JPH03292767A - 半導体集積回路装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体集積回路装置及びその製造方法

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JPH03292767A
JPH03292767A JP9573090A JP9573090A JPH03292767A JP H03292767 A JPH03292767 A JP H03292767A JP 9573090 A JP9573090 A JP 9573090A JP 9573090 A JP9573090 A JP 9573090A JP H03292767 A JPH03292767 A JP H03292767A
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JP
Japan
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tungsten
electrode
electrode wiring
memory cell
cell array
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Application number
JP9573090A
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English (en)
Inventor
Tsutomu Fujita
勉 藤田
Hiroshi Yamamoto
浩 山本
Toyokazu Fujii
藤居 豊和
Hideji Hirao
秀司 平尾
Yuka Terai
由佳 寺井
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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!よ メモリを有する高密度大集積型の半導体集
積回路に関すa 従来の技術 DRAMを含む半導体集積回路において、高アスペクト
が著しく進へ コンタクト部の電極形成において通常の
スパッター法では電極配線形成が困難になっていも こ
の問題を解決する方法として、気層成長法で選択的にタ
ングステンをコンタクト部に埋め込へ 配線を容易に形
成する方法が知られている(アイ・イー・デイ・エム(
IEDM)1987爪 P2O5〜208)。特にDR
AM等のメモリで4;t、、16Mビット以上になると
、メモリセルが三次元構造になり高アスペクト化が著し
t、%  その場合、メモリセルと同時に駆動回路とし
て、周辺回路が一体化されこの部分のコンタクト形成が
困難となっていも この例を第3図をもとに説明すも 第3図において、21はP形シリコン基板 22はP形
つニ)I、、23はN形つニ/I、、24はLOCO8
法による絶縁j!L  25−1はメモリセル部n−c
hトランジスタ(Tr)のN十領域 25−2は周辺部
のn−chTrのN十層[25−3は周辺部のp−ch
TrのP十領壊 26−1.26−2.26−3はそれ
ぞれメモリセルTr、周辺nc h T r +周辺部
 −c h T rのゲートポリシリコン、 27−1
.27−2.27−3はそれぞれメモリセルTr、周辺
n−−chTr、周辺p−chTrノケート酸化wL 
28−1.28−2.28−3はそれぞれメモリセルT
r、周辺n−chTr、周辺p−chTrのLDD酸化
酸化29は第一の絶縁WL 30はポリサイドビット配
@ 31は第二の絶縁WL 32はドープされたポリシ
リコンでストレージノード、 33はキャパシタ絶縁風
 34はセルプレート電極 35は第三の絶縁Ill 
 36−1.36−2はそれぞれ周辺n−chTr、周
辺pchTrのコンタクトに埋め込み形成されたタング
ステン電K  37−1.37−2はそれぞれ周辺n−
chTr、周辺p−chTrのタングステン電極上に形
成されたアルミ配線であム 周辺回路のコンタクト電極にタングステンか使用する構
造において、タングステンを気相成長法で選択的に形成
する場合、次に述べる問題が発生する これを第4図及
び第5図で説明す:6o  第4図において、 41は
p形シリコン基楓 42はn形つエノ1k43はn+[
44はp+JiL  45は絶縁[46はn+シリコン
43上に成長したタングステン風 47はp+シリコン
44上に成長したタングステン風 48.49はそれぞ
れアルミ電極であム タングステン膜47は剥がれてい
る。タングステンをシリコン上に堆積させる場合、WF
6の還元反応を利用する。WF6は初期過程においてシ
リコンを消費するので、浅い接合上への堆積を行う時は
 反応を抑制する条件を選ぶ必要かあも しかし タン
グステンとシリコンの密着性を良くするためには ある
程度シリコンを消費させる必要かあ’so  n + 
43上はシリコンを消費しやすく、 p+44上はシリ
コンを消費しにくい性質があるた秩 第4図のようにシ
リコンを消費しにくい条件で堆積するとp+44上のタ
ングステンが剥がれることになも 反対に シリコンが
消費されやすい条件で堆積すると、n+43層のシリコ
ンをタングステンかつき抜け、接合リークを発生させる
ことになる。この例を第5図に示す。51はp形シリコ
ン基板、 52はn形つェル、 53はn十層54はp
+[55は絶縁[56はn+シリコン53上に成長した
タングステンIII  57はp+シリコン54上に成
長したタングステンlL  58、59はそれぞれアル
ミ電極である。タングステン膜58はn土層を突き抜け
ていも このよう(ミ浅い接合を有するn+シリコンと
p+シリコン上に同時にタングステンを形成することが
困難であ本発明が解決しようとする課題 上記従来装置において、上述したようにn土層とp土層
の浅い接合深さを有する高密度メモリにおいて、高アス
ペクトのコンタクトに電極配線を形成することが困難で
あっt。
本発明の目的(よ 簡単な方法で高アスペクトコンタク
トに対して、高歩留まり高信頼性の電極配線を構成する
ことにあa 課題を解決するための手段 本発明は上記課題を解決するた数 メモリセルアレイと
それを駆動する周辺回路を有する半導体メモリにおいて
、前記メモリセルアレイ部のビットラインと、前記周辺
回路部のトランジスタの不純物層と接続する第一の電極
配線を同時に設(す、この第一の電極配線上の絶縁膜を
介して前記第一の電極配線上に形成されたコンタクトに
化学的気相成長法のタングステン電極を形成するもので
あ作用 本発明Cヨ  上記構成により、浅い接合のn+シリコ
ンとp+シリコンを有する高アスペクトコンタクトに対
し高歩留まりかつ高信頼性の配線電極を有することが出
来る。
