JP2752892B2 - 半導体集積回路装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体集積回路装置およびその製造方法

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JP2752892B2
JP2752892B2 JP5232889A JP23288993A JP2752892B2 JP 2752892 B2 JP2752892 B2 JP 2752892B2 JP 5232889 A JP5232889 A JP 5232889A JP 23288993 A JP23288993 A JP 23288993A JP 2752892 B2 JP2752892 B2 JP 2752892B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路装置お
よびその製造方法に関し、特に、1トランジスタ型ダイ
ナミックRAMおよびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】1トランジスタ型ダイナミックRAMと
して、選択用MOS型トランジスタの一方の不純物拡散
層の上部に引出し電極を設け、このトランジスタに蓄積
される電荷を引出し電極から引き出すスタック型ダイナ
ミックRAM(以下、「スタック型DRAM」と称す
る。)がある(たとえば、特開平3−292767号公
報)。
【0003】図7(A),(B)および図8(A),
(B)はそれぞれ、このようなスタック型DRAMの製
造方法の一従来例を説明するための図である。
【0004】フィールド酸化膜2021〜2023が、図7
(A)に示すように、P型シリコン基板201 上の所定の
位置に形成される。続いて、膜厚200Åのゲート酸化
膜2031,2032が、P型シリコン基板201 上のフィールド
酸化膜2021とフィールド酸化膜2022との間およびフィー
ルド酸化膜2022とフィールド酸化膜2023との間の領域に
形成される。
【0005】その後、膜厚3000Åの多結晶シリコン
膜がP型シリコン基板201 上の全面に形成されたのち、
リン拡散が行われることにより、この多結晶シリコン膜
がN型導電層とされる。続いて、この多結晶シリコン膜
がフォトエッチング法によりエッチングされることによ
り、ワード線となるゲート電極204 が、図示右側のゲー
ト酸化膜2032が形成された領域の中央部に形成されると
ともに、周辺回路のトランジスタのゲート電極205 が、
図示左側のゲート酸化膜2031が形成された領域の中央部
に形成される。
【0006】その後、ゲート電極204,205とフィールド
酸化膜2021〜2023とをマスクとして、エネルギー40K
eVおよびドーズ量2×1013cm-2の条件で、リンが
イオン注入されることにより、4つのN型低濃度領域20
61〜2064が、フィールド酸化膜2021とゲート電極205と
の間,ゲート電極205とフィールド酸化膜2022との間,
フィールド酸化膜2022とゲート電極204との間およびゲ
ート電極204とフィールド酸化膜2023との間に自己整合
的に形成される。続いて、膜厚1500Åの第1のシリ
コン酸化膜207 が、P型シリコン基板201 上の全面にC
VD法により形成される。
【0007】その後、第1のシリコン酸化膜207 が異方
性エッチングされて、ゲート電極205 の側壁およびゲー
ト電極204 の側壁の第1のシリコン酸化膜207 のみが残
されることにより、図7(B)に示すように、4つのサ
イドウォール2081〜2084が形成される。続いて、ゲート
電極204,205とサイドウォール2081〜2084とフィールド
酸化膜2021〜2023とをマスクとして、エネルギー70K
eVおよびドーズ量5×1015cm-2の条件で、ひ素が
イオン注入されることにより、4つのN型高濃度領域20
91〜2094が、フィールド酸化膜2021とサイドウォール20
81との間,サイドウォール2082とフィールド酸化膜2022
との間,フィールド酸化膜2022とサイドウォール2083
の間およびサイドウォール2084とフィールド酸化膜2023
との間に自己整合的に形成される。続いて、膜厚300
0Åの第2のシリコン酸化膜210がP型シリコン基板201
上の全面にCVD法により形成されたのち、850℃
の窒素雰囲気中で、40分間のアニールが行われる。続
いて、マスク材211 を用いたフォトエッチング法により
第2のシリコン酸化膜210 がエッチングされることによ
り、コンタクト穴212 が図示左端のN型高濃度領域2094
上に形成される。
【0008】その後、マスク材211 が取り除かれ、膜厚
3000Åの多結晶シリコン層がP型シリコン基板201
