JPH10261723A - Semiconductor memory device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor memory device and its manufacture

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Publication number
JPH10261723A
JPH10261723A JP9064422A JP6442297A JPH10261723A JP H10261723 A JPH10261723 A JP H10261723A JP 9064422 A JP9064422 A JP 9064422A JP 6442297 A JP6442297 A JP 6442297A JP H10261723 A JPH10261723 A JP H10261723A
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JP
Japan
Prior art keywords
gate insulating
insulating film
layer
gate
resist pattern
Prior art date
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Pending
Application number
JP9064422A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Fujii
康博 藤井
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP9064422A priority Critical patent/JPH10261723A/en
Publication of JPH10261723A publication Critical patent/JPH10261723A/en
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  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a resist pattern and a gate insulating film from coming into direct contact with each other in a manufacturing process by a method wherein a gate electrode layer is formed on a gate insulating film protective layer on a gate insulating film. SOLUTION: A first electrode 2c is formed on a semiconductor substrate 13 and element isolation regions 1a and 1b to serve as the gate electrode of a driver transistor. Gate insulating films 5a and 5b are formed in a prescribed region on a first conductive layer 4. A gate insulating film protective layer 7 is formed on the gate insulating films 5a and 5b. The gate insulating films 5a and 5b and the gate insulating film protective layer 7 are partly and selectively removed to form a poly contact 9b. At this point, a resist pattern is formed on the gate insulating film protective layer 7. By this setup, a resist pattern is prevented from coming into direct contact with the gate insulating films 5a and 5b.

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】この発明は半導体記憶装置お
よびその製造方法に関し、より特定的には、薄膜トラン
ジスタを有する半導体記憶装置およびその製造方法に関
するものである。
The present invention relates to a semiconductor memory device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a semiconductor memory device having a thin film transistor and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体記憶装置の1つとしてSR
AM(static random access memory)が知られてい
る。SRAMのメモリセルは一般にフリップフロップ回
路と、データの読出および書込用のトランジスタから構
成される。SRAMは、フリップフロップ回路の動作状
態に置換えることにより、データを保持する半導体記憶
装置である。従来、メモリセルを構成するフリップフロ
ップ回路中の負荷トランジスタとして薄膜トランジスタ
(thin film transistor)を用いたSRAMが知られて
いる。図28は、従来の薄膜トランジスタを負荷トラン
ジスタとして用いたSRAMのメモリセルの等価回路図
である。図28を参照して、SRAMのメモリセルは6
つのトランジスタ(D1、D2、T1、T2、A1、A
2)から構成される。具体的には、2つのドライバトラ
ンジスタ(D1、D2)と、2つの負荷トランジスタ
(T1、T2)とからフリップフロップ回路が構成され
る。また、データの読出、書込用トランジスタとして2
つのアクセストランジスタ(A1、A2)が設けられて
いる。アクセストランジスタ(A1)のドレイン領域は
ビット線(BIT)101に接続されており、アクセス
トランジスタ(A2)のドレイン領域は補ビット線(/
BIT)102に接続されている。また、アクセストラ
ンジスタ(A1)および(A2)のゲート電極にはワー
ド線(WL)103が接続されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as one of semiconductor storage devices, SR
AM (static random access memory) is known. An SRAM memory cell generally includes a flip-flop circuit and transistors for reading and writing data. An SRAM is a semiconductor memory device that retains data by substituting an operation state of a flip-flop circuit. Conventionally, an SRAM using a thin film transistor as a load transistor in a flip-flop circuit forming a memory cell has been known. FIG. 28 is an equivalent circuit diagram of an SRAM memory cell using a conventional thin film transistor as a load transistor. Referring to FIG. 28, the memory cell of the SRAM is 6
Transistors (D1, D2, T1, T2, A1, A
It consists of 2). Specifically, a flip-flop circuit is configured by two driver transistors (D1, D2) and two load transistors (T1, T2). In addition, as a transistor for reading and writing data, 2
Two access transistors (A1, A2) are provided. The drain region of the access transistor (A1) is connected to the bit line (BIT) 101, and the drain region of the access transistor (A2) is connected to the complementary bit line (/
BIT) 102. A word line (WL) 103 is connected to the gate electrodes of the access transistors (A1) and (A2).

【0003】図29〜30は従来のトップゲート型薄膜
トランジスタを負荷トランジスタに用いたSRAMのメ
モリセルパターンを示す平面図である。
FIGS. 29 to 30 are plan views showing a memory cell pattern of an SRAM using a conventional top gate thin film transistor as a load transistor.

【0004】具体的には、図29は半導体基板の主表面
上に形成されたメモリセルパターンを示し、図30は図
29に示したメモリセルパターンの上層に位置するメモ
リセルパターンを示す。
More specifically, FIG. 29 shows a memory cell pattern formed on the main surface of a semiconductor substrate, and FIG. 30 shows a memory cell pattern located above the memory cell pattern shown in FIG.

【0005】このように、薄膜トランジスタからなる負
荷トランジスタ(T1、T2)をアクセストランジスタ
(A1、A2)とドライバトランジスタ(D1、D2)
との上方に形成することにより、SRAMのメモリセル
を階層構造にすることができ、それにより、集積化を図
っている。
As described above, the load transistors (T1, T2) formed of thin film transistors are replaced with the access transistors (A1, A2) and the driver transistors (D1, D2).
Above, the memory cells of the SRAM can have a hierarchical structure, thereby achieving integration.

【0006】図29を参照して、半導体基板の主表面上
に、素子分離領域1a〜1dが形成されており、その素
子分離領域1a〜1dに囲まれるように活性領域が形成
されている。その活性領域には、1対のドライバトラン
ジスタ(D1、D2)と1対のアクセストランジスタ
(A1、A2)とが形成されている。
Referring to FIG. 29, element isolation regions 1a to 1d are formed on a main surface of a semiconductor substrate, and an active region is formed so as to be surrounded by element isolation regions 1a to 1d. In the active region, a pair of driver transistors (D1, D2) and a pair of access transistors (A1, A2) are formed.

【0007】アクセストランジスタ(A1)は、ドレイ
ン領域10cと、ソース領域10bと、ゲート電極2a
とを有する。ドライバトランジスタ(D1)は、ドレイ
ン領域10bと、ソース領域10aと、ゲート電極2c
とを有する。ドライバトランジスタ(D2)は、ドレイ
ン領域10dと、ソース領域10aと、ゲート電極2d
とを有する。アクセストランジスタ(A2)は、ドレイ
ン領域10eと、ソース領域10dと、ゲート電極2b
とを有する。各ゲート電極2a〜2dは、所定の間隔を
隔て、ほぼ同じ方向に延びるよう形成されている。
The access transistor (A1) has a drain region 10c, a source region 10b, and a gate electrode 2a.
And The driver transistor (D1) includes a drain region 10b, a source region 10a, and a gate electrode 2c.
And The driver transistor (D2) includes a drain region 10d, a source region 10a, and a gate electrode 2d.
And The access transistor (A2) includes a drain region 10e, a source region 10d, and a gate electrode 2b.
And Each of the gate electrodes 2a to 2d is formed to extend in substantially the same direction at a predetermined interval.

【0008】図30を参照して、半導体基板の主表面に
形成された1対のドライバトランジスタ(D1、D2)
と、1対のアクセストランジスタ(A1、A2)との上
には、層間絶縁膜(図示せず)を介在して2つの負荷ト
ランジスタ(T1、T2)が形成されている。負荷トラ
ンジスタ(T1)はドレイン領域4cと、ソース領域4
dと、ゲート電極6bとを有する。負荷トランジスタ
(T2)はドレイン領域4aと、ソース領域4bと、ゲ
ート電極6aとを有する。負荷トランジスタ(T1)の
ゲート電極6bは、半導体基板の主表面上のアクセスト
ランジスタ(A1)のゲート電極2aの延びる方向とほ
ぼ直交する方向に延びるよう形成されている。負荷トラ
ンジスタ(T2)のゲート電極6aは、負荷トランジス
タ(T1)のゲート電極6bと所定の間隔を隔て、ほぼ
同じ方向に延びるよう形成されている。また、半導体基
板の主表面上に形成されたトランジスタ(A1、A2、
D1、D2)と、半導体基板の主表面上の層間絶縁膜上
に形成されたトランジスタ(T1、T2)とを接続する
ポリコンタクトは9a〜9b、11a〜11bに示され
ている。
Referring to FIG. 30, a pair of driver transistors (D1, D2) formed on the main surface of the semiconductor substrate
Two load transistors (T1, T2) are formed on the pair of access transistors (A1, A2) with an interlayer insulating film (not shown) interposed. The load transistor (T1) has a drain region 4c and a source region 4c.
d and a gate electrode 6b. The load transistor (T2) has a drain region 4a, a source region 4b, and a gate electrode 6a. The gate electrode 6b of the load transistor (T1) is formed to extend in a direction substantially orthogonal to the direction in which the gate electrode 2a of the access transistor (A1) extends on the main surface of the semiconductor substrate. The gate electrode 6a of the load transistor (T2) is formed to extend in substantially the same direction as the gate electrode 6b of the load transistor (T1) at a predetermined interval. Further, the transistors (A1, A2,...) Formed on the main surface of the semiconductor substrate
D1 and D2) and polycontacts connecting the transistors (T1 and T2) formed on the interlayer insulating film on the main surface of the semiconductor substrate are shown in 9a to 9b and 11a to 11b.

【0009】ポリコンタクト9aは負荷トランジスタ
(T2)のゲート電極6aと、負荷トランジスタ(T
1)のドレイン領域4cと、半導体基板の主表面上にあ
るドライバトランジスタ(D2)のゲート電極2dとを
接続している。同様に、ポリコンタクト9bは負荷トラ
ンジスタ(T1)のゲート電極6bと、負荷トランジス
タ(T2)のドレイン領域4aと、半導体基板の主表面
上にあるドライバトランジスタ(D1)のゲート電極2
cとを接続している。
The poly contact 9a is connected to the gate electrode 6a of the load transistor (T2) and the load transistor (T2).
The drain region 4c of 1) is connected to the gate electrode 2d of the driver transistor (D2) on the main surface of the semiconductor substrate. Similarly, poly contact 9b is connected to gate electrode 6b of load transistor (T1), drain region 4a of load transistor (T2), and gate electrode 2 of driver transistor (D1) on the main surface of the semiconductor substrate.
c.

【0010】また、ポリコンタクト11aは負荷トラン
ジスタ(T2)のゲート電極6aと、半導体基板の主表
面上にあるアクセストランジスタ(A1)のソース領域
10bと、ドライバトランジスタ(D1)のドレイン領
域10bとを接続している。同様に、ポリコンタクト1
1bは負荷トランジスタ(T1)のゲート電極6bと、
半導体基板の主表面上にあるアクセストランジスタ(A
2)のソース領域10dと、ドライバトランジスタ(D
1)のドレイン領域10dとを接続している。
The poly contact 11a connects the gate electrode 6a of the load transistor (T2), the source region 10b of the access transistor (A1) on the main surface of the semiconductor substrate, and the drain region 10b of the driver transistor (D1). Connected. Similarly, poly contact 1
1b is a gate electrode 6b of the load transistor (T1);
The access transistor (A) on the main surface of the semiconductor substrate
2) and a driver transistor (D
1) is connected to the drain region 10d.

【0011】図31は、図29〜30に示された従来の
SRAMのメモリセルの、100−100線に沿った断
面図である。
FIG. 31 is a cross-sectional view of the conventional SRAM memory cell shown in FIGS. 29 to 30 taken along line 100-100.

【0012】図31を参照して、次に従来のSRAMの
メモリセル部分の断面構造について説明する。半導体基
板13上の所定領域には素子分離領域1a、1bが形成
されている。半導体基板13および素子分離領域1a、
1bの上にはドライバトランジスタ(D1)のゲート電
極を構成する第1電極2cが形成されている。第1電極
2cの上には層間絶縁膜3a、3bが形成されている。
層間絶縁膜3a、3bの一部が選択的に除去されること
により、ポリコンタクト9a(図示せず)および9bが
形成されている。層間絶縁膜3a、3bとポリコンタク
ト9a(図示せず)および9bとの上には、負荷トラン
ジスタ(T1、T2)のチャネル領域とソースドレイン
領域とを構成するシリコン層からなる第1導電層4が形
成されている。第1導電層4の上の所定領域にはゲート
絶縁膜5a、5bが形成されている。ゲート絶縁膜5
a、5bの一部を選択的に除去することによりポリコン
タクト9a(図示せず)および9bが形成されている。
ゲート絶縁膜5a、5bとポリコンタクト9a(図示せ
ず)および9bとの上には負荷トランジスタ(T1、T
2)としての薄膜トランジスタのゲート電極6a、6b
が形成されている。第1導電層4の、負荷トランジスタ
(T2)が形成される領域には、チャネル領域17を挟
むように所定の間隔を隔ててドレイン領域15とソース
領域16とが形成されている。このチャネル領域17上
にゲート絶縁膜5bを介して負荷トランジスタ(T2)
のゲート電極6aが形成されている。
Referring to FIG. 31, a sectional structure of a memory cell portion of a conventional SRAM will be described. Element isolation regions 1a and 1b are formed in predetermined regions on the semiconductor substrate 13. Semiconductor substrate 13 and element isolation region 1a,
A first electrode 2c constituting a gate electrode of the driver transistor (D1) is formed on 1b. On the first electrode 2c, interlayer insulating films 3a and 3b are formed.
Polycontacts 9a (not shown) and 9b are formed by selectively removing portions of interlayer insulating films 3a and 3b. On the interlayer insulating films 3a, 3b and the poly contacts 9a (not shown) and 9b, a first conductive layer 4 made of a silicon layer constituting a channel region and a source / drain region of the load transistors (T1, T2). Are formed. Gate insulating films 5a and 5b are formed in predetermined regions on the first conductive layer 4. Gate insulating film 5
Poly contacts 9a (not shown) and 9b are formed by selectively removing portions of a and 5b.
Load transistors (T1, T2) are provided on the gate insulating films 5a, 5b and the poly contacts 9a (not shown) and 9b.
2) Gate electrodes 6a and 6b of thin film transistor as
Are formed. In a region of the first conductive layer 4 where the load transistor (T2) is formed, a drain region 15 and a source region 16 are formed at a predetermined interval so as to sandwich the channel region 17. A load transistor (T2) is formed on the channel region 17 via the gate insulating film 5b.
Gate electrode 6a is formed.

