JP2874816B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JP2874816B2
JP2874816B2 JP4165059A JP16505992A JP2874816B2 JP 2874816 B2 JP2874816 B2 JP 2874816B2 JP 4165059 A JP4165059 A JP 4165059A JP 16505992 A JP16505992 A JP 16505992A JP 2874816 B2 JP2874816 B2 JP 2874816B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
関し、より詳細には導電層と導電層との間に層間絶縁膜
として窒化膜が形成されている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, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device in which a nitride film is formed as an interlayer insulating film between conductive layers.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、導電層と導電層との間に窒化膜が
形成されている半導体装置、例えば、不揮発性RAMセ
ル(A)と、周辺回路で用いられるトランジスタ、例え
ば、中耐圧トランジスタ(B)及び5V系トランジスタ
(C)を形成する方法としては、次のような方法が用い
られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a semiconductor device in which a nitride film is formed between conductive layers, for example, a nonvolatile RAM cell (A), and a transistor used in a peripheral circuit, for example, a medium-voltage transistor ( The following method is used to form B) and the 5V transistor (C).

【0003】図5(a)に示したように、PMOS型の
中耐圧トランジスタ及び5V系トランジスタが形成され
る部分にN- ウェルを形成し、次に、シリコン基板1上
に素子分離領域2を形成することにより、不揮発性RA
M、中耐圧トランジスタ及び5V系トランジスタを形成
するための活性領域をそれぞれ確保する。そして、シリ
コン基板1上にフォトリソグラフィ工程によりレジスト
3aを塗布して、不揮発性RAMメモリセルの不純物拡
散層4となる部分にイオン注入を行う。
As shown in FIG. 5A, an N - well is formed in a portion where a PMOS type medium voltage transistor and a 5V transistor are formed, and then an element isolation region 2 is formed on a silicon substrate 1. By forming the non-volatile RA
Active regions for forming M, medium voltage transistors, and 5V transistors are secured. Then, a resist 3a is applied on the silicon substrate 1 by a photolithography process, and ions are implanted into a portion to be the impurity diffusion layer 4 of the nonvolatile RAM memory cell.

【0004】次いで、図5(b)に示したように、不揮
発性RAMメモリセルの不純物拡散層4を形成するため
に、約900℃で20分程度アニール処理を行い、シリ
コン基板1全面にゲート酸化膜であるSiO2 膜5を形
成する。そして、不純物拡散層4上のSiO2 膜5の一
部を、フォトリソグラフィ工程によりレジスト3bを塗
布してエッチング除去する。
Then, as shown in FIG. 5B, annealing is performed at about 900 ° C. for about 20 minutes to form an impurity diffusion layer 4 of the nonvolatile RAM memory cell, and a gate is formed on the entire surface of the silicon substrate 1. An SiO 2 film 5 as an oxide film is formed. Then, a part of the SiO 2 film 5 on the impurity diffusion layer 4 is removed by etching by applying a resist 3b by a photolithography process.

【0005】そして、図5(c)に示したように、レジ
スト3bを剥離したのち、SiO2膜5のエッチング除
去された部分にトンネル酸化膜であるSiO2 膜5aを
再び形成する。そして、これらSiO2 膜5、5a上に
第1のポリシリコンを堆積し、N+ 型不純物であるリン
をドーピングしたのち、レジスト3cを用いたフォトリ
ソグラフィ工程により第1のポリシリコンを所望のパタ
ーンにエッチングして、ゲート電極6a〜6eを形成す
る。
Then, as shown in FIG. 5C, after the resist 3b is peeled off, an SiO 2 film 5a as a tunnel oxide film is formed again on the portion of the SiO 2 film 5 which has been etched away. Then, a first polysilicon is deposited on the SiO 2 films 5 and 5a, and is doped with phosphorus as an N + -type impurity, and then the first polysilicon is patterned into a desired pattern by a photolithography process using a resist 3c. To form gate electrodes 6a to 6e.

