路
部のMOSトランジスタとは同様の構造を有するため、
メモリセル部のMOSトランジスタのゲート後酸化膜を
厚くすると、同時に周辺回路部のMOSトランジスタの
ゲート後酸化膜も厚くなる。これにより、周辺回路部に
おけるMOSトランジスタの電流駆動能力が劣化すると
いう問題が生じる。また、ゲート絶縁膜の薄膜化が進む
ことにより、周辺回路部におけるトランジスタにおける
GIDLも問題となる。例えば、図3に示したワード線
駆動回路20に着目すると、ワード線非選択時のPMO
Sトランジスタ21のゲートードレイン間には(Vpp
−Vss)の電圧が加わる。一方、ワード線選択時のN
MOSトランジスタ22のゲートードレイン間にも(V
ss−Vpp)の電圧が加わる。しかし、メモリセルア
レイの中で通常1本のワード線が選択され、残りのワー
ド線は非選択とされるから、PMOSトランジスタ21
の方に経時的に電圧ストレスが加わる時間が多くなり、
GIDLの増大が問題となる。このGIDLを抑制しよ
うとする場合、ワード線駆動回路20を構成する全ての
MOSトランジスタのゲート後酸化膜を厚くする必要は
なく、上記PMOSトランジスタ21のゲート後酸化膜
のみ厚くすれば十分である。
By the way, as the size of the memory cell becomes finer, the source / drain region of the MOS transistor for information transfer in the memory cell portion becomes higher in density. In addition, the thickness of the gate insulating film has been reduced. For this reason, leakage GIDL (Gate Induced Drain Leakage) between the gate electrode and the drain region is increased, which has an adverse effect on the pause characteristics of the DRAM.
On the other hand, as a method of suppressing GIDL, it is conceivable to increase the thickness of the post-gate oxide film. However, as described above, since the MOS transistor in the memory cell portion and the MOS transistor in the peripheral circuit portion have the same structure,
When the thickness of the post-gate oxide film of the MOS transistor in the memory cell portion is increased, the thickness of the post-gate oxide film of the MOS transistor in the peripheral circuit portion is also increased. This causes a problem that the current driving capability of the MOS transistor in the peripheral circuit section is deteriorated. Further, as the thickness of the gate insulating film is reduced, GIDL in a transistor in a peripheral circuit portion also becomes a problem. For example, focusing on the word line drive circuit 20 shown in FIG.
Between the gate and the drain of the S transistor 21, (Vpp
−Vss). On the other hand, when the word line is selected, N
Also between the gate and the drain of the MOS transistor 22 (V
ss-Vpp). However, normally, one word line is selected in the memory cell array, and the other word lines are not selected.
Increases the time that voltage stress is applied over time,
An increase in GIDL becomes a problem. In order to suppress the GIDL, it is not necessary to increase the thickness of the post-gate oxide film of all the MOS transistors constituting the word line drive circuit 20, and it is sufficient to increase the thickness of only the post-gate oxide film of the PMOS transistor 21.

【0006】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、周辺回路部のトランジスタの電流駆動能力を維
持したまま、メモリセル部の情報転送用トランジスタの
GIDLを抑制することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to suppress the GIDL of the information transfer transistor in the memory cell portion while maintaining the current drive capability of the transistor in the peripheral circuit portion. .