【0013】図32〜40は図31に示した従来のSR
AMのメモリセルの製造プロセスを説明するための断面
図である。図32〜40を参照して、以下に従来のSR
AMのメモリセルの製造プロセスについて説明する。
FIGS. 32 to 40 show the conventional SR shown in FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of an AM memory cell. With reference to FIGS.
The manufacturing process of the AM memory cell will be described.

【0014】まず図32に示すように、シリコン基板1
3の主表面上に素子分離領域1a、1bを形成する。次
にドープトポリシリコンを化学気相成長法(CVD法)
により80〜160nm堆積させることにより第1電極
2cを形成する。この第1電極2cは、ドープトポリシ
リコンを40〜80nm堆積させた上にWSiを40〜
80nm堆積させて形成してもよい。ドープトポリシリ
コンの不純物には、リンまたはヒ素を用いる。次に化学
気相成長法(CVD法)を用いて酸化膜を600〜10
00nm堆積させることにより層間絶縁膜3を形成す
る。次に層間絶縁膜3の表面をエッチバック処理により
平坦化する。
First, as shown in FIG.
Element isolation regions 1a and 1b are formed on the main surface of the semiconductor device 3. Next, doped polysilicon is subjected to chemical vapor deposition (CVD).
The first electrode 2c is formed by depositing 80 to 160 nm. The first electrode 2c is formed by depositing 40-80 nm of doped polysilicon and then depositing 40-80 nm of WSi.
It may be formed by depositing 80 nm. Phosphorus or arsenic is used as an impurity of the doped polysilicon. Next, an oxide film is formed in a thickness of 600 to 10 using a chemical vapor deposition method (CVD method).
The interlayer insulating film 3 is formed by depositing 00 nm. Next, the surface of the interlayer insulating film 3 is flattened by an etch-back process.

【0015】次に、図33に示すように、層間絶縁膜3
a、3bの上の所定領域にレジストパターン14を形成
する。そしてレジストパターン14をマスクとして層間
絶縁膜3a、3bをドライエッチングすることによりポ
リコンタクト9a(図示せず)および9bを形成する。
このドライエッチング時のエッチングガスとしてはCF
4 、C2 6 、または同様の性質を持つガスを用いる。
またエッチング残りが発生しないよう、層間絶縁膜の膜
厚に合わせてエッチング時間を選択する。ポリコンタク
ト9a(図示せず)および9bの形成後は、レジストパ
ターン14をアッシング処理によって除去する。
Next, as shown in FIG.
A resist pattern 14 is formed in a predetermined region above a and 3b. Then, poly-contacts 9a (not shown) and 9b are formed by dry-etching interlayer insulating films 3a and 3b using resist pattern 14 as a mask.
CF is used as an etching gas for this dry etching.
4 , C 2 F 6 or a gas having similar properties is used.
Further, the etching time is selected according to the thickness of the interlayer insulating film so that no etching residue occurs. After the formation of the poly contacts 9a (not shown) and 9b, the resist pattern 14 is removed by ashing.

【0016】次に、図34に示すように、層間絶縁膜3
a、3bとポリコンタクト9a(図示せず)、9bとの
上にシリコン層(図示せず)を堆積する。そしてレジス
トパターンをマスクとしてそのシリコン層(図示せず)
をドライエッチングすることにより第1導電層4を形成
する。第1導電層4を構成するシリコン層は、ノンドー
プトポリシリコンを化学気相成長法(CVD法)で20
〜50nm堆積させることにより形成する。この第1導
電層4は、ノンドープト非晶質シリコンを化学気相成長
法(CVD法)で20〜50nm堆積し、その後580
〜650℃で数時間熱処理を加え非晶質シリコンを結晶
化させて形成してもよい。また、負荷トランジスタ(T
1、T2)としての薄膜トランジスタのしきい値電圧を
調整するため、第1導電層4に不純物イオンを注入して
もよい。不純物イオンには、リン、ヒ素、ボロンまたは
BF2 を用いる。
Next, as shown in FIG.
A silicon layer (not shown) is deposited on a, 3b and the poly contacts 9a (not shown), 9b. Then, using the resist pattern as a mask, the silicon layer (not shown)
Is dry-etched to form the first conductive layer 4. The silicon layer constituting the first conductive layer 4 is made of non-doped polysilicon by chemical vapor deposition (CVD).
It is formed by depositing about 50 nm. The first conductive layer 4 is formed by depositing non-doped amorphous silicon in a thickness of 20 to 50 nm by chemical vapor deposition (CVD), and then depositing 580 nm.
Heat treatment may be performed at a temperature of about 650 ° C. for several hours to crystallize amorphous silicon. In addition, a load transistor (T
In order to adjust the threshold voltage of the thin film transistor as (1, T2), impurity ions may be implanted into the first conductive layer 4. As impurity ions, phosphorus, arsenic, boron, or BF 2 is used.

【0017】次に、図35に示すように、第1導電層4
の上にシラン系ガスまたはTEOS系ガスを用いた化学
気相成長法(CVD法)によりシリコン酸化膜を堆積さ
せることにより、ゲート絶縁膜5を形成する。このゲー
ト絶縁膜5は20〜40nm程度の膜厚を有するように
形成する。
Next, as shown in FIG. 35, the first conductive layer 4
A gate oxide film 5 is formed by depositing a silicon oxide film thereon by a chemical vapor deposition method (CVD method) using a silane-based gas or a TEOS-based gas. This gate insulating film 5 is formed to have a thickness of about 20 to 40 nm.

【0018】次に、図36に示すように、レジストパタ
ーン14をマスクとして、第1ポリコンタクト9a(図
示せず)、9b内のゲート絶縁膜5をドライエッチング
することにより除去する。同時に、レジストパターン1
4をマスクとして、ゲート絶縁膜5および層間絶縁膜3
a、3bをドライエッチングすることにより図30に示
す第2ポリコンタクト11a、11bを形成する。エッ
チングガスにはCF4、C2 6 、または同様の性質を
持つガスを用いる。また、第2ポリコンタクト11a、
11b底部にて、エッチング残りが発生しないととも
に、第1ポリコンタクト9a、9b内の第1導電層4が
除去されないように、エッチング時間を調整する。
Next, as shown in FIG. 36, using the resist pattern 14 as a mask, the gate insulating film 5 in the first poly contacts 9a (not shown) and 9b is removed by dry etching. At the same time, resist pattern 1
4 as a mask, gate insulating film 5 and interlayer insulating film 3
The second poly contacts 11a and 11b shown in FIG. 30 are formed by dry-etching a and b. CF 4 , C 2 F 6 , or a gas having similar properties is used as an etching gas. Also, the second poly contact 11a,
At the bottom of 11b, the etching time is adjusted so that no etching residue occurs and the first conductive layer 4 in the first poly contacts 9a, 9b is not removed.

【0019】次に、図37に示すように、ゲート絶縁膜
5a、5bの表面からアッシング処理を行なうことによ
りレジストパターン14を除去する。その後ゲート絶縁
膜5a、5bの表面の、異物を除去するためライトエッ
チ処理を数十秒行なう。
Next, as shown in FIG. 37, the resist pattern 14 is removed by performing ashing on the surfaces of the gate insulating films 5a and 5b. Thereafter, a light etching process is performed for several tens of seconds to remove foreign substances on the surfaces of the gate insulating films 5a and 5b.

【0020】次に、図38に示すように、第1導電層4
とゲート絶縁膜5a、5bとの上に、ドープトポリシリ
コンまたはドープトアモルファスシリコンを化学気相成
長法(CVD法)により堆積させることにより、第2電
極6を形成する。第2電極6は、100〜300nmの
厚みを有するように形成する。また、第2電極6内の不
純物には、リンまたはヒ素を用いる。この工程で第1導
電層4と第2電極6とを接続する。
Next, as shown in FIG. 38, the first conductive layer 4
A second electrode 6 is formed by depositing doped polysilicon or doped amorphous silicon on the gate insulating films 5a and 5b by chemical vapor deposition (CVD). The second electrode 6 is formed to have a thickness of 100 to 300 nm. In addition, phosphorus or arsenic is used as an impurity in the second electrode 6. In this step, the first conductive layer 4 and the second electrode 6 are connected.

【0021】次に、図39に示すように、レジストパタ
ーン14をマスクとして、第2電極6をドライエッチン
グすることにより負荷トランジスタ(T1、T2)のゲ
ート電極6a、6bを形成する。エッチングガスにはC
4 、C2 6 、または同様の性質を持つガスを用い
る。
Next, as shown in FIG. 39, the gate electrode 6a, 6b of the load transistor (T1, T2) is formed by dry-etching the second electrode 6 using the resist pattern 14 as a mask. The etching gas is C
F 4 , C 2 F 6 , or a gas having similar properties is used.

【0022】次に、図40に示すように、ボロンまたは
BF2 を負荷トランジスタ(T2)のソース領域16
と、ドレイン領域15とにイオン注入する。このイオン
注入の際の注入エネルギは、ソース領域16と、ドレイ
ン領域15との内部にイオンの飛程が合い、かつ第2電
極6a、6bを突き抜けて第2電極6a、6bの下部に
あるチャネル領域17に影響を及ぼさないよう調整す
る。ボロンまたはBF2 イオンの注入量は1.0E14
cm-2から1.0E16cm-2に調整する。
Next, as shown in FIG. 40, boron or BF 2 is added to the source region 16 of the load transistor (T2).
And the drain region 15 are ion-implanted. The implantation energy at the time of this ion implantation is such that the range of the ions matches the inside of the source region 16 and the drain region 15 and penetrates through the second electrodes 6a and 6b to form a channel below the second electrodes 6a and 6b. Adjustment is made so as not to affect the area 17. Boron or BF 2 ion implantation amount is 1.0E14
adjusting the cm -2 to 1.0E16cm -2.

【0023】次に第2電極6a、6bとゲート絶縁膜5
との上に、層間絶縁膜を堆積し、アルミコンタクトを開
孔後、アルミ配線を形成する。このようにして従来の半
導体記憶装置は形成されていた。
Next, the second electrodes 6a and 6b and the gate insulating film 5
After that, an interlayer insulating film is deposited, an aluminum contact is opened, and an aluminum wiring is formed. Thus, the conventional semiconductor memory device has been formed.

【0024】[0024]

【発明が解決しようとする課題】図35に示した従来の
製造プロセスにおいて、堆積されたゲート絶縁膜5は最
終的には負荷トランジスタ(T1、T2)としての薄膜
トランジスタ(thin film transistor)のゲート絶縁膜
となる。ゲート絶縁膜5の膜厚は素子の高集積化に伴っ
て年々薄くなってきている。一方、ゲート電極6a、6
bに加える電圧は回路設計上の制約のため減少させるこ
とが困難である。そのため負荷トランジスタ(T1、T
2)のゲート絶縁膜5に加わる電界強度が非常に大きく
なっており、その値は1〜10MV/cm程度にもなっ
ている。したがって従来なら問題にならなかったよう
な、ゲート絶縁膜5の欠陥によっても、絶縁耐圧が低下
し、ひいては負荷トランジスタの電気的特性が劣化する
といった問題が引起こされるようになってきた。
In the conventional manufacturing process shown in FIG. 35, the deposited gate insulating film 5 finally becomes a gate insulating film of a thin film transistor as a load transistor (T1, T2). It becomes a film. The thickness of the gate insulating film 5 is becoming smaller year by year as the degree of integration of elements is increased. On the other hand, the gate electrodes 6a, 6
It is difficult to reduce the voltage applied to b due to restrictions on circuit design. Therefore, load transistors (T1, T
The electric field intensity applied to the gate insulating film 5 in 2) is extremely large, and its value is about 1 to 10 MV / cm. Therefore, even if the gate insulating film 5 has a defect which has not been a problem in the related art, a problem that the withstand voltage is reduced and the electrical characteristics of the load transistor are deteriorated is caused.

