JPH08288407A - Semiconductor memory device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor memory device and manufacture thereof

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JPH08288407A
JPH08288407A JP7110307A JP11030795A JPH08288407A JP H08288407 A JPH08288407 A JP H08288407A JP 7110307 A JP7110307 A JP 7110307A JP 11030795 A JP11030795 A JP 11030795A JP H08288407 A JPH08288407 A JP H08288407A
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JP
Japan
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insulating film
forming
layer
interlayer insulating
mos transistor
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Application number
JP7110307A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Nakamura
耕一 中村
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH08288407A publication Critical patent/JPH08288407A/en
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Abstract

PURPOSE: To provide a semiconductor memory device and a method for the manufacture thereof wherein accurate contact is simply obtained with the diffusion layer of MOS transistors. CONSTITUTION: The semiconductor memory device consists of NMOS transistors 13, 14; a silicon oxide film 45 as a first planarization insulating film; a TFT 15 formed on the silicon oxide film 45; another silicon oxide film 57 as a second planarization insulating film; and laminated aluminum traces 17 on the silicon oxide film 57. A polycrystalline silicon layer 41b (contact plug) having a T-shaped vertical cross section that extends to the source and drain regions (diffusion layer) of the MOS transistors through the silicon oxide film 45, is connected to the laminated aluminum traces 17 through a metal plug 60. A polysilicon layer 41a as ground wiring formed in the upper regions of the NMOS transistor 14 is excellent in planarity.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は例えばSRAM(スタテ
ィック・ランダム・アクセス・メモリ)等の半導体メモ
リ装置およびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device such as SRAM (Static Random Access Memory) and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の半導体メモリ装置、例え
ばSRAM装置においては、メモリセル領域のアクセス
用トランジスタのソース・ドレインとしての拡散層とビ
ット線としての第1層金属配線層(アルミニウム配線
等)とを直接接続するコンタクトを形成することは、高
アスペクト比(コンタクト高さ/コンタクト幅)になる
ことから、困難であった。このため、拡散層と接続する
ように導電層(多結晶シリコン層等)を形成し、この導
電層を介して拡散層と金属配線層とを接続するコンタク
トを形成するようにしていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a semiconductor memory device of this type, for example, an SRAM device, a diffusion layer as a source / drain of an access transistor in a memory cell region and a first metal wiring layer (aluminum wiring etc.) as a bit line. It was difficult to form a contact that directly connects the (1) and (3) because the aspect ratio is high (contact height / contact width). Therefore, a conductive layer (polycrystalline silicon layer or the like) is formed so as to be connected to the diffusion layer, and a contact that connects the diffusion layer and the metal wiring layer is formed via this conductive layer.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、導電層
に対するコンタクトをリソグラフィ技術によって微細な
パターンで形成するには、この導電層とコンタクトとの
合わせずれを抑える必要があり、デザイン・ルールの変
更やアライメント精度の向上が必要となる。しかし、現
在のリソグラフィ技術でアライメント精度を向上させる
ことは困難であり、また、デザイン・ルールを変更する
ことは、メモリセルのサイズを大きくすることになって
チップの小型化という流れに反するものである。
However, in order to form a contact with the conductive layer in a fine pattern by the lithography technique, it is necessary to suppress misalignment between the conductive layer and the contact, and it is necessary to change the design rule or alignment. It is necessary to improve accuracy. However, it is difficult to improve the alignment accuracy with the current lithographic technology, and changing the design rule is against the trend of chip miniaturization because it increases the size of the memory cell. is there.

【0004】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その課題は、デザイン・ルールの変更を伴うこと
なく、また、リソグラフィ技術における特段のアライメ
ント精度も必要なく、MOSトランジスタの拡散層に対
するコンタクトを正確かつ容易にとることができる半導
体メモリ装置およびその製造方法を提供することにあ
る。
The present invention has been made in view of the above problems, and its problem is to prevent the diffusion layer of a MOS transistor from being changed without changing the design rule and without requiring special alignment accuracy in the lithography technique. It is an object of the present invention to provide a semiconductor memory device capable of making a contact accurately and easily and a manufacturing method thereof.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の半導体メ
モリ装置は、基板上に形成されたMOSトランジスタ
と、このMOSトランジスタを含む全面を覆うように形
成された第1の層間絶縁膜と、この第1の層間絶縁膜を
貫通して前記MOSトランジスタのソース・ドレイン領
域としての拡散層に達するように形成されたT型縦断面
形状を有する導電層と、この導電層と前記第1の層間絶
縁膜とを含む全面を覆うように形成された第2の層間絶
縁膜と、この第2の層間絶縁膜を貫通して、前記導電層
の上面で形成されるコンタクトパッドに達するように形
成された金属プラグと、この金属プラグ上に、これと電
気的に接続するように形成された金属配線層とを備えて
いる。
According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor memory device including: a MOS transistor formed on a substrate; and a first interlayer insulating film formed to cover the entire surface including the MOS transistor. A conductive layer having a T-shaped vertical cross-sectional shape formed so as to penetrate the first interlayer insulating film to reach a diffusion layer as a source / drain region of the MOS transistor, and the conductive layer and the first interlayer. A second interlayer insulating film formed to cover the entire surface including the insulating film and a second interlayer insulating film penetrating the second interlayer insulating film and reaching a contact pad formed on the upper surface of the conductive layer. And a metal wiring layer formed on the metal plug so as to be electrically connected to the metal plug.

【0006】請求項2記載の半導体メモリ装置の製造方
法は、基板上にMOSトランジスタを形成する工程と、
このMOSトランジスタを含む全面を覆うように第1の
層間絶縁膜を形成する工程と、この第1の層間絶縁膜を
貫通して前記MOSトランジスタのソース・ドレイン領
域としての拡散層に達するようにT型縦断面形状を有す
る導電層を形成する工程と、この導電層と前記第1の層
間絶縁膜とを含む全面を覆うように第2の層間絶縁膜を
形成する工程と、この第2の層間絶縁膜を貫通して、前
記導電層の上面で形成されるビットコンタクトパッドに
達するように金属プラグを形成する工程と、この金属プ
ラグ上に、これと電気的に接続するように金属配線層を
形成する工程とを含んでいる。
A method of manufacturing a semiconductor memory device according to a second aspect of the present invention comprises a step of forming a MOS transistor on a substrate,
A step of forming a first interlayer insulating film so as to cover the entire surface including the MOS transistor, and a step of penetrating the first interlayer insulating film to reach a diffusion layer as a source / drain region of the MOS transistor. A step of forming a conductive layer having a mold vertical cross-section, a step of forming a second interlayer insulating film so as to cover the entire surface including the conductive layer and the first interlayer insulating film, and the second interlayer Forming a metal plug through the insulating film to reach the bit contact pad formed on the upper surface of the conductive layer; and forming a metal wiring layer on the metal plug so as to be electrically connected to the metal plug. And a step of forming.

