JPH08139201A - Semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents

Semiconductor device and method of manufacturing the same

Info

Publication number
JPH08139201A
JPH08139201A JP6302844A JP30284494A JPH08139201A JP H08139201 A JPH08139201 A JP H08139201A JP 6302844 A JP6302844 A JP 6302844A JP 30284494 A JP30284494 A JP 30284494A JP H08139201 A JPH08139201 A JP H08139201A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polycrystalline silicon
silicon film
forming
opening
semiconductor substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6302844A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasunobu Kodaira
靖宣 小平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP6302844A priority Critical patent/JPH08139201A/en
Publication of JPH08139201A publication Critical patent/JPH08139201A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

Landscapes

  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

PURPOSE: To reduce a contact resistance for wiring to drop an operating voltage by constituting a contact region for electrically connecting a gate electrode of a MOS transistor and a source/drain region of another MOS transistor with partially overlapped shallow diffused region and deep diffused region. CONSTITUTION: A contact region C for electrically connecting a gate electrode 20 of a MOS transistor A and a source/drain region 44 of a MOS transistor B is constituted by a shallow first contact diffused region 41 and a second contact diffused region 40 which is deeper than and is partially overlapping with the first contact diffused region 41. Therefore, the first contact diffused region 41 limits the depth and expansion of the second contact diffused region 40. Thereby, a contact resistance between a wiring 60 formed of a second polycrystalline silicon film and a semiconductor substrate 31 can be lowered and an operating voltage can also be dropped.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板に形成され
た一方のMOSトランジスタのゲート電極と他方のMO
Sトランジスタのソース/ドレイン領域とを接続するた
めに形成される半導体基板のコンタクト領域の構造及び
半導体装置の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gate electrode of one MOS transistor and an MO transistor of the other formed on a semiconductor substrate.
The present invention relates to a structure of a contact region of a semiconductor substrate formed to connect with a source / drain region of an S transistor and a method for manufacturing a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置は、複数の半導体素子を半導
体基板に形成している。そして、その半導体素子間は通
常何等かの形で電気的に接続されて半導体集積回路を構
成している。例えば、第1のMOSトランジスタのゲー
トと第2のMOSトランジスタのソース/ドレイン領域
の一方とを集積度を高めるように電気的に接続する場合
には、ゲートを構成する多結晶シリコン膜を配線に用
い、一方のトランジスタのゲートを他方のソース/ドレ
イン領域の一方と電気的に接続するコンタクト領域(以
下、DC(ダイレクトコンタクト)領域という)に接続
して行われる。まず、図11を参照して従来のDC部
(コンタクト領域)を有する半導体装置を説明する。図
は、半導体装置の断面図である。この半導体装置の半導
体基板には、例えば、n型シリコン半導体基板1を用
い、その表面領域にはpウエル2が形成されている。こ
の半導体基板1の主面上の素子分離領域にLOCOS法
などによるフィールド酸化膜3が形成されており、素子
領域には第1及び第2のNMOSトランジスタA、Bが
形成されている。
2. Description of the Related Art A semiconductor device has a plurality of semiconductor elements formed on a semiconductor substrate. The semiconductor elements are usually electrically connected in some form to form a semiconductor integrated circuit. For example, when the gate of the first MOS transistor and one of the source / drain regions of the second MOS transistor are electrically connected to each other so as to increase the degree of integration, the polycrystalline silicon film forming the gate is used as the wiring. It is performed by connecting the gate of one transistor to a contact region (hereinafter referred to as a DC (direct contact) region) electrically connecting to one of the other source / drain regions. First, a semiconductor device having a conventional DC portion (contact region) will be described with reference to FIG. The figure is a cross-sectional view of the semiconductor device. As the semiconductor substrate of this semiconductor device, for example, an n-type silicon semiconductor substrate 1 is used, and a p well 2 is formed in the surface region thereof. A field oxide film 3 is formed in the element isolation region on the main surface of the semiconductor substrate 1 by the LOCOS method or the like, and first and second NMOS transistors A and B are formed in the element region.

【0003】半導体基板1の表面領域にはMOSトラン
ジスタA、Bのソース/ドレイン領域14が形成されて
いる。MOSトランジスタAのソース/ドレイン領域
は、紙面の前面及び背面に形成されるので、図示を省略
する。ソース/ドレイン領域14とその間の半導体基板
上には膜厚10nm程度のゲート酸化膜となるシリコン
酸化膜4が形成されている。このソース/ドレイン領域
14の間の上にゲート酸化膜4を介してゲート電極7
1、72が形成されている。MOSトランジスタAのゲ
ート電極71は、多結晶シリコン配線73に繋がり、こ
の配線73は、半導体基板1の表面領域に形成されたD
C領域9に接触している。半導体基板1の上には、層間
絶縁膜17を介してアルミニウムなどの金属配線18が
形成されている。この金属配線18はSi3 4 などの
絶縁保護膜19に被覆されている。次に、図12乃至図
16を参照して、SRAMのメモリセル等で用いられ、
素子間をシリコン基板の拡散領域を介して接続される従
来構造の半導体装置を形成する方法を説明する。n型シ
リコン半導体基板1にpウエル2を形成し、半導体素子
分離領域に素子分離のためのフィールド酸化膜3を形成
する。そして、半導体基板1の素子領域にはSiO2
どのゲート酸化膜4を形成する。
Source / drain regions 14 of MOS transistors A and B are formed in the surface region of the semiconductor substrate 1. The source / drain regions of the MOS transistor A are formed on the front surface and the back surface of the drawing sheet, and are not shown. A silicon oxide film 4 to be a gate oxide film having a film thickness of about 10 nm is formed on the source / drain regions 14 and the semiconductor substrate between them. A gate electrode 7 is formed on the source / drain region 14 via the gate oxide film 4.
1, 72 are formed. The gate electrode 71 of the MOS transistor A is connected to the polycrystalline silicon wiring 73, and this wiring 73 is formed on the surface region of the semiconductor substrate 1 by D.
It is in contact with the C region 9. A metal wiring 18 such as aluminum is formed on the semiconductor substrate 1 with an interlayer insulating film 17 interposed therebetween. The metal wiring 18 is covered with an insulating protective film 19 such as Si 3 N 4 . Next, referring to FIGS. 12 to 16, used in a memory cell of SRAM,
A method of forming a semiconductor device having a conventional structure in which elements are connected to each other through a diffusion region of a silicon substrate will be described. A p well 2 is formed on an n-type silicon semiconductor substrate 1, and a field oxide film 3 for element isolation is formed in a semiconductor element isolation region. Then, a gate oxide film 4 such as SiO 2 is formed in the element region of the semiconductor substrate 1.

【0004】続いて、シリコン半導体基板1と、後に形
成されるMOSトランジスタのゲートとを接続する開口
のためのコントクト開口部51を有するフォトレジスト
パターン5を形成する(図12)。その後、フォトレジ
ストパターン5をマスクとしてウェットエッチング法に
よりゲート酸化膜4をエッチングし、コンタクト開口部
6を形成する。次にこのフォトレジストパターン5を取
り除く(図13)。続いて、膜厚が400nm程度の多
結晶シリコン膜7を半導体基板1上に形成し、さらにリ
ン拡散8をガス拡散などで行い、コンタクト開口部6を
通して、pウエル2内にN領域であるDC領域(リン
拡散領域)9を形成する(図14)。続いて、MOSト
ランジスタのゲート形成のためにフォトレジストパター
ン10を形成し、反応性イオンエッチング(RIE)法
で多結晶シコン膜7をエッチングし、MOSトランジス
タのゲート71、72及びDC領域9と接触する配線7
3を形成する。このとき多結晶シリコン膜7とシリコン
基板1は同一物質であるため、多結晶シリコン膜7のオ
ーバーエッチングによって、コンタクト開口部6の部分
でシリコン半導体基板1もエッチングされて基板ホレ1
1が発生し、DC領域9の一部がエッチングされる(図
15)。
Subsequently, a photoresist pattern 5 having a contact opening 51 for opening the silicon semiconductor substrate 1 and a gate of a MOS transistor to be formed later is formed (FIG. 12). After that, the gate oxide film 4 is etched by wet etching using the photoresist pattern 5 as a mask to form a contact opening 6. Next, the photoresist pattern 5 is removed (FIG. 13). Then, a polycrystalline silicon film 7 having a film thickness of about 400 nm is formed on the semiconductor substrate 1, and phosphorus diffusion 8 is further performed by gas diffusion or the like to pass through the contact opening 6 to form an N + region in the p well 2. A DC region (phosphorus diffusion region) 9 is formed (FIG. 14). Then, a photoresist pattern 10 is formed for forming the gate of the MOS transistor, and the polycrystalline silicon film 7 is etched by the reactive ion etching (RIE) method to contact the gates 71 and 72 of the MOS transistor and the DC region 9. Wiring 7
3 is formed. At this time, since the polycrystalline silicon film 7 and the silicon substrate 1 are made of the same material, the silicon semiconductor substrate 1 is also etched at the contact opening portion 6 due to the over-etching of the polycrystalline silicon film 7.
1 is generated and a part of the DC region 9 is etched (FIG. 15).