【0025】ところが従来の工程では、図35〜37に
示すように、ゲート絶縁膜5上に直にレジストパターン
14を塗布している。そして、そのレジストパターン1
4をマスクとしてゲート絶縁膜5をドライエッチングし
ている。その後レジストパターン14をアッシング処理
により除去し、ゲート絶縁膜5の表面の異物を除去する
ためライトエッチ処理を行なっている。
However, in the conventional process, a resist pattern 14 is applied directly on the gate insulating film 5 as shown in FIGS. And the resist pattern 1
4 is used as a mask to dry-etch the gate insulating film 5. Thereafter, the resist pattern 14 is removed by ashing, and a write etching process is performed to remove foreign substances on the surface of the gate insulating film 5.

【0026】特に、レジストパターン14除去時には、
アッシング処理により、ゲート絶縁膜5表面に欠陥(局
所的な凹凸)が発生する。ゲート絶縁膜5表面に発生し
た欠陥は電界分布の不均一を引起こす。このためゲート
絶縁膜5に局所的な電界の集中が発生し、ゲート絶縁膜
5の絶縁耐圧が低下する。その結果、負荷トランジスタ
である薄膜トランジスタの電気的特性が劣化するなどの
問題が発生していた。
In particular, when removing the resist pattern 14,
Due to the ashing process, defects (local irregularities) occur on the surface of the gate insulating film 5. Defects generated on the surface of the gate insulating film 5 cause non-uniform electric field distribution. For this reason, local concentration of an electric field occurs in the gate insulating film 5, and the withstand voltage of the gate insulating film 5 is reduced. As a result, problems such as deterioration of electrical characteristics of the thin film transistor as a load transistor have occurred.

【0027】またゲート絶縁膜5表面の異物除去のため
に行なうライトエッチ処理により、ゲート絶縁膜5の膜
厚が減少する。ゲート絶縁膜5の膜厚の減少は、ゲート
絶縁膜5の絶縁耐圧の低下につながる。このため、上記
したレジストパターン除去時の問題点と同様に負荷トラ
ンジスタである薄膜トランジスタの電気的特性が劣化す
るなどの問題が発生していた。
Further, the thickness of the gate insulating film 5 is reduced by a write etching process performed for removing foreign substances on the surface of the gate insulating film 5. The decrease in the thickness of the gate insulating film 5 leads to a decrease in the withstand voltage of the gate insulating film 5. For this reason, similar to the above-described problem at the time of removing the resist pattern, there has been a problem that the electrical characteristics of the thin film transistor as the load transistor are deteriorated.

【0028】また、図28を参照して、負荷トランジス
タ(T1、T2)としてP型トランジスタ、ドライバト
ランジスタ(D1、D2)としてN型トランジスタがそ
れぞれ用いられているため、負荷トランジスタ(T1、
T2)とドライバトランジスタ(D1、D2)の接合部
にはPN接合が形成される。
Referring to FIG. 28, P-type transistors are used as load transistors (T1, T2) and N-type transistors are used as driver transistors (D1, D2).
A PN junction is formed at the junction between T2) and the driver transistors (D1, D2).

【0029】具体的には、図32〜40に示したプロセ
スでは、負荷トランジスタ(T2)のソース領域16お
よびドレイン領域15を含む層を構成するポリシリコン
がP型、負荷トランジスタ(T1)のゲート電極6bを
構成するポリシリコンがN型であるため、ポリコンタク
ト9bなどでの両層の接合部にPN接合が形成される。
そしてこのPN接合によって電圧降下が起こり、その結
果、高電位に設定された記憶ノードの電位を低下させ
る。この傾向が助長されるとデータが反転するなど、メ
モリセルの信頼性に悪影響を及ぼすといった問題が発生
していた。
More specifically, in the process shown in FIGS. 32 to 40, the polysilicon constituting the layer including the source region 16 and the drain region 15 of the load transistor (T2) is P-type, and the gate of the load transistor (T1) is formed. Since the polysilicon forming the electrode 6b is N-type, a PN junction is formed at the junction of both layers at the poly contact 9b and the like.
Then, a voltage drop occurs due to the PN junction, and as a result, the potential of the storage node set to a high potential is reduced. If this tendency is promoted, there has been a problem that the data is inverted, which adversely affects the reliability of the memory cell.

【0030】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、この発明の1つの目的は、半導体
記憶装置において、その製造プロセス中での薄膜トラン
ジスタのゲート絶縁膜表面での欠陥の発生を防止するこ
とにより、ゲート絶縁膜の絶縁耐圧の低下を防止するこ
とである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to provide a semiconductor memory device having a defect on a surface of a gate insulating film of a thin film transistor during a manufacturing process thereof. The purpose is to prevent the occurrence of such a phenomenon, thereby preventing a decrease in the withstand voltage of the gate insulating film.

【0031】この発明のもう1つの目的は、半導体記憶
装置において、その製造プロセス中での薄膜トランジス
タのゲート絶縁膜の膜厚減少を防止することにより、ゲ
ート絶縁膜5の絶縁耐圧の低下を防止することである。
Another object of the present invention is to prevent a decrease in the withstand voltage of the gate insulating film 5 in the semiconductor memory device by preventing the thickness of the gate insulating film of the thin film transistor from being reduced during the manufacturing process. That is.

【0032】この発明のさらにもう1つの目的は、半導
体記憶装置において、回路中に形成されるPN接合での
電圧降下を低減することである。
Still another object of the present invention is to reduce a voltage drop at a PN junction formed in a circuit in a semiconductor memory device.

【0033】[0033]

【課題を解決するための手段】請求項1における半導体
記憶装置は、薄膜トランジスタを有する半導体記憶装置
であって、半導体層と、ゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜
保護層と、ゲート電極層とを備えている。半導体層は、
基板上に形成されている。ゲート絶縁膜は半導体層上に
形成されている。ゲート絶縁膜保護層はゲート絶縁膜上
に形成されている。ゲート電極層はゲート絶縁膜保護層
上に形成されている。このように、ゲート絶縁膜保護層
を設けることにより、製造プロセス中にレジストパター
ンとゲート絶縁膜が直接接触することが防止される。こ
れにより、半導体製造プロセス中でのレジストパターン
を除去するアッシング処理において、ゲート絶縁膜表面
上での、アッシング処理による欠陥(局所的な凹凸)の
発生を防止することができる。また、レジストパターン
除去時のライトエッチ処理においても、ゲート絶縁膜の
表面で直接ライトエッチ処理することが防止されるの
で、ゲート絶縁膜の膜厚の減少を防止することができ
る。よって、ゲート絶縁膜の表面欠陥や膜厚減少による
絶縁耐圧の低下を防止することができ、負荷トランジス
タの電気的特性の劣化を防止することができる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor memory device having a thin film transistor, comprising a semiconductor layer, a gate insulating film, a gate insulating film protection layer, and a gate electrode layer. ing. The semiconductor layer is
It is formed on a substrate. The gate insulating film is formed on the semiconductor layer. The gate insulating film protection layer is formed on the gate insulating film. The gate electrode layer is formed on the gate insulating film protection layer. By providing the gate insulating film protective layer in this manner, direct contact between the resist pattern and the gate insulating film during the manufacturing process is prevented. Thus, in an ashing process for removing a resist pattern in a semiconductor manufacturing process, generation of a defect (local unevenness) due to the ashing process on the surface of the gate insulating film can be prevented. Further, also in the light etching process at the time of removing the resist pattern, since the direct light etching process is prevented on the surface of the gate insulating film, a decrease in the thickness of the gate insulating film can be prevented. Therefore, a decrease in the withstand voltage due to a surface defect or a decrease in the thickness of the gate insulating film can be prevented, and deterioration of the electrical characteristics of the load transistor can be prevented.

【0034】請求項2における半導体記憶装置は、請求
項1の構成において、上記ゲート絶縁膜保護層をゲート
電極層と同じ材料にて形成する。このようにゲート絶縁
膜保護層をゲート電極層と同じ材質にて形成することに
より、ゲート絶縁膜保護層の表面にアッシング処理によ
る欠陥(局所的な凹凸)が発生しても、ゲート電極層を
形成する過程で、上記欠陥の上にゲート絶縁膜保護層と
同じ材質の層が形成される。その結果、上記欠陥は、ゲ
ート電極層を形成する物質内の粒界とみなせるようにな
る。このため、ゲート絶縁膜保護層の表面にてアッシン
グ処理のときに発生した欠陥による、ゲート電極層とゲ
ート絶縁膜保護層との境界での電界分布の不均一の発生
を防止することができる。
According to a second aspect of the present invention, in the semiconductor memory device according to the first aspect, the gate insulating film protective layer is formed of the same material as the gate electrode layer. By forming the gate insulating film protective layer with the same material as the gate electrode layer in this manner, even if a defect (local unevenness) due to the ashing process occurs on the surface of the gate insulating film protective layer, the gate electrode layer is formed. In the formation process, a layer made of the same material as the gate insulating film protective layer is formed on the defect. As a result, the defect can be regarded as a grain boundary in a substance forming the gate electrode layer. Therefore, it is possible to prevent non-uniform electric field distribution at the boundary between the gate electrode layer and the gate insulating film protection layer due to a defect generated during the ashing process on the surface of the gate insulating film protection layer.

【0035】請求項3における半導体記憶装置は、請求
項1の構成において、上記ゲート絶縁膜保護層を熱酸化
膜により形成する。このようにゲート絶縁膜保護層を熱
酸化膜により形成することにより、エッチング耐性の高
い熱酸化膜の上で、レジストパターン除去のためのアッ
シング処理や異物除去のためのライトエッチ処理を行な
うことになる。そのため、アッシング処理によりゲート
絶縁膜保護層の表面での表面欠陥の発生が抑制され、か
つ、ライトエッチ処理によりゲート絶縁膜保護層の膜厚
の減少が低減される。
According to a third aspect of the present invention, in the semiconductor memory device according to the first aspect, the gate insulating film protective layer is formed of a thermal oxide film. By forming the gate insulating film protective layer with a thermal oxide film in this manner, an ashing process for removing a resist pattern and a light etch process for removing foreign substances can be performed on the thermal oxide film having high etching resistance. Become. Therefore, the occurrence of surface defects on the surface of the gate insulating film protective layer is suppressed by the ashing process, and the decrease in the thickness of the gate insulating film protective layer is reduced by the light etching process.

【0036】請求項4における半導体記憶装置の製造方
法では、まず基板上に半導体層を形成する。上記半導体
層の上に、ゲート絶縁膜を形成する。上記ゲート絶縁膜
の上にゲート絶縁膜保護層を形成する。上記ゲート絶縁
膜保護層の上にレジストパターンを形成する。上記レジ
ストパターンをマスクとしてドライエッチングにより所
定領域のゲート絶縁膜とゲート絶縁膜保護層とを除去す
る。上記ゲート絶縁膜保護層の上にゲート電極層を形成
する。このように、ゲート絶縁膜保護層を設ける工程を
持つことにより、その後の工程においてレジストパター
ンとゲート絶縁膜が直接接触することが防止される。こ
れにより、半導体製造プロセス中でのレジストパターン
を除去するアッシング処理において、ゲート絶縁膜表面
上での、アッシング処理による欠陥(局所的な凹凸)の
発生を防止することができる。また、レジストパターン
除去時のライトエッチ処理においても、ゲート絶縁膜の
表面で直接ライトエッチ処理することが防止されるの
で、ゲート絶縁膜の膜厚の減少を防止することができ
る。よって、ゲート絶縁膜の表面欠陥や膜厚減少による
絶縁耐圧の低下を防止することができ、その結果負荷ト
ランジスタの電気的特性の劣化を防止することができ
る。
According to a fourth aspect of the present invention, a semiconductor layer is first formed on a substrate. A gate insulating film is formed over the semiconductor layer. A gate insulating film protection layer is formed on the gate insulating film. A resist pattern is formed on the gate insulating film protection layer. Using the resist pattern as a mask, the gate insulating film and the gate insulating film protective layer in a predetermined region are removed by dry etching. A gate electrode layer is formed on the gate insulating film protection layer. As described above, by providing the step of providing the gate insulating film protective layer, direct contact between the resist pattern and the gate insulating film in the subsequent steps is prevented. Thus, in an ashing process for removing a resist pattern in a semiconductor manufacturing process, generation of a defect (local unevenness) due to the ashing process on the surface of the gate insulating film can be prevented. Further, also in the light etching process at the time of removing the resist pattern, since the direct light etching process is prevented on the surface of the gate insulating film, a decrease in the thickness of the gate insulating film can be prevented. Therefore, a decrease in the withstand voltage due to a surface defect or a decrease in the thickness of the gate insulating film can be prevented, and as a result, a deterioration in the electrical characteristics of the load transistor can be prevented.

【0037】請求項5における半導体記憶装置の製造方
法は、請求項4の構成において、上記ゲート絶縁膜保護
層を熱酸化膜により形成する工程を有している。このよ
うにゲート絶縁膜保護層を熱酸化膜により形成する工程
を有することにより、エッチング耐性の高い熱酸化膜の
上で、レジストパターン除去のためのアッシング処理や
異物除去のためライトエッチ処理を行なうことになる。
そのため、アッシング処理によるゲート絶縁膜保護層の
表面での表面欠陥の発生や、ライトエッチ処理によるゲ
ート絶縁膜保護層の膜厚の減少が低減される。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor memory device according to the fourth aspect, further comprising the step of forming the gate insulating film protective layer by a thermal oxide film. Since the step of forming the gate insulating film protective layer by the thermal oxide film as described above is performed, an ashing process for removing a resist pattern and a light etch process for removing foreign substances are performed on the thermal oxide film having high etching resistance. Will be.
Therefore, the occurrence of surface defects on the surface of the gate insulating film protective layer due to the ashing process and the decrease in the thickness of the gate insulating film protective layer due to the light etching process are reduced.

