JPH10242388A - Method for manufacturing semiconductor integrated circuit - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor integrated circuit

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JPH10242388A
JPH10242388A JP4681797A JP4681797A JPH10242388A JP H10242388 A JPH10242388 A JP H10242388A JP 4681797 A JP4681797 A JP 4681797A JP 4681797 A JP4681797 A JP 4681797A JP H10242388 A JPH10242388 A JP H10242388A
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JP
Japan
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forming
electrode
insulating film
polycrystalline silicon
film
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Application number
JP4681797A
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Japanese (ja)
Inventor
Masashige Aoyama
将茂 青山
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To assemble a MOS element and a MIM capacitor with a simple process by forming a spacer with polycrystalline silicon. SOLUTION: A first polycrystalline silicon layer is subjected to patterning, thus forming a gate electrode 13 and a lower electrode 14. A TEOS oxide film 16 is formed on an entire surface and a second polycrystalline silicon layer is deposited. By forming a resist mask 18 so that a part that becomes an upper electrode 20 is covered and performing an etchback, a spacer 19 and an upper electrode are formed. An insulation film 22 is deposited, thus forming a contact hole and an electrode 24.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、MOS型集積回路
に比較的大容量の容量素子を簡素な工程で組み込むこと
ができる半導体集積回路の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit which can incorporate a relatively large-capacity capacitive element into a MOS integrated circuit in a simple process.

【0002】[0002]

【従来の技術】集積回路に組み込む容量素子として最も
簡便な構造はPN接合を用いる構造であるが、得られる
容量値が小さいため、例えば特開平03−69152号
に記載されているように、酸化膜を用いるMOS型、シ
リコン窒化膜を用いるMIS型、対向電極として両方と
も電極配線材料を用いるMIM型の構成が考えられてい
る。
2. Description of the Related Art The simplest structure as a capacitor incorporated in an integrated circuit is a structure using a PN junction. However, since the obtained capacitance value is small, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. A configuration of a MOS type using a film, a MIS type using a silicon nitride film, and a MIM type both using an electrode wiring material as a counter electrode have been considered.

【0003】MOS及びMIS型の構成は、図6(A)
に示すように、N+拡散層1を下部電極としてその上に
シリコン窒化膜2を形成し、その上に上部電極3を形成
した構成である。MIM型の構成は、図6(B)に示す
ように、電極配線層の一部を下部電極4としその上にシ
リコン窒化膜5を形成し、更にその上に電極配線層にて
上部電極6を形成したものである。
The MOS and MIS type configurations are shown in FIG.
As shown in FIG. 2, a silicon nitride film 2 is formed on an N + diffusion layer 1 as a lower electrode, and an upper electrode 3 is formed thereon. As shown in FIG. 6 (B), the MIM type structure has a structure in which a part of an electrode wiring layer is used as a lower electrode 4, a silicon nitride film 5 is formed thereon, and an upper electrode 6 is formed thereon. Is formed.