上の全面にCVD法により形成されたのち、リン拡散に
よりこの多結晶シリコン層がN型導体層にされる。続い
て、この多結晶シリコン層がフォトエッチング法により
エッチングされることにより、引出し電極213 が、図8
(A)に示すように、コンタクト穴212 を介してN型高
濃度領域2094と電気的に接続されるように形成される。
【0009】その後、膜厚80Åの窒化シリコン膜がC
VD法により形成されたのち、900℃の酸素雰囲気中
での15分間の熱処理によって、膜厚10Åの酸化シリ
コン膜が窒化シリコン膜の表面に形成されることによ
り、容量膜214 が引出し電極213 上およびその周辺上に
形成される。続いて、膜厚1500Åの多結晶シリコン
層がCVD法により成長されたのち、リン拡散によりこ
の多結晶シリコン層がN型導体層にされる。続いて、こ
の多結晶シリコン層がフォトエッチング法により所定の
パターンにエッチングされることにより、容量の対極と
なる共通電極215が形成される。
【0010】その後、ボロンとリンを含有した膜厚50
00Åの第3のシリコン酸化膜216が、P型シリコン基
板201 上の全面にCVD法により形成されたのち、90
0℃の窒素雰囲気中での20分間の熱処理により平担化
される。続いて、図8(B)に示すように、所定部分の
第3のシリコン酸化膜216 がフォトエッチング法により
除去されることにより、信号配線接続用のコンタクト穴
217 が、図示左から2番目のN型高濃度領域2093上に開
口されるとともに、2つの周辺部配線接続用のコンタク
ト穴2181,2182が、図示右側のN型高濃度領域2091上お
よび図示右から2番目のN型高濃度領域2092上に開口さ
れる。続いて、膜厚9000Åのアルミニウム膜が、P
型シリコン基板201 上の全面にスパッタ法により形成さ
れたのち、所定のパターンにエッチングされることによ
り、信号配線219 および2本の周辺部配線2201,2202
形成されて、スタック型DRAMが完成される。
【0011】1トランジスタ型ダイナミックRAMとし
ては、上述したスタック型DRAMのほか、基板をエッ
チングして形成した溝の周囲を電極として用いたトレン
チ型ダイナミックRAM(以下、「トレンチ型DRA
M」と称する。)もある。
【0012】図9(A),(B),(C)はそれぞれ、
このようなトレンチ型DRAMの製造方法の一従来例を
説明するための図である。
【0013】フィールド酸化膜3021〜3023が、図9
(A)に示すように、P型シリコン基板301 上の所定の
位置に形成される。続いて、溝303 が、P型シリコン基
板301 の図示左側のフィールド酸化膜3023の図示左側
に、フォトエッチング法により形成される。続いて、エ
ネルギー70KeVおよびドーズ量5×1013cm-2
条件で、リンが溝303 の周囲に選択的にイオン注入され
ることにより、N型不純物領域304 が形成される。
【0014】その後、膜厚80Åの窒化シリコン膜がC
VD法により形成されたのち、900℃の酸素雰囲気中
での10分間の熱処理によって、膜厚10Åの酸化シリ
コン膜が窒化シリコン膜の表面に形成されることによ
り、容量膜305 がN型不純物領域304 の表面に形成され
る。続いて、多結晶シリコン層がCVD法により成長さ
れたのち、リン拡散によりこの多結晶シリコン層がN型
導体層にされる。続いて、マスク材306 を用いたフォト
エッチング法により、この多結晶シリコン層が所定のパ
ターンにエッチングされることにより、容量の対極とな
る共通電極307 が形成される。
【0015】その後、図9(B)に示すように、第1の
シリコン酸化膜308 が共通電極307の上部およびその側
壁に形成されたのち、膜厚200Åのゲート酸化膜30
91,3092が、P型シリコン基板301 上のフィールド酸化
膜3021とフィールド酸化膜3022との間の所定の領域およ
びフィールド酸化膜3022とフィールド酸化膜3023との間
の所定の領域に形成される。
【0016】その後、膜厚3000Åの多結晶シリコン
膜がP型シリコン基板301 上の全面にCVD法により形
成されたのち、リン拡散が行われることにより、この多
結晶シリコン膜がN型導電層とされる。続いて、フォト
エッチング法によりこの多結晶シリコン膜がエッチング
されることにより、ワード線となるゲート電極310 が、
図示右側のゲート酸化膜3092上に形成されるとともに、
周辺回路のトランジスタのゲート電極311が、図示左側
のゲート酸化膜3091上に形成される。続いて、ゲート電
極310,311とフィールド酸化膜3021〜3023第1のシリ
コン酸化膜308とをマスクとして、エネルギー40Ke
Vおよびドーズ量2×1013cm-2の条件で、リンがイ
オン注入されることにより、3つのN型低濃度領域3121
