JPH03104274A - 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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JPH03104274A
JPH03104274A JP2233431A JP23343190A JPH03104274A JP H03104274 A JPH03104274 A JP H03104274A JP 2233431 A JP2233431 A JP 2233431A JP 23343190 A JP23343190 A JP 23343190A JP H03104274 A JPH03104274 A JP H03104274A
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layer
electrode
capacitance electrode
source
silicon
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JP2233431A
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De Zaldivar Jose Solo
ジョゼ ソロ デ ツァルディヴァル
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Koninklijke Philips NV
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Philips Gloeilampenfabrieken NV
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は表面に絶縁ゲート電界効果トランジスタと、誘
電体層で互いに分離された第1及び第2キャパシタンス
電極を有するキャパシタとが設けられた半導体本体を具
える半導体装置の製造に当たり、半導体本体表面に比較
的厚いフィールド酸化物層を形成し、該フィールド酸化
物層に局部的に開口を設け、該開口の区域内の半導体本
体表面上に比較的薄い絶縁層を設け、該絶縁層から前記
トランジスタのゲート絶縁層を形成し、前記キャパシタ
ンスの第1キャパシタンス電極及び前記ゲート絶縁層上
のゲート電極を多結晶シリコン層のマスキング及びエッ
チングにより設け、該多結晶シリコン層の、少なくとも
前記第1キャパシタンス電極を構成する部分を誘電体層
で被覆し、前記トランジスタのソース及びドレイン領域
を前記ゲート電極の両側の半導体本体内への局部的ドー
ピングにより形成する半導体装置の製造方法に関するも
のである。
本発明はキャパシタと電界効果トランジスタの組み合わ
せか頻繁に使われる広範囲の集積回路に用いることがで
きる。特に、本発明はいわゆる“スイッチトキャパシタ
”及び(E)EFROM回路に極めて良好に適用し得る
(従来の技術) 上述した方法は米国特許第4698787号明細書から
既知であり、これにはEEFROMのメモリ素子を構成
するトランジスタの製造方法か開示されている。
このトランジスタは誘電体層で互いに分離されたフロー
ティングゲート電極及び制御電極を具えている。このよ
うなトランジスタはキャパシタと電界効果トランジスタ
とを単一構造に組み合わせたものとみなすことができる
。フローティングゲート電極は電界効果トランジスタの
絶縁ゲート電極とキャパシタの第1キャパシタンス電極
の双方を構成し、キャパシタの第2キャパシタンス電極
は制御電極で構成される。
既知の方法ては、フローティングゲート電極を形成する
ためのドープ多結晶シリコン層を設け、絶縁層で被覆し
た後に、制御電極を形成するための第2多結晶シリコン
層を設ける。同時に、装置内の他の場所に存在する電界
効果トランジスタのゲート電極を第2多結晶シリコン層
から形成する。
次に、EEFROM }ランジスタのソース及びドレイ
ン領域をフローティングゲート電極の両側の半導体本体
