JPH0210733A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH0210733A
JPH0210733A JP63161311A JP16131188A JPH0210733A JP H0210733 A JPH0210733 A JP H0210733A JP 63161311 A JP63161311 A JP 63161311A JP 16131188 A JP16131188 A JP 16131188A JP H0210733 A JPH0210733 A JP H0210733A
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JP
Japan
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film
polycrystalline
insulating film
contact
field insulating
Prior art date
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Pending
Application number
JP63161311A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masataka Shingu
新宮 正孝
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JPH0210733A publication Critical patent/JPH0210733A/en
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Abstract

PURPOSE:To sandwich a field insulating film to prevent punching-through production between neighboring diffusion layers by making the impurity concentration of a part in the neighborhood of contact parts of a semiconductor film for forming gate wiring lower than that of the other part. CONSTITUTION:Contact parts C2, C'2 in which gate wiring G1, G'1 are directly connected to a semiconductor substrate 1 sandwich a field insulating film 2 to near and is formed. The impurity concentration of the part in the neighborhood of contact parts of polycrystalline Si films for forming G1, G'1 is made lower than the other parts. Therefore, the joining depth of diffusion layers formed by impurity diffusion of the polycrystalline Si film to the substrate 1 can be made shallow. Thereby punching-through production between the diffusion layers neared and formed by sandwiching the field insulating film can be prevented and the improvement of integrated density by the use of contacts can be contrived.

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、例えばMOSスタテ47
りRAM (Random Access Mes+o
ry)に適用して好適なものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor device, for example, a MOS state 47.
RAM (Random Access Mes+o
ry) is suitable for application.

(発明の概要〕 本発明は、ゲート配線が半導体基板に直接接続されるコ
ンタクト部がフィールド絶縁膜をはさんで互いに近接し
て形成されている半導体装置において、上記ゲート配線
が不純物を含有する半導体膜により構成され、かつ上記
ゲート配線のうちの上記コンタクト部に隣接する部分の
不純物濃度が他の部分の不純物濃度よりも低い。これに
よって、フィールド絶縁膜をはさんで互いに近接して形
成される拡散層間でパンチスルーを起こすことなく高集
積密度化を図ることができる。
(Summary of the Invention) The present invention provides a semiconductor device in which contact portions in which a gate wiring is directly connected to a semiconductor substrate are formed adjacent to each other across a field insulating film, in which the gate wiring is a semiconductor device containing impurities. The impurity concentration of a portion of the gate wiring adjacent to the contact portion is lower than the impurity concentration of other portions.Thereby, the gate wirings are formed close to each other with a field insulating film in between. High integration density can be achieved without causing punch-through between diffusion layers.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近年、MOSスタティックRAMにおいては、高抵抗多
結晶シリコン(Si)負荷型スタティックRAMが主流
となっている。第2図に示すように、この高抵抗多結晶
Si負荷型スタティックRAMのメモリセルは、高抵抗
多結晶Si抵抗R1及びドライバトランジスタT+から
成るインバータと高抵抗多結晶Si抵抗R2及びドライ
バトランジスタT2から成るインバータとの2個のイン
バータの一方の出力を他方の入力に接続したフリップフ
ロップ回路と、セル外とのデータのやりとりのためのス
イッチングトランジスタ(アクセストランジスタ)T3
、T4とから成る。符号WLはワード線、符号DL、D
Lはデータ線である。■。、は電源を表す。
In recent years, high-resistance polycrystalline silicon (Si) loaded static RAMs have become mainstream in MOS static RAMs. As shown in FIG. 2, the memory cell of this high-resistance polycrystalline Si loaded static RAM is composed of an inverter consisting of a high-resistance polycrystalline Si resistor R1 and a driver transistor T+, a high-resistance polycrystalline Si resistor R2, and a driver transistor T2. A flip-flop circuit in which the output of one of the two inverters is connected to the input of the other, and a switching transistor (access transistor) T3 for exchanging data with the outside of the cell.
, T4. Symbol WL is a word line, symbol DL, D
L is a data line. ■. , represents the power supply.

上述の高抵抗多結晶Si負荷型スタティックRAMにお
いては、半導体基板に対してゲート配線等を直接コンタ
クトさせる、いわゆるベリドコンタクト(Buried
 Contact)の使用によりメモリセルの集積密度
の向上が図られている。具体的には、例えば第2図に示
すドライバトランジスタT、のゲート電極を構成するゲ
ート配線とスイッチングトランジスタT4のソース領域
(拡散層)との接続部にこのベリドコンタクトが使用さ
れている。
In the above-mentioned high-resistance polycrystalline Si-loaded static RAM, a so-called buried contact is used in which gate wiring etc. are brought into direct contact with the semiconductor substrate.
The integration density of memory cells has been improved by using contact memory. Specifically, this buried contact is used, for example, at the connection portion between the gate wiring forming the gate electrode of the driver transistor T shown in FIG. 2 and the source region (diffusion layer) of the switching transistor T4.