【0007】また、請求項5記載の半導体メモリ装置の
製造方法は、基板上に第1導電型の1対のアクセス用M
OSトランジスタおよび1対のドライバ用MOSトラン
ジスタを形成する工程と、これらのMOSトランジスタ
を含む全面に第1の平坦化絶縁膜を形成する工程と、こ
の第1の平坦化絶縁膜上の全面にエッチストップ層とし
ての第1の導電層を形成する工程と、この第1の導電層
を貫通して前記第1の平坦化絶縁膜の所定の深さまで達
する溝を、前記アクセス用MOSトランジスタのソース
・ドレインとしての拡散層の上部領域および前記ドライ
バ用MOSトランジスタの上部領域に同時に形成する工
程と、前記拡散層の上部領域に形成された溝の底部に残
った前記第1の平坦化絶縁膜を貫通して前記拡散層に達
するコンタクト孔を形成する工程と、前記の各溝とコン
タクト孔とを覆うように全面に第2の導電層を形成した
後、各溝内部およびコンタクト孔内部を除く第2の導電
層と前記第1の導電層とを除去するエッチバック処理を
行って全面を平坦化することにより、前記拡散層に対す
るT型縦断面形状のコンタクトプラグと前記ドライバ用
MOSトランジスタの上部領域の平坦化された配線パタ
ーンとを同時に形成する工程と、前記コンタクトプラグ
と前記配線パターンとを含む全面に層間絶縁膜を形成す
る工程と、前記配線パターンの上部領域の層間絶縁膜上
に第2導電型の1対の薄膜トランジスタを形成する工程
と、これらの薄膜トランジスタを含む全面に第2の平坦
化絶縁膜を形成する工程と、この第2の平坦化絶縁膜と
前記層間絶縁膜とを貫通して前記コンタクトプラグに達
する金属プラグを形成する工程と、この金属プラグ上
に、これと電気的に接続するように金属配線層を形成す
る工程とを含んでいる。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor memory device, wherein a pair of first conductivity type access Ms are provided on a substrate.
A step of forming an OS transistor and a pair of driver MOS transistors, a step of forming a first planarization insulating film on the entire surface including these MOS transistors, and an etching on the entire surface of the first planarization insulating film. A step of forming a first conductive layer as a stop layer and a groove penetrating the first conductive layer and reaching a predetermined depth of the first planarization insulating film are formed in the source / source of the access MOS transistor. Simultaneously forming in the upper region of the diffusion layer as the drain and in the upper region of the driver MOS transistor, and penetrating the first planarization insulating film remaining at the bottom of the groove formed in the upper region of the diffusion layer. Forming a contact hole reaching the diffusion layer, and forming a second conductive layer on the entire surface so as to cover the groove and the contact hole, and A contact plug having a T-shaped vertical cross-section with respect to the diffusion layer and the driver are formed by performing an etch-back process for removing the second conductive layer except the inside of the contact hole and the first conductive layer to planarize the entire surface. Of simultaneously forming a flattened wiring pattern in the upper region of the MOS transistor for use, a step of forming an interlayer insulating film on the entire surface including the contact plug and the wiring pattern, and an interlayer in the upper region of the wiring pattern. Forming a pair of second conductive type thin film transistors on the insulating film; forming a second planarizing insulating film over the entire surface including these thin film transistors; and the second planarizing insulating film and the interlayer. Forming a metal plug penetrating the insulating film and reaching the contact plug, and forming a metal plug on the metal plug so as to be electrically connected to the metal plug. And a step of forming a wiring layer.

【0008】[0008]

【作用】請求項1記載の半導体メモリ装置、または請求
項2記載の半導体メモリ装置の製造方法では、MOSト
ランジスタを覆う第1の層間絶縁膜を貫通してその拡散
層に達するT型縦断面形状の導電層が設けられ、この導
電層の上面(コンタクトパッド)と金属配線層との間が
金属プラグで接続される。
In the semiconductor memory device according to claim 1 or the method for manufacturing a semiconductor memory device according to claim 2, a T-shaped vertical cross-sectional shape which penetrates the first interlayer insulating film covering the MOS transistor and reaches the diffusion layer thereof. Is provided, and the upper surface (contact pad) of the conductive layer and the metal wiring layer are connected by a metal plug.

【0009】請求項5記載の半導体メモリ装置の製造方
法では、MOSトランジスタを覆う第1の平坦化絶縁膜
上にエッチストップ層(第1の導電層)が形成された
後、アクセス用MOSトランジスタの拡散層の上部領域
およびドライバ用MOSトランジスタの上部領域のエッ
チストップ層と第1の平坦化絶縁膜に溝が同時に形成さ
れる。これらの溝以外の領域はエッチストップ層でマス
クされ、拡散層へのコンタクト孔を形成する際に溝領域
以外の部分を保護する。そして、これらの溝とコンタク
ト孔は第2の導電層で埋められたのち全面が平坦化さ
れ、これにより、拡散層に対するT型縦断面形状のコン
タクトプラグとドライバ用MOSトランジスタの上部領
域の平坦な配線パターンとが同時に形成される。そし
て、これらを覆う層間絶縁膜上に薄膜トランジスタが形
成され、さらに第2の平坦化絶縁膜および金属配線層が
それぞれ形成される。金属配線層とコンタクトプラグと
の間は、第2の平坦化絶縁膜と層間絶縁膜とを貫通する
金属プラグによって電気的に接続される。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor memory device, wherein an etch stop layer (first conductive layer) is formed on a first planarization insulating film that covers a MOS transistor and then the access MOS transistor is formed. Grooves are simultaneously formed in the etch stop layer and the first planarization insulating film in the upper region of the diffusion layer and the driver MOS transistor. Regions other than these trenches are masked with an etch stop layer to protect portions other than the trench regions when forming contact holes to the diffusion layer. Then, these trenches and contact holes are filled with the second conductive layer, and then the entire surface is flattened. As a result, the contact plug having a T-shaped vertical cross-section with respect to the diffusion layer and the flattening of the upper region of the driver MOS transistor are flattened. The wiring pattern is formed at the same time. Then, a thin film transistor is formed on the interlayer insulating film covering them, and further a second flattening insulating film and a metal wiring layer are respectively formed. The metal wiring layer and the contact plug are electrically connected by a metal plug penetrating the second planarization insulating film and the interlayer insulating film.

【0010】本発明の装置構成および製造方法は例えば
SRAM装置に適用される。
The device structure and manufacturing method of the present invention are applied to, for example, an SRAM device.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。ここでは、半導体メモリ装置として
SRAM装置を例に説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. Here, an SRAM device will be described as an example of the semiconductor memory device.

【0012】図1は本発明の一実施例に係るSRAM装
置の断面構成を表し、図2はこのSRAM装置の回路構
成を表すものである。なお、図2において符合WLはワ
ードライン、符合BLおよび/BLはそれぞれビットラ
イン、ビットバーライン、符合Vddは電源ライン、符号
Vssは接地ラインを示す。
FIG. 1 shows a sectional structure of an SRAM device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a circuit structure of the SRAM device. In FIG. 2, symbol WL indicates a word line, symbols BL and / BL indicate a bit line, a bit bar line, symbol Vdd indicates a power line, and symbol Vss indicates a ground line.