〜3123が、フィールド酸化膜3021とゲート電極311との
間,ゲート電極311とフィールド酸化膜3022との間およ
びフィールド酸化膜3022とゲート電極310 との間に自己
整合的に形成される。
【0017】その後、膜厚1500Åのシリコン酸化膜
がP型シリコン基板301 上の全面にCVD法により形成
されたのち、このシリコン酸化膜が異方性エッチングさ
れてゲート電極311 の側壁およびゲート電極310 の側壁
にのみ残されることにより、4つのサイドウォール3131
〜3134が形成される。続いて、膜厚800Åのチタン膜
314 が、P型シリコン基板301 上の全面にスパッタ法に
より形成される。
【0018】その後、700℃の窒素雰囲気中で10分
間のアニールが行われることにより、4つのチタンシリ
サイド膜3151〜3154が、図9(C)に示すように、チタ
ン膜314 と直接接触しているN型低濃度領域3121〜3123
上および図示右側のゲート電極310 上に形成されたの
ち、未反応のチタン膜314 が除去される。これにより、
N型低濃度領域3121〜3123およびワード線となるゲート
電極310 の低抵抗化が図れる。続いて、ゲート電極31
0,311とサイドウォール3131〜3134とフィールド酸化膜
3021〜3023第1のシリコン酸化膜308 とをマスクとし
て、エネルギー70KeVおよびドーズ量5×1015
-2の条件で、ひ素がイオン注入されることにより、3
つのN型高濃度領域3161〜3163が、フィールド酸化膜30
21とサイドウォール3131との間,サイドウォール3132
フィールド酸化膜3022との間およびフィールド酸化膜30
22とサイドウォール3133との間に自己整合的に形成され
る。
【0019】その後、ボロンとリンを含有した第2のシ
リコン酸化膜317 が、CVD法により、P型シリコン基
板301 上の全面に形成されたのち、900℃の窒素雰囲
気中での10分間の熱処理により平担化される。続い
て、所定部分の第2のシリコン酸化膜317 がフォトエッ
チング法により除去されることにより、信号配線接続用
のコンタクト穴が図示左側のN型高濃度領域3163上に開
口されるとともに、2つの周辺部配線接続用のコンタク
ト穴が図示右側のN型高濃度領域3161および図示右から
2番目のN型高濃度領域3162上に開口される。続いて、
膜厚9000Åのアルミニウム膜が、P型シリコン基板
301 上の全面にスパッタ法により形成されたのち、所定
のパターンにエッチングされることにより、信号配線31
8 および2本の周辺部配線3191,3192が形成されて、ト
レンチ型DRAMが完成される。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の1トラ
ンジスタ型ダイナミックRAMの二種類の構造はいずれ
も、微細なメモリセル領域内で最大限に容量部の面積を
確保するためのものであり、選択用MOS型トランジス
タの一方の不純物拡散層の上部にまで引出し電極を伸し
て面積を確保したのがスタック型DRAMで、シリコン
基板内に溝を形成して面積を確保したのがトレンチ型D
RAMである。
【0021】スタック型DRAMおよびトレンチ型DR
AMを比較すると、スタック型DRAMは、選択用MO
S型トランジスタのソース領域およびドレイン領域とな
る不純物拡散層を形成したのちに容量部を形成するの
で、このトランジスタと容量部との間の絶縁膜形成およ
び容量部のリン拡散,容量膜形成のための熱処理が必要
である点で、これらが不要なトレンチ型DRAMとに比
べて、選択用MOS型トランジスタのゲート長の縮小が
難しいという問題がある。一方、トレンチ型DRAMで
は、不純物拡散層上およびゲート電極上部をチタンシリ
サイド化して、低抵抗化が図られるが、以下に示す理由
により、熱処理時間の長いスタック型DRAMには適用
できないという問題がある。 (1)チタンシリサイド層は熱的に不安定なため、チタ
ンシリサイドの層抵抗が、図10(A)に示すように、
熱処理時間の増加により増大する。 (2)熱処理時間が長くなると、チタンシリサイド層と
N型拡散層との界面抵抗が増大して、トランジスタの三
極管領域の特性が、図10(B)に示すように、劣化す
る。
【0022】また、トレンチ型DRAMでは、シリコン
基板内に溝を形成するために行うエッチングの終点を検
出することは原理的に不可能であり、溝の深さおよび形
状を制御することが難しい。さらに、容量部の電荷はす
べて、容量膜を介して溝の周囲に形成されたN型不純物
領域に蓄積されるため、アルファ線の入射により、シリ
コン基板内で発生した電荷は容量部に容易に到達でき、
記憶情報の消失を招く頻度がスタック型DRAMに比べ
て大きいという問題がある。
【0023】本発明の目的は、ゲート長の縮小とチタン
