JPH01264257A - 半導体装置 - Google Patents
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- JPH01264257A JPH01264257A JP63091567A JP9156788A JPH01264257A JP H01264257 A JPH01264257 A JP H01264257A JP 63091567 A JP63091567 A JP 63091567A JP 9156788 A JP9156788 A JP 9156788A JP H01264257 A JPH01264257 A JP H01264257A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B12/00—Dynamic random access memory [DRAM] devices
- H10B12/30—DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
- H10B12/31—DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells having a storage electrode stacked over the transistor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
- H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body
- H01L27/10—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a repetitive configuration
- H01L27/105—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a repetitive configuration including field-effect components
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体装置に関し、特にMO3O3シランダ
ムアクセスメモリRAM)の特性向上に適用して有効な
技術に関するものである。
ムアクセスメモリRAM)の特性向上に適用して有効な
技術に関するものである。
MO3形半導体装置のシリサイドゲート構造については
、例えば、株式会社サイエンスフォーラム、昭和58年
11月28日発行、「超LSIデバイスハンドブックJ
P52〜P54に記載がある。
、例えば、株式会社サイエンスフォーラム、昭和58年
11月28日発行、「超LSIデバイスハンドブックJ
P52〜P54に記載がある。
MOS形半導体装置のゲート電極材料には、従来よりポ
リシリコンが用いられているが、半導体集積回路の高速
化に伴ってその抵抗値が配線遅延の原因となり始めたた
め、抵抗値の低いWSi、、MoSi2あるいは、Ta
Si2 などのシリサイドをポリシリコン上に積層した
、いわゆるポリサイドゲート構造が採用されつつある。
リシリコンが用いられているが、半導体集積回路の高速
化に伴ってその抵抗値が配線遅延の原因となり始めたた
め、抵抗値の低いWSi、、MoSi2あるいは、Ta
Si2 などのシリサイドをポリシリコン上に積層した
、いわゆるポリサイドゲート構造が採用されつつある。
また、近年、上記ポリサイドゲート構造を発展させた電
極構造として、ゲート電極のみならず、ソースおよびド
レイン電極上にもシリサイド層を形成して寄生抵抗のよ
り一層の低減を図る電極構造が提案されている。
極構造として、ゲート電極のみならず、ソースおよびド
レイン電極上にもシリサイド層を形成して寄生抵抗のよ
り一層の低減を図る電極構造が提案されている。
ところが、ゲート、ソースおよびドレイン電極にシリサ
イドを積層する上記電極構造においては、ソースおよび
ドレイン電極を構成する拡散層の接合リーク電流がシリ
サイド層の膜厚に比例して増大してしまう、という問題
が指摘されている(「第178回・ミーティング・ザ・
エレクトロケミカル−ソサエティ(178st、Mee
ting The Electro−chemical
5ociety)、 1987 J P218〜P2
20) 。
イドを積層する上記電極構造においては、ソースおよび
ドレイン電極を構成する拡散層の接合リーク電流がシリ
サイド層の膜厚に比例して増大してしまう、という問題
が指摘されている(「第178回・ミーティング・ザ・
エレクトロケミカル−ソサエティ(178st、Mee
ting The Electro−chemical
5ociety)、 1987 J P218〜P2
20) 。
