JP3039432B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JP3039432B2
JP3039432B2 JP9077715A JP7771597A JP3039432B2 JP 3039432 B2 JP3039432 B2 JP 3039432B2 JP 9077715 A JP9077715 A JP 9077715A JP 7771597 A JP7771597 A JP 7771597A JP 3039432 B2 JP3039432 B2 JP 3039432B2
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insulating film
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silicon film
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造方
法に関し、特にSRAMのメモリセルの製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、メモリ回路とロジック回路とを混
載する半導体装置が種々に開発検討されてきている。こ
のような中で、SRAMとロジック回路とを混載した1
チップマイクロプロセッサのような半導体装置が開発実
用化されている。この場合には、SRAMとロジック回
路を同一工程で形成しなければならない。
【0003】現在、ロジック回路の半導体装置では、絶
縁ゲート電界効果トランジスタ(MOSトランジスタ)
のトランジスタとしての性能を最大限に引き出すことが
重要である。このために、MOSトランジスタのソース
・ドレイン領域となる拡散層あるいはゲート電極はシリ
サイド化される。すなわち、MOSトランジスタを形成
するためにサリサイド化の工程が必要になる。また、こ
の場合にはMOSトランジスタのソース・ドレイン領域
の形成工程後は低温化が必須になっている。
【0004】以下、このようなロジック回路の半導体装
置の製造工程をSRAMの製造に適用する従来の方法を
説明する。
【0005】初めに、このスタティック型メモリセルの
等価回路を図5で説明する。図5に示すように、通常、
SRAMのメモリセルは2つの高抵抗の負荷抵抗素子と
4つのNチャネル型のMOSトランジスタとで構成され
る。
【0006】ここで、1対の負荷抵抗素子と1対のMO
Sトランジスタとでフリップフロップ回路が形成され
る。すなわち、1対の駆動用MOSトランジスタT1
よびT2 のドレインが、それぞれ他方のゲートに接続さ
れている。そして、それぞれのドレインには負荷抵抗R
1 、R2 を通して電源電圧Vccが印加される。また、
上記の1対の駆動用MOSトランジスタT1 およびT2
のソースは接地電位Vssに固定される。
【0007】さらに、転送用MOSトランジスタT3
よびT4 のソース/ドレインが、上記のフリップフロッ
プ回路の蓄積ノードN1 およびN2 にそれぞれ接続され
ている。そして、転送用MOSトランジスタT3 の他方
のソース/ドレインにビット線BLが接続され、同様
に、転送用MOSトランジスタT4 の他方のソース/ド
レインにビット線BLバーが接続されている。また、こ
れらの1対の転送用MOSトランジスタT3 とT4 のゲ
ートにワード線WLが接続されている。そして、このよ
うな回路構成のメモリセルに記憶情報1ビット分が蓄え
られる。
【0008】次に、上記のサリサイド化の工程をスタテ
ィック型メモリセルの形成に適用する場合について、図
6に基づいて説明する。ここで、図6はこの製造工程順
の断面図である。また、この断面図は、上記フリップフ
ロップ回路の片方と1つの情報転送用MOSトランジス
タの断面を示している。
【0009】図6(a)に示すように、半導体基板10
1上に選択的にフィールド酸化膜102を形成する。そ
して、フィールド酸化膜102の形成されていない領域
の半導体基板101表面にゲート酸化膜103を形成す
る。次に、全面を被覆するように多結晶シリコン膜10
4を形成する。ここで、多結晶シリコン膜104はリン
不純物等の不純物を高濃度に含有する。
【0010】次に、図6(b)に示すように、フォトリ
ソグラフィ技術とドライエチング技術とで多結晶シリコ
