JP2002261256A - Semiconductor device and manufacturing method - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method

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JP2002261256A
JP2002261256A JP2001059523A JP2001059523A JP2002261256A JP 2002261256 A JP2002261256 A JP 2002261256A JP 2001059523 A JP2001059523 A JP 2001059523A JP 2001059523 A JP2001059523 A JP 2001059523A JP 2002261256 A JP2002261256 A JP 2002261256A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce resistances of word lines, to suppress junction leakage, to reduce the contact resistance and dimensions of a DRAM cell by increasing contact areas between diffused layers and drawing-out electrodes, to secure withstand voltage between the word lines and the drawing-out electrodes, and to suppress a short channel effect by extending an effective channel length in a DRAM, and to stabilize transistor characteristics. SOLUTION: This semiconductor device has word lines 16, which are embedded via gate insulating films 15 in grooves 14 formed in a semiconductor substrate 11 and in element isolation regions 12 formed in the semiconductor substrate 11, first diffused layers 13 formed on the semiconductor substrate 11 surface side of the sidewalls of the grooves 14, silicide layers 18 formed on the upper layers of the word lines 16, and drawing-out electrodes 21 which are connected with the first diffused layers 13, while overlapping the word lines 16 via first insulating films 19. The word lines 16 are formed in the grooves 14, and the impurity concentrations of the first diffused layers 13 are reduced gradually in the depth directions.

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、半導体装置および
その製造方法に関し、詳しくはDRAM(Dynamic Rand
om Access Memory)の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a DRAM (Dynamic Rand).
om Access Memory).

【0002】[0002]

【従来の技術】年々加速される微細化競争によって、特
に大容量のDRAMと高速ロジック素子とを1チップに
搭載する複合デバイスの開発が行われている。そのDR
AMの構成の一例としては、DRAMのメモリセルゲー
トを基板の上に積み上げ、メモリセルトランジスタの拡
散層の取り出しには、いわゆるセルフアラインコンタク
トを用いるという構成のものである。
2. Description of the Related Art With the competition for miniaturization accelerated year by year, a composite device having a large capacity DRAM and a high-speed logic element mounted on one chip has been developed. That DR
As an example of the AM configuration, a memory cell gate of a DRAM is stacked on a substrate, and a so-called self-aligned contact is used to take out a diffusion layer of a memory cell transistor.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、積み上
げ型のDRAMもさまざまな問題が顕在化してきてい
る。
However, various problems have also become apparent in stacked DRAMs.

【0004】トランジスタ性能を維持するため、DRA
Mメモリセルの縮小とともに基板濃度はますます高くな
ってきていて、DRAM領域の接合リークも厳しい状態
に近づいている。このため、メガビット級のDRAMで
の接合リークの抑制が困難になってきている。すなわ
ち、従来は余裕を持って制御可能であったDRAMのデ
ータ保持特性の維持が困難なものとなってきている。こ
のままでは世代ごとにキャパシタ容量を増大させていく
しか有効な手段が見当たらない。
In order to maintain transistor performance, DRA
As the M memory cell shrinks, the substrate concentration becomes higher and the junction leakage in the DRAM region is approaching a severe state. For this reason, it has become difficult to suppress junction leakage in megabit DRAMs. That is, it has become difficult to maintain the data retention characteristics of the DRAM, which was conventionally controllable with a margin. In this situation, there is no effective means other than increasing the capacitor capacity for each generation.

【0005】また、DRAMセルの縮小化にともない、
拡散層と取り出し電極との接触面積が狭くなり、世代ご
とに2倍の勢いでコンタクト抵抗が上昇するようになっ
ている。0.1μm以降の世代では、このコンタクト抵
抗が数キロΩになることが予想され、メモリセルのワー
ドトランジスタのオン抵抗に匹敵してくるようになると
予想される。したがって、セルトランジスタのみなら
ず、このコンタクト抵抗のばらつきがDRAM動作に厳
しく影響してくるようになり、製造上、一層の精密性が
要求されるようになって来ている。
[0005] Further, with the shrinking of DRAM cells,
The contact area between the diffusion layer and the extraction electrode is reduced, and the contact resistance is increased twice as much in each generation. In the generations after 0.1 μm, the contact resistance is expected to be several kilo-ohms, which is expected to be comparable to the on-resistance of the word transistor of the memory cell. Therefore, not only the cell transistor but also the variation in the contact resistance severely affects the operation of the DRAM, and a higher precision is required in manufacturing.

【0006】また、DRAMセルの縮小化にともない、
ワード線とその脇に形成される拡散層の取り出しコンタ
クトとの層間絶縁距離は世代ごとに近づきつつある。メ
ガビット級のDRAMを製造する上で、この耐圧を確保
するためには20nm〜30nmが限界の距離といわれ
ている。そのため、0.1μm以降の世代のDRAMで
は、この耐圧限界距離以下の距離で拡散層の取り出しコ
ンタクトを形成することが必要になってしまう。
Further, with the reduction in the size of DRAM cells,
The interlayer insulation distance between a word line and a contact for taking out a diffusion layer formed beside the word line is approaching with each generation. In manufacturing a megabit DRAM, the critical distance is said to be 20 nm to 30 nm in order to ensure this withstand voltage. Therefore, in a DRAM of a generation of 0.1 μm or less, it is necessary to form a contact for taking out the diffusion layer at a distance equal to or less than the withstand voltage limit distance.

【0007】従来は、タングステンシリサイド(WSi
2 )/ドープトポリシリコンのポリサイド構造の採用で
遅延を押さえてきたDRAMのワード線も、近年の微細
化とともに、アスペクト比も厳しくなり、また、ワード
線の遅延を抑えるための十分な低抵抗を得ることが困難
となってきた。特に高速動作を要求される積み上げDR
AMなどでは、このワード線遅延がDRAMのアクセス
タイムに影響する深刻な問題となる。ゲートの抵抗を下
げる技術として、サリサイドによる配線の低抵抗化が実
用化されている。しかしながら、DRAMメモリセルの
ゲートに適用するためには、オフセット酸化シリコン膜
を使えなくなることによるDRAMメモリセル縮小化の
障害とデータ保持特性の維持のために、DRAMの拡散
層にはサリサイドを形成しないプロセスを必要とするな
どの困難から通常は採用できない。
Conventionally, tungsten silicide (WSi
2 ) The word line of the DRAM, which has been suppressed in delay by adopting the polycide structure of doped polysilicon, has become stricter in aspect ratio with recent miniaturization, and has a sufficiently low resistance to suppress the word line delay. Has become difficult to obtain. Stacked DR that requires especially high-speed operation
In AM and the like, this word line delay becomes a serious problem affecting the access time of the DRAM. As a technique for reducing the resistance of the gate, reduction in the resistance of the wiring by salicide has been put to practical use. However, in order to apply to the gate of the DRAM memory cell, salicide is not formed in the diffusion layer of the DRAM in order to obstruct the reduction of the DRAM memory cell due to the inability to use the offset silicon oxide film and to maintain the data retention characteristics. It cannot usually be adopted due to difficulties such as requiring a process.

【0008】このように、現在の0.18μm世代で
は、何とか許容できている技術であっても、今後の0.
1μm世代以降では、何らかの対策が必要となり、チッ
プの性能トレンドを維持するためには、積み上げ型のD
RAM構造の抜本的な改良が必要となると予想される。
[0008] As described above, in the present 0.18 µm generation, even if the technology is somehow acceptable, it will be required in the future to achieve a 0.1 µm size.
For the 1 μm generation and beyond, some countermeasures are required, and in order to maintain the chip performance trend, a stacked D
It is expected that a drastic improvement in the RAM structure will be required.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされた半導体装置およびその製造方法で
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a semiconductor device and a method of manufacturing the same to solve the above-mentioned problems.

【0010】本発明の半導体装置は、半導体基板および
該半導体基板に形成された素子分離領域に形成された溝
内にゲート絶縁膜を介して埋め込まれたワード線と、前
記溝の側壁の前記半導体基板表面側に形成した拡散層と
を有する半導体装置であって、前記ワード線上層に形成
されたシリサイド層と、前記ワード線上に絶縁膜を介し
て前記ワード線にオーバラップする状態で前記拡散層に
接続される取り出し電極とを備えたものである。また、
前記拡散層は深さ方向に不純物濃度が薄くなるように形
成されているものである。
A semiconductor device according to the present invention includes a semiconductor substrate and a word line buried in a trench formed in an element isolation region formed in the semiconductor substrate via a gate insulating film, and the semiconductor on a sidewall of the trench. A semiconductor device having a diffusion layer formed on a substrate surface side, wherein the silicide layer formed on an upper layer of the word line and the diffusion layer overlapped with the word line via an insulating film on the word line. And an extraction electrode connected to the Also,
The diffusion layer is formed so that the impurity concentration decreases in the depth direction.

【0011】また、メモリ素子とロジック素子とを同一
半導体基板上に形成した半導体装置は、前記メモリ素子
のトランジスタが、半導体基板および該半導体基板に形
成された素子分離領域に形成された溝内にゲート絶縁膜
を介して埋め込まれたワード線と、前記溝の側壁の前記
半導体基板表面側に形成した拡散層とを有するものであ
って、前記ワード線上層に形成されたシリサイド層と、
前記ワード線上に絶縁膜を介して前記ワード線にオーバ
ラップする状態で前記拡散層に接続される取り出し電極
とを備え、前記ロジック素子のトランジスタが、前記ロ
ジック素子のトランジスタの拡散層上層に形成されたシ
リサイド層を備えたものである。
In a semiconductor device in which a memory element and a logic element are formed on the same semiconductor substrate, the transistor of the memory element is formed in a groove formed in a semiconductor substrate and an element isolation region formed in the semiconductor substrate. A word line buried via a gate insulating film, and a diffusion layer formed on the side of the trench on the surface of the semiconductor substrate, and a silicide layer formed on the word line;
An extraction electrode connected to the diffusion layer so as to overlap the word line via an insulating film on the word line, wherein a transistor of the logic element is formed on a diffusion layer of the transistor of the logic element. It has a silicide layer.

【0012】上記半導体装置では、ワード線上層にシリ
サイド層が形成されていることから、ワード線の抵抗が
低減され、遅延の問題が回避される。また、ロジック素
子の拡散層上にシリサイド層が形成されていることから
この拡散層へのコンタクト抵抗が低減される。
In the above semiconductor device, since the silicide layer is formed on the word line, the resistance of the word line is reduced, and the problem of delay is avoided. Further, since the silicide layer is formed on the diffusion layer of the logic element, the contact resistance to this diffusion layer is reduced.

【0013】また、ゲート絶縁膜を介して半導体基板に
埋め込まれたワード線上に絶縁膜を介してこのワード線
にオーバラップする状態で拡散層に接続される取り出し
電極を備えていることから、ワード線上の絶縁膜を20
nm〜30nm以上の十分な膜厚を確保することが可能
になり、それによって、ワード線と拡散層に接続される
取り出し電極との耐圧が確保されるようになる。
In addition, since an extraction electrode is provided on a word line embedded in a semiconductor substrate via a gate insulating film and connected to a diffusion layer in a state of overlapping with the word line via an insulating film, a word electrode is provided. 20 insulating films on the wire
It is possible to secure a sufficient film thickness of nm to 30 nm or more, whereby the withstand voltage between the word line and the extraction electrode connected to the diffusion layer is secured.

【0014】また、半導体基板にゲート絶縁膜を介して
ワード線が埋め込まれ、拡散層が半導体基板表面側に形
成されていることから、チャネルはワード線が形成され
ている溝底部側の半導体基板を廻り込むように形成され
る。そのため、実効的なチャネル長が十分に確保される
ため、バックバイアスを印加して、短チャネル効果が厳
しいメモリ素子(例えばDRAM)のトランジスタ特性
が安定化される。さらに、取り出し電極は拡散層の半導
体基板の表面側全域に接続させることが可能になり、コ
ンタクト抵抗の低減が図れる。
Since the word line is buried in the semiconductor substrate via the gate insulating film and the diffusion layer is formed on the surface of the semiconductor substrate, the channel is formed on the semiconductor substrate on the bottom side of the groove where the word line is formed. Is formed so as to go around. Therefore, a sufficient effective channel length is ensured, so that a back bias is applied to stabilize transistor characteristics of a memory element (for example, a DRAM) having a severe short channel effect. Furthermore, the extraction electrode can be connected to the entire region of the diffusion layer on the surface side of the semiconductor substrate, and the contact resistance can be reduced.

【0015】また、DRAM領域の拡散層は深さ方向に
不純物濃度が薄くなっていることから、接合の電界を緩
和することが可能になり、データ保持特性の性能が維持
される。
Further, since the impurity concentration of the diffusion layer in the DRAM region decreases in the depth direction, the electric field at the junction can be alleviated, and the performance of the data retention characteristics is maintained.

