JP2803729B2 - Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device - Google Patents
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Classifications
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- H10B12/00—Dynamic random access memory [DRAM] devices
- H10B12/30—DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体集積回路装置に関し、特に、DRAM
(Dynamic Random Access Memory)を有する半導体
集積回路装置に適用して有効な技術に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
DRAMのメモリセルは、メモリセル選択用のMISFETのそ
の一方の半導体領域に直列に接続された情報蓄積用容量
素子とで構成されている。
前記メモリセル選択用のMISFETのゲート電極は、ワー
ド線に接続され、このワード線によって制御されてい
る。メモリセル選択用のMISFETの他方の半導体領域はデ
ータ線に接続されている。本発明者が開発中の1[Mbi
t]の大容量を有するDRAMは、メモリセルの情報蓄積用
容量素子をプレーナ構造で構成している。このプレーナ
構造の情報蓄積用容量素子は、一方の電極であるn型半
導体領域、誘電体膜、他方の電極であるプレート電極を
順次積層して構成されている。
メモリセル選択用MISFETは、主に、ゲート絶縁膜、ゲ
ート電極、ソース領域及びドレイン領域である一対の高
不純物濃度のn型半導体領域(一方及び他方の半導体領
域)で構成されている。
なお、プレーナ構造の情報蓄積用容量素子でメモリセ
ルを構成するDRAMについては、例えば、特開昭61−2470
69号公報に記載されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明者は、大容量のDRAMの開発に先立ち、次の問題
点が生じることを見出した。
前記メモリセル選択用MISFETのソース領域及びドレイ
ン領域(一方及び他方の半導体領域)は、高不純物濃度
のイオン打込みによって形成されている。つまり、ゲー
ト電極形成後に、ゲート電極を不純物導入用マスクとし
て用い、半導体基板の主面部にn型不純物(As又はP)
をイオン打込みで導入し、ソース領域及びドレイン領域
を形成している。n型不純物は1015[atoms/cm2]以上
の高不純物濃度のイオン打込みで導入される。このイオ
ン打込みによる高濃度の不純物の導入は半導体基板(実
際にはウエル領域)の主面部に結晶欠陥を多発する。こ
の結晶欠陥は、後工程の熱処理(アニール)で充分に回
復させることができない。このため、結晶欠陥によって
情報蓄積用容量素子に蓄積される電荷が半導体基板側に
リークするので、DRAMの情報保持特性が劣化する。この
情報保持特性の劣化は、リフレッシュの頻度が高くなる
ので、DRAMの消費電力が増加する。
一方、前記メモリセル選択用MISFETの他方の半導体領
域は、情報書込速度及び情報読出速度の高速化を図るた
め、データ線(アルミニウム)との接触抵抗値を低減す
る必要がある。このため、他方の半導体領域は、データ
線との接触で良好なオーミック特性を得られるように、
高不純物濃度例えば1020[atoms/cm3]程度の表面濃度
で形成する必要がある。
本発明の目的は、DRAMにおいて、メモリセルのリフレ
ッシュ特性を向上すると共に、動作速度の高速化を図る
ことが可能な技術を提供することにある。
本発明の他の目的は、前記目的を達成すると共に、DR
AMの高集積化を図ることが可能な技術を提供することに
ある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであ
ろう。
〔問題点を解決するための手段〕
本願において開示される発明のうち、代表的なものの
概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
メモリセル選択用MISFETの一方の半導体領域に情報蓄
積用容量素子が接続され、他方の半導体領域にデータ線
が接続されたDRAMを有する半導体集積回路装置におい
て、前記メモリセル選択用MISFETの一方の半導体領域
が、該メモリセル以外の周辺回路を構成するMISFETの半
導体領域よりも低不純物濃度のイオン打込みで形成さ
れ、該メモリセル選択用MISFETの他方の半導体領域が、
前記低不純物濃度のイオン打込み及び高不純物濃度の熱
拡散によって形成されている。
〔作 用〕
上述した手段によれば、イオン打込みに基づく基板表
面の結晶欠陥の発生を低減し、前記情報蓄積用容量素子
に蓄積された情報となる電荷のリークを低減し、情報保
持特性を向上することができるので、DRAMのリフレッシ
ュ特性を向上することができると共に、他方の半導体領
域とデータ線との接触抵抗値を低減することができるの
で、DRAMの動作速度の高速化を図ることができる。
以下、本発明の構成について、プレーナ構造の情報蓄
積用容量素子でメモリセルを構成するDRAMに本発明を適
用した一実施例とともに説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機
能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明
は省略する。
〔発明の実施例〕
(実施例I)
本発明の実施例IであるDRAMのメモリセル及び周辺回
路のMISFETを第1図(要部断面図)で示す。第1図にお
いてはメモリセルを左側、周辺回路のMISFETを右側に夫
々示す。
第1図に示すように、DRAMのメモリセルは、メモリセ
ル選択用のnチャネルMISFETQsのプレーナ構造の情報蓄
積用容量素子Cとの直列回路で構成されている。メモリ
セルは、単結晶珪素からなるn-型半導体基板1の主面部
に設けられたp-型ウエル領域2の主面に構成されてい
る。
ウエル領域2の半導体素子(メモリセル)形成領域間
の主面には、素子間分離用絶縁膜(フィールド絶縁膜)
3及びp型チャネルストッパ領域4が設けられている。
素子間分離用絶縁膜3及びチャネルストッパ領域4は、
半導体素子間を電気的に分離するように構成されてい
る。
前記ウエル領域2のメモリセル形成領域の主面部には
p+型ポテンシャルバリア層5が設けられている。ポテン
シャルバリア層5は、少なくとも情報蓄積用容量素子C
形成領域下に設けられていればよいが、本実施例におい
てはメモリセル形成領域の実質的に全面に設けられてい
る。ポテンシャルバリア層5は、主に、半導体基板1、
ウエル領域2の夫々の内部にα線の入射で発生する少数
キャリアに対してポテンシャルバリアを構成するように
なっている。つまり、ポテンシャルバリア層5は、少数
キャリアが情報蓄積用容量素子Cに侵入することを阻止
し、ソフトエラーを防止するように構成されている。ま
た、ポテンシャルバリア層5は、情報蓄積用容量素子C
の電荷蓄積量を増加するように構成されている。
メモリセルの情報蓄積用容量素子Cは、一方の電極
(下側電極)であるn+型半導体領域6、誘電体膜7、他
方の電極(上側電極)であるプレート電極8を順次積層
して構成されている。情報蓄積用容量素子Cは、前述の
ようにプレーナ構造で構成されている。
前記プレート電極8は電源電圧1/2VCCが印加されてい
る。電源電圧1/2VCCは、半導体領域6とプレート電極8
との間の電極間の電界強度を低減することができるの
で、誘電体膜7を薄膜化し、情報蓄積用容量素子Cの電
荷蓄積量を増加できるようになっている。電源電圧1/2V
CCは回路の基準電圧VSS(=0[V])と回路の電源電
圧VCC(=5[V])との中間電位(約2.5[V])であ
る。プレート電極8は例えば抵抗値を低減するn型不純
物(As或はP)が導入された多結晶珪素膜で構成されて
いる。
前記半導体領域6は、メモリセル選択用MISFETQsを通
して、データ線(20,DL)からの情報となる電位(VSS又
はVCC)が印加されるように構成されている。半導体領
域6は、プレート電極8を電源電圧1/2VCCに印加した場