ところで、このゲート配線の材料としては通常、不純物
をドープした多結晶Si膜や、この不純物をドープした
多結晶Si膜の上に例えばタングステンシリサイド(W
 S i z )やモリブデンシリサイド(M。
By the way, the material for this gate wiring is usually a polycrystalline Si film doped with impurities, or a polycrystalline Si film doped with impurities such as tungsten silicide (W).
S iz ) and molybdenum silicide (M.

5in)のような高融点金属シリサイド膜を重ねた、い
わゆるポリサイド膜が用いられる。従って、上述のベリ
ドコンタクト部では、この不純物をドープした多結晶S
t膜が拡散層に直接コンタクトする構造となっている。
A so-called polycide film, in which high-melting point metal silicide films such as 5 inch) are stacked, is used. Therefore, in the buried contact part described above, the polycrystalline S doped with this impurity is
The structure is such that the t film is in direct contact with the diffusion layer.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

本発明者の検討によれば、ベリドコンタクトを用いた上
述の高抵抗多結晶Si負荷型スタティックRAMにおい
ては、次のような問題がある。例えばリン(P)のよう
なn型不純物をドープした多結晶Si膜によりゲート配
線を構成する場合を例にとって以下この問題を説明する
According to studies by the present inventors, the above-mentioned high-resistance polycrystalline Si loaded static RAM using buried contacts has the following problems. This problem will be explained below by taking as an example a case in which a gate wiring is formed of a polycrystalline Si film doped with an n-type impurity such as phosphorus (P).

従来の高抵抗多結晶Si負荷型スタティックRAMの製
造方法において、トランジスタのソース領域及びドレイ
ン領域の形成までの工程は概路次の通りである。すなわ
ち、まず半導体基板の表面にフィールド絶縁膜を形成し
て素子間分離を行った後、このフィールド絶縁膜で囲ま
れた活性領域の表面にゲート絶縁膜を形成する。次に、
このゲート絶縁膜及びフィールド絶縁膜の所定部分を選
択的にエツチング除去してベリドコンタクト部における
半導体基板の表面を部分的に露出させる。次に、全面に
多結晶Si膜を形成した後、拡散によりこの多結晶Si
膜にPをドープする。この拡散を行うための熱処理時に
は、半導体基板表面に直接接している多結晶Si膜から
Pがこの半導体基板中に拡散し、これによってこの半導
体基板中にn°型の拡散層が形成される。次に、この多
結晶Si膜をエツチングによりパターンニングしてゲー
ト配線を形成する。その後、このゲート配線をマスクと
して半導体基板中にソース領域及びドレイン領域形成用
の不純物のイオン注入を行う。これによって、n°型の
ソース領域及びドレイン領域が形成される。実際には、
イオン注入により形成されたこれらのソース領域及びド
レイン領域と多結晶Si膜からの不純物拡散により先に
形成された拡散層との全体がソース領域及びドレイン領
域となる。
In the conventional manufacturing method of a high-resistance polycrystalline Si loaded static RAM, the steps up to the formation of the source region and drain region of the transistor are outlined as follows. That is, first, a field insulating film is formed on the surface of a semiconductor substrate to isolate elements, and then a gate insulating film is formed on the surface of an active region surrounded by this field insulating film. next,
Predetermined portions of the gate insulating film and the field insulating film are selectively etched away to partially expose the surface of the semiconductor substrate in the buried contact portion. Next, after forming a polycrystalline Si film on the entire surface, this polycrystalline Si film is
Dope the film with P. During the heat treatment for this diffusion, P diffuses into the semiconductor substrate from the polycrystalline Si film directly in contact with the surface of the semiconductor substrate, thereby forming an n° type diffusion layer in the semiconductor substrate. Next, this polycrystalline Si film is patterned by etching to form gate wiring. Thereafter, impurity ions for forming source and drain regions are implanted into the semiconductor substrate using this gate wiring as a mask. This forms n° type source and drain regions. in fact,
The entirety of these source and drain regions formed by ion implantation and the diffusion layer previously formed by impurity diffusion from the polycrystalline Si film becomes the source and drain regions.

今、例えば第2図に示すドライバトランジスタT、のゲ
ート電極を構成するゲート配線がコンタクトするスイッ
チングトランジスタT4のソース領域を考えると、互い
に隣接するメモリセル間ではこのソース領域はフィール
ド絶縁膜をはさんで互いに近接して形成されている。こ
のソース領域のうち上記ゲート配線が接している部分に
おける接合深さは多結晶St膜からの不純物拡散のみで
決定される。一方、このソース領域のうち上記ゲート配
線が接していない部分における接合深さは、多結晶St
膜からの不純物拡散とイオン注入とのいずれかより深(
拡散したものにより決定される。
For example, if we consider the source region of the switching transistor T4 that is in contact with the gate wiring constituting the gate electrode of the driver transistor T shown in FIG. are formed close to each other. The junction depth in the portion of this source region that is in contact with the gate wiring is determined only by impurity diffusion from the polycrystalline St film. On the other hand, the junction depth in the portion of this source region that is not in contact with the gate wiring is polycrystalline St.
Deeper than either impurity diffusion from the film or ion implantation (
Determined by what is diffused.