【0013】このSRAM装置は、メモリセル形成領域
11と図示しない周辺回路部とを含んでいる。メモリセ
ル形成領域11には、アクセス用MOSトランジスタで
あるNMOSトランジスタ13(13′)と、ゲート・
拡散領域自己整合型のドライバ・トランジスタであるN
MOSトランジスタ14(14′)と、負荷トランジス
タとしてのP型のTFT15(15′)とが形成され、
図示しない周辺回路部には、電源ライン(Vdd)として
の多結晶シリコン層とP+ 型不純物領域との電源ライン
コンタクトと、P+ 型不純物領域に対するプラグ領域と
してのコンタクト電極と、積層アルミニウム配線層が形
成されている。これらの各部分はシリコン基体21を基
板として形成されている。
This SRAM device includes a memory cell formation region 11 and a peripheral circuit portion (not shown). In the memory cell formation region 11, an NMOS transistor 13 (13 ') which is an access MOS transistor and a gate
N is a diffusion region self-aligned driver transistor
A MOS transistor 14 (14 ') and a P-type TFT 15 (15') as a load transistor are formed,
The peripheral circuit section (not shown), a polycrystalline silicon layer and the power source line contact between the P + -type impurity region, and the contact electrode as plug region for P + -type impurity regions, laminated aluminum wiring layer as a power supply line (Vdd) Are formed. Each of these portions is formed using the silicon base 21 as a substrate.

【0014】メモリセル形成領域11のシリコン基体2
1上にはP型ウェル領域23が形成され、このP型ウェ
ル領域23および周辺回路部のシリコン基体21上に
は、部分的に素子分離領域(LOCOS(Local Oxidati
on of Silicon)領域)としてのシリコン酸化膜22が形
成されている。このシリコン酸化膜22によって区画さ
れたメモリセル形成領域11のP型ウェル領域23上に
は、いわゆるLDD(Lightly Doped Drain) 構造のNM
OSトランジスタ13が形成されている。すなわち、P
型ウェル領域23上に形成されたシリコン酸化膜24
(ゲート絶縁膜)を介してNMOSトランジスタのゲー
ト電極としてのポリサイド層27が形成され、このパタ
ーニングされたゲート電極に隣接するP型ウェル領域2
3の表面近傍には、低濃度の不純物拡散領域であるN-
型不純物領域29が形成されている。ゲート電極として
のポリサイド層27の側面にはシリコン酸化膜側壁35
が形成され、これと自己整合的にP型ウェル領域23表
面近傍に高濃度不純物拡散領域であるN+ 型不純物領域
36が形成されている。
Silicon substrate 2 in memory cell forming region 11
1, a P-type well region 23 is formed, and on the P-type well region 23 and the silicon substrate 21 of the peripheral circuit portion, a device isolation region (LOCOS (Local Oxidati
A silicon oxide film 22 is formed as an on of Silicon region). An NM having a so-called LDD (Lightly Doped Drain) structure is formed on the P-type well region 23 of the memory cell formation region 11 partitioned by the silicon oxide film 22.
The OS transistor 13 is formed. That is, P
Silicon oxide film 24 formed on the mold well region 23
A polycide layer 27 as a gate electrode of the NMOS transistor is formed via the (gate insulating film), and the P-type well region 2 adjacent to the patterned gate electrode 2 is formed.
3 is a low concentration impurity diffusion region near the surface of N − 3.
A type impurity region 29 is formed. A silicon oxide film side wall 35 is formed on the side surface of the polycide layer 27 as the gate electrode.
Is formed, and an N + -type impurity region 36 which is a high-concentration impurity diffusion region is formed near the surface of the P-type well region 23 in a self-aligned manner.

【0015】ポリサイド層27の上部には、層間絶縁膜
としてのシリコン酸化膜38が形成されている。NMO
Sトランジスタ14の上部領域のシリコン酸化膜38上
には、紙面と垂直方向に延びる接地(Vss)ラインとし
ての平坦な多結晶シリコン層41a(第2の導電層)が
シリコン酸化膜45を貫通して設けられている。また、
NMOSトランジスタ13のソース・ドレイン領域(N
+ 型不純物領域36)には、シリコン酸化膜45を貫通
してN+ 型不純物領域36に達するT型縦断面形状の多
結晶シリコン層41b(第2の導電層)が上記のVssラ
インと同時に形成され、ビット線引出用コンタクトプラ
グを構成している。そして、これらを覆って層間絶縁膜
としてのシリコン酸化膜(SiO2 )48が形成されて
いる。このシリコン酸化膜48およびシリコン酸化膜4
5を貫通して、NMOSトランジスタ13の拡散層(N
+ 型不純物領域36およびN- 型不純物領域29)とN
MOSトランジスタ14のゲート電極層(ポリサイド層
27)に対して同時にコンタクトをとるためのシェアー
ド・コンタクト用開口部46が形成されている。
A silicon oxide film 38 as an interlayer insulating film is formed on the polycide layer 27. NMO
On the silicon oxide film 38 in the upper region of the S transistor 14, a flat polycrystalline silicon layer 41a (second conductive layer) as a ground (Vss) line extending in the direction perpendicular to the paper surface penetrates the silicon oxide film 45. Is provided. Also,
Source / drain region (N
In the + type impurity region 36), a polycrystalline silicon layer 41b (second conductive layer) having a T-type vertical cross-sectional shape that penetrates the silicon oxide film 45 and reaches the N + type impurity region 36 is formed at the same time as the Vss line. Is formed, and constitutes a contact plug for leading out the bit line. Then, a silicon oxide film (SiO 2 ) 48 as an interlayer insulating film is formed so as to cover these. The silicon oxide film 48 and the silicon oxide film 4
5 through the diffusion layer (N
+ Type impurity region 36 and N type impurity region 29) and N
A shared contact opening 46 for simultaneously making contact with the gate electrode layer (polycide layer 27) of the MOS transistor 14 is formed.

【0016】Vssラインとしての多結晶シリコン層41
aが形成された領域のシリコン酸化膜48上には、TF
T15のゲート電極となる多結晶シリコン層47が形成
されている。この多結晶シリコン層47はシェアード・
コンタクト用開口部46まで延びて、NMOSトランジ
スタ14のゲート電極としてのポリサイド層27および
NMOSトランジスタ13のソース・ドレイン領域とし
ての拡散領域(N- 型不純物領域29、N+ 型不純物領
域36)に対して同時に接続されている。
Polycrystalline silicon layer 41 as Vss line
TF is formed on the silicon oxide film 48 in the region where a is formed.
A polycrystalline silicon layer 47 to be the gate electrode of T15 is formed. This polycrystalline silicon layer 47 is shared
With respect to the polycide layer 27 serving as the gate electrode of the NMOS transistor 14 and the diffusion regions (N type impurity region 29 and N + type impurity region 36) serving as the source / drain regions of the NMOS transistor 13 extending to the contact opening 46. Connected at the same time.

【0017】多結晶シリコン層47上には一部に開口部
53を有するシリコン酸化膜52が形成され、さらにそ
の上にはTFT15のチャネル領域、ソース・ドレイン
領域および電源(Vdd)ラインとしての多結晶シリコン
層56が形成され、開口部53において多結晶シリコン
層47と接続している。
A silicon oxide film 52 having an opening 53 in a part thereof is formed on the polycrystalline silicon layer 47, and a polysilicon film as a channel region, a source / drain region and a power supply (Vdd) line of the TFT 15 is further formed thereon. A crystalline silicon layer 56 is formed and connected to the polycrystalline silicon layer 47 at the opening 53.

【0018】そして、以上の素子構造を覆うようにし
て、第2の平坦化絶縁膜としてのシリコン酸化膜57が
形成されている。
Then, a silicon oxide film 57 as a second flattening insulating film is formed so as to cover the above element structure.