合においても、情報となる電荷を確実に蓄積できるよう
に構成されている。プレート電極8に電源電圧1/2VCCを
印加した場合、MIS容量においては、しきい値電圧より
もプレート電極8の電位が低くなると、空乏層が伸びて
チャネルが形成されなくなるので、容量素子を構成しな
くなる。
半導体領域6は1×1014〜1×1015[atoms/cm2]程
度の範囲内の中不純物濃度のAs(又はP)をイオン打込
みによって導入することによって構成する。1×10
15[atoms/cm2]を越える高不純物濃度のイオン打込み
で半導体領域6を形成すると、半導体領域6やポテンシ
ャルバリア層5にイオン打込みに基づく結晶欠陥が残存
する。この結晶欠陥はイオン打込み後の熱処理(アニー
ル)でも完全に回復することができないので、情報蓄積
用容量素子Cの情報保持特性を劣化させる。また、高不
純物濃度のイオン打込みで半導体領域6を形成すると、
半導体領域6の表面の酸化速度が速くなるので、薄い膜
厚の酸化珪素膜を形成することができない。この酸化珪
素膜は誘電体膜7として使用されるので、膜厚の厚い誘
電体膜7は情報蓄積用容量素子Cの電荷蓄積量を低下さ
せる。1×1014[atoms/cm2]よりも少ない低不純物濃
度のイオン打込みで半導体領域6を形成すると、半導体
領域6内に空乏層が広がり電荷蓄積量が低下する。した
がって、半導体領域6は前述の範囲内の中不純物濃度の
イオン打込みで形成する。
誘電体膜7は、前述のように半導体領域6の表面を酸
化して形成した酸化珪素膜で構成する。また、誘電体膜
7は、酸化珪素膜と窒化珪素膜とを重ね合せた複合膜で
構成してもよい。
情報蓄積用容量素子Cは、基本的には前述のように半
導体領域6、誘電体膜7及びプレート電極8で構成され
ているが、半導体領域6とポテンシャルバリア層5との
pn接合容量が電荷蓄積量の増加に寄与している。
前記情報蓄積用容量素子Cの表面には、上層の導電膜
と電気的に分離する層間絶縁膜9が設けられている。
メモリセルのメモリセル選択用MISFETQsは、ウエル領
域2(実際にはポテンシャルバリア層5)の主面部に構
成されている。MISFETQsは、素子間分離用絶縁膜3及び
チャネルストッパ領域4で囲まれた領域内に構成されて
いる。このMISFETQsは、主に、ウエル領域2、ゲート絶
縁膜10、ゲート電極11、ソース領域又はドレイン領域で
ある一対のn型半導体領域13で構成されている。
前記ウエル領域2はMISFETQsのチャネル形成領域とし
て使用されている。
ゲート絶縁膜10はウエル領域2の主面を酸化して形成
した酸化珪素膜で構成されている。
ゲート電極11は、ゲート絶縁膜10の所定上部に設けら
れ、抵抗値を低減する不純物が導入された多結晶珪素膜
で形成されている。前記層間絶縁膜9を介在させた情報
蓄積用容量素子Cの上部には、ゲート電極11と同一製造
工程で形成されたワード線(WL)11が延在するように構
成されている。また、ゲート電極11及びワード線11は、
高融点金属膜若しくは高融点金属シリサイド膜の単層で
形成してもよい。また、ゲート電極11及びワード線11
は、多結晶珪素膜の上部に高融点金属膜若しくは高融点
金属シリサイド膜を積層した複合膜で形成してもよい。
一対の半導体領域13のうち、情報蓄積用容量素子Cの
一方の電極である半導体領域6に接続された(一体化さ
れた)一方の半導体領域13は、低不純物濃度のイオン打
込みで形成されている。すなわち、一方の半導体領域13
は、メモリセル以外のデコーダ回路等の周辺回路のMISF
ETのソース領域又はドレイン領域に比べて低不純物濃度
のイオン打込みで形成されている。また、一方の半導体
領域13は、情報蓄積用容量素子Cの一方の電極である半
導体領域6に比べて、低不純物濃度のイオン打込みで形
成されている。この一方の半導体領域13は、主に、ゲー
ト電極11、プレート電極8及び素子間分離用絶縁膜3を
不純物導入用マスクとして用い、夫々に対して自己整合
で形成されている。本実施例のDRAMにおいて、一方の半
導体領域13は、1×1013[atoms/cm2]以上で1×1014
[atoms/cm2]未満の範囲内の低不純物濃度のイオン打
込みで形成されている。この低不純物濃度で形成される
一方の半導体領域13は、1〜2[KΩ]の抵抗値を有す
るが、メモリセル選択用MISFETQsのON抵抗が数[KΩ]
程度あるので、情報書込動作及び情報読出動作上の問題
はない。
一対の半導体領域13のうち、他方の半導体領域(デー
タ線に接続される側)13は、基本的には一方の半導体領
域13と同様に(同一製造工程の)低不純物濃度のイオン
打込みで形成されている。他方の半導体領域13は、少な
くともデータ線(実際には中間導電層17)と接続される
部分が高不純物濃度のn+型半導体領域17Aで構成されて
いる。半導体領域17Aは、それに対して自己整合的に接
続された中間導電層17からn型不純物を熱拡散で導入す
ることによって形成されている。中間導電層17は、例え
ばP(又はAs)が高不純物濃度で導入された多結晶珪素
膜で形成する。中間導電層17は、ゲート電極11の側壁に
形成されたサイドウォールスペーサ14で規定された接続
孔16を通して半導体領域17Aに接続されている。高不純
物濃度の半導体領域17Aは、例えば表面濃度で1020[ato
ms/cm3]程度又はそれ以上の高不純物濃度で形成する。
中間導電層17は、中央部分が半導体領域17Aと接続さ
れ、周辺部分がゲート電極11の上部に延在するように構
成されている。中間導電層17とゲート電極11とは、層間
絶縁膜12を介在させて電気的に分離されている。前記高
不純物濃度の半導体領域17Aは、主に他方の半導体領域1
3と中間導電層17とのオーミック特性を良好にし、両者
間の接触抵抗値を低減するように構成されている。
前記中間導電層17には、層間絶縁層18に形成された接
続孔18Aを通してデータ線(DL)20が接続されている。
データ線20は半導体領域17Aに対して製造工程における
マスク合せずれを生じるが、中間導電層17の中央部分が
半導体領域17Aに自己整合的に接続されているので、こ
の中間導電層17を介在させることによって実質的にデー
タ線20と半導体領域17Aとをゲート電極11間の狭い領域
において接続することができる。データ線20は、例えば
アルミニウムか、Si又は及びCuを添加したアルミニウム
合金で形成する。
データ線20の上部には、層間絶縁膜21を介在させて、
シャント用ワード線(WL)22が設けられている。図示し
ないが、シャント用ワード線22は、所定領域においてワ
ード線11と接続され、その抵抗値を低減するように構成
されている。シャント用ワード線22は、例えばデータ線
20と同様の材料で形成する。
周辺回路、例えばデコーダ回路のnチャネルMISFETQn
は、ウエル領域2の主面に構成されている。MISFETQn
は、主に、ウエル領域2、ゲート絶縁膜10、ゲート電極
11、ソース領域及びドレイン領域である一対のn型半導
体領域13及びn+型半導体領域15で構成されている。
前記MISFETQnの半導体領域13は、前記メモリセル選択
用MISFETQsの半導体領域13と同様に、低不純物濃度のイ
オン打込みで形成されている。半導体領域13は、MISFET
Qnのドレイン領域のチャネル形成領域側を低不純物濃度
で形成するようになっており、LDD(Lightly Doped
Drain)構造のMISFETQnを構成する。
半導体領域15は、高不純物濃度のイオン打込みで形成
されている。半導体領域15は、MISFETQnのソース抵抗、
ドレイン抵抗の夫々を低減し高速化を図るために高不純
物濃度で形成されている。また、半導体領域15は、ゲー
ト電極11に対して自己整合で形成して微細化を図り、か
つ不純物濃度の制御性を高めるために、イオン打込みで
形成されている。半導体領域15は、1×1015[atoms/cm
2]以上の高不純物濃度(実際には1015〜1016[atoms/c
m2]程度)のイオン打込みで形成される。
MISFETQnの夫々の半導体領域15には、配線20が接続さ
れている。配線20はデータ線20と同一製造工程で形成さ
れる。配線20と半導体領域15との接続部分には、接続孔
18Aを通してn型不純物を導入し形成した高不純物濃度
のn+型半導体領域19が設けられている。この半導体領域
19は、主に、製造工程におけるマスク合せずれによって
生じる配線20とウエル領域2との短絡を防止するように
