JPH04155962A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH04155962A
JPH04155962A JP2282829A JP28282990A JPH04155962A JP H04155962 A JPH04155962 A JP H04155962A JP 2282829 A JP2282829 A JP 2282829A JP 28282990 A JP28282990 A JP 28282990A JP H04155962 A JPH04155962 A JP H04155962A
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JP
Japan
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gate electrode
film
thickness
peripheral circuit
mis
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JP2282829A
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English (en)
Inventor
Norifumi Satou
佐藤 記史
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Publication of JPH04155962A publication Critical patent/JPH04155962A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices 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
    • H01L27/04Devices 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
    • H01L27/10Devices 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
    • H01L27/105Devices 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

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、半導体装置に関し、特に微細なMTS  F
ETを有する半導体装置に関する。
〔従来の技術〕
従来、MIS型半導体装置については、それを構成する
全てのMIS  FETのゲート電極は、−斉に同一の
工程で形成されている。また、これらのゲート電極の構
造として、多結晶シリコン膜とその上に重ねられた高融
点金属シリサイド膜から成る多層膜構造(ポリサイド構
造)を採用したMIS型半導体装置がある。この従来の
MIS型半導体装置の製造工程におけるゲート電極の形
成は、シリコン基板表面への酸化膜形成、その上への多
結晶シリコン膜の堆積、高融点金属シリサイド膜の堆積
、不要部分の高融点金属シリサイド膜および多結晶シリ
コン膜へのマスクフォトレジスト処理・エツチング、と
いう順番で行なわれている。
こうした従来のMIS型半導体装置の例として、後述の
本発明の実施例との比較のために、スタティックRAM
、を積回路の一例を挙げる。第5図は、スタティックR
AMのメモリセルの回路図、第6図(a)はメモリセル
部の平面図、第6図(b)は周辺回路部の平面図、第7
図(a)。
(b)はそれぞれ第6図(a)、(b)のA−A線断面
図である。なお、第6図(a)、第7図(a)には、便
宜上、負荷抵抗は示していない。
この従来例においては、メモリセルの駆動トランジスタ
Qll、Q12のゲート電極11,12、伝達トランジ
スタQ21.Q22のゲート電極10、周辺回路部のト
ランジスタのゲート電極13は、いずれも多結晶シリコ
ン膜(12−8゜10−5,13−8)とその上に重ね
られた高融点金属シリサイド膜(12−W、10−W、
13−W)から成る2層膜となっている。なお、4はP
型シリコン基板、20.21d、21s。
23s、23dはN“拡散層、3は酸化シリコン膜、5
は配線層(デイジット線り又は5)である。
このスタティックRAM集積回路装置の例と同様に、従
来の全てのMIS型半導体装置においては、それを構成
する全てのMIS  FETのゲート電極の厚さおよび
層構成は、一つの装置上では全て同じである。同一のシ
リコン基板上に、異なる厚さや層構成のゲートを極を持
つなMIS  FETを含むMIS型半導体装置を作成
することに関する報告は皆無である。
〔発明が解決しようとする課題〕
前述した従来の技術の問題点としては、ひとつの半導体