【0005】続いて、フォトレジストパターン10を除
去してから、MOSトランジスタのソース/ドレイン領
域を形成するために砒素イオン12を加速電圧50ke
V、ドーズ量5×1015cm-2の条件でソース/ドレイ
ン形成領域に砒素13を注入する(図16)。この半導
体基板1に注入された砒素13が熱拡散されてソース/
ドレイン領域14が形成される。続いて、SiO2 など
の層間絶縁膜17をゲート電極71、72や配線73を
被覆するように形成し、この層間絶縁膜17上に所定の
パターンのアルミニウムなどの金属配線18を形成す
る。この金属配線18を被覆するように半導体基板1の
上にSi3 4 などの絶縁保護膜19を形成して半導体
装置を得る(図11参照)。
Subsequently, the photoresist pattern 10 is removed, and then arsenic ions 12 are accelerated with an acceleration voltage of 50 ke to form the source / drain regions of the MOS transistor.
Arsenic 13 is implanted into the source / drain formation region under the conditions of V and a dose amount of 5 × 10 15 cm −2 (FIG. 16). The arsenic 13 injected into the semiconductor substrate 1 is thermally diffused and the source /
The drain region 14 is formed. Subsequently, an interlayer insulating film 17 such as SiO 2 is formed so as to cover the gate electrodes 71 and 72 and the wiring 73, and a metal wiring 18 such as aluminum having a predetermined pattern is formed on the interlayer insulating film 17. An insulating protective film 19 such as Si 3 N 4 is formed on the semiconductor substrate 1 so as to cover the metal wiring 18 to obtain a semiconductor device (see FIG. 11).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来技
術では、半導体基板1に形成された多結晶シリコン膜7
をエッチングするときに、この半導体基板1も一緒にエ
ッチングされ、リン拡散領域であるDC領域9の1部が
エッチングされる。したがって、DC領域9の抵抗15
が増大し、回路動作上大きな問題となる。また、多結晶
シリコン膜7の膜厚が400nmのときに100%のオ
ーバーエッチングを行うと、基板ホレ11の深さは40
0nmに達し、リン拡散層9の抵抗15は、数10オー
ムから数1000オームに増大する場合もある。特にS
RAMのメモリセルでの抵抗増加はセルの安定性を無く
し、不良に至る。また、基板ホレ11部は反応性イオン
エッチングでイオン衝撃を受けるため、結晶欠陥16を
誘発する。SRAMのメモリセルではこの結晶欠陥16
はpウエル2領域へのリークパスとなり、セルの安定性
を無くし、初期不良のみならず、信頼性上も大きな問題
になっている。本発明は、この様な事情によりなされた
ものであり、1方のMOSトランジスタのゲート電極と
他方のMOSトランジスタのソース/ドレイン領域とを
電気的に接続するための半導体基板に形成されたコンタ
クト領域(DC領域)の抵抗を安定させた半導体装置を
提供し、ゲート電極形成時の基板ホレを無くし、拡散層
抵抗を減少させ、また、RIEエッチングのイオン衝撃
に起因する結晶欠陥の発生をなくすように形成した高歩
留まり、高信頼性の半導体装置の製造方法を提供するこ
とを目的にしている。
As described above, according to the prior art, the polycrystalline silicon film 7 formed on the semiconductor substrate 1 is used.
When this is etched, this semiconductor substrate 1 is also etched together, and a part of the DC region 9 which is a phosphorus diffusion region is also etched. Therefore, the resistance 15 of the DC region 9
Is increased, which is a serious problem in circuit operation. Further, when the polycrystalline silicon film 7 has a thickness of 400 nm and 100% over-etching is performed, the depth of the substrate hole 11 becomes 40.
It may reach 0 nm, and the resistance 15 of the phosphorus diffusion layer 9 may increase from several tens of ohms to several thousand ohms. Especially S
An increase in resistance in the memory cell of RAM loses stability of the cell and leads to a defect. Further, the substrate hole 11 part is subjected to ion bombardment by the reactive ion etching, so that the crystal defect 16 is induced. In a SRAM memory cell, this crystal defect 16
Is a leak path to the p-well 2 region, which leads to loss of cell stability, which is a serious problem not only in initial failure but also in reliability. The present invention has been made under such circumstances, and a contact region formed on a semiconductor substrate for electrically connecting the gate electrode of one MOS transistor and the source / drain region of the other MOS transistor. (EN) Provided is a semiconductor device having a stable resistance in the (DC region), eliminating a substrate hole at the time of forming a gate electrode, reducing a diffusion layer resistance, and eliminating generation of a crystal defect due to ion bombardment of RIE etching. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device having high yield and high reliability, which is formed in the above.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
半導体基板と、前記半導体基板主面に形成された第1及
び第2のMOSトランジスタと、前記半導体基板に形成
され、前記第2のMOSトランジスタのソース/ドレイ
ン領域の一方と接触している第1のコンタクト領域と、
前記第1のコンタクト領域と部分的に重なり、前記半導
体基板主面からの深さが前記第1のコンタクト領域の前
記半導体基板主面からの深さより深い第2のコンタクト
領域と、前記第1のMOSトランジスタのゲート電極と
一体的に形成され、前記第1及び第2のコンタクト領域
と接触している配線とを備えていることを第1の特徴と
する。
According to the present invention, there is provided a semiconductor device comprising:
A semiconductor substrate, first and second MOS transistors formed on the main surface of the semiconductor substrate, and a first formed on the semiconductor substrate and in contact with one of source / drain regions of the second MOS transistor Contact area of
A second contact region that partially overlaps with the first contact region and has a depth from the semiconductor substrate main surface that is deeper than a depth of the first contact region from the semiconductor substrate main surface; The first feature is that the gate electrode of the MOS transistor is integrally formed with a wiring that is in contact with the first and second contact regions.