【0038】請求項6における半導体記憶装置の製造方
法は、基板上に第1導電型の不純物を含む半導体層を形
成する。上記半導体層の上にゲート絶縁膜を形成する。
上記ゲート絶縁膜上に、上記半導体層と接触するよう
に、第2導電型の不純物を含むゲート電極層を形成す
る。上記ゲート電極層に第1導電型の不純物を導入す
る。このように、第2導電型の不純物を含むゲート電極
層に、第1導電型の不純物を導入することにより、ゲー
ト電極層の第2導電型の不純物の一部が第1導電型の不
純物によって打消される。それにより、ゲート電極層の
第2導電型の不純物濃度が低くなり、その結果、上記半
導体層と上記ゲート電極層の接触部に形成されるPN接
合での電圧降下を低減することができる。
According to a sixth aspect of the present invention, in a method of manufacturing a semiconductor memory device, a semiconductor layer containing a first conductivity type impurity is formed on a substrate. A gate insulating film is formed on the semiconductor layer.
A gate electrode layer containing an impurity of the second conductivity type is formed on the gate insulating film so as to be in contact with the semiconductor layer. A first conductivity type impurity is introduced into the gate electrode layer. In this manner, by introducing the first conductivity type impurity into the gate electrode layer containing the second conductivity type impurity, part of the second conductivity type impurity of the gate electrode layer is changed by the first conductivity type impurity. Is counteracted. Accordingly, the impurity concentration of the second conductivity type of the gate electrode layer is reduced, and as a result, a voltage drop at a PN junction formed at a contact portion between the semiconductor layer and the gate electrode layer can be reduced.

【0039】[0039]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0040】(実施の形態1)図1は、本発明の実施の
形態1によるSRAMのメモリセルの構造を示した断面
図であり、図31に示された従来のメモリセルの断面図
に対応する。図1を参照して、半導体基板13の上の所
定領域には素子分離領域1a、1bが形成されている。
半導体基板13および素子分離領域1a、1bの上には
ドライバトランジスタ(D1)のゲート電極を構成する
第1電極2cが形成されている。第1電極2cの上には
層間絶縁膜3a、3bが形成されている。層間絶縁膜3
a、3bの一部が選択的に除去されることにより、ポリ
コンタクト9a(図示せず)および9bが形成されてい
る。層間絶縁膜3a、3bとポリコンタクト9a(図示
せず)、9bとの上には、負荷トランジスタ(T1、T
2)のチャネル領域とソースドレイン領域とを構成する
シリコン層からなる第1導電層4が形成されている。第
1導電層4の上の所定領域にはゲート絶縁膜5a、5b
が形成されている。ゲート絶縁膜5a、5bの上にはゲ
ート絶縁膜保護層7が形成されている。ゲート絶縁膜5
a、5bとゲート絶縁膜保護層7との一部を選択的に除
去することによりポリコンタクト9a(図示せず)、9
bが形成されている。ゲート絶縁膜保護層7とポリコン
タクト9a(図示せず)、9bとの上には負荷トランジ
スタ(T1、T2)として薄膜トランジスタのゲート電
極6a、6bが形成されている。第1導電層4の、負荷
トランジスタ(T2)が形成される領域にはチャネル領
域17を挟むように所定の間隔を隔ててドレイン領域1
5とソース領域16とが形成されている。このチャネル
領域17上にゲート酸化膜5bとゲート酸化膜保護層7
とを介して負荷トランジスタ(T2)のゲート電極6a
が形成されている。
(First Embodiment) FIG. 1 is a sectional view showing a structure of a memory cell of an SRAM according to a first embodiment of the present invention, which corresponds to the sectional view of the conventional memory cell shown in FIG. I do. Referring to FIG. 1, element isolation regions 1a and 1b are formed in a predetermined region on semiconductor substrate 13.
On the semiconductor substrate 13 and the element isolation regions 1a and 1b, a first electrode 2c constituting a gate electrode of the driver transistor (D1) is formed. On the first electrode 2c, interlayer insulating films 3a and 3b are formed. Interlayer insulating film 3
Poly contacts 9a (not shown) and 9b are formed by selectively removing portions of a and 3b. On the interlayer insulating films 3a and 3b and the poly contacts 9a (not shown) and 9b, load transistors (T1, T
The first conductive layer 4 made of a silicon layer constituting the channel region and the source / drain region of 2) is formed. Gate insulating films 5a, 5b are provided in predetermined regions on first conductive layer 4.
Are formed. A gate insulating film protection layer 7 is formed on the gate insulating films 5a and 5b. Gate insulating film 5
a, 5b and a part of the gate insulating film protection layer 7 are selectively removed to form poly contacts 9a (not shown), 9a.
b is formed. On the gate insulating film protection layer 7 and the poly contacts 9a (not shown) and 9b, thin film transistor gate electrodes 6a and 6b are formed as load transistors (T1 and T2). In the region of the first conductive layer 4 where the load transistor (T2) is to be formed, the drain region 1 is separated by a predetermined distance so as to sandwich the channel region 17.
5 and a source region 16 are formed. On the channel region 17, the gate oxide film 5b and the gate oxide protection layer 7
And the gate electrode 6a of the load transistor (T2)
Are formed.

【0041】この実施の形態1のメモリセルでは、図1
に示すように、ゲート絶縁膜5a、5bの上にゲート絶
縁膜保護層7を形成する。そのため、後述する製造プロ
セスにおいて、第1ポリコンタクト9a(図示せず)お
よび9bを形成する際に、ゲート絶縁膜保護層7上にレ
ジストパターン14が形成される。これにより、ゲート
絶縁膜5aおよび5b上にレジストパターン14が直接
接触して形成されるのが防止される。その結果、レジス
トパターン14を除去するためのアッシング処理および
異物除去のためのライトエッチ処理の際に、ゲート絶縁
膜5a、5bの表面に欠陥が発生するのを防止すること
ができるとともに、ゲート絶縁膜5a、5bの膜厚が減
少することを防止することができる。よって、ゲート絶
縁膜5a、5bの表面欠陥や膜厚減少による絶縁耐圧の
低下を防止するこができ、負荷トランジスタとしての薄
膜トランジスタ(T1、T2)の電気的特性の劣化を防
止することができる。
In the memory cell of the first embodiment, FIG.
As shown in FIG. 7, a gate insulating film protection layer 7 is formed on the gate insulating films 5a and 5b. Therefore, when forming the first poly contacts 9a (not shown) and 9b in a manufacturing process described later, a resist pattern 14 is formed on the gate insulating film protection layer 7. This prevents the resist pattern 14 from being formed in direct contact with the gate insulating films 5a and 5b. As a result, it is possible to prevent defects from being generated on the surfaces of the gate insulating films 5a and 5b during the ashing process for removing the resist pattern 14 and the light etching process for removing foreign substances, and to prevent the gate insulating film 5a from being defective. It is possible to prevent the thickness of the films 5a and 5b from decreasing. Therefore, it is possible to prevent a decrease in the withstand voltage due to a surface defect or a decrease in the film thickness of the gate insulating films 5a and 5b, and it is possible to prevent the electrical characteristics of the thin film transistors (T1, T2) as load transistors from deteriorating.

【0042】図2〜12は、図1に示した実施の形態1
によるメモリセルの製造プロセスを説明するための断面
図である。以下、図2〜12を参照して、この実施の形
態1によるメモリセルの製造プロセスについて説明す
る。
FIGS. 2 to 12 show the first embodiment shown in FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional view for illustrating the memory cell manufacturing process according to the first embodiment. Hereinafter, a manufacturing process of the memory cell according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.

【0043】まず、図2に示すように、シリコン基板1
3の主表面上に素子分離領域1a、1bを形成する。次
にドープトポリシリコンを化学気相成長法(CVD法)
により80〜160nm堆積させることにより第1電極
2cを形成する。この第1電極2cは、ドープトポリシ
リコンを40〜80nm堆積させた上にWSiを40〜
80nm堆積させて形成してもよい。ドープトポリシリ
コンの不純物には、リンまたはヒ素を用いる。次に、化
学気相成長法(CVD法)を用いて酸化膜を600〜1
000nm堆積させることにより層間絶縁膜3を形成す
る。次に、層間絶縁膜3の表面をエッチバック処理によ
り平坦化する。
First, as shown in FIG.
Element isolation regions 1a and 1b are formed on the main surface of the semiconductor device 3. Next, doped polysilicon is subjected to chemical vapor deposition (CVD).
The first electrode 2c is formed by depositing 80 to 160 nm. The first electrode 2c is formed by depositing 40-80 nm of doped polysilicon and then depositing 40-80 nm of WSi.
It may be formed by depositing 80 nm. Phosphorus or arsenic is used as an impurity of the doped polysilicon. Next, an oxide film is formed in a thickness of 600 to 1 using a chemical vapor deposition method (CVD method).
The interlayer insulating film 3 is formed by depositing 000 nm. Next, the surface of the interlayer insulating film 3 is flattened by an etch-back process.

【0044】次に、図3に示すように、層間絶縁膜3
a、3bの上の所定領域にレジストパターン14を形成
する。そして、レジストパターン14をマスクとして層
間絶縁膜3a、3bをドライエッチングすることにより
ポリコンタクト9a(図示せず)および9bを形成す
る。このドライエッチング時のエッチングガスとして
は、CF4 、C2 6 、または同様の性質を持つガスを
用いる。またエッチング残りが発生しないように、層間
絶縁膜の膜厚に合わせてエッチング時間を選択する。ポ
リコンタクト9a(図示せず)および9bの形成後は、
レジストパターン14をアッシング処理によって除去す
る。
Next, as shown in FIG.
A resist pattern 14 is formed in a predetermined region above a and 3b. Then, poly-contacts 9a (not shown) and 9b are formed by dry-etching interlayer insulating films 3a and 3b using resist pattern 14 as a mask. As an etching gas at the time of this dry etching, CF 4 , C 2 F 6 , or a gas having similar properties is used. Further, the etching time is selected according to the thickness of the interlayer insulating film so that no etching residue occurs. After forming the poly contacts 9a (not shown) and 9b,
The resist pattern 14 is removed by ashing.

【0045】次に、図4に示すように、層間絶縁膜3
a、3bとポリコンタクト9a(図示せず)、9bとの
上にシリコン層(図示せず)を堆積する。そしてレジス
トパターンをマスクとしてそのシリコン層4をドライエ
ッチングすることにより第1導電層4を形成する。第1
導電層4を構成するシリコン層は、ノンドープトポリシ
リコンを化学気相成長法(CVD法)で20〜50nm
堆積させることにとより形成する。この第1導電層4
は、ノンドープト非晶質シリコンを化学気相成長法(C
VD法)で20〜50nm堆積し、その後580〜65
0℃で数時間熱処理を加え非晶質シリコンを結晶化させ
て形成してもよい。また、負荷トランジスタ(T1、T
2)としての薄膜トランジスタのしきい値電圧を調整す
るため、第1導電層4に不純物イオンを注入してもよ
い。不純物イオンには、リン、ヒ素、ボロン、またはB
2 を用いる。
Next, as shown in FIG.
A silicon layer (not shown) is deposited on a, 3b and the poly contacts 9a (not shown), 9b. Then, the first conductive layer 4 is formed by dry-etching the silicon layer 4 using the resist pattern as a mask. First
The silicon layer constituting the conductive layer 4 is made of non-doped polysilicon by chemical vapor deposition (CVD) with a thickness of 20 to 50 nm.
It is formed by depositing. This first conductive layer 4
Uses undoped amorphous silicon by chemical vapor deposition (C
VD method) to deposit 20 to 50 nm and then 580 to 65
A heat treatment may be performed at 0 ° C. for several hours to crystallize amorphous silicon. In addition, load transistors (T1, T
In order to adjust the threshold voltage of the thin film transistor as 2), impurity ions may be implanted into the first conductive layer 4. The impurity ions include phosphorus, arsenic, boron, or B
The F 2 is used.

【0046】次に、図5に示すように、第1導電層4の
上にシラン系ガスまたはTEOS系ガスを用いた化学気
相成長法(CVD法)によりシリコン酸化膜を堆積させ
ることにより、ゲート絶縁膜5を形成する。このゲート
絶縁膜5は20〜40nm程度の膜厚を有するように形
成する。
Next, as shown in FIG. 5, a silicon oxide film is deposited on the first conductive layer 4 by a chemical vapor deposition (CVD) method using a silane-based gas or a TEOS-based gas. A gate insulating film 5 is formed. This gate insulating film 5 is formed to have a thickness of about 20 to 40 nm.