その原因としては、上記文献にも述べられているように
、 ■ W、MoあるいはTaなどの高融点金属とシリコン
とがシリサイド反応を起こすと体積が減少するため、シ
リコン基板上に形成されたフィールド絶縁膜の端部やゲ
ート電極の端部に応力が集中し、シリコン基板内に結晶
欠陥が発生する、■ シリサイド化を行うための熱処理
時にシリサイド反応が完全に進行せず、高融点金属の一
部が単体のままシリコン基板内に拡散して不純物準位を
形成する、 などが考えられる。
、 ■ W、MoあるいはTaなどの高融点金属とシリコン
とがシリサイド反応を起こすと体積が減少するため、シ
リコン基板上に形成されたフィールド絶縁膜の端部やゲ
ート電極の端部に応力が集中し、シリコン基板内に結晶
欠陥が発生する、■ シリサイド化を行うための熱処理
時にシリサイド反応が完全に進行せず、高融点金属の一
部が単体のままシリコン基板内に拡散して不純物準位を
形成する、 などが考えられる。
上8己接合リーク電流は、ゲート電圧がしきい値電圧(
vth)以下のときに流れるサブスレッショルド電流よ
りも微小であることから、問題にならない場合も少なく
ないが、ダイナミックRAM (DRAM)やスタティ
ックRAM (SRAM)のように、電荷蓄積ノードが
基板上の拡散層に形成されるメモリにおいては、微小な
リーク電流であっても情報が反転し、回路誤動作の原因
になってしまう、という問題がある。
vth)以下のときに流れるサブスレッショルド電流よ
りも微小であることから、問題にならない場合も少なく
ないが、ダイナミックRAM (DRAM)やスタティ
ックRAM (SRAM)のように、電荷蓄積ノードが
基板上の拡散層に形成されるメモリにおいては、微小な
リーク電流であっても情報が反転し、回路誤動作の原因
になってしまう、という問題がある。
本発明は、上記した問題点に着目してなされたものであ
り、その目的は、電極の寄生抵抗を低減するとともに、
電荷蓄積ノードを構成する拡散層の接合リーク電流に起
因するメモリの誤動作を有効に防止することができる技
術を提供することにある。
り、その目的は、電極の寄生抵抗を低減するとともに、
電荷蓄積ノードを構成する拡散層の接合リーク電流に起
因するメモリの誤動作を有効に防止することができる技
術を提供することにある。
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明
細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
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、次の通りである。
を簡単に説明すれば、次の通りである。
すなわち、トランジスタの電極を構成する拡散層のうち
、少なくとも電荷蓄積ノードを構成する拡散層を除いた
拡散層にシリサイド層を形成したMOS形半導体メモリ
である。
、少なくとも電荷蓄積ノードを構成する拡散層を除いた
拡散層にシリサイド層を形成したMOS形半導体メモリ
である。
上記した手段によれば、電荷蓄積ノードを構成する拡散
層の接合リーク電流増大が防止され、かつ、シリサイド
層を形成した電極の寄生抵抗が低減される。
層の接合リーク電流増大が防止され、かつ、シリサイド
層を形成した電極の寄生抵抗が低減される。
第1図は、本発明の一実施例である半導体装置を示す半
導体基板の要部断面図、第2図(a)〜(山は、この半
導体装置の製造プロセスを示す半導体基板の要部断面図
である。
導体基板の要部断面図、第2図(a)〜(山は、この半
導体装置の製造プロセスを示す半導体基板の要部断面図
である。
本実施例は、ブレーナ形キャパシタ構造を有するMO3
形DRAMであり、多数のメモリセルが配列されたメモ
リアレイ八と、制御回路、センスアンプ、入出力回路な
どからなる周辺回路Bとが半導体基板(以下、基板とい
う) 10表面に形成されたものである。
形DRAMであり、多数のメモリセルが配列されたメモ
リアレイ八と、制御回路、センスアンプ、入出力回路な
どからなる周辺回路Bとが半導体基板(以下、基板とい
う) 10表面に形成されたものである。
各メモリセルのトランジスタは、ゲート電極2aと、ソ
ース電極とドレイン電極とを構成する拡散F13a、4
aとからなり、キャパシタは、電極5、絶縁膜6および
n形波散層7から構成されている。
ース電極とドレイン電極とを構成する拡散F13a、4
aとからなり、キャパシタは、電極5、絶縁膜6および
n形波散層7から構成されている。
キャパシタとトランジスタとは、拡散層3aを介して電
気的に接続され、拡散層3aが電荷蓄積ノードの一部を
構成するようになっている。
気的に接続され、拡散層3aが電荷蓄積ノードの一部を
構成するようになっている。
トランジスタを構成する拡散層3a、4aの各々は、n
−形波散層8とn゛形形成散層9からなるLDD構造を