【0019】シリコン酸化膜57,52,48には、こ
れらを貫通してコンタクトプラグ(多結晶シリコン層4
1b)の上面(コンタクトパッド)に達するコンタクト
孔58が形成され、チタン/チタンナイトライド層61
等とタングステン層62とからなる金属プラグ60によ
って埋められている。そして、タングステン層62は、
チタン/チタンナイトライド層63、アルミニウム層6
4およびチタンナイトライド層65からなる所定パター
ンの第1層目の積層アルミニウム配線17に接続されて
いる。
Contact plugs (polycrystalline silicon layer 4) are formed in the silicon oxide films 57, 52 and 48 so as to penetrate them.
1b), a contact hole 58 reaching the upper surface (contact pad) of the titanium / titanium nitride layer 61 is formed.
And a tungsten layer 62 are filled with the metal plug 60. Then, the tungsten layer 62 is
Titanium / titanium nitride layer 63, aluminum layer 6
4 and the titanium nitride layer 65 are connected to the first layer laminated aluminum wiring 17 of a predetermined pattern.

【0020】本実施例のSRAM装置では、NMOSト
ランジスタ13を覆うシリコン酸化膜45(第1の層間
絶縁膜)を貫通してそのソース・ドレイン領域(N+
不純物領域36)に達するT型縦断面形状の多結晶シリ
コン層41b(第2の導電層,ビット線引出用コンタク
トプラグ)が設けられると共に、多結晶シリコン層41
bの上面(コンタクトパッド)と金属配線層17との間
が金属プラグ60で接続されている。従って、コンタク
トパッド面が広く、これと金属配線層17との間を金属
プラグ60で接続する際に十分な合わせマージンを確保
できる。また、拡散層に直接コンタクトをとる場合に比
べて、コンタクトプラグのアスペクト比が高くならずに
済むため、製造が容易となる。
In the SRAM device of the present embodiment, a T-type vertical section that penetrates the silicon oxide film 45 (first interlayer insulating film) covering the NMOS transistor 13 to reach its source / drain region (N + -type impurity region 36). A planar-shaped polycrystalline silicon layer 41b (second conductive layer, bit line lead-out contact plug) is provided, and the polycrystalline silicon layer 41 is provided.
A metal plug 60 connects between the upper surface (contact pad) of b and the metal wiring layer 17. Therefore, the contact pad surface is wide, and a sufficient alignment margin can be secured when the contact pad surface is connected to the metal wiring layer 17 by the metal plug 60. In addition, the aspect ratio of the contact plug does not need to be higher than in the case where the diffusion layer is directly contacted, which facilitates manufacturing.

【0021】次に、以上のような構成のSRAM装置の
製造方法を説明する。
Next, a method of manufacturing the SRAM device having the above structure will be described.

【0022】まず、図3に示したように、N型のシリコ
ン基体21の表面に膜厚が400nm程度のシリコン酸
化膜22をLOCOS法によって選択的に形成する。こ
れにより、シリコン酸化膜22が形成された素子分離領
域とシリコン酸化膜22に囲まれた素子活性領域との区
画がなされる。
First, as shown in FIG. 3, a silicon oxide film 22 having a thickness of about 400 nm is selectively formed on the surface of an N-type silicon substrate 21 by the LOCOS method. As a result, an element isolation region in which the silicon oxide film 22 is formed and an element active region surrounded by the silicon oxide film 22 are divided.

【0023】次に、図4に示したように、シリコン基体
21中にボロン(B)を選択的にイオン注入してP型ウ
ェル領域23を形成した後、ゲート絶縁膜としてのシリ
コン酸化膜24を素子活性領域の表面に形成する。そし
て、CVD(Chemical Vapour Deposition) 法やスパッ
タリング法等によって、膜厚が共に70〜150nm程
度である多結晶シリコン層25とタングステンシリコン
層26等のシリサイド層とを順次に堆積させてポリサイ
ド層27を形成し、さらにこのポリサイド層27をパタ
ーニングしてNMOSトランジスタ13,14のゲート
電極を形成する。図示しない周辺回路部のポリサイド層
27は除去する。そして、メモリセル形成領域11で
は、ゲート電極と自己整合的にN- 型不純物領域29を
形成する。すなわち、メモリセル形成領域11のソース
・ドレイン形成領域28以外の部分をレジスト(図示せ
ず)で覆い、このレジストをマスクにして砒素(AS
をイオン注入し、低濃度のN- 型不純物領域29を形成
する。同様にして、図示しない周辺回路部の電源ライン
コンタクト部領域には、ボロンをイオン注入して低濃度
のP- 型不純物領域を形成する。
Next, as shown in FIG. 4, after boron (B) is selectively ion-implanted into the silicon substrate 21 to form the P-type well region 23, a silicon oxide film 24 as a gate insulating film is formed. Are formed on the surface of the element active region. Then, the polycide layer 27 is formed by sequentially depositing a polycrystalline silicon layer 25 having a thickness of about 70 to 150 nm and a silicide layer such as a tungsten silicon layer 26 by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method or a sputtering method. Then, the polycide layer 27 is patterned to form the gate electrodes of the NMOS transistors 13 and 14. The polycide layer 27 in the peripheral circuit portion (not shown) is removed. Then, in the memory cell formation region 11, the N type impurity region 29 is formed in self-alignment with the gate electrode. That is, a portion of the memory cell formation region 11 other than the source / drain formation region 28 is covered with a resist (not shown), and arsenic (A S ) is used as a mask.
Is ion-implanted to form a low concentration N -type impurity region 29. Similarly, boron is ion-implanted into a power line contact portion region of a peripheral circuit portion (not shown) to form a low concentration P -type impurity region.

【0024】次に、図5に示したように、全面にCVD
法でシリコン酸化膜を堆積させた後、これを異方性エッ
チングしてゲート電極としてのポリサイド層27の側面
にシリコン酸化膜側壁35を形成し、さらにこのシリコ
ン酸化膜側壁35と自己整合的に高濃度のN+ 型不純物
領域36を形成する。すなわち、メモリセル形成領域1
1のソース・ドレイン形成領域28以外の部分を再びレ
ジスト(図示せず)で覆い、このレジストおよびシリコ
ン酸化膜側壁35をマスクにして高濃度の砒素をイオン
注入し、N+ 型不純物領域36を形成する。こうして、
LDD構造のNMOSトランジスタ13,14が形成さ
れる。同様にして、図示しない周辺回路部の電源ライン
コンタクト領域には、高濃度のボロンをイオン注入して
+ 型不純物領域を形成する。なお、図中、NMOSト
ランジスタ14は、紙面と垂直方向にソース・ドレイン
領域が形成されている。
Next, as shown in FIG. 5, CVD is performed on the entire surface.
After a silicon oxide film is deposited by the method, it is anisotropically etched to form a silicon oxide film side wall 35 on the side surface of the polycide layer 27 as a gate electrode, and further in self-alignment with the silicon oxide film side wall 35. A high concentration N + type impurity region 36 is formed. That is, the memory cell formation region 1
A portion other than the source / drain formation region 28 of No. 1 is again covered with a resist (not shown), and high-concentration arsenic is ion-implanted by using this resist and the side wall 35 of the silicon oxide film as a mask to form the N + -type impurity region 36 Form. Thus
The LDD-structured NMOS transistors 13 and 14 are formed. Similarly, high-concentration boron is ion-implanted into the power supply line contact region of the peripheral circuit portion (not shown) to form a P + -type impurity region. In the figure, the NMOS transistor 14 has source / drain regions formed in a direction perpendicular to the plane of the drawing.