ン膜104を加工し、駆動用MOSトランジスタのゲー
トポリシリコン層105と転送用MOSトランジスタの
ゲートポリシリコン層106を形成する。なお、ゲート
ポリシリコン層106aは隣接するメモリセルの転送用
MOSトランジスタのゲートポリシリコン層である。そ
して、これらのゲートポリシリコン層105,106お
よび106aの側壁にサイドウォール絶縁膜107を形
成する。
【0011】次に、ヒ素等の不純物を高濃度にイオン注
入し、熱処理を施して拡散層108および109を形成
する。そして、全面に高融点金属層たとえばチタン層を
形成し、熱処理を加えた後、絶縁膜上の未反応のチタン
層を除去する。
【0012】このようにして、ゲートポリシリコン層1
05上にゲートシリサイド層110、ゲートポリシリコ
ン層106および106a上にもゲートシリサイド層1
11および111aを形成する。この積層する構造のゲ
ートポリシリコン層とゲートシリサイド層とがMOSト
ランジスタのゲート電極となる。そして、同時に、拡散
層108および109上にソース・ドレインシリサイド
層112と113を形成する。このようにして、駆動用
MOSトランジスタと転送用MOSトランジスタのゲー
ト電極とソース・ドレインはシリサイド化される。
【0013】次に、図6(c)に示すように、全面を被
覆するように層間絶縁膜114を形成する。そして、駆
動用MOSトランジスタのゲートシリサイド層110と
拡散層108に達するコンタクト孔115を形成する。
引き続いて、不純物を含有しない膜厚の薄い多結晶シリ
コン膜を堆積し、低濃度不純物をイオン注入して所定の
パターンに加工する。このようにして、高抵抗ポリシリ
コン層116を形成する。ここで、高抵抗ポリシリコン
層116は、コンタクト孔115部を通して駆動用MO
Sトランジスタのゲート電極と転送用MOSトランジス
タのソース/ドレイン領域とに電気接続されるようにな
る。
【0014】さらに、上記のパターン加工した多結晶シ
リコン膜の所定の領域に高濃度の不純物をイオン注入す
る。そして、熱処理を施してその抵抗を下げる。このよ
うにして、電源配線117および117aを形成する。
以上のようにして、サリサイド化されたMOSトランジ
スタを有するメモリセルができあがる。
【0015】しかし、MOSトランジスタをサリサイド
化した後は、700℃程度の低温の熱処理しか適用でき
なくなる。このために、電源配線117あるいは117
aを充分に低抵抗にするのが難しい。
【0016】これを回避する方法が特開平4−3203
71号公報に示されている。この方法の要点は、駆動用
MOSトランジスタと転送用MOSトランジスタのゲー
ト電極となるゲートポリシリコン層と同一層の多結晶シ
リコン膜に、電源配線と負荷抵抗を形成するところにあ
る。ここで、ゲートポリシリコン層と電源配線の表面は
共にシリサイド化される。なお、負荷抵抗はシリサイド
化されない。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】以上に説明した従来の
技術のうち、図面に基づいて説明した従来の技術では、
先述したように電源配線の低抵抗化に限界があり、SR
AMの性能が低下するようになる。また、同様に、コン
タクト孔115部でのゲートシリサイド層110と高抵
抗ポリシリコン層116との接触抵抗が増加するように
なり、SRAMの負荷抵抗の値の制御が難しくなる。
【0018】また、上記の公開公報に記載の従来の技術
では、駆動用MOSトランジスタと転送用MOSトラン
ジスタのゲート電極となるゲートポリシリコン層と同一
層の多結晶シリコン膜に、電源配線と負荷抵抗が形成さ
れる。このために、電源配線と負荷抵抗は、上記ゲート
電極の形成領域から離れた領域に形成されなければなら
なくなる。このために、メモリセルのセル面積が増加
し、SRAMの高集積化が難しくなる。
【0019】本発明の目的は、上記のような問題点を解
決し、ロジック回路とSRAMを容易に混載できる半導
体装置の製造方法を提供することにある。
【0020】
【0021】
【0022】
【0023】
【0024】
【0025】
【0026】
【課題を解決するための手段】 このために 本発明の半導
体装置の製造方法は、一導電型の半導体基板の表面に形
成された1対の情報転送用MOSトランジスタと、フリ
ップフロップ回路を構成する1対の駆動用MOSトラン