シリサイド化による低抵抗化とを図ることがスタック型
DRAMに係る半導体集積回路装置およびその製造方法
を提供することにある。
【0024】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体集積回路
装置は、第1導電型半導体層に形成された第2導電型の
低不純物拡散層から成るソース・ドレイン領域の一方と
第2導電型の高濃度不純物拡散層と低濃度不純物拡散層
とから成るソース・ドレイン領域の他方およびゲート電
極を有する選択用MOS型トランジスタと、ソース・ド
レイン領域の一方と接続される第1の蓄積電極と、第1
の蓄積電極とキャパシタ絶縁膜を介して配置された高融
点金属の硅化物層を含む共通電極としての第2の蓄積電
極とを有する。
【0025】
【0026】
【0027】本発明の半導体集積回路装置の製造方法
は、第1導電型半導体層上に選択用MOS型トランジス
タのゲート電極を形成する工程と、前記ゲート電極をマ
スクとして前記選択用MOS型トランジスタのソース・
ドレイン領域となる領域に第2導電型の低不純物拡散層
を形成する工程と、前記ソース・ドレイン領域の一方と
接続された第1の蓄積電極を形成する工程と、前記第1
の蓄積電極上にキャパシタ絶縁膜を形成する工程と、前
記キャパシタ絶縁膜上に共通電極としての第2の蓄積電
極の一部となる多結晶シリコン層を形成する工程と、前
記ゲート電極の前記ソース・ドレイン領域の他方側に側
壁を形成する工程と、前記多結晶シリコン層上に高融点
金属層を形成する工程と、熱処理により前記多結晶シリ
コン層の表面に高融点金属の硅化物層を形成し、前記多
結晶シリコン層と前記高融点金属の硅化物層の二層構造
から成る前記第2の蓄積電極を形成する工程と、前記側
壁をマスクとして前記選択用MOS型トランジスタの前
記ソース・ドレイン領域の他方側に第2導電型の高不純
物拡散層を形成する工程とを含む。
【0028】
【0029】
【作用】本発明の半導体集積回路装置では、選択用MO
S型トランジスタの第1の蓄積電極と電気的に接続され
た不純物拡散層にはN型高濃度領域が形成されないた
め、選択用MOS型トランジスタのソース領域およびド
レイン領域の一方が浅接合化され、ゲート長を短くする
ことができる。また、第2の蓄積電極を多結晶シリコン
と高融点金属の珪化物との二重構造とすることにより、
第2の蓄積電極を低抵抗化でき、より安定した電位を供
給でき、情報の読出し/書込み時の第2の蓄積電極の電
位変動に対する余裕度を向上できる。さらに、選択用M
OS型トランジスタのソース領域およびドレイン領域の
一方の表面をシリサイド化することにより、選択用MO
S型トランジスタの高速化が図れる。
【0030】本発明の半導体集積回路装置の製造方法で
は、第2の蓄積電極を多結晶シリコンと高融点金属の珪
化物との二重構造とすることができるため、第2の蓄積
電極を低抵抗化でき、より安定した電位を供給でき、情
報の読出し/書込み時の第2の蓄積電極の電位変動に対
する余裕度を向上できる。また、選択用MOS型トラン
ジスタのソース領域およびドレイン領域の一方の表面を
シリサイド化することにより、選択用MOS型トランジ
スタの高速化が図れる。さらに、選択用MOS型トラン
ジスタのソース領域およびドレイン領域を容量部の形成
後に行うことにより、選択用MOS型トランジスタのソ
ース領域およびドレイン領域形成後の熱処理が低減で
き、ゲート長を短くできる。さらに、高融点金属の珪化
物形成後の熱処理も低減できるため、安定した高融点金
属の珪化物を形成できる。
【0031】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を用い
て説明する。
【0032】図1は、本発明の半導体集積回路装置の第
1の実施例であるスタック型DRAMの縦構造を示す図
である。
【0033】本実施例のスタック型DRAMは、以下に
示す点で、上述した従来のスタック型DRAMと本質的
に異なる。 (1)選択用MOS型トランジスタのN型高濃度領域2
3 の表面に、チタンシリサイド膜263 が形成されて
いる。 (2)容量部の多結晶シリコンからなる共通電極23上
に、チタンシリサイド膜26 4 が形成されている。すな
わち、容量部の第2の蓄積電極が、多結晶シリコン層と
高融点金属の硅化物層の二層構造からなっている。
【0034】なお、本実施例のスタック型DRAMは、
以下に示す点でも、上述した従来のスタック型DRAM
と異なる。 (1)周辺回路のトランジスタの2つのN型高濃度領域
271,272の表面にも、チタンシリサイド膜261
262がそれぞれ形成されている。 (2)選択用MOS型トランジスタのゲート電極15
に第1のシリコン酸化膜14 2 が形成され、周辺回路の
トランジスタのゲート電極16上に第1のシリコン酸化