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明にかかる半導体装
置は、半導体基板上のメモリセル部に形成された情報転
送用の第1のMOSトランジスタと、前記第1のMOS
トランジスタのソース/ドレイン領域と電気的に接続さ
れた情報蓄積用のキャパシタと、前記半導体基板上の周
辺回路部に形成された第2のMOSトランジスタとを具
備し、前記第1のMOSトランジスタを構成するゲート
電極の側面に形成された後酸化膜の厚さが、前記第2の
MOSトランジスタを構成するゲート電極の側面に形成
された後酸化膜の厚さよりも厚いことを特徴とする。ま
た、前記ゲート電極は、シリコンを含む導電膜と、前記
導電膜の上面に形成された第1の絶縁膜と、前記導電膜
の側面に形成された第2の絶縁膜とを有し、前記後酸化
膜は前記導電膜の側面に形成されていることを特徴とす
る。また、前記第2のMOSトランジスタは、ワード線
駆動回路を構成し、特に前記ワード線駆動回路に対応す
るワード線が非選択のときにオフとされるものであるこ
とを特徴とする。本発明にかかる半導体装置の製造方法
は、メモリセル部に情報転送用の第1のMOSトランジ
スタを形成する工程と、前記第1のMOSトランジスタ
を後酸化する工程と、周辺回路部に第2のMOSトラン
ジスタを形成する工程と、前記第1のMOSトランジス
タ及び前記第2のMOSトランジスタを後酸化する工程
と、前記第1のMOSトランジスタのソース/ドレイン
領域と電気的に接続された情報蓄積用のキャパシタを形
成する工程と、を具備することを特徴とする。
A semiconductor device according to the present invention comprises: a first MOS transistor for information transfer formed in a memory cell section on a semiconductor substrate;
An information storage capacitor electrically connected to a source / drain region of the transistor; and a second MOS transistor formed in a peripheral circuit portion on the semiconductor substrate, forming the first MOS transistor. The thickness of the post-oxide film formed on the side surface of the gate electrode forming the second MOS transistor is larger than the thickness of the post-oxide film formed on the side surface of the gate electrode forming the second MOS transistor. The gate electrode includes a conductive film containing silicon, a first insulating film formed on an upper surface of the conductive film, and a second insulating film formed on a side surface of the conductive film. The post-oxide film is formed on a side surface of the conductive film. Further, the second MOS transistor constitutes a word line drive circuit, and is turned off particularly when a word line corresponding to the word line drive circuit is not selected. A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of forming a first MOS transistor for information transfer in a memory cell section, a step of post-oxidizing the first MOS transistor, and a step of forming a second MOS transistor in a peripheral circuit section. Forming a MOS transistor; post-oxidizing the first MOS transistor and the second MOS transistor; and storing information electrically connected to a source / drain region of the first MOS transistor. Forming a capacitor.

【0008】これにより、本発明は周辺回路部のトラン
ジスタの電流駆動能力を維持したまま、メモリセル部の
情報転送用トランジスタのGIDLを抑制することを可
能とする。
As a result, the present invention makes it possible to suppress the GIDL of the information transfer transistor in the memory cell portion while maintaining the current driving capability of the transistor in the peripheral circuit portion.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】<第1の実施形態>本発明の第1
の実施の形態について図面(図4〜図12)を参酌して
説明する。図4は、本発明の第1の実施形態にかかるD
RAMの上面レイアウト図である。ワード線WLとビッ
ト線BLとが交差して配置されている。ワード線WLを
挟むように形成されたソース/ドレイン領域の一方がス
タック型キャパシタSCと接続されている。ソース/ド
レイン領域の他方はビット線BLと電気的に接続され
る。図5は、図4の上面レイアウト図のA−A’におけ
る断面図である。なお、図5には図4には図示していな
い周辺回路のNMOS部及びPMOS部も併せて示して
ある。メモリセル部では、半導体基板21上に情報転送
用のMOSトランジスタ22が形成されている。情報転
送用のMOSトランジスタ22は、半導体基板21上に
形成されたゲート酸化膜26と、その上に形成されたポ
リシリコン膜27及びタングステンシリサイド膜28か
らなるゲート電極と、ゲート電極上に形成されたシリコ
ン窒化膜25と、ゲート電極の側面に形成された後酸化
膜29と、後酸化膜29の側面に形成されたシリコン窒
化膜24と、ゲート電極を挟むように半導体基板21表
面に形成されたソース/ドレイン領域30とから構成さ
れる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS <First Embodiment> A first embodiment of the present invention
The embodiment will be described with reference to the drawings (FIGS. 4 to 12). FIG. 4 is a diagram illustrating a D according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a top view layout diagram of a RAM. Word lines WL and bit lines BL are arranged to intersect. One of the source / drain regions formed so as to sandwich the word line WL is connected to the stacked capacitor SC. The other of the source / drain regions is electrically connected to bit line BL. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of the top layout diagram of FIG. FIG. 5 also shows the NMOS and PMOS portions of the peripheral circuit not shown in FIG. In the memory cell section, a MOS transistor 22 for information transfer is formed on a semiconductor substrate 21. The MOS transistor 22 for information transfer is formed on a gate oxide film 26 formed on a semiconductor substrate 21, a gate electrode formed of a polysilicon film 27 and a tungsten silicide film 28 formed thereon, and a gate electrode formed on the gate electrode. Silicon nitride film 25, a post-oxide film 29 formed on the side surface of the gate electrode, a silicon nitride film 24 formed on the side surface of the post-oxide film 29, and a silicon nitride film 25 formed on the surface of the semiconductor substrate 21 so as to sandwich the gate electrode. And source / drain regions 30.

