JP2006013327A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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Shinsuke Goto
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable formation of an SRAM cell by adjusting resistance value of the resistor element of a gate electrode, when the size of the SRAM cell is reduced. <P>SOLUTION: In a case of manufacturing the SRAM cell, when implantation of impurity ions is performed at first time, ion implantation is performed under the condition where the ion concentration is comparatively high and acceleration voltage is low, and a source/drain diffusion layer 13 is formed. When implantation of the impurity ions is performed for the second time, ion implantation is performed under the condition where ion concentration is comparatively low and acceleration voltage is high, and the resistance value of a first polycrystalline silicon film 6 is adjusted. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ソフトエラー耐性を改善するようにしたSRAMセルを含んで形成された半導体装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device including an SRAM cell that is improved in soft error resistance.

Full‐CMOS SRAMセル(Static Random Access Memory Cell)と呼ばれるメモリセルを備えた半導体装置は、6個のMOSトランジスタにより1つのメモリセルが構成されている。各メモリセルは、平面的には点対称型や線対称型などのパターンが考えられている。
ところで、このようなSRAMセルにおいては、外部から入射する中性子線やα線等により記憶内容が変化するソフトエラーの発生が問題となっている。このソフトエラー対策としては、記憶ノードとMOSトランジスタのゲート電極との間に抵抗要素を形成することで、記憶ノードのデータの記憶内容を保護することが検討されている。
In a semiconductor device including a memory cell called a Full-CMOS SRAM cell (Static Random Access Memory Cell), one memory cell is composed of six MOS transistors. Each memory cell is considered to have a pattern such as a point symmetric type or a line symmetric type in plan view.
By the way, in such an SRAM cell, the occurrence of a soft error in which the memory content changes due to neutron rays or α rays incident from the outside is a problem. As a countermeasure against this soft error, it has been studied to protect the stored contents of data in the storage node by forming a resistance element between the storage node and the gate electrode of the MOS transistor.

しかし、これまでのSRAMセルの構造では、ソフトエラー対策として抵抗要素を付加することによりセル面積が増大し、さらに製造工数や製造コストも増加することが問題となっている。そこで、ポリシリコン配線部の少なくとも一部に不純物を導入しない領域を形成し、不純物が導入されていない領域を高抵抗部として機能させる技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開平5−235301号公報
However, the conventional SRAM cell structure has a problem that a cell area is increased by adding a resistance element as a countermeasure against a soft error, and further, the number of manufacturing steps and the manufacturing cost are increased. Therefore, a technique is known in which a region where no impurity is introduced is formed in at least a part of the polysilicon wiring portion, and the region where no impurity is introduced functions as a high resistance portion (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 5-235301

上記した特許文献1に示すものでは、次のような問題点がある。すなわち、不純物が導入されていないポリシリコンは、電圧が与えられるとこの電圧変化に伴う抵抗要素の値変化が大きく、抵抗要素の値調整が困難という問題がある。さらに近年、SRAMセルのサイズ縮小化が進んでおり、メモリセルの面積や製造工数を増すことなく抵抗要素を形成することが困難となってきている。   The above-described Patent Document 1 has the following problems. That is, the polysilicon into which impurities are not introduced has a problem that when a voltage is applied, the value of the resistance element changes greatly due to the voltage change, and it is difficult to adjust the value of the resistance element. Furthermore, in recent years, the size of SRAM cells has been reduced, and it has become difficult to form resistance elements without increasing the memory cell area and the number of manufacturing steps.

本発明は、上記した問題を解決するためになされたもので、その目的は、SRAMセルのサイズが縮小化された場合に、ゲート電極配線の抵抗要素の抵抗値を調整してSRAMセルを形成することができる半導体装置の製造方法を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to form an SRAM cell by adjusting the resistance value of the resistance element of the gate electrode wiring when the size of the SRAM cell is reduced. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device.

本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板の上に第1の絶縁膜を介して導電層を形成する工程と、導電層の上に第2の絶縁膜を形成する工程と、導電層上の非シリサイド層形成領域を除き、前記導電層上に形成された前記第2の絶縁膜を除去する工程と、導電層の上方から所定の第1の加速電圧で不純物をイオン注入し半導体基板に拡散層を形成する工程と、第1の加速電圧よりも高加速電圧の第2の加速電圧で前記導電層に不純物をイオン注入することにより前記導電層の抵抗値を調整する工程と、非シリサイド層形成領域以外の前記導電層の上部をシリサイド化する工程とを備えたことを特徴としている。   A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of forming a conductive layer on a semiconductor substrate via a first insulating film, a step of forming a second insulating film on the conductive layer, Removing the second insulating film formed on the conductive layer except for the non-silicide layer formation region, and implanting impurities into the semiconductor substrate from above the conductive layer with a predetermined first acceleration voltage. A step of forming a diffusion layer, a step of adjusting the resistance value of the conductive layer by ion-implanting impurities into the conductive layer with a second acceleration voltage higher than the first acceleration voltage, and non-silicide And a step of siliciding the upper portion of the conductive layer other than the layer formation region.

本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板の上に第1の絶縁膜を介して導電層を形成する工程と、導電層の上に第2の絶縁膜を形成する工程と、導電層上の非シリサイド層形成領域を除き、導電層上に形成された前記第2の絶縁膜を除去する工程と、導電層の上方から所定の第1の加速電圧および第1の注入量で不純物をイオン注入し、半導体基板に拡散層を形成する工程と、第1の加速電圧よりも高加速電圧の第2の加速電圧条件で、且つ、第1の注入量よりも低注入量な第2の注入量で導電層に不純物をイオン注入することにより導電層の抵抗値を調整する工程と、非シリサイド層形成領域以外の導電層の上部をシリサイド化する工程とを備えたことを特徴としている。   A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of forming a conductive layer on a semiconductor substrate via a first insulating film, a step of forming a second insulating film on the conductive layer, Removing the second insulating film formed on the conductive layer except for the non-silicide layer forming region, and ionizing impurities from above the conductive layer with a predetermined first acceleration voltage and a first implantation amount. A step of implanting and forming a diffusion layer in the semiconductor substrate; and a second implantation with a second acceleration voltage condition higher than the first acceleration voltage and a lower implantation amount than the first implantation amount. The method includes a step of adjusting the resistance value of the conductive layer by ion-implanting impurities into the conductive layer in an amount, and a step of silicidizing the upper portion of the conductive layer other than the non-silicide layer formation region.

本発明は、SRAMセルのサイズが縮小化された場合に、ゲート電極配線の抵抗要素の抵抗値を調整してSRAMセルを形成できるという効果を奏する。   According to the present invention, when the size of the SRAM cell is reduced, the SRAM cell can be formed by adjusting the resistance value of the resistance element of the gate electrode wiring.

以下、本発明をSRAM半導体記憶装置の製造方法に適用した一実施形態について、図1ないし図13を参照しながら説明する。
図1は、SRAM半導体記憶装置内に形成されるSRAMセルを模式的に示す平面図であり、ゲート電極配線の形成状態を平面図により示している。また図3は、SRAMセルの一例について、その電気的構成を示している。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a method for manufacturing an SRAM semiconductor memory device will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a plan view schematically showing an SRAM cell formed in the SRAM semiconductor memory device, and shows the formation state of the gate electrode wiring in a plan view. FIG. 3 shows an electrical configuration of an example of the SRAM cell.