内へのイオン注入によって設け、斯る後に全体をガラス
層で被覆し、ソース及びドレイン領域に接点電極を設け
る。
(発明が解決しようとする課題) この既知の方法は、第1キャパシタンス電極のために、
他の場所に存在する電界効果トランジスタのために使用
されない層(本例では第1多結晶シリコン層)を設ける
必要があるという欠点を有する。つまり、電界効果トラ
ンジスタの製造方法から出発すると、既知の方法では少
なくとも1つの追加の堆積、マスキング及びエッチング
工程を実施してキャパシタを形成し得るようにする必要
かある。
更に、第2キャパシタンス電極のために多結晶シリコン
を使用することは、十分高い導電率を得るためにこの電
極の厚さをかなり大きくする必要かあり、装置の平坦度
か犠牲になるという欠点を有する。これと関連して生ず
る大きな段差は後から設ける層、特に最終メタライズ層
の段差被覆性を不良にし得る。最も極端な場合には配線
に破断を生じ、装置を使いものにならなくし得る。更に
、段差は後からエッチングする配線トラックの幅に大き
なバラツキを導き、不所望な抵抗値変化を生じ得る。
断る段差は、rsemicoductor Memor
iesJ B.Prince及びG. Due−Gun
dersen著、J, Wileyand Sons発
行、1985年、P. 138. Fig, ?.14
dに示されているように、第2キャパシタンス電極をア
ルミニウムで構成すれば著しく小さくすることができる
。この刊行物にはアルミニウム制御電極か設けられたト
ランジスタを具えるEEFROMか示されている。アル
ミニウムはシリコンと比較して抵抗率か著しく低いため
にアルミニウム制御電極はシリコンの制御電極より著し
く薄くすることがてきる。
しかし、アルミニウムの第2キャパシタンス電極の場合
、この電極はよく使われるガラス層、例えばTEOS,
 PSG又はBPSG層か堆積された後でなければ設け
ることができないという欠点がある。アルミニウムの比
較的低い融点(約6 6 0 ’Cてすてに溶融する)
ために、この電極はこのようなガラス層を形成する際の
比較的高い温度に耐えられない。
このような場合には、第2キャパシタンス電極はガラス
層にあけた窓を介してキャパシタの誘電体層上に設ける
必要かある。この場合、窓を第1キャパシタンス電極と
整列させる必要があり、この際アライメント公差を考慮
しなければならず、これにより余分のスペースか必要に
なると共に製造プロセスが一層複雑になる。
本発明の目的は、電界効果トランジスタを具えた半導体
装置の既存の製造プロセスにおいてキャパシタもほぼ完
全に製造し得ると共に上述の2つの方法に固有の欠点を
生じない半導体装置の製造方法を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 本発明は頭書に記載した種類の半導体装置の製造方法に
おいて、ソース及びドレイン領域を少なくとも部分的に
露出させた後に、金属層を設け、該金属層は第1キャパ
シタンス電極から誘電体層で分離し、次いで熱処理を実
施して前記金属層をシリコンと接触する区域で少なくと
も部分的に金属シリサイドに変換し、第2キャパシタン
ス電極とソース及びドレイン領域の接続電極とを少なく
とも部分的に変換されたこの金属層から形成することを
特徴とする。
電界効果トランジスタの多くの最新の製造プロセスは耐
熱金属化合物を形成し得る。極めて高い実装密度を有す
るMOS rCにおいては今日では特に金属シリサイド
が慣例のアルミニウムメタライゼーションに加えて不可
欠になってきている。いわゆるSALICIDE技術(
Self−Alined Siliside)によれば
露出シリコンに金属シリサイドの良導電層をマスクを用
いないで設けることができる。そして、いわゆるストラ
ップ、例えば金属シリサイドの小細条により、トランジ
スタのソース及びドレイン領域に、少なくとも一部かフ
ィールド酸化物上に位置する接続電極を設けることがで
きる。本発明方法はこのような製造プロセスを少なくと
も本質的に拡張する必要なしにこのような製造プロセス
内で実施することもかできる。