構成されている。
このように、DRAMのメモリセルにおいて、メモリセル
選択用MISFETQsの一方の半導体領域13を、メモリセル以
外の周辺回路のMISFETQnの半導体領域15に比べて低不純
物濃度のイオン打込みで形成し、メモリセル選択用MISF
ETQsの他方の半導体領域13を、前記低不純物濃度のイオ
ン打込みと高不純物濃度の熱拡散(半導体領域17A)と
で形成することにより、高不純物濃度のイオン打込みに
基づく基板表面の結晶欠陥の発生を低減し、前記情報蓄
積用容量素子Cに蓄積された情報となる電荷のリークを
低減し、情報保持特性を向上することができるので、DR
AMのリフレッシュ特性を向上することができると共に、
他方の半導体領域13とデータ線20(実際には中間導電層
17)との接触抵抗値を低減することができるので、DRAM
の動作速度の高速化を図ることができる。本発明者の基
礎研究によれば、1×1014[atoms/cm2]未満の低不純
物濃度のイオン打込みで形成した半導体領域13は、不純
物の導入に起因しウエル領域2の主面部に発生する結晶
欠陥が少なく、不純物の導入後の熱処理によって結晶欠
陥を充分に回復することができる結果を得ている。
また、メモリセルのメモリセル選択用MISFETQsのソー
ス領域及びドレイン領域である一対の半導体領域13を低
不純物濃度で構成することにより、ゲート電極11下への
不純物の回り込み量を低減することができるので、実効
チャネル長を充分に確保することができる。したがっ
て、短チャネル効果を防止し、メモリセル選択用MISFET
Qsの面積を縮小することができるので、DRAMの集積度を
向上することができる。
また、メモリセルのメモリセル選択用MISFETQnの他方
の半導体領域13(半導体領域17A)に中間導電層17を介
在させてデータ線20を接続することによって、隣接する
メモリセル選択用MISFETQsのゲート電極11間の寸法(デ
ータ線コンタクト面積)を縮小することができるので、
DRAMの集積度を向上することができる。
なお、第1図には図示しないが、周辺回路には半導体
基板1の主面又はn-型ウエル領域の主面にpチャネルMI
SFETが構成されている。
次に、前記DRAMの具体的な製造方法について、第2図
乃至第9図(各製造工程毎に示す要部断面図)を用いて
簡単に説明する。
まず、n-型半導体基板1を用意する。
次に、メモリセル形成領域及びnチャネルMISFET形成
領域において、半導体基板1の主面部にp-型ウエル領域
2を形成する。
次に、半導体素子形成領域間において、半導体基板
1、ウエル領域2の夫々の主面上に素子間分離用絶縁膜
3を形成する。周辺回路部においては、この素子間分離
用絶縁膜3を形成する工程と同一製造工程によって、素
子間分離用絶縁膜3下のウエル領域2の主面部にp型チ
ャネルストッパ領域4を形成する。
次に、第2図に示すように、ウエル領域2のメモリセ
ル形成領域の主面部にp+型ポテンシャルバリア層5を形
成する。ポテンシャルバリア層5は、メモリセル形成領
域において、p型不純物を高エネルギのイオン打込みで
導入することによって形成するので、この時同時に素子
間分離用絶縁膜3下のウエル領域2の主面部にp型チャ
ネルストッパ領域4を形成することができる。ポテンシ
ャルバリア層5の形成に際しては、周辺回路形成領域は
フォトレジスト膜等の不純物導入用マスクで覆われてい
る。
次に、第3図に示すように、メモリセルの情報蓄積用
容量素子C形成領域において、ポテンシャルバリア層5
の主面部にn+型半導体領域6を形成する。半導体領域6
は情報蓄積用容量素子Cの一方の電極を形成するように
なっている。半導体領域6は前述のように中不純物濃度
のイオン打込みで形成する。
次に、前記半導体領域6の主面上に誘電体膜7を形成
する。誘電体膜7は例えば半導体領域6の主面を熱酸化
して形成した酸化珪素膜で形成する。
次に、前記誘電体膜7の上部にプレート電極8を形成
する。プレート電極8は、CVDで堆積した多結晶珪素膜
にn型不純物を導入し、所定のパターンニングを施すこ
とで形成する。このプレート電極8を形成することによ
って、情報蓄積用容量素子Cが完成する。
次に、第4図に示すように、プレート電極8の表面を
覆う層間絶縁膜9を形成する。この層間絶縁膜9を形成
する工程と同一製造工程によって、メモリセル選択用MI
SFETQs、nチャネルMISFETQnの夫々の形成領域のウエル
領域2の主面部にゲート絶縁膜10を形成する。層間絶縁
膜9は、多結晶珪素膜の表面を酸化した酸化珪素膜で形
成する。ゲート絶縁膜10は、ウエル領域2の主面を酸化
した酸化珪素膜で形成する。
次に、ゲート絶縁膜10の所定上部にゲート電極11及び
その上部に層間絶縁膜12を形成すると共に、層間絶縁膜
9及び素子間分離用絶縁膜3上を延在するワード線11及
び層間絶縁膜12を形成する。ゲート電極11及びワード線
11は、CVDで堆積した多結晶珪素膜にn型不純物を導入
し、所定のパターンニングを施して形成する。層間絶縁
膜12はCVDで堆積した酸化珪素膜で形成し、ゲート電極1
1と同一工程でパターンニングを行う。
次に、第5図に示すように、メモリセル選択用MISFET
Qs形成領域のポテンシャルバリア層5の主面部、nチャ
ネルMISFETQn形成領域のウエル領域2の主面部にn型半
導体領域13を形成する。半導体領域13は、主にゲート電
極11(実際には層間絶縁膜12或はそのエッチングマス
ク)を不純物導入用マスクとして用い、前述のように低
不純物濃度のイオン打込みで形成する。
次に、ゲート電極11の側壁にサイドウォールスペーサ
14を形成する。サイドウォールスペーサ14は、CVDで堆
積した酸化珪素膜にRIE等の異方性エッチングを施すこ
とによって形成することができる。
次に、メモリセル選択用MISFETQs形成領域の他方の半
導体領域13の上部のゲート絶縁膜10を除去し、第6図に
示すように、接続孔16を形成する。接続孔16は、サイド
ウォールスペーサ14によって規定された領域内に形成さ
れる。
次に、前記接続孔16を通して半導体領域13Aに接続す
るように、層間絶縁膜12の上部に中間導電層17を形成す
る。中間導電層17は、CVDで堆積した多結晶珪素膜にn
型不純物を導入し、所定のパターンニングを施すことに
よって形成することができる。第7図に示すように、中
間導電層17に導入されたn型不純物は、熱処理によって
半導体領域13の主面部に拡散され、高不純物濃度のn+型
半導体領域17Aを形成する。この半導体領域17Aを形成す
ることによって、メモリセル選択用MISFETQsが完成す
る。
次に、第8図に示すように、周辺回路のnチャネルMI
SFETQn形成領域の半導体領域13及びウエル領域2の主面
部にn+型半導体領域15を形成する。半導体領域15は、主
にサイドウォールスペーサ11を不純物導入用マスクとし
て用い、前述のように高不純物濃度のイオン打込みによ
って形成する。この半導体領域15を形成することによっ
て、nチャネルMISFETQnが完成する。
次に、層間絶縁膜18、接続孔18Aを順次形成する。こ
の後、周辺回路のnチャネルMISFETQs形成領域におい
て、接続孔18Aを通して半導体領域15の主面部にn型不
純物を導入し、高不純物濃度のn+型半導体領域19を形成
する。
次に、第9図に示すように、前記接続孔18Aを通し
て、中間導電層17に接続するようにデータ線20及び半導
体領域19に接続するように配線20を形成する。
次に、データ線20及び配線20の上層に層間絶縁膜21を
形成し、前記第1図に示すように、層間絶縁膜21の上部
にシャント用ワード線22を形成する。これら一連の製造
工程を施すことによって、本実施例のDRAMは完成する。
(実施例II)
本実施例IIは、DRAMのメモリセル間の分離構造を変え
た、本発明の第2実施例である。
本発明の実施例IIであるDRAMのメモリセル及び周辺回
路のMISFETを第10図(要部断面図)で示す。
第10図に示すように、本実施例のDRAMは、絶縁膜3A、
3B及びポテンシャルバリア層5でメモリセルの情報蓄積
用容量素子C間を電気的に分離している。絶縁膜3Aは例
えば熱酸化で形成した酸化珪素膜を使用する。絶縁膜3B
は例えばCVDで堆積させた窒化珪素膜を使用する。この
絶縁膜3A及び3B下のポテンシャルバリア層5は、主に寄
生MOSのしきい値電圧を高める分離領域として使用され