まず、この電気的構成について概略的に説明する。図3に示すように、このSRAMセルMは6個のMOSFETを備えている。これらの6個のMOSFETは、第1および第2の負荷用MOSFETTL1およびTL2、第1および第2のドライバ用MOSFETTD1およびTD2、第1および第2の転送ゲート用MOSFETTS1およびTS2からなっている。以下、これらのMOSFETTL1、TL2、TD1、TD2、TS1、TS2を単にトランジスタと称す。   First, the electrical configuration will be schematically described. As shown in FIG. 3, the SRAM cell M includes six MOSFETs. These six MOSFETs are composed of first and second load MOSFETs TL1 and TL2, first and second driver MOSFETs TD1 and TD2, and first and second transfer gate MOSFETs TS1 and TS2. Hereinafter, these MOSFETs TL1, TL2, TD1, TD2, TS1, and TS2 are simply referred to as transistors.

負荷用のトランジスタTL1およびTL2は、それぞれpチャンネル型のMOSFET(本発明のMOSトランジスタに相当)により構成されており、ドライバ用のトランジスタTD1およびTD2は、nチャンネル型のMOSFET(本発明のMOSトランジスタに相当)により構成されている。また、転送ゲート用のトランジスタTS1およびTS2は、nチャンネル型のMOSFET(MOSトランジスタに相当)により構成されている。   Each of the load transistors TL1 and TL2 is configured by a p-channel MOSFET (corresponding to the MOS transistor of the present invention), and each of the driver transistors TD1 and TD2 is an n-channel MOSFET (MOS transistor of the present invention). Equivalent). Further, the transfer gate transistors TS1 and TS2 are constituted by n-channel MOSFETs (corresponding to MOS transistors).

インバータ回路I1は、負荷用のトランジスタTL1およびドライバ用のトランジスタTD1のドレインが共通に接続されると共にゲートが共通に接続されることにより構成されている。これらの各トランジスタTL1およびTD1は相補的に動作する。これらのトランジスタTD1およびTL1のドレインの共通接続点が出力端子ノード(記憶ノード)N1とされている。   The inverter circuit I1 is configured such that the drains of the load transistor TL1 and the driver transistor TD1 are connected in common and the gates are connected in common. Each of these transistors TL1 and TD1 operates in a complementary manner. A common connection point of the drains of these transistors TD1 and TL1 is an output terminal node (storage node) N1.

さらにインバータ回路I2は、負荷用のトランジスタTL2およびドライバ用のトランジスタTD2のドレインが共通に接続されると共にゲートが共通に接続されることにより構成されている。これらの各トランジスタTD2およびTL2が相補的に動作する。これらのトランジスタTD2およびTL2のドレインの共通接続点が出力端子ノード(記憶ノード)N2とされている。   Further, the inverter circuit I2 is configured such that the drains of the load transistor TL2 and the driver transistor TD2 are connected in common and the gates are connected in common. These transistors TD2 and TL2 operate in a complementary manner. A common connection point of the drains of these transistors TD2 and TL2 is an output terminal node (storage node) N2.

これらのインバータ回路I1およびI2は、電源ノードNdに与えられる電源電圧Vdd、およびグランドノードNsに与えられるグランド電位Vssが印加されることにより動作する。原理的には、これらのインバータ回路I1およびI2がクロスカップル接続されることによりSRAMセルMとしての機能を満たすことになるが、本実施形態においては、ソフトエラー対策のため次のように抵抗要素R1およびR2が形成されている。   These inverter circuits I1 and I2 operate by applying power supply voltage Vdd applied to power supply node Nd and ground potential Vss applied to ground node Ns. In principle, these inverter circuits I1 and I2 are cross-coupled to satisfy the function as the SRAM cell M. In the present embodiment, however, the resistance element is as follows to prevent soft errors. R1 and R2 are formed.

すなわち、インバータ回路I1の出力端子ノードN1は、抵抗要素R2を介してインバータ回路I2の入力端子ノードN3に接続されている。インバータ回路I2の出力端子ノードN2は、抵抗要素R1を介してインバータ回路I1の入力端子ノードN4に接続されている。
転送ゲート用のトランジスタTS1およびTS2は、その各ゲート電極がワード線WLに共通に接続されている。トランジスタTS1のソース/ドレインノードは、ビット線BLおよびインバータ回路I1の出力端子ノードN1間に接続されていると共に、トランジスタTS2のソース/ドレインノードはビット線/BLおよびインバータ回路I2の出力端子ノードN2間に接続されている。
That is, the output terminal node N1 of the inverter circuit I1 is connected to the input terminal node N3 of the inverter circuit I2 via the resistance element R2. The output terminal node N2 of the inverter circuit I2 is connected to the input terminal node N4 of the inverter circuit I1 through the resistance element R1.
The gate electrodes of the transfer gate transistors TS1 and TS2 are commonly connected to the word line WL. The source / drain node of transistor TS1 is connected between bit line BL and output terminal node N1 of inverter circuit I1, and the source / drain node of transistor TS2 is output terminal node N2 of bit line / BL and inverter circuit I2. Connected between.

<構造について>
以下、SRAMセルMの半導体装置内の構造(パターンレイアウト)について図1および図2を参照しながら説明する。
図1において、数個のSRAMセルMの構造について示しているが、実際には半導体記憶装置として、記憶容量に対応した個数分のSRAMセルMが行列状に配置されている。また図2(a)は、図1におけるA−A’線に沿う模式的な断面図を示しており、図2(b)は、図1におけるB−B’線に沿う模式的な断面図を示している。
<About structure>
Hereinafter, the structure (pattern layout) in the semiconductor device of the SRAM cell M will be described with reference to FIGS.
In FIG. 1, the structure of several SRAM cells M is shown. Actually, however, the number of SRAM cells M corresponding to the storage capacity is arranged in a matrix as a semiconductor memory device. 2A is a schematic cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 1, and FIG. 2B is a schematic cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG. Is shown.

これらの図1および図2に示すように、シリコン半導体基板1には、シャロートレンチ構造の素子分離領域(Shallow Trench Isolation)STIが形成されており、その素子分離領域STIにより素子分離された素子領域には、図1に示すように、Pチャンネル型のMOSトランジスタ形成用のNウェルNwと、Nチャンネル型のMOSトランジスタ形成用のPウェルPwとが形成されている。尚、NウェルNwには、電源電位Vddが与えられており、PウェルPwには、グランド電位Vssが与えられている。   As shown in FIGS. 1 and 2, a shallow trench isolation element isolation region (Shallow Trench Isolation) STI is formed in the silicon semiconductor substrate 1, and an element region separated by the element isolation region STI is formed. As shown in FIG. 1, an N well Nw for forming a P channel type MOS transistor and a P well Pw for forming an N channel type MOS transistor are formed. The power supply potential Vdd is applied to the N well Nw, and the ground potential Vss is applied to the P well Pw.