【0010】ソース/ドレイン領域30の一方はキャパ
シタコンタクトCCを介してスタック型キャパシタに接
続される。スタック型キャパシタは、ストレージ電極S
Nと、ストレージ電極SN上に形成されたキャパシタ誘
電膜23と、キャパシタ誘電膜23上に形成されたプレ
ート電極PLとから構成される。一方、周辺回路部、例
えばPMOS部では、メモリセル部と同様に、半導体基
板21上に形成されたゲート酸化膜31と、その上に形
成されたポリシリコン膜32及びタングステンシリサイ
ド膜33からなるゲート電極と、ゲート電極上に形成さ
れたシリコン窒化膜35と、ゲート電極の側面に形成さ
れた後酸化膜34と、後酸化膜34の側面に形成された
シリコン窒化膜36と、ゲート電極を挟むように半導体
基板21表面に形成されたソース/ドレイン領域37と
から構成される。NMOS部でも同様である。ここで、
メモリセル部のMOSトランジスタと、周辺回路部のM
OSトランジスタとを比べると、メモリセル部のMOS
トランジスタの方が後酸化膜が厚く形成されていること
が特徴である。例えば、メモリセル部のMOSトランジ
スタの後酸化膜29の厚さを16nmとして、周辺回路
部のMOSトランジスタの後酸化膜34の厚さを10n
mとする。このようにすることで、周辺回路部のMOS
トランジスタの電流駆動能力を維持したまま、メモリセ
ル部の情報転送用のMOSトランジスタのGIDLを抑
制することが可能となるのである。
One of the source / drain regions 30 is connected to a stacked capacitor via a capacitor contact CC. The stacked capacitor has a storage electrode S
N, a capacitor dielectric film 23 formed on the storage electrode SN, and a plate electrode PL formed on the capacitor dielectric film 23. On the other hand, in a peripheral circuit portion, for example, a PMOS portion, similarly to the memory cell portion, a gate oxide film 31 formed on a semiconductor substrate 21 and a gate formed of a polysilicon film 32 and a tungsten silicide film 33 formed thereon. An electrode, a silicon nitride film 35 formed on the gate electrode, a post-oxide film 34 formed on the side surface of the gate electrode, a silicon nitride film 36 formed on the side surface of the post-oxide film 34, and sandwich the gate electrode. And a source / drain region 37 formed on the surface of the semiconductor substrate 21 as described above. The same applies to the NMOS section. here,
The MOS transistor in the memory cell section and the M in the peripheral circuit section
Compared to the OS transistor, the MOS in the memory cell section
The transistor is characterized in that the post-oxide film is formed thicker. For example, the thickness of the post-oxide film 29 of the MOS transistor in the memory cell portion is set to 16 nm, and the thickness of the post-oxide film 34 of the MOS transistor in the peripheral circuit portion is set to 10 n.
m. By doing so, the MOS of the peripheral circuit section
The GIDL of the MOS transistor for information transfer in the memory cell portion can be suppressed while maintaining the current driving capability of the transistor.