ている。メモリセルの情報蓄積用容量素子Cと、ワード
線11の延在する方向において隣接する他のメモリセルの
メモリセル選択用MISFETQsとは、素子間分離用絶縁膜3
で電気的に分離されている。
このように構成されるDRAMは、前記実施例IのDRAMと
略同様の効果を奏することができる。
以上、本発明者によってなされた発明を前記実施例に
基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々変形し得ることは勿論である。
例えば、本発明は、SRAM(Static RAM)に適用する
ことができる。すなわち、SRAMのメモリセルの情報蓄積
ノードとなる半導体領域を低不純物濃度のイオン打込み
で形成し、データ線と接続される半導体領域を低不純物
濃度のイオン打込みと高不純物濃度の熱拡散とで形成す
る。
〔発明の効果〕
本願において開示された発明のうち、代表的なものに
よって得ることができる効果を簡単に説明すれば、次の
とおりである。
DRAMのリフレッシュ特性を向上することができると共
に、DRAMの動作速度の高速化を図ることができる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and more particularly to a DRAM.
When applied to a semiconductor integrated circuit device having the (D ynamic R andom A ccess M emory) a technique effectively. [Prior Art] A memory cell of a DRAM is composed of an information storage capacitor element connected in series to one semiconductor region of a MISFET for selecting a memory cell. The gate electrode of the MISFET for selecting a memory cell is connected to a word line and controlled by the word line. The other semiconductor region of the MISFET for selecting a memory cell is connected to a data line. 1 [Mbi
In the DRAM having a large capacity of [t], the information storage capacitance element of the memory cell is configured in a planar structure. The information storage capacitor having the planar structure is configured by sequentially stacking an n-type semiconductor region as one electrode, a dielectric film, and a plate electrode as the other electrode. The MISFET for selecting a memory cell mainly includes a gate insulating film, a gate electrode, and a pair of high impurity concentration n-type semiconductor regions (one and the other semiconductor regions) which are a source region and a drain region. A DRAM in which a memory cell is formed by a planar-structured information storage capacitor element is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-2470.
No. 69 is described. [Problems to be Solved by the Invention] The present inventor has found that the following problems occur before the development of a large-capacity DRAM. The source region and the drain region (one and the other semiconductor regions) of the memory cell selecting MISFET are formed by ion implantation with a high impurity concentration. That is, after the gate electrode is formed, the gate electrode is used as an impurity introduction mask, and an n-type impurity (As or P) is formed on the main surface of the semiconductor substrate.
Is introduced by ion implantation to form a source region and a drain region. The n-type impurity is introduced by ion implantation with a high impurity concentration of 10 15 [atoms / cm 2 ] or more. The introduction of high-concentration impurities by ion implantation frequently causes crystal defects in the main surface of the semiconductor substrate (actually, the well region). This crystal defect cannot be sufficiently recovered by heat treatment (annealing) in a subsequent step. As a result, the charge stored in the information storage capacitor leaks due to crystal defects to the semiconductor substrate side, and the information retention characteristics of the DRAM deteriorate. This deterioration of the information holding characteristic increases the frequency of refreshing, so that the power consumption of the DRAM increases. On the other hand, the other semiconductor region of the memory cell selection MISFET needs to reduce the contact resistance value with the data line (aluminum) in order to increase the information writing speed and the information reading speed. For this reason, the other semiconductor region is provided so that good ohmic characteristics can be obtained by contact with the data line.