【0006】レジスト3cを剥離したのち、図6(d)
に示したように、レジスト3dを用いたフォトリソグラ
フィ工程によって、中耐圧トランジスタのN- ウェル及
び5V系トランジスタをマスクし、不揮発性RAMセル
においてはゲート電極6a〜6cをマスクとして、例え
ば、シリコン基板1にリンを60keV、1×1013
cm2 の濃度で注入し、不純物拡散層4をそれぞれ形成
する。
After the resist 3c is peeled off, FIG.
As shown in the figure, the N well of the medium-breakdown-voltage transistor and the 5V-system transistor are masked by a photolithography process using the resist 3d, and in the non-volatile RAM cell, the gate electrodes 6a to 6c are used as a mask. Phosphorous at 60 keV, 1 × 10 13 /
Implantation is performed at a concentration of cm 2 to form impurity diffusion layers 4 respectively.

【0007】再びレジスト3dを剥離した後、図6
(e)に示したように、ゲート電極6a〜6eを構成す
るポリシリコンを酸化して、各ゲート電極6a〜6e上
にSiO 2 膜7を形成し、さらに、SiO2 膜7上にS
iN膜8を堆積する。次いで、レジスト3eと用いたフ
ォトリソグラフィ工程により、不揮発性RAMが形成さ
れる領域のみをマスクして、中耐圧トランジスタ及び5
V系トランジスタが形成される領域のみのSiN膜8を
エッチング除去した後、レジスト3eを剥離する。
After removing the resist 3d again, FIG.
As shown in (e), the gate electrodes 6a to 6e are formed.
Is oxidized to form a film on each of the gate electrodes 6a to 6e.
SiO TwoA film 7 is formed, and SiOTwoS on film 7
An iN film 8 is deposited. Next, the resist 3e and the used photoresist are used.
The non-volatile RAM is formed by the photolithography process.
Masking only the region to be
The SiN film 8 is formed only in the region where the V-type transistor is formed.
After the etching removal, the resist 3e is peeled off.

【0008】そして、図6(f)に示したように、これ
らゲート電極6a〜6e、SiO2膜7、SiN膜8等
が形成されたシリコン基板1全面にSiO2 膜を堆積
し、ドライエッチングおよびHF洗浄によりゲート電極
6a〜6eにそれぞれサイドウォール9を形成し、さら
にゲート電極6a〜6e上に熱酸化によりSiO2
(図示せず)を形成する。次いで、レジスト3fを用い
たフォトリソグラフィ工程により、不揮発性RAMセル
のゲート電極6bとゲート電極6cとの間の不純物拡散
層4上にシリコン基板1に至るコンタクトホール10を
形成する。
Then, as shown in FIG. 6 (f), an SiO 2 film is deposited on the entire surface of the silicon substrate 1 on which the gate electrodes 6a to 6e, the SiO 2 film 7, the SiN film 8 and the like are formed, and is dry-etched. Then, sidewalls 9 are formed on the gate electrodes 6a to 6e by HF cleaning, respectively, and a SiO 2 film (not shown) is formed on the gate electrodes 6a to 6e by thermal oxidation. Next, a contact hole 10 reaching the silicon substrate 1 is formed on the impurity diffusion layer 4 between the gate electrode 6b and the gate electrode 6c of the nonvolatile RAM cell by a photolithography process using the resist 3f.

【0009】そしてさらに、図7(g)に示したよう
に、シリコン基板1上全面に第2のポリシリコンを堆積
した後、N+ 型不純物であるリンをドーピングしたの
ち、レジスト3gを用いたフォトリソグラフィ工程によ
り、第2のポリシリコンを所望のパターンにエッチング
して、キャパシタの下部電極11を形成する。次いで、
図7(h)に示したように、レジスト3hを用いたフォ
トリソグラフィ工程により5V系トランジスタのN-
ェル内にボロンイオンを注入する。
Further, as shown in FIG. 7 (g), after depositing a second polysilicon on the entire surface of the silicon substrate 1, doping with phosphorus which is an N + -type impurity, a resist 3g is used. The second polysilicon is etched into a desired pattern by a photolithography process to form the lower electrode 11 of the capacitor. Then
As shown in FIG. 7H, boron ions are implanted into the N - well of the 5V transistor by a photolithography process using a resist 3h.

