JPH10270568A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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JPH10270568A
JPH10270568A JP9071645A JP7164597A JPH10270568A JP H10270568 A JPH10270568 A JP H10270568A JP 9071645 A JP9071645 A JP 9071645A JP 7164597 A JP7164597 A JP 7164597A JP H10270568 A JPH10270568 A JP H10270568A
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Japan
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gate electrode
forming
region
circuit region
silicide layer
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JP9071645A
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Japanese (ja)
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Shigeru Shiratake
茂 白竹
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/08Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the characteristic of a MOS transistor in a peripheral circuit area, by forming the first source/drain areas of a memory circuit area with a single area, and providing a first metallic silicide layer on the surface of the second source/drain areas of the peripheral circuit area. SOLUTION: First source/drain areas 6 and 7 of a first MOS transistor in the memory circuit area are formed by the single impurity area. First metallic silicide layers 21a and 21b are provided for second source/drain areas 22a and 22b of the second MOS transistor in the peripheral circuit area. Since the metallic silicide layer is not formed in the first/drain areas 6 and 7, the deterioration of the characteristic of the memory circuit owing to the occurrence of a crystal defect and the occurrence of junction leak can be avoided. The wiring resistance of the second source/drain areas 22a and 22b can be reduced and junction capacity can be reduced.

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、半導体装置およ
びその製造方法に関し、より特定的には、メモリ回路領
域と周辺回路領域とを備える半導体装置の動作特性の向
上を可能とする半導体装置およびその製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor device having a memory circuit region and a peripheral circuit region capable of improving operating characteristics and a semiconductor device having the same. It relates to a manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、DRAM(Dynamic Random Acces
s Memory)とASIC(ApplicationSpecific Integrat
ed Circuit )とを1つのチップ上に搭載した半導体装
置がある。この半導体装置は、たとえば図13に示すよ
うに、1つのチップ100上に、DRAM領域110と
ASIC領域200とが形成されている。DRAM領域
110は、データを記憶するメモリ回路領域111と周
辺回路領域112とを有している。
2. Description of the Related Art In recent years, DRAMs (Dynamic Random Acceses) have been developed.
s Memory) and ASIC (ApplicationSpecific Integrat)
ed Circuit) on a single chip. In this semiconductor device, for example, as shown in FIG. 13, a DRAM region 110 and an ASIC region 200 are formed on one chip 100. The DRAM area 110 has a memory circuit area 111 for storing data and a peripheral circuit area 112.

【0003】ここで、メモリ回路領域111と周辺回路
領域112とASIC200とには、MOSトランジス
タが多数用いられている。また、DRAMとASICの
回路技術および製造プロセスの要請から、通常は同一構
造のMOSトランジスタが多く用いられている。
Here, a large number of MOS transistors are used in the memory circuit area 111, the peripheral circuit area 112, and the ASIC 200. In addition, MOS transistors having the same structure are usually used in many cases due to the demands of circuit technology and manufacturing process of DRAM and ASIC.

【0004】一方、近年の半導体装置の高速化の要請か
ら、MOSトランジスタの高駆動能力化、および寄生抵
抗および寄生容量の低減化が望まれている。この要請を
満足させる技術として、サリサイド技術がある。
[0004] On the other hand, in response to recent demands for high-speed semiconductor devices, it is desired to increase the driving capability of MOS transistors and reduce parasitic resistance and parasitic capacitance. Salicide technology is a technology that satisfies this requirement.

【0005】このサリサイド技術は、MOSトランジス
タを構成するゲート電極表面層およびソース/ドレイン
領域の表面層に金属シリサイド層を形成しようとするも
のである。
In the salicide technique, a metal silicide layer is formed on a surface layer of a gate electrode and a surface layer of source / drain regions constituting a MOS transistor.

【0006】ここで、図14を参照して、DRAMのメ
モリ回路領域で用いられるMOSトランジスタにサリサ
イド技術を適用した場合の構造について説明する。な
お、以下本明細書中において便宜上、DRAMのメモリ
回路領域を単に「メモリ回路領域」と称し、DRAMの
周辺回路領域およびASIC領域を「周辺回路領域」と
称す。
Referring to FIG. 14, a structure in which a salicide technique is applied to a MOS transistor used in a memory circuit area of a DRAM will be described. In the following description, the memory circuit area of the DRAM is simply referred to as “memory circuit area”, and the peripheral circuit area and ASIC area of the DRAM are referred to as “peripheral circuit area”.

【0007】p型シリコン半導体基板1にp型ウェル1
6と、p型チャネルカット層2が形成されている。p型
シリコン半導体基板1の主表面は、フィールド絶縁膜3
により活性領域が規定されている。活性領域において
は、p型シリコン半導体基板1の上にシリコン酸化膜7
からなるゲート絶縁膜60を介在して、ポリシリコン層
61およびチタンシリサイド層62からなるゲート電極
5が形成されている。また、ゲート電極5の側壁には、
サイドウォール酸化膜19が形成されている。
A p-type well 1 is formed in a p-type silicon semiconductor substrate 1.
6 and a p-type channel cut layer 2 are formed. The main surface of the p-type silicon semiconductor substrate 1 has a field insulating film 3
Defines the active region. In the active region, a silicon oxide film 7 is formed on p-type silicon semiconductor substrate 1.
A gate electrode 5 composed of a polysilicon layer 61 and a titanium silicide layer 62 is formed with a gate insulating film 60 composed of. Also, on the side wall of the gate electrode 5,
A side wall oxide film 19 is formed.