It must be formed with a high impurity concentration, for example, a surface concentration of about 10 20 [atoms / cm 3 ]. It is an object of the present invention to provide a technique capable of improving the refresh characteristics of a memory cell and increasing the operating speed in a DRAM. Another object of the present invention is to achieve the above object,
An object of the present invention is to provide a technology capable of achieving high integration of AM. The above and other objects and novel features of the present invention are as follows.
It will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings. [Means for Solving the Problems] Of the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described as follows. In a semiconductor integrated circuit device having a DRAM in which an information storage capacitance element is connected to one semiconductor region of a memory cell selection MISFET and a data line is connected to the other semiconductor region, one semiconductor of the memory cell selection MISFET is The region is formed by ion implantation with a lower impurity concentration than the semiconductor region of the MISFET constituting the peripheral circuit other than the memory cell, and the other semiconductor region of the memory cell selecting MISFET is
The low impurity concentration is formed by ion implantation and the high impurity concentration by thermal diffusion. [Operation] According to the above-described means, the occurrence of crystal defects on the substrate surface due to ion implantation is reduced, the leakage of electric charges serving as information stored in the information storage capacitor element is reduced, and the information retention characteristic is improved. As a result, the refresh characteristics of the DRAM can be improved, and the contact resistance between the other semiconductor region and the data line can be reduced, so that the operation speed of the DRAM can be increased. it can. Hereinafter, the configuration of the present invention will be described together with an embodiment in which the present invention is applied to a DRAM in which a memory cell is formed by a planar structure information storage capacitor. In all the drawings for describing the embodiments, components having the same function are denoted by the same reference numerals, and their repeated description will be omitted. [Embodiment of the Invention] (Embodiment I) A memory cell of a DRAM and an MISFET of a peripheral circuit according to Embodiment I of the present invention are shown in FIG. In FIG. 1, the memory cell is shown on the left and the MISFET of the peripheral circuit is shown on the right. As shown in FIG. 1, the memory cell of the DRAM is formed of a series circuit with an information storage capacitor C having a planar structure of an n-channel MISFET Qs for selecting a memory cell. The memory cell is formed on a main surface of ap -- type well region 2 provided on a main surface of an n -- type semiconductor substrate 1 made of single crystal silicon. An insulating film for separating elements (field insulating film) is formed on the main surface of the well region 2 between the semiconductor element (memory cell) forming regions.
3 and a p-type channel stopper region 4 are provided.
The element isolation insulating film 3 and the channel stopper region 4
The semiconductor device is configured to be electrically isolated. In the main surface portion of the memory cell forming region of the well region 2,
A p + -type potential barrier layer 5 is provided. The potential barrier layer 5 includes at least the information storage capacitor C
Although it is sufficient that it is provided below the formation region, in the present embodiment, it is provided substantially over the entire surface of the memory cell formation region. The potential barrier layer 5 mainly includes the semiconductor substrate 1,
A potential barrier is formed for minority carriers generated by the incidence of α-rays inside each of the well regions 2. That is, the potential barrier layer 5 is configured to prevent minority carriers from invading the information storage capacitive element C and prevent soft errors. Further, the potential barrier layer 5 is provided with an information storage capacitor C
Is configured to increase the amount of charge stored in the memory. The information storage capacitor C of the memory cell is formed by sequentially laminating an n + -type semiconductor region 6 as one electrode (lower electrode), a dielectric film 7, and a plate electrode 8 as the other electrode (upper electrode). It is configured. The information storage capacitance element C has a planar structure as described above. A power supply voltage of 1/2 V CC is applied to the plate electrode 8. The power supply voltage 1 / 2V CC is applied to the semiconductor region 6 and the plate electrode 8
Since the electric field strength between the electrodes between the electrodes can be reduced, the dielectric film 7 can be made thinner, and the charge storage amount of the information storage capacitor C can be increased. Power supply voltage 1 / 2V
CC is an intermediate potential (about 2.5 [V]) between the circuit reference voltage V SS (= 0 [V]) and the circuit power supply voltage V CC (= 5 [V]). The plate electrode 8 is made of, for example, a polycrystalline silicon film into which an n-type impurity (As or P) for reducing a resistance value is introduced. The semiconductor region 6 is configured so that a potential ( VSS or V CC ) serving as information from the data line (20, DL) is applied through the memory cell selecting MISFETQs. The semiconductor region 6 is configured so that even when the plate electrode 8 is applied to a power supply voltage of 1/2 V CC , charges serving as information can be reliably stored. When a power supply voltage of 1/2 V CC is applied to the plate electrode 8, in the MIS capacitor, when the potential of the plate electrode 8 becomes lower than the threshold voltage, the depletion layer extends and a channel is not formed. No longer configured. The semiconductor region 6 is formed by implanting As (or P) having a medium impurity concentration in the range of about 1 × 10 14 to 1 × 10 15 [atoms / cm 2 ] by ion implantation. 1 × 10
When the semiconductor region 6 is formed by ion implantation with a high impurity concentration exceeding 15 [atoms / cm 2 ], crystal defects due to the ion implantation remain in the semiconductor region 6 and the potential barrier layer 5. Since this crystal defect cannot be completely recovered even by heat treatment (annealing) after ion implantation, the information storage characteristic of the information storage capacitor C is deteriorated. When the semiconductor region 6 is formed by ion implantation with a high impurity concentration,
Since the oxidation rate of the surface of the semiconductor region 6 is increased, a silicon oxide film having a small thickness cannot be formed. Since this silicon oxide film is used as the dielectric film 7, the thick dielectric film 7 reduces the charge storage amount of the information storage capacitor C. If the semiconductor region 6 is formed by ion implantation with a low impurity concentration of less than 1 × 10 14 [atoms / cm 2 ], a depletion layer spreads in the semiconductor region 6 and the charge storage amount decreases. Therefore, the semiconductor region 6 is formed by ion implantation with a medium impurity concentration in the above-described range. The dielectric film 7 is composed of a silicon oxide film formed by oxidizing the surface of the semiconductor region 6 as described above. Further, the dielectric film 7 may be composed of a composite film in which a silicon oxide film and a silicon nitride film are overlapped. The information storage capacitor C is basically composed of the semiconductor region 6, the dielectric film 7, and the plate electrode 8 as described above.