【0047】次に、図6に示すように、ゲート絶縁膜5
の上にドープトポリシリコンまたはドープトアモルファ
スシリコンを化学気相成長法(CVD法)で10〜30
nm堆積させることによりゲート絶縁膜保護層7を形成
する。ドープトポリシリコンまたはドープトアモルファ
スシリコンの不純物には、リンまたはヒ素を用いる。
Next, as shown in FIG.
Of doped polysilicon or doped amorphous silicon by chemical vapor deposition (CVD)
The gate insulating film protection layer 7 is formed by depositing nm. Phosphorus or arsenic is used as an impurity of doped polysilicon or doped amorphous silicon.

【0048】次に、図7に示すように、ゲート絶縁膜保
護層7上にレジストパターン14を形成した後、レジス
トパターン14をマスクとして、第1ポリコンタクト9
a(図示せず)、9b内のゲート絶縁膜保護層7とゲー
ト絶縁膜5とをドライエッチングすることにより除去す
る。同時に、レジストパターン14をマスクとして、ゲ
ート絶縁膜保護層7とゲート絶縁膜5と層間絶縁膜3
a、3bとをドライエッチングすることにより図30に
示す第2ポリコンタクト11a、11bを形成する。エ
ッチングガスにはCF4 、C2 6 、または同様の性質
を持つガスを用いる。また、第2ポリコンタクト11
a、11b底部にて、エッチング残りが発生しないとと
もに、第1ポリコンタクト9a(図示せず)、9b内の
第1導電層4が除去されないように、エッチング時間を
調整する。
Next, as shown in FIG. 7, after forming a resist pattern 14 on the gate insulating film protection layer 7, the first poly contact 9 is formed using the resist pattern 14 as a mask.
The gate insulating film protection layer 7 and the gate insulating film 5 in a (not shown) and 9b are removed by dry etching. At the same time, using the resist pattern 14 as a mask, the gate insulating film protective layer 7, the gate insulating film 5, and the interlayer insulating film 3
a and 3b are dry-etched to form second poly contacts 11a and 11b shown in FIG. CF 4 , C 2 F 6 , or a gas having similar properties is used as an etching gas. Also, the second poly contact 11
The etching time is adjusted so that no etching residue occurs at the bottoms of a and 11b and the first conductive layer 4 in the first poly contacts 9a (not shown) and 9b is not removed.

【0049】次に、図8に示すように、ゲート絶縁膜保
護層7の表面からアッシング処理を行なうことによりレ
ジストパターン14を除去する。その後ゲート絶縁膜保
護層7の表面の異物を除去するため、ライトエッチ処理
を数十秒行なう。ここで、この実施の形態1の製造プロ
セスでは、ゲート絶縁膜5の上にゲート絶縁膜保護層7
を形成する。そのため、図7に示した第1ポリコンタク
ト9a(図示せず)、9bを形成する工程において、レ
ジストパターン14とゲート絶縁膜5が直接接触するこ
とが防止される。これにより、図8に示したレジストパ
ターン14を除去するアッシング処理において、ゲート
絶縁膜5表面上での、アッシング処理による欠陥(局所
的な凹凸)の発生を防止することができる。また、アッ
シング処理後の異物除去のためのライトエッチ処理にお
いても、ゲート絶縁膜5の表面で直接ライトエッチ処理
することが防止されるので、ゲート絶縁膜5の膜厚の減
少を防止することができる。
Next, as shown in FIG. 8, the resist pattern 14 is removed by performing ashing on the surface of the gate insulating film protection layer 7. Thereafter, in order to remove foreign substances on the surface of the gate insulating film protection layer 7, a write etching process is performed for several tens of seconds. Here, in the manufacturing process of the first embodiment, the gate insulating film protection layer 7 is formed on the gate insulating film 5.
To form Therefore, in the step of forming first poly contacts 9a (not shown) and 9b shown in FIG. 7, direct contact between resist pattern 14 and gate insulating film 5 is prevented. Thereby, in the ashing process for removing the resist pattern 14 shown in FIG. 8, it is possible to prevent the occurrence of defects (local irregularities) due to the ashing process on the surface of the gate insulating film 5. Also, in the write etching process for removing foreign matter after the ashing process, since the direct write etching process is prevented on the surface of the gate insulating film 5, the thickness of the gate insulating film 5 can be prevented from decreasing. it can.

【0050】次に、図9に示すように、第1導電層4と
ゲート絶縁膜保護層7との上に、ドープトポリシリコン
またはドープトアモルファスシリコンを化学気相成長法
(CVD法)により堆積させることにより、第2電極6
を形成する。第2電極6は、100〜300nmの厚み
を有するように形成する。また、第2電極6内の不純物
にはN型のリンまたはヒ素を用いる。この工程で第1導
電層4と第2電極6とを接続する。
Next, as shown in FIG. 9, doped polysilicon or doped amorphous silicon is formed on the first conductive layer 4 and the gate insulating film protection layer 7 by chemical vapor deposition (CVD). By depositing, the second electrode 6
To form The second electrode 6 is formed to have a thickness of 100 to 300 nm. N-type phosphorus or arsenic is used as an impurity in the second electrode 6. In this step, the first conductive layer 4 and the second electrode 6 are connected.

【0051】次に、図10に示すように第2電極6に4
5°前後の斜め回転注入法を用い、P型のボロンまたは
BF2 をイオン注入する。このイオン注入の際の注入エ
ネルギーは、第2電極6と、ゲート絶縁膜保護層7と、
ゲート絶縁膜5a、5bとを突き抜けて第1導電層4に
注入イオンが影響を与えないように調整する。また、ボ
ロンまたはBF2 イオンの注入量は1.0E15cm-2
〜1.0E17cm-2に調整する。ここで、第2電極6
を構成するシリコンはN型であり、第1導電層4を構成
するシリコンは最終的には、負荷トランジスタとしての
薄膜トランジスタ(T2)のドレイン領域15(図示せ
ず)とソース領域16(図示せず)を含むため、P型と
なる。そのためポリコンタクト9a(図示せず)、9b
などでの第2電極6と第1導電層4との接触部ではPN
接合が形成される。しかし、この実施の形態1では、図
10に示すようにN型の不純物が導入された第2電極6
に45°前後の斜め回転注入法を用い、P型のボロンま
たはBF2 をイオン注入する。第2電極6に注入された
ボロンまたはBF2 はP型の不純物であるため、第2電
極6のN型の不純物の一部が、導入されたボロンまたは
BF2 によって打消される。それにより第2電極6のN
型不純物の濃度が低下し、その結果、上記PN接合での
電圧低下を低減することができる。
Next, as shown in FIG.
P-type boron or BF 2 is ion-implanted using an oblique rotation implantation method of about 5 °. The implantation energy at the time of this ion implantation is as follows: the second electrode 6, the gate insulating film protection layer 7,
The adjustment is performed so that the implanted ions do not affect the first conductive layer 4 through the gate insulating films 5a and 5b. The amount of implanted boron or BF 2 ions is 1.0E15 cm −2.
Adjust to ~ 1.0E17cm -2 . Here, the second electrode 6
Of the thin film transistor (T2) serving as a load transistor is finally formed by the drain region 15 (not shown) and the source region 16 (not shown) of the thin film transistor (T2) as a load transistor. ), It becomes P-type. Therefore, poly contacts 9a (not shown), 9b
In the contact portion between the second electrode 6 and the first conductive layer 4 as described above, PN
A bond is formed. However, in the first embodiment, as shown in FIG. 10, second electrode 6 doped with an N-type impurity is formed.
Then, P-type boron or BF 2 is ion-implanted using an oblique rotation implantation method of about 45 °. Since boron or BF 2 injected into the second electrode 6 is a P-type impurity, a part of the N-type impurity of the second electrode 6 is canceled by the introduced boron or BF 2 . Thereby, the N of the second electrode 6
As a result, the voltage drop at the PN junction can be reduced.

【0052】次に、図11に示すように、レジストパタ
ーン14をマスクとして、第2電極6とゲート絶縁膜保
護層7とをドライエッチングすることにより負荷トラン
ジスタ(T1、T2)のゲート電極6a、6bを形成す
る。エッチングガスにはCF 4 、C2 6 、または同様
の性質を持つガスを用いる。
Next, as shown in FIG.
The electrode 14 is used as a mask to protect the second electrode 6 and the gate insulating film.
The load transformer is formed by dry etching the protective layer 7.
Forming gate electrodes 6a, 6b of the transistors (T1, T2);
You. CF for etching gas Four, CTwoF6Or similar
A gas having the following properties is used.

【0053】次に、図12に示すように、ボロンまたは
BF2 を負荷トランジスタ(T2)のソース領域16
と、ドレイン領域15とにイオン注入する。このイオン
注入の際の注入エネルギーは、ソース領域16と、ドレ
イン領域15との内部にイオンの飛程が合い、かつ第2
電極6a、6bを突き抜けて、第2電極6a、6bの下
部にあるチャネル領域17に影響を及ぼさないよう調整
する。ボロンまたはBF 2 イオンの注入量は、1.0E
14cm-2〜1.0E16cm-2に調整する。
Next, as shown in FIG.
BFTwoTo the source region 16 of the load transistor (T2).
And the drain region 15 are ion-implanted. This ion
The implantation energy at the time of implantation depends on the source region 16 and the drain.
The range of the ions is in the interior of the inside region 15 and the second
Penetrating through the electrodes 6a, 6b, and under the second electrodes 6a, 6b
Adjusted so as not to affect the channel region 17 in the section
I do. Boron or BF TwoThe ion implantation amount is 1.0E
14cm-2~ 1.0E16cm-2Adjust to

【0054】次に、第2電極6a、6bとゲート絶縁膜
5との上に、層間絶縁膜を堆積し、アルミコンタクトを
開孔後、アルミ配線を形成する。
Next, an interlayer insulating film is deposited on the second electrodes 6a and 6b and the gate insulating film 5, and after opening an aluminum contact, an aluminum wiring is formed.

【0055】(実施の形態2)次に、図13は、本発明
の実施の形態2によるメモリセルの構造を説明するため
の断面図である。この実施の形態2のメモリセルでは、
ゲート絶縁膜保護層7の膜厚Tp1を10nm<Tp1
<30nmとする。通常ドライエッチングにおいては、
ゲート絶縁膜保護層7を構成するシリコン層に対するプ
ロセス条件と、ゲート絶縁膜5a、5bを構成するシリ
コン酸化膜に対するプロセス条件とが異なるため、図7
に示すようなポリコンタクト形成時には2段階のエッチ
ング工程が必要である。しかし、上記のようにゲート絶
縁膜保護層7の膜厚を薄く(10nm<Tp1<30n
m)形成すれば、シリコン酸化膜に適合したエッチング
プロセス条件のみを用いてゲート絶縁膜保護層7を構成
するシリコン層もエッチングされる。これにより、1つ
のエッチングプロセスで、ゲート絶縁膜5a、5bと、
ゲート絶縁膜保護層7とをエッチングすることができ、
その結果、実施の形態1の効果に加えて、さらに図7に
示すポリコンタクト形成時のエッチング工程を簡略化す
ることができる。
(Embodiment 2) FIG. 13 is a cross-sectional view for illustrating the structure of a memory cell according to Embodiment 2 of the present invention. In the memory cell according to the second embodiment,
The thickness Tp1 of the gate insulating film protection layer 7 is set to 10 nm <Tp1.
<30 nm. Usually in dry etching,
Since the process conditions for the silicon layer forming the gate insulating film protection layer 7 and the silicon oxide films forming the gate insulating films 5a and 5b are different from each other, FIG.
When a polycontact is formed as shown in FIG. 1, a two-stage etching process is required. However, as described above, the thickness of the gate insulating film protection layer 7 is reduced (10 nm <Tp1 <30n).
m) If formed, the silicon layer forming the gate insulating film protection layer 7 is also etched using only the etching process conditions suitable for the silicon oxide film. Thereby, in one etching process, the gate insulating films 5a, 5b,
The gate insulating film protection layer 7 can be etched,
As a result, in addition to the effect of the first embodiment, the etching step at the time of forming the poly contact shown in FIG. 7 can be further simplified.

【0056】なお、Tp1<10nmとした場合、ゲー
ト絶縁膜保護層7を均一に形成することが困難になり、
Tp1>30nmの場合、ポリコンタクトを形成する際
のドライエッチングにおいて、ゲート絶縁膜5a、5b
に適合したエッチングプロセス条件のみでゲート絶縁膜
保護層7をエッチングすることが困難になる。
When Tp1 <10 nm, it is difficult to form the gate insulating film protection layer 7 uniformly.
When Tp1> 30 nm, the gate insulating films 5a, 5b are used in the dry etching for forming the poly contact.
It becomes difficult to etch the gate insulating film protective layer 7 only under the etching process conditions suitable for the above.