図1中、AAnはNウェルNwに形成されたNチャンネル型のMOSトランジスタのソース−ドレインチャネル領域を含むアクティブエリア(活性領域)を示している。また、AApはPウェルPwに形成されたPチャンネル型のMOSトランジスタのソース−ドレインチャネル領域を含むアクティブエリア(活性領域)を示している。また、図1および図2中、GCはアクティブエリアAApおよびAAnに直交するように配設されたゲート電極配線を示している。   In FIG. 1, AAn indicates an active area (active region) including a source-drain channel region of an N channel type MOS transistor formed in an N well Nw. AAp represents an active area (active region) including a source-drain channel region of a P channel type MOS transistor formed in the P well Pw. In FIG. 1 and FIG. 2, GC indicates a gate electrode wiring disposed so as to be orthogonal to the active areas AAp and AAn.

図2に示すように、ゲート電極配線GCの側壁にはスペーサSpが例えばシリコン酸化膜もしくはシリコン窒化膜により形成されており、各トランジスタTL1、TL2、TD1、TD2、TS1、TS2にはLDD(Lightly Doped Drain)構造が採用されている。
以下、構造について説明する。図2に示すように、シリコン半導体基板1のNウェルNwおよびPウェルPwにはトレンチ(溝部)2が形成されている。このトレンチ2の全内面には第1のシリコン酸化膜3が形成されている。この第1のシリコン酸化膜3は、トレンチ2内においてNウェルNwに接するように形成されている。また、シリコン半導体基板1上には、ゲート絶縁膜(第1の絶縁膜)として第2のシリコン酸化膜4が形成されている。これらの第1および第2のシリコン酸化膜3および4は、シリコン半導体基板1上とトレンチ2内面に渡って結合して形成されている。
As shown in FIG. 2, a spacer Sp is formed on the side wall of the gate electrode wiring GC by a silicon oxide film or a silicon nitride film, for example, and each transistor TL1, TL2, TD1, TD2, TS1, TS2, TS2 has an LDD (Lightly Doped Drain) structure is adopted.
Hereinafter, the structure will be described. As shown in FIG. 2, trenches (grooves) 2 are formed in the N well Nw and the P well Pw of the silicon semiconductor substrate 1. A first silicon oxide film 3 is formed on the entire inner surface of the trench 2. The first silicon oxide film 3 is formed in contact with the N well Nw in the trench 2. On the silicon semiconductor substrate 1, a second silicon oxide film 4 is formed as a gate insulating film (first insulating film). These first and second silicon oxide films 3 and 4 are formed so as to be coupled over the silicon semiconductor substrate 1 and the inner surface of the trench 2.

トレンチ2内の第1のシリコン酸化膜3上には、絶縁膜として第3のシリコン酸化膜5(STI−TEOS(Tetra-Ethoxy-Silane)膜)が形成されている。この第3のシリコン酸化膜5は、トレンチ2の全領域にシリコン酸化膜が埋込み形成されることにより構成されており、各アクティブエリアAA(AAp、AAn)間の絶縁性能を保持するために形成されている。   A third silicon oxide film 5 (STI-TEOS (Tetra-Ethoxy-Silane) film) is formed as an insulating film on the first silicon oxide film 3 in the trench 2. The third silicon oxide film 5 is formed by embedding a silicon oxide film in the entire region of the trench 2 and is formed to maintain the insulation performance between the active areas AA (AAp, AAn). Has been.

第1および第2のシリコン酸化膜3および4の上には導電層として第1の多結晶シリコン膜6が形成されている。この第1の多結晶シリコン膜6は、図1に平面的に示すように、3(複数)のアクティブエリアAAp、AAnおよびAAn間上に渡りトランジスタTL1およびTD1のゲート電極に連なるように形成されている。
第1の多結晶シリコン膜6の上部の一部には、メタルシリサイド層(コバルトシリサイド層)7が形成されている。尚、コバルトによりシリサイド化された実施形態を示すが、他のメタル(例えばタングステン等)によりシリサイド化されていても良い。これにより、ゲート電極配線GCが第1の多結晶シリコン膜6およびタングステンシリサイド層7により構成されている。第1の多結晶シリコン膜6の上には、シェアードコンタクト形成領域SC2の周囲に位置して第2の絶縁膜である第1のシリコン窒化膜12が形成されている。第1のシリコン窒化膜12は、分断された第1の多結晶シリコン膜6の端部の上面に位置して形成されている。
A first polycrystalline silicon film 6 is formed on the first and second silicon oxide films 3 and 4 as a conductive layer. The first polycrystalline silicon film 6 is formed so as to be connected to the gate electrodes of the transistors TL1 and TD1 over the three (plurality) of active areas AAp, AAn, and AAn as shown in a plan view in FIG. ing.
A metal silicide layer (cobalt silicide layer) 7 is formed on a part of the upper portion of the first polycrystalline silicon film 6. In addition, although the embodiment silicidized with cobalt is shown, it may be silicidized with another metal (for example, tungsten or the like). As a result, the gate electrode wiring GC is constituted by the first polycrystalline silicon film 6 and the tungsten silicide layer 7. On the first polycrystalline silicon film 6, a first silicon nitride film 12 as a second insulating film is formed around the shared contact formation region SC2. The first silicon nitride film 12 is formed on the upper surface of the end portion of the divided first polycrystalline silicon film 6.

この第1のシリコン窒化膜12は、第1の多結晶シリコン膜6上の一部を非シリサイド化するための膜であると共に不純物注入調整用絶縁膜として機能し、この膜を形成することにより、コンタクトプラグPおよびゲート電極配線GC間の高抵抗化(すなわち抵抗要素R1の形成)が図られている。具体的には、図1および図2(a)に示すように、第1のシリコン窒化膜12は、シェアードコンタクト領域SC2の周囲に位置して形成されている。このシェアードコンタクト領域SC2は、ゲート電極配線GCおよび上層配線(図示せず)間を電気的に接続したり、トランジスタTL2のドレインおよびゲート電極配線GCを電気的に導通接続するためのコンタクトプラグPの埋込形成領域を示している。第1のシリコン窒化膜12が形成された領域を非シリサイド層形成領域と定義する。   The first silicon nitride film 12 is a film for non-silicided part of the first polycrystalline silicon film 6 and functions as an impurity implantation adjusting insulating film. By forming this film, The resistance between the contact plug P and the gate electrode wiring GC is increased (that is, the resistance element R1 is formed). Specifically, as shown in FIGS. 1 and 2A, the first silicon nitride film 12 is formed around the shared contact region SC2. The shared contact region SC2 is a contact plug P for electrically connecting the gate electrode wiring GC and the upper layer wiring (not shown) or electrically connecting the drain of the transistor TL2 and the gate electrode wiring GC. A buried formation region is shown. A region where the first silicon nitride film 12 is formed is defined as a non-silicide layer formation region.