The pn junction capacitance contributes to an increase in the charge storage amount. On the surface of the information storage capacitive element C, an interlayer insulating film 9 that is electrically separated from an upper conductive film is provided. The memory cell selection MISFETs Qs of the memory cells are formed on the main surface of the well region 2 (actually, the potential barrier layer 5). The MISFETs Qs are configured in a region surrounded by the element isolation insulating film 3 and the channel stopper region 4. The MISFETQs mainly includes a well region 2, a gate insulating film 10, a gate electrode 11, and a pair of n-type semiconductor regions 13 which are a source region or a drain region. The well region 2 is used as a channel forming region of the MISFETQs. Gate insulating film 10 is formed of a silicon oxide film formed by oxidizing the main surface of well region 2. Gate electrode 11 is provided on a predetermined upper portion of gate insulating film 10, and is formed of a polycrystalline silicon film into which an impurity for reducing a resistance value is introduced. A word line (WL) 11 formed in the same manufacturing process as the gate electrode 11 extends above the information storage capacitance element C with the interlayer insulating film 9 interposed therebetween. Also, the gate electrode 11 and the word line 11
A single layer of a high melting point metal film or a high melting point metal silicide film may be used. Further, the gate electrode 11 and the word line 11
May be formed as a composite film in which a refractory metal film or a refractory metal silicide film is stacked on a polycrystalline silicon film. One of the pair of semiconductor regions 13 connected to (integrated with) the semiconductor region 6 which is one electrode of the information storage capacitor C is formed by ion implantation with a low impurity concentration. I have. That is, one semiconductor region 13
Is the MISF of peripheral circuits such as decoder circuits other than memory cells
It is formed by ion implantation with a lower impurity concentration than the source region or the drain region of the ET. The one semiconductor region 13 is formed by ion implantation with a lower impurity concentration than the semiconductor region 6 which is one electrode of the information storage capacitor C. The one semiconductor region 13 is formed in a self-aligned manner mainly using the gate electrode 11, the plate electrode 8, and the isolation insulating film 3 as a mask for introducing impurities. In the DRAM of the present embodiment, one semiconductor region 13 is 1 × 10 13 [atoms / cm 2 ] or more and 1 × 10 14 [atoms / cm 2 ].
It is formed by ion implantation with a low impurity concentration within a range of less than [atoms / cm 2 ]. The one semiconductor region 13 formed with this low impurity concentration has a resistance value of 1 to 2 [KΩ], but the ON resistance of the memory cell selecting MISFET Qs is several [KΩ].
There is no problem in the information writing operation and the information reading operation because there is a certain degree. The other semiconductor region (the side connected to the data line) 13 of the pair of semiconductor regions 13 is basically formed by ion implantation with a low impurity concentration (in the same manufacturing process) as one semiconductor region 13. Have been. At least a portion of the other semiconductor region 13 connected to the data line (actually, the intermediate conductive layer 17) is formed of the n + -type semiconductor region 17A having a high impurity concentration. The semiconductor region 17A is formed by introducing an n-type impurity by thermal diffusion from the intermediate conductive layer 17 connected thereto in a self-aligned manner. The intermediate conductive layer 17 is formed of, for example, a polycrystalline silicon film into which P (or As) is introduced at a high impurity concentration. The intermediate conductive layer 17 is connected to the semiconductor region 17A through a connection hole 16 defined by a side wall spacer formed on a side wall of the gate electrode 11. The semiconductor region 17A having a high impurity concentration has, for example, a surface concentration of 10 20 [atoms].
[ms / cm 3 ] or higher. The intermediate conductive layer 17 is configured such that a central portion is connected to the semiconductor region 17A and a peripheral portion extends above the gate electrode 11. The intermediate conductive layer 17 and the gate electrode 11 are electrically separated via the interlayer insulating film 12. The high impurity concentration semiconductor region 17A is mainly
It is configured to improve the ohmic characteristics of the third conductive layer 17 and the intermediate conductive layer 17 and to reduce the contact resistance value between them. A data line (DL) 20 is connected to the intermediate conductive layer 17 through a connection hole 18A formed in the interlayer insulating layer 18.
The data line 20 causes a mask misalignment in the manufacturing process with respect to the semiconductor region 17A, but since the central portion of the intermediate conductive layer 17 is connected to the semiconductor region 17A in a self-aligned manner, the intermediate conductive layer 17 is interposed. Thereby, the data line 20 and the semiconductor region 17A can be substantially connected in a narrow region between the gate electrodes 11. The data line 20 is formed of, for example, aluminum or an aluminum alloy to which Si or Cu is added. Above the data line 20, an interlayer insulating film 21 is interposed,
A shunt word line (WL) 22 is provided. Although not shown, the shunt word line 22 is connected to the word line 11 in a predetermined region, and is configured to reduce its resistance value. The shunt word line 22 is, for example, a data line.
It is formed of the same material as 20. Peripheral circuits, for example, n-channel MISFETQn of a decoder circuit
Are formed on the main surface of the well region 2. MISFETQn
Mainly consist of well region 2, gate insulating film 10, gate electrode
11, a pair of an n-type semiconductor region 13 and an n + -type semiconductor region 15 that are a source region and a drain region. The semiconductor region 13 of the MISFET Qn is formed by ion implantation with a low impurity concentration, similarly to the semiconductor region 13 of the MISFET Qs for memory cell selection. The semiconductor region 13 is a MISFET
A channel formation region side of the drain region of the Qn is adapted to form at a low impurity concentration, LDD (L ightly D oped
MISFETQn having a ( D rain) structure. The semiconductor region 15 is formed by ion implantation with a high impurity concentration. The semiconductor region 15 has a source resistance of MISFETQn,
It is formed with a high impurity concentration in order to reduce each of the drain resistances and increase the speed. Further, the semiconductor region 15 is formed by ion implantation in order to form the semiconductor region 15 in a self-aligned manner with respect to the gate electrode 11 for miniaturization and to enhance controllability of the impurity concentration. The semiconductor region 15 is 1 × 10 15 [atoms / cm
2 ] High impurity concentration (actually 10 15 to 10 16 [atoms / c
m 2 ]). Wiring 20 is connected to each semiconductor region 15 of MISFETQn. The wiring 20 is formed in the same manufacturing process as the data line 20. A connection hole is provided at a connection portion between the wiring 20 and the semiconductor region 15.
An n + -type semiconductor region 19 having a high impurity concentration formed by introducing an n-type impurity through 18A is provided. This semiconductor area
Reference numeral 19 is mainly configured to prevent a short circuit between the wiring 20 and the well region 2 caused by misalignment of the mask in the manufacturing process. As described above, in the DRAM memory cell, one semiconductor region 13 of the memory cell selecting MISFETQs is formed by ion implantation with a lower impurity concentration than the MISFETQn semiconductor region 15 of the peripheral circuit other than the memory cell. MISF for selection
By forming the other semiconductor region 13 of the ETQs by the low impurity concentration ion implantation and the high impurity concentration thermal diffusion (semiconductor region 17A), generation of crystal defects on the substrate surface based on the high impurity concentration ion implantation , The leakage of electric charges serving as information stored in the information storage capacitor C can be reduced, and the information retention characteristics can be improved.
