JP2014011299A - Semiconductor device manufacturing method - Google Patents

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Yasuyuki Sakokawa
泰幸 迫川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce manufacturing cost by simultaneously performing formation of a contact hole in an interlayer insulation film on a first region and removal of the interlayer insulation film on a second region.SOLUTION: A semiconductor device manufacturing method comprises: a process of forming an interlayer insulation film on first and second regions of a semiconductor substrate; and a first process of simultaneously performing formation of a contact hole in the interlayer insulation film on the first region and removal of the interlayer insulation film on the second region.

Description

本発明は、半導体装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device.

従来から、ゲート絶縁膜として高誘電率絶縁膜(high−K膜)を有し、ゲート電極として金属膜とポリシリコン膜の積層膜を有するトランジスタが提案されている。このタイプのトランジスタは、ゲート絶縁膜である高誘電率絶縁膜により、リーク電流を低減したり、等価酸化膜厚(Equivalent Oxide Thickness:EOT)を薄くして短チャネル効果を抑制することができる。また、ゲート電極として金属膜とポリシリコン膜の積層膜を用いることにより、ゲート電極の空乏化の防止、ゲート電極抵抗の低減を行うことができる。   Conventionally, a transistor having a high dielectric constant insulating film (high-K film) as a gate insulating film and a stacked film of a metal film and a polysilicon film as a gate electrode has been proposed. In this type of transistor, a high-dielectric-constant insulating film that is a gate insulating film can reduce a leak current or reduce an equivalent oxide thickness (EOT) to suppress a short channel effect. In addition, by using a stacked film of a metal film and a polysilicon film as the gate electrode, depletion of the gate electrode can be prevented and gate electrode resistance can be reduced.

特許文献1(特開2007−329237号公報)には、シリサイドのゲート電極と、高誘電率絶縁膜のゲート絶縁膜を有する、nチャネル型とpチャネル型のトランジスタが開示されている。   Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-329237) discloses an n-channel transistor and a p-channel transistor each having a silicide gate electrode and a high dielectric constant gate insulating film.

また、上記のゲート絶縁膜として高誘電率絶縁膜を有し、ゲート電極として金属膜とポリシリコン膜の積層膜を有するnチャネル型のトランジスタとpチャネル型のトランジスタを有し、nチャネル型とpチャネル型のトランジスタの素子特性を変えるために、これらのトランジスタのゲート絶縁膜の構成を変えた半導体装置が提案されている。図1〜4および24は、上記の構造を有する半導体装置としてDRAM(Dynamic Random Access Memory)の製造方法を示したものである。図1〜4のメモリセル領域については図24のA−A’断面に相当する断面の構造を表し、これらの図面において、Xはメモリセル領域、Yは周辺回路領域を表す。なお、図24においては、周辺回路領域Yの構造は省略している。   In addition, the gate insulating film includes a high dielectric constant insulating film, and the gate electrode includes an n-channel transistor and a p-channel transistor each including a stacked film of a metal film and a polysilicon film. In order to change the element characteristics of p-channel transistors, semiconductor devices in which the configuration of the gate insulating film of these transistors is changed have been proposed. 1-4 and 24 show a method of manufacturing a DRAM (Dynamic Random Access Memory) as a semiconductor device having the above structure. 1-4 represents a cross-sectional structure corresponding to the A-A 'cross section of FIG. 24. In these drawings, X represents a memory cell region and Y represents a peripheral circuit region. In FIG. 24, the structure of the peripheral circuit region Y is omitted.

図1に示すように、半導体基板4の表面に素子分離領域9を形成し、メモリセル領域Xおよび周辺回路領域Y内にそれぞれ、素子分離領域9で区画された活性領域4a、4bを形成する。メモリセル領域Xの活性領域4a内に、溝型のゲート電極1、ゲート絶縁膜2を形成する。溝型のゲート電極1上には、キャップ絶縁膜10を形成する。メモリセル領域Xの半導体基板4上にビットコン層間絶縁膜5を形成する。この後、周辺回路領域Yにnチャネル型のトランジスタ用のゲート絶縁膜6a、金属膜7a、およびポリシリコン膜8aを形成する。この後、周辺回路領域Yにpチャネル型のトランジスタ用のゲート絶縁膜6b、金属膜7b、およびポリシリコン膜8bを形成する。   As shown in FIG. 1, an element isolation region 9 is formed on the surface of the semiconductor substrate 4, and active regions 4a and 4b partitioned by the element isolation region 9 are formed in the memory cell region X and the peripheral circuit region Y, respectively. . In the active region 4a of the memory cell region X, a trench-type gate electrode 1 and a gate insulating film 2 are formed. A cap insulating film 10 is formed on the groove-type gate electrode 1. A bit-con interlayer insulating film 5 is formed on the semiconductor substrate 4 in the memory cell region X. Thereafter, a gate insulating film 6a, a metal film 7a, and a polysilicon film 8a for an n-channel transistor are formed in the peripheral circuit region Y. Thereafter, a gate insulating film 6b, a metal film 7b, and a polysilicon film 8b for a p-channel transistor are formed in the peripheral circuit region Y.

図2に示すように、ビットコン層間絶縁膜5内に、半導体基板4を露出させるようにコンタクトホール11を形成する。コンタクトホール形成に用いたフォトレジスト(図示していない)をマスクとして用いてメモリセル領域Xに不純物を注入する。これにより、メモリセル領域Xには、ソースまたはドレインとなる不純物領域3aを形成する。この後、フォトレジストを除去する。   As shown in FIG. 2, a contact hole 11 is formed in the bit-con interlayer insulating film 5 so as to expose the semiconductor substrate 4. Impurities are implanted into the memory cell region X using a photoresist (not shown) used for contact hole formation as a mask. As a result, an impurity region 3a serving as a source or drain is formed in the memory cell region X. Thereafter, the photoresist is removed.

図3に示すように、半導体基板4上の全面に、ポリシリコン膜13を形成する。この後、マスクを用いずに、ポリシリコン膜13の全面に不純物を注入する。   As shown in FIG. 3, a polysilicon film 13 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 4. Thereafter, impurities are implanted into the entire surface of the polysilicon film 13 without using a mask.