ジスタおよび1対の負荷抵抗素子とで形成されるスタテ
ィック型メモリセルの製造方法において、半導体基板上
に第1のゲート絶縁膜を介して第1の多結晶シリコン膜
と第1の層間絶縁膜とを積層して堆積する工程と、前記
第1の多結晶シリコン膜と前記第1の層間絶縁膜の所定
の領域を貫通し前記半導体基板に達するコンタクト孔を
形成する工程と、前記コンタクト孔を通して半導体基板
に逆導電型の不純物を導入する工程と、前記コンタクト
孔を通して半導体基板に接続する第2の多結晶シリコン
膜を前記第1の層間絶縁膜上に堆積する工程と、前記第
2の多結晶シリコン膜上に第2の層間絶縁膜を堆積し、
同一マスクで、前記第2の層間絶縁膜、前記第2の多結
晶シリコン膜、前記第1の層間絶縁膜、前記第1の多結
晶シリコン膜を順次ドライエッチングし駆動用MOSト
ランジスタのゲート電極と負荷抵抗素子とを形成する工
程と、半導体基板上に形成した第2のゲート絶縁膜およ
び前記第2の層間絶縁膜を被覆する第3の多結晶シリコ
ン膜を堆積してパターニングする工程と、前記パターニ
グした第3の多結晶シリコン膜の表面をシリサイド化し
情報転送用MOSトランジスタのゲート電極とスタティ
ック型メモリに電源を供給する電源配線とを形成する工
程とを含む。
【0027】あるいは、本発明の半導体装置の製造方法
は、一導電型の半導体基板の表面に形成された1対の情
報転送用MOSトランジスタと、フリップフロップ回路
を構成する1対の駆動用MOSトランジスタおよび1対
の負荷抵抗素子とで形成されるスタティック型メモリセ
ルの製造方法において、半導体基板上に第1のゲート絶
縁膜を介して第1の多結晶シリコン膜と第1の層間絶縁
膜とを積層して堆積する工程と、前記第1の多結晶シリ
コン膜と前記第1の層間絶縁膜の所定の領域を貫通し前
記半導体基板に達するコンタクト孔を形成する工程と、
前記コンタクト孔を通して半導体基板に逆導電型の不純
物を導入する工程と、前記コンタクト孔を通して半導体
基板に接続する第2の多結晶シリコン膜を前記第1の層
間絶縁膜上に堆積する工程と、前記第2の多結晶シリコ
ン膜上に第2の層間絶縁膜を堆積し、同一マスクで、前
記第2の層間絶縁膜、前記第2の多結晶シリコン膜、前
記第1の層間絶縁膜、前記第1の多結晶シリコン膜を順
次ドライエッチングし駆動用MOSトランジスタのゲー
ト電極と負荷抵抗素子とを形成する工程と、半導体基板
上に形成した第2のゲート絶縁膜を被覆する第3の多結
晶シリコン膜を堆積してパターニングする工程と、前記
パターニグした第3の多結晶シリコン膜の表面をシリサ
イド化し情報転送用MOSトランジスタのゲート電極を
形成する工程と、前記情報転送用MOSトランジスタの
ゲート電極を被覆する第3の層間絶縁膜を堆積し前記第
3の層間絶縁膜上に前記第2の多結晶シリコン膜に接続
する電源配線と、スタティック型メモリに接地電位を供
給するグランド配線とを形成する工程とを含む。
【0028】このように、スタティック型メモリの駆動
用MOSトランジスタと負荷抵抗素子とが同時に形成さ
れる。そして、その後に、転送用MOSトランジスタと
電源配線あるいはグランド配線が形成される。
【0029】このために、製造工程数を増やさずに転送
用MOSトランジスタのゲート電極とソース・ドレイン
用の拡散層のサリサイド化が可能になる。また、電源配
線あるいはグランド配線の低抵抗化も可能になる。
【0030】
【発明の実施の形態】次に、本発明の第1の実施の形態
を図1と図2に基づいて説明する。ここで、図1は本発
を説明するためのスタティック型メモリセル部の平面
図と断面図である。なお、図1(b)は図1(a)に記
すA−Bで切断したところの断面図となっている。ま
た、図2は、このようなメモリセルの製造工程順の断面
図である。
【0031】図1に示すように、シリコン等の半導体基
板1表面に選択的にフィールド酸化膜2が形成されてい
る。そして、図1(a)に示すように、これらのフィー
ルド酸化膜2に囲われて活性領域3および3aが形成さ
れている。また、この活性領域3および3aの表面にゲ
ート酸化膜4が形成されている。
【0032】そして、図1(a)および図1(b)に示
すように、駆動用MOSトランジスタのゲート電極を構
成する第1のゲートポリシリコン層5、その上の第1の
層間絶縁膜6を介して形成された高抵抗ポリシリコン層
7が同一形状のパターンになるように設けられている。