【0016】本発明の半導体装置の製造方法は、半導体
基板に素子分離領域を形成した後、該半導体基板表面側
に拡散層を形成する工程と、半導体基板および前記素子
分離領域の所定の位置に溝を形成する工程と、前記溝内
にゲート絶縁膜を形成する工程と、前記溝の上部を残し
た状態で前記溝内を埋め込むようにワード線を形成する
工程と、前記ワード線上の前記溝側壁にサイドウォール
絶縁膜を形成する工程と、前記ワード線上層にシリサイ
ド層を形成する工程と、前記溝の上部を埋め込むように
絶縁膜を形成する工程と、前記ワード線上に前記絶縁膜
を介して前記ワード線にオーバラップする状態で前記拡
散層に達する接続孔を形成する工程と、前記接続孔内に
取り出し電極を形成する工程とを備えている。また、前
記拡散層は深さ方向に不純物濃度が薄くなるように形成
する。
According to a method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, after forming an element isolation region in a semiconductor substrate, a diffusion layer is formed on the surface of the semiconductor substrate, and a diffusion layer is formed at a predetermined position in the semiconductor substrate and the element isolation region. Forming a trench, forming a gate insulating film in the trench, forming a word line so as to fill the trench while leaving an upper portion of the trench, and forming the trench on the word line. Forming a sidewall insulating film on a side wall, forming a silicide layer on the word line, forming an insulating film so as to fill an upper portion of the groove, and forming the insulating film on the word line via the insulating film. Forming a connection hole reaching the diffusion layer in a state of overlapping with the word line, and forming an extraction electrode in the connection hole. Further, the diffusion layer is formed so that the impurity concentration is reduced in the depth direction.

【0017】また、メモリ素子とロジック素子とを同一
半導体基板上に形成する半導体装置の製造方法は、半導
体基板に素子分離領域を形成した後、メモリ素子領域の
該半導体基板表面側に第1の拡散層を形成する工程と、
メモリ素子領域の半導体基板および前記素子分離領域の
所定の位置に溝を形成する工程と、前記溝内および前記
半導体基板表面にゲート絶縁膜を形成する工程と、前記
溝の上部を残した状態で前記溝内を埋め込むようにワー
ド線を形成する工程と、前記ロジック素子領域の前記半
導体基板上に前記ゲート絶膜を介してゲート電極を形成
する工程と、前記ゲート電極の両側における前記半導体
基板に第2の拡散層を形成する工程と、前記ワード線上
の前記溝側壁にサイドウォール絶縁膜を形成する工程
と、前記ワード線上層および前記第2の拡散層上層にシ
リサイド層を形成する工程と、前記溝の上部を埋め込む
絶縁膜を形成する工程と、前記ワード線上に前記絶縁膜
を介して前記ワード線にオーバラップする状態で前記第
1の拡散層に達する接続孔を形成する工程と、前記接続
孔内に取り出し電極を形成する工程とを備えている。
Further, in a method of manufacturing a semiconductor device in which a memory element and a logic element are formed on the same semiconductor substrate, an element isolation region is formed in the semiconductor substrate, and then a first element is formed on the semiconductor element surface side of the memory element region. Forming a diffusion layer;
Forming a groove at a predetermined position in the semiconductor substrate and the element isolation region in the memory element region, forming a gate insulating film in the groove and on the surface of the semiconductor substrate; Forming a word line so as to fill the trench, forming a gate electrode on the semiconductor substrate in the logic element region via the gate insulating film, and forming a gate electrode on both sides of the gate electrode. Forming a second diffusion layer, forming a sidewall insulating film on the trench side wall on the word line, forming a silicide layer on the word line layer and the second diffusion layer. Forming an insulating film filling the upper part of the groove, and reaching the first diffusion layer on the word line in a state of overlapping with the word line via the insulating film. It includes a step of forming a connection hole, and forming an electrode extraction into the connection hole.

【0018】上記半導体装置の製造方法では、ワード線
上層にシリサイド層を形成することから、ワード線の抵
抗が低減され、遅延の問題が回避される。また、ロジッ
ク素子の拡散層上にシリサイド層を形成することからこ
の拡散層へのコンタクト抵抗が低減される。
In the method of manufacturing a semiconductor device, since the silicide layer is formed on the word line, the resistance of the word line is reduced, and the problem of delay is avoided. Further, since the silicide layer is formed on the diffusion layer of the logic element, the contact resistance to this diffusion layer is reduced.

【0019】また、半導体基板に形成した溝内に、その
溝の上部を残して、ゲート絶縁膜を介してワード線を埋
め込むように形成し、また、溝の側壁の半導体基板表面
側に拡散層を形成し、さらに溝の上部を埋め込むように
絶縁膜を形成し、ワード線上に絶縁膜を介してワード線
にオーバラップする状態で拡散層に達する接続孔を形成
することから、接続孔内に形成される取り出し電極とワ
ード線とは絶縁膜によって離間され、しかもその絶縁膜
は例えば20nm〜30nm以上の十分な膜厚を確保す
ることが可能になる。そのため、ワード線と拡散層に接
続される取り出し電極との耐圧を確保することが可能に
なる。
A word line is buried in a groove formed in the semiconductor substrate through a gate insulating film, leaving an upper part of the groove, and a diffusion layer is formed on a side wall of the groove on the surface of the semiconductor substrate. Forming an insulating film so as to bury the upper portion of the groove, and forming a connection hole reaching the diffusion layer in a state of overlapping with the word line via the insulating film on the word line, so that the connection hole is formed in the connection hole. The formed extraction electrode and the word line are separated by an insulating film, and the insulating film can have a sufficient thickness of, for example, 20 nm to 30 nm or more. Therefore, it is possible to ensure the withstand voltage between the word line and the extraction electrode connected to the diffusion layer.

【0020】また、半導体基板に形成した溝内にゲート
絶縁膜を介してワード線(ゲート電極)を埋め込み、拡散
層を半導体基板表面側に形成することから、チャネルは
ワード線(ゲート電極)が形成されている溝底部側の半
導体基板を廻り込むように形成される。そのため、実効
的なチャネル長が十分に確保されるため、バックバイア
スを印加して、短チャネル効果が厳しいメモリ素子(D
RAM)部のトランジスタ特性が安定化される。さら
に、取り出し電極は拡散層の半導体基板の表面側全域に
接続させることが可能になり、コンタクト抵抗の低減が
図れる。
Since a word line (gate electrode) is buried in a groove formed in the semiconductor substrate via a gate insulating film and a diffusion layer is formed on the surface of the semiconductor substrate, the channel is formed by the word line (gate electrode). It is formed so as to go around the formed semiconductor substrate on the bottom side of the groove. Therefore, since the effective channel length is sufficiently ensured, the back bias is applied to the memory element (D
The transistor characteristics of the (RAM) section are stabilized. Furthermore, the extraction electrode can be connected to the entire region of the diffusion layer on the surface side of the semiconductor substrate, and the contact resistance can be reduced.

【0021】また、メモリ素子(DRAM)部の拡散層
は深さ方向に不純物濃度が薄くなるように形成すること
から、接合の電界を緩和することが可能になり、DRA
M領域のセル縮小化で厳しくなるデータ保持特性の性能
が維持される。
Further, since the diffusion layer in the memory element (DRAM) portion is formed so that the impurity concentration decreases in the depth direction, the electric field at the junction can be reduced, and the DRA can be reduced.
The performance of the data retention characteristic, which becomes more severe with the reduction in the cell size in the M region, is maintained.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】本発明の半導体装置に係る実施の
形態の一例を、図1の概略構成断面図によって説明す
る。本実施の形態では一例としてロジック素子と混載さ
れるメモリ素子(DRAM)の一例を示す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to the schematic sectional view of FIG. In this embodiment, an example of a memory element (DRAM) which is mounted together with a logic element will be described as an example.

【0023】図1に示すように、半導体基板11には、
メモリ素子領域(以下DRAMとして説明し、図面では
DRAM領域と記す)、標準電圧ロジック領域、高電圧
ロジック領域等を分離する素子分離領域12が形成され
ている。この素子分離領域12は、例えばSTI(Shal
low Trench Isolation )技術によって、例えば0.1
μm〜0,2μm程度の深さに形成されている。上記半
導体基板11上のDRAM領域には、バッファ層72が
例えば酸化シリコン膜で20nm〜30nmの厚さに形
成されている。
As shown in FIG. 1, a semiconductor substrate 11 has
An element isolation region 12 for isolating a memory element region (hereinafter referred to as a DRAM and referred to as a DRAM region in the drawing), a standard voltage logic region, a high voltage logic region, and the like is formed. This element isolation region 12 is formed, for example, by STI (Shal
low Trench Isolation) technology, for example, 0.1
It is formed at a depth of about μm to 0.2 μm. In the DRAM region on the semiconductor substrate 11, a buffer layer 72 is formed of, for example, a silicon oxide film to a thickness of 20 nm to 30 nm.

【0024】上記半導体基板11の上層には、DRAM
のメモリセルトランジスタのソース・ドレインとなる第
1の拡散層(拡散層)13が形成されている。この第1
の拡散層13は、一例として、不純物にリンを用い、ド
ーズ量を1×1013/cm2〜5×1013/cm2 、加
速電圧を10keV〜40keVに設定したイオン注入
により形成される。
In the upper layer of the semiconductor substrate 11, a DRAM
A first diffusion layer (diffusion layer) 13 serving as a source / drain of the memory cell transistor is formed. This first
The diffusion layer 13 is formed by, for example, ion implantation using phosphorus as an impurity, setting the dose to 1 × 10 13 / cm 2 to 5 × 10 13 / cm 2 and the acceleration voltage to 10 keV to 40 keV.

【0025】上記バッファ層72、半導体基板11およ
び上記素子分離領域12には、溝14が例えば50nm
〜100nm程度の深さに形成されている。この溝14
の底部のエッジ部分はいわゆるラウンド形状に形成され
ている。その溝14内にはゲート絶縁膜15を介してワ
ード線(ゲート電極も含む)16が形成されている。上
記ワード線16は、下層をポリシリコン層で形成され、
上層がシリサイド(例えばサリサイド)層18で形成さ
れている。少なくとも後に説明する取り出し電極21と
の耐圧が確保される距離として、その表面が溝14の上
部の半導体基板11表面より少なくとも30nm以上5
0nm以下、好ましくは40nm以上50nm以下、下
がった状態に形成されている。この実施の形態では、例
えば50nm程度下がった状態に形成されている。な
お、半導体基板11に形成された溝14の深さと素子分
離領域12に形成された溝14の深さに多少の差を生じ
ていても差支えはない。
In the buffer layer 72, the semiconductor substrate 11, and the element isolation region 12, a groove 14 has a thickness of, for example, 50 nm.
It is formed to a depth of about 100 nm. This groove 14
Is formed in a so-called round shape. A word line (including a gate electrode) 16 is formed in the groove 14 with a gate insulating film 15 interposed therebetween. The word line 16 has a lower layer formed of a polysilicon layer,
The upper layer is formed of a silicide (for example, salicide) layer 18. The distance at which the breakdown voltage with respect to the extraction electrode 21 described later is ensured is at least 30 nm or more from the surface of the semiconductor substrate 11 above the groove 14.
0 nm or less, preferably 40 nm or more and 50 nm or less, is formed in a lowered state. In this embodiment, for example, it is formed in a state of being lowered by about 50 nm. Note that there is no problem even if a slight difference occurs between the depth of the groove 14 formed in the semiconductor substrate 11 and the depth of the groove 14 formed in the element isolation region 12.

【0026】さらにワード線16のポリシリコン層上の
溝14の側壁には、サイドウォール絶縁膜17が例えば
窒化シリコン膜で形成されている。さらに、上記ポリシ
リコン層16pの上層には上記シリサイド層18が形成
されている。このシリサイド層18としては、例えばコ
バルトシリサイド(CoSi2 )、チタンシリサイド
(TiSi2 )ニッケルシリサイド(NiSi2 )等を
用いることができる。なお、半導体基板11に形成され
た溝14の深さと素子分離領域12に形成された溝14
の深さに多少の差を生じていても差し支えはない。
Further, a sidewall insulating film 17 is formed of, for example, a silicon nitride film on the side wall of the trench 14 on the polysilicon layer of the word line 16. Further, the silicide layer 18 is formed above the polysilicon layer 16p. As the silicide layer 18, for example, cobalt silicide (CoSi 2 ), titanium silicide (TiSi 2 ), nickel silicide (NiSi 2 ), or the like can be used. Note that the depth of the groove 14 formed in the semiconductor substrate 11 and the depth of the groove 14
There is no problem even if there is some difference in the depth.

【0027】さらに、上記溝14の底部における半導体
基板11にはチャネル拡散層(図示せず)が形成されて
いる。上記チャネル拡散層は、高濃度(例えば1.0×
10 18/cm3 〜1.0×1019/cm3 )にしなけれ
ばならないが、半導体基板11を掘り下げた溝14底部
の半導体基板11部分に形成されているものであり、溝
14の側壁や上部はほとんど基板濃度としてよく、その
領域は極めて低濃度(例えば1.0×1016/cm3
1.0×1018/cm3 )となっている。
Further, the semiconductor at the bottom of the groove 14
A channel diffusion layer (not shown) is formed on the substrate 11.
I have. The channel diffusion layer has a high concentration (for example, 1.0 ×
10 18/ CmThree~ 1.0 × 1019/ CmThree)
The bottom of the groove 14 in which the semiconductor substrate 11 is dug down
Formed in the portion of the semiconductor substrate 11 of FIG.
The side wall and upper part of 14 may have almost the same substrate concentration.
The region has a very low density (eg, 1.0 × 1016/ CmThree~
1.0 × 1018/ CmThree).