ところで、実際のプロセス設計に際しては、ソース領域
及びドレイン領域形成用のイオン注入により決定される
接合深さが一番深くなるように設計することが好ましい
。これは、集積密度向上の観点からは、ソース領域及び
ドレイン領域形成用のイオン注入以外のファクターで制
約を受けないことが望ましいからである。これは、上述
のソース領域の場合には、このソース領域の接合深さが
イオン注入のみにより決定され、しかもこれによって決
定される接合深さが、このソース領域のうちゲート配線
が接している部分における接合深さよりも深いことを意
味している。この場合、もしもゲート配線が接している
部分におけるソース領域の接合深さがこのゲート配線が
接していない部分におけるソース領域の接合深さよりも
深くなると、このゲート配線が接していない部分におけ
るソース領域の接合深さもゲート配線が接している部分
におけるソース領域の接合深さと同じかそれ以上の深さ
になる。このような場合には、互いに隣接するメモリセ
ル間でフィールド絶縁膜をはさんで互いに近接して形成
されている上述のソース領域同士が接近し、その結果パ
ンチスルーが起きてしまうおそれがある。
By the way, in actual process design, it is preferable to design the junction depth determined by ion implantation for forming the source region and the drain region to be the deepest. This is because, from the viewpoint of improving integration density, it is desirable not to be constrained by factors other than ion implantation for forming source and drain regions. This is because, in the case of the source region mentioned above, the junction depth of this source region is determined only by ion implantation, and the junction depth determined by this is the portion of this source region that is in contact with the gate wiring. This means that the bonding depth is deeper than the bonding depth at . In this case, if the junction depth of the source region in the part where the gate wiring is in contact is deeper than the junction depth of the source region in the part where the gate wiring is not in contact, the source region in the part where the gate wiring is not in contact is The junction depth is also equal to or greater than the junction depth of the source region in the portion where the gate wiring is in contact. In such a case, the above-mentioned source regions that are formed close to each other with a field insulating film in between between adjacent memory cells may come close to each other, and as a result, punch-through may occur.

従って本発明の目的は、フィールド絶縁膜をはさんで互
いに近接して形成される拡散層間でパンチスルーを起こ
すことなく高集積密度化を図ることができる半導体装置
を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor device that can achieve high integration density without causing punch-through between diffusion layers formed close to each other with a field insulating film in between.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記課題を解決するため、本発明は、ゲート配線(G+
 、Gz 、G+  ’)が半導体基板(1)に直接接
続されるコンタクト部(Cz 、G3 、Cz′)がフ
ィールド絶縁膜(2)をはさんで互いに近接して形成さ
れている半導体装置において、ゲート配線(G、 、G
2、G、  ′)が不純物を含有する半導体膜により構
成され、かつゲート配線CG+ 、Gt 、G+  ’
 )のうちのコンタクト部(Cz 、G3、Cz  ’
)に隣接する部分の不純物濃度が他の部分の不純物濃度
よりも低い。
In order to solve the above problems, the present invention provides gate wiring (G+
, Gz, G+') are directly connected to the semiconductor substrate (1) in a semiconductor device in which contact portions (Cz, G3, Cz') are formed close to each other with a field insulating film (2) in between. Gate wiring (G, ,G
2, G, ') is composed of a semiconductor film containing impurities, and the gate wirings CG+, Gt, G+'
) contact parts (Cz, G3, Cz'
) is lower than the impurity concentration in other parts.

〔作用〕[Effect]

上記した手段によれば、ゲート配線(G、 、Gz、G
+’)を構成する半導体膜のうちのコンタクト部(c、
 、G3 、ct  ’)に隣接する部分の不純物濃度
が他の部分の不純物濃度よりも低いことから、この半導
体膜から半導体基板中への不純物拡散により形成される
拡散層の接合深さは浅くなる。従って、フィールド絶縁
膜をはさんで互いに近接して形成されるこの拡散層間で
パンチスルーが起きるのが防止される。
According to the above means, the gate wiring (G, , Gz, G
+') of the semiconductor film constituting the contact part (c,
, G3, ct') is lower than the impurity concentration in other parts, the junction depth of the diffusion layer formed by impurity diffusion from this semiconductor film into the semiconductor substrate becomes shallow. . Therefore, punch-through is prevented from occurring between the diffusion layers formed close to each other with the field insulating film in between.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。この実施例は、高抵抗多結晶Si負荷型スタテ
ィックRAMに本発明を適用した実施例である。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. This embodiment is an embodiment in which the present invention is applied to a high resistance polycrystalline Si loaded static RAM.

第1図Aは本発明の一実施例による高抵抗多結晶Si負
荷型スタティックRAMの平面構造を示し、第1図Bは
第1図AのB−B線に沿っての断面図を示す。この高抵
抗多結晶Si負荷型スタティックRAMのメモリセルの
等価回路は第2図に示す通りである。なお、第1図Aに
おいて、二点鎖線で1メモリセルを示す。
FIG. 1A shows a planar structure of a high-resistance polycrystalline Si-loaded static RAM according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B shows a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 1A. The equivalent circuit of the memory cell of this high resistance polycrystalline Si loaded static RAM is shown in FIG. In FIG. 1A, one memory cell is indicated by a two-dot chain line.