【0010】さらに、図7(i)に示したように、さら
に、レジスト3iを用いたフォトリソグラフィ工程によ
り5V系トランジスタの他の領域にもボロンイオンを注
入する。そして、レジスト3iを剥離したのち、図8
(j)に示したように、キャパシタの下部電極11であ
る第2のポリシリコンを酸化することにより、下部電極
11上にキャパシタ絶縁膜としてSiO2 膜12を形成
し、さらに、シリコン基板1全面にSiN膜13を堆積
させる。次いで、レジスト3jを用いたフォトリソグラ
フィ工程により、不揮発性RAMセル上以外のSiN膜
13をエッチング除去する。
Further, as shown in FIG. 7I, boron ions are further implanted into other regions of the 5V transistor by a photolithography process using a resist 3i. Then, after removing the resist 3i, FIG.
As shown in (j), the SiO 2 film 12 is formed as a capacitor insulating film on the lower electrode 11 by oxidizing the second polysilicon which is the lower electrode 11 of the capacitor. The SiN film 13 is deposited. Next, by a photolithography process using the resist 3j, the SiN film 13 other than on the non-volatile RAM cell is removed by etching.

【0011】そしてさらに、図8(k)に示したよう
に、フォトリソグラフィ工程により5V系トランジスタ
上のSiO2 膜5をエッチング除去して、さらにゲート
酸化膜としてSiO2 膜16を形成する。次いで、図8
(l)に示したように、シリコン基板1上全面に、第3
のポリシリコン14を堆積した後、N+ 型不純物である
リンをドーピングしたのち、WSi15を積層し、所望
の形状にパターニングして、キャパシタの上部電極及び
5V系トランジスタのゲート電極6f、6gをそれぞれ
形成する。
Further, as shown in FIG. 8 (k), the SiO 2 film 5 on the 5V transistor is etched away by a photolithography process, and a SiO 2 film 16 is formed as a gate oxide film. Then, FIG.
As shown in (l), a third surface is formed on the entire surface of the silicon substrate 1.
After the polysilicon 14 is deposited, after doping with phosphorus which is an N + -type impurity, a WSi 15 is laminated and patterned into a desired shape, and the upper electrode of the capacitor and the gate electrodes 6f and 6g of the 5V transistor are respectively formed. Form.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】上記の半導体装置の製
造方法においては、シリコン基板1上にゲート電極6a
〜6eを形成したのち、層間絶縁膜としてSiO2 膜7
及びSiN膜8を積層させる。そして、第2の導電層で
あるキャパシタ下部電極11を形成する領域以外のSi
N膜8を、レジスト3を用いたフォトリソグラフィ工程
によってエッチング除去したのち、ポリシリコンを積層
して、所望のパターンにエッチングすることによりキャ
パシタ下部電極11を形成している。
In the above method for manufacturing a semiconductor device, the gate electrode 6a is formed on the silicon substrate 1.
~ 6e, and then an SiO 2 film 7 as an interlayer insulating film
And a SiN film 8 are laminated. Then, the Si other than the region where the capacitor lower electrode 11 as the second conductive layer is formed is formed.
After the N film 8 is removed by etching in a photolithography process using the resist 3, polysilicon is laminated and etched into a desired pattern to form the capacitor lower electrode 11.

【0013】しかし、これらの工程において用いたレジ
スト3は、そのつど硫酸ボイルで除去しなければなら
ず、シリコン基板1上にSiN膜が形成されている場合
には、そのSiN膜は硫酸ボイルで膜減りすることとな
るので、SiN膜形成後は、それらの工程をできる限り
少なくしなくてはならないという課題があった。本発明
はこのような課題に鑑みなされたものであり、層間絶縁
膜として形成した窒化膜の膜減りを抑制することができ
る半導体装置の製造方法を提供することを目的としてい
る。
However, the resist 3 used in these steps must be removed with a sulfuric acid boiler each time. When a SiN film is formed on the silicon substrate 1, the SiN film is formed with a sulfuric acid boiler. Since the film is reduced, there has been a problem that, after the formation of the SiN film, these steps must be reduced as much as possible. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such problems, and has as its object to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of suppressing a decrease in a nitride film formed as an interlayer insulating film.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記記載の課題を解決す
るために本発明によれば、キャパシタを有する不揮発性
RAMセル領域とMOSトランジスタを有する周辺回路
領域とを備えた半導体装置の製造方法において、半導体
基板上に絶縁膜を介して形成された第1の導電層をパタ
ーニングすることにより、前記不揮発性RAMのゲート
電極及び前記MOSトランジスタのゲート電極を同時に
形成する工程と、全面に窒化膜及び第2の導電層を順次
積層する工程と、該第2の導電層をパターニングし、前
記不揮発性RAMのキャパシタ下部電極のパターニング
と同時に該パターニングされた前記第2の導電層をマス
クに前記窒化膜をエッチング除去する工程とを含む半導
体装置の製造方法が提供される。
According to the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device having a nonvolatile RAM cell region having a capacitor and a peripheral circuit region having a MOS transistor. Forming a gate electrode of the nonvolatile RAM and a gate electrode of the MOS transistor at the same time by patterning a first conductive layer formed on a semiconductor substrate via an insulating film; Sequentially stacking a second conductive layer, patterning the second conductive layer, and patterning the lower electrode of the capacitor of the nonvolatile RAM simultaneously with the patterned second conductive layer as a mask; And a step of etching the semiconductor device.