膜141が形成されている。
【0035】次に、本実施例のスタック型DRAMの構
成について、詳細に説明する。
【0036】本実施例のスタック型DRAMは、選択用
MOS型トランジスタと、容量部と、周辺回路のトラン
ジスタと、配線部とからなる。
【0037】ここで、選択用MOS型トランジスタは、
P型シリコン基板11上の図示右側に形成されたゲート
電極15と、P型シリコン基板11内のゲート電極15
の図示右側に形成されたN型低濃度領域174 (N型の
低濃度不純物拡散層)と、P型シリコン基板11内のゲ
ート電極15の図示左側に形成されたN型高濃度領域2
3 (N型の高濃度不純物拡散層)とを含む。なお、N
型高濃度領域273 は、P型シリコン基板11内のゲー
ト電極15の図示左側に形成されたN型低濃度領域17
3 内に形成されているとともに、N型高濃度領域273
の表面には、チタンシリサイド膜263 (高融点金属の
硅化物)が形成されている。
【0038】容量部は、ゲート電極15上およびN型低
濃度領域174 上に形成された第2のシリコン酸化膜1
8(第1の絶縁膜)を介して、N型低濃度領域174
に形成されている。すなわち、容量部は、第2のシリコ
ン酸化膜18を開口して形成された第1のコンタクト穴
を介してN型低濃度領域174 と電気的に接続された引
出し電極21(第1の蓄積電極)と、引出し電極21上
に容量膜22(キャパシタ絶縁膜)を介して形成され
た、多結晶シリコンからなる共通電極23と、共通電極
23上に形成されたチタンシリサイド膜264 とを含
む。なお、共通電極23およびチタンシリサイド膜26
4 は、多結晶シリコン層と高融点金属の硅化物層の二層
構造からなる第2の蓄積電極として機能する。
【0039】周辺回路のトランジスタは、P型シリコン
基板11上の図示左側に形成されたゲート電極16と、
P型シリコン基板11内のゲート電極16の図示右側に
形成されたN型低濃度領域172 と、N型低濃度領域1
2 内に形成されたN型高濃度領域272 と、P型シリ
コン基板11内のゲート電極16の図示左側に形成され
たN型低濃度領域171 と、N型低濃度領域171 内に
形成されたN型高濃度領域271 とを含む。なお、N型
高濃度領域271,272の表面には、チタンシリサイド
膜261,262が形成されている。
【0040】配線部は、選択用MOS型トランジスタの
チタンシリサイド膜264 およびN型高濃度領域273
上に形成された第3のシリコン酸化膜28(第2の絶縁
膜)を開口して形成された第2のコンタクト穴を介して
N型高濃度領域273 と電気的に接続された信号配線
と、図示左側のフィールド酸化膜121 ,N型高濃度
領域271 ,ゲート電極16,N型高濃度領域272
よびフィールド酸化膜122 上に形成された第3のシリ
コン酸化膜28を開口して形成された第2のコンタクト
穴を介して2つのN型高濃度領域271,272と電気的
にそれぞれ接続された2本の周辺部配線301,302
含む。
【0041】周辺回路のトランジスタのゲート電極16
および選択用MOS型トランジスタのゲート電極15上
には、第1のシリコン酸化膜141,142が形成されて
いる。周辺回路のトランジスタのゲート電極16および
第1のシリコン酸化膜141の両方の側壁には、サイド
ウォール241,242が形成されており、また、選択用
MOS型トランジスタのゲート電極15および第1のシ
リコン酸化膜142 のN型高濃度領域273 側(図示左
側)には、サイドウォール243 が形成されている。
【0042】なお、3つのN型高濃度領域271〜273
の不純物濃度は1020cm-3以上であり、4つのN型低
濃度領域17117 4 の不純物濃度は1019cm-3以下
である。また、共通電極23を構成する多結晶シリコン
層の不純物濃度は、1018cm-3以上である。
【0043】次に、図1に示したスタック型DRAMの
製造方法について、図2乃至図5をそれぞれ参照して説
明する。
【0044】フィールド酸化膜121〜123が、図2
(A)に示すように、P型シリコン基板11上の所定の
位置に形成されたのち、膜厚200Åのゲート酸化膜1
1,132が、フィールド酸化膜121 とフィールド酸
化膜122 との間およびフィールド酸化膜122 とフィ
ールド酸化膜123 との間に形成される。
【0045】その後、膜厚3000Åの多結晶シリコン
膜が、P型シリコン基板11上にCVD法により形成さ
れたのち、リン拡散によりN型導電膜とされる。続い
て、膜厚1500Åのシリコン酸化膜が、多結晶シリコ
ン膜の上面に形成される。続いて、シリコン酸化膜およ
び多結晶シリコン膜がフォトエッチング法によりエッチ
ングされることにより、同図(B)に示すように、ワー
ド線となる選択用MOS型トランジスタのゲート電極1