【0008】本発明の半導体装置の製造方法は、半導体
基板主面にゲート酸化膜を形成する工程と、前記半導体
基板主面全面に前記ゲート酸化膜を被覆するように第1
の多結晶シリコン膜を形成する工程と、前記第1の多結
晶シリコン膜上に開口部を有する第1のレジストパター
ンを形成する工程と、前記第1のレジストパターンをマ
スクとして前記第1の多結晶シリコン膜をエッチング
し、前記第1のレジストパターンの開口部の口径より大
きい口径の開口部を形成する工程と、前記第1のレジス
トパターンをマスクとして、前記ゲート酸化膜をエッチ
ングし、前記第1の多結晶シリコン膜の開口部の口径よ
り小さい口径の開口部を形成する工程と、第1のレジス
トパターンを除去する工程と、前記エッチングされた第
1の多結晶シリコン膜をマスクとして、前記第1の多結
晶シリコン膜の前記開口部の下の前記半導体基板に第1
導電型の第1の不純物をイオン注入して第1のコンタク
ト領域を形成する工程と、前記半導体基板主面全面に前
記第1の多結晶シリコン膜を被覆するように第2の多結
晶シリコン膜を形成する工程と、前記開口部が形成され
たゲート酸化膜をマスクとし、前記ゲート酸化膜の前記
開口部の下の前記半導体基板に前記第2の多結晶シリコ
ン膜を介して第1導電型の第2の不純物を導入して第2
のコンタクト領域を形成する工程と、前記第2の多結晶
シリコン膜上に第2のレジストパターンを形成し、この
第2のレジストパターンをマスクとして前記第2の多結
晶シリコン膜が前記ゲート酸化膜の前記開口部を覆うよ
うにこの第1及び第2の多結晶シリコン膜をパターニン
グすることにより、第1及び第2のMOSトランジスタ
のゲート電極及び前記第1のMOSトランジスタのゲー
ト電極に繋がり前記第1及び第2のコンタクト領域に接
続される配線を形成する工程と、前記第2のレジストパ
ターンを除去する工程と、前記パターニングした前記第
1及び第2の多結晶シリコン膜をマスクとして、第1導
電型の第3の不純物をイオン注入し、前記第1及び第2
のMOSトランジスタのソース/ドレイン領域を形成す
る工程とを備えていることを第1の特徴とする。前記第
1導電型の第1の不純物の拡散速度は、前記第1導電型
の第2の不純物の拡散速度より小さくしても良い。前記
第1導電型の第1の不純物には砒素を用い、前記第1導
電型の第2の不純物にはリンを用いるようにしても良
い。
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises a step of forming a gate oxide film on a main surface of a semiconductor substrate and a first step of covering the entire main surface of the semiconductor substrate with the gate oxide film.
Forming a polycrystalline silicon film, forming a first resist pattern having an opening on the first polycrystalline silicon film, and using the first resist pattern as a mask. Etching the crystalline silicon film to form an opening having a diameter larger than that of the opening of the first resist pattern; etching the gate oxide film using the first resist pattern as a mask; Forming an opening having a diameter smaller than that of the opening of the first polycrystalline silicon film; removing the first resist pattern; and using the etched first polycrystalline silicon film as a mask, A first polycrystalline silicon film is formed on the semiconductor substrate below the opening;
Forming a first contact region by ion-implanting a conductive type first impurity; and a second polycrystalline silicon film so as to cover the entire main surface of the semiconductor substrate with the first polycrystalline silicon film. And a gate oxide film having the opening formed therein as a mask, the first conductivity type is formed on the semiconductor substrate below the opening of the gate oxide film via the second polycrystalline silicon film. The second impurity of
And a second resist pattern is formed on the second polycrystalline silicon film, and the second polycrystalline silicon film is used as a mask to form the gate oxide film. By patterning the first and second polycrystalline silicon films so as to cover the opening of the first and second MOS transistors, the first and second MOS transistors are connected to the gate electrodes of the first and second MOS transistors and are connected to the first and second MOS transistors. Forming a wiring connected to the first and second contact regions, removing the second resist pattern, and using the patterned first and second polycrystalline silicon films as a mask Ion-implanting a third conductivity type impurity,
And the step of forming the source / drain regions of the MOS transistor. The diffusion rate of the first impurity of the first conductivity type may be lower than the diffusion rate of the second impurity of the first conductivity type. Arsenic may be used as the first impurity of the first conductivity type and phosphorus may be used as the second impurity of the first conductivity type.

【0009】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
半導体基板主面にゲート酸化膜を形成する工程と、前記
半導体基板主面全面に前記ゲート酸化膜を被覆するよう
に第1の多結晶シリコン膜を形成する工程と、前記第1
の多結晶シリコン膜上に開口部を有する第1のレジスト
パターンを形成する工程と、前記第1のレジストパター
ンをマスクとして前記第1の多結晶シリコン膜をエッチ
ングし、前記第1のレジストパターンの開口部の口径よ
り大きい口径の開口部を形成する工程と、前記第1のレ
ジストパターンをマスクとして、前記ゲート酸化膜をエ
ッチングし、前記第1の多結晶シリコン膜の開口部の口
径より小さい口径の開口部を形成する工程と、第1のレ
ジストパターンを除去する工程と、前記エッチングされ
た第1の多結晶シリコン膜をマスクとして、前記第1の
多結晶シリコン膜の前記開口部の下の前記半導体基板に
第1導電型の第1の不純物をイオン注入してコンタクト
領域を形成する工程と、前記半導体基板主面全面に前記
第1の多結晶シリコン膜を被覆するように第2の多結晶
シリコン膜を形成する工程と、前記第2の多結晶シリコ
ン膜上に第2のレジストパターンを形成し、この第2の
レジストパターンをマスクとして、前記第2の多結晶シ
リコン膜が前記ゲート酸化膜の前記開口部を覆うように
この第1及び第2の多結晶シリコン膜をパターニングす
ることにより第1及び第2のMOSトランジスタのゲー
ト電極及び前記第1のMOSトランジスタのゲート電極
に繋がり前記コンタクト領域に接続される配線を形成す
る工程と、前記第2のレジストパターンを除去する工程
と、前記パターニングした前記第1及び第2の多結晶シ
リコン膜をマスクとして、第1導電型の第2の不純物を
イオン注入し、前記第1及び第2のMOSトランジスタ
のソース/ドレイン領域を形成する工程とを備えている
ことを第2の特徴とする。前記第1の多結晶シリコン膜
は、等方性エッチングによりエッチングされ、前記ゲー
ト酸化膜は、異方性エッチングによりエッチングされる
ようにしても良い。
The semiconductor device manufacturing method of the present invention is
Forming a gate oxide film on the main surface of the semiconductor substrate; forming a first polycrystalline silicon film on the entire main surface of the semiconductor substrate so as to cover the gate oxide film;
Forming a first resist pattern having an opening on the polycrystalline silicon film, and etching the first polycrystalline silicon film by using the first resist pattern as a mask to form the first resist pattern. Forming an opening having a diameter larger than the diameter of the opening; etching the gate oxide film using the first resist pattern as a mask to make the diameter smaller than the diameter of the opening of the first polycrystalline silicon film; Forming an opening, a step of removing the first resist pattern, and a step of removing the first resist pattern under the opening of the first polycrystalline silicon film using the etched first polycrystalline silicon film as a mask. Forming a contact region by ion-implanting a first impurity of a first conductivity type into the semiconductor substrate; and forming the first polycrystalline silicon on the entire main surface of the semiconductor substrate. A step of forming a second polycrystalline silicon film so as to cover the silicon film, and forming a second resist pattern on the second polycrystalline silicon film, and using the second resist pattern as a mask, By patterning the first and second polycrystalline silicon films such that the second polycrystalline silicon film covers the opening of the gate oxide film, the gate electrodes of the first and second MOS transistors and the first and second MOS transistors are patterned. A step of forming a wiring connected to the gate electrode of the first MOS transistor and connected to the contact region; a step of removing the second resist pattern; and a step of removing the patterned first and second polycrystalline silicon films. As a mask, second impurities of the first conductivity type are ion-implanted to form the source / drain regions of the first and second MOS transistors. That and a degree and second features. The first polycrystalline silicon film may be etched by isotropic etching, and the gate oxide film may be etched by anisotropic etching.

【0010】[0010]

【作用】DC領域が部分的に重なった浅い拡散領域と深
い拡散領域とから構成されているので、この領域の接触
抵抗が減少し、例えば、メモリなどに適用した場合に、
電源電圧のミニマム値を小さくする。また、本発明によ
れば、第1の多結晶シリコン膜のコンタクト開口部の大
きさがゲートシリコン酸化膜のコンタクト開口部の大き
さよりも大きく、その後の第1ヒ素イオン注入でコンタ
クト開口部のゲート酸化膜直下にもヒ素を注入し、第1
ヒ素拡散領域を形成するため、第2の多結晶シリコン膜
をコンタクト開口部を覆うようにパターニングでき、第
2の多結晶シリコン膜をエッチングする時に、基板ホレ
の発生がなく、また、第2の多結晶シリコン膜のエッチ
ング時のイオンダメージもない。さらに、積層されたゲ
ート酸化膜と多結晶シリコン膜とをエッチングしてコン
タクト開口部を形成する場合において、多結晶シリコン
膜を等方性エッチングにより開口し、ゲート酸化膜を異
方性エッチングにより開口することにより開口径の異な
るコンタクト開口部が容易に形成される。
Since the DC region is composed of a shallow diffusion region and a deep diffusion region which are partially overlapped with each other, the contact resistance of this region is reduced, and when it is applied to a memory, for example,
Decrease the minimum value of power supply voltage. Further, according to the present invention, the size of the contact opening of the first polycrystalline silicon film is larger than the size of the contact opening of the gate silicon oxide film, and the gate of the contact opening is formed by the subsequent first arsenic ion implantation. Arsenic is also implanted just below the oxide film,
Since the arsenic diffusion region is formed, the second polycrystalline silicon film can be patterned so as to cover the contact opening, and when the second polycrystalline silicon film is etched, there is no occurrence of substrate holes, and the second polycrystalline silicon film can be formed. There is also no ion damage during etching of the polycrystalline silicon film. Further, when the stacked gate oxide film and the polycrystalline silicon film are etched to form the contact openings, the polycrystalline silicon film is opened by isotropic etching and the gate oxide film is opened by anisotropic etching. By doing so, contact openings having different opening diameters are easily formed.