ここで、高抵抗ポリシリコン層7は、図1(a)の斜線
で示される第1のコンタクト孔8を通してノード拡散層
9に接続されている。そして、高抵抗ポリシリコン層7
上には第2の層間絶縁膜10が形成され、上記同一形状
のパターンの側壁には第1のサイドウォール絶縁膜11
が設けられている。
【0033】また、転送用MOSトランジスタのゲート
電極を構成する第2のゲートポリシリコン層12がゲー
ト酸化膜4上に形成され、ソース/ドレイン領域となる
拡散層13および14が形成されている。ここで、拡散
層13はノード拡散層9に接続される。そして、第2の
ゲートポリシリコン層12上にゲートシリサイド層15
が、拡散層13および14上にソース・ドレインシリサ
イド層16および17が形成されている。ここで、第2
のゲートポリシリコン層12とゲートシリサイド層15
とが転送用MOSトランジスタのゲート電極を構成す
る。このゲート電極が配設されて図1(a)に示すよう
にワード線18となる。なお、フィールド酸化膜2上に
形成された第2のゲートポリシリコン層12aとゲート
シリサイド層15aは、隣接するメモリセルの転送用M
OSトランジスタのゲート電極である。そして、このゲ
ート電極が配設されてワード線18aとなる。
【0034】そして、第2のコンタクト孔19を通して
電源ポリシリコン層20が高抵抗ポリシリコン層7に接
続されている。また、この電源ポリシリコン層20表面
もシリサイド化され、電源シリサイド層21が形成され
ている。図1(a)に示すように、この電源ポリシリコ
ン層20と電源シリサイド層21とが電源配線22を形
成する。なお、図1(b)に示すように、第2の層間絶
縁膜10上の電源ポリシリコン層20aと電源シリサイ
ド層21aとが図1(a)に示す電源配線22aを構成
することになる。
【0035】そして、これらの電源配線22および22
aの側壁、ワード線18および18aの側壁に第2のサ
イドウォール絶縁膜23が形成される。
【0036】また、図示されないがメモリセルのビット
線が、拡散層14上のソース・ドレインシリサイド層1
7に接続されて配設される。
【0037】次に、このようなSRAMの製造方法につ
いて図2を参照して説明する。
【0038】図2(a)に示すように、導電型がN型の
半導体基板1の表面へのボロンのイオン注入と熱処理に
よりP型ウェル24を形成する。次に、膜厚が300n
m程度のフィールド酸化膜2をリセスLOCOS(Lo
cal Oxidationof Silicon)法
で形成する。そして、膜厚が10nm程度のゲート酸化
膜4を形成する。
【0039】次に、膜厚が200nm程度の第1の多結
晶シリコン膜25を化学気相成長(CVD)法で形成す
る。ここで、この第1の多結晶シリコン膜25には、1
×1019原子/cm3 程度のリン不純物が含まれる。そ
して、この第1の多結晶シリコン膜25上に膜厚が10
0nm程度の第1の層間絶縁膜6を堆積する。この第1
の層間絶縁膜6はCVD法で堆積されたシリコン酸化膜
である。そして、第1の層間絶縁膜6と第1の多結晶シ
リコン膜25の所定の領域にコンタクト孔8を形成す
る。そして、リン不純物のイオン注入と熱処理とにより
ノード拡散層9を形成する。次に、膜厚が50nm程度
の第2の多結晶シリコン膜26をCVD法で堆積させ
る。そして、全面にリン不純物のイオン注入を行い熱処
理を施す。ここで、リン不純物のイオン注入のドーズ量
は1×1013イオン/cm2 程度に設定される。さら
に、この第2の多結晶シリコン膜26上に膜厚が100
nm程度の第2の層間絶縁膜10を堆積させる。
【0040】次に、フォトリソグラフィ技術とドライエ
ッチング技術とにより第2の層間絶縁膜10、第2の多
結晶シリコン膜26、第1の層間絶縁膜6および第1の
多結晶シリコン膜25を同一形状のパターンに加工す
る。このようにして、図2(b)に示すように同一パタ
ーン形状の第1のゲートポリシリコン層5、第1の層間
絶縁膜6、高抵抗ポリシリコン層7および第2の層間絶
縁膜10がそれぞれ形成される。
【0041】次に、この同一形状パターンの側壁に第1
のサイドウォール絶縁膜11を形成する。そして、選択
的なAs不純物のイオン注入と熱処理を施し、図示され
ていないが駆動用MOSトランジスタのソース・ドレイ
ン用の拡散層を形成する。次に、図2(b)に示すよう