5および周辺回路のトランジスタのゲート電極16が形
成される。このとき、ゲート電極16およびゲート電極
15の上面には、第1のシリコン酸化膜141 および第
1のシリコン酸化膜142 が残される。その後、ゲート
電極15,16とフィールド酸化膜121〜123とをマ
スクとして、エネルギー40KeVおよびドーズ量2×
1013cm-2の条件で、リンがP型シリコン基板11内
にイオン注入されることにより、N型低濃度領域171
〜174が、フィールド酸化膜121 とゲート電極16
との間,ゲート電極16とフィールド酸化膜122 との
間,フィールド酸化膜122 とゲート電極15との間お
よびゲート電極15とフィールド酸化膜123 との間に
形成される。なお、ゲート電極15とフィールド酸化膜
123 との間に形成されるN型低濃度領域17 4 は、選
択用MOS型トランジスタのソース領域またはドレイン
領域となるN型低濃度不純物拡散層を構成する。
【0046】その後、膜厚1500Åの第2のシリコン
酸化膜18(第1の絶縁膜)が、同図(C)に示すよう
に、P型シリコン基板11上にCVD法により形成され
る。続いて、第1のマスク材191 がP型シリコン基板
11上に塗布されたのち、選択用MOS型トランジスタ
の図示右側の低濃度N型領域174 上の第2のシリコン
酸化膜18がフォトエッチング法によりエッチングされ
ることにより、図3(A)に示すように、コンタクト穴
20(第1のコンタクト穴)が形成される。続いて、膜
厚3000Åの多結晶シリコン層が、P型シリコン基板
11上にCVD法により形成されたのち、リン拡散によ
りN型導電膜とされる。続いて、この多結晶シリコン層
が、第2のマスク材192 を用いたフォトエッチング法
により所定のパターンにエッチングされることにより、
同図(B)に示すように、引出し電極21(第1の蓄積
電極)が、コンタクト穴20を介して選択用MOS型ト
ランジスタの図示右側の低濃度N型領域174 と電気的
に接触するように形成される。
【0047】その後、膜厚80Åの窒化シリコン膜がC
VD法により形成されたのち、900℃の酸素雰囲気中
での15分間の熱処理により膜厚10Åの酸化シリコン
膜が窒化シリコン膜の表面に形成されることにより、同
図(C)に示すように、容量膜22(キャパシタ絶縁
膜)が引出し電極21上およびその周辺に形成される。
続いて、膜厚1500Åの多結晶シリコン膜が、CVD
法により形成され、リン拡散により2×1019cm-3
度のN型導体膜とされたのち、第3のマスク材193
用いたフォトエッチング法により所定のパターンにエッ
チングされることにより、同図(C)に示すように、共
通電極23(第2の蓄積電極)が容量膜22上に形成さ
れる。なお、共通電極23のリンの濃度は、1018cm
-3以上とされ、以下に説明するチタンとのシリサイド化
反応を抑制し、共通電極23のすべてがシリサイド化せ
ず、安定した二層構造を実現するように、設定される。
【0048】その後、共通電極23などをマスクとして
第2のシリコン酸化膜18が異方性エッチングされるこ
とにより、図4(A)に示すように、周辺回路のトラン
ジスタのゲート電極16の両側に形成されたN型低濃度
領域171,172および選択用MOS型トランジスタの
ゲート電極15の図示左側に形成されたN型低濃度領域
173 の表面が露出されるとともに、サイドウォール2
1,242が周辺回路のトランジスタのゲート電極16
およびゲート電極16上の第1のシリコン酸化膜141
の両方の側壁に形成され、サイドウォール243 が選択
用MOS型トランジスタのゲート電極15およびゲート
電極15上の第1のシリコン酸化膜14 2 の図示左側の
側壁に形成される。
【0049】その後、膜厚800Åのチタン膜25が、
図4(B)に示すように、P型シリコン基板11上にス
パッタ法により形成される。続いて、700℃の窒素雰
囲気中での10分間のアニールにより、チタン膜25と
直接接触している3つのN型低濃度領域171〜173
および共通電極23上部のシリコンとチタン膜25とを
反応させたのち、未反応のチタン膜25を除去すること
により、チタンシリサイド膜261〜264が、同図
(C)に示すように、N型低濃度領域171〜173上お
よび共通電極23上に形成される。続いて、周辺回路の
トランジスタのゲート電極16と3つサイドウォール2
1〜243と図示左側のフィールド酸化膜121 と図示
中央のフィールド酸化膜122 と共通電極23とをマス
クとして、エネルギー70KeVおよびドーズ量5×1
15cm-2の条件で、ひ素がイオン注入されることによ
り、N型高濃度領域271〜273が、図5(A)に示す
ように、周辺回路のトランジスタのゲート電極16の両
側に形成されたN型低濃度領域171,172内および選