図4に示すように、半導体基板4上の全面に、金属膜14、および窒化シリコン膜15を形成する。リソグラフィー技術とエッチング技術により、メモリセル領域Xおよび周辺回路領域Yに形成した積層膜をそれぞれパターニングする。これにより、メモリセル領域Xには、ポリシリコン膜13からなるビットコンタクトプラグ16と、ポリシリコン膜13および金属膜14からなるビット線17が形成される。また、周辺回路領域Yには、ゲート絶縁膜6a、6bと、金属膜7a、ポリシリコン膜8a、13a、金属膜14aからなるゲート電極18aと、金属膜7b、ポリシリコン膜8b、13b、金属膜14bからなるゲート電極18bと、が形成される。   As shown in FIG. 4, a metal film 14 and a silicon nitride film 15 are formed on the entire surface of the semiconductor substrate 4. The stacked films formed in the memory cell region X and the peripheral circuit region Y are respectively patterned by the lithography technique and the etching technique. As a result, a bit contact plug 16 made of the polysilicon film 13 and a bit line 17 made of the polysilicon film 13 and the metal film 14 are formed in the memory cell region X. In the peripheral circuit region Y, the gate insulating films 6a and 6b, the metal film 7a, the polysilicon films 8a and 13a, the gate electrode 18a made of the metal film 14a, the metal film 7b, the polysilicon films 8b and 13b, the metal A gate electrode 18b made of the film 14b is formed.

この後、従来のDRAMの製法に従って、半導体基板4上の全面に、オフセットスペーサーとなる窒化シリコン膜(図示していない)を成膜した後、メモリセル領域Xを覆うようにフォトレジスト(図示していない)を形成する。このフォトレジストをマスクに用いて、窒化シリコン膜のドライエッチバックを行う。これにより、周辺回路領域Yのトランジスタのゲート電極の側壁上に、オフセットスペーサーを形成する。この後、フォトレジストを除去する。   Thereafter, a silicon nitride film (not shown) serving as an offset spacer is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 4 in accordance with a conventional DRAM manufacturing method, and then a photoresist (not shown) is formed so as to cover the memory cell region X. Not formed). Using this photoresist as a mask, the silicon nitride film is dry etched back. Thereby, an offset spacer is formed on the side wall of the gate electrode of the transistor in the peripheral circuit region Y. Thereafter, the photoresist is removed.

次に、周辺回路領域Yのnチャネル型のトランジスタおよびpチャネル型のトランジスタの特性に合わせてそれぞれ、周辺回路領域Yの必要箇所にフォトレジストマスク(図示していない)の形成、不純物の注入、およびフォトレジストマスクの除去を行う。周辺回路領域Yのトランジスタのゲート電極の側壁上に、サイドウォールとなる酸化シリコン膜(図示していない)を成膜する。周辺回路領域Yのnチャネル型のトランジスタおよびpチャネル型のトランジスタの特性に合わせてそれぞれ、周辺回路領域Yの必要箇所にフォトレジストマスクの形成、不純物の注入、および、フォトレジストマスクの除去を行う。これにより、周辺回路領域Yにソースおよびドレイン19a、19bを形成する。このようにして、メモリセル領域XにはトランジスタTr、周辺回路領域Yにはnチャネル型のトランジスタTrAと、pチャネル型のトランジスタTrBが形成される。   Next, in accordance with the characteristics of the n-channel transistor and the p-channel transistor in the peripheral circuit region Y, a photoresist mask (not shown) is formed at a necessary portion of the peripheral circuit region Y, impurities are implanted, Then, the photoresist mask is removed. A silicon oxide film (not shown) serving as a sidewall is formed on the sidewall of the gate electrode of the transistor in the peripheral circuit region Y. In accordance with the characteristics of the n-channel transistor and the p-channel transistor in the peripheral circuit region Y, a photoresist mask is formed, an impurity is implanted, and the photoresist mask is removed at a necessary portion of the peripheral circuit region Y, respectively. . Thereby, the source and drain 19a, 19b are formed in the peripheral circuit region Y. In this manner, the transistor Tr is formed in the memory cell region X, and the n-channel transistor TrA and the p-channel transistor TrB are formed in the peripheral circuit region Y.

特開2007−329237号公報JP 2007-329237 A

上記図1〜4の半導体装置の製造方法では、
(1)周辺回路領域Y上のビットコン層間絶縁膜5を除去するためのリソグラフィーおよびウェットエッチング工程(図1の工程)、
(2)メモリセル領域X上のビットコン層間絶縁膜5内にコンタクトホール11を形成するためのリソグラフィーおよびエッチング工程(図2の工程)、
の2回のリソグラフィーおよびエッチング工程が必要であった。
In the manufacturing method of the semiconductor device of FIGS.
(1) Lithography and wet etching process (process of FIG. 1) for removing the bit-con interlayer insulating film 5 on the peripheral circuit region Y,
(2) Lithography and etching process (process of FIG. 2) for forming the contact hole 11 in the bit-con interlayer insulating film 5 on the memory cell region X;
Two lithography and etching steps were required.

このため、製造工程が多くなって、製造コストが増加することとなっていた。   For this reason, a manufacturing process increased and the manufacturing cost would increase.

一実施形態は、
半導体基板の第1および第2の領域上に、層間絶縁膜を形成する工程と、
前記第1の領域上の層間絶縁膜内へのコンタクトホールの形成と、前記第2の領域上の層間絶縁膜の除去を同時に行う第1の工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法に関する。
One embodiment is:
Forming an interlayer insulating film on the first and second regions of the semiconductor substrate;
A first step of simultaneously forming a contact hole in the interlayer insulating film on the first region and removing the interlayer insulating film on the second region;
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device.

第1の領域上の層間絶縁膜内へのコンタクトホールの形成と、第2の領域上の層間絶縁膜の除去を同時に行うことにより、製造コストを低減することができる。   By simultaneously forming the contact hole in the interlayer insulating film on the first region and removing the interlayer insulating film on the second region, the manufacturing cost can be reduced.