AM refresh characteristics can be improved,
The other semiconductor region 13 and the data line 20 (actually, the intermediate conductive layer
17) The contact resistance with DRAM can be reduced.
Operation speed can be increased. According to the basic research of the present inventors, the semiconductor region 13 formed by ion implantation with a low impurity concentration of less than 1 × 10 14 [atoms / cm 2 ] is generated on the main surface of the well region 2 due to the introduction of the impurity. As a result, the crystal defects can be sufficiently recovered by the heat treatment after the impurity is introduced. Further, since the pair of semiconductor regions 13 which are the source region and the drain region of the memory cell selecting MISFET Qs of the memory cell are formed with a low impurity concentration, the amount of impurities flowing under the gate electrode 11 can be reduced. , The effective channel length can be sufficiently ensured. Therefore, the short channel effect is prevented and the MISFET
Since the area of Qs can be reduced, the degree of integration of the DRAM can be improved. Further, by connecting the data line 20 to the other semiconductor region 13 (semiconductor region 17A) of the memory cell selecting MISFETQn of the memory cell with the intermediate conductive layer 17 interposed, the gate electrode 11 of the adjacent memory cell selecting MISFETQs is formed. Since the size between them (data line contact area) can be reduced,
The degree of integration of DRAM can be improved. Although not shown in FIG. 1, the peripheral circuit has a p-channel MI channel on the main surface of the semiconductor substrate 1 or the main surface of the n − -type well region.
An SFET is configured. Next, a specific method of manufacturing the DRAM will be briefly described with reference to FIG. 2 to FIG. 9 (cross-sectional views of main parts shown in respective manufacturing steps). First, an n − type semiconductor substrate 1 is prepared. Next, in the memory cell formation region and the n-channel MISFET formation region, the p − -type well region 2 is formed on the main surface of the semiconductor substrate 1. Next, an inter-element isolation insulating film 3 is formed on each of the main surfaces of the semiconductor substrate 1 and the well region 2 between the semiconductor element formation regions. In the peripheral circuit portion, a p-type channel stopper region 4 is formed in the main surface portion of the well region 2 under the inter-element isolation insulating film 3 by the same manufacturing process as the step of forming the inter-element isolation insulating film 3. Next, as shown in FIG. 2, ap + -type potential barrier layer 5 is formed on the main surface of the memory cell formation region in the well region 2. The potential barrier layer 5 is formed by implanting p-type impurities by high-energy ion implantation in the memory cell formation region. At this time, the p-type impurity is simultaneously formed on the main surface of the well region 2 under the element isolation insulating film 3. The mold channel stopper region 4 can be formed. In forming the potential barrier layer 5, the peripheral circuit formation region is covered with a mask for impurity introduction such as a photoresist film. Next, as shown in FIG. 3, the potential barrier layer 5 is formed in the region for forming the information storage capacitance element C of the memory cell.
The n + type semiconductor region 6 is formed on the main surface of the substrate. Semiconductor region 6
Form one electrode of the information storage capacitive element C. The semiconductor region 6 is formed by ion implantation with a medium impurity concentration as described above. Next, a dielectric film 7 is formed on the main surface of the semiconductor region 6. The dielectric film 7 is formed of, for example, a silicon oxide film formed by thermally oxidizing the main surface of the semiconductor region 6. Next, a plate electrode 8 is formed on the dielectric film 7. The plate electrode 8 is formed by introducing an n-type impurity into a polycrystalline silicon film deposited by CVD and performing predetermined patterning. By forming this plate electrode 8, the information storage capacitive element C is completed. Next, as shown in FIG. 4, an interlayer insulating film 9 covering the surface of the plate electrode 8 is formed. By the same manufacturing process as the process of forming the interlayer insulating film 9, the memory cell selecting MI
A gate insulating film 10 is formed on the main surface of the well region 2 in each of the formation regions of the SFET Qs and the n-channel MISFET Qn. Interlayer insulating film 9 is formed of a silicon oxide film obtained by oxidizing the surface of a polycrystalline silicon film. Gate insulating film 10 is formed of a silicon oxide film in which the main surface of well region 2 is oxidized. Next, a gate electrode 11 is formed on a predetermined upper portion of the gate insulating film 10 and an interlayer insulating film 12 is formed thereon, and the word line 11 and the interlayer insulating film 3 extending over the interlayer insulating film 9 and the isolation insulating film 3 are formed. The film 12 is formed. Gate electrode 11 and word line
Step 11 is formed by introducing an n-type impurity into a polycrystalline silicon film deposited by CVD and performing predetermined patterning. The interlayer insulating film 12 is formed of a silicon oxide film deposited by CVD, and the gate electrode 1
Patterning is performed in the same step as 1. Next, as shown in FIG.
An n-type semiconductor region 13 is formed on the main surface of the potential barrier layer 5 in the Qs formation region and on the main surface of the well region 2 in the n-channel MISFET Qn formation region. The semiconductor region 13 is formed by ion implantation with a low impurity concentration as described above, mainly using the gate electrode 11 (actually, the interlayer insulating film 12 or its etching mask) as a mask for introducing impurities. Next, a side wall spacer is formed on the side wall of the gate electrode 11.
Form 14. The sidewall spacers 14 can be formed by performing anisotropic etching such as RIE on a silicon oxide film deposited by CVD. Next, the gate insulating film 10 above the other semiconductor region 13 in the memory cell selection MISFET Qs formation region is removed, and a connection hole 16 is formed as shown in FIG. The connection hole 16 is formed in a region defined by the sidewall spacer 14. Next, an intermediate conductive layer 17 is formed on the interlayer insulating film 12 so as to be connected to the semiconductor region 13A through the connection hole 16. The intermediate conductive layer 17 is formed by adding n to a polycrystalline silicon film deposited by CVD.
It can be formed by introducing a pattern impurity and performing predetermined patterning. As shown in FIG. 7, the n-type impurity introduced into the intermediate conductive layer 17 is diffused into the main surface portion of the semiconductor region 13 by the heat treatment to form a high impurity concentration n + -type semiconductor region 17A. By forming the semiconductor region 17A, the MISFETQs for memory cell selection is completed. Next, as shown in FIG.