【0004】これらの容量素子は、たとえばスイッチト
キャパシタフィルタ回路用として、マイコン、ロジック
等のデジタルLSIにも組み込みたい要求が強い。
[0004] There is a strong demand for incorporating these capacitive elements into digital LSIs such as microcomputers and logics, for example, for switched capacitor filter circuits.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ますま
す複雑化・高集積化するLSIプロセスの中でこのよう
な容量素子を組み込むことは、プロセスを更に複雑化す
るという欠点がある。
However, the incorporation of such a capacitive element in an increasingly complicated and highly integrated LSI process has the disadvantage of further complicating the process.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した従来
の課題に鑑み成されたもので、ゲート電極の形成と同時
的に容量素子の下部電極を形成し、ゲート電極のスペー
サの形成と同時的に容量素子の上部電極を形成すること
により、簡素なプロセスで大容量の容量素子を組み込む
ことが可能な半導体集積回路の製造方法を提供するもの
である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and forms a lower electrode of a capacitor simultaneously with formation of a gate electrode, thereby forming a spacer for the gate electrode. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit that can incorporate a large-capacitance element by a simple process by simultaneously forming an upper electrode of the capacitance element.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施の形態を図
面を参照しながら詳細に説明する。先ず図1(A)を参
照して、不純物濃度が1E15程度のP型の単結晶シリ
コン基板11を準備する。表面を清浄化してから膜厚数
百オングストロームの酸化膜を形成し、その上にCVD
法によりシリコン窒化膜を堆積する。これをパターニン
グして耐酸化膜を形成し、チャンネルストップ領域の形
成などを行った後、基板11全体を数時間熱酸化するこ
とにより素子分離用のLOCOS酸化膜12を形成す
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. First, referring to FIG. 1A, a P-type single-crystal silicon substrate 11 having an impurity concentration of about 1E15 is prepared. After cleaning the surface, an oxide film with a thickness of several hundred angstroms is formed, and CVD
A silicon nitride film is deposited by the method. After patterning this to form an oxidation resistant film and forming a channel stop region, etc., the entire substrate 11 is thermally oxidized for several hours to form a LOCOS oxide film 12 for element isolation.

【0008】図1(B)を参照して、耐酸化膜を除去
し、LOCOS酸化膜12で囲まれた素子領域表面の酸
化膜を除去し、その表面を再度酸化して清浄な膜厚15
0Å程度のゲート酸化膜15を形成する。その上にCV
D法により膜厚1500Å程度の第1のポリシリコン層
を堆積し、リンドープして導電性を与え、次いでCVD
法により膜厚1500Å程度のタングステンシリサイド
(WSi)膜30を堆積した後、これをホトレジストに
よりパターニングしてゲート酸化膜上にゲート電極13
を、LOCOS酸化膜12上に容量素子の下部電極14
を形成する。
Referring to FIG. 1B, the oxidation-resistant film is removed, the oxide film on the surface of the element region surrounded by the LOCOS oxide film 12 is removed, and the surface is oxidized again to obtain a clean film thickness 15.
A gate oxide film 15 of about 0 ° is formed. CV on it
A first polysilicon layer having a thickness of about 1500 ° is deposited by the method D, and is doped with phosphorus to give conductivity.
After depositing a tungsten silicide (WSi) film 30 having a thickness of about 1500 ° by a method, the tungsten silicide (WSi) film 30 is patterned with a photoresist to form a gate electrode 13 on the gate oxide film.
Is formed on the LOCOS oxide film 12 by the lower electrode 14 of the capacitive element.
To form

【0009】図2(A)を参照して、ゲート電極13を
マスクとするセルフアライン方式により、表面からリン
等の不純物を3E13、60Kevでイオン注入するこ
とにより、N−型のソース・ドレイン領域15を形成す
る。図2(B)を参照して、全面に膜厚100Å程度の
TEOS酸化膜16を減圧CVD法により形成し、これ
に900℃、30分程度のアニール処理を加える。TE
OS酸化膜16は、酸化工程におけるゲート電極13表
面の前記タングステンシリサイド膜30の膜剥がれ現象
を防止する役割を果たすと共に、容量素子においては誘
電体薄膜となる。
Referring to FIG. 2 (A), an impurity such as phosphorus is ion-implanted from the surface at 3E13 at 60 Kev by a self-alignment method using gate electrode 13 as a mask to form N- type source / drain regions. 15 are formed. Referring to FIG. 2B, a TEOS oxide film 16 having a thickness of about 100 ° is formed on the entire surface by a low pressure CVD method, and an annealing process is performed at 900 ° C. for about 30 minutes. TE
The OS oxide film 16 plays a role in preventing the tungsten silicide film 30 from peeling off the surface of the gate electrode 13 in the oxidation step, and serves as a dielectric thin film in the capacitor.