【0028】上記ゲート絶縁膜15は、最先端のロジッ
クのトランジスタよりもやや厚めの膜厚を有し、またゲ
ート長もやや長く形成されるため、この世代であって
も、熱酸化による酸化シリコン膜の適用が可能である。
したがって、DRAM領域の上記ゲート絶縁膜15は、
例えば1.5nm〜2nm程度の厚さの酸化シリコン膜
で形成されている。
The gate insulating film 15 has a slightly larger film thickness than a state-of-the-art logic transistor, and has a slightly longer gate length. A membrane application is possible.
Therefore, the gate insulating film 15 in the DRAM region is
For example, it is formed of a silicon oxide film having a thickness of about 1.5 nm to 2 nm.

【0029】したがって、上記溝14の側壁上部におけ
る半導体基板11表面側には、DRAM領域の第1の拡
散層13が形成されている。この第1の拡散層13の底
部はでき得る限り薄い濃度に設定され、半導体基板11
との電界を緩和させることが望ましい。もともと半導体
基板11側は、この第1の拡散層13の接合部では低濃
度に設定されているため、第1の拡散層13とともに、
低電界強度の接合が形成されている。この接合によって
DRAMデータ保持特性が維持される。
Therefore, the first diffusion layer 13 in the DRAM region is formed on the surface of the semiconductor substrate 11 above the side wall of the groove 14. The concentration of the bottom of the first diffusion layer 13 is set to be as low as possible.
It is desirable to alleviate the electric field between them. Originally, the semiconductor substrate 11 side is set to have a low concentration at the junction of the first diffusion layer 13, so that together with the first diffusion layer 13,
A low electric field strength junction is formed. This junction maintains the DRAM data retention characteristics.

【0030】上記説明したように、半導体基板11にゲ
ート絶縁膜15を介してワード線(ゲート電極)16が
埋め込まれ、第1の拡散層13が半導体基板11表面側
に形成されていることから、チャネルはワード線(ゲー
ト電極)16が形成されている溝14底部側の半導体基
板11を廻り込むように形成されている。そのため、実
効的なチャネル長を確保することもでき、バックバイア
スを印加して短チャネル効果が厳しいDRAMセルのト
ランジスタ特性を安定化させることもできる。
As described above, the word line (gate electrode) 16 is embedded in the semiconductor substrate 11 via the gate insulating film 15 and the first diffusion layer 13 is formed on the surface of the semiconductor substrate 11. The channel is formed so as to go around the semiconductor substrate 11 on the bottom side of the groove 14 where the word line (gate electrode) 16 is formed. Therefore, an effective channel length can be ensured, and a transistor characteristic of a DRAM cell having a severe short channel effect can be stabilized by applying a back bias.

【0031】一方、標準電圧ロジック領域には、標準電
圧ロジックトランジスタが形成される。すなわち、上記
半導体基板11上にはゲート絶縁膜15を介してゲート
電極51が形成されている。このゲート電極51の側壁
にはサイドウォール54が形成されていて、このサイド
ウォール54の下部における半導体基板11には低濃度
拡散層52、52が形成され、この低濃度拡散層52、
52を介したゲート電極51の両側の半導体基板11に
は第2の拡散層55、55が形成されている。この第2
の拡散層55、55上層にはシリサイド層58が形成さ
れている。このシリサイド層58は、例えば前記シリサ
イド層18と同時に形成されたものからなる。また、ロ
ジック領域の素子分離領域12上には、上記ゲート電極
51と同様な構造のゲート電極(ゲート配線)51が形
成されている。
On the other hand, standard voltage logic transistors are formed in the standard voltage logic area. That is, the gate electrode 51 is formed on the semiconductor substrate 11 with the gate insulating film 15 interposed therebetween. Side walls 54 are formed on the side walls of the gate electrode 51, and low concentration diffusion layers 52, 52 are formed in the semiconductor substrate 11 below the side walls 54.
Second diffusion layers 55, 55 are formed on the semiconductor substrate 11 on both sides of the gate electrode 51 via the second diffusion layer 52. This second
A silicide layer 58 is formed above the diffusion layers 55 and 55. The silicide layer 58 is formed, for example, simultaneously with the silicide layer 18. A gate electrode (gate wiring) 51 having the same structure as the gate electrode 51 is formed on the element isolation region 12 in the logic region.

【0032】また、高電圧ロジック領域には、高電圧ロ
ジックトランジスタが形成される。すなわち、上記半導
体基板11上にはゲート絶縁膜15を介してゲート電極
61が形成されている。このゲート電極61の側壁はサ
イドウォール64が形成されていて、このサイドウォー
ル64の下部における半導体基板11には低濃度拡散層
62、62が形成され、この低濃度拡散層62、62を
介したゲート電極61の両側の半導体基板11には第3
の拡散層65、65が形成されている。この第3の拡散
層65、65上層にはシリサイド層68が形成されてい
る。このシリサイド層68は、例えば前記シリサイド層
18と同時に形成されたものからなる。
In the high voltage logic area, a high voltage logic transistor is formed. That is, the gate electrode 61 is formed on the semiconductor substrate 11 with the gate insulating film 15 interposed therebetween. Side walls 64 are formed on the side walls of the gate electrode 61, and low concentration diffusion layers 62, 62 are formed in the semiconductor substrate 11 below the side walls 64, and the low concentration diffusion layers 62, 62 The semiconductor substrate 11 on both sides of the gate electrode 61 has a third
Are formed. A silicide layer 68 is formed on the third diffusion layers 65 and 65. The silicide layer 68 is formed, for example, simultaneously with the silicide layer 18.

【0033】上記半導体基板11上の全面には、第1の
絶縁膜(絶縁膜)19が形成されている。この第1の絶
縁膜19表面は平坦化されている。上記第1の絶縁膜1
9上にはDRAM領域の第1の拡散層13に達する接続
孔20が形成されている。この接続孔20は、第1の拡
散層13の表面全面で取り出し電極をコンタクトさせる
ことが可能なように、接続孔20の開口径をでき得る限
り大きく形成することが望ましい。それによってコンタ
クト抵抗の低減が図られる。また、図面では、多少アラ
イメントずれを起こした状態をわざと記載したが、接続
孔開口時に過剰なオーバエッチングを施さなければ、接
続孔20内に形成されるワード線取り出し電極の物理的
な距離を確保することが可能となる。なお、上部からみ
た投影デザインでは、この接続孔20が完全にワード線
(ゲート電極)16にオーバラップする形となってい
る。上記接続孔20内には、例えばリンドープトポリシ
リコンで形成される取り出し電極21が形成されてい
る。
A first insulating film (insulating film) 19 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 11. The surface of the first insulating film 19 is flattened. The first insulating film 1
A connection hole 20 reaching the first diffusion layer 13 in the DRAM region is formed on 9. The connection hole 20 is desirably formed as large as possible in diameter so that the extraction electrode can be brought into contact with the entire surface of the first diffusion layer 13. Thereby, the contact resistance is reduced. Also, in the drawings, a state where the alignment is slightly misaligned is intentionally described. However, unless excessive overetching is performed when the connection hole is opened, a physical distance of the word line extraction electrode formed in the connection hole 20 is secured. It is possible to do. In the projection design viewed from above, the connection hole 20 completely overlaps the word line (gate electrode) 16. An extraction electrode 21 made of, for example, phosphorus-doped polysilicon is formed in the connection hole 20.

【0034】さらに、上記第1の絶縁膜19上には、取
り出し電極21を覆う第2の絶縁膜22が形成されてい
る。この第2の絶縁膜22にはビットコンタクトホール
23が形成されている。また第2の絶縁膜22上にはビ
ット線24が形成されていて、その一部は上記ビットコ
ンタクトホール23を通じて取り出し電極21に接続さ
れている。このビット線24は、金属配線により形成さ
れ、その下部に密着層24aが形成され、その上部にオ
フセット絶縁膜25が形成されている。
Further, on the first insulating film 19, a second insulating film 22 covering the extraction electrode 21 is formed. Bit contact holes 23 are formed in the second insulating film 22. A bit line 24 is formed on the second insulating film 22, and a part of the bit line 24 is connected to the extraction electrode 21 through the bit contact hole 23. The bit line 24 is formed by a metal wiring, an adhesive layer 24a is formed below the bit line 24, and an offset insulating film 25 is formed above the bit line 24.

【0035】上記第2の絶縁膜22上には、上記ビット
線24を覆うエッチングストッパ層26および第3の絶
縁膜27が形成されている。この第3の絶縁膜27表面
は平坦化されている。上記第3の絶縁膜27には上記取
り出し電極21に接続する接続孔28が形成され、この
接続孔28内にはビット線24との絶縁を図るためにサ
イドウォール絶縁膜29が形成されている。さらに上記
接続孔28内にプラグ30が形成されている。
On the second insulating film 22, an etching stopper layer 26 covering the bit line 24 and a third insulating film 27 are formed. The surface of the third insulating film 27 is flattened. A connection hole 28 is formed in the third insulating film 27 so as to connect to the extraction electrode 21, and a side wall insulating film 29 is formed in the connection hole 28 to insulate the bit line 24 from the connection hole 28. . Further, a plug 30 is formed in the connection hole 28.

【0036】上記第3の絶縁膜27上には第4の絶縁膜
31が形成されている。この第4の絶縁膜31には、キ
ャパシタが形成される凹部32が、その底部に上記プラ
グ30上面が露出するように形成されている。その凹部
32内には、熱処理が不要なMIM(Metal/insulator/
Metal)構造のキャパシタ33が形成されている。MI
M構造のキャパシタ33は0.1μm以降のDRAMで
は必須になると予想され、現在では、一例として、電極
にルテニウム(Ru)、酸化ルテニウム(RuO)系材
料が用いられ、誘電体膜にはBST(BaTiO3 とS
rTiO3 との混晶)系の膜が採用される。
A fourth insulating film 31 is formed on the third insulating film 27. In the fourth insulating film 31, a recess 32 in which a capacitor is formed is formed at the bottom so that the upper surface of the plug 30 is exposed. In the concave portion 32, an MIM (Metal / insulator /
Metal) capacitor 33 is formed. MI
The M-structure capacitor 33 is expected to be indispensable for DRAMs of 0.1 μm or less. At present, for example, ruthenium (Ru) and ruthenium oxide (RuO) -based materials are used for electrodes, and BST (BST) is used for dielectric films. BaTiO 3 and S
A film of a mixed crystal with rTiO 3 ) is employed.

【0037】上記第4の絶縁膜31上には、上記MIM
構造のキャパシタ33を覆う第5の絶縁膜34が形成さ
れている。この第5の絶縁膜34表面は平坦化されてい
る。上記第5の絶縁膜34ないし第1の絶縁膜19に
は、キャパシタ取り出し電極、ワード線取り出し電極、
ビット線取り出し電極、ロジック領域の拡散層取り出し
電極、ロジック領域のゲート取り出し電極等を形成する
ための接続孔35、36、37、101,102、10
3,104、105等が形成され、各接続孔35、3
6、37、101,102、103,104、105等に
は、キャパシタ取り出し電極38、ワード線取り出し電
極39、ビット線取り出し電極40、ロジック領域の拡
散層取り出し電極105,106、107,108、ロ
ジック領域のゲート取り出し電極109等が形成されて
いる。
On the fourth insulating film 31, the MIM
A fifth insulating film 34 covering the capacitor 33 having the structure is formed. The surface of the fifth insulating film 34 is flattened. The fifth insulating film 34 to the first insulating film 19 include a capacitor lead electrode, a word line lead electrode,
Connection holes 35, 36, 37, 101, 102, and 10 for forming bit line extraction electrodes, diffusion layer extraction electrodes in the logic region, gate extraction electrodes in the logic region, and the like.
3, 104, 105, etc. are formed, and each connection hole 35, 3
6, 37, 101, 102, 103, 104, 105, etc., a capacitor lead electrode 38, a word line lead electrode 39, a bit line lead electrode 40, a diffusion layer lead electrode 105, 106, 107, 108 in a logic area, a logic. A gate extraction electrode 109 and the like in the region are formed.

【0038】さらに、第5の絶縁膜34上には第6の絶
縁膜41が形成されている。この第6の絶縁膜41に
は、各電極38〜40、105〜109等に達する配線
溝42が形成され、各配線溝42には第1の配線43が
形成されている。この第1の配線43は例えば銅配線か
らなる。図示はしないが、さらに必要に応じて上層配線
を形成する。なお、上記電極38〜40、105〜10
9および上記配線42には、電極、配線、絶縁膜の材質
によって、通常知られている密着層、バリア層が形成さ
れている。
Further, a sixth insulating film 41 is formed on the fifth insulating film 34. In the sixth insulating film 41, a wiring groove 42 reaching each of the electrodes 38 to 40, 105 to 109, and the like is formed, and a first wiring 43 is formed in each of the wiring grooves 42. The first wiring 43 is made of, for example, a copper wiring. Although not shown, an upper layer wiring is further formed as necessary. The electrodes 38 to 40, 105 to 10
A well-known adhesion layer and barrier layer are formed on the wiring 9 and the wiring 42 depending on the material of the electrode, the wiring, and the insulating film.

【0039】上記半導体装置1は、DRAMと標準電圧
ロジック素子、高電圧ロジック素子とが形成されている
が、DRAMのみが形成されたものであってもよい。
Although the semiconductor device 1 includes a DRAM, a standard voltage logic element, and a high voltage logic element, the semiconductor device 1 may include only the DRAM.

