JPH05102415A - 超高集積半導体メモリ装置の製造方法 - Google Patents
超高集積半導体メモリ装置の製造方法Info
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- JPH05102415A JPH05102415A JP3220584A JP22058491A JPH05102415A JP H05102415 A JPH05102415 A JP H05102415A JP 3220584 A JP3220584 A JP 3220584A JP 22058491 A JP22058491 A JP 22058491A JP H05102415 A JPH05102415 A JP H05102415A
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- H10B12/00—Dynamic random access memory [DRAM] devices
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- H10B12/01—Manufacture or treatment
- H10B12/02—Manufacture or treatment for one transistor one-capacitor [1T-1C] memory cells
- H10B12/03—Making the capacitor or connections thereto
- H10B12/033—Making the capacitor or connections thereto the capacitor extending over the transistor
Abstract
リ装置の製造方法を提供する。 【構成】 半導体基板のセルアレイ部にセルトランジス
タを形成し、次いでセルアレイ部にセルキャパシタを形
成した後、前記半導体基板の周辺回路部にトランジスタ
を形成することを特徴とする。 【効果】 セルアレイ部のアクセストランジスタと周辺
回路部にトランジスタを互いに独立的に形成することに
より、トランジスタの性能を最適化することができる。
Description
置の製造方法に係り、特に16M DRAM以上の超高
集積半導体メモリ装置の製造方法に関する。
DRAMにおいては、更に高集積化と微細化が進行さ
れるにつれ素子の信頼性と性能改善が要求される。信頼
性の向上のためには、5V供給電圧の代わりに3.3V
供給電圧を使用することにより、酸化膜性不良率及びT
DDB(Time dependantdielectric breakdown )特性
を図り、性能の改善のためにはセルアレイ部のアクセス
トランジスタを駆動するワードライン電圧は昇圧を要
し、高速動作のために周辺回路部のトランジスタはその
ゲート絶縁膜の厚さをさらに薄く形成する技術が要求さ
れている。
周辺回路部のトランジスタの特性及び性能を最適化する
方が好適である。
ンジスタと周辺回路部のトランジスタを同時に形成し、
後にセルキャパシタを形成している。従って、セルトラ
ンジスタと周辺回路部のトランジスタは製造プロセスが
互いに密接な依存性を有するので、セルトランジスタと
周辺回路部のトランジスタをそれぞれの特性に改善させ
ようとしても多くの制約が伴われる。また、ウェハ上に
セルトランジスタと周辺回路部のトランジスタを同時に
形成してからセルアレイ部にキャパシタを形成するの
で、キャパシタを形成する時、高温処理によりシリコン
内に注入された不純物が拡散されることにより、周辺回
路部のトランジスタを形成するにおいて浅い接合の形成
が難しい。すなわち、後続熱処理工程によりトランジス
タの性能及び信頼性が劣化される。特に、PMOSトラ
ンジスタのスレショルド値を調整するためにB又はBF
2 ドーパント(dopant)を用いるが、このようなドーパ
ントは熱処理に極めて敏感で深い接合を形成するので、
PMOSトランジスタの降伏電圧特性を弱化させる。
は、前述した従来の技術の問題点を解決するために周辺
回路部のトランジスタをセルアレイ部のトランジスタと
は独立的に形成することにより、トランジスタ性能の最