【0011】[0011]

【実施例】以下、図面(図1乃至図10)を参照して本
発明の実施例を説明する。まず、図1を参照して、DC
部(コンタクト領域)を有する半導体装置を説明する。
図は半導体装置の断面図である。この半導体装置の半導
体基板には、例えば、n型シリコン半導体基板31を用
い、その表面領域にはpウエル32が形成されている。
この半導体基板31の主面上の素子分離領域にLOCO
S法などによるフィールド酸化膜33が形成されてお
り、素子領域には、第1及び第2のNMOSトランジス
タA、Bが形成されている。半導体基板31の表面領域
には、MOSトランジスタA、Bのソース/ドレイン領
域44がそれぞれ形成されている。MOSトランジスタ
Aのソース/ドレイン領域は、紙面の前面及び背面に形
成されるので、図示を省略する。ソース/ドレイン領域
44とその間の半導体基板31上には膜厚10nm程度
のゲート酸化膜34となるシリコン酸化膜が形成されて
いる。このソース/ドレイン領域44の間の上にゲート
酸化膜34を介してゲート電極20、30が形成されて
いる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings (FIGS. 1 to 10). First, referring to FIG. 1, DC
A semiconductor device having a portion (contact region) will be described.
The figure is a cross-sectional view of a semiconductor device. For example, an n-type silicon semiconductor substrate 31 is used as a semiconductor substrate of this semiconductor device, and a p well 32 is formed in the surface region thereof.
The LOCO is formed in the element isolation region on the main surface of the semiconductor substrate 31.
A field oxide film 33 is formed by the S method or the like, and first and second NMOS transistors A and B are formed in the element region. Source / drain regions 44 of the MOS transistors A and B are formed in the surface region of the semiconductor substrate 31, respectively. The source / drain regions of the MOS transistor A are formed on the front surface and the back surface of the drawing sheet, and are not shown. A silicon oxide film serving as a gate oxide film 34 having a film thickness of about 10 nm is formed on the source / drain regions 44 and the semiconductor substrate 31 between them. Gate electrodes 20 and 30 are formed between the source / drain regions 44 with a gate oxide film 34 interposed therebetween.

【0012】MOSトランジスタAのゲート電極20は
多結晶シリコン配線60に繋がり、この配線60は半導
体基板1の表面領域に形成されたDC領域に接触してい
る。この実施例の半導体装置では、前記DC領域が浅い
第1のコンタクト拡散領域41とそれよりも深く、部分
的にこの第1のコンタクト拡散領域と重なっている第2
のコンタクト拡散領域40から構成されている。半導体
基板31の上には、SiO2 などの層間絶縁膜45を介
してアルミニウムなどの金属配線18が形成されてい
る。この金属配線18はSi3 4 などの絶縁保護膜4
7に被覆されている。金属配線18の上にさらに第2の
金属配線を形成することもできる。その場合は金属配線
18を第1の金属配線とし、この上に層間絶縁膜を介し
て第2の金属配線が形成される。そして、保護絶縁膜は
その上に形成される。このDC領域の第1のコンタクト
拡散領域41が第2のコンタクト拡散領域40の深さと
広がりを従来のコンタクト拡散領域9(図11参照)よ
りも制限している。そして、第1のコンタクト拡散領域
41は、第2の多結晶シリコン膜から構成された配線6
0と半導体基板31との接触抵抗を低くする。
The gate electrode 20 of the MOS transistor A is connected to the polycrystalline silicon wiring 60, and this wiring 60 is in contact with the DC region formed in the surface region of the semiconductor substrate 1. In the semiconductor device of this embodiment, the DC region is shallow and the first contact diffusion region 41 is deeper than the first contact diffusion region 41, and the second contact region 41 partially overlaps the first contact diffusion region 41.
Of the contact diffusion region 40. A metal wiring 18 made of aluminum or the like is formed on the semiconductor substrate 31 via an interlayer insulating film 45 made of SiO 2 . The metal wiring 18 is Si 3 N 4 insulating protection film 4 such as
7 is covered. It is also possible to further form a second metal wiring on the metal wiring 18. In that case, the metal wiring 18 is used as the first metal wiring, and the second metal wiring is formed thereon via the interlayer insulating film. Then, the protective insulating film is formed thereon. The first contact diffusion region 41 in the DC region limits the depth and spread of the second contact diffusion region 40 more than the conventional contact diffusion region 9 (see FIG. 11). Then, the first contact diffusion region 41 has the wiring 6 made of the second polycrystalline silicon film.
The contact resistance between 0 and the semiconductor substrate 31 is reduced.

【0013】この接触抵抗は、従来500Ωであったも
のが300Ω程度に低下し、その結果、SRAMセルの
安定性が良くなり、低い電源電圧で動作させることがで
きる。すなわち、従来は電源電圧のミニマム値が3.5
V程度であったのに、3Vでも動作できるようになり、
動作マージンが拡大する。また、第1のコンタクト拡散
領域41を構成する不純物の砒素が第2のコンタクト拡
散領域40を形成するときに行われるリン拡散を抑制す
るので、第2のコンタクト拡散領域40は、従来より浅
くなり、且つ横広がりが小さくなるのでSRAMセルを
微細化させることができる。図1の第1及び第2のMO
SトランジスタA、B及びコンタクト領域Cは、例え
ば、図2に示す高抵抗多結晶シリコン負荷抵抗を用いた
NMOS構成のSRAMメモリに適用される。このメモ
リは4つのNMOSトランジスタA、B、D、Eと2つ
の多結晶シリコン抵抗R1、R2から構成されている。
MOSトランジスタAは、ゲート電極がDC領域Cを介
してMOSトランジスタBのソース/ドレイン領域の一
方に接続され、このソース/ドレイン領域の他方は、ビ
ット線に接続されている。
This contact resistance, which has been conventionally 500 Ω, is reduced to about 300 Ω, and as a result, the stability of the SRAM cell is improved and the SRAM cell can be operated at a low power supply voltage. That is, conventionally, the minimum value of the power supply voltage is 3.5.
Although it was about V, it became possible to operate at 3V,
The operating margin expands. In addition, since the impurity arsenic forming the first contact diffusion region 41 suppresses the phosphorus diffusion performed when forming the second contact diffusion region 40, the second contact diffusion region 40 becomes shallower than the conventional one. In addition, since the lateral spread becomes small, the SRAM cell can be miniaturized. 1st and 2nd MO of FIG.
The S transistors A and B and the contact region C are applied to, for example, an SRAM memory having an NMOS structure using a high resistance polycrystalline silicon load resistor shown in FIG. This memory is composed of four NMOS transistors A, B, D and E and two polycrystalline silicon resistors R1 and R2.
The gate electrode of the MOS transistor A is connected to one of the source / drain regions of the MOS transistor B via the DC region C, and the other of the source / drain regions is connected to the bit line.

【0014】MOSトランジスタBのゲート電極は、ワ
ード線に接続されている。このSRAMは、ワード線を
ゲート入力とする1対のアクセストランジスタB、Eを
通してビット線との間で読み出し、書き込みのデータ転
送を行うものである。ワード線は、行デコーダ回路の出
力であり、低抵抗多結晶シリコン膜で配線され、メモリ
セルが選択されたときにのみ1レベルとなり、アクセス
トランジスタB、Eをオンさせる。本発明は、このタイ
プのSRAMのみに適用されるのではなく、例えば、図
9に示す完全CMOS構成のSRAMにも適用すること
ができる。
The gate electrode of the MOS transistor B is connected to the word line. This SRAM is for performing data transfer of reading and writing with a bit line through a pair of access transistors B and E having a word line as a gate input. The word line is an output of the row decoder circuit, is wired by a low resistance polycrystalline silicon film, becomes 1 level only when a memory cell is selected, and turns on the access transistors B and E. The present invention can be applied not only to this type of SRAM, but also to the SRAM having the complete CMOS structure shown in FIG. 9, for example.