【0040】上記半導体装置1では、第1の拡散層13
は深さ方向に不純物濃度が薄くなっていることから、接
合の電界を緩和することが可能になり、データ保持特性
の性能が維持される。
In the semiconductor device 1, the first diffusion layer 13
Since the impurity concentration decreases in the depth direction, the electric field at the junction can be reduced, and the performance of data retention characteristics is maintained.

【0041】上記半導体装置1では、半導体基板11に
ゲート絶縁膜15を介してワード線(ゲート電極)16
が埋め込まれ、第1の拡散層13が半導体基板11表面
側に形成されていることから、チャネルはワード線(ゲ
ート電極)16が形成されている溝14底部側の半導体
基板11を廻り込むように形成されている。そのため、
実効的なチャネル長が十分に確保されるため、バックバ
イアスを印加して、短チャネル効果が厳しいDRAMの
トランジスタ特性が安定化される。
In the semiconductor device 1, the word line (gate electrode) 16 is formed on the semiconductor substrate 11 via the gate insulating film 15.
Is embedded and the first diffusion layer 13 is formed on the surface side of the semiconductor substrate 11, so that the channel goes around the semiconductor substrate 11 on the bottom side of the groove 14 in which the word line (gate electrode) 16 is formed. Is formed. for that reason,
Since a sufficient effective channel length is ensured, the transistor characteristics of a DRAM having a severe short channel effect are stabilized by applying a back bias.

【0042】上記半導体装置1では、取り出し電極21
は第1の拡散層13の半導体基板11表面側全域に接続
させることが可能になり、拡散層のコンタクト抵抗をそ
のセルデザインで実現可能な最低の抵抗に抑制できる。
また、DRAM領域の拡散層全面をコンタクトとして使
用されるため、実効面積を有効に使用できる。そのた
め、セル面積の縮小化が図れる。
In the semiconductor device 1, the extraction electrode 21
Can be connected to the entire surface of the first diffusion layer 13 on the surface of the semiconductor substrate 11, and the contact resistance of the diffusion layer can be suppressed to the lowest resistance achievable by the cell design.
Further, since the entire diffusion layer in the DRAM region is used as a contact, the effective area can be used effectively. Therefore, the cell area can be reduced.

【0043】上記半導体装置1では、ゲート絶縁膜15
を介して半導体基板11に埋め込まれたワード線16上
に第1の絶縁膜(絶縁膜)19を介してこのワード線1
6にオーバラップする状態で第1の拡散層13に接続さ
れる取り出し電極21を備えていることから、ワード線
16上の第1の絶縁膜19を20nm〜30nm以上の
十分な膜厚を確保することが可能になり、それによっ
て、ワード線16と第1の拡散層13に接続される取り
出し電極21との耐圧が確保されるようになる。
In the semiconductor device 1, the gate insulating film 15
The word line 1 is embedded on the word line 16 embedded in the semiconductor substrate 11 through the first insulating film (insulating film) 19.
6, the first insulating film 19 on the word line 16 has a sufficient thickness of 20 nm to 30 nm or more because the extraction electrode 21 connected to the first diffusion layer 13 is provided so as to overlap the first diffusion layer 13. Accordingly, the withstand voltage between the word line 16 and the extraction electrode 21 connected to the first diffusion layer 13 can be ensured.

【0044】上記半導体装置1では、DRAMのワード
線16にサリサイド構造を採用していることから、ワー
ド線16の低抵抗化が図れ、微細化で問題となるワード
線16の遅延の問題を回避することができる。また、ロ
ジック領域の第2の拡散層55上層、第3の拡散層65
上層にシリサイド層58、68が形成されていることか
ら、第2の拡散層55、第3の拡散層65へのコンタク
ト抵抗が低減される。
Since the semiconductor device 1 employs a salicide structure for the word line 16 of the DRAM, the resistance of the word line 16 can be reduced, and the problem of the delay of the word line 16 which is a problem in miniaturization can be avoided. can do. In addition, a third diffusion layer 65 above the second diffusion layer 55 in the logic region.
Since the silicide layers 58 and 68 are formed in the upper layer, the contact resistance to the second diffusion layer 55 and the third diffusion layer 65 is reduced.

【0045】次に、本発明の半導体装置の製造方法に係
る実施の形態の一例を、図2〜図16の概略構成断面図
によって説明する。本実施の形態では一例としてロジッ
ク素子と混載されるDRAMの一例を示す。また、図2
〜図16では、前記図1によって説明したのと同様なる
構成部品には同一符号を付与する。
Next, an example of an embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to the schematic sectional views of FIGS. In this embodiment, an example of a DRAM mixed with a logic element is described as an example. FIG.
16 to 16, the same reference numerals are given to the same components as those described with reference to FIG.

【0046】図2の(1)に示すように、例えばSTI
(Shallow Trench Isolation )技術によって、半導体
基板11に、メモリ素子領域(以下DRAMとして説明
し、図面ではDRAM領域と記す)、標準電圧ロジック
領域、高電圧ロジック領域等を分離する素子分離領域1
2を形成する。
As shown in FIG. 2A, for example, STI
(Shallow Trench Isolation) technology, an element isolation region 1 for isolating a memory element region (hereinafter, referred to as a DRAM and referred to as a DRAM region), a standard voltage logic region, a high voltage logic region, and the like on a semiconductor substrate 11.
Form 2

【0047】さらにレジスト膜91を形成した後、リソ
グラフィー技術に用いて、ロジック領域上のレジスト膜
91を残し、DRAM領域上のレジスト膜91を除去す
る。図面では酸化シリコンからなるバッファ層71を形
成した半導体基板11を示しているが、場合によって
は、上記バッファ層71は必要としない。また上記素子
分離領域12は0.1μm〜0,2μm程度の深さに形
成される。
After the formation of the resist film 91, the resist film 91 on the DRAM region is removed by using a lithography technique while leaving the resist film 91 on the logic region. Although the drawing shows the semiconductor substrate 11 on which the buffer layer 71 made of silicon oxide is formed, the buffer layer 71 is not required in some cases. The element isolation region 12 is formed at a depth of about 0.1 μm to 0.2 μm.

【0048】その後、上記レジスト膜91をマスクにし
てDRAM領域の半導体基板11にソース・ドレインを
形成するためのイオン注入を行い、第1の拡散層13を
形成する。このイオン注入条件としては、一例として、
イオン注入する不純物にリンを用い、ドーズ量を1×1
13/cm2 〜5×1013/cm2 、加速電圧を10k
eV〜40keVに設定する。その後、上記レジスト膜
91を除去する。このイオン注入では、後のDRAM領
域のゲート形成に係る熱処理による拡散を考慮して、や
や浅めにイオン注入を行うが、DRAMのゲートが基板
埋め込み型であるため、DRAM領域のチャネルは埋め
込みゲートを形成する溝の底部に形成されるので、何ら
問題はない。また、後の熱処理によって活性化されるた
め、特にこの段階で熱処理を行う必要もない。
Thereafter, ion implantation for forming a source / drain is performed on the semiconductor substrate 11 in the DRAM region using the resist film 91 as a mask, thereby forming a first diffusion layer 13. As an example of the ion implantation conditions,
Phosphorus is used as an impurity to be ion-implanted, and a dose amount is 1 × 1.
0 13 / cm 2 to 5 × 10 13 / cm 2 , acceleration voltage 10 k
Set to eV to 40 keV. After that, the resist film 91 is removed. In this ion implantation, ion implantation is performed slightly shallower in consideration of diffusion due to heat treatment for forming a gate in the DRAM region later. However, since the gate of the DRAM is of a substrate-embedded type, the channel of the DRAM region has a buried gate. There is no problem because it is formed at the bottom of the groove to be formed. In addition, since activation is performed by a subsequent heat treatment, there is no need to perform a heat treatment at this stage.

【0049】次いで、図3の(2)に示すように、半導
体基板11上にバッファ層72を例えば酸化シリコン膜
で、20nm〜30nmの厚さに形成する。続いて、レ
ジスト膜93を形成した後、リソグラフィー技術に用い
て、DRAM領域上に上記レジスト膜92を残し、標準
電圧ロジック領域上および高電圧ロジック領域上のレジ
スト膜92を除去する。その後、このレジスト膜92を
エッチングマスクに用いて、上記バッファ層72をエッ
チング加工する。すなわち、DRAM領域上にバッファ
層72を残し、標準電圧ロジック領域および高電圧ロジ
ック領域上のバッファ層72をエッチング除去する。こ
のエッチング加工は、酸化シリコン膜をエッチングする
周知のドライエッチングもしくはウエットエッチングの
いずれかの方法で行うことが可能である。その後、上記
レジスト膜92を除去する。上記プロセスにおいて、D
RAM領域上に残したバッファ層72は、後にDRAM
領域のワード線上にサリサイドを形成する際に、DRA
M領域の拡散層をこのサリサイド形成から保護する機能
を有する。
Next, as shown in FIG. 3B, a buffer layer 72 is formed on the semiconductor substrate 11 by using, for example, a silicon oxide film to a thickness of 20 nm to 30 nm. Subsequently, after a resist film 93 is formed, the resist film 92 is removed using a lithography technique on the standard voltage logic region and the high voltage logic region while leaving the resist film 92 on the DRAM region. Thereafter, the buffer layer 72 is etched using the resist film 92 as an etching mask. That is, the buffer layer 72 on the standard voltage logic region and the high voltage logic region is removed by etching while leaving the buffer layer 72 on the DRAM region. This etching process can be performed by any of the well-known dry etching or wet etching for etching a silicon oxide film. After that, the resist film 92 is removed. In the above process, D
The buffer layer 72 left on the RAM area is
When forming a salicide on the word line in the region, the DRA
It has a function of protecting the diffusion layer in the M region from this salicide formation.

【0050】さらに、図4の(3)に示すように、リソ
グラフィー技術に用いるレジスト膜93を形成した後、
DRAM領域のワード線(ゲート電極)となる領域上の
レジスト膜93に開口部94を形成する。
Further, as shown in FIG. 4C, after forming a resist film 93 used for the lithography technique,
An opening 94 is formed in the resist film 93 on a region to be a word line (gate electrode) in the DRAM region.

【0051】次いで、図5の(4)に示すように、上記
レジスト膜93をエッチングマスクに用いて、バッファ
層72、素子分離領域12および半導体基板11をエッ
チング(例えば連続的にエッチング)して素子分離領域
12(フィールド)および半導体基板11に、DRAM
領域のワード線(ゲート電極も含む)が形成される溝14
を形成する。この溝14の深さは、例えば50nm〜1
00nm程度であり、半導体基板11に形成された溝1
4の深さと素子分離領域12に形成された溝14の深さ
とが多少の差を生じてもよい。また、この溝14はDR
AM領域のみに形成されることから、溝底部のエッジ部
分は、セルトランジスタの電界集中を避けるために、い
わゆるラウンド形状に形成することが望ましい。なお、
DRAM領域に形成されているバッファ層72は素子分
離領域12をエッチングする際に同時にエッチングされ
る。その後、上記レジスト膜93を通常の除去技術によ
って除去する。
Next, as shown in FIG. 5D, the buffer layer 72, the element isolation region 12, and the semiconductor substrate 11 are etched (for example, continuously etched) using the resist film 93 as an etching mask. A DRAM is provided in the element isolation region 12 (field) and the semiconductor substrate 11.
Trench 14 in which the word line (including the gate electrode) of the region is formed
To form The depth of the groove 14 is, for example, 50 nm to 1
Groove 1 formed in the semiconductor substrate 11
4 may be slightly different from the depth of the groove 14 formed in the element isolation region 12. This groove 14 is DR
Since it is formed only in the AM region, it is desirable that the edge portion at the bottom of the groove is formed in a so-called round shape in order to avoid the electric field concentration of the cell transistor. In addition,
The buffer layer 72 formed in the DRAM region is simultaneously etched when the element isolation region 12 is etched. Thereafter, the resist film 93 is removed by a normal removal technique.

【0052】なお、この世代で想定している電圧として
は、標準ロジック領域は0.5V〜1.2V、高電圧ロ
ジック領域は1.5V〜2.5V、DRAMセルのワー
ド線昇圧は1.5V〜2.5Vである。
The voltages assumed in this generation are 0.5 V to 1.2 V in the standard logic region, 1.5 V to 2.5 V in the high voltage logic region, and 1.times. 5V to 2.5V.

【0053】次いで、図示はしないが、DRAM領域お
よびロジック領域のウエル・チャネルドーズを例えばレ
ジストマスクを用いてイオン注入法によって行い、半導
体基板11にチャネル拡散層、ウエル領域等を形成す
る。
Next, although not shown, a well channel dose in the DRAM region and the logic region is performed by an ion implantation method using, for example, a resist mask to form a channel diffusion layer, a well region, and the like on the semiconductor substrate 11.