【0010】図3(A)を参照して、全面に膜厚300
0Å程度の第2のポリシリコン層17をCVD方により
堆積し、リンドープして導電型を与える。図3(B)を
参照して、第2のポリシリコン層17の上にホトレジス
ト膜を堆積し、露光、現像することにより下部電極14
の上部を被覆するレジストマスク18を形成する。
Referring to FIG. 3A, a film thickness of 300
A second polysilicon layer 17 of about 0 ° is deposited by a CVD method and is doped with phosphorus to give a conductivity type. Referring to FIG. 3B, a photoresist film is deposited on second polysilicon layer 17, exposed and developed to form lower electrode 14.
A resist mask 18 covering the upper part of the substrate is formed.

【0011】図4(A)を参照して、第2のポリシリコ
ン層17を異方性ドライエッチングによりエッチバック
することにより、ゲート電極13の側壁にスペーサ19
を形成する。下部電極14の側壁にも不可避的にスペー
サ19が形成される。下部電極14上のレジストマスク
18が被覆した部分は第2の多結晶シリコン層17が除
去されず、TEOS酸化膜16を挟み下部電極14と対
向する上部電極20を構成する。
Referring to FIG. 4A, by etching back second polysilicon layer 17 by anisotropic dry etching, spacers 19 are formed on the side walls of gate electrode 13.
To form A spacer 19 is inevitably formed on the side wall of the lower electrode 14. The portion of the lower electrode 14 covered with the resist mask 18 does not have the second polycrystalline silicon layer 17 removed, and forms the upper electrode 20 opposed to the lower electrode 14 with the TEOS oxide film 16 interposed therebetween.

【0012】図4(B)を参照して、レジストマスク1
8を除去した後表面からリンを5e15、60Kevの
条件でイオン注入することにより、スペーサ19をマス
クとするセルフアライン方式によりN+ソース・ドレイ
ン領域21を形成する。図5(A)を参照して、減圧C
VD法により全面にBPSG膜等の絶縁膜22を形成
し、ホトレジストの形成とエッチングによりコンタクト
ホール23を形成する。TEOS酸化膜16はシリコン
酸化膜であるから、ソース・ドレイン領域15、21表
面の開口と同時に下部電極14表面の開口が行える。そ
して、図5(B)に示すようにアルミ電極24を形成す
る。
Referring to FIG. 4B, resist mask 1
After removing 8, phosphorus is ion-implanted from the surface under the conditions of 5e15 and 60 Kev to form N + source / drain regions 21 by a self-alignment method using the spacers 19 as a mask. With reference to FIG.
An insulating film 22 such as a BPSG film is formed on the entire surface by the VD method, and a contact hole 23 is formed by forming and etching a photoresist. Since the TEOS oxide film 16 is a silicon oxide film, an opening on the surface of the lower electrode 14 can be formed simultaneously with an opening on the surface of the source / drain regions 15 and 21. Then, an aluminum electrode 24 is formed as shown in FIG.

【0013】以上に説明した本発明の方法によれば、ゲ
ート電極13形成により容量素子の下部電極14を形成
し、スペーサ19形成と同時に容量素子の上部電極20
を形成するので、製造プロセスの簡素化を図ることがで
きるものである。しかも、誘電体膜としてTEOS酸化
膜16を利用することにより、ゲート電極13としてシ
リサイド構造を採用したときのシリサイド膜の保護膜と
も兼用できるので、更にプロセスを簡素化することがで
きる。
According to the method of the present invention described above, the lower electrode 14 of the capacitor is formed by forming the gate electrode 13, and the upper electrode 20 of the capacitor is formed simultaneously with the formation of the spacer 19.
Is formed, so that the manufacturing process can be simplified. In addition, since the TEOS oxide film 16 is used as the dielectric film, the gate electrode 13 can be used also as a protective film for the silicide film when the silicide structure is adopted, so that the process can be further simplified.