【0015】本発明における半導体装置の製造方法にお
いては、第1の導電層により電極が形成された半導体基
板を用いる。半導体基板としては、通常、基板として用
いられるものを使用することができるが、シリコン基板
が好ましい。また、第一の導電層としては、通常、導電
層として用いられるポリシリコン又はW、Ti等のシリ
サイド、あるいはポリサイド等を用いることができる。
ポリシリコンを用いる場合には、公知の方法、例えば、
CVD法等により、通常、電極として用いられる膜厚で
積層することが好ましい。また、このポリシリコンを所
望の形状にパターニングする方法は、公知のエッチング
法により行うことができる。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a semiconductor substrate having an electrode formed of a first conductive layer is used. As the semiconductor substrate, those usually used as a substrate can be used, but a silicon substrate is preferable. Further, as the first conductive layer, polysilicon or silicide such as W or Ti, which is usually used as the conductive layer, or polycide can be used.
When using polysilicon, a known method, for example,
It is preferable to stack by the CVD method or the like so as to have a thickness usually used as an electrode. Further, the method of patterning the polysilicon into a desired shape can be performed by a known etching method.

【0016】また、本発明において形成する層間絶縁膜
としては、少なくともSiN膜が形成されおり、SiO
2 /SiN膜等の積層構造でもよい。この際、SiN膜
は公知の方法、例えば、CVD法等により、通常、絶縁
膜として用いられる膜厚で積層することが好ましい。さ
らに、層間絶縁膜である窒化膜上に積層される第2の導
電層としては、特に限定されるものではなく、通常、導
電層として用いられるポリシリコン又はW、Ti等のシ
リサイド、あるいはポリサイド等を用いることができ
る。そして、この第2の導電層を所望の形状にパターニ
ングする際、窒化膜も同時にエッチングされる。その方
法としては、公知のエッチング法により行うことができ
る。
Further, at least a SiN film is formed as an interlayer insulating film formed in the present invention.
A laminated structure such as a 2 / SiN film may be used. At this time, it is preferable to stack the SiN film by a known method, for example, a CVD method or the like so as to have a film thickness usually used as an insulating film. Further, the second conductive layer laminated on the nitride film as the interlayer insulating film is not particularly limited, and is usually polysilicon or a silicide such as W or Ti, or polycide used as the conductive layer. Can be used. When the second conductive layer is patterned into a desired shape, the nitride film is simultaneously etched. The method can be performed by a known etching method.

【0017】[0017]

【作用】上記した方法によれば、半導体基板上に絶縁膜
を介して形成された第1の導電層をパターニングするこ
とにより、前記不揮発性RAMのゲート電極及び前記M
OSトランジスタのゲート電極を同時に形成する工程
と、全面に窒化膜及び第2の導電層を順次積層する工程
と、該第2の導電層をパターニングし、前記不揮発性R
AMのキャパシタ下部電極のパターニングと同時に該パ
ターニングされた前記第2の導電層をマスクに前記窒化
膜をエッチング除去する工程とを含むので、第1の導電
層のパターニング、層間絶縁膜である窒化膜のパターニ
ング及び第2の導電層のパターニングをそれぞれ行う必
要がなく、不要部分の窒化膜の除去は第2の導電層のパ
ターニングと同時に行われ、パターニングの際に用いる
レジスト除去のための、硫酸ボイルやHFクリーン工程
の回数が1回減少する。
According to the method described above, the first conductive layer formed on the semiconductor substrate via the insulating film is patterned to form the gate electrode of the nonvolatile RAM and the M layer.
Simultaneously forming a gate electrode of an OS transistor, sequentially laminating a nitride film and a second conductive layer on the entire surface, and patterning the second conductive layer to form the nonvolatile R
Etching the nitride film using the patterned second conductive layer as a mask at the same time as patterning the capacitor lower electrode of the AM, so that the first conductive layer is patterned, and the nitride film is an interlayer insulating film. Patterning and patterning of the second conductive layer need not be performed, respectively, and the removal of the unnecessary portion of the nitride film is performed simultaneously with the patterning of the second conductive layer. And the number of HF clean steps is reduced by one.