【0025】次に、図6に示したように、シリコン酸化
膜38等の層間絶縁膜を全面に形成した後、第1の平坦
化絶縁膜としてのシリコン酸化膜45を形成する。具体
的には、O3 とTEOSとを反応させてCVDによりB
PSG(ボロン・リン・シリケート・ガラス)膜を20
0〜500nm形成し、これを850〜900°Cの温
度でアニールして、リフローにより平坦化させる。これ
により、その表面は十分平坦化される。次に、この平坦
化されたシリコン酸化膜45上の全面にエッチストップ
層としての多結晶シリコン層49(第1の導電層)を形
成する。
Next, as shown in FIG. 6, after forming an interlayer insulating film such as a silicon oxide film 38 on the entire surface, a silicon oxide film 45 as a first flattening insulating film is formed. Specifically, by reacting O 3 and TEOS, B is deposited by CVD.
20 PSG (Boron Phosphorus Silicate Glass) film
It is formed to a thickness of 0 to 500 nm, annealed at a temperature of 850 to 900 ° C., and flattened by reflow. As a result, the surface is sufficiently flattened. Next, a polycrystalline silicon layer 49 (first conductive layer) as an etch stop layer is formed on the entire surface of the flattened silicon oxide film 45.

【0026】次に、図7に示したように、多結晶シリコ
ン層49上に所定パターンのレジスト81を塗布してエ
ッチングすることにより、シリコン酸化膜45および多
結晶シリコン層49に、ほぼシリコン酸化膜38の上面
に達する溝82,83を形成する。このうち溝82はN
MOSトランジスタ14の形成領域に接地ライン用とし
て形成され、溝83はNMOSトランジスタ13のソー
ス・ドレイン領域にコンタクトプラグ用として形成され
る。このとき、これらの溝の底面はエッチングにより良
好に平坦化される。
Next, as shown in FIG. 7, by applying a resist 81 having a predetermined pattern on the polycrystalline silicon layer 49 and etching it, the silicon oxide film 45 and the polycrystalline silicon layer 49 are almost oxidized. Grooves 82 and 83 reaching the upper surface of the film 38 are formed. Of these, the groove 82 is N
The trench 83 is formed in the formation region of the MOS transistor 14 for the ground line, and the trench 83 is formed in the source / drain region of the NMOS transistor 13 for the contact plug. At this time, the bottom surfaces of these grooves are favorably flattened by etching.

【0027】次に、レジスト58を除去したのち、図8
に示したように、所定のパターンのレジスト84を塗布
してエッチングすることにより、溝83の中に、シリコ
ン酸化膜45,38を貫通してN+ 型不純物領域36に
達するコンタクト孔85を形成する。このとき、レジス
ト84のコンタクト孔パターンが、目合わせずれによっ
て溝83以外の領域にかかったとしても、エッチストッ
プ層としての多結晶シリコン層49が溝以外の領域をす
べてマスクしているため、溝83以外の領域はエッチン
グされない。このため、溝83によってコンタクトプラ
グの位置が規制されることとなり、自己整合(セルフア
ライン)化される。
Next, after removing the resist 58, FIG.
As shown in FIG. 6, a contact hole 85 that penetrates the silicon oxide films 45 and 38 and reaches the N + type impurity region 36 is formed in the groove 83 by applying and etching a resist 84 having a predetermined pattern. To do. At this time, even if the contact hole pattern of the resist 84 covers the area other than the groove 83 due to misalignment, the polycrystalline silicon layer 49 as the etch stop layer masks all the area other than the groove. Areas other than 83 are not etched. For this reason, the position of the contact plug is regulated by the groove 83, and self-alignment is performed.

【0028】次に、レジスト84を除去したのち、図9
に示したように、CVD等により多結晶シリコン層41
(第2の導電層)を200〜600nm程度全面に形成
する。そして、エッチストッパとしての多結晶シリコン
層49が完全に除去されるところまで全面エッチバック
を行う。このとき、溝82,83以外の部分の多結晶シ
リコン層41と、多結晶シリコン層49とは均一に除去
されるため、エッチバック後の素子表面は平坦性は良好
になる。そして、溝82,83およびコンタクト孔85
を埋めている多結晶シリコン層41にリンをイオン注入
する。これにより、溝82の部分に接地ライン(配線パ
ターン)としての多結晶シリコン層41aが形成される
と同時に、溝83の部分にT型縦断面形状のコンタクト
プラグとしての多結晶シリコン層41bが形成される。
Next, after removing the resist 84, FIG.
As shown in FIG.
A (second conductive layer) is formed on the entire surface of about 200 to 600 nm. Then, the entire surface is etched back until the polycrystalline silicon layer 49 as the etch stopper is completely removed. At this time, the polycrystalline silicon layer 41 and the polycrystalline silicon layer 49 in the portions other than the trenches 82 and 83 are uniformly removed, so that the flatness of the device surface after the etching back becomes good. Then, the grooves 82 and 83 and the contact hole 85
Phosphorus is ion-implanted into the polycrystalline silicon layer 41 which fills the gates. As a result, a polycrystalline silicon layer 41a serving as a ground line (wiring pattern) is formed in the groove 82, and at the same time, a polycrystalline silicon layer 41b serving as a contact plug having a T-shaped vertical cross-section is formed in the groove 83. To be done.

【0029】次に、図10に示したように、層間絶縁膜
としてのシリコン酸化膜45を全面に形成する。形成後
のシリコン酸化膜45の平坦性は良好である。
Next, as shown in FIG. 10, a silicon oxide film 45 as an interlayer insulating film is formed on the entire surface. The flatness of the formed silicon oxide film 45 is good.

【0030】次に、図11に示したように、NMOSト
ランジスタ13のゲート電極としてのポリサイド層27
およびソース・ドレイン領域としての拡散層(N- 型不
純物領域29およびN+ 型不純物領域36)の双方に対
して同時にコンタクトをとるためのシェアード・コンタ
クト用開口部46を形成する。
Next, as shown in FIG. 11, a polycide layer 27 as a gate electrode of the NMOS transistor 13 is formed.
Further, a shared contact opening 46 for simultaneously making contact with both the diffusion layer (N type impurity region 29 and N + type impurity region 36) as the source / drain region is formed.

【0031】次に、図12に示したように、TFT15
のゲート電極となる多結晶シリコン層47を30〜70
nm程度の膜厚で形成し、さらにその全面にN型不純物
である砒素をイオン注入したのち、これをパターニング
する。この時点で、シェアード・コンタクト用開口部4
6において、NMOSトランジスタ14のゲート電極と
してのポリサイド層27とTFTのゲート電極としての
多結晶シリコン層47との電気的接続が完了する。
Next, as shown in FIG.
The polycrystalline silicon layer 47 to be the gate electrode of
A film having a thickness of about nm is formed, and arsenic, which is an N-type impurity, is ion-implanted on the entire surface and then patterned. At this point, the shared contact opening 4
6, the electrical connection between the polycide layer 27 as the gate electrode of the NMOS transistor 14 and the polycrystalline silicon layer 47 as the gate electrode of the TFT is completed.