図1に示すように、ゲート電極配線GCは、アクティブエリアAAnおよびAApの形成方向に対して垂直方向に延設して形成されており、SRAMセルMを形成するため、回路構成上分断されている。具体的には、図2に示すように、ゲート電極配線GCは、素子分離領域STI上において分断されている。
また、ゲート電極配線GCの分断された部分には、スペーサSpが形成されている。このスペーサSpは、例えばシリコン窒化膜またはシリコン酸化膜により形成されており、第1の多結晶シリコン膜6および第1のシリコン窒化膜12の側壁にゲート電極配線GCを保護するように形成されている。これらのゲート電極配線GCおよび第1のシリコン窒化膜12およびスペーサSpを覆うように第2のシリコン窒化膜8が形成されている。
As shown in FIG. 1, the gate electrode wiring GC is formed so as to extend in a direction perpendicular to the direction in which the active areas AAn and AAp are formed, and is divided in view of the circuit configuration in order to form the SRAM cell M. Yes. Specifically, as shown in FIG. 2, the gate electrode wiring GC is divided on the element isolation region STI.
In addition, a spacer Sp is formed in the divided portion of the gate electrode wiring GC. The spacer Sp is formed of, for example, a silicon nitride film or a silicon oxide film, and is formed on the side walls of the first polycrystalline silicon film 6 and the first silicon nitride film 12 so as to protect the gate electrode wiring GC. Yes. A second silicon nitride film 8 is formed so as to cover these gate electrode wiring GC, first silicon nitride film 12 and spacer Sp.

この第2のシリコン窒化膜8は、タングステンシリサイド層7の上や第1のシリコン窒化膜12やスペーサSpの上に形成されている。第1および第2のシリコン窒化膜8および12にはシェアードコンタクト形成領域SC2に位置して孔部Haが形成されている。
また、このシリコン窒化膜8の上には、例えばBPSG膜からなる層間絶縁膜9が形成されている。また、これらの第1および第2のシリコン窒化膜8および12、層間絶縁膜9には、コンタクトホールHが形成されている。
The second silicon nitride film 8 is formed on the tungsten silicide layer 7, the first silicon nitride film 12, and the spacer Sp. Holes Ha are formed in the first and second silicon nitride films 8 and 12 in the shared contact formation region SC2.
On the silicon nitride film 8, an interlayer insulating film 9 made of, for example, a BPSG film is formed. Further, a contact hole H is formed in the first and second silicon nitride films 8 and 12 and the interlayer insulating film 9.

コンタクトホールH内には、Ti(チタン)またはTiN(チタンナイトライド)からなるバリアメタル膜10が形成されていると共に当該バリアメタル膜10の上にタングステン膜11が埋込み形成されている。バリアメタル膜10は、タングステン膜11と他の膜とが接触しないようになっている。コンタクトプラグPは、バリアメタル膜10およびタングステン膜11により構成されており、ゲート電極配線GCおよび上層配線(図示せず)を電気的に接続するように構成されている。   A barrier metal film 10 made of Ti (titanium) or TiN (titanium nitride) is formed in the contact hole H, and a tungsten film 11 is embedded on the barrier metal film 10. The barrier metal film 10 prevents the tungsten film 11 from contacting other films. The contact plug P is composed of the barrier metal film 10 and the tungsten film 11 and is configured to electrically connect the gate electrode wiring GC and the upper layer wiring (not shown).

このコンタクトプラグPは、所謂シェアードコンタクト構造により形成されており、図1および図2(b)に示すように、トランジスタTL1のゲート電極をトランジスタTL2のドレイン領域に電気的に接続したり、上層配線層(図示せず)を介してトランジスタTD2のドレイン領域に電気的に接続するように形成されている。また、図2(b)に示すように、トランジスタTL2のソース/ドレイン拡散層SD領域には接触抵抗の低減を図るためのコンタクト領域CCが形成されている。このコンタクト領域CCは、サリサイド工程によりトランジスタのソース/ドレイン拡散層SDの上部がシリサイド化されることにより形成されている。   The contact plug P is formed by a so-called shared contact structure. As shown in FIGS. 1 and 2B, the gate electrode of the transistor TL1 is electrically connected to the drain region of the transistor TL2, or the upper layer wiring is formed. It is formed so as to be electrically connected to the drain region of transistor TD2 through a layer (not shown). As shown in FIG. 2B, a contact region CC for reducing contact resistance is formed in the source / drain diffusion layer SD region of the transistor TL2. The contact region CC is formed by silicidizing the upper portion of the source / drain diffusion layer SD of the transistor by a salicide process.

図1および図2(a)並びに図2(b)に示すように、シェアードコンタクト形成領域SC2においては、コンタクトプラグPがシリコン半導体基板1のNウェル領域Nwに形成されたp型のドレイン拡散層SDのコンタクト領域CCと第1の多結晶シリコン膜6とを電気的に導通するように形成される。したがって、シェアードコンタクト形成領域SC2においては、トランジスタTL2のドレイン拡散層SDのコンタクト領域CCとシェアードコンタクト形成領域SC2の第1の多結晶シリコン膜6との間は略導通状態となる。   As shown in FIGS. 1, 2A, and 2B, in shared contact formation region SC2, a p-type drain diffusion layer in which contact plug P is formed in N well region Nw of silicon semiconductor substrate 1 is used. The SD contact region CC and the first polycrystalline silicon film 6 are formed to be electrically conductive. Therefore, in shared contact formation region SC2, the contact region CC of drain diffusion layer SD of transistor TL2 and first polycrystalline silicon film 6 in shared contact formation region SC2 are substantially conductive.

また、この他にも、図1に示すように、ワード線WLに接続するためのワード線コンタクト領域CW、ビット線BL、/BLに接続するためのビット線コンタクト領域CB、電源(Vdd)コンタクト領域CD、グランド(Vss)コンタクト領域CS、トランジスタTL2のゲート電極をトランジスタTL1およびTD1のドレイン領域に接続するための構造が構成されている。尚、図1において、ノードN1は、シェアードコンタクト領域SC1およびノードコンタクト領域NC1において上層配線層(図示せず)により電気的に接続されている。さらに、ノードN2は、シェアードコンタクト領域SC2およびノードコンタクト領域NC2において上層配線層(図示せず)により電気的に接続されている。   In addition, as shown in FIG. 1, a word line contact region CW for connection to the word line WL, a bit line contact region CB for connection to the bit lines BL, / BL, and a power supply (Vdd) contact A structure for connecting the region CD, the ground (Vss) contact region CS, and the gate electrode of the transistor TL2 to the drain regions of the transistors TL1 and TD1 is configured. In FIG. 1, the node N1 is electrically connected by an upper wiring layer (not shown) in the shared contact region SC1 and the node contact region NC1. Further, the node N2 is electrically connected by an upper wiring layer (not shown) in the shared contact region SC2 and the node contact region NC2.

<製造方法について>
以下、図4ないし図13をも参照しながらSRAMセルの製造方法について、特に本実施形態の製造方法の特徴にかかわる部分を中心に説明する。これらの図4ないし図13は、図1におけるA−A’線に沿う断面図を模式的に示しており、それぞれ要部の一製造工程を示すものである。
<About manufacturing method>
Hereinafter, the SRAM cell manufacturing method will be described with reference to FIGS. 4 to 13, particularly focusing on the portions related to the characteristics of the manufacturing method of the present embodiment. 4 to 13 schematically show cross-sectional views along the line AA ′ in FIG. 1, and each show one manufacturing process of the main part.

