JP4490525B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はLSIの製造プロセスに関して、特にランダム性を考慮したロジックと、同一パターンの繰り返し部を考慮した大容量メモリの混載技術におけるコンタクトホールの構造、製造プロセスに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
以下、従来のメモリ混載のロジックプロセスについて、1層の配線工程までを例として述べる。
ここで、以下に表示される領域Aとは、メモリ部のプロセスを表わし、領域Bとはロジック部のプロセスを表わす。
まず、図16に示されるように、p型シリコン基板31上に熱酸化により薄膜のシリコン酸化膜32を例えば10nm形成し、その上にLP―CVD法(減圧CVD法)により多結晶シリコン33を200nm形成、さらにその上にLP―CVD法によりシリコン酸化膜34を200nm形成する。
この後、写真蝕刻法によりSTI(シャロートレンチアイソレーション)による素子分離領域形成予定領域をレジスト35でパターニングする。ここで、STIとは、半導体基板に溝を掘った後、TEOSなどのCVD酸化膜あるいは多結晶シリコンで溝を埋め、CMPで表面を平坦化することによって形成するものである。
次に、図17に示すように、このレジスト35によるパターンをマスク使用して多結晶シリコン膜に対し選択比をもつ異方性ドライエッチングで、シリコン酸化膜34をエッチングし、レジスト35を剥離する。
これにより残ったシリコン酸化膜36をマスクに、酸化膜に対して選択比が十分に取れる異方性ドライエッチングにて、多結晶シリコン33をエッチングした多結晶シリコン37、シリコン酸化膜34をエッチングしたシリコン酸化膜36、および薄膜の熱酸化膜であるシリコン酸化膜32をエッチングしたシリコン酸化膜38を形成する。
【0003】
次に、図18に示すように、酸化膜に対して選択比が十分に取れる異方性ドライエッチングにてシリコン基板31を、例えば、0.5μmエッチングして、STIの溝部39を形成する。
次に、図19に示すように、LP−CVD法によりシリコン酸化膜40を1.5μm堆積する。この後、多結晶シリコンに対して選択比の取れる化学的機械的研磨法(CMP:Chemical Mechanical Polishing)によりシリコン酸化膜40の平坦化を行う。平坦化後、シリコン酸化膜36、シリコン酸化膜40をNH4Fあるいはドライエッチングにより多結晶シリコン37がちょうど露出するまでエッチングする。
次に、図20に示すように、多結晶シリコン37を対シリコン酸化膜で選択比が取れる、等法性ドライエッチングにてエッチングし、埋めこみシリコン酸化膜40の膜応力低減のための熱処理を例えば1000℃にて行う。
この後、シリコン基板31上のシリコン酸化膜38をNH4Fにてエッチングする。
この後、シリコン酸化膜41を、例えば800℃の熱酸化により形成し、Pウェル領域形成のためB(ボロン)を例えば加速電圧200KeVでドーズ量8E12cm-2打ち込みPウェル領域42を形成する。
【0004】
さらに、nMOSFETのしきい値制御のためB(ボロン)を例えば加速電圧50KeVでドーズ量1E13cm-2打ち込む。この後、1000℃にて30秒の熱処理により、導入した不純物の活性化を行った。
次に、図21に示されるように、シリコン酸化膜41等のシリコン基板表面の熱酸化膜を除去し、ゲート絶縁膜43を750℃の熱酸化法で6nm形成する。しかる後にLP―CVD法により多結晶Siを300nm堆積する。その後、写真蝕刻法によりゲート電極のレジストパターン45を形成し、対シリコン酸化膜で選択比の十分に取れる異方性ドライエッチングにてゲート電極46を形成する。
次に、図22に示されるように、800℃の熱酸化法によりシリコン基板上で例えば5nmのシリコン酸化膜を形成する。この後、Asを加速電圧35KeVにてドーズ量2E14cm-2イオン注入し、1000℃N2雰囲気で30秒の熱処理にて浅い拡散層47(shallow Extension)を形成する。
次に、図23に示されるように、LP−CVD法により半導体基板上にシリコン窒化膜SiNを150nm堆積させ、これをシリコン酸化膜とエッチング選択比のとれる異方性エッチングにてゲート側壁48を形成する。この後、例えばAsを加速電圧60KeVにてドーズ量5E15cm-2で、ゲート46およびゲート側壁48をマスクにイオン注入し、1000℃N2雰囲気で30秒の熱処理にて浅い拡散層47より深いソース・ドレイン拡散層49を、イオン注入された領域を中心に形成する。この為、ゲート46およびゲート側壁48をマスクにイオン注入されなかった領域は浅い拡散層47として残る。この後、ゲート電極46をn+にドーピングする。
【0005】
次に、図24に示されるように、深いソース・ドレイン拡散層49上のシリコン酸化膜43をNH4Fにて除去し、高融点金属を除去された領域に形成し、例えば高融点金属としてチタンおよび窒化チタン(Ti/TiN)をそれぞれ30/20nm堆積させる。この後、700℃のN2雰囲気中にて30秒の熱処理を行い、硫酸・過酸化水素水の混合液中にてシリコンSiと未反応のチタンTiを除去する。この後、800℃のN2雰囲気中にて30秒の熱処理を行い、低抵抗のTiシリサイド化合物50を形成する。
次に、図25に示されるように、LP―CVD法によりシリコン窒化膜SiN54を堆積する。
その後、層間絶縁膜51としてBPSG膜を100nm、もしくはシリコン酸化膜を900nm堆積させ、CMP(化学的・機械的研磨法)にて平坦化を行う。
次に、図26に示されるように、写真蝕刻法によりコンタクトのレジストパターンを形成し、窒化シリコンSiNとエッチング選択比のとれる異方性エッチングで、層間絶縁膜51を除去し、コンタクトホール形成予定領域を開口する。
次に、図27に示されるように、例えば高融点金属であるTiをコンタクト底部で10nm堆積される様にスパッタリングさせる。この後、例えば600℃のN2雰囲気中にて、30分熱処理を行いTi表面に窒化チタンTiNを形成する。この後、この窒化チタンを選択成長の基点として、CVD法にてタングステンWを400nm堆積させたのち、CMP法により層間絶縁膜51上のWを除去し、コンタクト開口部にWの埋め込み配線52を形成する。その後、AlCuを400nm、Ti/TiNを5/60nm堆積させ、写真蝕刻法によりレジストパターンを形成し、これをマスクに異方性エッチングにてAl配線53を形成する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来技術のサリサイドを有するMOSFETを形成できるわけだが、図27に示した従来技術では、図27中(A)部のメモリー部(繰り返しパターン部)と(B)部のロジック部(ランダム性の高いパターン部)に対して同一のリソグラフィ技術しか適用することが出来ない。近年のリソグラフィ技術開発の進展により、光の短波長化と、レティクルパターンに位相シフトを用いるなどして、光の波長以下の微細パターンを形成できるまで、著しい発展をしている。しかしながら、このように、光の干渉効果をも利用した微細なパターン形成技術では、光学的な近接効果を、Logic部のランダム性の高いコンタクトホールと、メモリ部で限られたパターンの繰り返しから、より微細なコンタクトを形成できるコンタクトを同一のリソグラフィプロセスで実現することが困難になっている。このため、メモリを混載したロジックプロセスにおいても、メモリ部のみに微細なコンタクト径を実現するプロセスは難しく、ロジック部とメモリ部のコンタクト径を同一にせざるを得ず、ロジックLSIに求められている、高集積化メモリの実現に大きな障害となっている。
【0007】
また、上記リソグラフィ工程をメモリ部とロジック部で別々に行うことにより、パターンの微細加工は実現できるが、リソグラフィプロセスにおいては、半導体基板上にパターン転写を行う際に、転写パターンの合わせずれが必ず発生してしまうため、同一リソグラフィステップでコンタクトホールを形成した場合に対し、次工程の配線プロセスにおいて、この合わせずれを考慮して配線デザインに反映する必要があり、微細化に反してしまう。