なし、これにより、短チヤネル化を図るとともに、ホッ
トキャリアなどによる特性劣化が防止されるようになっ
ている。
−形波散層8とn゛形形成散層9からなるLDD構造を
なし、これにより、短チヤネル化を図るとともに、ホッ
トキャリアなどによる特性劣化が防止されるようになっ
ている。
ゲート電極2aと、電極5の上方に配置されたワード線
10とは、ポリシリコン層11にシリサイド層12が積
層されたポリサイド構造になっている。
10とは、ポリシリコン層11にシリサイド層12が積
層されたポリサイド構造になっている。
一方、周辺回路Bのトランジスタを構成するゲート電極
2bは、上記メモリセルのトランジスタを構成するゲー
ト電極2aと同様、ポリサイド構造となっているが、ソ
ース電極とドレイン電極とを構成する拡散層3b、4b
の表面には、寄生抵抗の低減を目的として、シリサイド
層12が形成されている。
2bは、上記メモリセルのトランジスタを構成するゲー
ト電極2aと同様、ポリサイド構造となっているが、ソ
ース電極とドレイン電極とを構成する拡散層3b、4b
の表面には、寄生抵抗の低減を目的として、シリサイド
層12が形成されている。
このように、本実施例のMO3形DRAMは、周辺回路
Bのトランジスタを構成する拡散層3b。
Bのトランジスタを構成する拡散層3b。
4bの表面にシリサイド層12を形成することによって
寄生抵抗の低減を図る一方、メモリセルのトランジスタ
を構成する拡散層3a、4aの表面にはシリサイド層1
2を積層しないことにより、接合リーク電流の増大に起
因する回路誤動作の防止を図っている。
寄生抵抗の低減を図る一方、メモリセルのトランジスタ
を構成する拡散層3a、4aの表面にはシリサイド層1
2を積層しないことにより、接合リーク電流の増大に起
因する回路誤動作の防止を図っている。
次に、上記MOS形D RA Mの製造プロセスの一例
を第2図(a)〜(6)を用いて説明する。
を第2図(a)〜(6)を用いて説明する。
まず、p形シリコン単結晶からなる基板1にチャネルス
トッパ領域13とフィールド酸化膜14とを形成し、フ
ィールド酸化膜14で囲まれた活性領域の表面に5iC
h からなる絶縁膜15を形成する。
トッパ領域13とフィールド酸化膜14とを形成し、フ
ィールド酸化膜14で囲まれた活性領域の表面に5iC
h からなる絶縁膜15を形成する。
次に、不純物イオンの打ち込みによって、キャパシタの
一方の電極を構成するn形波散層7を形成した後、その
表面の絶縁膜15をエツチングで除去し、同じ箇所に新
たな絶縁膜6を形成する(第2図(a))。
一方の電極を構成するn形波散層7を形成した後、その
表面の絶縁膜15をエツチングで除去し、同じ箇所に新
たな絶縁膜6を形成する(第2図(a))。
次に、基板1の表面にCVD法でポリシリコン膜を被着
し、これをバターニングしてキャパシタのもう一方の電
極5を形成した後、その表面をリンケイ酸ガラス(PS
G)などの層間絶縁膜16で被覆する。
し、これをバターニングしてキャパシタのもう一方の電
極5を形成した後、その表面をリンケイ酸ガラス(PS
G)などの層間絶縁膜16で被覆する。
一方、基板10表面に露出した絶縁膜15を除去した後
、同じ箇所に新たなゲート絶縁膜17を形成する(第2
図(b))。
、同じ箇所に新たなゲート絶縁膜17を形成する(第2
図(b))。
次に、基板1の表面にCVD法で順次被着したポリシリ
コン膜およびSi3Nm膜をパターニングすることによ
り、ポリシリコン層11の表面にSi3N、層18が積
層されたゲート電極2a、2b。
コン膜およびSi3Nm膜をパターニングすることによ
り、ポリシリコン層11の表面にSi3N、層18が積
層されたゲート電極2a、2b。
ワード線10および抵抗19を形成し、次いで、熱酸化
法でそれらの側面に絶縁膜20を形成して耐圧の向上を
図る(第2図(C))。
法でそれらの側面に絶縁膜20を形成して耐圧の向上を
図る(第2図(C))。
次に、ゲート電極2a、2bをマスクに用いてそれらの
両側に低濃度のn−形波散層8を形成した後、基板1の
表面にCVD法で8102膜を被着し、反応性イオンエ
ツチング(RIE)を行ってゲート電極2a、 2b
、ワード線10および抵抗19の側面に側壁21を形成
する。
両側に低濃度のn−形波散層8を形成した後、基板1の
表面にCVD法で8102膜を被着し、反応性イオンエ
ツチング(RIE)を行ってゲート電極2a、 2b
、ワード線10および抵抗19の側面に側壁21を形成
する。
次に、ゲート電極2a、2bの両側に高濃度のn゛形拡
散層9を形成し、トランジスタの電極を構成する拡散層
3a、4a、3b、4bを形成する。
散層9を形成し、トランジスタの電極を構成する拡散層
3a、4a、3b、4bを形成する。
次に、抵抗19を除くゲート電極2a、2bおよびワー