実施例 (実施例1) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明すも 第1
図は本発明の半導体集積回路装置の一実施例を示す断面
図であa 1はP形シリコン基板2はP形つエノに3は
N形つエノL/、4はLOCO8法による絶縁[5−1
はメモリセル部n−Chトランジスタ(Tr)のN十領
it  5−2は周辺部のn−chTrのN十領#  
5−3は周辺部(7)1)−c hT rのP十領域 
6−1.6−2.6−3はそれぞれメモリセルTr、周
辺n−chTr、周辺p−c hT rのゲートポリシ
リコン、7−1.7−2.7−3はそれぞれメモリセル
Tr、周辺n−chTr、周辺p−chTrのゲート酸
化風 8−1゜8−2.8−3はそれぞれメモリセルT
r、周辺n−c hT r、周辺p −c h T r
のLDD酸化WL9は第一の絶縁[10−1はメモリセ
ル部のTrに形成されたポリサイドビット配IL  1
0−2はポリサイドビット配線10−1と同時に形成さ
れた周辺Trのポリサイド電極配線 11は第二の絶縁
A 12はドープされたポリシリコンでストレージノー
ド、 13はキャヤパシタ絶縁ML  14はセルプレ
ート電機 15は第三の絶縁風161.16−2はそれ
ぞれ周辺n−chTr、周辺p−chTrのコンタクト
に埋め込み形成されたタングステン電K  17−1.
17−2はそれぞれ周辺r1−chTr、周辺p−ch
Trのタングステン電極上に形成されたアルミ配線であ
る。ポリサイド配線の材料10として(よ 耐熱性材料
のWSi x、W、MOS i x、M o、T i 
S i xが良し一以上は構造について説明したバ 次
に製造方法を説明すも 実施例1における製造方法の要
点(表第1図においてセルアレイ部のポリサイド101
、周辺回路部のn−chポリサイド10−2を同時に形
成することである。これにより簡単な方法で高アスペク
トコンタクトの電極を形成することが出来も その後の
工程は周知の技術を用いてポリサイド1O−2上に絶縁
膜11.15を形成し絶縁膜11.15を介してポリサ
イド10−2に至るコンタクトを形成し 化学的気相成
長法により前記コンタクトにタングステン電極16−1
を形成すも その後タングステン電極16−1に接続す
るアルミ配線17−1を形成する。
上記構成の実施例で(よ 選択タングステンの埋め込み
はn+シリコン5−1.5−2上は ポリサイド電極1
0−1.10−2を介して形成さり、p+シリコン5−
3上は直接選択タングステンが形成されている。この場
合、WF6の遣元反応を利用してタングステンを堆積す
る力\ p+シリコンへの密着性を上げるために 下地
のシリコンと十分反応させることかできる。WF6が下
地のポリサイドと反応してLn+シリコンへは直接ダメ
ージを与える事かないからである。従って高アスペクト
コンタクトに対して、接合リークのなしく 密着性の良
い選択タングステンを形成することが出来る。
タングステンの下地のポリサイド電極配線101.10
−2はメモリセルアレイ部のビット配線と同時に形成す
るので、工程数を全く増加させないで、周辺のCMO5
Trの高アスペクトコンタクの電極配線を安定に形成す
ることか出来る。第1図に示す周辺CMO5Trのアス
ペクト比は2〜3である。 16Mビットを越えるD 
RA Mで(よ三次元的なスタックセル構造が採用され
るので。
種々の膜が積層されその結果膜厚が厚くなる。そのため
特に メモリを駆動するための周辺回路は通常のマイク
ロプロセッサ−等の集積回路に比べて高アスペクトのコ
ンタクトを含む構造になムこの傾向は例えば 4Mビッ
トを越えるSRAMでも同様の事が言えも 高アスペク
トコンタクトに対しタングステンを埋め込むことにより
、その上に形成する配線のステップカバレジを向上させ
高信頼性の電極配線を実現すも 従って、本発明の構造は高密度大集積のメモリを含む半
導体集積回路において、メモリセルアレイ部と周辺回路
部の高アスペクトコンタクト電極配線を簡単な構成で実
現させ、高歩留まり、高信頼性を達成すも (実施例2) 第二の実施例を第2図を基に説明する。第2図は本発明
の半導体集積回路装置の一実施例を示す断面図であも 第一の実施例と異なる点ζよ ポリサイドビット配線1
0−1と同時に形成された周辺のp−chTrのポリサ
イドビット電極配線10−3が使用されている点であ4
 この場合、気相成長法により形成される選択タングス
テンの下地はすべてポリサイド10−1〜10−3が形
成されているので、タングステンの剥がれ 及び浅い接
合層のリークを発生させることなく高歩留まりで、タン
グステン埋め込みを行うことができも ポリサイド10
−1.10−2はn形に高ドーブレ ポリサイド10−
3はp形に高ドープすると良(〜 これにより、n土層
5−1.5−2、p土層5−3へのコンタクトに対し 
安定にコンタクト抵抗を下げることが出来る。
以上は構造について説明した力丈 次に製造方法を説明
すも 実施例2における製造方法の要点は第2図におい
てセルアレイ部のポリサイド10−1、周辺回路部のn
−ahポリサイド10−2、周辺回路部のp−chTr
ポリサイドエ0−3を同時に形成することである。この
場合(飄 ポリサイドを同時に形成した後、ポリサイド
10−1.10−2をn形に高ドープレ ポリサイド1
O−3をp形に高ドープする必要があム この工程によ
り安定にコンタクト抵抗を下げることが出来る。
発明の効果 本発明は高密度大集積のメモリを含む半導体集積回路に
おいて、メモリセルアレイ部と周辺回路部の高アスペク
トコンタクト電極配線を簡単な構成または方法で実現さ
せるものである。従って、高密度大集積のメモリを含む
半導体集積回路の高歩留まり4L  高信頼性化に非常
に大きな効果を発揮するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による半導体集積回路装置の第一の実施
例を示す断面図 第2図は本発明による半導体集積回路
装置の第二の実施例を示す断面1第3図は従来の半導体
集積回路の断面図 第4図は従来のコンタクトの電極配
線を示す断面図 第5図も従来のコンタクトの電極配線
を示す断面図である。 1・・・P形シリコン基板、 2・・・P形つエノk 
3・・・N形つニ)′L/、 5−1・・・メモリセル
部n−chトランジスタ(Tr)のN十領坂 5−2・
・・周辺部のn−chTrのN十領壊 5−3−=周辺
部のp−chTrのP十領v1.10−1・・・メモリ
セルT「に形成されたポリサイドビット配&1 10−
2・・・周辺のTrに形成されたポリサイド電極配IL
I6−1.16−2・・・それぞれ周辺n−chTr、
周辺p−chTrのコンタクトに埋め込み形成されたタ
ングステンを楓 17−1.17−2・・・それぞれ周
辺n−chTr、周辺p−chTrのタングステン電極
上に形成されたアルミ配亀