また、メモリ部とロジック部の工程を別々に行うことは、製造プロセスを複雑にし、工程数の大幅な増大を招いてしまう。本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決することである。
本発明の目的は、メモリ部とロジック部のコンタクトホール工程を統一し、工程数の減少を図ったメモリ混載ロジックの製造方法を提供することである。また、本発明の他の目的は、素子の高集積化が図られたメモリ混載ロジックの製造方法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本願発明の一態様によれば、メモリ形成予定領域およびロジック形成予定領域を有する半導体基板領域を形成する工程であって、前記半導体基板領域に前記メモリ形成予定領域中の複数の半導体装置形成予定領域を分離する第一の素子分離領域を形成し、前記半導体基板領域に前記ロジック形成予定領域中の複数の半導体装置形成予定領域を分離する第二の素子分離領域を形成し、前記半導体基板領域に前記メモリ形成予定領域、前記ロジック形成予定領域を分離する第三の素子分離領域を形成する工程と、前記メモリ形成予定領域となる半導体基板領域中に第一の第一導電型領域を形成し、同時に前記ロジック形成予定領域となる半導体基板領域中に第二の第一導電型領域を形成する工程と、前記第一の第一導電型領域、前記第二の第一導電型領域上にゲート酸化膜を塗布する工程と、前記メモリ形成予定領域中の前記複数の半導体装置形成予定領域に複数のゲートを形成し、前記ロジック形成予定領域中の前記複数の半導体装置形成予定領域に複数の第二のゲートを形成する工程と、前記第一の第一導電型領域上の一部に第一の第二導電型の不純物拡散領域を形成し、前記第二の第一導電型領域上の一部に第二の第二導電型の不純物拡散領域を形成する工程と、前記第一ゲートの側壁に第一のゲート側壁絶縁膜を形成し、前記第二ゲートの側壁に第二のゲート側壁絶縁膜を形成する工程と、前記第一のゲート上、前記第二のゲート上、前記第一の第二導電型の不純物拡散領域上、および前記第二の第二導電型の不純物拡散領域上に層間絶縁膜を形成する工程と、前記第一の第二導電型の不純物拡散領域上に設けられた層間絶縁膜、および第一のゲート側壁絶縁膜の一部を前記第一の第二導電型の不純物拡散領域が露出するまで除去し、第一のコンタクトホールを形成する工程と、前記第一のコンタクトホールを形成する工程と同時に前記第二の第二導電型の不純物拡散領域上に埋められた層間絶縁膜を前記第二の第二導電型の不純物拡散領域が露出するまで除去し、前記第一のコンタクトホールのコンタクト径と等しい第二のコンタクトホールを形成する工程と、前記第一のコンタクトホールの底面及び側面部、前記第二のコンタクトホールの底面及び側面部、並びに前記層間絶縁膜表面に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜を、前記第一のコンタクトホール側面部上の前記絶縁膜のみを残して除去する工程と、前記第一のコンタクトホール、前記第二のコンタクトホールに配線を形成する工程とを具備する半導体装置の製造方法が提供される。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例のメモリ混載に用いられるロジックプロセスについて述べる。
ここで、以下に表示される領域Aとは、メモリ部のプロセスを表わし、領域Bとはロジック部のプロセスを表わす。
まず、図2に示されるように、p型シリコン基板1上に熱酸化により薄膜のシリコン酸化膜2を例えば10nm形成し、その上にLP―CVD法(減圧CVD法)により多結晶シリコン3を200nm形成、さらにその上にLP―CVD法によりシリコン酸化膜4を200nm形成する。
この後、写真蝕刻法によりSTIによる素子分離領域形成予定領域をレジスト5でパターニングする。
次に、図3に示すように、このレジスト5によるパターンをマスクに多結晶シリコン膜に対し選択比をもつ異方性ドライエッチングで、シリコン酸化膜4をエッチングし、レジスト5を剥離する。
これにより残ったシリコン酸化膜6をマスクに、酸化膜に対して選択比が十分に取れる異方性ドライエッチングにて、多結晶シリコン3をエッチングした多結晶シリコン7、シリコン酸化膜4をエッチングしたシリコン酸化膜6、および薄膜の熱酸化膜であるシリコン酸化膜2をエッチングしたシリコン酸化膜8を形成する。
【0010】
次に、図4に示すように、酸化膜に対して選択比が十分に取れる異方性ドライエッチングにてシリコン基板1を、例えば、0.5μmエッチングして、STIの溝部9を形成する 。
次に、図5に示すように、LP−CVD法によりシリコン酸化膜10を1.5μm堆積する。この後、対多結晶シリコンに対して選択比の取れる化学的機械的研磨法(CMP:Chemical Mechanical Polishing)によりシリコン酸化膜10の平坦化を行う。平坦化後、シリコン酸化膜6、シリコン酸化膜10をNH4Fあるいはドライエッチングにより多結晶シリコン7がちょうど露出するまでエッチングする。
次に、図6に示すように、多結晶シリコン7を対シリコン酸化膜2で選択比が取れる、等方性ドライエッチングにてエッチングし、埋めこみシリコン酸化膜10の膜応力低減のためにする熱処理を、例えば1000℃にて行う。
この後、シリコン基板1上のシリコン酸化膜8をNH4Fにてエッチングする。
この後、シリコン酸化膜11を、例えば800℃の熱酸化により形成し、Pウェル領域形成のためB(ボロン)を例えば加速電圧200KeVでドーズ量8E12cm-2打ち込みPウェル領域12を形成する。
【0011】
さらに、nMOSFETのしきい値制御のためB(ボロン)を例えば加速電圧50KeVでドーズ量1E13cm-2打ち込む。この後、1000℃にて30秒の熱処理により、導入した不純物の活性化を行った。
次に、図7に示されるように、シリコン酸化膜11等のシリコン基板表面の熱酸化膜を除去し、ゲート絶縁膜13を750℃の熱酸化法で6nm形成する。しかる後にLP―CVD法により多結晶Siを300nm堆積する。その後、写真蝕刻法によりゲート電極のレジストパターン15を形成し、対シリコン酸化膜で選択比の十分に取れる異方性ドライエッチングにてゲート電極16を形成する。
次に、図8に示されるように、800℃の熱酸化法によりシリコン基板上で例えば5nmのシリコン酸化膜を形成する。この後、Asを加速電圧35KeVにてドーズ量2E14cm-2イオン注入し、1000℃N2雰囲気で30秒の熱処理にて浅い拡散層17を形成する。
次に、図9に示されるように、LP−CVD法により半導体基板上にシリコン窒化膜SiNを150nm堆積させ、これをシリコン酸化膜とエッチング選択比のとれる異方性エッチングにてゲート側壁18を形成する。この後、例えばAsを加速電圧60KeVにてドーズ量5E15cm-2で、ゲート16およびゲート側壁18をマスクにイオン注入し、1000℃N2雰囲気で30秒の熱処理にて浅い拡散層17より深いソース・ドレイン拡散層19を、イオン注入された領域を中心に形成する。この為、ゲート16およびゲート側壁18をマスクにイオン注入されなかった領域は浅い拡散層17として残る。この後、ゲート電極16をn+にドーピングする。
【0012】
次に、図10に示されるように、深いソース・ドレイン拡散層19、ゲート電極のSi上のシリコン酸化膜13をNH4Fにて除去し、高融点金属を除去された領域に形成し、例えば高融点金属としてチタンおよび窒化チタン(Ti/TiN)をそれぞれ30/20nm堆積させる。この後、700℃のN2雰囲気中にて30秒の熱処理を行い、硫酸・過酸化水素水の混合液中にてシリコンSiと未反応のチタンTiを除去する。この後、800℃のN2雰囲気中にて30秒の熱処理を行い、低抵抗のTiシリサイド化合物20を形成する。
次に、図11に示されるように、LP―CVD法によりシリコン窒化膜SiN24を堆積する。
その後、層間絶縁膜21としてBPSG膜を100nm、もしくはシリコン酸化膜を900nm堆積させ、CMP(化学的・機械的研磨法)にて平坦化を行う。
次に、図12に示されるように、写真蝕刻法によりコンタクトのレジストパターンを形成し、窒化シリコンSiNとエッチング選択比のとれる異方性エッチングで、層間絶縁膜21を除去し、コンタクトホール形成予定領域を開口する。