第2キャパシタンス電極の金属化合物は、例えば、ソー
ス及びドレイン領域の接続電極と同様に、金属シリサイ
ドで構戒することができるが、第2キャパシタンス電極
は異なる材料、例えば窒化ハフニウム、窒化ジルコニウ
ム又は窒化チタンのような金属ニトライドで構成するこ
ともできる。本発明の特定の実施例においては、前記熱
処理を窒素雰囲気中で実施して、前記誘電体層上の前記
金属層を少なくとも部分的に金属ニトライドに変換し、
この変換された金属層から第2キャパシタンス電極をエ
ッチングし、これは追加の製造工程を何ら必要としない
金属シリサイド及び金属ニトライドは一般に高温度に極
めて良好に耐えるため、本発明によれば第2キャパシタ
ンス電極をガラス層を設ける前に設けることができる。
従って、第2キャパシタンス電極はガラス層の窓を介し
て設ける必要かないため、前述したアライメント公差が
不要になると共にスペースの節約か得られる。
更に、ほぼすべての金属シリサイド及び金属ニトライド
はドープシリコンの抵抗率より1桁以上低い抵抗率を有
する。従って、本発明の第2キャパシタンス電極はその
導電率を悪化することなくシリコンの電極よりも著しく
小さい厚さに設けることができる。このことは後から設
ける層の段差被覆性にとって好適であり、これらの層の
破断の慣れを低減すると共に、後からエッチングして得
られる配線トラックの幅を一層均一にすることができる
(実施例) 以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
図面は純粋に略図であって、一定の率で拡大してない。
特に、図を明瞭とするために特定の寸法を著しく誇張し
てある。また、対応する部分は同一の符号で示してあり
、同一の導電型の半導体材料には同一の方向のクロスハ
ッチを付してある。
第1の実施例では、本発明の方法を一般にDRAM(ダ
イナミックランダムアクセスメモリ)と称されているダ
イナミックメモリか設けられた半導体装置の製造に用い
る。第1及び2図はこのメモリの基本セルの等価回路図
及び断面図を示す。この基本セルはソース電極35、ド
レイン電極36及びゲート電極34を有する電界効果ト
ランジスタTと、第1キャパシタンス電極2l及び第2
キャパシタンス電極22を有するキャパシタCとを具え
る。この基本セルはメモリのビットライン50とワード
ライン40との間に接続される。ビットライン50はト
ランジスタTのソース電極35に、ワードライン40は
ゲート電極34に結合される。トランジスタTのドレイ
ン電極36はキャパシタCの第2キャパシタンス電極2
2に接続され、このコンデンサの第1キャパシタンス電
極2lは固定電位点、本例ではアース1に接続される。
第2図に示すように、このトランジスタTはMIS(メ
タルー絶縁物一半導体)型であた、フィールド酸化物層
5の開口内に設ける。このトランジスタはゲート電極3
4の両側の半導体本体内に設けられたソース及びドレイ
ン領域31及び32を具える。
ゲート電極34はゲート絶縁層33によりソース及びド
レイン領域3l及び32間に位置する半導体本体部分(
この部分かトランジスタのチャネル領域を構成する)か
ら分離する。
キャパシタCはフィールド酸化物層5上に設け、その第
2キャパシタンス電極22はトランジスタTのドレイン
電極36と一体にする。第1キャパシタンス電極2lは
図の外部でアースに接続することができる。
第2図の半導体装置の製造において、出発材料はホウ素
ドープシリコンの半導体本体である。半導体本体1の表
面2を清浄化した後に、軽い熱酸化処理を施して薄い酸
化層3を形成する。次いてこの酸化シリコン層上に窒化
シリコンの酸化マスク4を設けてフィールド酸化物層の
パターンを限界する(第3図)。マスク4の下側の酸化
シリコン層はマスク4と半導体本体lとの間のストレス
を軽減するためのもので、例えばシリコンオキシニトラ
イド層を用いることもできる。
次に、このアセンブリに熱酸化処理を施し、この処理中
に、部分的に半導体本体l内に埋設された比較的厚いフ
ィールド酸化物層5を形成し(第4図)、その開口内に
後にトランジスタTを設ける。