【0054】DRAM領域のワードトランジスタの上記
チャネル拡散層として、高濃度(例えば1.0×1018
/cm3 〜1.0×1019/cm3 )にしなければなら
ない領域は、半導体基板11を掘り下げた溝14底部の
半導体基板部分であり、溝14の側壁や上部における半
導体基板11には基板濃度としてのイオン注入をほとん
ど行う必要はない。したがって、後述する拡散層13
(図7参照)下部の半導体基板部分は、極めて低濃度
(例えば1.0×1017/cm3 〜1.0×1018/c
3 )での形成が可能になる。
As the channel diffusion layer of the word transistor in the DRAM region, a high concentration (for example, 1.0 × 10 18)
/ Cm 3 to 1.0 × 10 19 / cm 3 ) is the semiconductor substrate portion at the bottom of the groove 14 where the semiconductor substrate 11 is dug down. There is almost no need to perform ion implantation as a concentration. Therefore, the diffusion layer 13 described later
(See FIG. 7) The lower semiconductor substrate portion has an extremely low concentration (for example, 1.0 × 10 17 / cm 3 to 1.0 × 10 18 / c).
m 3 ).

【0055】その後、図6の(5)に示すように、上記
溝14の内面および半導体基板11、素子分離領域12
上にDRAM領域、標準電圧ロジック領域(センスアン
プやその他の周辺回路)、高電圧ロジック領域(例えば
ワード線昇圧部等)等のゲート絶縁膜15を形成する。
この世代では、ゲート絶縁膜を膜厚に応じて作り分ける
のが一般的ではあり、レジストプロセスを用いて作り分
けを行う。ゲート絶縁膜には酸化シリコンもしくは窒化
シリコンを用いる。ただし、低コストの汎用DRAMの
場合には作り分けは必ずしも必要な措置ではない。
Thereafter, as shown in FIG. 6 (5), the inner surface of the groove 14, the semiconductor substrate 11 and the element isolation region 12 are formed.
A gate insulating film 15 such as a DRAM region, a standard voltage logic region (a sense amplifier and other peripheral circuits), a high voltage logic region (eg, a word line booster) is formed thereon.
In this generation, it is general that the gate insulating film is formed separately according to the film thickness, and the gate insulating film is formed separately using a resist process. Silicon oxide or silicon nitride is used for the gate insulating film. However, in the case of a low-cost general-purpose DRAM, it is not always necessary to separately manufacture them.

【0056】さらに、図7の(6)に示すように、溝1
4を埋め込むように、半導体基板11、素子分離領域1
2上に上記ゲート絶縁膜15を介してゲート電極形成膜
73を例えばポリシリコン層74と金属電極形成層75
とで形成する。このポリシリコン層74の膜厚は70n
m〜200nm、好ましくは100nm程度とする。次
いで、上記金属電極形成層75としては、例えば窒化タ
ングステン膜とタングステン膜とを積層形成する。この
材質は、周辺回路部のゲート遅延を抑制させるためのも
のであるから、従来から用いられているタングステンシ
リサイドを用いることも可能である。
Further, as shown in FIG.
4 so that the semiconductor substrate 11 and the element isolation region 1 are embedded.
A gate electrode forming film 73, for example, a polysilicon layer 74 and a metal electrode forming layer 75,
And formed. The thickness of the polysilicon layer 74 is 70 n.
m to 200 nm, preferably about 100 nm. Next, as the metal electrode formation layer 75, for example, a tungsten nitride film and a tungsten film are stacked. Since this material is for suppressing the gate delay of the peripheral circuit portion, a conventionally used tungsten silicide can also be used.

【0057】または、上記ゲート構造を単純なポリシリ
コンゲートとしておいて、後のDRAMのワード線を低
抵抗化するために形成するサリサイドプロセス時に周辺
部の拡散層と同様に周辺部のゲート電極上をサリサイド
として低抵抗化することも可能である。また、汎用DR
AMとして周辺回路部の高集積化が要求されない場合に
は、pチャネルトランジスタも従来のn+ ゲート電極を
用いることも可能である。この場合には、ゲートポリシ
リコンとして、予めリンドープポリシリコンを用い、ゲ
ート電極への不純物ドーピング工程を削減することも可
能である。さらに、ゲート電極形成膜73(金属電極形
成層75)上にバッファ層76として、例えば酸化シリ
コン膜を形成する。
Alternatively, the gate structure may be a simple polysilicon gate, and a salicide process may be performed later to reduce the resistance of the word line of the DRAM. Can be used as a salicide to reduce the resistance. In addition, general-purpose DR
If high integration of the peripheral circuit portion is not required for AM, a conventional n + gate electrode can also be used for the p-channel transistor. In this case, it is possible to use phosphorus-doped polysilicon in advance as the gate polysilicon and to reduce the impurity doping step for the gate electrode. Further, a silicon oxide film, for example, is formed as the buffer layer 76 on the gate electrode formation film 73 (metal electrode formation layer 75).

【0058】ここまでの形成プロセスで、最初にイオン
注入によって形成したDRAM領域の第1の拡散層13
のリンの熱拡散が進行し、第1の拡散層13の底部は、
濃度が薄くなり、半導体基板11との電界を緩和させる
ことが可能となる。もともと、半導体基板11側は、こ
の第1の拡散層13の接合部では低濃度に設定されてい
るため、第1の拡散層13とともに、低電界強度の接合
が形成される。この接合がDRAMデータ保持特性の傾
向を維持する。
In the above-described forming process, the first diffusion layer 13 in the DRAM region formed first by ion implantation
Thermal diffusion of phosphorus progresses, and the bottom of the first diffusion layer 13
The concentration is reduced, and the electric field with the semiconductor substrate 11 can be reduced. Originally, the semiconductor substrate 11 side is set to have a low concentration at the junction of the first diffusion layer 13, so that a junction with a low electric field strength is formed together with the first diffusion layer 13. This junction maintains the tendency of the DRAM data retention characteristics.

【0059】次に、全面にレジスト膜を形成した後、リ
ソグラフィー技術によってレジスト膜を加工し、ロジッ
ク領域のゲート電極を形成するためのレジストパターン
95を形成する。
Next, after forming a resist film on the entire surface, the resist film is processed by lithography to form a resist pattern 95 for forming a gate electrode in a logic region.

【0060】次いで、図8の(7)に示すように、上記
レジストパターン95をマスクに用いて、上記バッファ
層76、ゲート電極形成膜73をエッチング加工して、
標準電圧ロジック領域にゲート電極(ゲート配線も含む)
51を形成するとともに高電圧ロジック領域にゲート電
極(図示はしないがゲート配線も含む)61を形成する。
上記バッファ層76は、後のサリサイド形成時にゲート
電極51、61上のタングステン層にサリサイドが形成
されるのを防ぐために堆積しているが、汚染や加工上の
問題がない場合には、特には不要である。また、図示は
しないが、周辺回路部のゲート電極にサリサイド構造を
採用する場合には不要である。
Next, as shown in FIG. 8 (7), the buffer layer 76 and the gate electrode forming film 73 are etched using the resist pattern 95 as a mask.
Gate electrode (including gate wiring) in standard voltage logic area
At the same time, a gate electrode (not shown, including a gate wiring) 61 is formed in the high-voltage logic region.
The buffer layer 76 is deposited in order to prevent salicide from being formed in the tungsten layer on the gate electrodes 51 and 61 when salicide is formed later. Not required. Although not shown, it is unnecessary when a salicide structure is used for the gate electrode of the peripheral circuit portion.

【0061】また、DRAM領域の溝14内には、上記
ゲート電極形成膜73のポリシリコン層74を残すよう
にして、ワード線(一部がゲート電極となる)16を形
成する。その際、DRAM領域のワード線16形成のた
めのエッチバックは半導体基板11よりも例えば50n
m程度低くなるように行い、後に形成される拡散層取り
出し電極との耐圧距離を確保する。このエッチングで
は、DRAM領域にはドープトポリシリコン膜しか残ら
ない。その後、上記レジストパターン95を除去する。
In the trench 14 in the DRAM region, a word line (a part of which becomes a gate electrode) 16 is formed so as to leave the polysilicon layer 74 of the gate electrode forming film 73. At this time, the etch-back for forming the word line 16 in the DRAM region is, for example, 50 n
m so as to secure a withstand voltage distance with respect to a diffusion layer extraction electrode to be formed later. In this etching, only the doped polysilicon film remains in the DRAM region. After that, the resist pattern 95 is removed.

【0062】上記説明したように、DRAM領域のセル
トランジスタは溝14の周囲の半導体基板11をラウン
ドする形でチャネルを形成することになるため。実効的
なチャネル長を確保することもでき、バックバイアスを
印加して短チャネル効果が厳しいDRAMセルのトラン
ジスタ特性を安定化させることもできる。
As described above, the cell transistor in the DRAM region forms a channel so as to round the semiconductor substrate 11 around the groove 14. An effective channel length can be ensured, and a back bias can be applied to stabilize the transistor characteristics of a DRAM cell having a severe short channel effect.

【0063】次いで、図9の(8)に示すように、標準
電圧ロジック領域のnチャネルトランジスタの形成領域
上を開口したレジスト膜(図示せず)を形成し、続いて
そのレジスト膜をマスクに用いて半導体基板11にイオ
ン注入を行い、nチャネルトランジスタの低濃度拡散層
52、52を形成する。その後、上記レジスト膜を除去
する。同様にして、標準電圧ロジック領域のpチャネル
トランジスタの形成領域上を開口したレジスト膜(図示
せず)を形成し、続いてそのレジスト膜をマスクに用い
て半導体基板11にイオン注入を行い、pチャネルトラ
ンジスタの低濃度拡散層(図示せず)を形成する。その
後、上記レジスト膜を除去する。
Next, as shown in FIG. 9 (8), a resist film (not shown) having an opening on the n-channel transistor formation region in the standard voltage logic region is formed, and then the resist film is used as a mask. Then, ions are implanted into the semiconductor substrate 11 to form low-concentration diffusion layers 52 of an n-channel transistor. After that, the resist film is removed. Similarly, a resist film (not shown) having an opening on the p-channel transistor formation region in the standard voltage logic region is formed, and subsequently, ion implantation is performed on the semiconductor substrate 11 using the resist film as a mask. A low concentration diffusion layer (not shown) of a channel transistor is formed. After that, the resist film is removed.

【0064】さらに、同様にして、高電圧ロジック領域
のnチャネルトランジスタの形成領域上を開口したレジ
スト膜(図示せず)を形成し、続いてそのレジスト膜を
マスクに用いて半導体基板11にイオン注入を行い、n
チャネルトランジスタの低濃度拡散層62、62を形成
する。その後、上記レジスト膜を除去する。同様にし
て、高電圧ロジック領域のpチャネルトランジスタの形
成領域上を開口したレジスト膜(図示せず)を形成し、
続いてそのレジスト膜をマスクに用いて半導体基板11
にイオン注入を行い、pチャネルトランジスタの低濃度
拡散層(図示せず)を形成する。その後、上記レジスト
膜を除去する。
Further, in the same manner, a resist film (not shown) having an opening on the n-channel transistor formation region in the high-voltage logic region is formed, and then the resist film is used as a mask to form an ion on the semiconductor substrate 11. Make an injection, n
The low concentration diffusion layers 62 of the channel transistor are formed. After that, the resist film is removed. Similarly, a resist film (not shown) having an opening on the formation region of the p-channel transistor in the high-voltage logic region is formed,
Subsequently, the semiconductor substrate 11 is formed using the resist film as a mask.
To form a low concentration diffusion layer (not shown) of the p-channel transistor. After that, the resist film is removed.

【0065】次いで、DRAM領域のゲートを保護する
保護膜78を例えば薄い窒化シリコン膜(例えば厚さが
10nm〜50nm)で形成する。さらに、サイドウォ
ール形成膜79を例えば酸化シリコン膜で形成する。こ
のように、このサイドウォール形成膜79は、窒化シリ
コンよりも低応力でウエット処理による剥離性のよい酸
化シリコンで形成することが好ましい。または、酸化シ
リコン膜と窒化シリコン膜の積層膜もしくは酸化窒化シ
リコン膜で形成することも可能である。また、上記保護
膜78は、後にDRAM内で周辺回路用トランジスタの
サイドウォール形成膜79を除去する際のエッチングス
トッパとなるとともに、後にDRAM領域のワード線1
6上の溝14側壁にサイドウォール状に形成され、サリ
サイド層を形成した時のワード線16側壁の耐圧確保に
寄与する。
Next, a protective film 78 for protecting the gate in the DRAM region is formed of, for example, a thin silicon nitride film (for example, having a thickness of 10 nm to 50 nm). Further, the sidewall forming film 79 is formed of, for example, a silicon oxide film. As described above, it is preferable that the sidewall forming film 79 is formed of silicon oxide having a lower stress than silicon nitride and having good removability by wet processing. Alternatively, it can be formed using a stacked film of a silicon oxide film and a silicon nitride film or a silicon oxynitride film. The protective film 78 serves as an etching stopper when the sidewall forming film 79 of the transistor for a peripheral circuit is removed later in the DRAM, and the word line 1 in the DRAM region is later formed.
The side wall is formed on the side wall of the groove 14 above the groove 6 and contributes to securing the withstand voltage of the side wall of the word line 16 when the salicide layer is formed.

【0066】その後、図10の(9)に示すように、全
面にレジスト膜96を形成し、例えばリソグラフィー技
術によって、標準電圧ロジック領域および高電圧ロジッ
ク領域上のレジスト膜96を除去し、DRAM領域を覆
うようにレジスト膜96を残す。そして、上記サイドウ
ォール形成膜79をエッチバックして、標準電圧ロジッ
ク領域のゲート電極51および高電圧ロジック領域のゲ
ート電極61の各側壁にサイドウォール絶縁膜54、6
4を形成する。その後、レジスト膜96を除去する。
Thereafter, as shown in FIG. 10 (9), a resist film 96 is formed on the entire surface, and the resist film 96 on the standard voltage logic region and the high voltage logic region is removed by, for example, lithography technology, and the DRAM region is removed. The resist film 96 is left so as to cover. Then, the sidewall forming film 79 is etched back, and the sidewall insulating films 54 and 6 are formed on the respective sidewalls of the gate electrode 51 in the standard voltage logic region and the gate electrode 61 in the high voltage logic region.
4 is formed. After that, the resist film 96 is removed.