次に、図13に示されるように、層間絶縁膜21でのコンタクトホール開口後、前面にLPCVD法により、窒化シリコンSiN25を例えば20nm堆積する。
【0013】
次に、図14に示されるように、領域Bのみ写真蝕刻法により形成したレジストパターン26をマスクに等方性エッチングにて、この窒化シリコン膜25をエッチングにより除去する。
次に、図15に示されるように、このレジストパターン26を剥離し、シリコン酸化膜、シリコンSi、シリサイドに対してエッチング選択比のとれる異方性エッチングにて、ロジック部のコンタクト開口部底部の窒化シリコン膜25を剥離し、同時にメモリ部の側壁には、窒化シリコン膜25を残してコンタクトホールを開口する。
次に、図1に示されるように、例えば高融点金属であるチタンTiをコンタクトホール底部で10nm堆積される様にスパッタリングさせる。ここでチタンの図示は省略する。この後、例えば600℃のN2雰囲気中にて、30分熱処理を行い、コンタクトホール底部のTi表面に窒化チタンTiNを形成する。この後、この窒化チタンを選択成長の基点として、CVD法にてタングステンWを400nm堆積させたのち、CMP法により層間絶縁膜21上のWを除去し、コンタクトホール開口部にWの埋め込み配線22を形成する。
その後、AlCuを400nm、Ti/TiNを5/60nm堆積させ、写真蝕刻法によりレジストパターンを形成し、これをマスクに異方性エッチングにてAl配線23を形成する。
【0014】
本方法によりメモリ部により微細なコンタクトホールを形成でき、コンタクトホールとゲート電極間に必ず上記SiN膜が側壁材料として形成されるため、リソグラフィ工程での合わせ余裕を低減し、より微細なコンタクトホールの形成を可能にできる。
これにより、メモリ等の繰り返しパターンのコンタクトサイズの微細化を、ロジック部でランダム性から緩和したコンタクトサイズと両立させ、リソグラフィプロセスに影響与えずに実現でき、素子の高集積化を可能に出来る。
また、メモリ等の繰り返しパターンの合わせ余裕の削減をリソグラフィプロセスに影響与えずに実現でき、素子の高集積化を可能に出来る。
また、光学的な近接効果を抑え、メモリ部の微細化による製造マージンを悪化させずに、合わせ余裕の削減によりメモリセルの微細化を図ることが可能である。
また、メモリとロジックで異なる最先端プロセス技術を用いて実現されるコンタクトホール径に対し、コンタクトホール開口時のデザインを揃て同一の径にすることにより、一つのリソグラフィプロセスでの加工を可能にできる。
また、コンタクトホール開口後に行う絶縁膜形成プロセスにより、メモリ部のみコンタクトホール径を減少させ、且つ、ゲート電極、コンタクトホール側壁に形成された縁膜側壁により、ゲート電極とコンタクトホールの配線の絶縁性を確保することが可能である。また、メモリ部のコンタクトピッチがロジック部のコンタクトピッチと同じにでき、上記実施例の側壁絶縁膜の形成により、下地ゲート電極とコンタクト間の余裕を小さくし、より微細なメモリセル設計を実現できる。
【0015】
なお、図12で示されるコンタクトホール形成工程では、ゲート側壁絶縁膜18に対するエッチング条件を変えて、ゲート側壁絶縁膜を一部除去しても良い。
また、完全にゲート側壁絶縁膜を除去してコンタクトホールにゲートを露出させても良い。このような状態でもコンタクトホール内に絶縁膜25が存在する為ゲート16と配線22との間の電流リークは生じない。
なお、層間膜絶縁膜21にコンタクトホール開口後、シリコン酸化膜とエッチング選択比のとれるPSG膜(PSG:Phosophor-SilicateGlassの略で、リン珪酸ガラスを意味する。シリケ−ド・ガラスの一つで、半導体表面の安定化などに使用される。)を、窒化シリコン25の替りに用いても良い。この方法では、PSG側壁をメモリー部のみに形成後、層間絶縁膜21表面上、コンタクトホール表面上に形成された窒化シリコン膜をロジック部・メモリ部にて同時に除去し、コンタクトホール底部を開口するものである。
上記ではnMOSFETを形成する工程について述べてきたが、pMOSFETを含む通常のCMOSプロセスにおいて適用できる事、拡散層・ゲート電極上に低抵抗化のためにTiシリサイドが形成されているが、このシリサイド化合物はTiのみならず、Co、Pt,Ni、W,Mo等の高融点金属でも同様の効果を得ることができ、さらにこれらが無い場合においても、本特許がメモリ混載ロジックプロセスの高集積化に効果があることは自明である。また、窒化シリコンから成るゲート側壁について述べてきているが、酸化シリコンから成る側壁の場合も本特許により効果を得ることができる。
【0016】
【発明の効果】
従って、本発明はコンタクトホール側壁に絶縁膜を形成することにより、メモリ部とロジック部のコンタクトホール工程を統一し、工程数の減少を図ることができる。さらに、コンタクトホール側壁に絶縁膜が存在することにより、ゲート間距離を短縮でき、コンタクトホールの高集積化が達成できるメモリ混載ロジックを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における実施例の半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図2】本発明における実施例の半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図3】本発明における実施例の半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図4】本発明における実施例の半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図5】本発明における実施例の半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図6】本発明における実施例の半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図7】本発明における実施例の半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図8】本発明における実施例の半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図9】本発明における実施例の半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図10】本発明における実施例の半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図11】本発明における実施例の半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図12】本発明における実施例の半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図13】本発明における実施例の半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図14】本発明における実施例の半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図15】本発明における実施例の半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図16】従来技術における半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図17】従来技術における半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図18】従来技術における半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図19】従来技術における半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図20】従来技術における半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図21】従来技術における半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図22】従来技術における半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図23】従来技術における半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図24】従来技術における半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図25】従来技術における半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図26】従来技術における半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図27】従来技術における半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【符号の説明】