に全面に膜厚が150nm程度の第3の多結晶シリコン
膜27を堆積させる。ここで、第3の多結晶シリコン膜
27には高濃度のリン不純物が含まれている。
【0042】次に、フォトリソグラフィ技術とドライエ
ッチング技術とでこの第3の多結晶シリコン膜27をパ
ターニングする。このようにして、図2(c)に示すよ
うに、第2のゲートポリシリコン層12および12a、
電源ポリシリコン層20および20aを形成する。
【0043】次に、図2(d)に示すように、この第2
のゲートポリシリコン層12および12a、電源ポリシ
リコン層20および20aの側壁に第2のサイドウォー
ル絶縁膜23を形成する。そして、全面に高濃度のAs
不純物のイオン注入を行い熱処理を施す。この工程で、
転送用MOSトランジスタのソース・ドレイン用の拡散
層13および14を形成する。そして、全面に膜厚が1
00nm程度のチタン膜を堆積させる。引き続いて、6
00℃程度での熱処理を施し第2のゲートポリシリコン
層12,12a上、拡散層13,14上および電源ポリ
シリコン層20,20a上をシリサイド化する。そし
て、アンモニア水溶液と過酸化水素溶液の混合溶液中に
浸漬し未反応のチタンを除去する。このようにして、第
2のゲートポリシリコン層12,12a上にゲートシリ
サイド層15,15aが、ソース・ドレイン用の拡散層
13,14上にソース・ドレインシリサイド層16,1
7が形成されるようになる。同様に、電源ポリシリコン
層20,20a上にも電源シリサイド層21,21aが
形成されるようになる。
【0044】このように本発明のスタティック型メモリ
セルの製造方法で特徴的なことは、駆動用MOSトラン
ジスタのゲート電極となる第1のゲートポリシリコン層
5と転送用MOSトランジスタのゲート電極となる第2
のゲートポリシリコン層12とが別の層に形成され、し
かも、この第2のゲートポリシリコン層12が電源ポリ
シリコン層20と同じ層に形成される点にある。
【0045】以上に説明したように、スタティック型メ
モリセルの電源配線は、転送用MOSトランジスタのサ
リサイド化と同時にシリサイド化される。このために、
高温の熱処理工程は不要になり、電源配線は容易に低抵
抗化できるようになる。
【0046】次に、本発明の第2の実施の形態を図3と
図4に基づいて説明する。ここで、図3は本発明の第2
の実施の形態を説明するスタティック型メモリセル部の
平面図と断面図である。なお、図3(b)は図3(a)
に記すC−Dで切断したところの断面図となっている。
そして、図3(a)のコンタクト孔には斜線が施されて
いる。また、図4は、このメモリセルの製造工程順の断
面図である。ここで、第1の実施の形態と同一なものは
同一符号で示される。
【0047】図3に示すように、シリコン等の半導体基
板1表面に選択的にフィールド酸化膜2が形成され、こ
れらのフィールド酸化膜2に囲われて活性領域3および
3aが形成されている。また、この活性領域3および3
aの表面にゲート酸化膜4が形成されている。
【0048】そして、図3(a)および図3(b)に示
すように、駆動用MOSトランジスタのゲート電極を構
成する第1のゲートポリシリコン層5、その上の第1の
層間絶縁膜6を介して形成された高抵抗ポリシリコン層
7が同一形状のパターンになるように設けられている。
ここで、高抵抗ポリシリコン層7は第1のコンタクト孔
8を通してノード拡散層9に接続されている。そして、
高抵抗ポリシリコン層7上には第2の層間絶縁膜10が
形成され、上記同一形状のパターンの側壁には第1のサ
イドウォール絶縁膜11が設けられている。
【0049】また、第1の実施の形態と同様に、転送用
MOSトランジスタのゲート電極を構成する第2のゲー
トポリシリコン層12がゲート酸化膜4上に形成され、
ソース/ドレイン領域となる拡散層13および14が形
成されている。そして、拡散層13はノード拡散層9に
接続される。また、第2のゲートポリシリコン層12上
にゲートシリサイド層15が、拡散層13および14上
にソース・ドレインシリサイド層16および17が形成
されている。そして、第2のゲートポリシリコン層12
とゲートシリサイド層15とが転送用MOSトランジス
タのゲート電極を構成する。このゲート電極が配設され
て図3(a)に示すようにワード線18となる。なお、
フィールド酸化膜2上に形成された第2のゲートポリシ