窒化マスク4と酸化層3を除去した後に半導体本体lに
酸化シリコンの比較的薄い絶縁層6を設け、この絶縁層
からトランジスタのゲート絶縁層を形成する。この酸化
シリコン層6は約20nmの厚さにする。次に、アセン
ブリをリンを比較的多量にドープした約450〜500
nm厚の多結晶シリコン層7で被覆する。次いでこのシ
リコン層7上に約25nm厚の酸化シリコンの誘電体層
8を設ける。誘電体層8に対しては、例えば窒化シリコ
ン又はシリコンオキシニトライドのような他の絶縁物を
用いることもできる。単一の誘電体層の代わりに多層構
造の誘電体層を設けることもできる。その既知の例には
いわゆるONO層、即ち酸化シリコン層と窒化シリコン
層と酸化シリコン層を順に具えた3層構造の誘電体層が
ある。次に、エッチングマスク9を設け、これにより形
成すべきゲート電極と第1キャパシタンス電極を限界す
る(第4図)。
マスク9でマスクしながら酸化シリコン層8及びシリコ
ン層7の露出部分を順次エッチング除去する。こうして
、単一の製造工程においてトランジスタのゲート電極3
4とキャパシタの第1キャパシタンス電極21をシリコ
ン層7から形成する(第5図)。第1キャパシタンス電
極21は酸化シリコン層8の部分20で被覆されている
エッチングマスク9を除去した後に、ヒ素をゲート電極
34の両側の半導体本体内に注入し、これを第2図に点
線10で表わしてある。ゲート電極34とフィールド酸
化物層5の双方がこの注入をマスクする。ヒ素の代わり
に、リンのような他のn型ドーパントを用いることもで
きる。
次に比較的厚い酸化シリコン層をアセンブリ上に堆積し
、次いでこの層を異方性エッチングし、その結果として
ゲート電極34及び第1キャパシタンス電極21に沿っ
て位置するエッジ部分11 (スベーサとも称される)
のみを最終的に残存させる(第6図)。
次に、2回目のヒ素注入を1回目の注入より高いエネル
ギー及び高いドーズで行なう。この注入中、エッジ部分
11もこのヒ素注入をマスクするためヒ素は半導体本体
l内に、ゲート電極34から所定の距離離れたところに
注入される。高い注入エネルギーのために、ヒ素は前回
注入された不純物10より僅かに大きな深さに半導体本
体l内に注入される。2回目の注入に対してもヒ素の代
わりに他の不純物を選択することができる。次に、熱処
理を行い、この処理中に注入不純物を半導体本体内に更
に拡散させ、その結果としてトランジスタのソース領域
31及びドレイン領域32をゲート電極の両側に形成す
る。こうして得られた構造を第6図に示す。
次に、軽いエッチング処理によってソース及びドレイン
領域3l及び32を露出させ、斯る後にアセンブリを約
40nm厚のチタン層l2で被覆する。このチタン層l
2は第1キャパシタンス電極2lから酸化シリコン層2
0により分離される(第7図)。次いでこのチタン層l
2上にアモルファスシリコン層を堆積し、このシリコン
層から、形成すべき第2キャパシタンス電極及びソース
及びドレイン領域3l及び32の区域にストリップl3
をエッチングにより形成する。次に、熱処理を行い、こ
の処理中温度を550〜600゜Cに増大させる。この
とき、チタン層l2はシリコンと接触する区域において
少なくともその大部分がチタンシリサイドに変換される
次に変換されなかったチタンをチタンシリサイドに対し
選択的にエッチング除去することができる。
この目的のために好適なエッチャントは、例えば水酸化
アンモニウムと過酸化水素の水溶液である。
従って、本発明によれば、第2キャパシタンス電極22
、ソース電極35及びドレイン電極36がチタンシリサ
イドから単一の製造工程で形威される(第2図)。
尚、本願明細書では“金属化合物” (例えば金属ニト
ライド又は金属シリサイド)なる語を用いているか、こ
の語は原則として単一の化学量論化合物のみを意味する
のではなく、化合物の元素を任意の比率で含む任意の材
料も意味するものと理解されたい。上記の例では、チタ
ンシリサイドは主としてチタンジシリサイド(TiSi
z)から成るか、例えばチタンモノシリサイド(TiS
i)及びチタントリシリサイド(TisSt2)のよう