【0015】次に、図3乃至図8を参照して半導体装置
の製造方法を説明する。図は、一方のMOSトランジス
タのゲート電極と他方のMOSトランジスタのソース/
ドレイン領域の1方がpウエル内の拡散領域(DC領
域)を介して接続される場合の製造工程を示す断面図で
ある。n型シリコン半導体基板31にpウエル32を形
成する。そして半導体基板31の素子分離領域にフィー
ルド酸化膜33を形成し、素子領域に、例えば、膜厚1
0nm程度のSiO2 などのゲート酸化膜34を形成す
る。その後、第1の多結晶シリコン膜35をLPCVD
(LowPressure Chemical Vapor Deposition)法で100
nm程度堆積し、続いて、コンタクト開口形成のための
コンタクト開口部48を有するフォトレジストパターン
36をフォトリソグラフィー法で形成する(図3)。
Next, a method of manufacturing a semiconductor device will be described with reference to FIGS. The figure shows the gate electrode of one MOS transistor and the source / source of the other MOS transistor.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a manufacturing process in the case where one of the drain regions is connected via a diffusion region (DC region) in the p well. A p well 32 is formed on the n-type silicon semiconductor substrate 31. Then, a field oxide film 33 is formed in the element isolation region of the semiconductor substrate 31, and, for example, a film thickness of 1 is formed in the element region.
A gate oxide film 34 of SiO 2 or the like having a thickness of about 0 nm is formed. Then, the first polycrystalline silicon film 35 is LPCVD-processed.
(Low Pressure Chemical Vapor Deposition) method 100
Then, a photoresist pattern 36 having a contact opening 48 for forming a contact opening is formed by photolithography (FIG. 3).

【0016】続いて、CDE(Chemical Dry Etching)法
あるいはウェットエッチング法などの等方性エッチング
で第1の多結晶シリコン膜35を等方的にエッチングし
て、第1の多結晶シリコン膜35の開口の大きさがフォ
トレジストパターン36の開孔の大きさより大きくなる
ように、例えば、40nm程度大きくなるように開口す
る。さらにフォトレジストパターン36をマスクとして
RIE(Reactive IonEtching)等の異方性エッチング法
でゲート酸化膜34をエッチングし、第1の多結晶シリ
コン膜35のコンタクト開口部49を開口し、さらにこ
のコンタクト開口部49の中にゲート酸化膜34のコン
タクト開口部50を開口する(図4)。図4に示すよう
に同一のフォトレジストパターン36で第1の多結晶シ
リコン膜35を等方的に、ゲート酸化膜34を異方的に
エッチングしているため、第1の多結晶シリコン膜35
のコンタクト開口部49の大きさは、ゲート酸化膜の開
口部50の大きさより大きくなり、さらに、各々のコン
タクト開口部の位置はセルフアラインで決まる。
Subsequently, the first polycrystalline silicon film 35 is isotropically etched by isotropic etching such as CDE (Chemical Dry Etching) method or wet etching method to form the first polycrystalline silicon film 35. The opening is made larger than the opening of the photoresist pattern 36, for example, about 40 nm. Further, the gate oxide film 34 is etched by an anisotropic etching method such as RIE (Reactive Ion Etching) using the photoresist pattern 36 as a mask to open a contact opening 49 of the first polycrystalline silicon film 35, and further this contact opening. A contact opening 50 of the gate oxide film 34 is opened in the portion 49 (FIG. 4). As shown in FIG. 4, the first photoresist film 36 is isotropically etched with the same photoresist pattern 36, and the gate oxide film 34 is anisotropically etched.
The size of each contact opening 49 is larger than the size of the opening 50 of the gate oxide film, and the position of each contact opening is determined by self-alignment.

【0017】続いて、フォトレジストパターン36を除
去し、砒素イオン(As)37を加速電圧30ke
V、ドーズ量1×1015cm-2の条件で注入する。この
イオン注入により第1の多結晶シリコン膜35のコンタ
クト開口部49からpウエル32に砒素371を注入す
る。このとき、多結晶シリコン膜及びゲート酸化膜のシ
リコン酸化膜に対する砒素イオン(As)の前記条件
によるイオン注入の飛程(Projected Range) は、それぞ
れ21.5nm、17.3nmであるため、砒素イオン
は、第1の多結晶シリコン膜35を貫通せず、ゲート酸
化膜34の露出部分を貫通して、第1の多結晶シリコン
膜35の開口の大きさでpウエル32に注入される。ゲ
ート酸化膜厚、第1の多結晶シリコン膜厚が変わったと
きは、イオン注入の加速電圧を調整して第1の多結晶シ
リコン膜35の開口の大きさでpウエル32にヒ素が注
入されるようにする(図5)。
Then, the photoresist pattern 36 is removed, and arsenic ions (As + ) 37 are accelerated with an acceleration voltage of 30 ke.
Implantation is performed under the conditions of V and a dose amount of 1 × 10 15 cm −2 . By this ion implantation, arsenic 371 is implanted into the p well 32 from the contact opening 49 of the first polycrystalline silicon film 35. At this time, the ion implantation ranges (Projected Range) of arsenic ions (As + ) to the polycrystalline silicon film and the silicon oxide film of the gate oxide film under the above conditions are 21.5 nm and 17.3 nm, respectively. The ions do not penetrate the first polycrystalline silicon film 35 but penetrate the exposed portion of the gate oxide film 34 and are implanted into the p well 32 in the size of the opening of the first polycrystalline silicon film 35. When the gate oxide film thickness and the first polycrystalline silicon film thickness are changed, the accelerating voltage for ion implantation is adjusted to implant arsenic into the p-well 32 at the size of the opening of the first polycrystalline silicon film 35. (Fig. 5).

【0018】続いて、第2の多結晶シリコン膜38を、
例えば、約650℃の堆積温度でLPCVD法により3
00nm程度堆積し、さらに、ガス拡散によりリン39
を850℃、30分の条件でpウエル32の表面から拡
散し、第2のコンタクト領域40であるリン拡散領域を
形成する。このとき第1砒素イオン注入でpウエル32
に注入された砒素371は、約650℃程度の熱拡散さ
れて第1のコンタクト領域41である第1砒素拡散領域
を形成する。第2のコンタクト領域40は、不純物がリ
ンであるので、リンより拡散速度の小さい砒素を不純物
とする第1のコンタクト領域41より深くなる(図
6)。
Subsequently, the second polycrystalline silicon film 38 is formed,
For example, by the LPCVD method at a deposition temperature of about 650 ° C.
Deposited to a thickness of about 00 nm, and further phosphorus 39 by gas diffusion.
Is diffused from the surface of the p well 32 under the condition of 850 ° C. for 30 minutes to form a phosphorus diffusion region which is the second contact region 40. At this time, the p-well 32 is formed by the first arsenic ion implantation.
The arsenic 371 implanted into the substrate is thermally diffused at about 650 ° C. to form a first arsenic diffusion region which is the first contact region 41. Since the impurity is phosphorus, the second contact region 40 is deeper than the first contact region 41 containing arsenic, which has a smaller diffusion rate than phosphorus, as an impurity (FIG. 6).

【0019】続いて、第2の多結晶シリコン膜38上に
フォトレジストパターン42を形成し、その後、フォト
レジストパターン42をマスクとして、RIE法により
第1及び第2の多結晶シリコン膜35、38をエッチン
グして、MOSトランジスタのゲート電極20、30及
び第1及び第2のコンタクト領域40、41に接触する
配線60を形成する。このとき、ゲート電極及び配線で
ある第1及び第2の多結晶シリコン膜35、38がゲー
ト酸化膜34のコンタクト開口部50の全部を覆い、そ
のエッジが第1ヒ素拡散層41上のゲート酸化膜34上
にくるように第1及び第2の多結晶シリコン膜35、3
8をパターニングする(図7)。続いて、パターニング
された第1及び第2の多結晶シリコン膜35、38をマ
スクとして砒素イオン(As)43を加速電圧50k
eV、ドーズ量5×1015cm-2の条件で第2砒素イオ
ン注入を行い、pウエル32に砒素431を注入する
(図8)。その後、pウエルに注入された砒素431
は、熱拡散されて第2砒素拡散領域を構成する。この領
域は、MOSトランジスタのソース/ドレイン領域44
として用いられる。半導体基板31上のゲート電極2
0、30及び配線60等は、層間絶縁膜45で被覆され
る。この層間絶縁膜45の上にアルミニウムなどの金属
配線46を所定のパターンで形成する。半導体基板31
の最上層に絶縁保護膜47を形成する(図1参照)。
Then, a photoresist pattern 42 is formed on the second polycrystalline silicon film 38, and then the first and second polycrystalline silicon films 35 and 38 are formed by RIE using the photoresist pattern 42 as a mask. Is etched to form a wiring 60 that contacts the gate electrodes 20 and 30 of the MOS transistor and the first and second contact regions 40 and 41. At this time, the first and second polycrystalline silicon films 35 and 38, which are gate electrodes and wirings, cover the entire contact openings 50 of the gate oxide film 34, and their edges are gate oxide on the first arsenic diffusion layer 41. The first and second polycrystalline silicon films 35, 3 so that they are on the film 34.
8 is patterned (FIG. 7). Then, using the patterned first and second polycrystalline silicon films 35 and 38 as a mask, arsenic ions (As + ) 43 are accelerated at a voltage of 50 k.
Second arsenic ion implantation is performed under the conditions of eV and a dose amount of 5 × 10 15 cm −2 , and arsenic 431 is implanted into the p well 32 (FIG. 8). Then, arsenic 431 implanted in the p-well
Are thermally diffused to form a second arsenic diffusion region. This region is the source / drain region 44 of the MOS transistor.
Used as. Gate electrode 2 on semiconductor substrate 31
The layers 0 and 30 and the wiring 60 are covered with the interlayer insulating film 45. A metal wiring 46 of aluminum or the like is formed in a predetermined pattern on the interlayer insulating film 45. Semiconductor substrate 31
An insulating protective film 47 is formed on the uppermost layer (see FIG. 1).