第1図A及び第1図Bに示すように、本実施例による高
抵抗多結晶Si負荷型スタティックRAMにおいては、
例えばp型St基板のような半導体基板10表面に例え
ば5i01膜のようなフィールド絶縁膜2が選択的に形
成され、これによって素子間分離が行われている。この
フィールド絶縁膜2で囲まれた活性領域の表面には例え
ばSi0g膜のようなゲート絶縁膜3が形成され、この
ゲート絶縁膜3及び上記フィールド絶縁膜2の上にワー
ド線WL及びゲート電極G+ 、Gzが形成されている
。これらのワード線WL及びゲート電極G7、Gtは、
例えばPやヒ素(As)のようなn型不純物をドープし
た一層目の多結晶St膜、またはこの多結晶Si膜の上
に高融点金属シリサイド膜を重ねたポリサイド膜により
構成される。
As shown in FIGS. 1A and 1B, in the high resistance polycrystalline Si loaded static RAM according to this embodiment,
A field insulating film 2, such as a 5i01 film, is selectively formed on the surface of a semiconductor substrate 10, such as a p-type St substrate, thereby providing isolation between elements. A gate insulating film 3 such as a SiOg film is formed on the surface of the active region surrounded by the field insulating film 2, and on this gate insulating film 3 and the field insulating film 2, a word line WL and a gate electrode G+ are formed. , Gz are formed. These word lines WL and gate electrodes G7 and Gt are
For example, it is composed of a first-layer polycrystalline St film doped with an n-type impurity such as P or arsenic (As), or a polycide film in which a refractory metal silicide film is superimposed on this polycrystalline Si film.

一方、上記フィールド絶縁膜2で囲まれた活性領域中に
は、例えばn゛型のソース領域4〜7及びドレイン領域
8〜11が形成されている。このうち、ソース領域4及
びドレイン領域8は上記ゲート電極G1に対して自己整
合的に形成され、ソース領域5及びドレイン領域9は上
記ゲート電極G2に対して自己整合的に形成されている
。また、ソース領域6.7及びドレイン領域10.11
は上記ワード線WLに対して自己整合的に形成されてい
る。なお、上記ソース領域6及びドレイン領域8は一体
的に形成されている。上記ゲート電極Gl、ソース領域
4及びドレイン領域8により構成されるnチャネルMI
SFETによりドライバトランジスタT、が構成されて
いる。同様に、上記ゲート電極Gt、ソース領域5及び
ドレイン領域9により構成されるnチャネルMISFE
TによりドライバトランジスタT2が構成され、上記ワ
ード線WL、ソース領域6及びドレイン領域IOにより
構成されるnチャネルMISFETによりスイッチング
トランジスタ1゛、が構成され、上記ワード線WL、ソ
ース領域7及びドレイン領域11により構成されるnチ
ャネルMISFETによりスイッチングトランジスタ1
゛4が構成されている。
On the other hand, in the active region surrounded by the field insulating film 2, for example, n' type source regions 4 to 7 and drain regions 8 to 11 are formed. Of these, the source region 4 and drain region 8 are formed in a self-aligned manner with respect to the gate electrode G1, and the source region 5 and drain region 9 are formed in a self-aligned manner with respect to the gate electrode G2. Also, source region 6.7 and drain region 10.11
are formed in self-alignment with the word line WL. Note that the source region 6 and drain region 8 are integrally formed. n-channel MI configured by the gate electrode Gl, source region 4 and drain region 8
A driver transistor T is constituted by an SFET. Similarly, the n-channel MISFE is configured by the gate electrode Gt, the source region 5, and the drain region 9.
T constitutes a driver transistor T2, and an n-channel MISFET constituted by the word line WL, source region 6, and drain region IO constitutes a switching transistor 1''. Switching transistor 1 is formed by an n-channel MISFET consisting of
゛4 is configured.

符号C,−C,は上記ゲート絶縁膜3及びフィールド絶
縁膜2に形成されたコンタクトホールを示し、ベリドコ
ンタクト用のものである。上記ゲート電極G1の一端は
このコンタクトホールC1を通じて上記ドレイン領域9
にコンタクトしており、他端はコンタクトホールC2を
通じて上記ソース領域7にコンタクトしている。また、
上記ゲート電極G2はコンタクトホールC1を通じて上
記ソース領域6にコンタクトしている。符号12は、例
えばPやAsのようなn型不純物をドープした一層目の
多結晶Si膜、またはこの多結晶Si膜の上に高融点金
属シリサイド膜を重ねたポリサイド膜から成る接地線(
ソース線)を示す。この接地線12は上記コンタクトホ
ールC4を通じて上記ソース領域4にコンタクトしてい
るとともに、上記コンタクトホールC2を通じて上記ソ
ース領域5にコンタクトしている。
Symbols C and -C indicate contact holes formed in the gate insulating film 3 and field insulating film 2, and are for buried contacts. One end of the gate electrode G1 is connected to the drain region 9 through this contact hole C1.
The other end is in contact with the source region 7 through a contact hole C2. Also,
The gate electrode G2 is in contact with the source region 6 through the contact hole C1. Reference numeral 12 denotes a ground line (for example, made of a first layer of polycrystalline Si film doped with n-type impurities such as P or As, or a polycide film in which a refractory metal silicide film is layered on this polycrystalline Si film).
source line). This ground line 12 is in contact with the source region 4 through the contact hole C4, and is also in contact with the source region 5 through the contact hole C2.