【0057】(実施の形態3)次に図14は、本発明の
実施の形態3によるメモリセルの構造を説明するための
断面図である。実施の形態3のメモリセルでは第2電極
6a、6bの膜厚Tp2を200nm以下とする。図1
1に示した工程において、レジストパターン14をマス
クとして、第2電極6a、6bとゲート絶縁膜保護層7
とをドライエッチングする際、プロセスマージンを見込
んでオーバーエッチを行なう。このときのオーバーエッ
チ量は第2電極6a、6bとゲート絶縁膜保護層7との
合計膜厚に比例するため、第2電極6a、6bの膜厚T
p2を200nm以下に制限することで、オーバーエッ
チ量が制限される。その結果、実施の形態1の効果に加
えて、図11に示すようなドライエッチング工程におい
て、オーバーエッチによってゲート絶縁膜5a、5bの
膜厚が減少する問題、およびゲート絶縁膜5a、5bが
オーバーエッチにより消失して第1導電層4までがエッ
チングされるといった問題の発生を防止することができ
る。
(Embodiment 3) FIG. 14 is a cross-sectional view for illustrating a structure of a memory cell according to Embodiment 3 of the present invention. In the memory cell of the third embodiment, the thickness Tp2 of the second electrodes 6a and 6b is set to 200 nm or less. FIG.
In the step shown in FIG. 1, the second electrode 6a, 6b and the gate insulating film protection layer 7 are formed using the resist pattern 14 as a mask.
When dry etching is performed, overetching is performed in consideration of a process margin. Since the amount of overetching at this time is proportional to the total film thickness of the second electrodes 6a and 6b and the gate insulating film protection layer 7, the film thickness T of the second electrodes 6a and 6b is
By limiting p2 to 200 nm or less, the amount of overetch is limited. As a result, in addition to the effect of the first embodiment, in the dry etching process as shown in FIG. 11, the thickness of the gate insulating films 5a and 5b is reduced due to the overetch, and the gate insulating films 5a and 5b It is possible to prevent the problem that the first conductive layer 4 is etched by disappearing by the etching.

【0058】なお、Tp2>200nmの場合、図11
に示すように、レジストパターン14をマスクとして第
2電極6a、6bおよびゲート絶縁膜保護層7をドライ
エッチングする際、オーバーエッチによりゲート絶縁膜
5a、5bまでがエッチングにより消失し、さらに第1
導電層4までがエッチングされてしまう可能性がある。
When Tp2> 200 nm, FIG.
As shown in FIG. 5, when the second electrodes 6a and 6b and the gate insulating film protective layer 7 are dry-etched using the resist pattern 14 as a mask, up to the gate insulating films 5a and 5b disappear by etching due to overetching, and
There is a possibility that even the conductive layer 4 is etched.

【0059】(実施の形態4)次に、図15は本発明の
実施の形態4によるメモリセルの構造を示した断面図で
ある。図15を参照して、この実施の形態4のメモリセ
ルでは、実施の形態1のメモリセルと異なり、そのゲー
ト絶縁膜保護層8を熱酸化膜により構成する。この実施
の形態4では、ゲート絶縁膜保護層8を熱酸化膜により
形成することにより、製造プロセスにおいて、エッチン
グ耐性の高い熱酸化膜の上で、レジストパターン除去の
ためのアッシング処理や異物除去のためのライトエッチ
処理が行なわれる。そのため、アッシング処理によるゲ
ート絶縁膜保護層8の表面での欠陥の発生、およびライ
トエッチ処理によるゲート絶縁膜保護層8の膜厚の減少
が低減される。
(Embodiment 4) FIG. 15 is a sectional view showing a structure of a memory cell according to Embodiment 4 of the present invention. Referring to FIG. 15, the memory cell of the fourth embodiment differs from the memory cell of the first embodiment in that gate insulating film protection layer 8 is formed of a thermal oxide film. In the fourth embodiment, the gate insulating film protection layer 8 is formed of a thermal oxide film, so that ashing process for removing a resist pattern and foreign matter removal are performed on the thermal oxide film having high etching resistance in the manufacturing process. Is performed for this purpose. Therefore, the occurrence of defects on the surface of the gate insulating film protection layer 8 due to the ashing process and the decrease in the thickness of the gate insulating film protection layer 8 due to the light etching process are reduced.

【0060】図16〜27は、図15に示した実施の形
態4によるメモリセルの製造プロセスを説明するための
断面図である。以下図16〜27を参照して、実施の形
態4のメモリセルの製造プロセスについて説明する。
FIGS. 16 to 27 are cross-sectional views for illustrating a manufacturing process of the memory cell according to the fourth embodiment shown in FIG. The manufacturing process of the memory cell according to the fourth embodiment will be described below with reference to FIGS.

【0061】まず、図16に示すように、シリコン基板
13の主表面上に素子分離領域1a、1bを形成する。
次に、ドープトポリシリコンを化学気相成長法(CVD
法)により80〜160nm堆積させることにより第1
電極2cを形成する。この第1電極2cは、ドープトポ
リシリコンを40〜80nm堆積させた上にWSiを4
0〜80nm堆積させて形成してもよい。ドープトポリ
シリコンの不純物には、リンまたはヒ素を用いる。次
に、化学気相成長法(CVD法)を用いて酸化膜を60
0〜1000nm堆積させることにより層間絶縁膜3を
形成する。次に、層間絶縁膜3の表面をエッチバック処
理により平坦化する。
First, as shown in FIG. 16, element isolation regions 1a and 1b are formed on the main surface of silicon substrate 13.
Next, doped polysilicon is deposited by chemical vapor deposition (CVD).
1) by depositing 80 to 160 nm by
The electrode 2c is formed. The first electrode 2c is formed by depositing 40 to 80 nm of doped polysilicon and further adding WSi to 4
It may be formed by depositing 0 to 80 nm. Phosphorus or arsenic is used as an impurity of the doped polysilicon. Next, an oxide film is formed using a chemical vapor deposition (CVD) method.
The interlayer insulating film 3 is formed by depositing 0 to 1000 nm. Next, the surface of the interlayer insulating film 3 is flattened by an etch-back process.

【0062】次に、図17に示すように、層間絶縁膜3
a、3bの上の所定領域にレジストパターン14を形成
する。そしてレジストパターン14をマスクとして層間
絶縁膜3a、3bをドライエッチングすることによりポ
リコンタクト9a(図示せず)および9bを形成する。
このドライエッチング時のエッチングガスとしてはCF
4 、C2 6 、または同様の性質を持つガスを用いる。
またエッチング残りが発生しないよう、層間絶縁膜の膜
厚に合わせてエッチング時間を選択する。ポリコンタク
ト9a(図示せず)および9bの形成後は、レジストパ
ターン14をアッシング処理によって除去する。次に、
図18に示すように層間絶縁膜3a、3bとポリコンタ
クト9a(図示せず)、9bとの上にシリコン層(図示
せず)を堆積する。そしてレジストパターンをマスクと
してそのシリコン層(図示せず)をドライエッチングす
ることにより、第1導電層4を形成する。第1導電層4
を構成するシリコン層は、ノンドープトポリシリコンを
化学気相成長法(CVD法)で20〜50nm堆積させ
ることにより形成する。この第1導電層4は、ノンドー
プト非晶質シリコンを化学気相成長法(CVD法)によ
り20〜50nm堆積し、その後580〜650℃で数
時間熱処理を加え非晶質シリコンを結晶化させて形成し
てもよい。また、負荷トランジスタ(T1、T2)とし
ての薄膜トランジスタのしきい値電圧を調整するため、
第1導電層4に不純物イオンを注入してもよい。不純物
イオンには、リン、ヒ素、ボロン、またはBF2 を用い
る。
Next, as shown in FIG.
A resist pattern 14 is formed in a predetermined region above a and 3b. Then, poly-contacts 9a (not shown) and 9b are formed by dry-etching interlayer insulating films 3a and 3b using resist pattern 14 as a mask.
CF is used as an etching gas for this dry etching.
4 , C 2 F 6 or a gas having similar properties is used.
Further, the etching time is selected according to the thickness of the interlayer insulating film so that no etching residue occurs. After the formation of the poly contacts 9a (not shown) and 9b, the resist pattern 14 is removed by ashing. next,
As shown in FIG. 18, a silicon layer (not shown) is deposited on interlayer insulating films 3a and 3b and poly contacts 9a (not shown) and 9b. Then, the first conductive layer 4 is formed by dry etching the silicon layer (not shown) using the resist pattern as a mask. First conductive layer 4
Is formed by depositing 20 to 50 nm of non-doped polysilicon by chemical vapor deposition (CVD). The first conductive layer 4 is formed by depositing non-doped amorphous silicon with a thickness of 20 to 50 nm by a chemical vapor deposition method (CVD method), and then performing a heat treatment at 580 to 650 ° C. for several hours to crystallize the amorphous silicon. It may be formed. Further, in order to adjust the threshold voltage of the thin film transistor as the load transistor (T1, T2),
Impurity ions may be implanted into the first conductive layer 4. As impurity ions, phosphorus, arsenic, boron, or BF 2 is used.

【0063】次に、図19に示すように、第1導電層4
の上にシラン系ガスまたはTEOS系ガスを用いた化学
気相成長法(CVD法)によりシリコン酸化膜を堆積さ
せることにより、ゲート絶縁膜5を形成する。このゲー
ト絶縁膜5は20〜40nm程度の膜厚を有するように
形成する。
Next, as shown in FIG. 19, the first conductive layer 4
A gate oxide film 5 is formed by depositing a silicon oxide film thereon by a chemical vapor deposition method (CVD method) using a silane-based gas or a TEOS-based gas. This gate insulating film 5 is formed to have a thickness of about 20 to 40 nm.

【0064】次に、図20に示すように、ゲート絶縁膜
5の上にドープトポリシリコンまたはドープトアモルフ
ァスシリコンを化学気相成長法(CVD法)により堆積
させることによりゲート絶縁膜保護層7を形成する。こ
のゲート絶縁膜保護層7は、10〜30nm程度の膜厚
を有するように、かつゲート絶縁膜5の膜厚とゲート絶
縁膜保護層7の膜厚の合計が30〜50nm程度になる
ように形成する。
Next, as shown in FIG. 20, doped polysilicon or doped amorphous silicon is deposited on the gate insulating film 5 by a chemical vapor deposition method (CVD method) to thereby form the gate insulating film protective layer 7. To form The gate insulating film protection layer 7 has a thickness of about 10 to 30 nm and a total thickness of the gate insulating film 5 and the gate insulating film protection layer 7 of about 30 to 50 nm. Form.

【0065】次に図21に示すように、ゲート絶縁膜保
護層7を熱酸化し、シリコン酸化膜8とする。この熱酸
化は温度580〜650℃にて数時間行なう。
Next, as shown in FIG. 21, the gate insulating film protection layer 7 is thermally oxidized to form a silicon oxide film 8. This thermal oxidation is performed at a temperature of 580 to 650 ° C. for several hours.

【0066】次に、図22に示すようにレジストパター
ン14をマスクとして、第1ポリコンタクト9a(図示
せず)、9b内のゲート絶縁膜保護層8とゲート絶縁膜
5とをドライエッチングすることにより除去する。同時
に、レジストパターン14をマスクとして、ゲート絶縁
膜保護層8とゲート絶縁膜5と層間絶縁膜3a、3bと
をドライエッチングすることにより図30に示す第2ポ
リコンタクト11a、11bを形成する。エッチングガ
スにはCF4 、C2 6 、または同様の性質を持つガス
を用いる。また、第2ポリコンタクト11a、11b底
部にて、エッチング残りが発生しないとともに、第1ポ
リシリコンコンタクト9a(図示せず)、9b内の第1
導電層4が除去されないように、エッチング時間を調整
する。
Next, as shown in FIG. 22, using the resist pattern 14 as a mask, the gate insulating film protective layer 8 and the gate insulating film 5 in the first poly contacts 9a (not shown) and 9b are dry-etched. To remove. At the same time, the second poly contacts 11a and 11b shown in FIG. 30 are formed by dry-etching the gate insulating film protective layer 8, the gate insulating film 5, and the interlayer insulating films 3a and 3b using the resist pattern 14 as a mask. CF 4 , C 2 F 6 , or a gas having similar properties is used as an etching gas. In addition, at the bottom of the second poly contacts 11a, 11b, no etching residue occurs, and the first polysilicon contacts 9a (not shown),
The etching time is adjusted so that the conductive layer 4 is not removed.

【0067】ここで、図22に示すポリコンタクト9a
(図示せず)、9b形成時に、ゲート絶縁膜5とゲート
絶縁膜保護層8との両方がシリコン酸化膜から構成され
ているため、シリコン酸化膜に適合したエッチングプロ
セス条件のみを用いてエッチングすることができる。そ
の結果、実施の形態1の効果に加えて、さらに図22に
示すポリコンタクト形成時のエッチング工程を簡略化す
ることができる。
Here, the poly contact 9a shown in FIG.
(Not shown), since both the gate insulating film 5 and the gate insulating film protection layer 8 are formed of a silicon oxide film at the time of forming 9b, etching is performed using only etching process conditions suitable for the silicon oxide film. be able to. As a result, in addition to the effect of the first embodiment, the etching step for forming the polycontact shown in FIG. 22 can be further simplified.

【0068】次に、図23に示すように、ゲート絶縁膜
保護層8の表面からアッシング処理を行なうことにより
レジストパターン14を除去する。その後ゲート絶縁膜
保護層8の表面の異物を除去するためライトエッチ処理
を数十秒行なう。
Next, as shown in FIG. 23, the resist pattern 14 is removed from the surface of the gate insulating film protection layer 8 by performing ashing. Thereafter, a write etch process is performed for several tens of seconds to remove foreign substances on the surface of the gate insulating film protection layer 8.