択用MOS型トランジスタのゲート電極15の図示左側
に形成されたN型低濃度領域173 内に形成される。な
お、選択用MOS型トランジスタのゲート電極15の図
示右側に形成されたN型低濃度領域174 内には、N型
高濃度領域は形成されない。このように、周辺回路のト
ランジスタのソース領域およびドレイン領域となるN型
高濃度領域271,272と選択用MOS型トランジスタ
のソース領域またはドレイン領域となるN型高濃度領域
273 とが容量部の形成後に形成されることにより、ト
レンチ型DRAMと同様の利点を有するスタック型DR
AMを得ることができる。
【0050】その後、図5(B)に示すように、リンと
ボロンを含有する第3のシリコン酸化膜28が、P型シ
リコン基板11上に形成されたのち、900℃の窒素雰
囲気中での10分間の熱処理により平担化される。続い
て、信号配線接続用のコンタクト穴および周辺配線接続
用のコンタクト穴が所定の位置に開口されたのち、膜厚
9000Åのアルミニウム膜がP型シリコン基板11上
にスパッタ法により形成されるとともに所定のパターン
にエッチングされることにより、信号配線29および周
辺部配線301,302が形成される。これにより、スタ
ック型DRAMが完成される。
【0051】なお、以上説明したスタック型DRAMの
製造方法では、チタンシリサイド膜261〜264を形成
したのちにN型高濃度領域271〜273を形成したが、
N型高濃度領域271〜273を形成したのちにチタンシ
リサイド膜261〜264を形成してもよい。ただし、こ
の場合には、図4(B)から図5(A)までに示した各
工程は、以下に示すように変更される。
【0052】図4(A)に示したようにしてN型低濃度
領域171〜173の表面が露出されるとともに、サイド
ウォール241〜243が形成されたのち、周辺回路のト
ランジスタのゲート電極16と3つサイドウォール24
1〜243と図示左側のフィールド酸化膜121 と図示中
央のフィールド酸化膜122 と共通電極23とをマスク
として、エネルギー70KeVおよびドーズ量5×10
15cm-2の条件で、ひ素がイオン注入されることによ
り、N型高濃度領域271〜273が、周辺回路のトラン
ジスタのゲート電極16の両側に形成されたN型低濃度
領域171,172内および選択用MOS型トランジスタ
のゲート電極15の図示左側に形成されたN型低濃度領
域173 内に形成される。
【0053】その後、膜厚800Åのチタン膜25が、
P型シリコン基板11上にスパッタ法により形成され
る。続いて、700℃の窒素雰囲気中での10分間のア
ニールにより、チタン膜25と直接接触している3つの
N型高濃度領域271〜273および共通電極23上部の
シリコンとチタン膜25とを反応させたのち、未反応の
チタン膜25を除去することにより、チタンシリサイド
膜261〜264が、N型高濃度領域271〜273上およ
び共通電極23上に形成される。
【0054】次に、本発明の半導体集積回路装置の第2
の実施例であるスタック型DRAMの製造方法につい
て、図6(A),(B)をそれぞれ参照して説明する。
【0055】本実施例のスタック型DRAMは、同図
(B)に示すように、周辺回路のトランジスタのゲート
電極16の上面にもチタンシリサイド膜265 が形成さ
れている点で、図1に示した第1の実施例のスタック型
DRAMと異なる。これにより、本実施例のスタック型
DRAMは、周辺回路のトランジスタのゲート電極16
の低抵抗化を図ることができるため、周辺回路のトラン
ジスタのより高速動作を可能にすることができる。
【0056】なお、本実施例のスタック型DRAMの製
造方法は、周辺回路のトランジスタのゲート電極16の
上面にもチタンシリサイド膜265 を形成するため、図
2(B)に示した第1のシリコン酸化膜141,142
形成が不要である点、および、図4(B)に示したチタ
ン膜25の形成の前に、周辺回路のトランジスタのゲー
ト電極16も露出するように第2のシリコン酸化膜18
が異方性エッチングされる点(図6(A)参照)で、上
述した第1の実施例のスタック型DRAMの製造方法と
異なる。
【0057】以上説明した本発明の半導体集積回路装置
の実施例では、周辺回路のトランジスタとして、Nチャ
ンネルトランジスタのみ形成したが、P型シリコン基板
上にN型ウェルを形成し、その内部にチタンシリサイド
膜を形成することにより、Pチャンネルトランジスタを
形成することもできる。
【0058】
【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、次の効果を奏する。
【0059】本発明の半導体集積回路装置およびその製
造方法は、以下の効果を奏する。 (1)選択用MOS型トランジスタの第1の蓄積電極と