1 Si基板
2 SiO2
3 多結晶Si
4 SiO2
5 レジスト
6 SiO2
7 多結晶Si
8 SiO2
9 STI(Shallow Trench Isolation)領域
10 SiO2
11 SiO2(犠牲酸化膜)
12 pwell
13 ゲート絶縁膜
14 多結晶Si
15 レジスト(ゲート電極形成用)
16 多結晶Si(ゲート電極)
17 浅いn+拡散層
18 SiN側壁
19 深いn+拡散層
20 Tiシリサイド
21 層間絶縁膜(SiO2/BPSG)
22 金属配線(コンタクトホール)
23 AlCu(メタル配線)
24 SiN
26 レジスト
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an LSI manufacturing process, and more particularly to a contact hole structure and a manufacturing process in a mixed technology of a large-capacity memory in consideration of randomness and logic and repeated portions of the same pattern.
[0002]
[Prior art]
Hereinafter, a conventional memory-embedded logic process will be described by taking up to a one-layer wiring process as an example.
Here, the area A displayed below represents the process of the memory unit, and the area B represents the process of the logic unit.
First, as shown in FIG. 16, a thin silicon oxide film 32 of, eg, 10 nm is formed on a p-type silicon substrate 31 by thermal oxidation, and polycrystalline silicon 33 is formed thereon by LP-CVD (low pressure CVD). A 200 nm-thick silicon oxide film 34 is formed thereon by LP-CVD.
Thereafter, an element isolation region formation scheduled region by STI (shallow trench isolation) is patterned with a resist 35 by photolithography. Here, STI is formed by digging a groove in a semiconductor substrate, filling the groove with a CVD oxide film such as TEOS or polycrystalline silicon, and planarizing the surface by CMP.
Next, as shown in FIG. 17, the silicon oxide film 34 is etched by anisotropic dry etching having a selection ratio with respect to the polycrystalline silicon film using the pattern of the resist 35 as a mask, and the resist 35 is peeled off. .
Using the remaining silicon oxide film 36 as a mask, the polycrystalline silicon 37 obtained by etching the polycrystalline silicon 33 and the silicon oxide film 34 are etched by anisotropic dry etching that can sufficiently select the oxide film. A silicon oxide film 38 is formed by etching the silicon oxide film 36 and the silicon oxide film 32 which is a thin thermal oxide film.
[0003]
Next, as shown in FIG. 18, the silicon substrate 31 is etched by, for example, 0.5 μm by anisotropic dry etching with a sufficient selection ratio with respect to the oxide film to form the STI groove 39.
Next, as shown in FIG. 19, a silicon oxide film 40 is deposited to a thickness of 1.5 μm by LP-CVD. Thereafter, the silicon oxide film 40 is planarized by a chemical mechanical polishing (CMP) method having a selection ratio with respect to polycrystalline silicon. After planarization, the silicon oxide film 36 and the silicon oxide film 40 are etched by NH4F or dry etching until the polycrystalline silicon 37 is just exposed.
Next, as shown in FIG. 20, the polycrystalline silicon 37 is etched by isotropic dry etching that allows a selection ratio to the silicon oxide film, and heat treatment for reducing the film stress of the buried silicon oxide film 40 is performed, for example. Perform at 1000 ° C.
Thereafter, the silicon oxide film 38 on the silicon substrate 31 is etched with NH4F.