【0067】次いで、図11の(10)に示すように、
標準電圧ロジック領域のnチャネルトランジスタの形成
領域上を開口したレジスト膜(図示せず)を形成し、続
いてそのレジスト膜をマスクに用いて半導体基板11に
イオン注入を行い、ゲート電極51側に低濃度拡散層5
2を介してnチャネルトランジスタの第2の拡散層5
5、55を形成する。その後、上記レジスト膜を除去す
る。同様にして、標準電圧ロジック領域のpチャネルト
ランジスタの形成領域上を開口したレジスト膜(図示せ
ず)を形成し、続いてそのレジスト膜をマスクに用いて
半導体基板11にイオン注入を行い、pチャネルトラン
ジスタの拡散層(図示せず)を形成する。その後、上記
レジスト膜を除去する。
Next, as shown in FIG. 11 (10),
A resist film (not shown) having an opening on the n-channel transistor formation region of the standard voltage logic region is formed, and then the semiconductor film 11 is ion-implanted using the resist film as a mask. Low concentration diffusion layer 5
2 through the second diffusion layer 5 of the n-channel transistor
5, 55 are formed. After that, the resist film is removed. Similarly, a resist film (not shown) having an opening on the p-channel transistor formation region in the standard voltage logic region is formed, and subsequently, ion implantation is performed on the semiconductor substrate 11 using the resist film as a mask. A diffusion layer (not shown) of a channel transistor is formed. After that, the resist film is removed.

【0068】さらに、同様にして、高電圧ロジック領域
のnチャネルトランジスタの形成領域上を開口したレジ
スト膜(図示せず)を形成し、続いてそのレジスト膜を
マスクに用いて半導体基板11にイオン注入を行い、ゲ
ート電極61側に低濃度拡散層62を介してnチャネル
トランジスタの第3の拡散層65、65を形成する。そ
の後、上記レジスト膜を除去する。同様にして、高電圧
ロジック領域のpチャネルトランジスタの形成領域上を
開口したレジスト膜(図示せず)を形成し、続いてその
レジスト膜をマスクに用いて半導体基板11にイオン注
入を行い、ゲート電極側に低濃度拡散層を介してpチャ
ネルトランジスタの拡散層(図示せず)を形成する。そ
の後、上記レジスト膜を除去する。
Further, in the same manner, a resist film (not shown) having an opening on the formation region of the n-channel transistor in the high-voltage logic region is formed, and then the resist film is used as a mask to form an ion on the semiconductor substrate 11. Implantation is performed, and third diffusion layers 65, 65 of the n-channel transistor are formed on the gate electrode 61 side via the low concentration diffusion layer 62. After that, the resist film is removed. Similarly, a resist film (not shown) having an opening on the p-channel transistor formation region in the high-voltage logic region is formed, and then the resist film is used as a mask to ion-implant the semiconductor substrate 11 to form a gate. A diffusion layer (not shown) of a p-channel transistor is formed on the electrode side via a low concentration diffusion layer. After that, the resist film is removed.

【0069】次いで、全面にレジスト膜97を形成した
後、リソグラフィー技術によって、DRAM領域のレジ
スト膜97を除去し、上記レジスト膜97でロジック領
域を覆うようにパターニングを行う。次いで、上記レジ
スト膜97をマスクに用いて例えばウエット処理によっ
て、DRAM領域の酸化シリコンからなるサイドウォー
ル形成膜79のエッチバックを行う。このエッチングで
は、先に形成されているDRAMのワード線16直上に
形成されている窒化シリコンからなる保護膜78〔前記
図9参照〕がエッチングストッパとなる。
Next, after a resist film 97 is formed on the entire surface, the resist film 97 in the DRAM region is removed by lithography, and patterning is performed so that the resist film 97 covers the logic region. Next, using the resist film 97 as a mask, the sidewall forming film 79 made of silicon oxide in the DRAM region is etched back by, for example, a wet process. In this etching, the protective film 78 made of silicon nitride (see FIG. 9) formed immediately above the word line 16 of the previously formed DRAM serves as an etching stopper.

【0070】また、上記レジスト膜97をそのまま利用
して、DRAM領域の窒化シリコン膜からなる保護膜7
8を例えば反応性イオンエッチング(RIE)によりエ
ッチングして、DRAM領域のワード線16を露出させ
る。その際、ワード線16上の溝14側壁にサイドウォ
ール17が形成される。このサイドウォール17は溝1
4の側壁保護の機能とともに、後に形成されるシリサイ
ド層と第1の拡散層13との耐圧確保の機能を有する。
なお、上記反応性イオンエッチングでは、DRAM領域
の第1の拡散層13が露出しないようにすることが重要
である。その後、上記レジスト膜91を除去する。
The protective film 7 made of a silicon nitride film in the DRAM region is utilized by using the resist film 97 as it is.
8 is etched by, for example, reactive ion etching (RIE) to expose the word lines 16 in the DRAM area. At this time, a sidewall 17 is formed on the side wall of the groove 14 on the word line 16. The side wall 17 has the groove 1
In addition to the function of protecting the side wall 4, it has the function of ensuring the withstand voltage between the silicide layer formed later and the first diffusion layer 13.
In the above reactive ion etching, it is important that the first diffusion layer 13 in the DRAM region is not exposed. After that, the resist film 91 is removed.

【0071】さらに、図12の(11)に示すように、
通常のシリサイド化技術を用いて、上記DRAM領域の
ワード線(ゲート電極)16上、標準電圧ロジック領域
の第2の拡散層55上、高電圧ロジック領域の第3の拡
散層65上に、選択的にシリサイド(例えばサリサイ
ド)層18、58、68を形成する。このとき、各ロジ
ック領域のゲート電極51、61には、酸化シリコン膜
からなるバッファ層76、サイドウォール54、64が
形成されているので、シリサイド層は形成されない。こ
のようにして、低抵抗を実現する必要が有るロジック領
域の第2の拡散層55、65上、DRAM領域のワード
線16上に選択的にシリサイド層58、68、18が形
成される。
Further, as shown in FIG. 12 (11),
By using a normal silicidation technique, a selection is made on the word line (gate electrode) 16 in the DRAM area, on the second diffusion layer 55 in the standard voltage logic area, and on the third diffusion layer 65 in the high voltage logic area. Then, silicide (for example, salicide) layers 18, 58, and 68 are formed. At this time, since the buffer layer 76 made of a silicon oxide film and the sidewalls 54 and 64 are formed on the gate electrodes 51 and 61 in each logic region, no silicide layer is formed. In this manner, silicide layers 58, 68, and 18 are selectively formed on the second diffusion layers 55 and 65 in the logic area where low resistance needs to be realized and on the word lines 16 in the DRAM area.

【0072】上記シリサイド層18、58、68として
は、例えばコバルトシリサイド(CoSi2 )、チタン
シリサイド(TiSi2 )ニッケルシリサイド(NiS
2)等を用いることができる。なお、先に記述したよ
うに、周辺回路部のトランジスタのゲート電極上にもシ
リサイド層を形成してサリサイド構造として、ゲート電
極の低抵抗化を図っても差し支えはない。その後、全面
にキャップ絶縁膜80を例えば窒化シリコン膜で形成す
る。このキャップ絶縁膜80は、サリサイド形成部の接
合リークを抑えるのに効果的ではあるが、キャップ絶縁
膜80が無くとも接合リークを抑制することができるな
らば形成する必要はない。
As the silicide layers 18, 58, 68, for example, cobalt silicide (CoSi 2 ), titanium silicide (TiSi 2 ), nickel silicide (NiS
i 2 ) can be used. Note that, as described above, a silicide layer may be formed also on the gate electrode of the transistor in the peripheral circuit portion to form a salicide structure so as to reduce the resistance of the gate electrode. Thereafter, a cap insulating film 80 is formed on the entire surface by, for example, a silicon nitride film. Although the cap insulating film 80 is effective in suppressing the junction leak at the salicide formation portion, it is not necessary to form the cap insulating film if the junction leak can be suppressed without the cap insulating film 80.

【0073】次いで、図13の(12)に示すように、
全面に第1の絶縁膜(絶縁膜)19を形成した後、CM
Pによって、第1の絶縁膜19表面を平坦化する。上記
第1の絶縁膜19表面を平坦化する方法は、平坦化を実
現することができる方法であればCMPに限定されるこ
とはなく、例えばエッチバック法等を用いることも可能
である。その後、上記第1の絶縁膜19上にレジスト膜
93を形成した後、リソグラフィー技術によって、上記
レジスト膜99にDRAM領域の拡散層取り出しコンタ
クト用の接続孔パターン100を形成する。
Next, as shown in FIG. 13 (12),
After forming a first insulating film (insulating film) 19 on the entire surface, the CM
The surface of the first insulating film 19 is planarized by P. The method for planarizing the surface of the first insulating film 19 is not limited to CMP as long as planarization can be realized, and for example, an etch-back method can be used. Then, after forming a resist film 93 on the first insulating film 19, a connection hole pattern 100 for contacting a diffusion layer in the DRAM region is formed in the resist film 99 by lithography.

【0074】次いで、図14の(13)に示すように、
上記レジスト膜〔図13参照〕をエッチングマスクに用
いて、第1の絶縁膜19を貫通してDRAM領域の第1
の拡散層13に達する接続孔20を形成する。このと
き、DRAM領域のワード線(ゲート電極)16はコン
タクトを取るべき第1の拡散層13よりも半導体基板1
1表面下に配置されているので、セルフアラインコンタ
クト等の特別な技術を用いる必要はない。またDRAM
の第1の拡散層13全面が取り出し電極とコンタクトで
きるように、接続孔20の開口径をでき得る限り大きく
形成することが望ましい。それによってコンタクト抵抗
の低減が図られる。また、図面では、多少アライメント
ずれを起こした状態をわざと記載したが、接続孔開口時
に過剰なオーバエッチングを施さなければ、後の工程で
接続孔20内に形成されるワード線取り出し電極の物理
的な距離を確保することが可能となる。なお、上部から
みた投影デザインでは、この接続孔20が完全にワード
線(ゲート電極)16にオーバラップする形となってい
る。
Next, as shown in FIG. 14 (13),
Using the resist film (see FIG. 13) as an etching mask, the first insulating film 19 penetrates the first region of the DRAM region.
A connection hole 20 reaching the diffusion layer 13 is formed. At this time, the word line (gate electrode) 16 in the DRAM region is more in contact with the semiconductor substrate 1 than the first diffusion layer 13 to be contacted.
Since it is arranged under one surface, it is not necessary to use a special technique such as a self-aligned contact. Also DRAM
It is desirable to form the connection hole 20 as large as possible so that the entire surface of the first diffusion layer 13 can contact the extraction electrode. Thereby, the contact resistance is reduced. In the drawings, a state in which the alignment is slightly misaligned is intentionally described. However, unless excessive overetching is performed at the time of opening the connection hole, the physical properties of the word line extraction electrode formed in the connection hole 20 in a later step will be described. It is possible to secure a long distance. In the projection design viewed from above, the connection hole 20 completely overlaps the word line (gate electrode) 16.

【0075】次いで、上記接続孔20内を埋め込むよう
に、第1の絶縁膜19上に、取り出し電極形成膜81を
形成する。この取り出し電極形成膜81は、従来通り、
DRAM領域に接合リークの低減を考慮してリンドープ
トポリシリコンが選択されることが望ましい。その後、
リンドープトポリシリコンを活性化するための熱処理を
行う。この熱処理としては900℃程度の急速加熱処理
(以下RTAという、RTAはRapid Thermal Annealin
g の略)が必要になる。その後は、ロジック領域のゲー
ト電極を形成する工程となるため、一切の高温熱処理を
行わないようにする必要がある。
Next, an extraction electrode forming film 81 is formed on the first insulating film 19 so as to fill the connection holes 20. This take-out electrode forming film 81 can be
It is desirable that phosphorus-doped polysilicon be selected in the DRAM region in consideration of reduction of junction leakage. afterwards,
A heat treatment for activating the phosphorus-doped polysilicon is performed. As this heat treatment, a rapid heating treatment of about 900 ° C. (hereinafter referred to as RTA, RTA is a rapid thermal annealing)
g). After that, since it is a step of forming the gate electrode in the logic region, it is necessary to avoid performing any high-temperature heat treatment.

【0076】その後、図15の(14)に示すように、
例えばCMPによって、第1の絶縁膜19上の余剰な取
り出し電極形成膜81(リンドープトポリシリコン)を
除去して、接続孔20内に取り出し電極形成膜81から
なる取り出し電極21を形成するとともに、第1の絶縁
膜19を研磨してその表面を平坦化させる。
Thereafter, as shown in FIG. 15 (14),
Excessive extraction electrode forming film 81 (phosphorus-doped polysilicon) on first insulating film 19 is removed by, for example, CMP to form extraction electrode 21 made of extraction electrode forming film 81 in connection hole 20. The first insulating film 19 is polished to flatten its surface.