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)メモリセルアレイとそれを駆動する周辺回路を有
    する半導体メモリにおいて、前記メモリセルアレイ部の
    ビットラインと同時に設けられた前記周辺回路部のトラ
    ンジスタの不純物層と接続する第一の電極配線と、この
    第一の電極配線上の絶縁膜を介して前記第一の電極配線
    上に形成されたコンタクトに埋め込まれた化学的気相成
    長法のタングステン電極と、このタングステン電極に接
    続する第二の電極配線とを備えた半導体集積回路装置。
  2. (2)メモリセルアレイとそれを駆動する周辺回路を有
    する半導体メモリにおいて、前記メモリセルアレイ部の
    第一導伝型トランジスタの不純物層と接続するビットラ
    インと同時に前記周辺回路部の第一導伝型トランジスタ
    の不純物層と接続する第一の電極配線を形成する工程と
    、この第一の電極配線上に絶縁膜を形成する工程と、前
    記第一の電極配線上に前記絶縁膜を介してコンタクトを
    形成する工程と、化学的気相成長法により前記コンタク
    トにタングステン電極を形成する工程と、このタングス
    テン電極に接続する第二の電極配線を形成する工程とを
    備えた半導体集積回路装置の製造方法。
  3. (3)メモリセルアレイとそれを駆動する周辺回路を有
    する半導体メモリにおいて、前記メモリセルアレイ部の
    第一導伝型トランジスタの不純物層と接続するビットラ
    インと同時に前記周辺回路部の第一導伝型トランジスタ
    及び第二導伝型トランジスタの不純物層と接続する第一
    の電極配線を形成する工程と、この第一の電極配線上に
    絶縁膜を形成する工程と、前記第一の電極配線上に前記
    絶縁膜を介してコンタクトを形成する工程と、化学的気
    相成長法により前記コンタクトにタングステン電極を形
    成する工程と、このタングステン電極に接続する第二の
    電極配線を形成する工程とを備えた半導体集積回路装置
    の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0647969A1 (en) * 1993-10-12 1995-04-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of forming contacts in the memory region and the peripheral region of an IC

Cited By (4)

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US6326691B1 (en) 1993-10-12 2001-12-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device and method for manufacturing the same

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