従来の半導体装置の製造方法の一工程を表す図である。It is a figure showing 1 process of the manufacturing method of the conventional semiconductor device. 従来の半導体装置の製造方法の一工程を表す図である。It is a figure showing 1 process of the manufacturing method of the conventional semiconductor device. 従来の半導体装置の製造方法の一工程を表す図である。It is a figure showing 1 process of the manufacturing method of the conventional semiconductor device. 従来の半導体装置の製造方法の一工程を表す図である。It is a figure showing 1 process of the manufacturing method of the conventional semiconductor device. 第1実施例の半導体装置の製造方法の一工程を表す図である。It is a figure showing 1 process of the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Example. 第1実施例の半導体装置の製造方法の一工程を表す図である。It is a figure showing 1 process of the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Example. 第1実施例の半導体装置の製造方法の一工程を表す図である。It is a figure showing 1 process of the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Example. 第1実施例の半導体装置の製造方法の一工程を表す図である。It is a figure showing 1 process of the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Example. 第1実施例の半導体装置の製造方法の一工程を表す図である。It is a figure showing 1 process of the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Example. 第1実施例の半導体装置の製造方法の一工程を表す図である。It is a figure showing 1 process of the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Example. 第1実施例の半導体装置の製造方法の一工程を表す図である。It is a figure showing 1 process of the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Example. 第1実施例の半導体装置の製造方法の一工程を表す図である。It is a figure showing 1 process of the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Example. 第1実施例の半導体装置の製造方法の一工程を表す図である。It is a figure showing 1 process of the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Example. 第1実施例の半導体装置の製造方法の一工程を表す図である。It is a figure showing 1 process of the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Example. 第1実施例の半導体装置の製造方法の一工程を表す図である。It is a figure showing 1 process of the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Example. 第1実施例の半導体装置の製造方法の一工程を表す図である。It is a figure showing 1 process of the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Example. 第1実施例の半導体装置の製造方法の一工程を表す図である。It is a figure showing 1 process of the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Example. 第1実施例の半導体装置の製造方法の一工程を表す図である。It is a figure showing 1 process of the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Example. 第1実施例の半導体装置の製造方法の一工程を表す図である。It is a figure showing 1 process of the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Example. 第1実施例の半導体装置の製造方法の一工程を表す図である。It is a figure showing 1 process of the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Example. 第1実施例の半導体装置の製造方法の一工程を表す図である。It is a figure showing 1 process of the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Example. 第1実施例の半導体装置の製造方法の一工程を表す図である。It is a figure showing 1 process of the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Example. 第1実施例の半導体装置の製造方法の一工程を表す図である。It is a figure showing 1 process of the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Example. 従来および第1実施例の半導体装置を表す平面図である。It is a top view showing the semiconductor device of the prior art and 1st Example.

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施例について詳細に説明する。なお、これらの実施例は、本発明のより一層の深い理解のために示される具体例であって、本発明は、これらの具体例に何ら限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, these Examples are specific examples shown for a deeper understanding of the present invention, and the present invention is not limited to these specific examples.

(第1実施例)
本実施例は、本発明の製造方法を適用した、DRAM(Dynamic Random Access Memory)を有する半導体装置の製造方法に関するものである。本実施例では、後述するように、メモリセル領域(第1の領域)X上のビットコン層間絶縁膜5内へのコンタクトホール11の形成と、周辺回路領域(第2の領域)Y上のビットコン層間絶縁膜5の除去を同時に行う。従って、コンタクトホール11の形成工程と、周辺回路領域Y上のビットコン層間絶縁膜5の除去工程をそれぞれ、別々に行う場合と比べて、工程数を削減することができ、製造コストを低減することができる。
(First embodiment)
The present embodiment relates to a method of manufacturing a semiconductor device having a DRAM (Dynamic Random Access Memory) to which the manufacturing method of the present invention is applied. In this embodiment, as will be described later, the contact hole 11 is formed in the bit-con interlayer insulating film 5 on the memory cell region (first region) X, and the bit con- figuration on the peripheral circuit region (second region) Y is formed. The interlayer insulating film 5 is removed at the same time. Accordingly, the number of steps can be reduced and the manufacturing cost can be reduced as compared with the case where the step of forming the contact hole 11 and the step of removing the bit-con interlayer insulating film 5 on the peripheral circuit region Y are performed separately. Can do.

以下、図5〜24を参照して、本実施例の半導体装置の製造方法を説明する。なお、図5〜23のメモリセル領域Xは、図24のA―A’方向に相当する断面図である。図24では、メモリセル領域Xの溝型のゲート電極1、活性領域4a、ビット線17及び容量コンタクトプラグ20など主要な構造しか示していない。また、図24には、周辺回路領域Yは示していない。   Hereinafter, with reference to FIGS. 5 to 24, a method of manufacturing the semiconductor device of this embodiment will be described. The memory cell region X in FIGS. 5 to 23 is a cross-sectional view corresponding to the direction A-A ′ in FIG. 24. FIG. 24 shows only main structures such as the groove-type gate electrode 1, the active region 4 a, the bit line 17, and the capacitor contact plug 20 in the memory cell region X. FIG. 24 does not show the peripheral circuit region Y.

まず、図5に示すように、STI法により、半導体基板4のメモリセル領域(第1の領域)X、および周辺回路領域(第2の領域)Y内に、素子分離領域9を形成する。これにより、メモリセル領域X、および周辺回路領域Yの半導体基板4内にはそれぞれ、素子分離領域9で区画された活性領域4a、4bが形成される。   First, as shown in FIG. 5, element isolation regions 9 are formed in the memory cell region (first region) X and the peripheral circuit region (second region) Y of the semiconductor substrate 4 by the STI method. As a result, active regions 4 a and 4 b partitioned by the element isolation region 9 are formed in the semiconductor substrate 4 in the memory cell region X and the peripheral circuit region Y, respectively.

次に、図6に示すように、周辺回路領域Yのnチャネル型のトランジスタを形成する領域にPウェル24を形成し、pチャネル型のトランジスタを形成する領域にNウェル25を形成する。更に、レジストマスク35cを用いて、半導体基板4内に不純物を注入し、セルウェル27を形成する。   Next, as shown in FIG. 6, the P well 24 is formed in the region where the n-channel transistor is formed in the peripheral circuit region Y, and the N well 25 is formed in the region where the p-channel transistor is formed. Further, impurities are implanted into the semiconductor substrate 4 using the resist mask 35 c to form the cell well 27.

続いて、図7に示すように、不純物をドープし、ソースおよびドレイン領域となる不純物領域3a、3bを形成する。続けて、メモリセル領域X内に、素子分離領域9と交差する方向に延在する溝状のトレンチ26を形成する。そして、トレンチ26の内壁をISSG(in−situ steam generation)法により酸化して、酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜2を形成する。次に、トレンチ26内を導体膜で埋め込むことで、溝型のゲート電極1を形成する。ゲート電極1は、DRAMにおいてワード配線を構成する。   Subsequently, as shown in FIG. 7, impurities are doped to form impurity regions 3a and 3b to be source and drain regions. Subsequently, a groove-like trench 26 extending in a direction intersecting with the element isolation region 9 is formed in the memory cell region X. Then, the inner wall of the trench 26 is oxidized by an ISSG (in-situ steam generation) method to form the gate insulating film 2 made of a silicon oxide film. Next, the trench-type gate electrode 1 is formed by embedding the trench 26 with a conductor film. The gate electrode 1 forms a word line in the DRAM.

次に、図8に示すように、半導体基板4上の主面に、窒化シリコン膜からなるビットコン層間絶縁膜5を形成する。続けて、レジストマスク35dを形成する。   Next, as shown in FIG. 8, a bit-con interlayer insulating film 5 made of a silicon nitride film is formed on the main surface on the semiconductor substrate 4. Subsequently, a resist mask 35d is formed.