リコン層12aとゲートシリサイド層15aは、隣接す
るメモリセルの転送用MOSトランジスタのゲート電極
である。そして、このゲート電極が配設されてワード線
18aとなる。なお、これらの第2のゲートポリシリコ
ン層12,12aの側壁に第2のサイドウォール絶縁膜
23が形成されている。
【0050】そして、全体を被覆する第3の層間絶縁膜
28が形成され、第2の層間絶縁膜10および第3の層
間絶縁膜28に第2のコンタクト孔19が設けられてい
る。そして、第2のコンタクト孔19を通して電源配線
29が高抵抗ポリシリコン層7に接続されている。ま
た、同様に電源配線29aも形成されている。そして、
グランド配線30が配設され、図3(a)に示すように
第3のコンタクト孔31を通して活性領域3に接続され
ている。
【0051】次に、このようなスタティック型メモリセ
ルMの製造方法について図4を参照して説明する。
【0052】第1の実施の形態と同様に、図4(a)に
示すように、導電型がN型の半導体基板1の表面にP型
ウェル24を形成する。次に、膜厚が300nm程度の
フィールド酸化膜2をリセスLOCOS法で形成する。
そして、膜厚が10nm程度のゲート酸化膜4を形成す
る。
【0053】次に、膜厚が150nm程度の第1の多結
晶シリコン膜25をCVD法で形成する。ここで、この
第1の多結晶シリコン膜25には、高濃度のリン不純物
が含まれる。そして、この第1の多結晶シリコン膜25
上に膜厚が100nm程度の第1の層間絶縁膜6を堆積
する。この第1の層間絶縁膜6はCVD法で堆積された
シリコン酸化膜である。
【0054】次に、第1の層間絶縁膜6と第1の多結晶
シリコン膜25の所定の領域にコンタクト孔8を形成す
る。そして、リン不純物のイオン注入と熱処理とにより
ノード拡散層9を形成する。次に、膜厚が50nm程度
の第2の多結晶シリコン膜26をCVD法で堆積させ
る。そして、全面にリン不純物のイオン注入を行い熱処
理を施す。ここで、リン不純物のイオン注入のドーズ量
は1×1014イオン/cm2 程度である。さらに、この
第2の多結晶シリコン膜26上に膜厚が100nm程度
の第2の層間絶縁膜10を堆積させる。
【0055】次に、フォトリソグラフィ技術とドライエ
ッチング技術とにより第2の層間絶縁膜10、第2の多
結晶シリコン膜26、第1の層間絶縁膜6および第1の
多結晶シリコン膜25を同一形状のパターンに加工す
る。このようにして、図4(b)に示すように同一パタ
ーン形状の第1のゲートポリシリコン層5、第1の層間
絶縁膜6、高抵抗ポリシリコン層7および第2の層間絶
縁膜10が形成される。そして、この同一形状パターン
の側壁に第1のサイドウォール絶縁膜11を形成する。
【0056】次に、第1の実施の形態で説明したよう
に、全面に膜厚が150nm程度の第3の多結晶シリコ
ン膜を堆積させ、フォトリソグラフィ技術とドライエッ
チング技術とでこの第3の多結晶シリコン膜をパターニ
ングする。このようにして、図4(b)に示すように、
第2のゲートポリシリコン層12および12aを形成す
る。
【0057】次に、全面にAs不純物のイオン注入を行
い熱処理を施す。ここで、イオン注入のドーズ量は1×
1014イオン/cm2 程度に設定される。この工程で、
駆動用MOSトランジスタのソース・ドレイン用の拡散
層(図示されず)と転送用のMOSトランジスタのソー
ス・ドレイン用の拡散層13,14を形成する。
【0058】次に、図4(c)に示すように、この第2
のゲートポリシリコン層12および12aの側壁に第2
のサイドウォール絶縁膜23を形成する。そして、全面
に高濃度のAs不純物のイオン注入を行い熱処理を施
す。この工程で、駆動用MOSトランジスタおよび転送
用MOSトランジスタのソース・ドレイン用の拡散層1
3および14を高濃度層にする。
【0059】次に、全面に膜厚が100nm程度のチタ
ン膜を堆積させる。引き続いて、600℃程度での熱処
理を施し第2のゲートポリシリコン層12,12a上お
よび拡散層13,14上をシリサイド化する。そして、
アンモニア水溶液と過酸化水素溶液の混合溶液中に浸漬
し未反応のチタンを除去する。このようにして、第2の
ゲートポリシリコン層12,12a上にゲートシリサイ
ド層15,15aが形成されるようになる。同時に、拡
散層13,14上にもソース・ドレインシリサイド層1
6,17が形成されるようになる。