本実施例においては、ゲート電極G、 、G、、ワード
線WL及び接地線12を構成する多結晶Si膜のうち上
述のベリドコンタクト部に隣接する部分の不純物濃度は
例えば5X10”  cm−”程度(シート抵抗に換算
して1にΩ/口程度)であり、その他の部分の不純物濃
度は例えば10”cm−’程度(シート抵抗に換算して
50Ω/口程度)である。
In this embodiment, the impurity concentration of the portion of the polycrystalline Si film constituting the gate electrodes G, G, word line WL, and ground line 12 adjacent to the buried contact portion is, for example, 5X10"cm-" (approximately 1 Ω/hole in terms of sheet resistance), and the impurity concentration in other portions is, for example, about 10 cm − (approximately 50 Ω/hole in terms of sheet resistance).

符号13は例えばSin、膜のような眉間絶縁膜を示す
。この眉間絶縁膜13にはコンタクトホールC&、C’
Fが形成されている。また、この眉間絶縁膜13の上に
は電源電圧VCC供給用の配線14が形成されており、
この配線14は上記コンタクトホールC6を通じて上記
ソース領域6に、また上記コンタクトホールC?を通じ
て上記ソース領域7にコンタクトしている。この配線1
4の途中には高抵抗多結晶Si抵抗R,,R,が形成さ
れている。これらの配線14及び高抵抗多結晶Si抵抗
R,、R,は例えば二層目の多結晶Si膜により形成さ
れている。この配線14を構成する多結晶Si膜には例
えばPのようなn型不純物が高濃度にドープされており
、一方、高抵抗多結晶Si抵抗RR2を構成する多結晶
Si膜はノンドープである。
Reference numeral 13 indicates a glabellar insulating film such as a Sin film. Contact holes C&, C' are provided in this insulating film 13 between the eyebrows.
F is formed. Further, on this glabellar insulating film 13, a wiring 14 for supplying the power supply voltage VCC is formed.
This wiring 14 is connected to the source region 6 through the contact hole C6 and to the contact hole C? It is in contact with the source region 7 through. This wiring 1
4, high resistance polycrystalline Si resistors R, , R, are formed in the middle. These wiring lines 14 and high-resistance polycrystalline Si resistors R, , R, are formed of, for example, a second layer of polycrystalline Si film. The polycrystalline Si film constituting this wiring 14 is doped with an n-type impurity such as P at a high concentration, while the polycrystalline Si film constituting the high resistance polycrystalline Si resistor RR2 is undoped.

符号15は例えば5iOz膜のような二層目の層間絶縁
膜を示す。この眉間絶縁85115の上には、例えばア
ルミニウム(AI)膜から成るデータ線DL、 ff工
(第1図BにおいてDLのみ示す)が形成されている。
Reference numeral 15 indicates a second interlayer insulating film such as a 5iOz film. On this glabellar insulation 85115, data lines DL and FF (only DL is shown in FIG. 1B) made of, for example, an aluminum (AI) film are formed.

符号C,、C,は上記層間絶縁膜15.13及びゲート
絶縁膜3に形成されたコンタクトホールを示す。上記デ
ータ線DLはこのコンタクトホールC1を通じて上記ド
レイン領域IOにコンタクトしており、また上記データ
線■TはこのコンタクトホールC3を通じて上記ドレイ
ン領域11にコンタクトしている。
Symbols C, , C, indicate contact holes formed in the interlayer insulating film 15, 13 and the gate insulating film 3. The data line DL is in contact with the drain region IO through this contact hole C1, and the data line T is in contact with the drain region 11 through this contact hole C3.

なお、第1図A及び第1図Bに示す1メモリセルに隣接
する他のメモリセルの対応する部分はr′」を付けた符
号により示した。
Note that corresponding portions of other memory cells adjacent to one memory cell shown in FIGS. 1A and 1B are indicated by reference numerals appended with "r'".

次に、上述のように構成された本実施例による高抵抗多
結晶St負荷型スタティックRAMの製造方法の一例に
ついて説明する。
Next, an example of a method for manufacturing the high-resistance polycrystalline St-loaded static RAM according to this embodiment configured as described above will be described.