次に、図9に示すように、レジストマスク35dを用いたウェットエッチング技術を利用して、周辺回路領域Y上のビットコン層間絶縁膜5を除去すると共に、メモリセル領域X上のビットコン層間絶縁膜5内に、半導体基板4内の不純物領域(第1の拡散層)3aを露出させるようにコンタクトホール11を形成する(第1の工程)。   Next, as shown in FIG. 9, by using a wet etching technique using a resist mask 35d, the bit capacitor interlayer insulating film 5 on the peripheral circuit region Y is removed and the bit capacitor interlayer insulating film on the memory cell region X is removed. 5, a contact hole 11 is formed so as to expose the impurity region (first diffusion layer) 3a in the semiconductor substrate 4 (first step).

図10に示すように、半導体基板4上の全面に酸化ハフニウム(HfO2)からなる高誘電率絶縁膜30を形成する。この後、半導体基板4上の全面に窒化チタン(TiN)膜(第1の金属膜)31a、周辺Nチャネル型のトランジスタ用のポリシリコン膜32a、および酸化シリコン膜33を形成する。リソグラフィー技術を利用して、Pウェル24上に、レジストマスク35aを形成する。 As shown in FIG. 10, a high dielectric constant insulating film 30 made of hafnium oxide (HfO 2 ) is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 4. Thereafter, a titanium nitride (TiN) film (first metal film) 31a, a polysilicon film 32a for a peripheral N-channel transistor, and a silicon oxide film 33 are formed on the entire surface of the semiconductor substrate 4. A resist mask 35a is formed on the P-well 24 by using a lithography technique.

図11に示すように、レジストマスク35aをマスクに用いたドライエッチングにより酸化シリコン膜33をパターニングして、酸化シリコン膜33のマスクを形成した後、マスク33を用いたドライエッチングまたはウェットエッチングによりポリシリコン膜32a、および窒化チタン膜31aを順次、パターニングする。これにより、Pウェル24上には積層構造が形成される。この後、レジストマスク35aを除去する。   As shown in FIG. 11, after the silicon oxide film 33 is patterned by dry etching using the resist mask 35a as a mask to form a mask of the silicon oxide film 33, the polysilicon is formed by dry etching or wet etching using the mask 33. The silicon film 32a and the titanium nitride film 31a are sequentially patterned. As a result, a laminated structure is formed on the P well 24. Thereafter, the resist mask 35a is removed.

図12に示すように、半導体基板4上の全面に窒化チタン(TiN)膜(第1の金属膜)31bおよびポリシリコン膜32bを形成する。リソグラフィー技術により、Nウェル25上にレジストマスク35bを形成する。   As shown in FIG. 12, a titanium nitride (TiN) film (first metal film) 31b and a polysilicon film 32b are formed on the entire surface of the semiconductor substrate 4. A resist mask 35b is formed on the N well 25 by lithography.

図13に示すように、レジストマスク35bを用いて、ポリシリコン膜32bおよび窒化チタン膜31bのドライエッチングを順次、行う。次に、レジストマスク35bをマスクに用いて、高誘電率絶縁膜30のウェットエッチングを行い、高誘電率絶縁膜30bを形成する。これにより、Nウェル25上には積層構造が形成される。この後、レジストマスク35bを除去する。なお、この工程では、Pウェル24上には酸化シリコン膜33が形成されているため、酸化シリコン膜33の下の膜は除去されずに残り、高誘電率絶縁膜30aが形成される。   As shown in FIG. 13, dry etching of the polysilicon film 32b and the titanium nitride film 31b is sequentially performed using the resist mask 35b. Next, using the resist mask 35b as a mask, the high dielectric constant insulating film 30 is wet etched to form the high dielectric constant insulating film 30b. Thereby, a stacked structure is formed on the N well 25. Thereafter, the resist mask 35b is removed. In this step, since the silicon oxide film 33 is formed on the P well 24, the film under the silicon oxide film 33 remains without being removed, and the high dielectric constant insulating film 30a is formed.

図14に示すように、Pウェル24上の酸化シリコン膜33を除去した後、半導体基板4上の全面に、周辺Pチャネル型のトランジスタ及びビットコンプラグ用のポリシリコン膜(導電膜)37を形成する。この際、ポリシリコン膜37は、コンタクトホール11内を埋め込むように形成する。ポリシリコン膜37には、高濃度の不純物がドープされる。この高濃度の不純物は、ポリシリコン膜37が形成する時に同時に導入されても良いし、ポリシリコン膜37が形成された後に全面に不純物を注入することにより導入されても良い。   As shown in FIG. 14, after removing the silicon oxide film 33 on the P well 24, a peripheral P channel type transistor and a bit-comp plug polysilicon film (conductive film) 37 are formed on the entire surface of the semiconductor substrate 4. Form. At this time, the polysilicon film 37 is formed so as to fill the contact hole 11. The polysilicon film 37 is doped with a high concentration of impurities. This high-concentration impurity may be introduced at the same time as the polysilicon film 37 is formed, or may be introduced by injecting impurities into the entire surface after the polysilicon film 37 is formed.

図15に示すように、熱処理を行い、ポリシリコン膜37中の不純物を半導体基板4中に拡散させて、コンタクト不純物領域3aを形成する。   As shown in FIG. 15, heat treatment is performed to diffuse the impurities in the polysilicon film 37 into the semiconductor substrate 4 to form the contact impurity region 3a.

図16に示すように、半導体基板4上の全面に、キャップ絶縁膜として窒化シリコン膜38を形成する。メモリセル領域Xおよび周辺回路領域Y上の積層膜に対してそれぞれ、リソグラフィー技術とエッチング技術を適用する。これにより、メモリセル領域Xではコンタクトホール11内に埋め込まれたビットコンタクトプラグ16と、ビットコンタクトプラグ16に接続されビットコン層間絶縁膜5上に位置するビット線17と、周辺回路領域Yではプレナー型のトランジスタ(第2のトランジスタ)用のゲート電極40aおよび40bと、が同時に形成される。以上の工程によって、メモリセル領域Xにおいて、一つの活性領域4a内に、第1のトランジスタTr1を完成させる。第1のトランジスタTr1は、ゲート絶縁膜2、溝型のゲート電極1、不純物領域3a、3bで構成される。なお、本実施例中では、1つの活性領域4aに2つの第1のトランジスタTr1が形成され、2つのトランジスタTr1の間でソースとなる不純物領域3aが共有化される。なお、バイアス印加状態が逆転すればソースとドレインは入れ替わることとなる。   As shown in FIG. 16, a silicon nitride film 38 is formed as a cap insulating film on the entire surface of the semiconductor substrate 4. Lithography technology and etching technology are applied to the stacked films on the memory cell region X and the peripheral circuit region Y, respectively. As a result, the bit contact plug 16 embedded in the contact hole 11 in the memory cell region X, the bit line 17 connected to the bit contact plug 16 and positioned on the bit-con interlayer insulating film 5, and the planar type in the peripheral circuit region Y. Gate electrodes 40a and 40b for the second transistor (second transistor) are formed at the same time. Through the above steps, the first transistor Tr1 is completed in one active region 4a in the memory cell region X. The first transistor Tr1 includes a gate insulating film 2, a groove-type gate electrode 1, and impurity regions 3a and 3b. In the present embodiment, two first transistors Tr1 are formed in one active region 4a, and the impurity region 3a serving as a source is shared between the two transistors Tr1. If the bias application state is reversed, the source and the drain are interchanged.