【0018】[0018]

【実施例】従来の不揮発性RAMセル、中耐圧トランジ
スタ及び5V系トランジスタが形成された半導体装置の
製造方法を図面に基づいて説明する。図1(a)に示し
たように、PMOS型の中耐圧トランジスタ及び5V系
トランジスタが形成される部分にN- ウェルを形成し、
次に、シリコン基板1上に素子分離領域2を形成するこ
とにより、キャパシタを有する不揮発性RAM(A)、
中耐圧トランジスタ(B)及び5V系トランジスタ
(C)を形成するための活性領域をそれぞれ確保する。
そして、シリコン基板1上にフォトリソグラフィ工程に
よりレジスト3aを塗布して、不揮発性RAMメモリセ
ルの不純物拡散層4となる部分に、例えば、P及びAs
をイオン注入する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method for manufacturing a conventional semiconductor device in which a nonvolatile RAM cell, a medium voltage transistor and a 5V transistor are formed will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1A, an N - well is formed at a portion where a PMOS type medium voltage transistor and a 5V transistor are formed.
Next, a non-volatile RAM (A) having a capacitor is formed by forming an element isolation region 2 on a silicon substrate 1,
Active regions for forming the medium voltage transistor (B) and the 5V transistor (C) are secured.
Then, a resist 3a is applied on the silicon substrate 1 by a photolithography process, and, for example, P and As are formed on a portion to be the impurity diffusion layer 4 of the nonvolatile RAM memory cell.
Is ion-implanted.

【0019】次いで、図1(b)に示したように、キャ
パシタを有する不揮発性RAMメモリセルの不純物拡散
層4を形成するために、窒素ガス雰囲気下、約900℃
で400〜500分程度アニール処理を行う。次に、シ
リコン基板1全面にゲート酸化膜であるSiO2 膜5を
約300〜400Å形成する。そして、不純物拡散層4
上のSiO2 膜5の一部を、フォトリソグラフィ工程に
よりレジスト3bを用いてエッチング除去する。
Next, as shown in FIG. 1 (b), in order to form the impurity diffusion layer 4 of the nonvolatile RAM memory cell having the capacitor, at about 900 ° C. in a nitrogen gas atmosphere.
For about 400 to 500 minutes. Next, an SiO 2 film 5 as a gate oxide film is formed on the entire surface of the silicon substrate 1 at about 300 to 400 °. Then, the impurity diffusion layer 4
A part of the upper SiO 2 film 5 is removed by etching using a resist 3b by a photolithography process.

【0020】そして、レジスト3bを剥離したのち、図
1(c)に示したように、SiO2膜5のエッチング除
去された部分にトンネル酸化膜であるSiO2 膜5aを
再び形成する。そして、これらSiO2 膜5、5a上に
第1のポリシリコンを3000Å程度の厚さで堆積し、
+ 型不純物であるリンをドーピングしたのち、フォト
リソグラフィ工程によりレジスト3cを用いて、第1の
ポリシリコンを所望のパターンにエッチングして、ゲー
ト電極6a〜6eを形成する。
[0020] Then, after removing the resist 3b, as shown in FIG. 1 (c), again to form a SiO 2 film 5a is a tunnel oxide film on the etched portions of the SiO 2 film 5. Then, a first polysilicon is deposited on these SiO 2 films 5 and 5a to a thickness of about 3000 °,
After doping with phosphorus, which is an N + -type impurity, the first polysilicon is etched into a desired pattern using a resist 3c by a photolithography process to form gate electrodes 6a to 6e.