【0011】図6は、図4に示した上面レイアウト図の
B−B’における断面図である。メモリセル部のソース
/ドレイン領域30の他方が素子分離領域38上でビッ
ト線プラグBPと接続され、ビット線コンタクトBC及
びビット線BLと電気的に接続されている。以下、図4
〜図6に示したDRAMの製造方法を示す。まず、図7
に示したように、半導体基板21にSTI(Shallow T
rench Isolation)などの素子分離領域38を形成す
る。さらに、半導体基板21上にゲート酸化膜26、ポ
リシリコン膜27、タングステンシリサイド膜28、シ
リコン窒化膜25を順に堆積する。さらに、上面にレジ
スト39を塗布して、これを所定の形状にパターニング
する。つまり、レジスト39は、メモリセル部において
は、後にゲート電極となる部分のみに残される。次に、
図8に示したように、パターニングされたレジスト39
をマスクとしてシリコン窒化膜25をRIE法などの異
方性エッチング法を用いてエッチングする。さらにレジ
スト39及びシリコン窒化膜25をマスクとしてタング
ステンシリサイド膜28、ポリシリコン膜27、ゲート
酸化膜26をRIE法などの異方性エッチング法を用い
てエッチングする。この後、レジストをアッシングなど
により除去する。これにより、メモリセル部において、
ゲート電極部40が形成される。
FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line BB 'of the top layout diagram shown in FIG. The other of the source / drain regions 30 in the memory cell section is connected to the bit line plug BP on the element isolation region 38, and is electrically connected to the bit line contact BC and the bit line BL. Hereinafter, FIG.
7 to FIG. 6 show a method of manufacturing the DRAM shown in FIG. First, FIG.
As shown in FIG. 3, the STI (Shallow T
An element isolation region 38 such as a trench isolation is formed. Further, a gate oxide film 26, a polysilicon film 27, a tungsten silicide film 28, and a silicon nitride film 25 are sequentially deposited on the semiconductor substrate 21. Further, a resist 39 is applied on the upper surface and is patterned into a predetermined shape. That is, in the memory cell portion, the resist 39 is left only in a portion to be a gate electrode later. next,
As shown in FIG. 8, the patterned resist 39
Is used as a mask to etch silicon nitride film 25 using an anisotropic etching method such as the RIE method. Further, using the resist 39 and the silicon nitride film 25 as a mask, the tungsten silicide film 28, the polysilicon film 27, and the gate oxide film 26 are etched using an anisotropic etching method such as an RIE method. Thereafter, the resist is removed by ashing or the like. Thereby, in the memory cell portion,
A gate electrode part 40 is formed.