装置中に含まれるMIS  FETのゲート電極厚さを
種々の部分で必要に応じて別々にすることができないこ
とが挙げられる。
したがって、例えば半導体記憶装置のメモリセル部に見
られるように、装置の構成のうち特にMIS  FET
のゲート電極が他の部分よりも密集して配置されている
部分においても、ゲート電極の厚さが他の部分のゲート
電極と同様に厚い。その経過、ゲート電極を、直接ある
いは間接に覆つている絶縁膜3や配線層5の凹凸が大き
く平坦性が十分に達成されていないという欠点がある。
さらにその配線層の凹凸が半導体装置の断線不良の原因
となるという欠点がある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の半導体装置は、所定厚さのゲート電極を有する
第1のMIS  FETと、前記第1のMIS  FE
Tのゲート電極より厚さの小さな第2のMIS  FE
Tとが同一半導体基板に形成されているというものであ
る。
〔実施例〕
第1図(a)、(b)は本発明の第1の実施例のMOS
スタティックRAMのメモリセル部の断面図および周辺
の断面図である。メモリセルの回路図および平面図は第
5図および第6図(a)のと同じである。
この実施例は、特にMOS  FETのゲート電極が他
の部分よりも密集して配置されていてゲート電極の上に
形成される層の平坦性が必要とされるメモリセル部にお
いて、比較的に高速動作の要求が緩やかな駆動トランジ
スタQll、Q122のゲートを極11,12、伝達ト
ランジスタQ21、Q22のゲート電極10がいずれも
多結晶シリコン膜の単層膜であり、比較的に高速動作の
要求が厳しい周辺回路部のMOS  FETのゲート電
極が多結晶シリコン膜13−8とタングステンシリサイ
ドなどの高融点金属シリサイド膜13−Wのポリサイド
族(多層膜)になっている、従って、メモリセル部にお
いては、MOS  FETのゲート電極の厚さが周辺回
路部のMOS  FETのゲート電極の厚さより薄いの
で、第1図(a)に示すようにゲート電極を直接あるい
は間接に覆っている絶縁膜3や配線層5の凹凸が小さく
、平坦性が第4図(a)に示した従来例より向上してい
る。
第2図(a)〜(g)および第3図(a)〜(g)は第
1の実施例の製造方法におけるメモリセル部の工程順断
面図および周辺回路部の工程順断面図である。
まず、第2図(a)、第3図(a)に示すように、前述
した従来のMIS型半導体装置の製造方法と同様に、P
型シリコン基板4上に厚さ20nmのゲート絶縁膜、厚
さ250nmの多結晶シリコン膜、厚さ250nmの高
融点金属シリサイド膜の順に重なったポリサイド膜を形
成し、パターニングを行ないゲート電極を形成する0次
に、基板表面全体を酸化シリコン膜3で覆う。
次に、第2図(b)、第3図(b)に示すように、この
酸化シリコン膜3で覆われた基板表面全体にフォトレジ
スト膜6を塗布する。そして、第2図(C)、第3図(
C)に示すようにゲート電極の厚さを小さくする周辺回
路部のゲート電極部分上のフォトレジスト膜6が現像に
よって取り去られるようなマスクを用いてフォトレジス
ト膜6の露光および現像を行う。
次に、第2図(d)、第3図(d)に示すように、上述
の現像によってフォトレジスト膜の取り去られた部分に
ついて、酸化シリコン膜3の除去を行う、さらに、第2
図(e)、第3図(e)に示すように、全面のフォトレ
ジスト膜を除去した後、第2図(f)、第3図(f)に
示すように、高融点金属シリサイド膜12−Wの除去を
行う。
そして、第2図(g)、第3図(g)に示すように酸化
シリコン膜を除去する。こうして同一の基板上にポリサ
イド構造(13−W、13−3)のゲート電極と、多結
晶シリコン膜のみの構造(1総構造)のゲート電極12
とを作製することができる。以後のN′″拡散層の形成
等は従来と同様である。
第4図(a)および(b)は第2の実施例におけるメモ
リセル部の断面図および周辺回路部の断面図である。こ
の実施例は、特にMOS  FETのゲート電極が他の
部分よりも密集して配置されていてゲート電極の上に形
成される層の平坦性が必要とされるメモリセル部におい
て、メモリセル内では比較的に低電気抵抗性が要求され
る伝達トランジスタQ21.Q22のゲート電極の厚さ
は周辺回路部のMOS  FE、Tのゲート電極の厚さ
と同じ(2層Jli)とし、駆動トランジスタQl 1
゜Q12のゲート電極のみの厚さを他よりも薄く(単層
膜)しているので、ワード線W遠端までの遅延時間の増
大無しに、配線層5のように駆動トランジスタQll、
Q12をf接あるいはrrI接に覆っている層の凹凸を
小さくさせ、平坦性を従来の装置より向上させている。
なお、第2の実施例は、フォトレジスト膜の露光時にお
いて使用するマスクを変えるだけで第1の実施例の製造
方法と同様の工程により製造することができる。
前述の第1.第2の実施例においては、ゲート電極を直
接あるいは間接に覆う絶縁膜や配線層などの層の平坦性