第1図A及び第1図Bに示すように、まず半導体基板1
の表面を選択的に熱酸化してフィールド絶縁膜2を形成
した後、このフィールド絶縁膜2で囲まれた活性領域の
表面を熱酸化してゲート絶縁膜3を形成する。次に、こ
のゲート絶縁膜3及びフィールド絶縁膜2の所定部分を
エツチング除去してベリドコンタクト用のコンタクトホ
ールC1〜c、、c、’、Ct”を形成する。次に、例
えばCVD法により全面に多結晶Si膜を形成した後、
この多結晶Si膜の全面に例えばPやAsのようなn型
不純物を例えば拡散により例えば5XIO”  elf
−”程度の不純物濃度にドープする。この拡散の際には
、この多結晶Si膜中のn型不純物が半導体基板1中に
拡散し、その結果、この半導体基板l中にn′−型の拡
散層(第1図Bにおいて破線で示した部分)が形成され
る。なお、この拡散の代わりにイオン注入を用いること
も可能である。
As shown in FIGS. 1A and 1B, first, a semiconductor substrate 1
After selectively thermally oxidizing the surface of the field insulating film 2 to form a field insulating film 2, the surface of the active region surrounded by the field insulating film 2 is thermally oxidized to form a gate insulating film 3. Next, predetermined portions of the gate insulating film 3 and field insulating film 2 are removed by etching to form contact holes C1-c,,c,',Ct'' for buried contacts.Next, for example, by CVD method, After forming a polycrystalline Si film on the entire surface,
For example, an n-type impurity such as P or As is diffused over the entire surface of this polycrystalline Si film to form a
During this diffusion, the n-type impurity in the polycrystalline Si film diffuses into the semiconductor substrate 1, and as a result, the n'-type impurity in the semiconductor substrate 1 is doped. A diffusion layer (portion indicated by a broken line in FIG. 1B) is formed. Note that ion implantation can also be used instead of this diffusion.

この後、この不純物がドープされた多結晶Si膜のうち
上述のベリドコンタクト部に対応する部分の表面を例え
ばフォトレジスト(図示せず)で覆い、このフォトレジ
ストをマスクとしてこの多結晶Si膜に例えばPやAs
のようなn型不純物を例えばドーズ量2 X 10 ”
Ca1−”程度の条件でイオン注入する。これによって
、この多結晶Si膜のうちのベリドコンタクト部に隣接
する部分以外の部分の不純物濃度は10”C11−”程
度となり、低抵抗化される。
Thereafter, the surface of the portion of the impurity-doped polycrystalline Si film corresponding to the buried contact portion is covered with, for example, a photoresist (not shown), and the polycrystalline Si film is coated with this photoresist as a mask. For example, P or As
For example, if an n-type impurity such as
Ion implantation is performed under conditions of approximately Ca1-''. As a result, the impurity concentration in the portion of this polycrystalline Si film other than the portion adjacent to the buried contact portion becomes approximately 10''C11-'', resulting in low resistance. .

この後、この多結晶Si膜をエツチングによりパターン
ニングしてゲート電極Gl % Gt %ワード線WL
及び接地線12を形成する。なお、これらのゲート電極
Gl 、G、 、ワード線WL及び接地線12をポリサ
イド膜により構成する場合には、上述の多結晶Si膜の
上に高融点金属シリサイド膜を形成した後に上述のパタ
ーンニングを行う。このエツチングは通常オーバー気味
に行われるため、半導体基板lの表面も少しエツチング
される(第1図B参照)。
Thereafter, this polycrystalline Si film is patterned by etching to form gate electrodes Gl % Gt % word lines WL
and a ground line 12. Note that when these gate electrodes Gl, G, , word line WL, and ground line 12 are formed of a polycide film, the above-mentioned patterning is performed after forming a refractory metal silicide film on the above-mentioned polycrystalline Si film. I do. Since this etching is normally performed slightly over-etching, the surface of the semiconductor substrate 1 is also slightly etched (see FIG. 1B).

次に、これらのゲート電極G、 、G、及びワード線W
Lをマスクとして、フィールド絶縁膜2で囲まれた活性
領域中にソース領域及びドレイン領域形成用のイオン注
入を例えばAsのようなn型不純物を用いて行う、この
イオン注入と、先に行われた多結晶Si膜からの不純物
拡散とにより、ソース領域4〜7及びドレイン領域8〜
11が形成される。
Next, these gate electrodes G, , G and word line W
Using L as a mask, ions are implanted to form source and drain regions into the active region surrounded by the field insulating film 2 using n-type impurities such as As. Due to impurity diffusion from the polycrystalline Si film, source regions 4 to 7 and drain regions 8 to
11 is formed.