【0012】次に、図9に示したように、メモリセル部
のゲート電極部40を後酸化する。これにより、ゲート
電極部40を構成するポリシリコン膜27及びタングス
テンシリサイド膜28の露出表面に後酸化膜29が形成
される。この後酸化膜29の厚さは、テストピース(ウ
ェハ以外に炉内に入れられるテスト用の半導体基板)で
6nm程度とする。次に、図10に示すように、全面に
レジスト41を塗布した後、これを所定の形状にパター
ニングする。つまり、レジスト41は、周辺回路部にお
いて後にゲート電極となる部分のみに残される。次に、
図11に示したように、所定の形状にパターニングされ
たレジスト41をマスクとしてRIE法などの異方性エ
ッチング法によりシリコン窒化膜25をエッチングす
る。さらにレジスト41及びシリコン窒化膜25をマス
クとしてRIE法などの異方性エッチング法によりタン
グステンシリサイド膜28、ポリシリコン膜27及びゲ
ート酸化膜26をエッチングする。そして、レジスト4
1をアッシングなどにより除去する。これにより、周辺
回路部にゲート電極部42が形成される。次に、図12
に示したように、メモリセル部に形成されたゲート電極
部40及び、周辺回路部に形成されたゲート電極部42
を後酸化する。これにより、ゲート電極部40及びゲー
ト電極部42を構成するポリシリコン膜27及びタング
ステンシリサイド膜28の表面に後酸化膜41、後酸化
膜34がそれぞれ形成される。このとき、周辺回路部の
ゲート電極部42に形成される後酸化膜34の厚さは、
テストピース(ウェハ以外に炉内に入れられるテスト用
の半導体基板)で10nm程度とする。これにより、メ
モリセル部のゲート電極部40に形成される後酸化膜2
9は、図9に既に示した工程の分を含めて、厚さが16
nm程度となる。つまり、メモリセル部には、周辺回路
部に形成されるゲート電極部に比べて後酸化膜の厚いゲ
ート電極が形成される。
Next, as shown in FIG. 9, the gate electrode portion 40 of the memory cell portion is post-oxidized. As a result, a post-oxide film 29 is formed on the exposed surfaces of the polysilicon film 27 and the tungsten silicide film 28 constituting the gate electrode portion 40. Thereafter, the thickness of oxide film 29 is about 6 nm for a test piece (a test semiconductor substrate put in a furnace other than a wafer). Next, as shown in FIG. 10, after a resist 41 is applied to the entire surface, this is patterned into a predetermined shape. That is, the resist 41 is left only in a portion that will be a gate electrode later in the peripheral circuit portion. next,
As shown in FIG. 11, the silicon nitride film 25 is etched by an anisotropic etching method such as RIE using the resist 41 patterned into a predetermined shape as a mask. Further, using the resist 41 and the silicon nitride film 25 as a mask, the tungsten silicide film 28, the polysilicon film 27, and the gate oxide film 26 are etched by an anisotropic etching method such as an RIE method. And resist 4
1 is removed by ashing or the like. Thus, the gate electrode section 42 is formed in the peripheral circuit section. Next, FIG.
As shown in FIG. 3, a gate electrode portion 40 formed in the memory cell portion and a gate electrode portion 42 formed in the peripheral circuit portion
Is post-oxidized. As a result, a post-oxide film 41 and a post-oxide film 34 are formed on the surfaces of the polysilicon film 27 and the tungsten silicide film 28 constituting the gate electrode portion 40 and the gate electrode portion 42, respectively. At this time, the thickness of the post-oxide film 34 formed on the gate electrode portion 42 of the peripheral circuit portion is
The thickness is about 10 nm for a test piece (a test semiconductor substrate placed in a furnace other than a wafer). Thereby, the post-oxide film 2 formed on the gate electrode portion 40 of the memory cell portion is formed.
9 has a thickness of 16 including the steps already shown in FIG.
nm. That is, a gate electrode having a thicker post-oxide film is formed in the memory cell portion than in the gate electrode portion formed in the peripheral circuit portion.

【0013】この後、通常の製造工程により、図4〜図
6に示したDRAMが完成される。以上のように、本発
明の第1の実施形態によると、周辺回路部のトランジス
タの電流駆動能力を維持したまま、メモリセル部の情報
転送用トランジスタのGIDLを抑制することが可能と
なる。 <第1の実施形態の変形例>本発明の第1の実施の形態
について図面(図13)を参酌して説明する。図13に
示した半導体装置は、本発明をトレンチ型DRAMに適
用した場合の一例を示している。情報転送用トランジス
タの構造や製造方法は第1の実施形態と同じもので、キ
ャパシタ構造をトレンチ型としたものである。図5に既
に示した構成と同じ部分は符号を付して説明を省略す
る。情報蓄積用のトレンチ型キャパシタTCは半導体基
板21内に形成されている。トレンチ型キャパシタTC
は、半導体基板21内に形成されたトレンチの下部表面
に形成されたキャパシタ誘電膜51と、トレンチ内を埋
めるように形成されたポリシリコン膜からなるストレー
ジ電極52と、キャパシタ誘電膜51を挟んでストレー
ジ電極と相対して形成されたプレート電極53と構成さ
れる。トレンチ上部表面には寄生トランジスタの発生を
抑制するカラー酸化膜54が形成されている。情報転送
用のMOSトランジスタのソース/ドレイン領域30の
一方がストレージ電極52と電気的に接続されている。
Thereafter, the DRAM shown in FIGS. 4 to 6 is completed by a normal manufacturing process. As described above, according to the first embodiment of the present invention, it is possible to suppress the GIDL of the information transfer transistor in the memory cell unit while maintaining the current driving capability of the transistor in the peripheral circuit unit. <Modification of First Embodiment> A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings (FIG. 13). The semiconductor device shown in FIG. 13 shows an example in which the present invention is applied to a trench DRAM. The structure and manufacturing method of the information transfer transistor are the same as those in the first embodiment, and the capacitor structure is a trench type. The same components as those already shown in FIG. The trench capacitor TC for storing information is formed in the semiconductor substrate 21. Trench type capacitor TC
A capacitor dielectric film 51 formed on the lower surface of the trench formed in the semiconductor substrate 21, a storage electrode 52 made of a polysilicon film formed to fill the trench, and a capacitor dielectric film 51 interposed therebetween. It is composed of a plate electrode 53 formed opposite to the storage electrode. A collar oxide film 54 for suppressing generation of a parasitic transistor is formed on the upper surface of the trench. One of the source / drain regions 30 of the information transfer MOS transistor is electrically connected to the storage electrode 52.