【0021】レジスト3cを剥離したのち、図2(d)
に示したように、フォトリソグラフィ工程によって、中
耐圧トランジスタのN- ウェル及び5V系トランジスタ
をマスクし、不揮発性RAMセルにおいてはゲート電極
6a、6b、6cをマスクとして、例えば、シリコン基
板1にリンを60keV、1×1013ions/cm 2
の濃度で注入し、不純物拡散層4をそれぞれ形成する。
After the resist 3c is peeled off, FIG.
As shown in the above, the photolithography process
N of breakdown voltage transistor-Well and 5V transistor
And a gate electrode in a nonvolatile RAM cell.
6a, 6b, and 6c as masks, for example, a silicon-based
Phosphorous at 60 keV, 1 × 1013ions / cm Two
To form impurity diffusion layers 4 respectively.

【0022】再びレジスト3dを剥離した後、図2
(e)に示したように、ゲート電極6a〜6eを形成し
ているポリシリコンを酸化して、各ゲート電極6a〜6
e上に、膜厚100Å程度のSiO2 膜7を形成し、さ
らに、SiO2 膜7上に、膜厚200Å程度のSiN膜
8を堆積する。次いで、図2(f)に示したように、こ
れらゲート電極6a〜6e、SiO2膜7、SiN膜8
等が形成されたシリコン基板1全面に膜厚300Å程度
のSiO2 膜を堆積し、ドライエッチングおよびHF洗
浄によりゲート電極6a〜6eにそれぞれサイドウォー
ル9を形成する。さらに、熱酸化によりゲート電極6a
〜6eのSiN上に10〜30Å程度のSiO2 膜(図
示せず)を堆積させる。次いで、フォトリソグラフィ工
程により、不揮発性RAMセルのゲート電極6bとゲー
ト電極6cとの間の不純物拡散層4上にシリコン基板1
に至るコンタクトホール10を形成する。
After removing the resist 3d again, FIG.
As shown in (e), the polysilicon forming the gate electrodes 6a to 6e is oxidized, and the respective gate electrodes 6a to 6e are oxidized.
e, a SiO 2 film 7 having a thickness of about 100 ° is formed, and a SiN film 8 having a thickness of about 200 ° is deposited on the SiO 2 film 7. Then, as shown in FIG. 2F, these gate electrodes 6a to 6e, SiO 2 film 7, SiN film 8
An SiO 2 film having a thickness of about 300 ° is deposited on the entire surface of the silicon substrate 1 on which the gate electrodes 6a to 6e are formed by dry etching and HF cleaning. Further, the gate electrode 6a is thermally oxidized.
An SiO 2 film (not shown) of about 10 to 30 ° is deposited on SiN of up to 6 e. Next, the silicon substrate 1 is formed on the impurity diffusion layer 4 between the gate electrode 6b and the gate electrode 6c of the nonvolatile RAM cell by a photolithography process.
Is formed.

【0023】そしてさらに、図3(g)に示したよう
に、シリコン基板1上全面に膜厚2500Å程度の第2
のポリシリコンを堆積した後、N+ 型不純物であるリン
をドーピングしたのち、フォトリソグラフィ工程により
レジスト3fを用いて、第2のポリシリコンを所望のパ
ターンにエッチングして、キャパシタ下部電極11を形
成する。また、第2のポリシリコンのパターニングと同
時にレジスト3fにマスクされた部分以外に積層された
SiN膜8をエッチング除去する。
Further, as shown in FIG. 3 (g), a second film having a thickness of about 2500 ° is formed on the entire surface of the silicon substrate 1.
After the polysilicon is deposited, the N + -type impurity is doped with phosphorus, and then the second polysilicon is etched into a desired pattern using a resist 3f by a photolithography process to form the capacitor lower electrode 11. I do. Simultaneously with the patterning of the second polysilicon, the SiN film 8 laminated other than the portion masked by the resist 3f is removed by etching.

【0024】次いで、図3(h)に示したように、フォ
トリソグラフィ工程によりレジスト3gを用いて、5V
系トランジスタのN- ウェル内にボロンイオンを、35
keV、1×1012ions/cm2 程度注入する。さ
らに、図3(i)に示したように、さらに、フォトリソ
グラフィ工程によりレジスト3hを用いて、5V系トラ
ンジスタの他の領域にもボロンイオンを同様に注入す
る。
Next, as shown in FIG. 3 (h), 5 V
Boron ions in the N - well of
Inject keV and about 1 × 10 12 ions / cm 2 . Further, as shown in FIG. 3I, boron ions are similarly implanted into other regions of the 5V transistor using a resist 3h by a photolithography process.