まず、図4に示す構造の形成工程について説明する。シリコン半導体基板1上にシリコン酸化膜(図示せず)を形成し、その上にマスク材(例えばシリコン酸化膜および/またはシリコン窒化膜:図示せず)を形成する。さらに、このマスク材の上にアクティブエリアAAを覆うようにレジスト(図示せず)をパターニング形成する。
このレジスト(図示せず)をマスクとしてマスク材をエッチング除去することで素子分離領域STI形成用の孔を形成し、さらにレジストもしくは残存したマスク材をマスクとしてトレンチ2を形成する。さらに、トレンチ2内面を薄く酸化することでトレンチ2内面に第1のシリコン酸化膜3を形成する。NウェルNwおよびpウェル(図4には図示せず)を形成し、そして、レジストをアッシングにより除去する。
First, a process for forming the structure shown in FIG. 4 will be described. A silicon oxide film (not shown) is formed on the silicon semiconductor substrate 1, and a mask material (for example, a silicon oxide film and / or a silicon nitride film: not shown) is formed thereon. Further, a resist (not shown) is patterned on the mask material so as to cover the active area AA.
Using this resist (not shown) as a mask, the mask material is removed by etching to form a hole for forming the element isolation region STI, and further, the trench 2 is formed using the resist or the remaining mask material as a mask. Further, the first silicon oxide film 3 is formed on the inner surface of the trench 2 by thinly oxidizing the inner surface of the trench 2. N well Nw and p well (not shown in FIG. 4) are formed, and the resist is removed by ashing.

トレンチ2内面に形成された第1のシリコン酸化膜3上に第3のシリコン酸化膜(STI−TEOS膜)5を埋込み形成する。そして、残存したマスク材をマスクとして第3のシリコン酸化膜5を平坦化し、マスク材を除去する。さらにシリコン半導体基板1の上を酸化することによりゲート絶縁膜として第2のシリコン酸化膜4を形成する。そして、Nウェル領域NwおよびPウェル領域Pwを形成する。   A third silicon oxide film (STI-TEOS film) 5 is buried and formed on the first silicon oxide film 3 formed on the inner surface of the trench 2. Then, the third silicon oxide film 5 is planarized using the remaining mask material as a mask, and the mask material is removed. Further, a second silicon oxide film 4 is formed as a gate insulating film by oxidizing the silicon semiconductor substrate 1. Then, an N well region Nw and a P well region Pw are formed.

次に、図5に示すように、第2および第3のシリコン酸化膜4および5の上に第1の多結晶シリコン膜6を形成し、この第1の多結晶シリコン膜6の上に第1のシリコン窒化膜12を形成する。この第1のシリコン窒化膜12は、その膜厚が例えば400オングストロームで形成されている。この膜厚は、後工程において層間絶縁膜9を埋込み形成するときに、隣接するゲート電極配線GC間にボイドが発生しない程度に調整された膜厚である。   Next, as shown in FIG. 5, a first polycrystalline silicon film 6 is formed on second and third silicon oxide films 4 and 5, and a first polycrystalline silicon film 6 is formed on first polycrystalline silicon film 6. 1 silicon nitride film 12 is formed. The first silicon nitride film 12 is formed with a thickness of, for example, 400 angstroms. This film thickness is adjusted to such an extent that no void is generated between the adjacent gate electrode wirings GC when the interlayer insulating film 9 is buried and formed in a subsequent process.

次に、この第1のシリコン窒化膜12の上にレジスト(図示せず)を塗布し、このレジストをリソグラフィ技術によりパターニング形成し、図6に示すように、シェアードコンタクト形成領域SC2を含む非シリサイド層形成領域に第1のシリコン窒化膜12が残存するように、シリサイド層形成領域SLに形成された第1のシリコン窒化膜12を除去する。尚、最終的に、第1のシリコン窒化膜12の残存領域下の第1の多結晶シリコン6の部分が高抵抗領域となる。   Next, a resist (not shown) is applied on the first silicon nitride film 12, and this resist is patterned by lithography. As shown in FIG. 6, a non-silicide including the shared contact formation region SC2 is formed. The first silicon nitride film 12 formed in the silicide layer formation region SL is removed so that the first silicon nitride film 12 remains in the layer formation region. Finally, the portion of the first polycrystalline silicon 6 below the remaining region of the first silicon nitride film 12 becomes a high resistance region.

次に、図7に示すように、第1の多結晶シリコン膜6および第1のシリコン窒化膜12上にレジスト(図示せず)を塗布し、リソグラフィ法によりこのレジストをパターニング形成し、第1のシリコン窒化膜12および第1の多結晶シリコン膜6を分断し、レジストをアッシングにより除去する。
次に、図8に示すように、分断された第1の多結晶シリコン膜6および第1のシリコン窒化膜12の側壁にシリコン窒化膜をスペーサSpとして形成する。
Next, as shown in FIG. 7, a resist (not shown) is applied on the first polycrystalline silicon film 6 and the first silicon nitride film 12, and this resist is patterned by a lithography method. The silicon nitride film 12 and the first polycrystalline silicon film 6 are divided, and the resist is removed by ashing.
Next, as shown in FIG. 8, a silicon nitride film is formed as a spacer Sp on the side walls of the divided first polycrystalline silicon film 6 and first silicon nitride film 12.

次に、図9に示すように、PウェルPw、NウェルNw領域に不純物を注入することで、シリコン半導体基板1のソース/ドレイン拡散層領域に拡散層13を形成する。このとき、不純物の注入量は、第1の多結晶シリコン膜6の中に不純物が注入される量を少なくするように従来方法の不純物注入量よりも少なくする。例えば、従来方法ではP型のMOSトランジスタのソース/ドレイン拡散層に対してボロン(B)を4.0×1015[cm-2]程度注入しているが、この注入量を少なくし、例えば3.0×1015[cm-2]とする。 Next, as shown in FIG. 9, a diffusion layer 13 is formed in the source / drain diffusion layer region of the silicon semiconductor substrate 1 by implanting impurities into the P well Pw and N well Nw regions. At this time, the impurity implantation amount is made smaller than the impurity implantation amount of the conventional method so as to reduce the amount of impurities implanted into the first polycrystalline silicon film 6. For example, in the conventional method, about 4.0 × 10 15 [cm −2 ] of boron (B) is implanted into the source / drain diffusion layer of a P-type MOS transistor. It is 3.0 × 10 15 [cm −2 ].

また、このとき、不純物注入の加速電圧を低下させることも効果的である。例えば、従来7[keV]で行われている加速電圧を5[keV]として不純物を注入すると、注入される不純物が第1のシリコン窒化膜12内に留まり第1の多結晶シリコン膜6中に不純物が注入されなくなる。このとき、第1のシリコン窒化膜12の残存領域下の第1の多結晶シリコン膜6には不純物がほとんど注入されないため、第1のシリコン窒化膜12の残存領域下における第1の多結晶シリコン膜6は不純物が注入される領域に比較して高抵抗となる。   At this time, it is also effective to reduce the acceleration voltage for impurity implantation. For example, when an impurity is implanted with an acceleration voltage of 5 [keV] conventionally performed at 7 [keV], the implanted impurity stays in the first silicon nitride film 12 and enters the first polycrystalline silicon film 6. Impurities are not implanted. At this time, since almost no impurities are implanted into the first polycrystalline silicon film 6 under the remaining region of the first silicon nitride film 12, the first polycrystalline silicon under the remaining region of the first silicon nitride film 12 is used. The film 6 has a higher resistance than the region where the impurity is implanted.