【0014】この場合でも第1の実施形態と同様の効果
を得ることが可能となる。 <第2の実施形態>本発明の第2の実施の形態について
図面(図14)を参酌して説明する。この第2の実施の
形態では、周辺回路部、例えば図3に既に示したワード
線駆動回路を構成するMOSトランジスタのうち、Pチ
ャネル型MOSトランジスタ21のみのゲート後酸化膜
を厚くすることを特徴とする。具体的には、図14に示
した通りである。図5に既に示した構成と同じ部分は符
号を付して説明を省略する。図5の構成と異なるのは、
PMOS部のMOSトランジスタの後酸化膜34の厚さ
がメモリセル部のMOSトランジスタの後酸化膜29の
厚さと同じとされている点である。これにより、メモリ
セル部の情報転送用トランジスタのGIDLを抑制する
とともに、ワード線駆動回路においては、Nチャネル型
MOSトランジスタ22の電流駆動能力は維持したま
ま、より大きな電圧ストレスが加わるPチャネル型MO
Sトランジスタ21のGIDLを抑制することが可能と
なる。なお、ここではワード線駆動回路を構成するPチ
ャネル型トランジスタを例示したが、これは異なる電圧
ストレスが加わる複数のトランジスタを有する周辺回路
を例示したものである。つまり、複数あるMOSトラン
ジスタのうち加わる電圧ストレスが大きく、特にGID
Lを抑制したいもののゲート後酸化膜を厚くすることが
この実施形態の趣旨である。
In this case, the same effect as in the first embodiment can be obtained. <Second Embodiment> A second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings (FIG. 14). The second embodiment is characterized in that the gate post-oxide film of only the P-channel type MOS transistor 21 among the MOS transistors constituting the peripheral circuit portion, for example, the word line drive circuit already shown in FIG. 3, is thickened. And Specifically, this is as shown in FIG. The same components as those already shown in FIG. The difference from the configuration of FIG.
The point is that the thickness of the post oxide film 34 of the MOS transistor in the PMOS portion is the same as the thickness of the post oxide film 29 of the MOS transistor in the memory cell portion. As a result, the GIDL of the information transfer transistor in the memory cell portion is suppressed, and in the word line drive circuit, the P-channel MOS transistor to which a larger voltage stress is applied while maintaining the current drive capability of the N-channel MOS transistor 22 is maintained.
GIDL of the S transistor 21 can be suppressed. Although a P-channel transistor included in the word line driving circuit is illustrated here, this is a peripheral circuit including a plurality of transistors to which different voltage stresses are applied. That is, the voltage stress applied to a plurality of MOS transistors is large,
The purpose of this embodiment is to increase the thickness of the oxide film after the gate although it is desired to suppress L.

【0015】以上により、本発明の第2の実施形態によ
ると、周辺回路部においてはMOSトランジスタの電流
駆動能力の低下を必要最小限に抑えると共にGIDLも
抑制し、さらにメモリセル部の情報転送用トランジスタ
のGIDLを抑制することが可能となる。
As described above, according to the second embodiment of the present invention, in the peripheral circuit portion, the decrease in the current driving capability of the MOS transistor is suppressed to a necessary minimum and the GIDL is also suppressed. GIDL of the transistor can be suppressed.