な他のシリサイドも含むことができる。
また、チタンの代わりに、シリサイド化し得る他の金属
、例えはタングステン、タンタル、コバルト又はモリブ
デンを用いることもできる。
次に、全体をパッシベーション用のホウ素リンケイ酸ガ
ラス(BPSG)の比較的厚い層14で被覆する。
この層l4に対しては純粋な酸化シリコンのような他の
種類のガラス、例えば気相成長されるテトラエチルオル
トシリケート(TEOS)又はリン化ケイ酸ガラス(P
SG)を用いることもできる。バッシベーション層l4
に一般に用いられているこれらのガラスは種類に応じて
650〜900℃の温度で気相成長により形成される。
次に、熱処理を行ってガラスをリフローして段差被覆を
良好にする。ここで使用するBPSGの場合には、この
熱処理に800〜900゜Cの温度を必要とするが、P
SGの場合には温度を1150゜C以上にする必要かあ
る。本発明において第2キャパシタンス電極22に用い
るチタンシリサイドの高い融点(約1540℃)のため
に、この熱処理は既に設けられているキャパシタンス電
極に不所望な影響を及ぼさない。既知の方法に従って第
2キャパシタンス電極に約600℃の融点を有するアル
ミニウムを使用する場合、この電極はガラス層14を設
けた後にしか設けることはできず、このためこの電極形
成用の窓に所定のアライメント公差を必要とし、従って
余分のスペースを必要とする。
本発明において第2キャパシタンス電極に使用する材料
の他の利点は、別の既知の方法で第2ギヤバシタンス電
極に用いるドープシリコンより抵抗率か著しく低い点に
ある。少なくともl000μΩ・国程度の抵抗率を有す
るシリコンの電極は一般に約500nmの厚さを有する
。これと同一の導電率を得るのに、約13〜16μΩ・
0の抵抗率を有するチタンシリサイドから威る本発明で
使用する電極は100分の1の薄さにすることができる
。本例では、第2キャパシタンス電極は約40〜50n
mの厚さになるため、キャパシタは約450〜500n
mの厚さを有する第1キャパシタンス電極より僅かに高
くなるだけである。これはガラス層l4の段差被覆性を
良くし、その結果としてかなり平坦な表面か得られる。
次に、ガラス層l4に、例えばソース電極の区域に接点
窓を設け、接点窓をタングステンl5で部分的に満たす
。場合によっては先にチタンータングステンの薄い層を
設けて最終的な電気接続の信頼性を向上させることがで
きる。次に、アルミニウム層l6をアセンブリ上に設け
、このアルミニウム層から配線l6をエッチングにより
形成する。第2キャパシタンス電極が薄い結果として得
られる装置表面の平坦化のために、エッチング処理かア
ルミニウム層にかなり均等に作用する。こうしてエッチ
ングされた配線トラック16は、特にキャパシ夕を横切
る配線区域でも均一な幅を有し、その結果としてこれら
トラックの不所望な抵抗値変化が抑制される。こうして
得られた構造を第2図に示す。
第2の実施例では、本発明の方法をEEFROM(El
ectrically Erasable Progr
amable Read−Only Memory)の
製造に用いる。第8図は、n型ソース領域及びn型ドレ
イン領域32を有し、これら領域をフローティングゲー
ト電極34の両側においてシリコンのp型半導体本体l
内に設けて成るトランジスタを具えたEEPROMメモ
リ素子の平面図及び断面図を示す。フローティングゲー
ト34は約20nm厚の酸化シリコンのゲート絶縁層に
よりソース及びドレイン領域3l及び32間のチャネル
領域を構成する半導体本体部分から分離する。フローテ
ィングゲート電極34はトランジスタのドレイン領域3
2に接する注入領域37の上方に部分的に位置させると
共にこの領域から約1 0nmの厚さを有するいわゆる
トンネル酸化物の薄い層6lで分離する。このような薄
い酸化シリコン層61は注入領域37とフローティング
ゲート電極34との間で電荷キャリアのファウラー・ノ
ルドハイムトンネリングを発生し得る。この現象を用い
てトランジスタをプログラム及び消去する。この種のE
EFROMの動作のもっと詳細な説明については前述の