この後、従来のDRAMの製法に従って、半導体基板4上の全面に、窒化シリコン膜(図示していない)を形成した後、メモリセル領域X上にフォトレジスト(図示していない)を形成する。フォトレジストをマスクに用いて、窒化シリコン膜のドライエッチバックを行うことにより、周辺回路領域Yのトランジスタのゲート電極の側壁上に、オフセットスペーサー(図示していない)を形成する。この後、メモリセル領域X上のフォトレジストを除去する。次に、周辺回路領域Yのnチャネル型のトランジスタおよびpチャネル型のトランジスタの特性に合わせてそれぞれ、周辺回路領域Yの必要箇所にフォトレジストマスク(図示していない)の形成、不純物の注入、およびフォトレジストマスクの除去を行う。   Thereafter, a silicon nitride film (not shown) is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 4 in accordance with a conventional DRAM manufacturing method, and then a photoresist (not shown) is formed on the memory cell region X. An offset spacer (not shown) is formed on the side wall of the gate electrode of the transistor in the peripheral circuit region Y by performing dry etching back of the silicon nitride film using the photoresist as a mask. Thereafter, the photoresist on the memory cell region X is removed. Next, in accordance with the characteristics of the n-channel transistor and the p-channel transistor in the peripheral circuit region Y, a photoresist mask (not shown) is formed at a necessary portion of the peripheral circuit region Y, impurities are implanted, Then, the photoresist mask is removed.

図17に示すように、周辺回路領域Yのトランジスタのゲート電極の側壁上、およびビット線17の側壁上に、サイドウォールとなる酸化シリコン膜41を成膜する。周辺回路領域Yのnチャネル型のトランジスタおよびpチャネル型のトランジスタの特性に合わせてそれぞれ、周辺回路領域Yの必要箇所にフォトレジストマスク(図示していない)の形成、不純物の注入、およびフォトレジストマスクの除去を行い、ソースおよびドレイン19a、19bを形成する。これにより、周辺回路領域Yには、nチャネル型の第2のトランジスタTr2nと、pチャネル型の第2のトランジスタTr2pが形成される。トランジスタTr2nは、半導体基板4上に順に設けられた第1のゲート絶縁膜30a及び第1のゲート電極40aと、半導体基板4内に設けられた不純物領域19aを有する。第1のゲート絶縁膜30aは、HfO2膜からなる高誘電率絶縁膜であり、第1のゲート電極40aは、第1のゲート絶縁膜30a上に順に設けられた窒化チタン膜31a、不純物を含有するポリシリコン膜32a、37aを有する。トランジスタTr2pは、半導体基板4上に順に設けられた第2のゲート絶縁膜30b、および第2のゲート電極40bと、半導体基板4内に設けられた不純物領域19bを有する。第2のゲート絶縁膜30bはHfO2膜からなる高誘電率絶縁膜であり、第2のゲート電極40bは、第2のゲート絶縁膜30b上に順に設けられた窒化チタン膜31b、不純物を含有するポリシリコン膜32b、37bを有する。 As shown in FIG. 17, a silicon oxide film 41 serving as a sidewall is formed on the sidewall of the gate electrode of the transistor in the peripheral circuit region Y and on the sidewall of the bit line 17. In accordance with the characteristics of the n-channel transistor and the p-channel transistor in the peripheral circuit region Y, formation of a photoresist mask (not shown), implantation of impurities, and photoresist in necessary portions of the peripheral circuit region Y, respectively. The mask is removed to form the source and drain 19a, 19b. Thus, an n-channel second transistor Tr2n and a p-channel second transistor Tr2p are formed in the peripheral circuit region Y. The transistor Tr2n includes a first gate insulating film 30a and a first gate electrode 40a provided in order on the semiconductor substrate 4, and an impurity region 19a provided in the semiconductor substrate 4. The first gate insulating film 30a is a high dielectric constant insulating film made of an HfO 2 film. The first gate electrode 40a is composed of a titanium nitride film 31a provided in order on the first gate insulating film 30a, and impurities. The polysilicon films 32a and 37a are contained. The transistor Tr2p includes a second gate insulating film 30b and a second gate electrode 40b that are sequentially provided on the semiconductor substrate 4, and an impurity region 19b that is provided in the semiconductor substrate 4. The second gate insulating film 30b is a high dielectric constant insulating film made of an HfO 2 film, and the second gate electrode 40b contains a titanium nitride film 31b provided in order on the second gate insulating film 30b and contains impurities. The polysilicon films 32b and 37b are provided.

半導体基板4上の全面に、SOD(Spin On Dielectrics)膜などの塗布系絶縁膜からなる層間絶縁膜42を形成する。この後、キャップ絶縁膜38をストッパに用いて、層間絶縁膜42にCMP処理を行うことにより、平坦化させる。リソグラフィ技術およびエッチング技術により、層間絶縁膜42内に、第1のトランジスタの不純物領域3b(第2の拡散層)を露出させる容量コンタクトホール(図示していない)および第2のトランジスタの不純物領域19a、19bを露出させるコンタクトホール45を形成する。容量コンタクトホールおよびコンタクトホール45の中に導電材料を埋め込むことで、容量コンタクトプラグ(図示していない)およびコンタクトプラグ46を形成する。   On the entire surface of the semiconductor substrate 4, an interlayer insulating film 42 made of a coating insulating film such as an SOD (Spin On Dielectrics) film is formed. Thereafter, the interlayer insulating film 42 is planarized by performing the CMP process using the cap insulating film 38 as a stopper. By the lithography technique and the etching technique, a capacitance contact hole (not shown) for exposing the impurity region 3b (second diffusion layer) of the first transistor and the impurity region 19a of the second transistor are exposed in the interlayer insulating film 42. , 19b is formed. Capacitive contact plugs (not shown) and contact plugs 46 are formed by embedding a conductive material in the capacitor contact holes and the contact holes 45.