【0020】次に、図10の半導体装置の断面図を参照
してコンタクト領域の構造及びその効果を説明する。図
10(a)は、図5の部分断面図、図10(b)及び
(c)は、図6の部分断面図である。図10(a)にお
いて、前述した条件で砒素イオン37を第1の多結晶シ
リコン膜35のコンタクト開口部49から半導体基板の
pウエル32に注入して、砒素371を半導体基板の表
面領域に導入する。この状態で、半導体基板表面に第2
の多結晶シリコン膜38をコンタクト開口部49を被覆
するようにLPCVD法で堆積させる。この堆積時の堆
積温度は、650℃程度であるので、pウエル32中の
砒素371は、活性化されて第1のコンタクト領域であ
るn型砒素拡散領域41を形成する。次に、図10
(c)に示すように、第2のコンタクト領域40を形成
するためのリン39の熱拡散を行う。このリン拡散は、
POCl3 ガスを850℃、30分の条件で熱処理する
とリン39は、ゲート酸化膜34のコンタクト開口部5
0から半導体基板のpウエルに拡散して、第1のコンタ
クト領域であるリン拡散領域40を形成する。
Next, the structure of the contact region and its effect will be described with reference to the sectional view of the semiconductor device shown in FIG. 10A is a partial sectional view of FIG. 5, and FIGS. 10B and 10C are partial sectional views of FIG. In FIG. 10A, arsenic ions 37 are implanted into the p-well 32 of the semiconductor substrate from the contact opening 49 of the first polycrystalline silicon film 35 under the conditions described above, and arsenic 371 is introduced into the surface region of the semiconductor substrate. To do. In this state, the second
Is deposited by LPCVD so as to cover the contact openings 49. Since the deposition temperature during this deposition is about 650 ° C., the arsenic 371 in the p-well 32 is activated to form the n-type arsenic diffusion region 41 which is the first contact region. Next, FIG.
As shown in (c), the phosphorus 39 is thermally diffused to form the second contact region 40. This phosphorus diffusion is
When the POCl 3 gas is heat-treated at 850 ° C. for 30 minutes, phosphorus 39 is generated in the contact opening 5 of the gate oxide film 34.
A phosphorus diffusion region 40, which is a first contact region, is formed by diffusing from 0 to the p well of the semiconductor substrate.

【0021】従来の方法では第1のコンタクト領域を形
成しないので、リン拡散領域9は本発明のリン拡散領域
40より深くなる。本発明の第1のコンタクト領域(砒
素拡散領域)41の半導体基板表面からの深さD1は、
0.2μm、第2のコンタクト領域(リン拡散領域)4
0の半導体基板表面からの深さD2は、0.4μmであ
る。これに対し、従来法による浅い第1のコンタクト領
域の無いコンタクト領域(リン拡散領域)9の半導体基
板表面からの深さD3は、0.6μmと深くなってい
る。これは、第1のコンタクト領域を構成する砒素原子
が、燐拡散時における半導体基板へのリンの拡散を十分
抑制するすることができるためである。以上の実施例で
は、第2の多結晶シリコン膜38を堆積してからリン3
9を熱拡散し、リン拡散領域(第2のコンタクト領域)
40を形成したが、本発明は、これに限定されること無
く、イオン注入法でリンを注入し、リン拡散領域を形成
しても良い。また、リン拡散やリンのイオン注入等を省
略し、リン拡散領域40の形成を省略しても良い。さら
に、前記実施例では第2の多結晶シリコン膜がゲート酸
化膜34のコンタクト開口部50の全部を覆っている
が、これに限らず回路動作で電流の流れる方向でのみ覆
うようにしても良い。
Since the first contact region is not formed in the conventional method, the phosphorus diffusion region 9 is deeper than the phosphorus diffusion region 40 of the present invention. The depth D1 of the first contact region (arsenic diffusion region) 41 of the present invention from the surface of the semiconductor substrate is
0.2 μm, second contact region (phosphorus diffusion region) 4
The depth D2 of 0 from the surface of the semiconductor substrate is 0.4 μm. On the other hand, the depth D3 from the semiconductor substrate surface of the contact region (phosphorus diffusion region) 9 without the shallow first contact region according to the conventional method is as deep as 0.6 μm. This is because the arsenic atoms forming the first contact region can sufficiently suppress the diffusion of phosphorus into the semiconductor substrate during phosphorus diffusion. In the above embodiment, the phosphorus 3 is deposited after the second polycrystalline silicon film 38 is deposited.
9 is thermally diffused to form a phosphorus diffusion region (second contact region)
Although 40 is formed, the present invention is not limited to this, and phosphorus may be implanted by an ion implantation method to form a phosphorus diffusion region. Further, the phosphorus diffusion and the ion implantation of phosphorus may be omitted, and the formation of the phosphorus diffusion region 40 may be omitted. Further, in the above-described embodiment, the second polycrystalline silicon film covers the entire contact opening 50 of the gate oxide film 34, but the present invention is not limited to this, and it may be covered only in the direction of current flow in circuit operation. .

【0022】前記実施例ではpウエル上にnタイプの接
続を形成する方法を説明したが、nウエル上にpタイプ
の接続を形成することもできる。このときnウエルに導
入する不純物はボロン等のpタイプの不純物となる。ま
た,前記実施例では、一方のMOSトランジスタのゲー
トと他方のMOSトランジスタのソースあるいはドレイ
ンの接続を説明したが、これにこだわることなく、ウエ
ル内の拡散領域を介した素子間あるいは配線間あるいは
素子と配線間の接続の場合であってもよい。
In the above embodiment, the method of forming the n-type connection on the p-well has been described, but the p-type connection may be formed on the n-well. At this time, the impurities introduced into the n-well become p-type impurities such as boron. Further, in the above-mentioned embodiment, the connection of the gate of one MOS transistor and the source or drain of the other MOS transistor has been described. However, without being particular about this, the elements or the wirings or the elements via the diffusion region in the well May be connected between the wiring and the wiring.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上のように本発明の半導体装置は、D
C領域(コンタクト領域)には、第2のコンタクト領域
に部分的に重なる浅いコンタクト領域を設けているの
で、この領域の配線との接触抵抗が低下し、動作電圧を
低下させることができる。本発明の半導体装置の製造方
法によれば、第1の多結晶シリコン膜のコンタクト開口
部の大きさがゲート酸化膜のコンタクト開口部の大きさ
よりも大きく、第1砒素イオン注入でコンタクト開口部
のゲート酸化膜の下にも砒素を注入して第1砒素拡散領
域を形成するので、第2の多結晶シリコン膜をコンタク
ト開口部を覆うようにパターニングでき、多結晶シリコ
ン膜のエッチング時の基板ホレの発生がなく、従来技術
の問題点であるリン拡散領域の抵抗増加がなく、また第
2の多結晶シリコン膜のエッチング時のイオンダメージ
もなく結晶欠陥が発生せず、その結果高歩留で高信頼性
の半導体装置を提供できる。また、積層されたゲート酸
化膜と多結晶シリコン膜とをエッチングしてコンタクト
開口部を形成する場合において、多結晶シリコン膜を等
方性エッチングにより開口し、ゲート酸化膜を異方性エ
ッチングにより開口することにより開口径の異なるコン
タクト開口が容易に形成される。
As described above, the semiconductor device of the present invention is
Since the shallow contact region that partially overlaps the second contact region is provided in the C region (contact region), the contact resistance with the wiring in this region is reduced, and the operating voltage can be reduced. According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the size of the contact opening of the first polycrystalline silicon film is larger than the size of the contact opening of the gate oxide film, and the contact opening is formed by the first arsenic ion implantation. Since arsenic is also implanted under the gate oxide film to form the first arsenic diffusion region, the second polycrystalline silicon film can be patterned so as to cover the contact opening, and the substrate hole during etching of the polycrystalline silicon film can be formed. Does not occur, there is no increase in resistance in the phosphorus diffusion region, which is a problem of the prior art, and there is no ion damage during etching of the second polycrystalline silicon film, and no crystal defects occur, resulting in high yield. A highly reliable semiconductor device can be provided. Further, when the stacked gate oxide film and the polycrystalline silicon film are etched to form the contact openings, the polycrystalline silicon film is opened by isotropic etching and the gate oxide film is opened by anisotropic etching. By doing so, contact openings having different opening diameters are easily formed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の半導体装置の断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor device of the present invention.