適化が図れる超高集積半導体メモリ装置を提供すること
である。
後に周辺回路部のトランジスタを形成することにより、
トランジスタに加えられる後続熱処理を最小化させ、ト
ランジスタの信頼性及び性能向上が図れる超高集積半導
体メモリ装置の製造方法を提供することである。
ために、本発明の製造方法は、半導体基板のセルアレイ
部にセルトランジスタを形成し、次いでセルアレイ部に
セルキャパシタを形成した後、前記半導体基板の周辺回
路部にトランジスタを形成することを特徴とする。
ジスタと周辺回路部PEのトランジスタを互いに独立的
に形成することにより、各トランジスタの特性を最適化
することができる。
な一実施例を詳細に説明する。図1Aを参照すれば、シ
リコン基板100にnウェルとpウェル102をそれぞ
れ形成し、通常のLOCOSのような素子分離方法でフ
ィールド酸化膜103を成長させ、アクティブ領域を限
定する。次いで、全表面に第1酸化膜104を形成し、
周辺回路部PEはフォトレジスト105で覆う。セルア
レイ部CEにはセルトランジスタのスレショルド電圧を
調節するためにp型不純物をイオン注入する。
5を除去し全表面に第2酸化膜106を160Å程度の
厚さで形成し、この第2酸化膜106上にポリシリコン
を2500Å程度の厚さで形成する。次いで、ワードラ
インマスクを適用して写真蝕刻工程により、ポリシリコ
ン及び第2酸化膜106をパターニングしてセルトラン
ジスタのゲート電極として提供される第1導電層107
を形成する。第1導電層107下の第2酸化膜106は
ゲート酸化膜として提供される。次いで、周辺回路部P
Eは、フォトレジスト等で覆い、セルアレイ部CEにn
- 型不純物をイオン注入してシリコン基板100の表面
近傍にn- 不純物ドーピング領域109を形成する。こ
のn- 不純物ドーピング領域109はセルトランジスタ
のソース/ドレイン領域として提供される。
去した全表面に高温酸化膜(HTO膜)108を形成し
た後、HTO膜108にストレージノードコンタクトホ
ールを形成する。次いで、全表面にポリシリコンを25
00〜4000Å程度の厚さで形成した後、このポリシ
リコンをストレージノードマスクを適用して写真蝕刻工
程でパターニングして第2導電層110を形成する。こ
の第2導電層110は、キャパシタのストレージノード
として提供される。
又は窒化膜/酸化膜の積層膜をキャパシタ絶縁膜111
で形成し、次いでキャパシタ絶縁膜111上にポリシリ
コンを3000〜4000Å厚さで形成する。次いでプ
レート電極マスクを適用して写真蝕刻工程により、前記
ポリシリコン及びキャパシタ絶縁膜をパターニングして
第3導電層112を形成する。第3導電層120はキャ
パシタのプレート電極として提供される。
である。図2Dを参照すれば、セルアレイ部にキャパシ
タを完成した後、周辺回路部PEのHTO膜108を完
全に除去する。次いで、第3酸化膜113を形成し、n
ウェル101はフォトレジスタ114を覆いNMOSト
ランジスタのスレショルド電圧を調整するための不純物
をpウェル102にイオン注入する。
フォトレジスト114を除去した後、pウェル102上
にフォトレジスト105を覆い、nウェル101にPM
OSトランジスタのスレショルド電圧を調整するための
不純物をイオン注入する。
5を除去し、周辺回路部PEの表面に第4酸化膜116
を形成し、第4酸化膜116上にポリシリコンを200
0〜4000Å程度の厚さで形成し、周辺回路部のゲー
ト電極マスクを適用して写真蝕刻工程により前記二つの
層をパターニングして周辺回路部のトランジスタのゲー
ト電極として提供される第4導電層117を形成する。
第4導電層117下の第4酸化膜116は、ゲート酸化
膜として提供される。次いで、nウェル101はフォト
レジスト118で覆い、pウェル102にn- 不純物を
注入してNMOSトランジスタの薄くドーピングされた
ソース/ドレイン領域119を形成する。.図2Gを参
照すれば、フォトレジスト118を除去し、周辺回路部
PEにHTO膜を異方性蝕刻して第4導電層117の側
壁にHTO膜よりなった側壁スペーサ120を形成す
る。
ォトレジスト121で覆いpウェル102にn+ 不純物
をイオン注入してn+ ソース/ドレイン領域122を形
成する。従って、LDD(Lightly Doped