【0025】そして、レジスト3hを剥離したのち、図
4(j)に示したように、キャパシタ下部電極11を構
成する第2のポリシリコンを酸化することにより、キャ
パシタ下部電極11上にキャパシタ絶縁膜として膜厚1
00Å程度のSiO2 膜12を形成し、さらに、SiO
2 膜12上に膜厚140Å程度のSiN膜13を堆積さ
せる。次いで、フォトリソグラフィ工程によりレジスト
3iを用いて、不揮発性RAMセル上以外のSiN膜1
3をエッチング除去する。
After the resist 3h is removed, the second polysilicon forming the capacitor lower electrode 11 is oxidized to form a capacitor insulating film on the capacitor lower electrode 11 as shown in FIG. As film thickness 1
A SiO 2 film 12 of about 00 ° is formed.
A SiN film 13 having a thickness of about 140 ° is deposited on the second film 12. Next, the SiN film 1 other than on the non-volatile RAM cell is formed by a photolithography process using the resist 3i.
3 is removed by etching.

【0026】そしてさらに、図8(k)に示したよう
に、フォトリソグラフィ工程により5V系トランジスタ
上のSiO2 膜5をエッチング除去して、さらにゲート
酸化膜として膜厚170Å程度のSiO2 膜16を形成
する。次いで、図8(l)に示したように、シリコン基
板1上全面に、第3のポリシリコン14を1500Å程
度堆積した後、N+ 型不純物であるリンを注入し、WS
i15を2500Å程度積層し、所望の形状にパターニ
ングしてキャパシタ上部電極及び5V系トランジスタの
ゲート電極6f、6gをそれぞれ形成する。
Further, as shown in FIG. 8 (k), the SiO 2 film 5 on the 5V transistor is removed by etching by a photolithography process, and a SiO 2 film 16 having a thickness of about 170 ° is formed as a gate oxide film. To form Next, as shown in FIG. 8 (l), after a third polysilicon 14 is deposited on the entire surface of the silicon substrate 1 at about 1500 °, phosphorus as an N + -type impurity is implanted, and WS
i15 is stacked at about 2500 ° and patterned into a desired shape to form a capacitor upper electrode and gate electrodes 6f and 6g of a 5V transistor, respectively.

【0027】このような半導体装置の製造方法において
は、シリコン基板1上に形成されたゲート電極6a〜6
e上にSiN膜8を形成したのち、さらにポリシリコン
を積層し、キャパシタ下部電極11をパターニングす
る。そして、その際に、同時にSiN膜8をエッチング
して、不揮発性RAMに形成されたゲート電極6a、6
b上のみに、層間絶縁膜としてSiN膜8を形成する。
従って、マスクとしてレジストを用いてSiN膜8を所
望の形状にパターニングする工程が1回分、減少するこ
ととなり、レジスト除去のために行う硫酸ボイル工程を
1回減少させることができ、硫酸ボイルやHFクリーン
工程によるSiN膜8の膜減りを抑制することができ
る。
In such a method of manufacturing a semiconductor device, the gate electrodes 6 a to 6 formed on the silicon substrate 1 are formed.
After the SiN film 8 is formed on e, polysilicon is further laminated, and the capacitor lower electrode 11 is patterned. At this time, the SiN film 8 is simultaneously etched to form the gate electrodes 6a, 6a formed on the nonvolatile RAM.
An SiN film 8 is formed only on b as an interlayer insulating film.
Therefore, the number of steps of patterning the SiN film 8 into a desired shape by using a resist as a mask is reduced by one time, and the number of steps of boiling sulfuric acid for removing the resist can be reduced by one time. The reduction in the thickness of the SiN film 8 due to the clean process can be suppressed.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明によれば、半導体基板上に絶縁膜
を介して形成された第1の導電層をパターニングするこ
とにより、前記不揮発性RAMのゲート電極及び前記M
OSトランジスタのゲート電極を同時に形成する工程
と、全面に窒化膜及び第2の導電層を順次積層する工程
と、該第2の導電層をパターニングし、前記不揮発性R
AMのキャパシタ下部電極のパターニングと同時に該パ
ターニングされた前記第2の導電層をマスクに前記窒化
膜をエッチング除去する工程とを含むので、第1の導電
層のパターニング、層間絶縁膜である窒化膜のパターニ
ング及び第2の導電層のパターニングをそれぞれ行う必
要がなく、不要部分の窒化膜の除去を第2の導電層のパ
ターニングと同時に行なうことができる。よって、パタ
ーニングの際に用いるレジスト除去のための、硫酸ボイ
ル工程の回数を1回減少させることができ、製造工程の
簡略化を図ることができるとともに、窒化膜の膜減りを
抑制することができるので、信頼性の高い半導体装置を
製造することが可能となる。
According to the present invention, by patterning a first conductive layer formed on a semiconductor substrate via an insulating film, the gate electrode of the nonvolatile RAM and the M
Simultaneously forming a gate electrode of an OS transistor, sequentially laminating a nitride film and a second conductive layer on the entire surface, and patterning the second conductive layer to form the nonvolatile R
Etching the nitride film using the patterned second conductive layer as a mask at the same time as patterning the capacitor lower electrode of the AM, so that the first conductive layer is patterned, and the nitride film is an interlayer insulating film. It is not necessary to perform patterning of the second conductive layer and patterning of the second conductive layer, and the unnecessary portion of the nitride film can be removed simultaneously with the patterning of the second conductive layer. Therefore, the number of times of the sulfuric acid boil process for removing the resist used for patterning can be reduced by one, and the manufacturing process can be simplified, and the thickness of the nitride film can be suppressed. Therefore, a highly reliable semiconductor device can be manufactured.