図18に示すように、メモリセル領域Xでは容量コンタクトプラグに電気的に接続された容量コンタクトパッド48、周辺回路領域Y内ではコンタクトプラグ46に電気的に接続された配線49を形成する。層間絶縁膜42上の全面に、窒化シリコン膜47を形成する。   As shown in FIG. 18, a capacitor contact pad 48 electrically connected to the capacitor contact plug is formed in the memory cell region X, and a wiring 49 electrically connected to the contact plug 46 is formed in the peripheral circuit region Y. A silicon nitride film 47 is formed on the entire surface of the interlayer insulating film 42.

図19に示すように、窒化シリコン膜47上に、BPSG膜50aと、TEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate)を原料ガスに用いたプラズマCVD法により酸化シリコン膜50bと、を順次、形成すると共に、CMP法によりこれらの膜50a及び50bの平坦化を行う。次に、酸化シリコン膜50b上に窒化シリコン膜51を形成する。窒化シリコン膜51は、後の工程で形成するキャパシタの下部電極の倒壊を防ぐサポート膜として機能する。   As shown in FIG. 19, a BPSG film 50a and a silicon oxide film 50b are sequentially formed on the silicon nitride film 47 by a plasma CVD method using TEOS (Tetra Ethyl Ortho Silicate) as a source gas, and CMP is performed. These films 50a and 50b are planarized by the method. Next, a silicon nitride film 51 is formed on the silicon oxide film 50b. The silicon nitride film 51 functions as a support film that prevents the lower electrode of the capacitor to be formed in a later step from collapsing.

図20に示すように、リソグラフィー技術とドライエッチング技術を用いて、膜51、50b、50a、および47内に順次、開口部を形成する。これにより、メモリセル領域Xにはキャパシタホール52aが形成され、その底面にコンタクトパッド48が露出する。周辺回路領域Yとメモリセル領域Xの境界にはガードリング用トレンチ52bが形成される。キャパシタホール52aは断面が略円形となる円筒状であり、ガードリング用トレンチ52bはメモリセル領域Xを四角状に囲むように形成される。全面に、窒化チタン膜を形成した後、エッチバックにより窒化シリコン膜51上の窒化チタン膜を除去する。これにより、下部電極53を形成する。   As shown in FIG. 20, openings are sequentially formed in the films 51, 50b, 50a, and 47 using a lithography technique and a dry etching technique. As a result, a capacitor hole 52a is formed in the memory cell region X, and the contact pad 48 is exposed on the bottom surface thereof. A guard ring trench 52b is formed at the boundary between the peripheral circuit region Y and the memory cell region X. The capacitor hole 52a has a cylindrical shape with a substantially circular cross section, and the guard ring trench 52b is formed to surround the memory cell region X in a square shape. After a titanium nitride film is formed on the entire surface, the titanium nitride film on the silicon nitride film 51 is removed by etch back. Thereby, the lower electrode 53 is formed.

図21に示すように、リソグラフィー技術とドライエッチング技術を用いて、窒化シリコン膜51内に、層間絶縁膜50a及び50bのウェットエッチング用の開口(図示していない)を形成する。フッ化酸(HF)を用いたウェットエッチングにより、メモリセル領域X内の層間絶縁膜50a及び50bを除去する。この際、周辺回路領域Yは、メモリセル領域Xとガードリング用のトレンチ52bによって分断されているため、ウェットエッチング時に、HF水溶液は周辺回路領域Yには侵入せず、周辺回路領域Y内の層間絶縁膜50a及び50bは除去されない。   As shown in FIG. 21, openings (not shown) for wet etching of the interlayer insulating films 50a and 50b are formed in the silicon nitride film 51 by using a lithography technique and a dry etching technique. The interlayer insulating films 50a and 50b in the memory cell region X are removed by wet etching using hydrofluoric acid (HF). At this time, since the peripheral circuit region Y is divided by the memory cell region X and the guard ring trench 52b, the HF aqueous solution does not enter the peripheral circuit region Y during wet etching. The interlayer insulating films 50a and 50b are not removed.

図22に示すように、全面に、容量絶縁膜として、酸化ジルコニウム(ZrO2)膜(図示していない)を形成する。この後、窒化チタン膜と、ボロン(B)をドープしたSiGe膜を成膜し、更にこの上にタングステン膜を成膜する。以降では、これらの膜を合わせて、上部電極55と表記する。この後、上部電極55、容量絶縁膜及び窒化シリコン膜51のドライエッチングを行うことにより、メモリセル領域X近傍に、これらの膜を残存させる。これにより、下部電極53の内壁面及び外壁側面上に容量絶縁膜が形成され、容量絶縁膜上に上部電極55が形成されたクラウン構造のキャパシタが完成する。 As shown in FIG. 22, a zirconium oxide (ZrO 2 ) film (not shown) is formed on the entire surface as a capacitive insulating film. Thereafter, a titanium nitride film and an SiGe film doped with boron (B) are formed, and a tungsten film is further formed thereon. Hereinafter, these films are collectively referred to as the upper electrode 55. Thereafter, the upper electrode 55, the capacitor insulating film and the silicon nitride film 51 are dry-etched to leave these films in the vicinity of the memory cell region X. Thereby, a capacitor having a capacitance structure is formed on the inner wall surface and the outer wall side surface of the lower electrode 53, and a capacitor having a crown structure in which the upper electrode 55 is formed on the capacitance insulation film is completed.

図23に示すように、層間絶縁膜50b上に更に、層間絶縁膜56を形成した後、配線49および上部電極55に接続されるようにコンタクトプラグ57を形成する。この後、コンタクトプラグ57に接続されるように、層間絶縁膜56上に配線60を形成する。さらに、上層のコンタクトプラグと配線(図示していない)を形成することにより、キャパシタとキャパシタに接続されたMOSトランジスタを備えたメモリセルを複数、有するDRAMを完成させることができる。   As shown in FIG. 23, after further forming an interlayer insulating film 56 on the interlayer insulating film 50b, a contact plug 57 is formed so as to be connected to the wiring 49 and the upper electrode 55. Thereafter, a wiring 60 is formed on the interlayer insulating film 56 so as to be connected to the contact plug 57. Further, by forming an upper layer contact plug and wiring (not shown), a DRAM having a plurality of memory cells each including a capacitor and a MOS transistor connected to the capacitor can be completed.

本実施例では、図9に示すように、1回のリソグラフィー工程とウェットエッチング工程により、メモリセル形成領域X上のビットコン層間絶縁膜5内へのコンタクトホール11の形成と、周辺回路形成領域(第2の領域)Y上のビットコン層間絶縁膜5の除去を同時に行う。このため、コンタクトホール11の形成工程と、周辺回路形成領域Y上のビットコン層間絶縁膜5の除去工程をそれぞれ、別々に行う場合と比べて、工程数を削減することができる。この結果、製造コストを低減することができる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 9, the contact hole 11 is formed in the bit-con interlayer insulating film 5 on the memory cell formation region X and the peripheral circuit formation region (peripheral circuit formation region ( (Second region) The bit-con interlayer insulating film 5 on Y is simultaneously removed. Therefore, the number of steps can be reduced as compared with the case where the contact hole 11 formation step and the bit-con interlayer insulating film 5 removal step on the peripheral circuit formation region Y are performed separately. As a result, the manufacturing cost can be reduced.