次に、例えばCVD法により層間絶縁膜13を全面に形
成した後、この眉間絶縁膜13の所定部分をエツチング
除去してコンタクトホールC4、C? 、C?  ’を
形成する。次に、例えばCVD法により全面に二層目の
多結晶Si膜を形成した後、この多結晶Si膜のうちの
後に高抵抗多結晶St低抵抗、 、R,となる部分の表
面を例えばSiO□膜やフォトレジストで覆い、これを
マスクとしてこの多結晶5iBIlに例えばPやAsの
ようなn型不純物をイオン注入等により高濃度にドープ
する。この後、この多結晶SiMをエツチングによりパ
ターンニングして配線14及びこの配線14に接続され
た高抵抗多結晶Si抵抗R9、Rxを形成する。次に、
例えばCVD法により眉間絶縁[15を全面に形成した
後、この層間絶縁膜15、層間絶縁膜13及びゲート絶
縁膜2の所定部分をエツチング除去してコンタクトホー
ルC,,C9、C9′を形成する0次に、例えば蒸着法
やスパッタ法により全面に例えばAl膜を形成し、この
Al膜をエツチングによりパターンニングしてデータ線
DL、DLを形成する。これによって、目的とする高抵
抗多結晶Si負荷型スタティックRAMが完成される。
Next, after forming an interlayer insulating film 13 over the entire surface by, for example, the CVD method, a predetermined portion of this glabellar insulating film 13 is removed by etching to form contact holes C4, C? , C? ' to form. Next, after forming a second layer of polycrystalline Si film on the entire surface by, for example, the CVD method, the surface of the portion of this polycrystalline Si film that will later become high resistance polycrystalline St, low resistance, R, □ Cover with a film or photoresist, and using this as a mask, the polycrystalline 5iBIl is doped with an n-type impurity such as P or As at a high concentration by ion implantation or the like. Thereafter, this polycrystalline SiM is patterned by etching to form a wiring 14 and high resistance polycrystalline Si resistors R9 and Rx connected to this wiring 14. next,
For example, after forming the eyebrow insulation [15] on the entire surface by CVD method, predetermined portions of the interlayer insulation film 15, the interlayer insulation film 13, and the gate insulation film 2 are removed by etching to form contact holes C, , C9, and C9'. Next, for example, an Al film is formed on the entire surface by, for example, a vapor deposition method or a sputtering method, and this Al film is patterned by etching to form data lines DL, DL. As a result, the desired high-resistance polycrystalline Si-loaded static RAM is completed.

以上のことかられかるように、本実施例においては、ゲ
ート電極G+ 、Gt 、Gt  ′を構成する多結晶
Si膜のうちベリドコンタクト部に隣接する部分の不純
物濃度は低いので、この多結晶Si膜から半導体基板l
中への不純物拡散により形成される拡散層の接合深さを
浅くすることができる(第1図B参照)。このため、ソ
ース領域7.7′の接合深さはソース領域及びドレイン
領域形成用のイオン注入のみにより決定することができ
、上述の多結晶Si膜からの不純物拡散により形成され
る拡散層の接合深さがこのイオン注入により決定される
接合深さよりも深くなるのを確実に防止することができ
る。この結果、互いに隣接するメモリセル間でフィール
ド絶縁膜2をはさんで互いに近接して形成されているソ
ース領域7.7′間でパンチスルーが起きるのを防止す
ることができる。
As can be seen from the above, in this example, the impurity concentration in the portion of the polycrystalline Si film constituting the gate electrodes G+, Gt, and Gt' adjacent to the buried contact portion is low; From Si film to semiconductor substrate
The junction depth of the diffusion layer formed by diffusion of impurities into the layer can be made shallow (see FIG. 1B). Therefore, the junction depth of the source regions 7 and 7' can be determined only by ion implantation for forming the source and drain regions, and the junction depth of the diffusion layer formed by impurity diffusion from the polycrystalline Si film described above. It is possible to reliably prevent the junction depth from becoming deeper than the junction depth determined by this ion implantation. As a result, it is possible to prevent punch-through between the source regions 7 and 7' formed close to each other with the field insulating film 2 in between between adjacent memory cells.

すなわち、ベリドコンタクトを使用してもパンチスルー
が起きないので、このベリドコンタクトの使用による集
積密度の向上を図ることができる。
That is, since punch-through does not occur even when a buried contact is used, it is possible to improve the integration density by using this buried contact.

しかも、ゲート電極Gl、Gt、ワード線WL及び接地
線12を構成する多結晶Si膜のうちベリドコンタクト
部に隣接する部分を除いた部分は不純物濃度が十分に高
いので、配線抵抗が低い。このため、これらのゲート電
極G、 、G2 、ワード線WL及び接地線12をポリ
サイド膜により形成する場合には次のような利点がある
。すなわち、このポリサイド膜を構成する多結晶Si膜
の不純物濃度が低いと、この多結晶Si膜の高融点金属
シリサイド膜との界面付近にキャリアが欠乏した部分が
形成され、その結果、この多結晶Si膜と高融点金属シ
リサイド膜との間のオーミック性が劣化したり、ゲート
絶縁膜のみかけ上の容量が小さくなってFETのトラン
スコンダクタンスgmの低下を招く等の問題が生じる。
Moreover, since the impurity concentration in the polycrystalline Si film constituting the gate electrodes Gl, Gt, the word line WL, and the ground line 12 except for the portion adjacent to the buried contact portion is sufficiently high, the wiring resistance is low. Therefore, when these gate electrodes G, , G2, word line WL, and ground line 12 are formed of a polycide film, there are the following advantages. In other words, when the impurity concentration of the polycrystalline Si film constituting this polycide film is low, a carrier-deficient portion is formed near the interface between the polycrystalline Si film and the high melting point metal silicide film, and as a result, this polycrystalline Si film is depleted in carriers. Problems arise, such as deterioration of ohmic properties between the Si film and the high melting point metal silicide film, and a decrease in the apparent capacitance of the gate insulating film, resulting in a decrease in the transconductance gm of the FET.

ところが、本実施例においては、上述のようにこれらの
ゲート電極G。
However, in this embodiment, these gate electrodes G as described above.