【0014】更に、ソース・ドレイン領域15、21表
面のコンタクトホール23と、下部電極14のコンタク
トホール23と、上部電極引き回し用のアルミ電極のコ
ンタクトホール23をも一括で形成できるので、更にプ
ロセスを簡素化することができる。
Further, the contact hole 23 on the surface of the source / drain regions 15 and 21, the contact hole 23 for the lower electrode 14, and the contact hole 23 for the aluminum electrode for leading the upper electrode can be simultaneously formed. It can be simplified.

【0015】[0015]

【発明の効果】以上に説明した通り、本発明によれば、
ゲート電極13と下部電極14を、スペーサ19と上部
電極20とを共用するほか、TEOS酸化膜16、コン
タクトホール23の形成、等を共用化できるので、マス
ク数が少なく、簡素な工程でMIM型の容量素子を組み
込むことができる利点を有する。
As described above, according to the present invention,
The gate electrode 13 and the lower electrode 14 can be shared by the spacer 19 and the upper electrode 20, and the TEOS oxide film 16 and the formation of the contact hole 23 can be shared. Has the advantage of being able to incorporate the capacitive element.

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

【図1】本発明を説明するための断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining the present invention.

【図2】本発明を説明するための断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the present invention.

【図3】本発明を説明するための断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the present invention.

【図4】本発明を説明するための断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the present invention.

【図5】本発明を説明するための断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the present invention.

【図6】従来例を説明するための断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining a conventional example.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一導電型の半導体層の表面を選択酸化し
てLOCOS絶縁膜を形成する工程と、 前記LOCOS酸化膜で囲まれた前記一導電型の半導体
層の表面にゲート絶縁膜を形成する工程と、 前記ゲート絶縁膜の上に多結晶シリコン層を堆積し、該
多結晶シリコン層をパターニングして、前記ゲート絶縁
膜上にゲート電極を、前記LOCOS絶縁膜上に容量素
子の下部電極を形成する工程と、 前記ゲート電極及び下部電極の上部を被覆する絶縁膜を
形成する工程と、 前記絶縁膜の上に第2の多結晶シリコン層を形成する工
程と、 前記下部電極上の前記第2の多結晶シリコン層表面にレ
ジストマスクを形成する工程と、 前記第2の多結晶シリコン層をエッチングして、前記ゲ
ート電極の側壁にスペサを形成し、且つ前記下部電極の
上に前記容量素子の上部電極を形成する工程と、 前記ゲート電極近傍の前記半導体層表面にソース・ドレ
イン領域を形成する工程と、を具備することを特徴とす
る半導体集積回路の製造方法。
A step of selectively oxidizing a surface of the one-conductivity-type semiconductor layer to form a LOCOS insulating film; and forming a gate insulating film on the surface of the one-conductivity-type semiconductor layer surrounded by the LOCOS oxide film. Depositing a polycrystalline silicon layer on the gate insulating film, patterning the polycrystalline silicon layer, forming a gate electrode on the gate insulating film, and a lower electrode of a capacitive element on the LOCOS insulating film. Forming an insulating film covering an upper portion of the gate electrode and the lower electrode; forming a second polycrystalline silicon layer on the insulating film; Forming a resist mask on the surface of the second polycrystalline silicon layer; etching the second polycrystalline silicon layer to form a spacer on the side wall of the gate electrode; A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit, comprising: a step of forming an upper electrode of a capacitor; and a step of forming source / drain regions on a surface of the semiconductor layer near the gate electrode.
【請求項2】 前記絶縁膜がTEOS膜であることを特
徴とする請求項1記載の半導体集積回路の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein said insulating film is a TEOS film.
JP4681797A 1997-02-28 1997-02-28 Method for manufacturing semiconductor integrated circuit Pending JPH10242388A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6340832B2 (en) 2000-03-28 2002-01-22 Nec Corporation MIM capacitor having reduced capacitance error and phase rotation

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