その後、図10に示すように、加速電圧を上昇させて第2の加速電圧により不純物注入を行い第1の多結晶シリコン膜6中の抵抗値調整を行う。このとき、図10(a)に示すように、イオンインプランテーション時のイオン濃度は高さ方向のある所定位置にピーク値Rpをとり、この位置を基準として第1のシリコン窒化膜12および第1の多結晶シリコン膜6中の高さ方向(図中上下方向)に拡散して分布するが、このとき、図10(a)に示すように、不純物注入時のピーク濃度Rpを、第1の多結晶シリコン膜6内に設定するような加速電圧により行うことが望ましい。   Thereafter, as shown in FIG. 10, the acceleration voltage is raised and impurity implantation is performed by the second acceleration voltage to adjust the resistance value in the first polycrystalline silicon film 6. At this time, as shown in FIG. 10A, the ion concentration at the time of ion implantation takes a peak value Rp at a predetermined position in the height direction, and the first silicon nitride film 12 and the first The polycrystalline silicon film 6 is diffused and distributed in the height direction (vertical direction in the figure). At this time, as shown in FIG. It is desirable that the acceleration voltage be set in the polycrystalline silicon film 6.

また、加速電圧を5[keV](第1の加速電圧)よりも高い加速電圧(第2の加速電圧:例えば15[keV])に設定して不純物イオンを注入することが望ましい。さらに、不純物イオンの注入量を、例えば、第1の注入量(例えば3.0×1015[cm-2])よりも下回る第2の注入量(例えば5.0×1013〜5.0×1014[cm-2]の間の所定注入量)とすることが望ましい。言い換えると、不純物注入時のイオン注入量を、1回目の不純物イオン注入量に比較して1桁から2桁程度低くすることが望ましい。 In addition, it is desirable to implant impurity ions while setting the acceleration voltage to an acceleration voltage (second acceleration voltage: for example, 15 [keV]) higher than 5 [keV] (first acceleration voltage). Furthermore, the second ion implantation amount (for example, 5.0 × 10 13 to 5.0) lower than the first ion implantation amount (for example, 3.0 × 10 15 [cm −2 ]), for example. × 10 14 [cm −2 ] is preferable. In other words, it is desirable that the ion implantation amount at the time of impurity implantation be lower by one to two digits than the first impurity ion implantation amount.

すると、多数のSRAMセルMを作成する過程において、第1のシリコン窒化膜12の成膜時に膜厚のばらつきが生じたとしても、第1の多結晶シリコン膜6に対する不純物注入量の変動が少ないため抵抗値変化が少なくなる。尚、不純物イオンの注入工程は、複数回に分けて注入すれば必要に応じて2回でも3回でもそれ以上でも良い。
この場合、図10に示すように、不純物イオンを2回目に注入したときに、シリコン半導体基板1内に不純物イオンが到達する場合もあるが、イオンインプランテーション時の不純物イオン濃度が1回目のイオン注入量に比較して低いため、たとえシリコン半導体基板1内におけるアクティブエリアAA内に不純物イオンが到達したとしても、ショートチャネル効果が悪化することがなくなり、トランジスタTrの閾値電圧調整誤差がほぼ無視できる程度になる。
Then, in the process of forming a large number of SRAM cells M, even if a variation in film thickness occurs during the formation of the first silicon nitride film 12, the variation in the amount of impurity implantation into the first polycrystalline silicon film 6 is small. Therefore, the resistance value change is reduced. The impurity ion implantation process may be performed twice, three times, or more as necessary if the implantation is performed in a plurality of times.
In this case, as shown in FIG. 10, when the impurity ions are implanted for the second time, the impurity ions may reach the silicon semiconductor substrate 1, but the impurity ion concentration during ion implantation is the first ion. Since it is lower than the implantation amount, even if the impurity ions reach the active area AA in the silicon semiconductor substrate 1, the short channel effect is not deteriorated, and the threshold voltage adjustment error of the transistor Tr can be almost ignored. It will be about.

これにより、2回目の不純物イオンの注入工程が、トランジスタTrの特性に悪影響を与えることがなくなる。尚、このトランジスタTrは、シリコン半導体基板1に形成される一般的なトランジスタを示しており、SRAMセルMを構成するトランジスタTL1、TD1、TL2、TD2、TS1、TS2であっても、SRAMセルMを駆動するための周辺回路を構成するトランジスタ等であっても良い。   Thus, the second impurity ion implantation step does not adversely affect the characteristics of the transistor Tr. This transistor Tr is a general transistor formed on the silicon semiconductor substrate 1, and even if it is the transistors TL1, TD1, TL2, TD2, TS1, TS2 constituting the SRAM cell M, the SRAM cell M It may be a transistor or the like constituting a peripheral circuit for driving.

そして、図11に示すように、コバルト等によるメタルをスパッタリング処理することにより、コバルトを第1の多結晶シリコン膜6とサリサイド反応させた後、反応していない部分のコバルトを除去することにより、第1のシリコン窒化膜12の残存領域下以外について第1の多結晶シリコン膜6の上部にメタルシリサイド層7を形成すると共に第2のシリコン窒化膜12の残存領域下にシリサイド層の非形成領域を生成する。   And as shown in FIG. 11, by carrying out the salicide reaction of cobalt with the 1st polycrystalline silicon film 6 by carrying out the sputtering process of the metal by cobalt etc., by removing the cobalt of the part which has not reacted, A metal silicide layer 7 is formed on the first polycrystalline silicon film 6 except under the remaining region of the first silicon nitride film 12, and a silicide layer non-formed region is formed under the remaining region of the second silicon nitride film 12. Is generated.

そして、この上に図12に示すように第2のシリコン窒化膜8を形成し、その上にシリコン酸化膜(例えばBPSG(Boron-phospho silicate glass)膜)からなる層間絶縁膜9を埋込み形成する。そして、図13に示すように、この層間絶縁膜9および第1および第2のシリコン窒化膜12および8にコンタクトホールHを形成する。この図13においては、コンタクトホールHの形成部分は、第1の多結晶シリコン膜6上の所謂シェアードコンタクト形成領域SC2上およびその上方に形成される。   Then, a second silicon nitride film 8 is formed thereon as shown in FIG. 12, and an interlayer insulating film 9 made of a silicon oxide film (for example, a BPSG (Boron-phosphosilicate glass) film) is buried and formed thereon. . Then, as shown in FIG. 13, contact hole H is formed in interlayer insulating film 9 and first and second silicon nitride films 12 and 8. In FIG. 13, contact hole H is formed on so-called shared contact formation region SC2 on first polycrystalline silicon film 6 and above.