【0016】[0016]

【発明の効果】本発明は周辺回路部のトランジスタの電
流駆動能力を維持したまま、メモリセル部の情報転送用
トランジスタのGIDLを抑制することを可能とする。
According to the present invention, it is possible to suppress the GIDL of the information transfer transistor in the memory cell portion while maintaining the current driving capability of the transistor in the peripheral circuit portion.

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

【図1】 従来のDRAMの構造断面図。FIG. 1 is a structural sectional view of a conventional DRAM.

【図2】 従来の周辺回路のCMOSの構造断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of a CMOS structure of a conventional peripheral circuit.

【図3】 ワード線駆動回路系の回路図。FIG. 3 is a circuit diagram of a word line driving circuit system.

【図4】 本発明の第1の実施形態が適用されるDRA
Mの上面レイアウト図。
FIG. 4 is a diagram illustrating a DRA to which the first embodiment of the present invention is applied;
FIG.

【図5】 図4のA−A’の断面図。FIG. 5 is a sectional view taken along line A-A ′ of FIG. 4;

【図6】 図4のB−B’の断面図。FIG. 6 is a sectional view taken along line B-B ′ of FIG. 4;

【図7】 本発明の第1の実施形態にかかる半導体装置
の製造工程断面図。
FIG. 7 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図8】 本発明の第1の実施形態にかかる半導体装置
の製造工程断面図。
FIG. 8 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図9】 本発明の第1の実施形態にかかる半導体装置
の製造工程断面図。
FIG. 9 is a sectional view of the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図10】 本発明の第1の実施形態にかかる半導体装
置の製造工程断面図。
FIG. 10 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

【図11】 本発明の第1の実施形態にかかる半導体装
置の製造工程断面図。
FIG. 11 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図12】 本発明の第1の実施形態にかかる半導体装
置の製造工程断面図。
FIG. 12 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図13】 本発明の第1の実施形態の変形例にかかる
半導体装置の断面図。
FIG. 13 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to a modification of the first embodiment of the present invention.