ハンドブックrsemiconductor Memo
riesJを参照されたい。フローティングゲート34
は約50nm厚のシリコンオキシニトライド層20で被
覆し、その上にチタンシリサイドの制御電極22を設け
る。このトランジスタは絶縁フローティングゲート電極
34を有する電界効果トランジスタとキャパシタとを単
一構造に組み合わせたものとみなせる。フローティング
ゲート電桶34及び制御電極22はキャパシタの第1及
び第2キャパシタンス電楓を構成する。フローティング
電極との容量結合を利用して制御電極22に適当な電圧
を供給することにより、電荷キャリアを酸化シリコン層
6lを通してトンネリングさせてトランジスタを消去及
びプログラムすることができる。
第8及び9図に示す装置の製造においては、シリコンの
半導体本体lから出発し、その表面2上に薄い酸化シリ
コン層3及び窒化シリコンの酸化マスク4を順次に形成
する。次に、アセンブリを酸化媒質の流れに数時間さら
して表面2に比較的厚いフィールド酸化物層5を成長さ
せる(第10図)。
酸化マスク4及びその下側の酸化層3を除去した後に、
約20nm厚の酸化シリコン層6をフィールド酸化物層
5の開口内の露出シリコン上に成長させ(第11図)、
この酸化層から後の工程でトランジスタのゲート絶縁層
を形成する。次に、注入マスク9lを酸化シリコン層6
上に設け、斯る後にヒ素をフィールド酸化物層5の開口
内の半導体本体l内に注入してトランジスタの比較的高
ドープのn型注入領域を形成する。注入ドーパントを第
11図に点線lOOで示してある。
次に、酸化シリコン層6を形成すべき注入領域の区域か
らエッチングで除去し、斯る後に第2の熱酸化処理を行
い、約1 0nm厚の薄い酸化シリコン層6lを半導体
本体lの露出部分上に形成し(第12図)、これにより
ファウラー・ノルドハイムトンネリングか生じ得るよう
にする。この熱酸化中、ヒ素100は半導体本体l内に
更に拡散し、その結果として注入領域37か形成される
本発明の方法はEPROM(Electrically
 ErasableProgramable Read
−Only Memory)の製造に用いることもでき
る。このメモリはファウラー・ノルドハイムトンネリン
グの代わりにいわゆる“ホット”電荷キャリアのトンネ
リングを用い、トランジスタをプログラムするにはこれ
らホットキャリアをドレイン領域の空乏電界で加速する
必要があるものである。このメモリの場合には、トンネ
ル酸化物及び注入領域か不要であるため、上述の工程は
実施する必要がない。
次に、約450〜500nm厚のn型多結晶シリコン層
7をアセンブリ上に設ける。このシリコン層7上に約5
0nm厚のシリコンオキシニトライドの誘電体層8をL
PGVDにより設ける。
次にシリコンオキシニトライド層8及びシリコン層7を
マスク92を用いてエッチングによりパターン化してシ
リコンオキシニトライド層8の部分20で被覆されたフ
ローティングゲート電極34を形成する(第13図)。
シリコンオキシニトライドの代わりに、異なる誘電体材
料の層、例えば酸化シリコン又は窒化シリコン、又はO
NO層を用いることもできる。シリコンオキシニトライ
ドは酸化シリコンと比較して約2倍の誘電率を有するた
めに、シリコンオキシニトライド層は同一の容量結合を
得るのに酸化シリコン層の2倍の厚さにすることができ
る。厚い層は一層容易に均一の厚さに設けることができ
、完成トランジスタのリーク電流か一層小さくなる。O
NO層は同一の利点を有するが、シリコンオキシニトラ
イド層はONO層と異なり一工程で設けることができる
。従って、ここではシリコンオキシニトライドが好適で
ある。
次に、ヒ素をフローティングゲート電極34の両側の半
導体本体内に注入し、これを第13図に点線10で示し
てある。次に比較的緻密な酸化シリコン層をアセンブリ
上に例えばCVDにより設ける。次いでこの酸化シリコ
ン層を異方性エッチングし、フローティングゲート電極
34に沿って位置するこの酸化層のエッジ部分11のみ
を残存させる。
エッジ部分11及びゲート電極をマスクとして2回目の