【0032】次に、図13に示したように、TFT15
のゲート絶縁膜となるシリコン酸化膜52をCVD等に
より20〜50nm程度の膜厚で全面に形成したのち、
TFT15のゲート電極(多結晶シリコン層47)とコ
ンタクトをとるための開口部53を形成し、さらにCV
D等により、TFT15のチャネル領域およびソース・
ドレイン領域となる多結晶シリコン層56を10〜20
nm程度の膜厚で形成し、これをパターニングした後、
TFT15のソース・ドレイン領域の多結晶シリコン層
56および図示しない周辺回路部の電源ラインコンタク
ト部の多結晶シリコン層56にP型不純物であるボロン
をイオン注入し、P型の高濃度不純物領域を形成する。
これにより、TFT15のチャネル領域および電源(V
dd)ラインの形成が完了する。なお、ゲートに対してド
レイン領域を離間させて形成したオフセット領域を設け
ると共に、低濃度のP型領域をドレイン側に形成するこ
とにより、ドレイン電界を緩和させることができ、オン
電流を低下させずにオフ電流を低減することができる。
多結晶シリコン層56は、開口部53においてTFT1
5のゲート電極を構成する多結晶シリコン層47と接続
される。この多結晶シリコン層56は、メモリセル形成
領域11において電源ラインとして用いられると共に、
図示しない周辺回路部の電源ラインコンタクト領域まで
引き出され、電源ラインコンタクト用開口部の底部にお
いて、シリコン基体21に形成されたP+ 型不純物領域
に直接接続される。
Next, as shown in FIG.
After forming a silicon oxide film 52 to be a gate insulating film with a film thickness of about 20 to 50 nm by CVD or the like,
An opening 53 for making contact with the gate electrode (polycrystalline silicon layer 47) of the TFT 15 is formed, and the CV is further formed.
The channel region and source of the TFT 15
The polycrystalline silicon layer 56 to be the drain region is formed with a thickness of 10-20.
After forming with a film thickness of about nm, and patterning this,
Boron, which is a P-type impurity, is ion-implanted into the polycrystalline silicon layer 56 of the source / drain region of the TFT 15 and the polycrystalline silicon layer 56 of the power supply line contact portion of the peripheral circuit portion (not shown) to form a P-type high concentration impurity region. To do.
As a result, the channel region of the TFT 15 and the power source (V
dd) Line formation is complete. By providing an offset region formed by separating the drain region from the gate and forming a low-concentration P-type region on the drain side, the drain electric field can be relaxed and the on-current does not decrease. Further, the off current can be reduced.
The polycrystalline silicon layer 56 is provided on the TFT 1 in the opening 53.
5 is connected to the polycrystalline silicon layer 47 forming the gate electrode. This polycrystalline silicon layer 56 is used as a power supply line in the memory cell formation region 11, and
It is led out to the power supply line contact region of the peripheral circuit portion (not shown), and is directly connected to the P + -type impurity region formed in the silicon substrate 21 at the bottom of the power supply line contact opening.

【0033】次に、図13に示したように、第2の平坦
化絶縁膜としてのシリコン酸化膜57を形成する。具体
的には、TEOSとO3 ガスとを反応させてBPSGリ
フロー膜を200〜500nm程度形成した後、850
〜900°Cの温度でアニールし、リフローにより平坦
化させる。
Next, as shown in FIG. 13, a silicon oxide film 57 as a second flattening insulating film is formed. Specifically, TEOS is reacted with O 3 gas to form a BPSG reflow film having a thickness of about 200 to 500 nm, and then 850
Anneal at a temperature of ~ 900 ° C and planarize by reflow.

【0034】次に、ビット線引出用コンタクトプラグ
(多結晶シリコン層41b)とコンタクトをとるための
コンタクト孔58を形成する。そして、このコンタクト
孔58をバリアメタル層及び密着層としてのチタン/チ
タンナイトライド(Ti/TiN)層61等とタングス
テン層62とからなる金属プラグ60で埋め込んだ後、
バリアメタル層等としてのチタン/チタンナイトライド
層63とCuを含有するアルミニウム層64とを形成
し、さらに反射防止層等としてのチタンナイトライド層
65を形成した後、これらをパターニングして第1層目
の積層アルミニウム配線17(金属配線層)を形成す
る。ここで、ビット線引出用コンタクトプラグ(多結晶
シリコン層41b)がT型縦断面形状であるため、コン
タクトパッド面が広く、積層アルミニウム配線17(金
属配線層)との間を金属プラグ60で接続する際に十分
な合わせマージンを確保できる。
Next, a contact hole 58 for making contact with the bit line lead-out contact plug (polycrystalline silicon layer 41b) is formed. Then, after filling the contact hole 58 with a metal plug 60 made of a titanium / titanium nitride (Ti / TiN) layer 61 and the like as a barrier metal layer and an adhesion layer and a tungsten layer 62,
After forming a titanium / titanium nitride layer 63 as a barrier metal layer etc. and an aluminum layer 64 containing Cu, and further forming a titanium nitride layer 65 as an antireflection layer etc., these are patterned to form a first layer. The laminated aluminum wiring 17 (metal wiring layer) of the layer is formed. Here, since the contact plug for pulling out the bit line (polycrystalline silicon layer 41b) has a T-shaped vertical cross-sectional shape, the contact pad surface is wide, and the metal plug 60 connects the laminated aluminum wiring 17 (metal wiring layer). A sufficient alignment margin can be secured when doing.

【0035】こうして、図1に示したSRAM装置が出
来上がる。さらにこの後、図示しないが、層間絶縁膜と
第2層目の積層アルミニウム配線とを形成し、さらにプ
ラズマCVD法によってオーバコート膜としてのシリコ
ンナイトライド(Si3 4)層を形成することによっ
て全製造工程を終了する。
Thus, the SRAM device shown in FIG. 1 is completed. After that, although not shown, an interlayer insulating film and a second-layer laminated aluminum wiring are formed, and a silicon nitride (Si 3 N 4 ) layer as an overcoat film is further formed by a plasma CVD method. Complete all manufacturing processes.

【0036】以上実施例を挙げて本発明を説明したが、
本発明は上記実施例に限定するものではなく、種々変形
可能である。例えば、上記実施例においては本発明をS
RAM装置に適用した例について説明したが、その他の
メモリ装置に適用することもできる。
The present invention has been described with reference to the examples.
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be variously modified. For example, in the above embodiment, the present invention is
Although the example applied to the RAM device has been described, the present invention can also be applied to other memory devices.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の半
導体メモリ装置、または請求項2記載の半導体メモリ装
置の製造方法では、MOSトランジスタを覆う第1の層
間絶縁膜を貫通してその拡散層に達するT型縦断面形状
の導電層を設けると共に、導電層の上面(コンタクトパ
ッド)と金属配線層との間を金属プラグで接続するよう
にしたのでコンタクトパッド面が広く、これと金属配線
層との間を金属プラグで接続する際に十分な合わせマー
ジンを確保できると共に、拡散層に直接コンタクトをと
る場合に比べて、コンタクトプラグのアスペクト比が高
くならずに済むため、製造が容易となる。
As described above, in the method of manufacturing the semiconductor memory device according to claim 1 or the semiconductor memory device according to claim 2, the first interlayer insulating film covering the MOS transistor is penetrated and diffused. A conductive layer having a T-shaped vertical cross section reaching the layer is provided, and the upper surface (contact pad) of the conductive layer and the metal wiring layer are connected by a metal plug, so that the contact pad surface is wide. A sufficient alignment margin can be secured when connecting to the layer with a metal plug, and the aspect ratio of the contact plug does not need to be high compared to the case of making a direct contact with the diffusion layer, which facilitates manufacturing. Become.