【0060】次に、図4(d)に示すように、第3の層
間絶縁膜28を全面に形成する。ここで、この第3の層
間絶縁膜28はシリコン酸化膜の堆積後、化学機械研磨
(CMP)法で平坦化されている。そして、この第2の
層間絶縁膜10と第3の層間絶縁膜28の所定の領域に
第2のコンタクト孔19を形成する。次に、この第2の
コンタクト孔19を通して高抵抗ポリシリコン層7に接
続する電源配線29あるいは29aを形成する。また、
同時にグランド配線30を形成する。ここで、これらの
配線は膜厚が150nm程度のタングステン金属で構成
される。このようにして、本発明のスタティック型メモ
リセルが形成されるようになる。
【0061】この場合も、駆動用MOSトランジスタの
ゲート電極となる第1のゲートポリシリコン層5と転送
用MOSトランジスタのゲート電極となる第2のゲート
ポリシリコン層12とが別の層に形成される。そして、
電源配線はさらに別の層に形成される。この第2の実施
の形態では、電源配線は第1の実施の形態の場合よりさ
らに容易に低抵抗化できる。
【0062】
【発明の効果】以上に説明したように本発明では、スタ
ティック型メモリセルの駆動用MOSトランジスタのゲ
ート電極と負荷抵抗素子とが積層され、同一形状のパタ
ーンに形成される。そして、上記ゲート電極と負荷抵抗
素子が形成された後に、転送用MOSトランジスタのゲ
ート電極が形成されるようになる。ここで、転送用MO
Sトランジスタのゲート電極およびソース・ドレイン用
の拡散層はシリサイド化される。
【0063】このために、蓄積ノードN1 、N2 領域、
すなわち駆動用MOSトランジスタのゲート電極、負荷
抵抗素子の高抵抗ポリシリコン層、半導体基板表面のノ
ード拡散層が接触する領域の接触抵抗を低減するための
高温処理が適用できるようになる。そして、負荷抵抗素
子の抵抗制御が容易になる。また、スタティック型メモ
リに電源を供給する電源配線の低抵抗化が容易になる。
このために、ロジック回路と高性能SRAMを混載する
半導体装置の製造が可能になる。
【0064】また、駆動用MOSトランジスタと負荷抵
抗素子とが積層して形成されるため、メモリセルのセル
面積が縮小され、半導体装置の高集積化が容易になる。
【0065】このようにして、ロジック回路とSRAM
を混載する高性能の半導体装置の開発が促進される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を説明するためのス
タティック型メモリセル部の平面図と断面図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態を説明するための製
造工程順の断面図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態を説明するためのス
タティック型メモリセル部の平面図と断面図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態を説明するための製
造工程順の断面図である。
【図5】本発明を適用するスタティック型メモリセルの
等価回路図である。
【図6】従来の技術を説明するための製造工程順の略断
面図である。
【符号の説明】
1,101 半導体基板 2,102 フィールド酸化膜 3,3a 活性領域 4,103 ゲート酸化膜 5 第1のゲートポリシリコン層 6 第1の層間絶縁膜 7,116 高抵抗ポリシリコン層 8 第1のコンタクト孔 9,115 ノード拡散層 10 第2の層間絶縁膜 11 第1のサイドウォール絶縁膜 12,12a 第2のゲートポリシリコン層 13,14,108,109 拡散層 15,15a,110,111,111a ゲートシ
リサイド層 16,17,112,113 ソース・ドレインシリ
サイド層 18,18a ワード線 19 第2のコンタクト孔 20,20a 電源ポリシリコン層 21,21a 電源シリサイド層 22,22a,29,29a,117,117a 電