この後、コンタクトホールH内面にメタルバリア層10を形成すると共に、このメタルバリア層10の上にタングステン層11を埋込み形成することにより、コンタクトプラグPを形成する。このとき同時に、各ノード間コンタクトや電源線コンタクト、グランド線コンタクト等の各種コンタクトを形成する。このとき、シェアードコンタクト形成領域SC2内における第1のシリコン窒化膜12にコンタクトホールHを形成しコンタクトプラグPを埋込み形成すると、メタルシリサイド層7の非形成部分においてコンタクトプラグPおよび第1の多結晶シリコン層6が接触することになるため、メタルシリサイド層を介して電気的に接続する場合に比較して、シェアードコンタクト形成領域SC2における第1のシリコン窒化膜12および第1の多結晶シリコン膜6間の界面部の界面抵抗は上昇する。尚、コンタクトプラグPの形成領域とメタルシリサイド層7の形成領域との間の距離を調整することにより抵抗要素R1の抵抗値の調整を行うことができる。このような工程により抵抗要素R1を構成することができる。そして、さらに上層配線層を形成する。尚、抵抗要素R2についても同様である。このような工程を経てSRAM半導体記憶装置1のSRAMセルMを形成できるようになる。   Thereafter, a metal barrier layer 10 is formed on the inner surface of the contact hole H, and a tungsten layer 11 is embedded on the metal barrier layer 10 to form a contact plug P. At the same time, various contacts such as inter-node contacts, power supply line contacts, and ground line contacts are formed. At this time, when the contact hole H is formed in the first silicon nitride film 12 in the shared contact formation region SC2 and the contact plug P is buried, the contact plug P and the first polycrystal are formed in the portion where the metal silicide layer 7 is not formed. Since the silicon layer 6 comes into contact, the first silicon nitride film 12 and the first polycrystalline silicon film 6 in the shared contact formation region SC2 are compared with the case where they are electrically connected through the metal silicide layer. The interfacial resistance at the interface increases. The resistance value of the resistance element R1 can be adjusted by adjusting the distance between the contact plug P formation region and the metal silicide layer 7 formation region. The resistance element R1 can be configured by such a process. Further, an upper wiring layer is formed. The same applies to the resistance element R2. Through these steps, the SRAM cell M of the SRAM semiconductor memory device 1 can be formed.

以上、このような本実施形態の製造方法は、次のような特徴を備えている。すなわち、まず、SRAMセルMを製造する際に、シリコン半導体基板1内に素子分離領域STIを形成する。シリコン半導体基板1の上に第2のシリコン酸化膜4をゲート絶縁膜として形成する。この後、この第2のシリコン酸化膜4の上に第1の多結晶シリコン膜6を形成する。この後、この第1の多結晶シリコン膜6の上に第1のシリコン窒化膜12を形成する。この後、第1のシリコン窒化膜12のシェアードコンタクト形成領域SC2を含み当該領域SC2周囲の第1のシリコン窒化膜12を残存させるように第1のシリコン窒化膜12を除去する。さらに、この第1のシリコン窒化膜12の上方から所定の第1の加速電圧および第1の注入量により1回目の不純物イオンの注入を行うことでソース/ドレイン拡散層SDおよび13を形成する。そして、第1の加速電圧よりも高加速電圧、且つ、第1の注入量よりも低注入量な第2の注入量となる条件下において、第1の多結晶シリコン膜6に不純物をイオン注入することで第1の多結晶シリコン膜6の抵抗値を調整する。この後、第1のシリコン窒化膜12の形成部分を除き第1の多結晶シリコン膜6の上部を例えばサリサイド工程によりシリサイド化することによりメタルシリサイド層7を形成しゲート電極配線GCを形成する。   As described above, the manufacturing method of the present embodiment has the following characteristics. That is, first, when manufacturing the SRAM cell M, the element isolation region STI is formed in the silicon semiconductor substrate 1. A second silicon oxide film 4 is formed on the silicon semiconductor substrate 1 as a gate insulating film. Thereafter, a first polycrystalline silicon film 6 is formed on the second silicon oxide film 4. Thereafter, a first silicon nitride film 12 is formed on the first polycrystalline silicon film 6. Thereafter, the first silicon nitride film 12 is removed so as to leave the first silicon nitride film 12 around the region SC2 including the shared contact formation region SC2 of the first silicon nitride film 12. Further, source / drain diffusion layers SD and 13 are formed by performing the first impurity ion implantation from above the first silicon nitride film 12 with a predetermined first acceleration voltage and a first implantation amount. Then, impurities are ion-implanted into the first polycrystalline silicon film 6 under the condition that the acceleration voltage is higher than the first acceleration voltage and the second implantation amount is lower than the first implantation amount. As a result, the resistance value of the first polycrystalline silicon film 6 is adjusted. Thereafter, the upper portion of the first polycrystalline silicon film 6 except for the portion where the first silicon nitride film 12 is formed is silicided by, for example, a salicide process, thereby forming the metal silicide layer 7 and forming the gate electrode wiring GC.

このような本実施形態に係る製造方法によれば、複数回に分けて加速電圧および注入量を調整して不純物をイオン注入することで、ソース/ドレイン拡散層13を形成したり第1の多結晶シリコン膜6の抵抗値を調整しているため、シリコン半導体基板1に形成されるトランジスタの特性を所望の値に調整したり、ゲート電極配線GCの抵抗要素R1の値を調整することができるようになる。   According to such a manufacturing method according to the present embodiment, the source / drain diffusion layer 13 is formed or the first multi-layer is formed by ion-implanting impurities by adjusting the acceleration voltage and the implantation amount in a plurality of times. Since the resistance value of the crystalline silicon film 6 is adjusted, the characteristics of the transistor formed on the silicon semiconductor substrate 1 can be adjusted to a desired value, and the value of the resistance element R1 of the gate electrode wiring GC can be adjusted. It becomes like this.

しかも、第1の多結晶シリコン膜6の抵抗調整用として、第1の加速電圧よりも高い第2の加速電圧により不純物イオンを注入し、そのときのイオン注入量を第1の注入量よりも低い第2の注入量としているため、シリコン半導体基板1に形成された他のトランジスタについて、ショートチャネル効果やしきい値電圧等の特性について悪影響が引き起こされることなくSRAMセルMを形成することができる。   Moreover, for adjusting the resistance of the first polycrystalline silicon film 6, impurity ions are implanted with a second acceleration voltage higher than the first acceleration voltage, and the ion implantation amount at that time is higher than the first implantation amount. Since the second implantation amount is low, the SRAM cell M can be formed without causing adverse effects on the characteristics such as the short channel effect and the threshold voltage of other transistors formed on the silicon semiconductor substrate 1. .

ゲート電極配線GCは、コンタクトプラグPと第1の多結晶シリコン膜6との間の界面抵抗、およびこのコンタクトプラグPとメタルシリサイド層7との間の距離に応じて高抵抗化され、抵抗要素R1を形成することができるため、SRAMセルMのソフトエラー対策を施すことができるようになる。
(他の実施形態)
本発明は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
The gate electrode wiring GC is increased in resistance in accordance with the interface resistance between the contact plug P and the first polycrystalline silicon film 6 and the distance between the contact plug P and the metal silicide layer 7. Since R1 can be formed, it is possible to take measures against soft errors in the SRAM cell M.
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified or expanded as follows.