【図2】本発明に係るSRAMの回路図。FIG. 2 is a circuit diagram of an SRAM according to the present invention.

【図3】本発明の半導体装置の製造工程断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of the manufacturing process of the semiconductor device of the present invention.

【図4】本発明の半導体装置の製造工程断面図。FIG. 4 is a sectional view of a manufacturing process of a semiconductor device of the present invention.

【図5】本発明の半導体装置の製造工程断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view of the manufacturing process of the semiconductor device of the present invention.

【図6】本発明の半導体装置の製造工程断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view of the manufacturing process of the semiconductor device of the present invention.

【図7】本発明の半導体装置の製造工程断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view of the manufacturing process of the semiconductor device of the present invention.

【図8】本発明の半導体装置の製造工程断面図。FIG. 8 is a cross-sectional view of the manufacturing process of the semiconductor device of the present invention.

【図9】本発明に係るSRAMの回路図。FIG. 9 is a circuit diagram of an SRAM according to the present invention.

【図10】本発明の半導体装置の部分断面図。FIG. 10 is a partial cross-sectional view of a semiconductor device of the present invention.

【図11】従来の半導体装置の断面図。FIG. 11 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor device.

【図12】従来の半導体装置の製造工程断面図。FIG. 12 is a sectional view of a conventional semiconductor device manufacturing process.

【図13】従来の半導体装置の製造工程断面図。FIG. 13 is a sectional view of a conventional semiconductor device manufacturing process.

【図14】従来の半導体装置の製造工程断面図。FIG. 14 is a sectional view of a conventional semiconductor device manufacturing process.

【図15】従来の半導体装置の製造工程断面図。FIG. 15 is a sectional view of a conventional semiconductor device manufacturing process.

【図16】従来の半導体装置の製造工程断面図。FIG. 16 is a sectional view of a conventional semiconductor device manufacturing process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、31 半導体基板 2、32 pウエル 3、33 フィールド酸化膜 4、34 ゲート酸化膜 5、10、36、42 フォトレジストパターン 6、50 ゲート酸化膜のコンタクト開口部 7 多結晶シリコン膜 8、39 リン 9 DC領域(コンタクト領域) 11 基板ホレ 12、37、43 砒素イオン 13、371、431 砒素 14 ソース/ドレイン領域(砒素拡散領
域) 15 拡散層抵抗 16 結晶欠陥 17、45 層間絶縁膜 18、46 金属配線 19、47 絶縁保護膜 20、30、71、72 MOSトランジスタのゲ
ート電極 35 第1の多結晶シリコン膜 38 第2の多結晶シリコン膜 40 第2のコンタクト領域(リン拡散領
域) 41 第1のコンタクト領域(第1砒素拡散
領域) 44 ソース/ドレイン領域(第2砒素拡散
領域) 48、51 フォトレジストパターンのコンタクト
開口部 49 第1の多結晶シリコン膜のコンタクト
開口部 60、73 配線
1, 31 Semiconductor substrate 2, 32 p well 3, 33 Field oxide film 4, 34 Gate oxide film 5, 10, 36, 42 Photoresist pattern 6, 50 Gate oxide contact opening 7 Polycrystalline silicon film 8, 39 Phosphorus 9 DC region (contact region) 11 Substrate hole 12, 37, 43 Arsenic ion 13, 371, 431 Arsenic 14 Source / drain region (arsenic diffusion region) 15 Diffusion layer resistance 16 Crystal defect 17, 45 Interlayer insulating film 18, 46 Metal wiring 19, 47 Insulation protective film 20, 30, 71, 72 Gate electrode of MOS transistor 35 First polycrystalline silicon film 38 Second polycrystalline silicon film 40 Second contact region (phosphorus diffusion region) 41 First Contact region (first arsenic diffusion region) 44 source / drain region (second arsenic diffusion region) 8,51 contact openings 60,73 interconnect photoresist pattern contact opening 49 first polycrystalline silicon film

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/768 21/8244 27/11 H01L 27/10 381 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location H01L 21/768 21/8244 27/11 H01L 27/10 381