なお、本実施例では図13の工程で、高誘電率絶縁膜30を除去した。本実施例は一例であり、高誘電率絶縁膜30を除去するタイミングは図13の工程に限定されず、少なくともポリシリコン膜37を形成する前に、高誘電率絶縁膜30を除去すれば良い。   In this embodiment, the high dielectric constant insulating film 30 is removed in the step of FIG. This embodiment is merely an example, and the timing for removing the high dielectric constant insulating film 30 is not limited to the process shown in FIG. 13, and the high dielectric constant insulating film 30 may be removed at least before forming the polysilicon film 37. .

また、本発明では、周辺回路領域Yに3つ以上のトランジスタを設け、各トランジスタのゲート電極を別々に形成する場合にも適用することができる。この場合、周辺回路領域Yに、各トランジスタ用に個別にゲート電極用の積層構造を形成する最後の工程の後で、ポリシリコン膜37を形成する前に、高誘電率絶縁膜30を除去することが好ましい。   The present invention can also be applied to the case where three or more transistors are provided in the peripheral circuit region Y and the gate electrodes of the transistors are formed separately. In this case, the high-dielectric-constant insulating film 30 is removed after the final step of forming the stacked structure for the gate electrode individually for each transistor in the peripheral circuit region Y and before the polysilicon film 37 is formed. It is preferable.

本実施例では、図14の工程で、第2のトランジスタ用のゲート電極、ビットコンタクトプラグおよびビット線の材料として不純物を含有するポリシリコン膜37を形成した。しかし、図14の工程で形成する膜は不純物を含有するポリシリコン膜に限定されるわけではなく、製造工程上、形成可能な膜であれば良い。例えば、金属膜や、不純物を含有するポリシリコン膜と金属膜の積層膜などを形成することができる。   In the present embodiment, the polysilicon film 37 containing impurities is formed as a material for the gate electrode, the bit contact plug, and the bit line for the second transistor in the step of FIG. However, the film formed in the process of FIG. 14 is not limited to a polysilicon film containing impurities, and any film that can be formed in the manufacturing process may be used. For example, a metal film, a laminated film of a polysilicon film containing an impurity and a metal film, or the like can be formed.

更に、図18の工程にて、容量コンタクトパッド48を形成しているが、このパッド48を形成せずに下部電極53を形成しても良い。また、図20の工程にて、ガードリング用トレンチ52bを形成してガードリングを設けているが、このガードリングを形成せずにDRAMを形成しても良い。   Furthermore, although the capacitor contact pad 48 is formed in the step of FIG. 18, the lower electrode 53 may be formed without forming the pad 48. In the process of FIG. 20, the guard ring trench 52b is formed to provide the guard ring, but the DRAM may be formed without forming the guard ring.

ゲート絶縁膜として用いる高誘電率絶縁膜30は、酸化ハフニウム(HfO2)膜、酸化アルミニウム(AlO2)膜に限定されない。高誘電率絶縁膜30a、30bは、酸化ハフニウム(HfO2)膜、酸化アルミニウム(Al23)膜、ケイ酸化ハフニウム(HfSiO)膜、および酸化ランタン(La23)膜からなる群から選択された少なくとも一種の膜を使用することができる。また、第1の金属膜としては、窒化チタン(TiN)膜および窒化タンタル(TaN)膜からなる群から選択された少なくとも一種の膜を使用することができる。なお、「高誘電率絶縁膜」とは、二酸化シリコンよりも誘電率が高い絶縁膜のことを表す。 The high dielectric constant insulating film 30 used as the gate insulating film is not limited to a hafnium oxide (HfO 2 ) film or an aluminum oxide (AlO 2 ) film. The high dielectric constant insulating films 30a and 30b are made of a group consisting of a hafnium oxide (HfO 2 ) film, an aluminum oxide (Al 2 O 3 ) film, a hafnium silicate (HfSiO) film, and a lanthanum oxide (La 2 O 3 ) film. At least one selected membrane can be used. Further, as the first metal film, at least one film selected from the group consisting of a titanium nitride (TiN) film and a tantalum nitride (TaN) film can be used. The “high dielectric constant insulating film” refers to an insulating film having a higher dielectric constant than silicon dioxide.

1 溝型のゲート電極
2 ゲート絶縁膜
3a コンタクト不純物領域
3b 不純物領域
4 半導体基板
4a、4b 活性領域
5 ビットコン層間絶縁膜
6a、6b ゲート絶縁膜
7a、7b、14 金属膜
8a、8b、12、13 ポリシリコン膜
9 素子分離領域
10 キャップ絶縁膜
11 コンタクトホール
15 窒化シリコン膜
16 ビットコンタクトプラグ
17 ビット線
18a、18b ゲート電極
19a、19b 不純物領域
20 容量コンタクトプラグ
24 Pウェル
25 Nウェル
26 溝状のトレンチ
27 セルウェル
30、30a、30b 酸化ハフニウム(HfO2)(高誘電率絶縁膜)
31a、31b 窒化チタン膜
32a、32b ポリシリコン膜
33 酸化シリコン膜
35a、35b、35c、35d レジストマスク
37、37a、37b 不純物を含有するポリシリコン膜
38、47、51 窒化シリコン膜
40a、40b ゲート電極
41 サイドウォール
42、56 層間絶縁膜
45 コンタクトホール
46、57 コンタクトプラグ
48 容量コンタクトパッド
49、60 配線
50a BPSG膜
50b 酸化シリコン膜
52a キャパシタホール
52b ガードリング用トレンチ
53 下部電極
55 上部電極
Tr トランジスタ
TrA nチャネル型のトランジスタ
TrB pチャネル型のトランジスタ
Tr1 第1のトランジスタ
Tr2n 第2のトランジスタ(nチャネル型トランジスタ)
Tr2p 第2のトランジスタ(pチャネル型トランジスタ)
X メモリセル領域
Y 周辺回路領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Groove type gate electrode 2 Gate insulating film 3a Contact impurity region 3b Impurity region 4 Semiconductor substrate 4a, 4b Active region 5 Bitcon interlayer insulating film 6a, 6b Gate insulating film 7a, 7b, 14 Metal film 8a, 8b, 12, 13 Polysilicon film 9 Element isolation region 10 Cap insulating film 11 Contact hole 15 Silicon nitride film 16 Bit contact plug 17 Bit lines 18a and 18b Gate electrodes 19a and 19b Impurity region 20 Capacitance contact plug 24 P well 25 N well 26 Groove-shaped trench 27 Cell well 30, 30a, 30b Hafnium oxide (HfO 2 ) (high dielectric constant insulating film)
31a, 31b Titanium nitride films 32a, 32b Polysilicon film 33 Silicon oxide films 35a, 35b, 35c, 35d Resist masks 37, 37a, 37b Polysilicon films 38, 47, 51 containing impurities Silicon nitride films 40a, 40b Gate electrodes 41 Sidewalls 42, 56 Interlayer insulating film 45 Contact hole 46, 57 Contact plug 48 Capacitance contact pad 49, 60 Wiring 50a BPSG film 50b Silicon oxide film 52a Capacitor hole 52b Guard ring trench 53 Lower electrode 55 Upper electrode Tr Transistor TrAn Channel type transistor TrB p channel type transistor Tr1 first transistor Tr2n second transistor (n channel type transistor)
Tr2p second transistor (p-channel transistor)
X Memory cell area Y Peripheral circuit area