SRAM半導体記憶装置1に適用した実施形態を示したが、SRAMセルMを含む半導体装置であれば、SRAM混載ロジック集積回路装置などの他の半導体装置にも適用することができる。
2回めのイオン注入を行うときに、第1の注入量よりも低注入量の第2の注入量となる条件により第1の多結晶シリコン膜6に不純物をイオン注入する実施形態を示したが、2回目のイオン注入時に、1回目のイオン注入時よりも高加速電圧でイオン注入していれば、1回目のイオン注入量に対して同一注入量もしくは高注入量となる条件により第1の多結晶シリコン膜6に不純物をイオン注入するようにしても良い。
Although the embodiment applied to the SRAM semiconductor memory device 1 is shown, any semiconductor device including the SRAM cell M can be applied to other semiconductor devices such as an SRAM embedded logic integrated circuit device.
In the embodiment, when the second ion implantation is performed, impurities are ion-implanted into the first polycrystalline silicon film 6 under the condition that the second implantation amount is lower than the first implantation amount. However, if ions are implanted at a higher acceleration voltage than at the time of the first ion implantation at the time of the second ion implantation, the first implantation is performed under the condition of the same implantation amount or a higher implantation amount with respect to the first ion implantation amount. Impurities may be ion-implanted into the polycrystalline silicon film 6.

ゲート電極配線GCとして、第1の多結晶シリコン膜6の上部をシリサイド化することによりメタルシリサイド層7を形成した実施形態を示したが、第1の多結晶シリコン膜6に代えてアモルファスシリコン膜に適用しても良い。   Although the embodiment in which the metal silicide layer 7 is formed by siliciding the upper portion of the first polycrystalline silicon film 6 as the gate electrode wiring GC is shown, an amorphous silicon film is used instead of the first polycrystalline silicon film 6. You may apply to.

本発明の一実施形態を示すSRAMセルが行列状に配列されたセルアレイパターンのレイアウトの一例を示す平面図The top view which shows an example of the layout of the cell array pattern in which the SRAM cell which shows one Embodiment of this invention was arranged in matrix form 要部の模式的な断面図((a)は図1中のA−A'線に沿う断面図、(b)は図1中のB−B’線に沿う断面図)Schematic sectional view of the main part ((a) is a sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 1, (b) is a sectional view taken along the line B-B ′ in FIG. 1) SRAMセルの等価回路図Equivalent circuit diagram of SRAM cell 図2中の要部の一製造工程を示す断面図(その1)Sectional drawing which shows one manufacturing process of the principal part in FIG. 2 (the 1) 図2中の要部の一製造工程を示す断面図(その2)Sectional drawing which shows one manufacturing process of the principal part in FIG. 2 (the 2) 図2中の要部の一製造工程を示す断面図(その3)Sectional drawing which shows one manufacturing process of the principal part in FIG. 2 (the 3) 図2中の要部の一製造工程を示す断面図(その4)Sectional drawing which shows one manufacturing process of the principal part in FIG. 2 (the 4) 図2中の要部の一製造工程を示す断面図(その5)Sectional drawing which shows one manufacturing process of the principal part in FIG. 2 (the 5) 図2中の要部の一製造工程を示す断面図(その6)Sectional drawing which shows one manufacturing process of the principal part in FIG. 2 (the 6) 図2中の要部の一製造工程を示す断面図(その7)Sectional drawing which shows one manufacturing process of the principal part in FIG. 2 (the 7) 図2中の要部の一製造工程を示す断面図(その8)Sectional drawing which shows one manufacturing process of the principal part in FIG. 2 (the 8) 図2中の要部の一製造工程を示す断面図(その9)Sectional drawing which shows one manufacturing process of the principal part in FIG. 2 (the 9) 図2中の要部の一製造工程を示す断面図(その10)Sectional drawing which shows one manufacturing process of the principal part in FIG. 2 (the 10)

符号の説明Explanation of symbols

図面中、1はシリコン半導体基板(半導体基板)、4は第2のシリコン酸化膜(第1の絶縁膜)、6は第1の多結晶シリコン膜(導電層)、12は第1のシリコン窒化膜(第2の絶縁膜)、13はソース/ドレイン拡散層、GCはゲート電極配線、Trはトランジスタを示す。

In the drawings, 1 is a silicon semiconductor substrate (semiconductor substrate), 4 is a second silicon oxide film (first insulating film), 6 is a first polycrystalline silicon film (conductive layer), and 12 is first silicon nitride. A film (second insulating film), 13 is a source / drain diffusion layer, GC is a gate electrode wiring, and Tr is a transistor.

Claims (4)

半導体基板の上に第1の絶縁膜を介して導電層を形成する工程と、
前記導電層の上に第2の絶縁膜を形成する工程と、
前記導電層上の非シリサイド層形成領域を除き、前記導電層上に形成された前記第2の絶縁膜を除去する工程と、
前記導電層の上方から所定の第1の加速電圧で不純物をイオン注入し前記半導体基板に拡散層を形成する工程と、
前記第1の加速電圧よりも高加速電圧の第2の加速電圧で前記導電層に不純物をイオン注入することにより前記導電層の抵抗値を調整する工程と、
前記非シリサイド層形成領域以外の前記導電層の上部をシリサイド化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。
Forming a conductive layer on a semiconductor substrate via a first insulating film;
Forming a second insulating film on the conductive layer;
Removing the second insulating film formed on the conductive layer except for the non-silicide layer formation region on the conductive layer;
A step of ion-implanting impurities from above the conductive layer at a predetermined first acceleration voltage to form a diffusion layer in the semiconductor substrate;
Adjusting the resistance value of the conductive layer by ion-implanting impurities into the conductive layer with a second acceleration voltage that is higher than the first acceleration voltage;
And a step of siliciding the upper portion of the conductive layer other than the non-silicide layer formation region.
半導体基板の上に第1の絶縁膜を介して導電層を形成する工程と、
前記導電層の上に第2の絶縁膜を形成する工程と、
前記導電層上の非シリサイド層形成領域を除き、前記導電層上に形成された前記第2の絶縁膜を除去する工程と、
前記導電層の上方から所定の第1の加速電圧および第1の注入量で不純物をイオン注入し、前記半導体基板に拡散層を形成する工程と、
前記第1の加速電圧よりも高加速電圧の第2の加速電圧条件で、且つ、前記第1の注入量よりも低注入量な第2の注入量で前記導電層に不純物をイオン注入することにより前記導電層の抵抗値を調整する工程と、
前記非シリサイド層形成領域以外の前記導電層の上部をシリサイド化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。
Forming a conductive layer on a semiconductor substrate via a first insulating film;
Forming a second insulating film on the conductive layer;
Removing the second insulating film formed on the conductive layer except for the non-silicide layer formation region on the conductive layer;
A step of ion-implanting impurities from above the conductive layer with a predetermined first acceleration voltage and a first implantation amount to form a diffusion layer in the semiconductor substrate;
Impurities are ion-implanted into the conductive layer under a second acceleration voltage condition that is higher than the first acceleration voltage and under a second implantation amount that is lower than the first implantation amount. Adjusting the resistance value of the conductive layer by:
And a step of siliciding the upper portion of the conductive layer other than the non-silicide layer formation region.
前記第2の絶縁膜として、シリコン窒化膜を形成することを特徴とする請求項1または2記載の半導体装置の製造方法。   3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a silicon nitride film is formed as the second insulating film. 前記導電層として、多結晶シリコン膜を形成することを特徴とする請求項1ないし3の何れかに記載の半導体装置の製造方法。

4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a polycrystalline silicon film is formed as the conductive layer.

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