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

【図1】本発明に係る半導体装置の製造方法を説明する
ための製造工程を示す要部の概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a main part showing a manufacturing process for describing a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図2】本発明に係る半導体装置の製造方法を説明する
ための製造工程を示す要部の概略断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a main part showing a manufacturing process for describing a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図3】本発明に係る半導体装置の製造方法を説明する
ための製造工程を示す要部の概略断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a main part showing a manufacturing process for describing a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図4】本発明に係る半導体装置の製造方法を説明する
ための製造工程を示す要部の概略断面図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a main part showing a manufacturing process for describing a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図5】従来の半導体装置の製造方法を説明するための
製造工程を示す要部の概略断面図である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a main part showing a manufacturing process for describing a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図6】従来の半導体装置の製造方法を説明するための
製造工程を示す要部の概略断面図である。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a main part showing a manufacturing process for describing a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図7】従来の半導体装置の製造方法を説明するための
製造工程を示す要部の概略断面図である。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a main part showing a manufacturing process for describing a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図8】従来の半導体装置の製造方法を説明するための
製造工程を示す要部の概略断面図である。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a main part showing a manufacturing process for describing a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板(半導体基板) 6a〜6e ゲート電極(第1の導電層) 8 SiN膜(窒化膜) 11 キャパシタ下部電極(第2の導電層) Reference Signs List 1 silicon substrate (semiconductor substrate) 6a to 6e gate electrode (first conductive layer) 8 SiN film (nitride film) 11 capacitor lower electrode (second conductive layer)

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 27/105 H01L 27/108 H01L 21/8242 H01L 27/04 H01L 21/822 Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H01L 27/105 H01L 27/108 H01L 21/8242 H01L 27/04 H01L 21/822

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 キャパシタを有する不揮発性RAMセル
領域とMOSトランジスタを有する周辺回路領域とを備
えた半導体装置の製造方法において、 半導体基板上に絶縁膜を介して形成された第1の導電層
をパターニングすることにより、前記不揮発性RAMの
ゲート電極及び前記MOSトランジスタのゲート電極を
同時に形成する工程と、 全面に窒化膜及び第2の導電層を順次積層する工程と、 該第2の導電層をパターニングし、前記不揮発性RAM
のキャパシタ下部電極のパターニングと同時に該パター
ニングされた前記第2の導電層をマスクに前記窒化膜を
エッチング除去する工程とを含むことを特徴とする半導
体装置の製造方法。
1. A method of manufacturing a semiconductor device having a nonvolatile RAM cell region having a capacitor and a peripheral circuit region having a MOS transistor, comprising: forming a first conductive layer formed on a semiconductor substrate via an insulating film; Forming a gate electrode of the nonvolatile RAM and a gate electrode of the MOS transistor simultaneously by patterning; sequentially stacking a nitride film and a second conductive layer on the entire surface; Patterning the non-volatile RAM
Etching the nitride film using the patterned second conductive layer as a mask at the same time as patterning the capacitor lower electrode.
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