Thereafter, a silicon oxide film 41 is formed, for example, by thermal oxidation at 800 ° C., and B (boron) is implanted at an acceleration voltage of 200 KeV, for example, at an acceleration voltage of 200 KeV to form a P well region 42 to form a P well region.
[0004]
Further, for controlling the threshold value of the nMOSFET, B (boron) is implanted at a dose of 1E13 cm.sup.-2 at an acceleration voltage of 50 KeV, for example. Thereafter, the introduced impurities were activated by heat treatment at 1000 ° C. for 30 seconds.
Next, as shown in FIG. 21, the thermal oxide film on the surface of the silicon substrate such as the silicon oxide film 41 is removed, and a gate insulating film 43 is formed to a thickness of 6 nm by a thermal oxidation method at 750.degree. Thereafter, 300 nm of polycrystalline Si is deposited by LP-CVD. Thereafter, a resist pattern 45 of the gate electrode is formed by photolithography, and the gate electrode 46 is formed by anisotropic dry etching that can take a sufficient selectivity with respect to the silicon oxide film.
Next, as shown in FIG. 22, a silicon oxide film of, eg, 5 nm is formed on the silicon substrate by a thermal oxidation method at 800.degree. Thereafter, As is ion-implanted with a dose of 2E14 cm @ -2 at an acceleration voltage of 35 KeV, and a shallow diffusion layer 47 (shallow extension) is formed by heat treatment for 30 seconds in a 1000 DEG C. N2 atmosphere.
Next, as shown in FIG. 23, a silicon nitride film SiN having a thickness of 150 nm is deposited on the semiconductor substrate by LP-CVD, and the gate sidewall 48 is formed by anisotropic etching with a silicon oxide film and an etching selection ratio. Form. Thereafter, for example, As is ion-implanted with an acceleration voltage of 60 KeV and a dose of 5E15 cm −2, using the gate 46 and the gate side wall 48 as a mask, and heat treatment for 30 seconds at 1000 ° C. in N 2 atmosphere. A drain diffusion layer 49 is formed around the ion-implanted region. For this reason, a region that is not ion-implanted with the gate 46 and the gate sidewall 48 as a mask remains as a shallow diffusion layer 47. Thereafter, the gate electrode 46 is doped n +.
[0005]
Next, as shown in FIG. 24, the silicon oxide film 43 on the deep source / drain diffusion layer 49 is removed with NH 4 F to form a region where the refractory metal is removed. Titanium nitride (Ti / TiN) is deposited at 30/20 nm, respectively. Thereafter, heat treatment is performed for 30 seconds in an N 2 atmosphere at 700 ° C. to remove silicon Si and unreacted titanium Ti in a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide. Thereafter, heat treatment is performed in an N 2 atmosphere at 800 ° C. for 30 seconds to form a low-resistance Ti silicide compound 50.
Next, as shown in FIG. 25, a silicon nitride film SiN54 is deposited by LP-CVD.
Thereafter, a BPSG film of 100 nm or a silicon oxide film of 900 nm is deposited as the interlayer insulating film 51 and planarized by CMP (chemical / mechanical polishing method).
Next, as shown in FIG. 26, a contact resist pattern is formed by photolithography, and the interlayer insulating film 51 is removed by anisotropic etching that has an etching selectivity with respect to silicon nitride SiN, and a contact hole is to be formed. Open the area.
Next, as shown in FIG. 27, for example, Ti, which is a refractory metal, is sputtered so as to be deposited to a thickness of 10 nm at the bottom of the contact. Thereafter, for example, heat treatment is performed for 30 minutes in an N 2 atmosphere at 600 ° C. to form titanium nitride TiN on the Ti surface. Thereafter, using this titanium nitride as a starting point for selective growth, tungsten W is deposited to a thickness of 400 nm by the CVD method. Then, W on the interlayer insulating film 51 is removed by the CMP method, and a buried wiring 52 of W is formed in the contact opening. Form. Thereafter, AlCu is deposited at 400 nm and Ti / TiN is deposited at 5/60 nm, a resist pattern is formed by photolithography, and Al wiring 53 is formed by anisotropic etching using this as a mask.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the MOSFET having the salicide of the prior art can be formed. However, in the prior art shown in FIG. 27, the memory part (repeated pattern part) in FIG. 27 and the logic part in part (B) are shown. Only the same lithography technique can be applied to (a highly random pattern portion). With recent progress in lithography technology development, remarkable progress has been made until a fine pattern having a wavelength equal to or smaller than the wavelength of light can be formed by shortening the wavelength of light and using a phase shift for the reticle pattern. However, in this way, in the fine pattern formation technology that also uses the interference effect of light, the optical proximity effect is obtained by repeating a pattern limited in the memory part and a highly random contact hole in the logic part. It is difficult to realize a contact that can form a finer contact by the same lithography process. For this reason, even in a logic process in which a memory is embedded, it is difficult to achieve a fine contact diameter only in the memory section, and the contact diameter of the logic section and the memory section must be made the same, which is required for a logic LSI. This is a major obstacle to realizing a highly integrated memory.
[0007]
In addition, microfabrication of the pattern can be realized by performing the above lithography process separately in the memory part and the logic part. However, in the lithography process, there is always a misalignment of the transfer pattern when transferring the pattern onto the semiconductor substrate. Therefore, in contrast to the case where contact holes are formed in the same lithography step, it is necessary to reflect this misalignment in the wiring design in the next wiring process, which is contrary to miniaturization.
In addition, performing the processes of the memory unit and the logic unit separately complicates the manufacturing process and causes a significant increase in the number of processes. An object of the present invention is to solve such problems of the prior art.