電気的に接続された不純物拡散層にはN型高濃度領域が
形成されないため、選択用MOS型トランジスタのソー
ス領域およびドレイン領域の一方が浅接合化され、ゲー
ト長を短くでき、メモリセルの微細化が図れる。 (2)第2の蓄積電極を多結晶シリコンと高融点金属の
硅化物との二重構造とすることにより、第2の蓄積電極
を低抵抗化でき、より安定した電位を供給でき、情報の
読み出し/書込み時の第2の蓄積電極の電位変動に対す
る余裕度を向上できる。
【0060】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体集積回路装置の第1の実施例で
あるスタック型DRAMの縦構造を示す図である。
【図2】図1に示したスタック型DRAMの製造方法を
説明するための図である。
【図3】図1に示したスタック型DRAMの製造方法を
説明するための図である。
【図4】図1に示したスタック型DRAMの製造方法を
説明するための図である。
【図5】図1に示したスタック型DRAMの製造方法を
説明するための図である。
【図6】本発明の半導体集積回路装置の第2の実施例で
あるスタック型DRAMの製造方法を説明するための図
である。
【図7】従来の1トランジスタ型ダイナミックRAMの
一つであるスタック型DRAMの一製造方法を説明する
ための図である。
【図8】1トランジスタ型ダイナミックRAMの一つで
あるスタック型DRAMの製造方法の一従来例を説明す
るための図である。
【図9】1トランジスタ型ダイナミックRAMの一つで
あるトレンチ型DRAMの製造方法の一従来例を説明す
るための図である。
【図10】チタンシリサイド膜の層抵抗およびトランジ
スタ特性の温度依存を示すグラフであり、(A)は層抵
抗の温度依存を示すグラフであり、(B)はトランジス
タ特性の温度依存を示すグラフである。
【符号の説明】
11 P型シリコン基板 121〜123 フィールド酸化膜 131,132 ゲート酸化膜 141,142,18,28 シリコン酸化膜 15 ゲート電極 16 周辺回路のトランジスタのゲート電極 171〜174 N型低濃度領域 191〜193 マスク材 20 コンタクト穴 21 引出し電極 22 容量膜 23 共通電極 241〜243 サイドウォール 25 チタン膜 261〜264 チタンシリサイド膜 271〜273 N型高濃度領域 29 信号配線 301,302 周辺部配線

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1導電型半導体層に形成された第2導
    電型の低不純物拡散層から成るソース・ドレイン領域の
    一方と第2導電型の高濃度不純物拡散層と低濃度不純物
    拡散層とから成る前記ソース・ドレイン領域の他方およ
    びゲート電極を有する選択用MOS型トランジスタと、
    前記ソース・ドレイン領域の一方と接続される第1の蓄
    積電極と、該第1の蓄積電極とキャパシタ絶縁膜を介し
    て配置された高融点金属の硅化物層を含む共通電極とし
    ての第2の蓄積電極とを有することを特徴とする半導体
    集積回路装置。
  2. 【請求項2】 前記第2の蓄積電極が多結晶シリコン層
    と高融点金属の硅化物層の二層構造から成ることを特徴
    する請求項1記載の半導体集積回路装置。
  3. 【請求項3】 第1導電型半導体層上に選択用MOS型
    トランジスタのゲート電極を形成する工程と、前記ゲー
    ト電極をマスクとして前記選択用MOS型トランジスタ
    のソース・ドレイン領域となる領域に第2導電型の低不
    純物拡散層を形成する工程と、前記ソース・ドレイン領
    域の一方と接続された第1の蓄積電極を形成する工程
    と、前記第1の蓄積電極上にキャパシタ絶縁膜を形成す
    る工程と、前記キャパシタ絶縁膜上に共通電極としての
    第2の蓄積電極の一部となる多結晶シリコン層を形成す
    る工程と、前記ゲート電極の前記ソース・ドレイン領域
    の他方側に側壁を形成する工程と、前記多結晶シリコン
    層上に高融点金属層を形成する工程と、熱処理により前
    記多結晶シリコン層の表面に高融点金属の硅化物層を形
    成し、前記多結晶シリコン層と前記高融点金属の硅化物
    層の二層構造から成る前記第2の蓄積電極を形成する工
    程と、前記側壁をマスクとして前記選択用MOS型トラ
    ンジスタの前記ソース・ドレイン領域の他方側に第2導
    電型の高不純物拡散層を形成する工程とを含むことを特
    徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
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