【0069】次に、図24に示すように、第1導電層4
とゲート絶縁膜保護層8との上に、ドープトポリシリコ
ンまたはドープトアモルファスシリコンを化学気相成長
法(CVD法)により堆積させることにより、第2電極
6を形成する。第2電極6は、100〜300nmの厚
みを有するように形成する。また、第2電極6内の不純
物には、リンまたはヒ素を用いる。この工程で第1導電
層4と第2電極6とを接続する。
Next, as shown in FIG. 24, the first conductive layer 4
A second electrode 6 is formed by depositing doped polysilicon or doped amorphous silicon on the gate insulating film protection layer 8 by chemical vapor deposition (CVD). The second electrode 6 is formed to have a thickness of 100 to 300 nm. In addition, phosphorus or arsenic is used as an impurity in the second electrode 6. In this step, the first conductive layer 4 and the second electrode 6 are connected.

【0070】次に、図25に示すように、第2電極6に
45°前後の斜め回転注入法を用い、ボロンまたはBF
2 をイオン注入する。このイオン注入の際の注入エネル
ギは、第2電極6と、ゲート絶縁膜保護層8と、ゲート
絶縁膜5a、5bとを突き抜けて第1導電層4に注入イ
オンが影響を与えないように調整する。また、ボロンま
たはBF2 イオンの注入量は1.0E15cm-2〜1.
0E17cm-2に調整する。
Next, as shown in FIG. 25, boron or BF
2 is ion-implanted. The implantation energy at the time of this ion implantation is adjusted so that the implanted ions do not affect the first conductive layer 4 through the second electrode 6, the gate insulating film protective layer 8, and the gate insulating films 5a and 5b. I do. Further, the implantation amount of boron or BF 2 ions is 1.0E15 cm −2 to 1.0.
Adjust to 0E17cm- 2 .

【0071】次に、図26に示すように、レジストパタ
ーン14をマスクとして、第2電極6をドライエッチン
グすることにより負荷トランジスタ(T1、T2)のゲ
ート電極6a、6bを形成する。エッチングガスにはC
4 、C2 6 、または同様の性質を持つガスを用い
る。
Next, as shown in FIG. 26, the gate electrodes 6a and 6b of the load transistors (T1, T2) are formed by dry-etching the second electrode 6 using the resist pattern 14 as a mask. The etching gas is C
F 4 , C 2 F 6 , or a gas having similar properties is used.

【0072】次に、図27に示すように、ボロンまたは
BF2 を負荷トランジスタ(T2)のソース領域16
と、ドレイン領域15とにイオン注入する。このイオン
注入の際の注入エネルギは、ソース領域16と、ドレイ
ン領域15との内部にイオンの飛程が合い、かつ第2電
極6a、6bを突き抜けて第2電極6a、6bの下部に
あるチャネル領域17に影響を及ぼさないよう調整す
る。ボロンまたはBF2 イオンの注入量は1.0E14
cm-2〜1.0E16cm-2に調整する。
Next, as shown in FIG. 27, boron or BF 2 is added to the source region 16 of the load transistor (T2).
And the drain region 15 are ion-implanted. The implantation energy at the time of this ion implantation is such that the range of the ions matches the inside of the source region 16 and the drain region 15 and penetrates through the second electrodes 6a and 6b to form a channel below the second electrodes 6a and 6b. Adjustment is made so as not to affect the area 17. Boron or BF 2 ion implantation amount is 1.0E14
adjusted to cm -2 ~1.0E16cm -2.

【0073】次に、第2電極6a、6bとゲート絶縁膜
5との上に、層間絶縁膜を堆積し、アルミコンタクトを
開孔後、アルミ配線を形成する。
Next, an interlayer insulating film is deposited on the second electrodes 6a and 6b and the gate insulating film 5, an aluminum contact is opened, and an aluminum wiring is formed.

【0074】[0074]

【発明の効果】請求項1に係る半導体記憶装置によれ
ば、ゲート絶縁膜の上にゲート絶縁膜保護層を設けるこ
とにより、製造プロセス中にレジストパターンとゲート
絶縁膜が直接接触することが防止される。これにより、
半導体製造プロセス中での、アッシング処理によるゲー
ト絶縁膜表面上での欠陥(局所的な凹凸)の発生を防止
することができる。また、レジストパターン除去時のラ
イトエッチ処理においても、ゲート絶縁膜の表面で直接
ライトエッチ処理することが防止されるので、ゲート絶
縁膜の膜厚の減少を防止することができる。よって、ゲ
ート絶縁膜の表面欠陥や膜厚減少による絶縁耐圧の低下
を防止することができ、負荷トランジスタの電気的特性
の劣化を防止することができる。
According to the semiconductor memory device of the first aspect, by providing the gate insulating film protective layer on the gate insulating film, direct contact between the resist pattern and the gate insulating film during the manufacturing process is prevented. Is done. This allows
In the semiconductor manufacturing process, generation of defects (local irregularities) on the gate insulating film surface due to ashing can be prevented. Further, also in the light etching process at the time of removing the resist pattern, since the direct light etching process is prevented on the surface of the gate insulating film, a decrease in the thickness of the gate insulating film can be prevented. Therefore, a decrease in the withstand voltage due to a surface defect or a decrease in the thickness of the gate insulating film can be prevented, and deterioration of the electrical characteristics of the load transistor can be prevented.

【0075】また、請求項2に記載したように、上記ゲ
ート絶縁膜保護層をゲート電極層と同じ材質にて形成す
れば、ゲート絶縁膜保護層の表面にアッシング処理によ
る欠陥(局所的な凹凸)が発生しても、ゲート電極層を
形成する過程で上記欠陥の上にゲート絶縁膜保護層と同
じ材質の層が形成され、その結果、上記欠陥は、ゲート
電極層を形成する物質内の粒界とみなせるようになる。
このため、ゲート酸化膜保護層の表面にてアッシング処
理のときに発生した欠陥による、ゲート電極層とゲート
絶縁膜保護層との境界での電界分布の不均一の発生を防
止することができる。
Further, if the gate insulating film protective layer is formed of the same material as the gate electrode layer as described in claim 2, the surface of the gate insulating film protective layer has defects (local irregularities) caused by ashing. ) Occurs, a layer of the same material as that of the gate insulating film protective layer is formed on the defect in the process of forming the gate electrode layer, and as a result, the defect is formed in the material forming the gate electrode layer. It can be regarded as a grain boundary.
Therefore, it is possible to prevent non-uniform electric field distribution at the boundary between the gate electrode layer and the gate insulating film protection layer due to a defect generated during the ashing process on the surface of the gate oxide film protection layer.

【0076】また、請求項3に記載したように、上記ゲ
ート絶縁膜保護層を熱酸化膜により形成すれば、エッチ
ング耐性の高い熱酸化膜の上で、レジストパターン除去
のためのアッシング処理や異物除去のためのライトエッ
チ処理を行なうことになるため、アッシング処理による
ゲート絶縁膜保護層の表面での表面欠陥の発生が抑制さ
れ、かつ、ライトエッチ処理によるゲート絶縁膜保護層
の膜厚の減少が低減される。
Further, when the gate insulating film protective layer is formed of a thermal oxide film, an ashing process for removing a resist pattern or a foreign substance may be performed on the thermal oxide film having high etching resistance. Since the light etching process for removal is performed, the occurrence of surface defects on the surface of the gate insulating film protective layer due to the ashing process is suppressed, and the thickness of the gate insulating film protective layer is reduced due to the light etching process. Is reduced.

【0077】請求項4に係る半導体記憶装置の製造方法
によれば、ゲート絶縁膜の上にゲート絶縁膜保護層を設
ける工程を有することにより、その後の工程においてレ
ジストパターンとゲート絶縁膜が直接接触することが防
止される。これにより、半導体製造プロセス中でのレジ
ストパターンを除去するアッシング処理において、ゲー
ト絶縁膜表面上での、アッシング処理による欠陥(局所
的な凹凸)の発生を防止することができる。また、レジ
ストパターン除去時のライトエッチ処理においても、ゲ
ート絶縁膜の表面で直接ライトエッチ処理することが防
止されるので、ゲート絶縁膜の膜厚の減少を防止するこ
とができる。よってゲート絶縁膜の表面欠陥や膜厚減少
による絶縁耐圧の低下を防止することができ、その結果
負荷トランジスタの電気的特性の劣化を防止することが
できる。
According to the method of manufacturing a semiconductor memory device of the fourth aspect, the step of providing the gate insulating film protective layer on the gate insulating film allows direct contact between the resist pattern and the gate insulating film in the subsequent steps. Is prevented. Thus, in an ashing process for removing a resist pattern in a semiconductor manufacturing process, generation of a defect (local unevenness) due to the ashing process on the surface of the gate insulating film can be prevented. Further, also in the light etching process at the time of removing the resist pattern, since the direct light etching process is prevented on the surface of the gate insulating film, a decrease in the thickness of the gate insulating film can be prevented. Therefore, a decrease in the withstand voltage due to a surface defect or a decrease in the thickness of the gate insulating film can be prevented, and as a result, the deterioration of the electrical characteristics of the load transistor can be prevented.

【0078】また、請求項5に記載したように、上記ゲ
ート絶縁膜保護層を熱酸化膜により形成する工程を有す
ることにより、エッチング耐性の高い熱酸化膜の上で、
レジストパターン除去のためのアッシング処理や異物除
去のためのライトエッチ処理を行なうことになるため、
アッシング処理によるゲート絶縁膜保護層の表面での表
面欠陥の発生や、ライトエッチ処理によるゲート絶縁膜
保護層の膜厚の減少が低減される。
Further, according to the fifth aspect of the present invention, the method further includes the step of forming the gate insulating film protective layer by a thermal oxide film.
Since an ashing process for removing the resist pattern and a light etching process for removing foreign matter are performed,
The occurrence of surface defects on the surface of the gate insulating film protective layer due to the ashing process and the decrease in the thickness of the gate insulating film protective layer due to the light etching process are reduced.

【0079】請求項6に係る半導体記憶装置の製造方法
によれば、第1導電型の不純物を含む半導体層の上に形
成された、第2導電型の不純物を含むゲート電極層に、
第1導電型の不純物を導入とすることにより、ゲート電
極層の第2導電型の不純物の一部が第1導電型の不純物
によって打消される。それにより、ゲート電極層の第2
導電型の不純物濃度が低くなり、その結果、上記半導体
層と上記ゲート電極層の接触部に形成されるPN接合で
の電圧効果を低減することができる。
According to the method of manufacturing a semiconductor memory device of the present invention, the gate electrode layer containing the second conductivity type impurity formed on the semiconductor layer containing the first conductivity type impurity includes:
By introducing the first conductivity type impurity, part of the second conductivity type impurity in the gate electrode layer is canceled by the first conductivity type impurity. Thereby, the second of the gate electrode layer
The conductivity type impurity concentration is reduced, and as a result, a voltage effect at a PN junction formed at a contact portion between the semiconductor layer and the gate electrode layer can be reduced.

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

【図1】 本発明の実施の形態1によるSRAMのメモ
リセルを示した断面構造図である。
FIG. 1 is a sectional structural view showing a memory cell of an SRAM according to a first embodiment of the present invention;

【図2】 図1に示した実施の形態1によるSRAMの
メモリセルの製造プロセスの第1工程を説明するための
断面構造図である。
FIG. 2 is a cross-sectional structure diagram for describing a first step of a manufacturing process of the SRAM memory cell according to the first embodiment shown in FIG. 1;

【図3】 図1に示した実施の形態1によるSRAMの
メモリセルの製造プロセスの第2工程を説明するための
断面構造図である。
FIG. 3 is a cross-sectional structure diagram for describing a second step of the manufacturing process of the SRAM memory cell according to the first embodiment shown in FIG. 1;

【図4】 図1に示した実施の形態1によるSRAMの
メモリセルの製造プロセスの第3工程を説明するための
断面構造図である。
FIG. 4 is a sectional structural view for illustrating a third step of the manufacturing process of the SRAM memory cell according to the first embodiment shown in FIG. 1;

【図5】 図1に示した実施の形態1によるSRAMの
メモリセルの製造プロセスの第4工程を説明するための
断面構造図である。
FIG. 5 is a sectional structural view for illustrating a fourth step of the manufacturing process of the SRAM memory cell according to the first embodiment shown in FIG. 1;

【図6】 図1に示した実施の形態1によるSRAMの
メモリセルの製造プロセスの第5工程を説明するための
断面構造図である。
FIG. 6 is a sectional structural view for illustrating a fifth step of the manufacturing process of the SRAM memory cell according to the first embodiment shown in FIG. 1;

【図7】 図1に示した実施の形態1によるSRAMの
メモリセルの製造プロセスの第6工程を説明するための
断面構造図である。
FIG. 7 is a sectional structural view for illustrating a sixth step of the manufacturing process of the SRAM memory cell according to the first embodiment shown in FIG. 1;

【図8】 図1に示した実施の形態1によるSRAMの
メモリセルの製造プロセスの第7工程を説明するための
断面構造図である。
FIG. 8 is a sectional structural view for illustrating a seventh step of the manufacturing process of the SRAM memory cell according to the first embodiment shown in FIG. 1;

【図9】 図1に示した実施の形態1によるSRAMの
メモリセルの製造プロセスの第8工程を説明するための
断面構造図である。
FIG. 9 is a sectional structural view for illustrating an eighth step of the manufacturing process of the SRAM memory cell according to the first embodiment shown in FIG. 1;

【図10】 図1に示した実施の形態1によるSRAM
のメモリセルの製造プロセスの第9工程を説明するため
の断面構造図である。
FIG. 10 shows the SRAM according to the first embodiment shown in FIG.
FIG. 32 is a cross-sectional structure diagram for describing a ninth step of the memory cell manufacturing process.