ド線10のSi3N4層18を選択的に除去するととも
に、周辺回路Bのトランジスタの拡散層3b、4bの表
面のゲート絶縁膜17を選択的に除去し、基板1の表面
にスパッタ法でWSMOまたはT1などの高融点金属膜
を被着した後、基板1を約600℃で加熱してシリサイ
ド反応を行い、その後、未反応の高融点金属を除去する
。
ド線10のSi3N4層18を選択的に除去するととも
に、周辺回路Bのトランジスタの拡散層3b、4bの表
面のゲート絶縁膜17を選択的に除去し、基板1の表面
にスパッタ法でWSMOまたはT1などの高融点金属膜
を被着した後、基板1を約600℃で加熱してシリサイ
ド反応を行い、その後、未反応の高融点金属を除去する
。
これにより、ゲート電極2a12b%ワード線10、周
辺回路Bのトランジスタの拡散層3b。
辺回路Bのトランジスタの拡散層3b。
4bの表面に選択的にシリサイド層12が形成される(
第2図(d))。
第2図(d))。
最後に、約900℃で熱処理を行ってシリサイド層12
を低抵抗した後、常法に従って、PSGなどからなる層
間絶縁膜22、コンタクトホール23、A1配線24、
S!3N<やPSGなどからなるパッシベーション膜2
5を順次形成することにより、第1図に示すM OS形
DRAMが完成する。
を低抵抗した後、常法に従って、PSGなどからなる層
間絶縁膜22、コンタクトホール23、A1配線24、
S!3N<やPSGなどからなるパッシベーション膜2
5を順次形成することにより、第1図に示すM OS形
DRAMが完成する。
このように、本実施例によれば、次の効果を得ることが
できる。
できる。
(1)1周辺回路Bのトランジスタを構成するゲート電
極2b、拡散層3b、4bの表面にシリサイド層12を
形成した電極構造とすることにより、電極の寄生抵抗が
低減し、周辺回路Bの高速化が促進される。
極2b、拡散層3b、4bの表面にシリサイド層12を
形成した電極構造とすることにより、電極の寄生抵抗が
低減し、周辺回路Bの高速化が促進される。
(2)、メモリセルのトランジスタを構成する電極のう
ち、電荷蓄積ノードの一部を構成する拡散層3aの表面
にはシリサイド層12を形成しないので、拡散層3aの
接合リーク電流増大が有効に防止される結果、この接合
リーク電流に起因するメモリセルの誤動作を防止するこ
とができる。
ち、電荷蓄積ノードの一部を構成する拡散層3aの表面
にはシリサイド層12を形成しないので、拡散層3aの
接合リーク電流増大が有効に防止される結果、この接合
リーク電流に起因するメモリセルの誤動作を防止するこ
とができる。
(2)、上記(1)、 (2)により、信頼性の高い高
速MOS形DRAMが得られる。
速MOS形DRAMが得られる。
以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
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で種々変更
可能であることはいうまでもない。
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で種々変更
可能であることはいうまでもない。
例えば、実施例は、プレーナ形キャパシタ構造のM O
S ff3 D RA Mであるが、第3図に示すよう
に、メモリセルのキャパシタが一対の電極26.27お
よび絶縁膜28から構成され、電極26に接続されたト
ランジスタの拡散層3aが電荷蓄積ノードの一部を構成
している積層形キャパシタ構造のMO9O9形AMに適
用することもできる。
S ff3 D RA Mであるが、第3図に示すよう
に、メモリセルのキャパシタが一対の電極26.27お
よび絶縁膜28から構成され、電極26に接続されたト
ランジスタの拡散層3aが電荷蓄積ノードの一部を構成
している積層形キャパシタ構造のMO9O9形AMに適
用することもできる。
さらに、シリサイド層を有しない拡散層を形成すること
によって、比較的大きな抵抗とダイオードを有する拡散
層が得られる。この拡散層を静電破壊対策用の抵抗と容
量に用いることもできる。
によって、比較的大きな抵抗とダイオードを有する拡散
層が得られる。この拡散層を静電破壊対策用の抵抗と容
量に用いることもできる。
また、同じく拡散層の一部が電荷蓄積ノードを構成して
いるMO3形SRAMに適用することもできる。
いるMO3形SRAMに適用することもできる。
本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
。
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
。
すなわち、トランジスタの電極を構成する拡散層にシリ
サイド層が形成されるMO3形半導体メモリにおいて、
少なくとも電荷蓄積ノードの一部を構成する拡散層には