Claims (10)

半導体基板の第1および第2の領域上に、層間絶縁膜を形成する工程と、
前記第1の領域上の層間絶縁膜内へのコンタクトホールの形成と、前記第2の領域上の層間絶縁膜の除去を同時に行う第1の工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming an interlayer insulating film on the first and second regions of the semiconductor substrate;
A first step of simultaneously forming a contact hole in the interlayer insulating film on the first region and removing the interlayer insulating film on the second region;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記第1の工程の前に更に、
前記半導体基板の第1の領域に、第1のトランジスタを形成する工程を有し、
前記第1の工程において、
前記第1のトランジスタの第1の拡散層を露出させるように、前記層間絶縁膜内にコンタクトホールを形成することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
Further before the first step,
Forming a first transistor in a first region of the semiconductor substrate;
In the first step,
2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a contact hole is formed in the interlayer insulating film so as to expose the first diffusion layer of the first transistor.
前記第1のトランジスタを形成する工程の後に更に、
前記第1のトランジスタの第2の拡散層に接続されるようにキャパシタを形成する工程を有することを特徴とする請求項2に記載の半導体装置の製造方法。
After the step of forming the first transistor,
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, further comprising a step of forming a capacitor so as to be connected to the second diffusion layer of the first transistor.
前記第1の工程の後に更に、
前記半導体基板の第1および第2の領域上に、高誘電率絶縁膜を形成する工程と、
前記半導体基板の第1の領域上の高誘電率絶縁膜を除去する工程と、
前記半導体基板の第1および第2の領域上に、導電膜を形成する工程と、
前記導電膜をパターニングすることにより、前記コンタクトホール内にコンタクトプラグ、および前記コンタクトプラグに接続されたビット線を形成し、前記第2の領域に第2のトランジスタ用のゲート電極の少なくとも一部を形成することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法。
After the first step,
Forming a high dielectric constant insulating film on the first and second regions of the semiconductor substrate;
Removing the high dielectric constant insulating film on the first region of the semiconductor substrate;
Forming a conductive film on the first and second regions of the semiconductor substrate;
By patterning the conductive film, a contact plug and a bit line connected to the contact plug are formed in the contact hole, and at least a part of the gate electrode for the second transistor is formed in the second region. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is formed.
前記導電膜は、不純物を含有するポリシリコン膜であることを特徴とする請求項4に記載の半導体装置の製造方法。   5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the conductive film is a polysilicon film containing impurities. 前記高誘電率絶縁膜を形成する工程の後で、前記導電膜を形成する工程の前に更に、
前記高誘電率絶縁膜上に第1の金属膜を形成する工程と、
前記第1の金属膜上に、不純物を含有するポリシリコン膜を形成する工程と、
を有することを特徴とする請求項4または5に記載の半導体装置の製造方法。
After the step of forming the high dielectric constant insulating film, and before the step of forming the conductive film,
Forming a first metal film on the high dielectric constant insulating film;
Forming a polysilicon film containing impurities on the first metal film;
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein:
前記第2の領域は、NウェルおよびPウェルを有し、
前記高誘電率絶縁膜を形成する工程において、
前記NウェルおよびPウェル上にそれぞれ、高誘電率絶縁膜を有する第1および第2のゲート絶縁膜を形成し、
前記第1の金属膜を形成する工程において、
前記第1および第2のゲート絶縁膜上にそれぞれ別々に、第1および第2のゲート電極の一部として前記第1の金属膜を形成し、
前記ポリシリコン膜を形成する工程において、
前記NウェルおよびPウェル上にそれぞれ、前記第1および第2のゲート電極の一部として別々に、前記ポリシリコン膜を形成することを特徴とする請求項6に記載の半導体装置の製造方法。
The second region has an N well and a P well,
In the step of forming the high dielectric constant insulating film,
Forming first and second gate insulating films having a high dielectric constant insulating film on the N well and the P well, respectively;
In the step of forming the first metal film,
Forming the first metal film as a part of the first and second gate electrodes separately on the first and second gate insulating films, respectively;
In the step of forming the polysilicon film,
7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the polysilicon film is formed separately as part of the first and second gate electrodes on the N well and the P well, respectively.
前記第1のゲート絶縁膜および第1のゲート電極を有する前記第2のトランジスタは、nチャネル型のトランジスタを構成し、
前記第2のゲート絶縁膜および第2のゲート電極を有する前記第2のトランジスタは、pチャネル型のトランジスタを構成することを特徴とする請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
The second transistor having the first gate insulating film and the first gate electrode constitutes an n-channel transistor,
8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein the second transistor having the second gate insulating film and the second gate electrode constitutes a p-channel transistor.
前記第1の金属膜は、窒化チタン(TiN)膜および窒化タンタル(TaN)膜からなる群から選択された少なくとも一種の膜であることを特徴とする請求項6〜8の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法。   9. The method according to claim 6, wherein the first metal film is at least one film selected from the group consisting of a titanium nitride (TiN) film and a tantalum nitride (TaN) film. The manufacturing method of the semiconductor device of description. 前記高誘電率絶縁膜は、酸化ハフニウム(HfO2)膜、酸化アルミニウム(Al23)膜、ケイ酸化ハフニウム(HfSiO)膜、および酸化ランタン(La23)膜からなる群から選択された少なくとも一種の膜であることを特徴とする請求項4〜9の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法。 The high dielectric constant insulating film is selected from the group consisting of a hafnium oxide (HfO 2 ) film, an aluminum oxide (Al 2 O 3 ) film, a hafnium silicate (HfSiO) film, and a lanthanum oxide (La 2 O 3 ) film. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the method is at least one kind of film.
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