Drain)構造のNMOSトランジスタが形成され
る。
フォトレジスト121を除去し、pウェルをフォトレジ
スト123で覆い、nウェル102にp+不純物イオン
を注入させ、p+ ソース/ドレイン領域124を形成す
る。従って、シングルドレイン構造のPMOSトランジ
スタが形成される。
3を除去し全表面に層間絶縁膜125を覆い、層間絶縁
膜125にビットラインコンタクトホール及びソース/
ドレイン電極用コンタクトホールを形成してから、全表
面に物理気相蒸着法でAl,Al合金、あるいは金属積
層膜を形成して写真蝕刻工程により金属膜をパターニン
グして金属配線層126を形成する。
部DEのトランジスタと周辺回路部PEのトランジスタ
を互いに独立的に形成することにより、各トランジスタ
の特性を最適化することができる。すなわち、セルアレ
イ部及び周辺回路部の各トランジスタは、スレショルド
電圧調整のためのイオン注入条件と、ゲート酸化膜の厚
さ調節と、大きさ調節と、ソース/ドレインのドス(d
ose)、イオン注入エネルギー及びドーパント種類等
を互いに独立的に設計できて、セルトランジスタの形成
後に周辺回路部のトランジスタを形成するので、周辺回
路部のトランジスタに加えられる後続熱処理過程を最小
化させることができ、キャパシタ形成時、温度条件の自
由度が大きくなる。
調節するためのBイオン注入をキャパシタ形成後に行う
ので、浅い接合を保持できてPMOSトランジスタの降
伏電圧特性を改善できる。
装置の製造方法を示した工程順序図である。
装置の製造方法を示した工程順序図である。
の製造方法を示した工程順序図である。
ェル、103 フィールド酸化膜、106 第2酸化
膜、107 第1導電層、108 HTO膜、109
n- ソース/ドレイン領域、110 第2導電層、11
1 キャパシタ絶縁膜、112 第3導電層、116
第4酸化膜、117 第4導電層、119n- ソース/
ドレイン領域、122 n+ ソース/ドレイン領域、1
24 p+ ソース/ドレイン領域、125 層間絶縁
膜、126 金属配線層
Claims (4)
- 【請求項1】 超高集積半導体メモリ装置の製造方法に
おいて、半導体基板のセルアレイ部にセルトランジスタ
を形成し、次いでセルアレイ部にセルキャパシタを形成
した後、前記半導体基板の周辺回路部にトランジスタを
形成することを特徴とする超高集積半導体メモリ装置の
製造方法。 - 【請求項2】 前記周辺回路部のトランジスタは、NM
OSトランジスタの場合はLDD構造で形成され、PM
OSトランジスタの場合はシングルドレイン構造で形成
されることを特徴とする請求項1記載の超高集積半導体
メモリ装置の製造方法。 - 【請求項3】 前記セルアレイ部のセルトランジスタの
ゲート酸化膜の厚さより前記周辺回路部のトランジスタ
のゲート酸化膜の厚さを更に薄く形成することを特徴と
する請求項1記載の超高集積半導体メモリ装置の製造方
法。 - 【請求項4】 半導体基板のセルアレイ部のアクティブ
領域にのみスレショルド電圧調節用不純物をドーピング
する工程と、 前記セルアレイ部上にゲート酸化膜を介してゲート電極
として提供される第1導電層を形成し、n型不純物を前
記セルアレイ部のアクティブ領域にドーピングさせソー
ス/ドレイン領域を形成してセルトランジスタを形成す
る工程と、 前記セルトランジスタが形成されたセルアレイ部上にH
TO膜を覆い、HTO膜にストレージノードコンタクト
ホールを形成した後、第2導電層、キャパシタの絶縁膜
及び第3導電層を順次に形成してキャパシタを形成する
工程と、 前記セルキャパシタ形成後、周辺回路部のアクティブ領
域にのみスレショルド電圧調節用不純物をドーピングす
る工程と、 前記不純物ドーピング後、通常の方法で周辺回路部のp
ウェルにはLDD構造のNMOSトランジスタを形成
し、周辺回路部のnウェルにはシングルドレイン構造の
PMOSトランジスタを形成する工程と、 前記周辺回路部のトランジスタ形成後、全表面に層間絶
縁膜を覆い層間絶縁膜にコンタクトホールを形成した
後、通常の方法で金属配線層を形成する工程を具備する
ことを特徴とする超高集積半導体メモリ装置の製造方
法。
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