An n + type semiconductor region 15 is formed in the semiconductor region 13 in the SFET Qn formation region and in the main surface of the well region 2. The semiconductor region 15 is formed by ion implantation with a high impurity concentration as described above, mainly using the sidewall spacers 11 as an impurity introduction mask. By forming the semiconductor region 15, the n-channel MISFETQn is completed. Next, an interlayer insulating film 18 and a connection hole 18A are sequentially formed. Thereafter, in the n-channel MISFET Qs formation region of the peripheral circuit, an n-type impurity is introduced into the main surface portion of the semiconductor region 15 through the connection hole 18A to form an n + -type semiconductor region 19 having a high impurity concentration. Next, as shown in FIG. 9, a wiring 20 is formed through the connection hole 18A so as to be connected to the intermediate conductive layer 17 and to be connected to the data line 20 and the semiconductor region 19. Next, an interlayer insulating film 21 is formed above the data lines 20 and the wirings 20, and a shunt word line 22 is formed above the interlayer insulating film 21 as shown in FIG. By performing these series of manufacturing steps, the DRAM of this embodiment is completed. (Embodiment II) This embodiment II is a second embodiment of the present invention in which the isolation structure between the memory cells of the DRAM is changed. FIG. 10 (a cross-sectional view of a main part) shows a memory cell of a DRAM according to Embodiment II of the present invention and a MISFET of a peripheral circuit. As shown in FIG. 10, the DRAM of this embodiment has an insulating film 3A,
The information storage capacitor C of the memory cell is electrically isolated by the 3B and the potential barrier layer 5. As the insulating film 3A, for example, a silicon oxide film formed by thermal oxidation is used. Insulating film 3B
For example, a silicon nitride film deposited by CVD is used. The potential barrier layer 5 below the insulating films 3A and 3B is mainly used as an isolation region for increasing the threshold voltage of the parasitic MOS. The information storage capacitor C of the memory cell and the MISFETQs for selecting a memory cell of another memory cell adjacent in the direction in which the word line 11 extends are separated from the element isolation insulating film 3.
Is electrically isolated by The DRAM configured as described above can achieve substantially the same effects as the DRAM of the first embodiment. As described above, the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications may be made without departing from the gist of the invention. Of course. For example, the present invention can be applied to a SRAM (S tatic RAM). That is, a semiconductor region serving as an information storage node of an SRAM memory cell is formed by ion implantation with a low impurity concentration, and a semiconductor region connected to a data line is formed by ion implantation with a low impurity concentration and thermal diffusion with a high impurity concentration. I do. [Effects of the Invention] Of the inventions disclosed in the present application, effects that can be obtained by typical ones will be briefly described as follows. The refresh characteristics of the DRAM can be improved, and the operation speed of the DRAM can be increased.
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例IであるDRAMのメモリセル及
び周辺回路のMISFETを示す要部断面図、
第2図乃至第9図は、前記DRAMの具体的な製造方法を説
明する、製造工程毎に示す要部断面図、
第10図は、本発明の実施例IIであるDRAMのメモリセル及
び周辺回路のMISFETを示す要部断面図である。
図中、2……ウエル領域、5……ポテンシャルバリア
層、6,13,15,17A,19……半導体領域、7……誘電体膜、
8……プレート電極、10……ゲート絶縁膜、11……ゲー
ト電極又はワード線、17……中間導電層、20……データ
線又は配線、Qs……メモリセル選択用MISFET、Qn……n
チャネルMISFET、C……情報蓄積用容量素子である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part showing a memory cell of a DRAM according to Embodiment I of the present invention and a MISFET of a peripheral circuit. FIGS. 2 to 9 are specific examples of the DRAM. FIG. 10 is a cross-sectional view of a main part illustrating a manufacturing method for explaining a manufacturing method. FIG. 10 is a cross-sectional view of a main part showing a memory cell of a DRAM according to a second embodiment of the present invention and a MISFET of a peripheral circuit. In the figure, 2 ... well region, 5 ... potential barrier layer, 6,13,15,17A, 19 ... semiconductor region, 7 ... dielectric film,
8 plate electrode, 10 gate insulating film, 11 gate electrode or word line, 17 intermediate conductive layer, 20 data line or wiring, Qs MISFET for memory cell selection, Qn n
Channel MISFET, C ... Information storage capacitance element.
Claims (1)
ルを構成する第1MISFETを形成し、該主面における所定
の第2領域に周辺回路を構成する第2MISFETを形成する
半導体集積回路装置の製造方法であって、 前記第1領域に第1ゲート電極を、前記第2領域に第2
ゲート電極を夫々パターン形成する工程と、 前記第1ゲート電極をマスクとして、前記第1領域にイ
オン打込みにより所定不純物濃度の第1不純物領域を形
成し、前記第2ゲート電極をマスクとして、前記第2領
域にイオン打込みにより所定不純物濃度の第2不純物領
域を形成する工程と、 前記第1ゲート電極及び第2ゲート電極の側面に夫々サ
イドウォールを形成する工程と、 前記第1領域を保護膜によって覆い、前記第2領域にイ
オン打込みにより第2不純物領域よりも高不純物濃度の
第3不純物領域を形成する工程と、 前記第1不純物領域表面と接続する多結晶シリコン層を
形成する工程と、 前記多結晶シリコン層からの拡散により、前記サイドウ
ォール外方の第1不純物領域に不純物を導入し第1不純
物領域よりも高不純物濃度の第4不純物領域を形成する
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。 2.前記多結晶シリコン層がビット配線層と接続してい
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の半導
体集積回路装置の製造方法。 3.前記第1ゲート電極及び第2ゲート電極上それぞれ
に、前記第1ゲート電極及び第2ゲート電極パターン工
程時に前記サイドウォールスペーサを形成する工程で、
前記第1ゲート電極及び第2ゲート電極上それぞれに、
前記第1ゲート電極及び第2ゲート電極パターン工程時
に設けた絶縁膜を残しておくことを特徴とする特許請求
の範囲第1項に記載の半導体集積回路装置の製造方法。(57) [Claims] In a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, a first MISFET forming a memory cell is formed in a predetermined first region on a main surface of a semiconductor substrate, and a second MISFET forming a peripheral circuit is formed in a predetermined second region on the main surface. A first gate electrode in the first region and a second gate electrode in the second region.
Patterning gate electrodes, respectively; using the first gate electrode as a mask, forming a first impurity region having a predetermined impurity concentration by ion implantation in the first region, and using the second gate electrode as a mask, Forming a second impurity region having a predetermined impurity concentration by ion implantation into the two regions; forming sidewalls on side surfaces of the first gate electrode and the second gate electrode, respectively; Forming a third impurity region having a higher impurity concentration than the second impurity region by ion implantation in the second region, and forming a polycrystalline silicon layer connected to the surface of the first impurity region; An impurity is introduced into the first impurity region outside the sidewall by diffusion from the polycrystalline silicon layer, and the impurity concentration is higher than the first impurity region. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device which comprises a step of forming a fourth impurity region. 2. 2. The method according to claim 1, wherein the polycrystalline silicon layer is connected to a bit wiring layer. 3. Forming the sidewall spacers on the first gate electrode and the second gate electrode during the first gate electrode and the second gate electrode patterning, respectively;
On each of the first gate electrode and the second gate electrode,
2. The method according to claim 1, wherein an insulating film provided during the first gate electrode and second gate electrode patterning steps is left.
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
JP62290111A JP2803729B2 (en) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device |
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JP62290111A JP2803729B2 (en) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device |
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JPS61156862A (en) * | 1984-12-28 | 1986-07-16 | Toshiba Corp | Semiconductor memory device |
-
1987
- 1987-11-16 JP JP62290111A patent/JP2803729B2/en not_active Expired - Lifetime
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