【0077】次いで、図16の(15)に示すように、
通常のDRAMプロセスを経る。すなわち、上記第2の
絶縁膜22を形成した後、ビットコンタクトホール23
を形成する。次いで、金属電極によるビット線24を形
成する。このビット線23は、その下部に密着層24a
を成膜して形成され、その上部にオフセット絶縁膜25
を成膜して形成される。その後、ビット線24を覆うエ
ッチングストッパ層26および第3の絶縁膜27を形成
する。そして、第3の絶縁膜27表面を平坦化する。次
に、第3の絶縁膜27に上記取り出し電極21に接続す
る接続孔28を、自己整合コンタクトを形成する技術に
よって形成する。この接続孔28内にはビット線24と
の絶縁を図るためにサイドウォール絶縁膜29を形成す
る。さらに上記接続孔28内にプラグ30を形成する。
その後、上記第3の絶縁膜27上に、第4の絶縁膜31
を形成する。
Next, as shown in (15) of FIG.
It goes through a normal DRAM process. That is, after the second insulating film 22 is formed, the bit contact holes 23 are formed.
To form Next, a bit line 24 made of a metal electrode is formed. This bit line 23 has an adhesive layer 24a
And an offset insulating film 25 thereon.
Is formed. After that, an etching stopper layer 26 and a third insulating film 27 covering the bit line 24 are formed. Then, the surface of the third insulating film 27 is flattened. Next, a connection hole 28 connected to the extraction electrode 21 is formed in the third insulating film 27 by a technique for forming a self-aligned contact. In this connection hole 28, a side wall insulating film 29 is formed for insulation from the bit line 24. Further, a plug 30 is formed in the connection hole 28.
Thereafter, a fourth insulating film 31 is formed on the third insulating film 27.
To form

【0078】次いで、第4の絶縁膜31にキャパシタが
形成される凹部32を、その底部に上記プラグ30上面
が露出するように形成する。その後、凹部32内に、熱
処理が不要なMIM(Metal/insulator/Metal)構造の
キャパシタ33を形成する。MIM構造のキャパシタ3
3は0.1μm以降のDRAMでは必須になると予想さ
れ、現在では、一例として、電極にルテニウム(R
u)、酸化ルテニウム(RuO)系材料が用いられ、誘
電体膜にはBST(BaTiO3 とSrTiO3 との混
晶)系の膜が採用される。
Next, a recess 32 in which a capacitor is formed is formed in the fourth insulating film 31 so that the upper surface of the plug 30 is exposed at the bottom. Thereafter, a capacitor 33 having an MIM (Metal / insulator / Metal) structure that does not require heat treatment is formed in the recess 32. MIM structure capacitor 3
3 is expected to be indispensable for DRAMs of 0.1 μm or later, and at present, as an example, a ruthenium (R
u), a ruthenium oxide (RuO) -based material is used, and a BST (mixed crystal of BaTiO 3 and SrTiO 3 ) -based film is used as the dielectric film.

【0079】次いで、上記第4の絶縁膜31上に、上記
MIM構造のキャパシタ33を覆う第5の絶縁膜34を
形成する。その後、CMPによって上記第5の絶縁膜3
4表面を平坦化する。次いで、第5の絶縁膜34ないし
第1の絶縁膜19に、キャパシタ取り出し電極、ワード
線取り出し電極、ビット線取り出し電極、ロジック領域
の拡散層取り出し電極、ロジック領域のゲート取り出し
電極等を形成するための接続孔35、36、37、10
1,102、103,104、105等を形成する。さら
に、接続孔35、36、37、101,102、103,
104、105等に、キャパシタ取り出し電極38、ワ
ード線取り出し電極39、ビット線取り出し電極40、
ロジック領域の拡散層取り出し電極105,106、1
07,108、ロジック領域のゲート取り出し電極10
9等を形成する。さらに、第5の絶縁膜34上に第6の
絶縁膜41を形成する。次いで、この第6の絶縁膜41
に各電極38〜40、105〜109等に達する各配線
溝42を形成し、配線溝42に第1の配線43を形成す
る。この第1の配線43は例えば銅配線からなる。図示
はしないが、さらに必要に応じて上層配線を形成する。
なお、上記電極38〜40、105〜109および上記
配線42には、電極、配線、絶縁膜の材質によって、通
常知られている密着層、バリア層が形成される。
Next, a fifth insulating film 34 covering the MIM structure capacitor 33 is formed on the fourth insulating film 31. Thereafter, the fifth insulating film 3 is formed by CMP.
4 Flatten the surface. Then, on the fifth insulating film 34 to the first insulating film 19, a capacitor lead electrode, a word line lead electrode, a bit line lead electrode, a diffusion layer lead electrode of a logic region, a gate lead electrode of a logic region, and the like are formed. Connection holes 35, 36, 37, 10
1, 102, 103, 104, 105, etc. are formed. Further, the connection holes 35, 36, 37, 101, 102, 103,
104, 105, etc., a capacitor lead electrode 38, a word line lead electrode 39, a bit line lead electrode 40,
Diffusion layer extraction electrodes 105, 106, 1 in the logic region
07, 108, gate extraction electrode 10 in logic area
9 and so on. Further, a sixth insulating film 41 is formed on the fifth insulating film. Next, the sixth insulating film 41
Then, the respective wiring grooves 42 reaching the respective electrodes 38 to 40, 105 to 109 and the like are formed, and the first wiring 43 is formed in the wiring grooves 42. The first wiring 43 is made of, for example, a copper wiring. Although not shown, an upper layer wiring is further formed as necessary.
In the electrodes 38 to 40, 105 to 109, and the wiring 42, an adhesion layer and a barrier layer which are generally known are formed depending on the material of the electrode, the wiring, and the insulating film.

【0080】上記半導体装置1の製造方法は、DRAM
2と標準電圧ロジック素子3、高電圧ロジック素子4と
を形成しているが、DRAM2のみを形成する製造方法
であってもよい。その場合、標準電圧ロジック素子3、
高電圧ロジック素子4の各構成部品のみを形成するプロ
セスは省略される。代表的には、バッファ層52、ゲー
ト電極金属膜74、バッファ層75、ゲート電極51、
61、低濃度拡散層52、62、第2の拡散層55、6
5、サイドウォール形成膜77、ロジック領域の電極1
05〜109等を形成するプロセスである。
The method of manufacturing the semiconductor device 1 is described in the following.
2, the standard voltage logic element 3 and the high voltage logic element 4 are formed, but a manufacturing method in which only the DRAM 2 is formed may be used. In that case, the standard voltage logic element 3,
The process of forming only each component of the high-voltage logic element 4 is omitted. Typically, the buffer layer 52, the gate electrode metal film 74, the buffer layer 75, the gate electrode 51,
61, low concentration diffusion layers 52, 62, second diffusion layers 55, 6
5, sidewall formation film 77, electrode 1 in logic region
This is a process for forming layers 05 to 109 and the like.

【0081】上記半導体装置1の製造方法では、半導体
基板11に形成した溝14内に、その溝14の上部を残
して、ゲート絶縁膜15を介してワード線(ゲート電
極)16を埋め込むように形成し、また、溝14の側壁
の半導体基板11表面側に第1の拡散層13を形成し、
さらに溝14の上部を埋め込むように第1の絶縁膜(絶
縁膜)19を形成し、ワード線(ゲート電極)16上に
第1の絶縁膜19を介してワード線(ゲート電極)16
にオーバラップする状態で第1の拡散層13に達する接
続孔20を形成することから、接続孔20内に形成され
る取り出し電極20とゲート電極16とはサイドウォー
ル17、第1の絶縁膜19等によって離間され、しかも
その間は例えば30nm以上の十分な膜厚を確保するこ
とが可能になる。そのため、ゲート電極(ワード線16
と第1の拡散層13に接続される取り出し電極20との
耐圧を確保することが可能になる。
In the method of manufacturing the semiconductor device 1, the word line (gate electrode) 16 is buried in the groove 14 formed in the semiconductor substrate 11 via the gate insulating film 15 while leaving the upper part of the groove 14. Forming a first diffusion layer 13 on the surface of the semiconductor substrate 11 on the side wall of the groove 14;
Further, a first insulating film (insulating film) 19 is formed so as to fill the upper portion of the groove 14, and the word line (gate electrode) 16 is formed on the word line (gate electrode) 16 via the first insulating film 19.
Since the connection hole 20 reaching the first diffusion layer 13 is formed so as to overlap with the gate electrode 16, the extraction electrode 20 and the gate electrode 16 formed in the connection hole 20 are separated from the side wall 17 and the first insulating film 19. For example, a sufficient film thickness of, for example, 30 nm or more can be secured. Therefore, the gate electrode (word line 16
And the extraction electrode 20 connected to the first diffusion layer 13 withstand voltage.

【0082】また、半導体基板11に形成した溝14内
にゲート絶縁膜15を介してワード線(ゲート電極)1
6を埋め込み、第1の拡散層13を半導体基板11表面
側に形成することから、チャネルはワード線(ゲート電
極)16が形成されている溝14底部側の半導体基板1
1を廻り込むように形成される。そのため、実効的なチ
ャネル長が十分に確保されるため、バックバイアスを印
加して、短チャネル効果が厳しいDRAMのトランジス
タ特性が安定化される。さらに、取り出し電極21は第
1の拡散層13の半導体基板11の表面側全域に接続さ
せることが可能になり、コンタクト抵抗の低減が図れ
る。
The word line (gate electrode) 1 is formed in the groove 14 formed in the semiconductor substrate 11 via the gate insulating film 15.
6 is buried and the first diffusion layer 13 is formed on the surface side of the semiconductor substrate 11, so that the channel is formed on the semiconductor substrate 1 on the bottom side of the groove 14 where the word line (gate electrode) 16 is formed.
1 is formed. Therefore, since an effective channel length is sufficiently ensured, the transistor characteristics of the DRAM having a severe short channel effect are stabilized by applying a back bias. Further, the extraction electrode 21 can be connected to the entire surface of the first diffusion layer 13 on the surface side of the semiconductor substrate 11, so that the contact resistance can be reduced.

【0083】また、第1の拡散層13は深さ方向に不純
物濃度が薄くなるように形成することから、接合の電界
を緩和することが可能になり、データ保持特性の性能が
維持される。
Further, since the first diffusion layer 13 is formed so that the impurity concentration decreases in the depth direction, the electric field at the junction can be reduced, and the performance of the data retention characteristics is maintained.

【0084】また、DRAMのワード線16上層にシリ
サイド層18を形成することから、ワード線16の低抵
抗化が図れ、微細化で問題となるワード線16の遅延の
問題が回避される。また、ロジック領域の第2の拡散層
55上層、第3の拡散層65上層にシリサイド層58、
68を形成することから、第2の拡散層55、第3の拡
散層65へのコンタクト抵抗が低減される。
Further, since the silicide layer 18 is formed above the word line 16 of the DRAM, the resistance of the word line 16 can be reduced, and the problem of the delay of the word line 16 which is a problem in miniaturization can be avoided. In addition, a silicide layer 58 is formed above the second diffusion layer 55 and the third diffusion layer 65 in the logic region.
By forming 68, the contact resistance to the second diffusion layer 55 and the third diffusion layer 65 is reduced.

【0085】上記DRAM領域に用いた技術は、汎用D
RAMのメモリチップの製造にも適用することが可能で
ある。
The technology used in the DRAM area is a general-purpose D
The present invention can be applied to the manufacture of a memory chip of a RAM.

【0086】[0086]

【発明の効果】以上、説明したように本発明の半導体装
置およびその製造方法によれば、メモリ素子(DRA
M)領域の拡散層下部の基板濃度をセルトランジスタに
要求されるほど濃くする必要がないので接合の電界を緩
和することが可能になり、メモリ素子領域のセル縮小化
でますます厳しくなるデータ保持特性の性能を維持する
ことが可能になる。
As described above, according to the semiconductor device and the method of manufacturing the same of the present invention, the memory element (DRA)
M) The substrate concentration under the diffusion layer in the region does not need to be as high as required for the cell transistor, so that the electric field at the junction can be reduced, and the data retention that becomes more severe by reducing the cell size in the memory element region It is possible to maintain the performance of the characteristic.

【0087】また、メモリ素子領域のセルトランジスタ
の実効的なチャネル長が延びるため、短チャネル効果を
抑制し、トランジスタ特性の安定化を図ることができ
る。
Further, since the effective channel length of the cell transistor in the memory element region is extended, the short channel effect can be suppressed, and the transistor characteristics can be stabilized.

【0088】また、メモリ素子領域の拡散層全面を取り
出し電極とのコンタクトに使用するため、実効面積を有
効に使用することができるので、拡散層のコンタクト抵
抗を、そのセルデザインで実現可能な最低の抵抗値に抑
制することが可能となる。
Further, since the entire surface of the diffusion layer in the memory element region is used for contact with the extraction electrode, the effective area can be used effectively. Therefore, the contact resistance of the diffusion layer can be reduced to the minimum that can be realized by the cell design. Can be suppressed.