源配線 23 第2のサイドウォール絶縁膜 24 P型ウェル 25 第1の多結晶シリコン膜 26 第2の多結晶シリコン膜 27 第3の多結晶シリコン膜 28 第3の層間絶縁膜 30 グランド配線 T1 ,T2 駆動用MOSトランジスタ T3 ,T4 転送用MOSトランジスタ R1 ,R2 負荷抵抗 N1 ,N2 蓄積ノード WL ワード線 BL,BLバー ビット線 104 多結晶シリコン膜 105,106,106a ゲートポリシリコン層 107 サイドウォール絶縁膜 114 層間絶縁膜 115 コンタクト孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/8229 H01L 21/8239 - 21/8247 H01L 27/10 - 27/115

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一導電型の半導体基板の表面に形成され
    た1対の情報転送用MOSトランジスタと、フリップフ
    ロップ回路を構成する1対の駆動用MOSトランジスタ
    および1対の負荷抵抗素子とで形成されるスタティック
    型メモリセルの製造方法において、半導体基板上に第1
    のゲート絶縁膜を介して第1の多結晶シリコン膜と第1
    の層間絶縁膜とを積層して堆積する工程と、前記第1の
    多結晶シリコン膜と前記第1の層間絶縁膜の所定の領域
    を貫通し前記半導体基板に達するコンタクト孔を形成す
    る工程と、前記コンタクト孔を通して半導体基板に逆導
    電型の不純物を導入する工程と、前記コンタクト孔を通
    して半導体基板に接続する第2の多結晶シリコン膜を前
    記第1の層間絶縁膜上に堆積する工程と、前記第2の多
    結晶シリコン膜上に第2の層間絶縁膜を堆積し、同一マ
    スクで、前記第2の層間絶縁膜、前記第2の多結晶シリ
    コン膜、前記第1の層間絶縁膜、前記第1の多結晶シリ
    コン膜を順次ドライエッチングし駆動用MOSトランジ
    スタのゲート電極と負荷抵抗素子とを形成する工程と、
    半導体基板上に形成した第2のゲート絶縁膜および前記
    第2の層間絶縁膜を被覆する第3の多結晶シリコン膜を
    堆積してパターニングする工程と、前記パターニグした
    第3の多結晶シリコン膜の表面をシリサイド化し情報転
    送用MOSトランジスタのゲート電極とスタティック型
    メモリに電源を供給する電源配線とを形成する工程を含
    むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 一導電型の半導体基板の表面に形成され
    た1対の情報転送用MOSトランジスタと、フリップフ
    ロップ回路を構成する1対の駆動用MOSトランジスタ
    および1対の負荷抵抗素子とで形成されるスタティック
    型メモリセルの製造方法において、半導体基板上に第1
    のゲート絶縁膜を介して第1の多結晶シリコン膜と第1
    の層間絶縁膜とを積層して堆積する工程と、前記第1の
    多結晶シリコン膜と前記第1の層間絶縁膜の所定の領域
    を貫通し前記半導体基板に達するコンタクト孔を形成す
    る工程と、前記コンタクト孔を通して半導体基板に逆導
    電型の不純物を導入する工程と、前記コンタクト孔を通
    して半導体基板に接続する第2の多結晶シリコン膜を前
    記第1の層間絶縁膜上に堆積する工程と、前記第2の多
    結晶シリコン膜上に第2の層間絶縁膜を堆積し、同一マ
    スクで、前記第2の層間絶縁膜、前記第2の多結晶シリ
    コン膜、前記第1の層間絶縁膜、前記第1の多結晶シリ
    コン膜を順次ドライエッチングし駆動用MOSトランジ
    スタのゲート電極と負荷抵抗素子とを形成する工程と、
    半導体基板上に形成した第2のゲート絶縁膜を被覆する
    第3の多結晶シリコン膜を堆積してパターニングする工
    程と、前記パターニグした第3の多結晶シリコン膜の表
    面をシリサイド化し情報転送用MOSトランジスタのゲ
    ート電極を形成する工程と、前記情報転送用MOSトラ
    ンジスタのゲート電極を被覆する第3の層間絶縁膜を堆
    積し前記第3の層間絶縁膜上に前記第2の多結晶シリコ
    ン膜に接続する電源配線と、スタティック型メモリに接
    地電位を供給するグランド配線とを形成する工程を含む
    ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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