ヒ素注入を前回の注入より高いエネルギー及びドーズで
行なう。次いで短時間の熱処理により注入したヒ素を基
板内に更に拡散させ、フローティングゲート電極34の
両側にソース及びドレイン領域を形成する(第14図)
。ソース領域は図面の外部に位置するため第14図に示
されていない。
トランジスタのドレイン領域32及び注入領域37は互
いに接触するためこれらの間に別個の電気接続を設ける
必要はない。短時間のエッチング処理によりソース及び
ドレイン領域32の表面を露出させた後に、アセンブリ
を約40nm厚のチタンの金属層l2で被覆する(第1
4図)。このチタン層l2はフローティングゲート電極
34からシリコンオキシニトライドにより分離される。
次いでアセンブリを窒素雰囲気中で約600’Cの温度
で熱処理する。このときチタン層l2がシリコンと接触
する区域で部分的にチタンシリサイド121に変換され
る(第15図)。
チタン層l2の他の部分、特にシリコンニトライド層2
0上の部分ではチタンは窒素と反応してチタンニトライ
ドになる。従って、この段階においては部分的にチタン
シリサイド及びチタンニトライドの一様な導電層か得ら
れる。次に、マスク93を用いて第2キャパシタンス電
極22及びソース及びドレイン電極35. 36をこの
導電層からエッチングする(第8及び9図)。チタンニ
トライドは適切なエッチャントによりチタンシリサイド
に対し選択的にエッチングすることができる。前述した
ように、第2キャパシタンス電極22はEPROM }
ランジスタの制御ゲートを構成する。
チタンシリサイドと同様に、チタンニトライドは極めて
高温度に耐える。チタンニトライドの融点は約2930
℃である。また、チタンシリサイドと同様に、チタンニ
トライドはドープシリコンの抵抗率より著しく低い約2
1.7μΩ・側の抵抗率を有する。
この実施例でも、チタンの代わりにシリサイド化し得る
と共にそのニトライドが比較的低い抵抗率を有する他の
材料、例えばジルコニウム又は夕ンタルを用いることも
できる。
リンケイ酸ガラス(PSG)のパッシベーション層l4
をアセンブリ上に気相成長させ、斯る後にアセンブリを
約tioo℃に加熱してガラスをリフローさせる。制御
ゲー}21の極めて優れた耐熱性のために、この最終熱
処理により悪影響を受けることはない。ガラス層に接点
窓を設け、これをタングステンl5で部分的に満たす。
次いでアルミニウム層をスパッタンリグにより被着し、
このアルミニウム層からマスクを用いて配線l6をエッ
チングする。
斯くして第8及び9図に示すEFROM トランジスタ
が得られ、これは制御ゲート22の厚さが小さいために
比較的平坦になると共に、制御ゲート22をガラス層l
4の形成前に設けることができる事実のために慣例のE
FROM トランジスタより遥に小さくすることができ
る。
本発明は上述した実施例にのみ限定されるものでなく、
多くの変形が可能であること勿論である。
例えば上述の実施例において導電型を反対導電型に交換
することができる。
最後の実施例においては、EFROM }ランジスタと
同時に別個の電界効果トランジスタ及び/又は別個のキ
ャパシタを設けることができる。このような電界効果ト
ランジスタは例えばEFROMのアクセストランジスタ
として用いることができ、また半導体本体の他の部分の
論理集積回路の一部を形成するものとすることができる
。最後に述べた例は多くの場合「埋込EPROMJとし
て設計されている。
本発明は他のタイプの集積回路、例えば前述したいわゆ
る「スイッチトキャパシタ」回路に有利に使用すること
ができる。一般に、本発明はキャパシタと電界効果トラ
ンジスタとを具える全ての集積回路に使用することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図はダイナミックメモリを構成する基本セルの電気
等価回路図、 第2図は本発明方法により製造した第1図の基本セルを
具える半導体装置の断面図、 第3〜7図は本発明方法に従って第2図の半導体装置を
製造する順次の製造工程を示す図、第8図はEEFRO