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板と、 前記半導体基板主面に形成された第1及び第2のMOS
トランジスタと、 前記半導体基板に形成され、前記第2のMOSトランジ
スタのソース/ドレイン領域の一方と接触している第1
のコンタクト領域と、 前記第1のコンタクト領域と部分的に重なり、前記半導
体基板主面からの深さが前記第1のコンタクト領域の前
記半導体基板主面からの深さより深い第2のコンタクト
領域と、 前記第1のMOSトランジスタのゲート電極と一体的に
形成され、前記第1及び第2のコンタクト領域と接触し
ている配線とを備えていることを特徴とする半導体装
置。
1. A semiconductor substrate, and first and second MOSs formed on the main surface of the semiconductor substrate.
A first transistor formed on the semiconductor substrate and in contact with one of source / drain regions of the second MOS transistor;
A second contact region partially overlapping the first contact region and having a depth from the semiconductor substrate main surface that is deeper than a depth of the first contact region from the semiconductor substrate main surface. A semiconductor device comprising: a wiring formed integrally with a gate electrode of the first MOS transistor and in contact with the first and second contact regions.
【請求項2】 半導体基板主面にゲート酸化膜を形成す
る工程と、 前記半導体基板主面全面に前記ゲート酸化膜を被覆する
ように第1の多結晶シリコン膜を形成する工程と、 前記第1の多結晶シリコン膜上に開口部を有する第1の
レジストパターンを形成する工程と、 前記第1のレジストパターンをマスクとして前記第1の
多結晶シリコン膜をエッチングし、前記第1のレジスト
パターンの開口部の口径より大きい口径の開口部を形成
する工程と、 前記第1のレジストパターンをマスクとして、前記ゲー
ト酸化膜をエッチングし、前記第1の多結晶シリコン膜
の開口部の口径より小さい口径の開口部を形成する工程
と、 第1のレジストパターンを除去する工程と、 前記エッチングされた第1の多結晶シリコン膜をマスク
として、前記第1の多結晶シリコン膜の前記開口部の下
の前記半導体基板に第1導電型の第1の不純物をイオン
注入して第1のコンタクト領域を形成する工程と、 前記半導体基板主面全面に前記第1の多結晶シリコン膜
を被覆するように第2の多結晶シリコン膜を形成する工
程と、 前記開口部が形成されたゲート酸化膜をマスクとし、前
記ゲート酸化膜の前記開口部の下の前記半導体基板に前
記第2の多結晶シリコン膜を介して第1導電型の第2の
不純物を導入して第2のコンタクト領域を形成する工程
と、 前記第2の多結晶シリコン膜上に第2のレジストパター
ンを形成し、この第2のレジストパターンをマスクとし
て、前記第2の多結晶シリコン膜が前記ゲート酸化膜の
前記開口部を覆うようにこの第1及び第2の多結晶シリ
コン膜をパターニングすることにより、第1及び第2の
MOSトランジスタのゲート電極及び前記第1のMOS
トランジスタのゲート電極に繋がり前記第1及び第2の
コンタクト領域に接続される配線を形成する工程と、 前記第2のレジストパターンを除去する工程と、 前記パターニングした前記第1及び第2の多結晶シリコ
ン膜をマスクとして、第1導電型の第3の不純物をイオ
ン注入し、前記第1及び第2のMOSトランジスタのソ
ース/ドレイン領域を形成する工程とを備えていること
を特徴とする半導体装置の製造方法。
2. A step of forming a gate oxide film on a main surface of a semiconductor substrate; a step of forming a first polycrystalline silicon film on the entire main surface of the semiconductor substrate so as to cover the gate oxide film; Forming a first resist pattern having an opening on the first polycrystalline silicon film, etching the first polycrystalline silicon film using the first resist pattern as a mask, and forming the first resist pattern Forming an opening having a diameter larger than the diameter of the opening of the first polycrystalline silicon film, and etching the gate oxide film using the first resist pattern as a mask to make the opening smaller than the diameter of the opening of the first polycrystalline silicon film. A step of forming an opening having a diameter, a step of removing the first resist pattern, and a step of using the etched first polycrystalline silicon film as a mask. Forming a first contact region by ion-implanting a first impurity of a first conductivity type into the semiconductor substrate below the opening of the polycrystalline silicon film; and forming a first contact region on the entire main surface of the semiconductor substrate. Forming a second polycrystalline silicon film so as to cover the polycrystalline silicon film, and using the gate oxide film in which the opening is formed as a mask, the semiconductor under the opening in the gate oxide film. A step of forming a second contact region by introducing a second impurity of the first conductivity type into the substrate through the second polycrystalline silicon film, and forming a second contact region on the second polycrystalline silicon film. A resist pattern is formed, and using the second resist pattern as a mask, the first and second polycrystalline silicon films are patterned so that the second polycrystalline silicon film covers the opening of the gate oxide film. To do The gate electrodes of the first and second MOS transistors and said first MOS
Forming a wiring connected to a gate electrode of a transistor and connected to the first and second contact regions; removing the second resist pattern; the patterned first and second polycrystalline And a step of implanting a third impurity of the first conductivity type with the silicon film as a mask to form the source / drain regions of the first and second MOS transistors. Manufacturing method.
【請求項3】 前記第1導電型の第1の不純物の拡散速
度は、前記第1導電型の第2の不純物の拡散速度より小
さいことを特徴とする請求項項2に記載の半導体装置の
製造方法。
3. The semiconductor device according to claim 2, wherein the diffusion rate of the first impurity of the first conductivity type is lower than the diffusion rate of the second impurity of the first conductivity type. Production method.
【請求項4】 前記第1導電型の第1の不純物は、砒素
であり、前記第1導電型の第2の不純物は、リンである
ことを特徴とする請求項3に記載の半導体装置の製造方
法。
4. The semiconductor device according to claim 3, wherein the first impurity of the first conductivity type is arsenic, and the second impurity of the first conductivity type is phosphorus. Production method.
【請求項5】 半導体基板主面にゲート酸化膜を形成す
る工程と、 前記半導体基板主面全面に前記ゲート酸化膜を被覆する
ように第1の多結晶シリコン膜を形成する工程と、 前記第1の多結晶シリコン膜上に開口部を有する第1の
レジストパターンを形成する工程と、 前記第1のレジストパターンをマスクとして前記第1の
多結晶シリコン膜をエッチングし、前記第1のレジスト
パターンの開口部の口径より大きい口径の開口部を形成
する工程と、 前記第1のレジストパターンをマスクとして、前記ゲー
ト酸化膜をエッチングし、前記第1の多結晶シリコン膜
の開口部の口径より小さい口径の開口部を形成する工程
と、 第1のレジストパターンを除去する工程と、 前記エッチングされた第1の多結晶シリコン膜をマスク
として、前記第1の多結晶シリコン膜の前記開口部の下
の前記半導体基板に第1導電型の第1の不純物をイオン
注入してコンタクト領域を形成する工程と、 前記半導体基板主面全面に前記第1の多結晶シリコン膜
を被覆するように第2の多結晶シリコン膜を形成する工
程と、 前記第2の多結晶シリコン膜上に第2のレジストパター
ンを形成し、この第2のレジストパターンをマスクとし
て、前記第2の多結晶シリコン膜が前記ゲート酸化膜の
前記開口部を覆うようにこの第1及び第2の多結晶シリ
コン膜をパターニングすることにより、第1及び第2の
MOSトランジスタのゲート電極及び前記第1のMOS
トランジスタのゲート電極に繋がり前記コンタクト領域
に接続される配線を形成する工程と、 前記第2のレジストパターンを除去する工程と、 前記パターニングした前記第1及び第2の多結晶シリコ
ン膜をマスクとして、第1導電型の第2の不純物をイオ
ン注入し、前記第1及び第2のMOSトランジスタのソ
ース/ドレイン領域を形成する工程とを備えていること
を特徴とする半導体装置の製造方法。
5. A step of forming a gate oxide film on a main surface of a semiconductor substrate; a step of forming a first polycrystalline silicon film on the entire main surface of the semiconductor substrate so as to cover the gate oxide film; Forming a first resist pattern having an opening on the first polycrystalline silicon film, etching the first polycrystalline silicon film using the first resist pattern as a mask, and forming the first resist pattern Forming an opening having a diameter larger than the diameter of the opening of the first polycrystalline silicon film, and etching the gate oxide film using the first resist pattern as a mask to make the opening smaller than the diameter of the opening of the first polycrystalline silicon film. A step of forming an opening having a diameter, a step of removing the first resist pattern, and a step of using the etched first polycrystalline silicon film as a mask. Forming a contact region by ion-implanting a first impurity of a first conductivity type into the semiconductor substrate below the opening of the polycrystalline silicon film; and forming the first polycrystal on the entire main surface of the semiconductor substrate. Forming a second polycrystalline silicon film so as to cover the silicon film; forming a second resist pattern on the second polycrystalline silicon film; and using the second resist pattern as a mask, By patterning the first and second polycrystalline silicon films so that the second polycrystalline silicon film covers the opening of the gate oxide film, the gate electrodes of the first and second MOS transistors and the First MOS
Forming a wiring connected to the gate electrode of the transistor and connected to the contact region; removing the second resist pattern; and using the patterned first and second polycrystalline silicon films as a mask, And a step of implanting second impurities of the first conductivity type to form the source / drain regions of the first and second MOS transistors.
【請求項6】 前記第1の多結晶シリコン膜は、等方性
エッチングによりエッチングされ、前記ゲート酸化膜
は、異方性エッチングによりエッチングされることを特
徴とする請求項2乃至請求項5のいづれかに記載の半導
体装置の製造方法。
6. The method according to claim 2, wherein the first polycrystalline silicon film is etched by isotropic etching, and the gate oxide film is etched by anisotropic etching. A method for manufacturing a semiconductor device according to any one of the above.
JP6302844A 1994-11-12 1994-11-12 Semiconductor device and method of manufacturing the same Pending JPH08139201A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6302844A JPH08139201A (en) 1994-11-12 1994-11-12 Semiconductor device and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6302844A JPH08139201A (en) 1994-11-12 1994-11-12 Semiconductor device and method of manufacturing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08139201A true JPH08139201A (en) 1996-05-31

Family

ID=17913783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6302844A Pending JPH08139201A (en) 1994-11-12 1994-11-12 Semiconductor device and method of manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08139201A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111696985A (en) * 2019-03-13 2020-09-22 艾普凌科有限公司 Semiconductor device and method for manufacturing the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111696985A (en) * 2019-03-13 2020-09-22 艾普凌科有限公司 Semiconductor device and method for manufacturing the same
CN111696985B (en) * 2019-03-13 2023-10-13 艾普凌科有限公司 Semiconductor device and method for manufacturing the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4727045A (en) Plugged poly silicon resistor load for static random access memory cells
US4642878A (en) Method of making MOS device by sequentially depositing an oxidizable layer and a masking second layer over gated device regions
JPH07142605A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JPH05267581A (en) High-resistance polysilicon load resistance
JP3902831B2 (en) Semiconductor memory device and manufacturing method thereof
JPH11265987A (en) Nonvolatile memory and its manufacture
US5648672A (en) Semiconductor device with outer diffusion layer
JPH08130246A (en) Semiconductor device and fabrication thereof
JPH05102415A (en) Manufacture of ultrahigh-density integrated semiconductor memory device
JPH06333944A (en) Semiconductor device
JPH05102475A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JP2001035936A (en) Manufacture of cmos transistor
JP2002246464A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
JPH0855852A (en) Semiconductor device and its manufacture
JPH08139201A (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2002231819A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
JPH07176639A (en) Semiconductor integrated circuit device and fabrication thereof
JP3536469B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP2919690B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH09139382A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH11126900A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JP2982758B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP3259439B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH05343419A (en) Semiconductor device
JP2792468B2 (en) Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device