【0089】また、上部投影デザイン的に、メモリ素子
領域の拡散層の取り出し電極と、ワード線(ゲート電
極)とがオーバラップすることが可能となり、セルの微
細化が可能になる。現在のDRAM構造では、ワード線
と取り出し電極間は20nm〜30nm程度の距離の確
保が必要とされているが、本発明のメモリ素子(DRA
M)構造では、この距離の確保が必要なくなる。また、
DRAMのメモリセル形成のネックとなっていたワード
線と拡散層取り出しコンタクトとの層間耐圧確保も容易
となる。
Further, the extraction electrode of the diffusion layer in the memory element region and the word line (gate electrode) can overlap with each other in the upper projection design, and the cell can be miniaturized. In the current DRAM structure, it is necessary to secure a distance of about 20 nm to 30 nm between the word line and the extraction electrode.
In the M) structure, it is not necessary to secure this distance. Also,
It becomes easy to ensure the withstand voltage between the word line and the contact for taking out the diffusion layer, which has been a bottleneck in forming the memory cell of the DRAM.

【0090】また、メモリ素子のワード線の上層にシリ
サイド層を形成することによって、ワード線の低抵抗化
を実現し、微細加工化で問題となるワード線の遅延の問
題を回避することができる。
Further, by forming a silicide layer above the word line of the memory element, the resistance of the word line can be reduced, and the problem of the word line delay, which is a problem in fine processing, can be avoided. .

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

【図1】本発明の半導体装置に係る実施の形態の一例を
示す概略構成断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of an embodiment of a semiconductor device of the present invention.

【図2】本発明の半導体装置の製造方法に係る実施の形
態の一例を示す概略構成断面図(1)である。
FIG. 2 is a schematic sectional view (1) showing an example of an embodiment according to a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図3】本発明の半導体装置の製造方法に係る実施の形
態の一例を示す概略構成断面図(2)である。
FIG. 3 is a schematic sectional view (2) showing an example of an embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図4】本発明の半導体装置の製造方法に係る実施の形
態の一例を示す概略構成断面図(3)である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view (3) showing an example of an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図5】本発明の半導体装置の製造方法に係る実施の形
態の一例を示す概略構成断面図(4)である。
FIG. 5 is a schematic sectional view (4) showing an example of an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図6】本発明の半導体装置の製造方法に係る実施の形
態の一例を示す概略構成断面図(5)である。
FIG. 6 is a schematic sectional view (5) showing an example of an embodiment according to a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図7】本発明の半導体装置の製造方法に係る実施の形
態の一例を示す概略構成断面図(6)である。
FIG. 7 is a schematic sectional view (6) showing an example of an embodiment according to a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図8】本発明の半導体装置の製造方法に係る実施の形
態の一例を示す概略構成断面図(7)である。
FIG. 8 is a schematic sectional view (7) showing an example of an embodiment according to a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図9】本発明の半導体装置の製造方法に係る実施の形
態の一例を示す概略構成断面図(8)である。
FIG. 9 is a schematic sectional view (8) showing an example of an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図10】本発明の半導体装置の製造方法に係る実施の
形態の一例を示す概略構成断面図(9)である。
FIG. 10 is a schematic sectional view (9) showing an example of an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図11】本発明の半導体装置の製造方法に係る実施の
形態の一例を示す概略構成断面図(10)である。
FIG. 11 is a schematic configuration sectional view (10) showing an example of an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図12】本発明の半導体装置の製造方法に係る実施の
形態の一例を示す概略構成断面図(11)である。
FIG. 12 is a schematic sectional view (11) showing an example of an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図13】本発明の半導体装置の製造方法に係る実施の
形態の一例を示す概略構成断面図(12)である。
FIG. 13 is a schematic sectional view (12) showing an example of an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図14】本発明の半導体装置の製造方法に係る実施の
形態の一例を示す概略構成断面図(13)である。
FIG. 14 is a schematic sectional view (13) showing an example of an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図15】本発明の半導体装置の製造方法に係る実施の
形態の一例を示す概略構成断面図(14)である。
FIG. 15 is a schematic sectional view (14) showing an example of an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図16】本発明の半導体装置の製造方法に係る実施の
形態の一例を示す概略構成断面図(15)である。
FIG. 16 is a schematic sectional view (15) showing an example of an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体装置、11…半導体基板、12…素子分離領
域、13…第1の拡散層、14…溝、15…ゲート絶縁
膜、16…ワード線、18…シリサイド層、19…第1
の絶縁膜、21…取り出し電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor device, 11 ... Semiconductor substrate, 12 ... Element isolation region, 13 ... First diffusion layer, 14 ... Groove, 15 ... Gate insulating film, 16 ... Word line, 18 ... Silicide layer, 19 ... First
Insulating film, 21 ... take-out electrode

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 21/8234 H01L 27/10 671Z 27/088 681F Fターム(参考) 4M104 BB01 BB20 BB21 BB25 BB40 CC05 DD06 EE09 FF14 FF18 GG16 HH15 HH16 5F033 JJ04 KK01 KK25 KK27 LL04 MM05 MM08 QQ09 QQ25 QQ31 QQ48 TT08 VV06 VV16 XX09 XX10 XX31 5F048 AB01 AC01 BA00 BB06 BB09 BC06 BD02 BF06 BF16 BG01 BG13 DA25 5F083 AD04 AD24 AD48 AD49 GA02 GA09 GA11 GA30 JA14 JA35 JA37 JA38 JA43 JA53 MA06 MA18 MA19 MA20 NA01 PR03 PR06 PR10 PR34 PR36 PR39 PR40 PR43 PR44 PR53 PR54 ZA05 ZA06 ZA07 ZA12 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (Reference) H01L 21/8234 H01L 27/10 671Z 27/088 681F F term (Reference) 4M104 BB01 BB20 BB21 BB25 BB40 CC05 DD06 EE09 FF14 FF18 GG16 HH15 HH16 5F033 JJ04 KK01 KK25 KK27 LL04 MM05 MM08 QQ09 QQ25 QQ31 QQ48 TT08 VV06 VV16 XX09 XX10 XX31 5F048 AB01 AC01 BA00 BB06 BB09 BC06 BD02 BF06 BF16 BG01 BG13 AD04 GA35 AD43 GA25 MA19 MA20 NA01 PR03 PR06 PR10 PR34 PR36 PR39 PR40 PR43 PR44 PR53 PR54 ZA05 ZA06 ZA07 ZA12

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板および該半導体基板に形成さ
れた素子分離領域に形成された溝内にゲート絶縁膜を介
して埋め込まれたワード線と、 前記溝の側壁の前記半導体基板表面側に形成した拡散層
とを有する半導体装置であって、 前記ワード線上層に形成されたシリサイド層と、 前記ワード線上に絶縁膜を介して前記ワード線にオーバ
ラップする状態で前記拡散層に接続される取り出し電極
とを備えたことを特徴とする半導体装置。
1. A word line buried via a gate insulating film in a trench formed in a semiconductor substrate and an element isolation region formed in the semiconductor substrate, and formed on a side surface of the semiconductor substrate on a sidewall of the trench. A semiconductor device having a diffusion layer formed on the word line, and a lead connected to the diffusion layer in a state where the silicide layer overlaps the word line via an insulating film on the word line. A semiconductor device comprising: an electrode;
【請求項2】 前記拡散層は深さ方向に不純物濃度が薄
くなることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the impurity concentration of the diffusion layer decreases in a depth direction.
【請求項3】 前記ワード線はゲート電極を含むことを
特徴とする請求項1記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein said word line includes a gate electrode.
【請求項4】 メモリ素子とロジック素子とを同一半導
体基板上に形成した半導体装置において、 前記メモリ素子のトランジスタは、 半導体基板および該半導体基板に形成された素子分離領
域に形成された溝内にゲート絶縁膜を介して埋め込まれ
たワード線と、 前記溝の側壁の前記半導体基板表面側に形成した拡散層
とを有するものであって、 前記ワード線上層に形成されたシリサイド層と、 前記ワード線上に絶縁膜を介して前記ワード線にオーバ
ラップする状態で前記拡散層に接続される取り出し電極
とを備え、 前記ロジック素子のトランジスタは、 前記ロジック素子のトランジスタの拡散層上層に形成さ
れたシリサイド層を備えたものであることを特徴とする
半導体装置。
4. A semiconductor device in which a memory element and a logic element are formed on the same semiconductor substrate, wherein the transistor of the memory element is formed in a groove formed in a semiconductor substrate and an element isolation region formed in the semiconductor substrate. A word line buried via a gate insulating film, and a diffusion layer formed on the side of the trench on the surface of the semiconductor substrate, wherein the silicide layer is formed on the word line, An extraction electrode connected to the diffusion layer so as to overlap the word line via an insulating film on a line, wherein the transistor of the logic element includes a silicide formed on the diffusion layer of the transistor of the logic element. A semiconductor device comprising a layer.
【請求項5】 前記拡散層は深さ方向に不純物濃度が薄
くなることを特徴とする請求項4記載の半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 4, wherein the impurity concentration of the diffusion layer decreases in a depth direction.
【請求項6】 前記ワード線はゲート電極を含むことを
特徴とする請求項4記載の半導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 4, wherein said word line includes a gate electrode.
【請求項7】 半導体基板に素子分離領域を形成した
後、該半導体基板表面側に拡散層を形成する工程と、 半導体基板および前記素子分離領域の所定の位置に溝を
形成する工程と、 前記溝内にゲート絶縁膜を形成する工程と、 前記溝の上部を残した状態で前記溝内を埋め込むように
ワード線を形成する工程と、 前記ワード線上の前記溝側壁にサイドウォール絶縁膜を
形成する工程と、 前記ワード線上層にシリサイド層を形成する工程と、 前記溝の上部を埋め込むように絶縁膜を形成する工程
と、 前記ワード線上に前記絶縁膜を介して前記ワード線にオ
ーバラップする状態で前記拡散層に達する接続孔を形成
する工程と、 前記接続孔内に取り出し電極を形成する工程とを備えた
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
7. After forming an element isolation region in the semiconductor substrate, forming a diffusion layer on the semiconductor substrate surface side, forming a groove in a predetermined position of the semiconductor substrate and the element isolation region, Forming a gate insulating film in the groove; forming a word line so as to fill the groove while leaving an upper portion of the groove; forming a sidewall insulating film on a side wall of the groove on the word line Forming a silicide layer on the word line, forming an insulating film so as to fill an upper portion of the groove, and overlapping the word line on the word line via the insulating film. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of forming a connection hole reaching the diffusion layer in a state; and a step of forming an extraction electrode in the connection hole.
【請求項8】 前記拡散層は深さ方向に不純物濃度が薄
くなるように形成することを特徴とする請求項7記載の
半導体装置の製造方法。
8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein said diffusion layer is formed so that an impurity concentration is reduced in a depth direction.
【請求項9】 前記ワード線はゲート電極を含むことを
特徴とする請求項7記載の半導体装置の製造方法。
9. The method according to claim 7, wherein the word line includes a gate electrode.
【請求項10】 メモリ素子とロジック素子とを同一半
導体基板上に形成する半導体装置の製造方法において、 半導体基板に素子分離領域を形成した後、メモリ素子領
域の該半導体基板表面側に第1の拡散層を形成する工程
と、 メモリ素子領域の半導体基板および前記素子分離領域の
所定の位置に溝を形成する工程と、 前記溝内および前記半導体基板表面にゲート絶縁膜を形
成する工程と、 前記溝の上部を残した状態で前記溝内を埋め込むように
ワード線を形成する工程と、 前記ロジック素子領域の前記半導体基板上に前記ゲート
絶膜を介してゲート電極を形成する工程と、 前記ゲート電極の両側における前記半導体基板に第2の
拡散層を形成する工程と、 前記ワード線上の前記溝側壁にサイドウォール絶縁膜を
形成する工程と、 前記ワード線上層および前記第2の拡散層上層にシリサ
イド層を形成する工程と、 前記溝の上部を埋め込む絶縁膜を形成する工程と、 前記ワード線上に前記絶縁膜を介して前記ワード線にオ
ーバラップする状態で前記第1の拡散層に達する接続孔
を形成する工程と、 前記接続孔内に取り出し電極を形成する工程とを備えた
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
10. A method of manufacturing a semiconductor device in which a memory element and a logic element are formed on the same semiconductor substrate, comprising: forming an element isolation region in the semiconductor substrate; Forming a diffusion layer; forming a groove at a predetermined position in the semiconductor substrate in the memory element region and the element isolation region; forming a gate insulating film in the groove and on the surface of the semiconductor substrate; Forming a word line so as to fill the trench while leaving the upper portion of the trench; forming a gate electrode on the semiconductor substrate in the logic element region via the gate insulating film; Forming a second diffusion layer in the semiconductor substrate on both sides of the electrode; forming a sidewall insulating film on the side wall of the groove on the word line; Forming a silicide layer on an upper layer of the gate line and the second diffusion layer; forming an insulating film filling the upper portion of the trench; and overlapping the word line on the word line via the insulating film. A method of forming a connection hole reaching the first diffusion layer in a state where the first diffusion layer is formed, and a step of forming an extraction electrode in the connection hole.
【請求項11】 前記拡散層は深さ方向に不純物濃度が
薄くなるように形成することを特徴とする請求項10記
載の半導体装置の製造方法。
11. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 10, wherein said diffusion layer is formed so that an impurity concentration is reduced in a depth direction.
【請求項12】 前記ワード線はゲート電極を含むこと
を特徴とする請求項10記載の半導体装置の製造方法。
12. The method according to claim 10, wherein said word line includes a gate electrode.
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