【図14】 本発明の第2の実施形態にかかる半導体装
置の断面図。
FIG. 14 is a sectional view of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…トレンチキャパシタ、2…MOSトランジスタ、3
…ストレージ電極、4…キャパシタ絶縁膜、5…プレー
ト電極、6…ソース/ドレイン領域、7…ビット線、8
…p型シリコン基板、9…MOSトランジスタ、10…
ゲート絶縁膜、11…ゲート後酸化膜、12…ポリシリ
コン膜、13…シリコン窒化膜、14…シリコン窒化
膜、15…NMOSトランジスタ、16…PMOSトラ
ンジスタ、17…Nウェル、WL…ワード線、BL…ビ
ット線、SC…スタック型キャパシタ、AA…能動領
域、BP…ビット線プラグ、BC…ビット線コンタク
ト、CC…キャパシタコンタクト、SN…ストレージ電
極、PL…プレート電極、21…半導体基板、23…キ
ャパシタ誘電膜、24…シリコン窒化膜、25…シリコ
ン窒化膜、26…ゲート酸化膜、27…ポリシリコン
膜、28…タングステンシリサイド膜、29…後酸化
膜、30…ソース/ドレイン領域、31…ゲート酸化
膜、32…ポリシリコン膜、33…タングステンシリサ
イド膜、34…後酸化膜、35…シリコン窒化膜、36
…シリコン窒化膜、37…ソース/ドレイン領域、38
…素子分離領域、39…レジスト、40…ゲート電極
部、41…レジスト、42…ゲート電極部、51…キャ
パシタ誘電膜、52…ストレージ電極、53…プレート
電極、TC…トレンチ型キャパシタ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Trench capacitor, 2 ... MOS transistor, 3
... storage electrode, 4 ... capacitor insulating film, 5 ... plate electrode, 6 ... source / drain region, 7 ... bit line, 8
... p-type silicon substrate, 9 ... MOS transistor, 10 ...
Gate insulating film, 11 gate oxide film, 12 polysilicon film, 13 silicon nitride film, 14 silicon nitride film, 15 NMOS transistor, 16 PMOS transistor, 17 N-well, WL word line, BL ... Bit line, SC: Stack type capacitor, AA: Active area, BP: Bit line plug, BC: Bit line contact, CC: Capacitor contact, SN: Storage electrode, PL: Plate electrode, 21: Semiconductor substrate, 23: Capacitor Dielectric film, 24 silicon nitride film, 25 silicon nitride film, 26 gate oxide film, 27 polysilicon film, 28 tungsten silicide film, 29 post-oxide film, 30 source / drain region, 31 gate oxide Film, 32: polysilicon film, 33: tungsten silicide film, 34: post-oxide film, 35 Silicon nitride film, 36
... Silicon nitride film, 37 ... Source / drain region, 38
... Element isolation region, 39 resist, 40 gate electrode portion, 41 resist, 42 gate electrode portion, 51 capacitor dielectric film, 52 storage electrode, 53 plate electrode, TC trench capacitor.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上のメモリセル部に形成され
た情報転送用の第1のMOSトランジスタと、 前記第1のMOSトランジスタのソース/ドレイン領域
と電気的に接続された情報蓄積用のキャパシタと、 前記半導体基板上の周辺回路部に形成された第2のMO
Sトランジスタと、 を具備し、 前記第1のMOSトランジスタを構成するゲート電極の
側面に形成された後酸化膜の厚さが、前記第2のMOS
トランジスタを構成するゲート電極の側面に形成された
後酸化膜の厚さよりも、厚いことを特徴とする半導体装
置。
A first MOS transistor for information transfer formed in a memory cell portion on a semiconductor substrate; and a capacitor for information storage electrically connected to a source / drain region of the first MOS transistor. And a second MO formed in a peripheral circuit portion on the semiconductor substrate.
And a thickness of a second oxide film formed on a side surface of a gate electrode constituting the first MOS transistor, the thickness of the second MOS transistor being increased.
A semiconductor device characterized by being thicker than a post-oxide film formed on a side surface of a gate electrode constituting a transistor.
【請求項2】 前記ゲート電極は、シリコンを含む導電
膜と、前記導電膜の上面に形成された第1の絶縁膜と、
前記導電膜の側面に形成された第2の絶縁膜とを有し、
前記後酸化膜は前記導電膜の側面に形成されていること
を特徴とする請求項1記載の半導体装置。
2. The gate electrode includes: a conductive film containing silicon; a first insulating film formed on an upper surface of the conductive film;
A second insulating film formed on a side surface of the conductive film,
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said post-oxide film is formed on a side surface of said conductive film.
【請求項3】 前記第2のMOSトランジスタは、ワー
ド線駆動回路を構成することを特徴とする請求項1又は
2記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein said second MOS transistor forms a word line driving circuit.
【請求項4】 前記第2のMOSトランジスタは、前記
ワード線駆動回路に対応するワード線が非選択のとき
に、オフとされるものであることを特徴とする請求項3
記載の半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 3, wherein the second MOS transistor is turned off when a word line corresponding to the word line drive circuit is not selected.
13. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項5】 メモリセル部に情報転送用の第1のMO
Sトランジスタを形成する工程と、 前記第1のMOSトランジスタを後酸化する工程と、 周辺回路部に第2のMOSトランジスタを形成する工程
と、 前記第1のMOSトランジスタ及び前記第2のMOSト
ランジスタを後酸化する工程と、 前記第1のMOSトランジスタのソース/ドレイン領域
と電気的に接続された情報蓄積用のキャパシタを形成す
る工程と、 を具備する半導体装置の製造方法。
5. A first MO for information transfer in a memory cell portion.
A step of forming an S transistor; a step of post-oxidizing the first MOS transistor; a step of forming a second MOS transistor in a peripheral circuit portion; and a step of forming the first MOS transistor and the second MOS transistor. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a post-oxidation step; and a step of forming an information storage capacitor electrically connected to a source / drain region of the first MOS transistor.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6930342B2 (en) 2002-10-18 2005-08-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor memory and method of manufacturing the same
US7122429B2 (en) 2002-10-18 2006-10-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor memory and method of manufacturing the same
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