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a memory-embedded logic in which the contact hole process of a memory part and a logic part is unified and the number of processes is reduced. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a memory-embedded logic in which elements are highly integrated.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to one aspect of the present invention, a step of forming a semiconductor substrate region having a memory formation scheduled region and a logic formation scheduled region , wherein a plurality of semiconductor device formation scheduled regions in the memory formation scheduled region are formed in the semiconductor substrate region. Forming a first element isolation region for isolating a plurality of semiconductor device formation scheduled regions in the logic formation planned region in the semiconductor substrate region, and forming a second element isolation region in the semiconductor substrate region. A step of forming a third element isolation region for separating the memory formation planned region and the logic formation planned region, and forming a first first conductivity type region in a semiconductor substrate region to be the memory formation planned region, Simultaneously forming a second first conductivity type region in the semiconductor substrate region to be the logic formation planned region, the first first conductivity type region, and the second first conductivity type. Applying a gate oxide film on the mold region; forming a plurality of gates in the plurality of semiconductor device formation scheduled regions in the memory formation scheduled region; and forming the plurality of semiconductor devices in the logic formation scheduled region Forming a plurality of second gates in the region; forming a first second conductivity type impurity diffusion region in a part of the first first conductivity type region; and Forming a second second conductivity type impurity diffusion region in a part of the mold region, forming a first gate sidewall insulating film on the sidewall of the first gate, and forming a first gate sidewall insulating film on the sidewall of the second gate. Forming a second gate sidewall insulating film; on the first gate; on the second gate; on the impurity diffusion region of the first second conductivity type; and on the second second conductivity type. Forming an interlayer insulating film on the impurity diffusion region; and the first second The interlayer insulating film provided on the electric type impurity diffusion region and a part of the first gate sidewall insulating film are removed until the first second conductivity type impurity diffusion region is exposed, and the first contact is removed. Simultaneously with the step of forming a hole and the step of forming the first contact hole, an interlayer insulating film buried on the impurity diffusion region of the second second conductivity type is formed with the impurity of the second second conductivity type. Removing the diffusion region until it is exposed, forming a second contact hole equal to the contact diameter of the first contact hole, and the bottom and side portions of the first contact hole, the second contact hole A step of forming an insulating film on the bottom and side portions, and the surface of the interlayer insulating film; a step of removing the insulating film leaving only the insulating film on the side surface portion of the first contact hole; There is provided a method of manufacturing a semiconductor device comprising a first contact hole and a step of forming a wiring in the second contact hole.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a logic process used for memory embedding according to an embodiment of the present invention will be described.
Here, the area A displayed below represents the process of the memory unit, and the area B represents the process of the logic unit.
First, as shown in FIG. 2, a thin silicon oxide film 2 of, eg, 10 nm is formed on a p-type silicon substrate 1 by thermal oxidation, and a polycrystalline silicon 3 is formed thereon by LP-CVD (low pressure CVD). A 200 nm thick silicon oxide film 4 is formed thereon by LP-CVD.
Thereafter, an element isolation region formation scheduled region by STI is patterned with a resist 5 by photolithography.
Next, as shown in FIG. 3, the silicon oxide film 4 is etched by anisotropic dry etching having a selectivity with respect to the polycrystalline silicon film using the pattern of the resist 5 as a mask, and the resist 5 is peeled off.
By using the remaining silicon oxide film 6 as a mask, the polycrystalline silicon 7 obtained by etching the polycrystalline silicon 3 and the silicon oxide film 4 are etched by anisotropic dry etching that can have a sufficient selectivity with respect to the oxide film. A silicon oxide film 8 is formed by etching the silicon oxide film 6 and the silicon oxide film 2 which is a thin thermal oxide film.
[0010]
Next, as shown in FIG. 4, the silicon substrate 1 is etched by, for example, 0.5 μm by anisotropic dry etching with a sufficient selectivity with respect to the oxide film, thereby forming the STI trench 9.
Next, as shown in FIG. 5, a silicon oxide film 10 is deposited to a thickness of 1.5 μm by LP-CVD. Thereafter, the silicon oxide film 10 is planarized by a chemical mechanical polishing (CMP) method having a selection ratio with respect to polycrystalline silicon. After planarization, the silicon oxide film 6 and the silicon oxide film 10 are etched by NH4F or dry etching until the polycrystalline silicon 7 is just exposed.
Next, as shown in FIG. 6, the polycrystalline silicon 7 is etched by isotropic dry etching with a selective ratio with respect to the silicon oxide film 2, and heat treatment for reducing the film stress of the buried silicon oxide film 10 is performed. Is performed at 1000 ° C., for example.
Thereafter, the silicon oxide film 8 on the silicon substrate 1 is etched with NH4F.
Thereafter, the silicon oxide film 11 is formed by thermal oxidation at, for example, 800 ° C., and B (boron) is implanted at an acceleration voltage of 200 KeV, for example, at an acceleration voltage of 200 KeV to form a P well region 12 for forming a P well region.
[0011]
Further, for controlling the threshold value of the nMOSFET, B (boron) is implanted at a dose of 1E13 cm.sup.-2 at an acceleration voltage of 50 KeV, for example. Thereafter, the introduced impurities were activated by heat treatment at 1000 ° C. for 30 seconds.
Next, as shown in FIG. 7, the thermal oxide film on the surface of the silicon substrate such as the silicon oxide film 11 is removed, and the gate insulating film 13 is formed with a thickness of 6 nm by a thermal oxidation method at 750.degree. Thereafter, 300 nm of polycrystalline Si is deposited by LP-CVD. Thereafter, a resist pattern 15 of the gate electrode is formed by photolithography, and the gate electrode 16 is formed by anisotropic dry etching that can take a sufficient selectivity with respect to the silicon oxide film.
Next, as shown in FIG. 8, a silicon oxide film of, eg, 5 nm is formed on the silicon substrate by a thermal oxidation method at 800.degree. Thereafter, As is ion-implanted with a dose of 2E14 cm @ -2 at an acceleration voltage of 35 KeV, and a shallow diffusion layer 17 is formed by heat treatment for 30 seconds in a 1000 DEG C. N2 atmosphere.
Next, as shown in FIG. 9, a silicon nitride film SiN of 150 nm is deposited on the semiconductor substrate by LP-CVD, and the gate sidewall 18 is formed by anisotropic etching with a silicon oxide film and an etching selection ratio. Form. Thereafter, for example, As is ion-implanted at an acceleration voltage of 60 KeV and a dose of 5E15 cm.sup.-2 using the gate 16 and the gate sidewall 18 as a mask, and heat treatment is performed at 1000.degree. A drain diffusion layer 19 is formed around the ion-implanted region. For this reason, the region not ion-implanted with the gate 16 and the gate sidewall 18 as a mask remains as a shallow diffusion layer 17. Thereafter, the gate electrode 16 is doped to n +.
[0012]
Next, as shown in FIG. 10, the deep source / drain diffusion layer 19 and the silicon oxide film 13 on the Si of the gate electrode are removed with NH 4 F to form a region where the refractory metal has been removed. Titanium and titanium nitride (Ti / TiN) are deposited as melting point metals at 30/20 nm, respectively. Thereafter, heat treatment is performed for 30 seconds in an N 2 atmosphere at 700 ° C. to remove silicon Si and unreacted titanium Ti in a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide. Thereafter, heat treatment is performed for 30 seconds in an N 2 atmosphere at 800 ° C. to form a low-resistance Ti silicide compound 20.