、上記シリサイド層を形成しないようにした結果、電荷
蓄積ノードの一部を構成する拡散層の接合リーク電流増
大が防止されるとともに、シリサイド層を形成した電極
の寄生抵抗が低減されるので、信頼性の高い高速MOS
形半導体メモリを提供することができる。
サイド層が形成されるMO3形半導体メモリにおいて、
少なくとも電荷蓄積ノードの一部を構成する拡散層には
、上記シリサイド層を形成しないようにした結果、電荷
蓄積ノードの一部を構成する拡散層の接合リーク電流増
大が防止されるとともに、シリサイド層を形成した電極
の寄生抵抗が低減されるので、信頼性の高い高速MOS
形半導体メモリを提供することができる。
第1図は本発明の一実施例である半導体装置を示す半導
体基板の要部断面図、 第2図(a)〜(6)はこの半導体装置の製造プロセス
を示す半導体基板の要部断面図、 第3図は本発明の他の実施例である単導体装置を示す半
導体基板の要部断面図である。 1・・・半導体基板、2a、2b・・・ゲート電極、3
a、3b、4a、4b・・・拡散層、5゜26.27・
・・電極、6,15.20.28・・・絶縁膜、7・・
・n形波散層、8・・・n−形波散層、9・・・n゛形
拡散層、10・・・ワード線、11・・・ポリシリコン
層、12・・・シリサイド層、13・・・チャネルスト
ッパ領域、14・・・フィールド絶縁膜、16.22・
・・層間絶縁膜、17・・・ゲート絶縁膜、18・・・
5izes層、19・・・抵抗、21・・・側壁、23
・・・コンタクトホール、24・・・A!配線、25・
・・パッシベーション膜、A・・・メレリアレイ、B・
・・周辺回路。 −24,i −
体基板の要部断面図、 第2図(a)〜(6)はこの半導体装置の製造プロセス
を示す半導体基板の要部断面図、 第3図は本発明の他の実施例である単導体装置を示す半
導体基板の要部断面図である。 1・・・半導体基板、2a、2b・・・ゲート電極、3
a、3b、4a、4b・・・拡散層、5゜26.27・
・・電極、6,15.20.28・・・絶縁膜、7・・
・n形波散層、8・・・n−形波散層、9・・・n゛形
拡散層、10・・・ワード線、11・・・ポリシリコン
層、12・・・シリサイド層、13・・・チャネルスト
ッパ領域、14・・・フィールド絶縁膜、16.22・
・・層間絶縁膜、17・・・ゲート絶縁膜、18・・・
5izes層、19・・・抵抗、21・・・側壁、23
・・・コンタクトホール、24・・・A!配線、25・
・・パッシベーション膜、A・・・メレリアレイ、B・
・・周辺回路。 −24,i −
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、半導体基板上に形成された導電層にシリサイド層が
形成された半導体装置であって、前記導電層の所定領域
には、前記シリサイド層が形成されていないことを特徴
とする半導体装置。 2、前記所定領域は、少なくともMOS型半導体メモリ
の拡散層であって、電荷蓄積ノードの一部であることを
特徴とする請求項1記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63091567A JP2569115B2 (ja) | 1988-04-15 | 1988-04-15 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63091567A JP2569115B2 (ja) | 1988-04-15 | 1988-04-15 | 半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01264257A true JPH01264257A (ja) | 1989-10-20 |
JP2569115B2 JP2569115B2 (ja) | 1997-01-08 |
Family
ID=14030098
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63091567A Expired - Lifetime JP2569115B2 (ja) | 1988-04-15 | 1988-04-15 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2569115B2 (ja) |
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- 1988-04-15 JP JP63091567A patent/JP2569115B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2569115B2 (ja) | 1997-01-08 |
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