Mのメモリ素子の平面図、第9図は第8図のメモリ素子
のIX−IX線上の断面図、 第1O〜15図は本発明方法に従って第8及び9図のメ
モリ素子を製造する順次の製造工程を示す図である。 T・・・電界効果トランジスタ C・・・キャパシタ 1・・・半導体本体 5・・・フィールド酸化物 2l・・・第1キャパシタンス電極 20・・・誘電体層 22・・・第2キャパシタンス電極 3l・・・ソース領域 32・・・ドレイン領域 33・・・ゲート絶縁層 34・・・ゲート電極 35・・・ソース電極 36・・・ドレイン電極 l4・・・ガラス層 l5・・・接点 l6・・・配線 37・・・注入領域 6l・・・トンネル酸化物薄層 FIG.4 FIG.2 FIG.3 1 FI6.5 FIG.8 FI6.10

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、表面に絶縁ゲート電界効果トランジスタと、誘電体
    層で互いに分離された第1及び第2キャパシタンス電極
    を有するキャパシタとが設けられた半導体本体を具える
    半導体装置の製造に当たり、半導体本体表面に比較的厚
    いフィールド酸化物層を形成し、該フィールド酸化物層
    に局部的に開口を設け、該開口の区域内の半導体本体表
    面上に比較的薄い絶縁層を設け、該絶縁層から前記トラ
    ンジスタのゲート絶縁層を形成し、前記キャパシタの第
    1キャパシタンス電極及び前記ゲート絶縁層上のゲート
    電極を多結晶シリコン層のマスキング及びエッチングに
    より設け、該多結晶シリコン層の、少なくとも前記第1
    キャパシタンス電極を構成する部分を誘電体層で被覆し
    、前記トランジスタのソース及びドレイン領域を前記ゲ
    ート電極の両側の半導体本体内への局部的ドーピングに
    より形成する半導体装置の製造方法において、 ソース及びドレイン領域を少なくとも部分 的に露出させた後に、金属層を設け、該金属層は第1キ
    ャパシタンス電極から誘電体層で分離し、次いで熱処理
    を実施して前記金属層をシリコンと接触する区域で少な
    くとも部分的に金属シリサイドに変換し、第2キャパシ
    タンス電極とソース及びドレイン領域の接続電極とを少
    なくとも部分的に変換されたこの金属層から形成するこ
    とを特徴とする半導体装置の製造方法。 2、前記金属層はチタン、ハフニウム、タンタル、コバ
    ルト、モリブデン及びタングステンから成る群から選択
    した耐熱金属を用いることを特徴とする請求項1に記載
    の方法。 3、前記熱処理を窒素含有雰囲気中で実施して前記誘電
    体層上の前記金属層を少なくとも部分的に金属ニトライ
    ドに変換し、この変換された金属層から第2キャパシタ
    ンス電極をエッチングすることを特徴とする請求項1又
    は2に記載の方法。 4、前記金属層を設けた後に、この金属層上に、第1キ
    ャパシタンス電極の区域及びソース及び/又はドレイン
    領域の区域にシリコン細条を設け、次いで、前記熱処理
    中に前記シリコン細条の少なくともその大部分を金属シ
    リサイドに変換して第2キャパシタンス電極及びソース
    及び/又はドレイン領域の接続電極を形成することを特
    徴とする請求項1又は2記載の方法。 5、前記誘電体層を電界効果トランジスタのゲート電極
    上にも設け、斯る後に第2キャパシタンス電極と同時に
    、ゲート電極から該誘電体層で分離された導体トラック
    を形成することを特徴とする請求項1〜4の何れかに記
    載の方法。 6、第2キャパシタンス電極を設けた後に、ガラス層を
    全面に堆積し、次いでこのガラス層に接点窓を設け、更
    にこのガラス層上に、接点窓を介して第2キャパシタン
    ス電極又は接続電極に接触する金属化パターンを形成す
    ることを特徴とする請求項1〜5の何れか記載の方法。
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