Next, as shown in FIG. 11, a silicon nitride film SiN24 is deposited by LP-CVD.
Thereafter, a BPSG film of 100 nm or a silicon oxide film of 900 nm is deposited as the interlayer insulating film 21 and planarized by CMP (chemical / mechanical polishing method).
Next, as shown in FIG. 12, a contact resist pattern is formed by photolithography, and the interlayer insulating film 21 is removed by anisotropic etching having an etching selectivity with respect to silicon nitride SiN, thereby forming a contact hole. Open the area.
Next, as shown in FIG. 13, after opening the contact hole in the interlayer insulating film 21, silicon nitride SiN25 is deposited, for example, by 20 nm on the front surface by LPCVD.
[0013]
Next, as shown in FIG. 14, the silicon nitride film 25 is removed by etching by isotropic etching using a resist pattern 26 formed by photolithography only in the region B as a mask.
Next, as shown in FIG. 15, the resist pattern 26 is peeled off, and anisotropic etching with an etching selection ratio with respect to the silicon oxide film, silicon Si, and silicide is performed to form the bottom of the contact opening in the logic portion. The silicon nitride film 25 is peeled off, and at the same time, a contact hole is opened on the side wall of the memory portion leaving the silicon nitride film 25.
Next, as shown in FIG. 1, for example, titanium Ti, which is a refractory metal, is sputtered so as to be deposited to 10 nm at the bottom of the contact hole. Here, illustration of titanium is omitted. Thereafter, heat treatment is performed for 30 minutes in an N 2 atmosphere at 600 ° C., for example, to form titanium nitride TiN on the Ti surface at the bottom of the contact hole. Thereafter, using this titanium nitride as a starting point for selective growth, 400 nm of tungsten W is deposited by CVD, and then W on interlayer insulating film 21 is removed by CMP, and buried wiring 22 of W is formed in the contact hole opening. Form.
Thereafter, AlCu is deposited at 400 nm and Ti / TiN is deposited at 5/60 nm, a resist pattern is formed by photolithography, and Al wiring 23 is formed by anisotropic etching using the resist pattern as a mask.
[0014]
With this method, a fine contact hole can be formed in the memory portion, and the SiN film is always formed as a sidewall material between the contact hole and the gate electrode, so that the alignment margin in the lithography process is reduced, and a finer contact hole is formed. Can be formed.
This makes it possible to reduce the contact size of a repetitive pattern of a memory or the like together with the contact size relaxed from randomness in the logic part without affecting the lithography process, thereby enabling high integration of elements.
In addition, it is possible to reduce the alignment margin of the repetitive pattern such as a memory without affecting the lithography process, thereby enabling high integration of elements.
Further, it is possible to reduce the memory cell size by reducing the alignment margin without suppressing the optical proximity effect and deteriorating the manufacturing margin due to the miniaturization of the memory portion.
In addition, the contact hole diameter realized using the most advanced process technology for memory and logic can be processed in one lithography process by aligning the design when opening the contact hole to the same diameter. it can.
In addition, the insulating film forming process performed after the contact hole is opened reduces the contact hole diameter only in the memory portion, and the gate electrode and the edge film side wall formed on the side wall of the contact hole allow the insulation of the wiring between the gate electrode and the contact hole. Can be secured. Further, the contact pitch of the memory portion can be made the same as the contact pitch of the logic portion, and by forming the sidewall insulating film in the above embodiment, the margin between the base gate electrode and the contact can be reduced, and a finer memory cell design can be realized. .
[0015]
In the contact hole forming step shown in FIG. 12, the gate sidewall insulating film may be partially removed by changing the etching conditions for the gate sidewall insulating film 18.
Alternatively, the gate sidewall insulating film may be completely removed to expose the gate in the contact hole. Even in such a state, current leakage between the gate 16 and the wiring 22 does not occur because the insulating film 25 exists in the contact hole.
In addition, after opening a contact hole in the interlayer insulating film 21, a PSG film (abbreviation of PSG: Phosphorphoric Silicate Glass, which means an etching selectivity ratio with respect to a silicon oxide film, which means phosphosilicate glass. One of silicate glass. May be used in place of the silicon nitride 25. In this method, after the PSG side wall is formed only in the memory portion, the silicon nitride film formed on the surface of the interlayer insulating film 21 and the contact hole surface is simultaneously removed in the logic portion and the memory portion, and the contact hole bottom portion is opened. Is.
The process for forming the nMOSFET has been described above, but it can be applied to a normal CMOS process including a pMOSFET, and Ti silicide is formed on the diffusion layer / gate electrode to reduce resistance. Can achieve the same effect not only with Ti but also with refractory metals such as Co, Pt, Ni, W, and Mo, and even in the absence of these, this patent increases the integration of memory-embedded logic processes. It is obvious that there is an effect. Further, although the gate side wall made of silicon nitride has been described, the effect can also be obtained by this patent in the case of the side wall made of silicon oxide.
[0016]
【The invention's effect】
Accordingly, in the present invention, by forming an insulating film on the side wall of the contact hole, the contact hole process of the memory part and the logic part can be unified, and the number of processes can be reduced. Furthermore, the presence of the insulating film on the side wall of the contact hole can provide a memory-embedded logic that can reduce the distance between the gates and achieve high integration of the contact hole.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing one step of a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing one step of a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing one step of a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing one step of a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing one step of a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing one step of a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing one step of a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing one step of a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a step of the method of manufacturing a semiconductor device according to the example of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a step of the method of manufacturing a semiconductor device according to the example of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a step of the method of manufacturing a semiconductor device according to the example of the present invention.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a step of the method of manufacturing a semiconductor device according to the example of the present invention.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a step of the method of manufacturing a semiconductor device according to the example of the present invention.
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a step of the method of manufacturing a semiconductor device according to the example of the present invention.
FIG. 15 is a cross-sectional view showing a step of the method of manufacturing a semiconductor device according to the example of the present invention.
FIG. 16 is a cross-sectional view showing one step in a method of manufacturing a semiconductor device according to a conventional technique.
FIG. 17 is a cross-sectional view showing one step of a method of manufacturing a semiconductor device in the prior art.
FIG. 18 is a cross-sectional view showing one step of a method of manufacturing a semiconductor device in the prior art.