【0038】また、請求項5記載の半導体メモリ装置の
製造方法では、MOSトランジスタを覆う第1の平坦化
絶縁膜上にエッチストップ層(第1の導電層)を形成し
た後、アクセス用MOSトランジスタの拡散層の上部領
域およびドライバ用MOSトランジスタの上部領域のエ
ッチストップ層と第1の平坦化絶縁膜に溝を形成するよ
うにしたので、これらの溝以外の領域はエッチストップ
層でマスクされる。このため、拡散層の上部領域の溝の
内部に拡散層へのコンタクト孔を形成する際に、溝領域
以外の部分がエッチングから保護される。すなわち、溝
によってコンタクトプラグの位置が規制されることとな
り、セルフアライン化が可能となるため、目合わせマー
ジンを低減することができる。また、溝とコンタクト孔
を第2の導電層で埋めたのち全面をエッチバックして平
坦化するようにしたので、ドライバ用MOSトランジス
タの上部領域に平坦性の良好な配線パターンが形成され
る。このため、その上に形成される層間絶縁膜について
も、その上に薄膜トランジスタを形成するのに十分な程
度の平坦性が確保される。また、拡散層に達するように
形成されたコンタクトプラグはT型縦断面形状を有し、
上面が広くなっているため、このコンタクトプラグと金
属配線層との間を金属プラグで接続する際に十分な合わ
せマージンが確保される。また、拡散層に直接コンタク
トをとる場合に比べて、コンタクトプラグのアスペクト
比が高くならずに済む。
In the method of manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention, an access stop MOS transistor is formed after forming an etch stop layer (first conductive layer) on the first planarization insulating film covering the MOS transistor. Since a groove is formed in the etch stop layer in the upper region of the diffusion layer and in the upper region of the driver MOS transistor and the first planarization insulating film, regions other than these trenches are masked by the etch stop layer. . Therefore, when the contact hole to the diffusion layer is formed inside the groove in the upper region of the diffusion layer, the portion other than the groove region is protected from etching. That is, since the position of the contact plug is regulated by the groove and self-alignment is possible, the alignment margin can be reduced. Further, since the groove and the contact hole are filled with the second conductive layer and the entire surface is etched back to be flattened, the wiring pattern having good flatness is formed in the upper region of the driver MOS transistor. Therefore, even the interlayer insulating film formed thereon can have sufficient flatness for forming a thin film transistor thereon. Further, the contact plug formed so as to reach the diffusion layer has a T-shaped vertical sectional shape,
Since the upper surface is wide, a sufficient alignment margin is secured when connecting the contact plug and the metal wiring layer with the metal plug. Further, the aspect ratio of the contact plug does not have to be higher than in the case where the diffusion layer is directly contacted.

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

【図1】本発明の一実施例に係るSRAM装置を表す側
断面図である。
FIG. 1 is a side sectional view showing an SRAM device according to an embodiment of the present invention.

【図2】このSRAM装置の回路構成を表す回路図であ
る。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a circuit configuration of this SRAM device.

【図3】図1のSRAM装置の製造方法の最初の工程を
説明するための側断面図である。
FIG. 3 is a side sectional view for explaining the first step of the method for manufacturing the SRAM device of FIG.

【図4】図3に続く工程を説明するための側断面図であ
る。
FIG. 4 is a side sectional view for explaining a step following FIG.

【図5】図4に続く工程を説明するための側断面図であ
る。
FIG. 5 is a side sectional view for explaining a step following FIG.

【図6】図5に続く工程を説明するための側断面図であ
る。
FIG. 6 is a side sectional view for explaining a step following FIG.

【図7】図6に続く工程を説明するための側断面図であ
る。
7 is a side sectional view for explaining a step following FIG.

【図8】図7に続く工程を説明するための側断面図であ
る。
FIG. 8 is a side sectional view for explaining a step following FIG.

【図9】図8に続く工程を説明するための側断面図であ
る。
FIG. 9 is a side sectional view for explaining a step following FIG.

【図10】図9に続く工程を説明するための側断面図で
ある。
FIG. 10 is a side sectional view for explaining a step following FIG.

【図11】図10に続く工程を説明するための側断面図
である。
11 is a side sectional view for explaining a step following FIG.

【図12】図11に続く工程を説明するための側断面図
である。
FIG. 12 is a side sectional view for explaining a step following FIG.

【図13】図12に続く工程を説明するための側断面図
である。
FIG. 13 is a side sectional view for explaining a step following FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 メモリセル形成領域 13 NMOSトランジスタ(アクセス用MOSトラン
ジスタ) 14 NMOSトランジスタ(ドライバ用MOSトラン
ジスタ) 15 TFT(負荷用薄膜トランジスタ) 17 積層アルミニウム配線(金属配線層) 21 シリコン基体 22 シリコン酸化膜(素子分離膜) 23 P型ウェル領域 24 シリコン酸化膜(ゲート絶縁膜) 27 ポリサイド層(NMOSトランジスタ13,14
のゲート電極層) 29 N- 型不純物領域(ソース・ドレイン領域) 36 N+ 型不純物領域(ソース・ドレイン領域) 38 シリコン酸化膜 41 多結晶シリコン層(第2の導電層:ビット線引出
用コンタクトプラグ,Vssライン) 45 シリコン酸化膜(第1の平坦化絶縁膜) 46 シェアード・コンタクト用開口部 47 多結晶シリコン層(TFT15のゲート電極層) 48 シリコン酸化膜(層間絶縁膜) 49 多結晶シリコン層(第1の導電層:エッチストッ
プ層) 52 シリコン酸化膜(TFT15のゲート絶縁膜) 56 多結晶シリコン層(TFT15のチャネル,ドレ
イン,Vddライン) 57 シリコン酸化膜(第2の平坦化絶縁膜)
11 memory cell formation region 13 NMOS transistor (access MOS transistor) 14 NMOS transistor (driver MOS transistor) 15 TFT (load thin film transistor) 17 laminated aluminum wiring (metal wiring layer) 21 silicon substrate 22 silicon oxide film (element isolation film) ) 23 P-type well region 24 Silicon oxide film (gate insulating film) 27 Polycide layer (NMOS transistors 13 and 14)
Gate electrode layer) 29 N - type impurity region (source / drain region) 36 N + type impurity region (source / drain region) 38 Silicon oxide film 41 Polycrystalline silicon layer (second conductive layer: bit line extraction contact) Plug, Vss line) 45 Silicon oxide film (first flattening insulating film) 46 Shared contact opening 47 Polycrystalline silicon layer (gate electrode layer of TFT15) 48 Silicon oxide film (interlayer insulating film) 49 Polycrystalline silicon Layer (first conductive layer: etch stop layer) 52 silicon oxide film (gate insulating film of TFT15) 56 polycrystalline silicon layer (channel, drain, Vdd line of TFT15) 57 silicon oxide film (second planarizing insulating film) )