、G2、ワード線WL及び接地線12を構成する多結晶
Si膜のうちベリドコンタクト部に隣接する部分を除い
た部分は不純物濃度が十分に高いので、このような問題
は起きない。従って、ポリサイド膜の使用によるゲート
電極G、、G2、ワード線WL及び接地*12の低抵抗
化の効果を十分に得ることができるので、F E ’I
’の駆動能力の向上や伝播遅延時間t□の低減を図るこ
とができる。
, G2, the word line WL, and the ground line 12, except for the portion adjacent to the buried contact portion, the impurity concentration is sufficiently high, so that such a problem does not occur. Therefore, the effect of lowering the resistance of the gate electrodes G, G2, word line WL, and ground *12 by using the polycide film can be sufficiently obtained, so that F E 'I
It is possible to improve the driving ability of ' and reduce the propagation delay time t□.

以上、本発明の実施例につき具体的に説明したが、本発
明は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明
の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
Although the embodiments of the present invention have been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention.

例えば、ゲート電極G、 、Q、 、ワード線WL及び
接地線12を構成する多結晶Si膜の代わりに他の種類
の半導体膜を用いることも可能である。
For example, it is also possible to use other types of semiconductor films instead of the polycrystalline Si films that constitute the gate electrodes G, , Q, , the word line WL, and the ground line 12.

また、上述の実施例においては、本発明を高抵抗多結晶
Si負荷型スタティックRAMに適用した場合について
説明したが、本発明は、ベリドコンタクトを用いる各種
の半導体装置に適用することが可能である。例えば、ベ
リドコンタクトを用いるnチャネルエンハンスメント型
/デイ7’ IJ−ジョン型MOSトランジスタを用い
た論理ICにも本発明を適用することが可能である。
Further, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to a high-resistance polycrystalline Si loaded static RAM is described, but the present invention can be applied to various semiconductor devices using buried contacts. be. For example, the present invention can also be applied to a logic IC using an n-channel enhancement type/day 7' IJ-John type MOS transistor using buried contacts.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように、本発明によれば、ゲート配線が不純
物を含有する半導体膜により構成され、かつゲート配線
のうちのコンタクト部に隣接する部分の不純物濃度が他
の部分の不純物濃度よりも低いので、フィールド絶縁膜
をはさんで互いに近接して形成される拡散層間でパンチ
スルーを起こすことなく高集積密度化を図ることができ
る。
As described above, according to the present invention, the gate wiring is formed of a semiconductor film containing impurities, and the impurity concentration of the portion of the gate wiring adjacent to the contact portion is lower than the impurity concentration of other portions. Therefore, high integration density can be achieved without causing punch-through between the diffusion layers formed close to each other with the field insulating film in between.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図Aは本発明の一実施例による高抵抗多結晶Si負
荷型スタティックRAMを示す平面図、第1図Bは第1
図AのB−B線に沿っての断面図、第2図は高抵抗多結
晶St負荷型スタティックRAMのメモリセルの等価回
路を示す回路図である。 図面における主要な符号の説明 に半導体基板、 2:フィールド絶縁膜、 4〜7:ソ
ース領域、  8〜llニドレイン領域、13.15:
層間絶縁膜、 C2〜C,、C。 C2:ベリドコンタクト用のコンタクトホール、WL:
ワード線、  G+ 、G+  、Gz   :ゲート
電極、  DL、DL’、DL:データ線、TI 、T
z 、TI  :ドライバトランジスタ、T、、、T4
、’r’a’ニスイツチングトランジスタ、R1、R2
:高抵抗多結晶シリコン抵抗。 ”i 11fi A*B−B線ahl:ili第1図B メモ、’J tルつ11イMl可工昏。 第2図
FIG. 1A is a plan view showing a high-resistance polycrystalline Si-loaded static RAM according to an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. Explanation of main symbols in the drawings: Semiconductor substrate, 2: Field insulating film, 4-7: Source region, 8-11 Drain region, 13.15:
Interlayer insulating film, C2-C,,C. C2: Contact hole for buried contact, WL:
Word line, G+, G+, Gz: Gate electrode, DL, DL', DL: Data line, TI, T
z, TI: driver transistor, T,..., T4
, 'r'a' switching transistor, R1, R2
: High resistance polycrystalline silicon resistor. "i 11fi A*B-B line ahl:ili Fig.1

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ゲート配線が半導体基板に直接接続されるコンタクト部
がフィールド絶縁膜をはさんで互いに近接して形成され
ている半導体装置において、上記ゲート配線が不純物を
含有する半導体膜により構成され、かつ上記ゲート配線
のうちの上記コンタクト部に隣接する部分の不純物濃度
が他の部分の不純物濃度よりも低いことを特徴とする半
導体装置。
In a semiconductor device in which contact portions in which a gate wiring is directly connected to a semiconductor substrate are formed close to each other across a field insulating film, the gate wiring is formed of a semiconductor film containing impurities, and the gate wiring is A semiconductor device characterized in that an impurity concentration in a portion adjacent to the contact portion is lower than an impurity concentration in other portions.
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