が必要とされる部分においては、基板に対するゲート電
極の高さは、ゲート酸化膜の厚さ20nmと多結晶シリ
コン展の厚さ250nmの合計であり、270nmであ
る。一方、周辺回路部では、それに高融点金属シリサイ
ド膜の厚さ250nmが加わり、基板に対するゲート電
極の高さは520nmである。すなわち、前者では後者
に比べてゲート電極の高さが48%減少されており、そ
の上の層の凹凸の緩和に寄与している。
さらに、この平坦性の向上に伴い、配線層の断線不良等
に対する装置の信頼性をも向上させることができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、ひとつの半導体装置中の種々の部分の
MIS  FETのゲート電極に対して、複数の厚さを
必要に応じて選択することができる。
すなわち、半導体装置において、特にMISFETのゲ
ート電極が他の部分よりも密集して配置されていて、ゲ
ート電極を直接あるいは間接に覆う絶縁膜や配線層など
の層の平坦性が必要とされる部分について、ゲート電極
の厚さを他の部分のゲート電極の厚さよりも薄くするこ
とにより、ゲート電極上のそれらの層の凹凸が小さくで
き、平坦性が向上し、配線層の断線不良などに対する信
頼性が改善される効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)および(b)はそれぞれ本発明の第1の実
施例もMOSスタティックRAMのメモリセル部の断面
図および周辺回路部の断面図、第2図(a)〜(g)お
よび第3図(a)〜(g>はそれぞれ第1の実施例にお
けるメモリセル部のMOS)ランジスタの工程順断面図
および周辺回路部のMOS)ランジスタの工程順断面図
、第4図(a)および(b)はそれぞれ第2の実施例の
メモリセル部の断面図および周辺回路部の断面図、第5
図はMOSスタティックRAMのメモリセルの回路図、
第6図(a)および(b)はそれぞれMOSスタティッ
クRAMのメモリセル部の平面図及び周辺回路部の平面
図、第7図(a)および(b)はそれぞれ第6図(a)
および(b)のA−A線断面図で従来例を示す図である
。 10・・・伝達トランジスタのゲート電極、1〇−8・
・・伝達トランジスタのゲート電極の多結晶シリコン膜
、10−W・・・伝達トランジスタのゲート電極の高融
点金属シリサイド膜、11.12・・・駆動トランジス
タのゲート電極、12−8・・・12の多結晶シリコン
膜、12−W・・・12の高融点金属シリサイド膜、1
3・・・周辺回路部のMOS  FETのゲート電極、
13−8・・・13の多結晶シリコン膜、13−W・・
・周辺回路部のMOS  FETのゲート電極の高融点
金属シリサイド膜、20,21d、21s、22s、2
3・・・N+拡散層、3・・・酸化シリコン膜、4・・
・P型シリコン基板、5・・・配線層、D、D・・・デ
イジット線、Qll、Q12・・・駆動トランジスタ、
Q21.Q22・・・伝達トランジスタ、R1,R2・
・・負荷抵抗、W・・・ワード線。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、所定厚さのゲート電極を有する第1のMIS FE
    Tと、前記第1のMIS FETのゲート電極より厚さ
    の小さな第2のMIS FETとが同一半導体基板に形
    成されていることを特徴とする半導体装置。 2、所定厚さのゲート電極を有する第1のMIS FE
    Tを構成要素として含む周辺回路と、前記第1のMIS
     FETのゲート電極より厚さの小さな第2のMIS 
    FETを構成要素として含むメモリセルとを有すること
    を特徴とする半導体装置。 3、第1のMIS FETのゲート電極は多層膜からな
    る請求項1または2記載の半導体装置。
JP2282829A 1990-10-19 1990-10-19 半導体装置 Pending JPH04155962A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6020610A (en) * 1997-05-02 2000-02-01 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device and method of manufacturing the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6020610A (en) * 1997-05-02 2000-02-01 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device and method of manufacturing the same

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