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に形成されたMOSトランジスタ
と、 このMOSトランジスタを含む全面を覆うように形成さ
れた第1の層間絶縁膜と、 この第1の層間絶縁膜を貫通して前記MOSトランジス
タのソース・ドレイン領域としての拡散層に達するよう
に形成されたT型縦断面形状を有する導電層と、 この導電層と前記第1の層間絶縁膜とを含む全面を覆う
ように形成された第2の層間絶縁膜と、 この第2の層間絶縁膜を貫通して、前記導電層の上面で
形成されるコンタクトパッドに達するように形成された
金属プラグと、 この金属プラグ上に、これと電気的に接続するように形
成された金属配線層とを備えたことを特徴とする半導体
メモリ装置。
1. A MOS transistor formed on a substrate, a first interlayer insulating film formed to cover the entire surface including the MOS transistor, and the MOS transistor penetrating the first interlayer insulating film. A conductive layer having a T-shaped vertical cross-section formed so as to reach the diffusion layer serving as the source / drain region, and a first layer formed so as to cover the entire surface including the conductive layer and the first interlayer insulating film. A second interlayer insulating film, a metal plug formed so as to penetrate the second interlayer insulating film to reach a contact pad formed on the upper surface of the conductive layer, and a metal plug formed on the metal plug and the electrical plug And a metal wiring layer formed so as to be electrically connected to each other.
【請求項2】 前記MOSトランジスタは、SRAM装
置を構成する1対のアクセス用トランジスタであること
を特徴とする請求項1記載の半導体メモリ装置。
2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the MOS transistor is a pair of access transistors forming an SRAM device.
【請求項3】 基板上にMOSトランジスタを形成する
工程と、 このMOSトランジスタを含む全面を覆うように第1の
層間絶縁膜を形成する工程と、 この第1の層間絶縁膜を貫通して前記MOSトランジス
タのソース・ドレイン領域としての拡散層に達するよう
にT型縦断面形状を有する導電層を形成する工程と、 この導電層と前記第1の層間絶縁膜とを含む全面を覆う
ように第2の層間絶縁膜を形成する工程と、 この第2の層間絶縁膜を貫通して、前記導電層の上面で
形成されるコンタクトパッドに達するように金属プラグ
を形成する工程と、 この金属プラグ上に、これと電気的に接続するように金
属配線層を形成する工程とを含むことを特徴とする半導
体メモリ装置の製造方法。
3. A step of forming a MOS transistor on a substrate, a step of forming a first interlayer insulating film so as to cover the entire surface including the MOS transistor, and a step of penetrating the first interlayer insulating film. A step of forming a conductive layer having a T-shaped vertical cross-sectional shape so as to reach a diffusion layer as a source / drain region of a MOS transistor; and a step of covering the entire surface including the conductive layer and the first interlayer insulating film. Forming a second interlayer insulating film, forming a metal plug penetrating the second interlayer insulating film so as to reach a contact pad formed on the upper surface of the conductive layer, and And a step of forming a metal wiring layer so as to be electrically connected thereto.
【請求項4】 前記MOSトランジスタは、SRAM装
置を構成する1対のアクセス用トランジスタであること
を特徴とする請求項1記載の半導体メモリ装置の製造方
法。
4. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 1, wherein the MOS transistor is a pair of access transistors forming an SRAM device.
【請求項5】 基板上に第1導電型の1対のアクセス用
MOSトランジスタおよび1対のドライバ用MOSトラ
ンジスタを形成する工程と、 これらのMOSトランジスタを含む全面に第1の平坦化
絶縁膜を形成する工程と、 この第1の平坦化絶縁膜上の全面にエッチストップ層と
しての第1の導電層を形成する工程と、 この第1の導電層を貫通して前記第1の平坦化絶縁膜の
所定の深さまで達する溝を、前記アクセス用MOSトラ
ンジスタのソース・ドレインとしての拡散層の上部領域
および前記ドライバ用MOSトランジスタの上部領域に
同時に形成する工程と、 前記拡散層の上部領域に形成された溝の底部に残った前
記第1の平坦化絶縁膜を貫通して前記拡散層に達するコ
ンタクト孔を形成する工程と、 前記の各溝とコンタクト孔とを覆うように全面に第2の
導電層を形成した後、各溝内部およびコンタクト孔内部
を除く第2の導電層と前記第1の導電層とを除去するエ
ッチバック処理を行って全面を平坦化することにより、
前記拡散層に対するT型縦断面形状のコンタクトプラグ
と前記ドライバ用MOSトランジスタの上部領域の平坦
化された配線パターンとを同時に形成する工程と、 前記コンタクトプラグと前記配線パターンとを含む全面
に層間絶縁膜を形成する工程と、 前記配線パターンの上部領域の層間絶縁膜上に第2導電
型の1対の薄膜トランジスタを形成する工程と、 これらの薄膜トランジスタを含む全面に第2の平坦化絶
縁膜を形成する工程と、 この第2の平坦化絶縁膜と前記層間絶縁膜とを貫通して
前記コンタクトプラグに達する金属プラグを形成する工
程と、 この金属プラグ上に、これと電気的に接続するように金
属配線層を形成する工程とを含むことを特徴とする半導
体メモリ装置の製造方法。
5. A step of forming a pair of first conductivity type access MOS transistors and a pair of driver MOS transistors of a first conductivity type on a substrate, and a first planarization insulating film over the entire surface including these MOS transistors. A step of forming, a step of forming a first conductive layer as an etch stop layer on the entire surface of the first flattening insulating film, and a step of penetrating the first conductive layer to form the first flattening insulating film. A step of simultaneously forming a groove reaching a predetermined depth of the film in an upper region of a diffusion layer serving as a source / drain of the access MOS transistor and an upper region of the driver MOS transistor, and forming in the upper region of the diffusion layer A step of forming a contact hole penetrating the first planarization insulating film remaining at the bottom of the formed groove and reaching the diffusion layer; After the second conductive layer is formed on the entire surface as described above, an etch-back process is performed to remove the second conductive layer excluding the inside of each groove and the contact hole and the first conductive layer to planarize the entire surface. By doing
A step of simultaneously forming a contact plug having a T-shaped vertical cross-section with respect to the diffusion layer and a flattened wiring pattern in an upper region of the driver MOS transistor, and interlayer insulation over the entire surface including the contact plug and the wiring pattern. Forming a film, forming a pair of second conductivity type thin film transistors on the interlayer insulating film in the upper region of the wiring pattern, and forming a second planarization insulating film on the entire surface including these thin film transistors. And a step of forming a metal plug penetrating the second flattening insulating film and the interlayer insulating film to reach the contact plug, and electrically connecting to the metal plug on the metal plug. A method of manufacturing a semiconductor memory device, comprising the step of forming a metal wiring layer.
【請求項6】 前記コンタクトプラグはビット線引出用
コンタクトパッドとして、前記配線パターンは接地配線
として、前記1対のアクセス用MOSトランジスタ、1
対のドライバ用MOSトランジスタおよび1対の薄膜ト
ランジスタと共にSRAM装置を構成するものであるこ
とを特徴とする請求項5記載の半導体メモリ装置の製造
方法。
6. The pair of access MOS transistors, the contact plug serving as a bit line leading contact pad and the wiring pattern serving as a ground wiring.
6. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 5, wherein the SRAM device is configured with a pair of driver MOS transistors and a pair of thin film transistors.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100461293C (en) * 2004-03-18 2009-02-11 株式会社东芝 Semiconductor memory device provided with magneto-resistive element and method for fabricating the same
JP2012182216A (en) * 2011-02-28 2012-09-20 Fujitsu Semiconductor Ltd Method of manufacturing semiconductor device
JP2016021590A (en) * 1998-05-01 2016-02-04 ソニー株式会社 Semiconductor memory device
CN109314079A (en) * 2016-06-14 2019-02-05 应用材料公司 The oxidation volume expansion of metal and metal-containing compound

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