【図11】 図1に示した実施の形態1によるSRAM
のメモリセルの製造プロセスの第10工程を説明するた
めの断面構造図である。
FIG. 11 is an SRAM according to the first embodiment shown in FIG.
FIG. 35 is a cross-sectional structure diagram for describing a tenth step of the memory cell manufacturing process.

【図12】 図1に示した実施の形態1によるSRAM
のメモリセルの製造プロセスの第11工程を説明するた
めの断面構造図である。
FIG. 12 is an SRAM according to the first embodiment shown in FIG.
FIG. 32 is a cross-sectional structure diagram for describing an eleventh step of the memory cell manufacturing process.

【図13】 本発明の実施の形態2によるSRAMのメ
モリセルを示した断面構造図である。
FIG. 13 is a sectional structural view showing a memory cell of an SRAM according to a second embodiment of the present invention;

【図14】 本発明の実施の形態3によるSRAMのメ
モリセルを示した断面構造図である。
FIG. 14 is a sectional structural view showing a memory cell of an SRAM according to a third embodiment of the present invention.

【図15】 本発明の実施の形態4によるSRAMのメ
モリセルを示した断面構造図である。
FIG. 15 is a sectional view showing a memory cell of an SRAM according to a fourth embodiment of the present invention;

【図16】 図15に示した実施の形態4によるSRA
Mのメモリセルの製造プロセスの第1工程を説明するた
めの断面構造図である。
FIG. 16 shows an SRA according to the fourth embodiment shown in FIG.
FIG. 32 is a cross-sectional structure diagram for describing a first step in the manufacturing process of the M memory cell.

【図17】 図15に示した実施の形態4によるSRA
Mのメモリセルの製造プロセスの第2工程を説明するた
めの断面構造図である。
17 is an SRA according to the fourth embodiment shown in FIG.
FIG. 29 is a cross-sectional structure diagram for describing a second step in the manufacturing process of the M memory cell.

【図18】 図15に示した実施の形態4によるSRA
Mのメモリセルの製造プロセスの第3工程を説明するた
めの断面構造図である。
FIG. 18 is an SRA according to the fourth embodiment shown in FIG.
FIG. 29 is a cross-sectional structure diagram for describing a third step in the manufacturing process of the M memory cell.

【図19】 図15に示した実施の形態4によるSRA
Mのメモリセルの製造プロセスの第4工程を説明するた
めの断面構造図である。
FIG. 19 is an SRA according to the fourth embodiment shown in FIG.
FIG. 21 is a sectional structural view for describing a fourth step of the manufacturing process of the M memory cell.

【図20】 図15に示した実施の形態4によるSRA
Mのメモリセルの製造プロセスの第5工程を説明するた
めの断面構造図である。
20 is an SRA according to the fourth embodiment shown in FIG.
FIG. 29 is a cross-sectional structure diagram for describing a fifth step in the manufacturing process of the M memory cell.

【図21】 図15に示した実施の形態4によるSRA
Mのメモリセルの製造プロセスの第6工程を説明するた
めの断面構造図である。
FIG. 21 is an SRA according to the fourth embodiment shown in FIG.
FIG. 32 is a cross-sectional structure diagram for describing a sixth step in the manufacturing process of the M memory cell.

【図22】 図15に示した実施の形態4によるSRA
Mのメモリセルの製造プロセスの第7工程を説明するた
めの断面構造図である。
FIG. 22 is an SRA according to the fourth embodiment shown in FIG.
FIG. 32 is a cross-sectional structure diagram for describing a seventh step in the manufacturing process of the M memory cell.

【図23】 図15に示した実施の形態4によるSRA
Mのメモリセルの製造プロセスの第8工程を説明するた
めの断面構造図である。
FIG. 23 is an SRA according to the fourth embodiment shown in FIG.
FIG. 28 is a cross-sectional structure diagram for describing an eighth step of the manufacturing process of the M memory cell.

【図24】 図15に示した実施の形態4によるSRA
Mのメモリセルの製造プロセスの第9工程を説明するた
めの断面構造図である。
FIG. 24 is an SRA according to the fourth embodiment shown in FIG.
FIG. 32 is a cross-sectional structure diagram for describing a ninth step of the manufacturing process of the M memory cell.

【図25】 図15に示した実施の形態4によるSRA
Mのメモリセルの製造プロセスの第10工程を説明する
ための断面構造図である。
FIG. 25 is an SRA according to the fourth embodiment shown in FIG.
FIG. 32 is a cross-sectional structure diagram for describing a tenth step of the manufacturing process of the M memory cell.

【図26】 図15に示した実施の形態4によるSRA
Mのメモリセルの製造プロセスの第11工程を説明する
ための断面構造図である。
FIG. 26 is an SRA according to the fourth embodiment shown in FIG.
FIG. 32 is a cross-sectional structure diagram for describing an eleventh step of the manufacturing process of the M memory cell.

【図27】 図15に示した実施の形態4によるSRA
Mのメモリセルの製造プロセスの第12工程を説明する
ための断面構造図である。
FIG. 27 is an SRA according to the fourth embodiment shown in FIG.
FIG. 35 is a cross-sectional structure diagram for describing a twelfth step of the manufacturing process of the M memory cell.

【図28】 従来のSRAMのメモリセルの等価回路図
である。
FIG. 28 is an equivalent circuit diagram of a conventional SRAM memory cell.

【図29】 従来のSRAMのメモリセルの基板の主表
面上に形成されたメモリセルパターンを示した平面図で
ある。
FIG. 29 is a plan view showing a memory cell pattern formed on a main surface of a substrate of a conventional SRAM memory cell.

【図30】 図29に示すメモリセルパターンの上層に
形成されるメモリセルパターンを示す平面図である。
30 is a plan view showing a memory cell pattern formed in an upper layer of the memory cell pattern shown in FIG. 29.

【図31】 図29に示した従来のSRAMのメモリセ
ルの、100−100線に沿った断面構造図である。
FIG. 31 is a cross-sectional view of the memory cell of the conventional SRAM shown in FIG. 29, taken along line 100-100.

【図32】 図31に示した従来のSRAMのメモリセ
ルの製造プロセスの第1工程を説明するための断面構造
図である。
FIG. 32 is a cross-sectional structure diagram for describing a first step of the manufacturing process of the memory cell of the conventional SRAM shown in FIG. 31;

【図33】 図31に示した従来のSRAMのメモリセ
ルの製造プロセスの第2工程を説明するための断面構造
図である。
FIG. 33 is a sectional structural view for illustrating a second step of the manufacturing process of the memory cell of the conventional SRAM shown in FIG. 31;

【図34】 図31に示した従来のSRAMのメモリセ
ルの製造プロセスの第3工程を説明するための断面構造
図である。
FIG. 34 is a sectional structural view for illustrating a third step of the manufacturing process of the memory cell of the conventional SRAM shown in FIG. 31;

【図35】 図31に示した従来のSRAMのメモリセ
ルの製造プロセスの第4工程を説明するための断面構造
図である。
FIG. 35 is a sectional structural view for illustrating a fourth step of the manufacturing process of the conventional SRAM memory cell shown in FIG. 31;

【図36】 図31に示した従来のSRAMのメモリセ
ルの製造プロセスの第5工程を説明するための断面構造
図である。
FIG. 36 is a sectional structural view for illustrating a fifth step of the manufacturing process of the conventional SRAM memory cell shown in FIG. 31;

【図37】 図31に示した従来のSRAMのメモリセ
ルの製造プロセスの第6工程を説明するための断面構造
図である。
FIG. 37 is a sectional structural view for illustrating a sixth step of the manufacturing process of the conventional SRAM memory cell shown in FIG. 31;

【図38】 図31に示した従来のSRAMのメモリセ
ルの製造プロセスの第7工程を説明するための断面構造
図である。
FIG. 38 is a sectional structural view for illustrating a seventh step of the manufacturing process of the memory cell of the conventional SRAM shown in FIG. 31;

【図39】 図31に示した従来のSRAMのメモリセ
ルの製造プロセスの第8工程を説明するための断面構造
図である。
FIG. 39 is a sectional structural view for illustrating an eighth step of the manufacturing process of the conventional SRAM memory cell shown in FIG. 31;

【図40】 図31に示した従来のSRAMのメモリセ
ルの製造プロセスの第9工程を説明するための断面構造
図である。
40 is a sectional structural view for illustrating a ninth step of the process for manufacturing the memory cell of the conventional SRAM shown in FIG. 31;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 素子分離領域、2 第1電極、3 層間絶縁膜、4
第1導電層、5 ゲート絶縁膜、6 第2電極、7
シリコン層からなるゲート絶縁膜保護層、8熱酸化膜か
らなるゲート絶縁膜保護層、9 第1ポリコンタクト、
10 N+拡散層、11 第2ポリコンタクト、13
基板、14 レジストパターン、15ドレイン領域、1
6 ソース領域、17 チャネル領域。
1 device isolation region, 2nd electrode, 3 interlayer insulating film, 4
First conductive layer, 5 gate insulating film, 6 second electrode, 7
A gate insulating film protective layer made of a silicon layer, 8 a gate insulating film protective layer made of a thermal oxide film, 9 first poly contacts,
10 N + diffusion layer, 11 second poly contact, 13
Substrate, 14 resist pattern, 15 drain region, 1
6 Source region, 17 channel region.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 薄膜トランジスタを有する半導体記憶装
置であって、 基板上に形成された半導体層と、 前記半導体層上に形成されたゲート絶縁膜と、 前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート絶縁膜保護層
と、 前記ゲート絶縁膜保護層上に形成されたゲート電極層
と、 を備えた、半導体記憶装置。
1. A semiconductor memory device having a thin film transistor, comprising: a semiconductor layer formed on a substrate; a gate insulating film formed on the semiconductor layer; and a gate insulating film formed on the gate insulating film A semiconductor memory device comprising: a protective layer; and a gate electrode layer formed on the gate insulating film protective layer.
【請求項2】 前記ゲート絶縁膜保護層が、前記ゲート
電極層と同じ材料によって形成される、請求項1に記載
の半導体記憶装置。
2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein said gate insulating film protective layer is formed of the same material as said gate electrode layer.
【請求項3】 前記ゲート絶縁膜保護層が、熱酸化膜で
ある、請求項1に記載の半導体記憶装置。
3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein said gate insulating film protective layer is a thermal oxide film.
【請求項4】 薄膜トランジスタを有する半導体記憶装
置の製造方法であって、 基板上に半導体層を形成する工程と、 前記半導体層上に、ゲート絶縁膜を形成する工程と、 前記ゲート絶縁膜上にゲート絶縁膜保護層を形成する工
程と、 前記ゲート絶縁膜保護層上にレジストパターンを形成す
る工程と、 前記レジストパターンをマスクとしてドライエッチング
により前記ゲート絶縁膜と前記ゲート絶縁膜保護層との
一部を除去する工程と、 前記ゲート絶縁膜保護層上にゲート電極層を形成する工
程と、 を備えた、半導体記憶装置の製造方法。
4. A method for manufacturing a semiconductor memory device having a thin film transistor, comprising: forming a semiconductor layer on a substrate; forming a gate insulating film on the semiconductor layer; Forming a gate insulating film protective layer; forming a resist pattern on the gate insulating film protective layer; and forming the gate insulating film and the gate insulating film protective layer by dry etching using the resist pattern as a mask. A method of manufacturing a semiconductor memory device, comprising: a step of removing a portion; and a step of forming a gate electrode layer on the gate insulating film protective layer.
【請求項5】 前記ゲート絶縁膜保護層を熱酸化膜とす
る、請求項4に記載の半導体記憶装置の製造方法。
5. The method according to claim 4, wherein the gate insulating film protective layer is a thermal oxide film.
【請求項6】 薄膜トランジスタを有する半導体記憶装
置の製造方法であって、 基板上に第1導電型の不純物を含む半導体層を形成する
工程と、 前記半導体層上に、ゲート絶縁膜を形成する工程と、 前記ゲート絶縁膜上に、前記半導体層と接触するよう
に、第2導電型の不純物を含むゲート電極層を形成する
工程と、 前記ゲート電極層に第1導電型の不純物を導入する工程
と、 を備えた、半導体記憶装置の製造方法。
6. A method for manufacturing a semiconductor memory device having a thin film transistor, comprising: forming a semiconductor layer containing a first conductivity type impurity on a substrate; and forming a gate insulating film on the semiconductor layer. Forming a gate electrode layer containing a second conductivity type impurity on the gate insulating film so as to be in contact with the semiconductor layer; and introducing a first conductivity type impurity into the gate electrode layer. A method for manufacturing a semiconductor storage device, comprising:
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015062243A (en) * 2010-02-19 2015-04-02 株式会社半導体エネルギー研究所 Method of manufacturing semiconductor device

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