FIG. 19 is a cross-sectional view showing one step in a method of manufacturing a semiconductor device in the prior art.
FIG. 20 is a cross-sectional view showing one step of a method of manufacturing a semiconductor device in the prior art.
FIG. 21 is a cross-sectional view showing one step of a method of manufacturing a semiconductor device in the prior art.
FIG. 22 is a cross-sectional view showing one step of a method of manufacturing a semiconductor device in the prior art.
FIG. 23 is a cross-sectional view showing one step of a method of manufacturing a semiconductor device in the prior art.
FIG. 24 is a cross-sectional view showing one step of a method of manufacturing a semiconductor device in the prior art.
FIG. 25 is a cross-sectional view showing one step of a method of manufacturing a semiconductor device in the prior art.
FIG. 26 is a cross-sectional view showing one step of a method of manufacturing a semiconductor device in the prior art.
FIG. 27 is a cross-sectional view showing one step of a method of manufacturing a semiconductor device in the prior art.
[Explanation of symbols]
1 Si substrate 2 SiO2
3 Polycrystalline Si
4 SiO2
5 Resist 6 SiO2
7 Polycrystalline Si
8 SiO2
9 STI (Shallow Trench Isolation) region 10 SiO 2
11 SiO2 (sacrificial oxide film)
12 pwell
13 Gate insulating film 14 Polycrystalline Si
15 resist (for gate electrode formation)
16 Polycrystalline Si (Gate electrode)
17 Shallow n + diffusion layer 18 SiN side wall 19 Deep n + diffusion layer 20 Ti silicide 21 Interlayer insulating film (SiO2 / BPSG)
22 Metal wiring (contact hole)
23 AlCu (metal wiring)
24 SiN
26 resist

Claims (1)

メモリ形成予定領域およびロジック形成予定領域を有する半導体基板領域を形成する工程であって、前記半導体基板領域に前記メモリ形成予定領域中の複数の半導体装置形成予定領域を分離する第一の素子分離領域を形成し、前記半導体基板領域に前記ロジック形成予定領域中の複数の半導体装置形成予定領域を分離する第二の素子分離領域を形成し、前記半導体基板領域に前記メモリ形成予定領域、前記ロジック形成予定領域を分離する第三の素子分離領域を形成する工程と、
前記メモリ形成予定領域となる半導体基板領域中に第一の第一導電型領域を形成し、同時に前記ロジック形成予定領域となる半導体基板領域中に第二の第一導電型領域を形成する工程と、
前記第一の第一導電型領域、前記第二の第一導電型領域上にゲート酸化膜を塗布する工程と、
前記メモリ形成予定領域中の前記複数の半導体装置形成予定領域に複数のゲートを形成し、前記ロジック形成予定領域中の前記複数の半導体装置形成予定領域に複数の第二のゲートを形成する工程と、
前記第一の第一導電型領域上の一部に第一の第二導電型の不純物拡散領域を形成し、前記第二の第一導電型領域上の一部に第二の第二導電型の不純物拡散領域を形成する工程と、
前記第一ゲートの側壁に第一のゲート側壁絶縁膜を形成し、前記第二ゲートの側壁に第二のゲート側壁絶縁膜を形成する工程と、
前記第一のゲート上、前記第二のゲート上、前記第一の第二導電型の不純物拡散領域上、および前記第二の第二導電型の不純物拡散領域上に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記第一の第二導電型の不純物拡散領域上に設けられた層間絶縁膜、および第一のゲート側壁絶縁膜の一部を前記第一の第二導電型の不純物拡散領域が露出するまで除去し、第一のコンタクトホールを形成する工程と、
前記第一のコンタクトホールを形成する工程と同時に前記第二の第二導電型の不純物拡散領域上に埋められた層間絶縁膜を前記第二の第二導電型の不純物拡散領域が露出するまで除去し、前記第一のコンタクトホールのコンタクト径と等しい第二のコンタクトホールを形成する工程と、
前記第一のコンタクトホールの底面及び側面部、前記第二のコンタクトホールの底面及び側面部、並びに前記層間絶縁膜表面に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜を、前記第一のコンタクトホール側面部上の前記絶縁膜のみを残して除去する工程と、
前記第一のコンタクトホール、前記第二のコンタクトホールに配線を形成する工程とを具備する半導体装置の製造方法。
A first element isolation region for forming a semiconductor substrate region having a memory formation planned region and a logic formation planned region , wherein a plurality of semiconductor device formation planned regions in the memory formation planned region are separated from the semiconductor substrate region Forming a second element isolation region for separating a plurality of semiconductor device formation planned regions in the logic formation planned region in the semiconductor substrate region, and forming the memory formation planned region and the logic formation in the semiconductor substrate region Forming a third element isolation region for isolating the planned region;
Forming a first first conductivity type region in the semiconductor substrate region to be the memory formation scheduled region and simultaneously forming a second first conductivity type region in the semiconductor substrate region to be the logic formation scheduled region; ,
Applying a gate oxide film on the first first conductivity type region and the second first conductivity type region;
Forming a plurality of gates in the plurality of semiconductor device formation scheduled regions in the memory formation scheduled region, and forming a plurality of second gates in the plurality of semiconductor device formation scheduled regions in the logic formation scheduled region; ,
A first second conductivity type impurity diffusion region is formed in a part on the first first conductivity type region, and a second second conductivity type is formed in a part on the second first conductivity type region. Forming an impurity diffusion region of
Forming a first gate sidewall insulating film on the first gate sidewall and forming a second gate sidewall insulating film on the second gate sidewall;
Forming an interlayer insulating film on the first gate, on the second gate, on the first second conductivity type impurity diffusion region, and on the second second conductivity type impurity diffusion region; When,
The interlayer insulating film provided on the first second conductivity type impurity diffusion region and a part of the first gate sidewall insulating film are removed until the first second conductivity type impurity diffusion region is exposed. And forming a first contact hole;
Simultaneously with the step of forming the first contact hole, the interlayer insulating film buried on the second second conductivity type impurity diffusion region is removed until the second second conductivity type impurity diffusion region is exposed. Forming a second contact hole equal to the contact diameter of the first contact hole;
Forming an insulating film on a bottom surface and a side surface portion of the first contact hole, a bottom surface and a side surface portion of the second contact hole, and the surface of the interlayer insulating film;
Removing the insulating film leaving only the insulating film on the side surface of the first contact hole; and
Forming a wiring in the first contact hole and the second contact hole.
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