【0008】p型シリコン半導体基板1の主表面には、
ゲート電極5を左右から挟むように、n- 型ソース領域
6およびn- 型ドレイン領域7が形成されている。この
-型ソース領域6の表面層には、チタンシリサイド層
63が形成され、n- 型ドレイン領域7の表面層にもチ
タンシリサイド層64が形成されている。このゲート電
極5、n- 型ソース領域6およびn- 型ドレイン領域7
によりMOSトランジスタを構成する。
On the main surface of the p-type silicon semiconductor substrate 1,
N -type source region 6 and n -type drain region 7 are formed so as to sandwich gate electrode 5 from the left and right. A titanium silicide layer 63 is formed on the surface layer of the n type source region 6, and a titanium silicide layer 64 is also formed on the surface layer of the n type drain region 7. This gate electrode 5, n type source region 6 and n type drain region 7
Form a MOS transistor.

【0009】n- 型ソース領域6には、層間絶縁膜8を
介在して、ポリシリコン膜9とタングステンシリサイド
膜10とからなるビット線が電気的に接続されている。
また、n- 型ドレイン領域7には、層間絶縁膜8、11
を介在して、ストレージノード12が電気的に接続され
ている。このストレージノード12の表面には、誘電体
膜13が形成され、この誘電体膜13を覆うようにセル
プレート14が形成されている。ここで、ストレージノ
ード12、高誘電体膜13およびセルプレート14によ
りキャパシタが構成される。
A bit line composed of a polysilicon film 9 and a tungsten silicide film 10 is electrically connected to n type source region 6 with an interlayer insulating film 8 interposed.
The n -type drain region 7 has interlayer insulating films 8 and 11
, The storage node 12 is electrically connected. A dielectric film 13 is formed on the surface of the storage node 12, and a cell plate 14 is formed so as to cover the dielectric film 13. Here, the storage node 12, the high dielectric film 13, and the cell plate 14 form a capacitor.

【0010】以上の構成よりなるMOSトランジスタに
おいて、ゲート電極5にチタンシリサイド層62を設け
ることにより、ゲート電極の低抵抗化が図れ、MOSト
ランジスタの高駆動化が実現される。同様に、ソース/
ドレイン領域6,8の表面層にチタンシリサイド層6
3,64を形成することにより、ソース/ドレイン領域
の低抵抗化を図ることができる。これにより、寄生抵抗
および寄生容量の低減化を図ることも可能となる。
In the MOS transistor having the above structure, by providing the titanium silicide layer 62 on the gate electrode 5, the resistance of the gate electrode can be reduced, and the driving speed of the MOS transistor can be increased. Similarly, source /
Titanium silicide layer 6 on the surface layer of drain regions 6 and 8
By forming 3, 64, the resistance of the source / drain region can be reduced. As a result, it is possible to reduce the parasitic resistance and the parasitic capacitance.

【0011】たとえば、図15に示すように、従来のM
OSトランジスタ構造の場合、n-型ソース領域6およ
びn- 型ドレイン領域7における配線抵抗を小さくする
ために、アルミコンタクト117がそれぞれ2箇所設け
られていた場合に、上述したサリサイド技術を用いるこ
とによって、図16に示すように、n- 型ソース領域6
およびn- 型ドレイン領域7において、それぞれアルミ
コンタクト117を1箇所設けることで済む。その結
果、寄生容量特に接合容量の低減化を図るとともに、活
性領域の面積を縮小させることも可能となる。
For example, as shown in FIG.
In the case of the OS transistor structure, in order to reduce the wiring resistance in the n -type source region 6 and the n -type drain region 7, when the aluminum contacts 117 are provided at two places each, the salicide technique described above is used. As shown in FIG. 16, n type source region 6 is formed.
It is sufficient to provide one aluminum contact 117 in each of n type drain region 7 and n type drain region 7. As a result, the parasitic capacitance, particularly the junction capacitance, can be reduced, and the area of the active region can be reduced.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たサリサイド技術を、メモリ回路領域のMOSトランジ
スタに用いた場合以下に示すような問題が生じる。
However, when the above-mentioned salicide technique is used for a MOS transistor in a memory circuit area, the following problems occur.

【0013】図14に示すように、n- 型ソース領域6
およびn- 型ドレイン領域7の表面にチタンシリサイド
層64を形成する場合、n- 不純物領域からなるn-
ソース領域6およびn- 型ドレイン領域7の表面層の上
に直接チタンを堆積し、加熱処理を行なうことにより、
シリコンとチタンとに合金反応を行なわせて、チタンシ
リサイド層64を形成している。
As shown in FIG. 14, n - type source region 6
And the n - -type if the surface of the drain region 7 to form a titanium silicide layer 64, n - depositing a titanium directly on the surface layer of the type drain region 7, - type source region 6 and the n - n consisting of the impurity region By performing the heat treatment,
An alloy reaction is performed between silicon and titanium to form a titanium silicide layer 64.

【0014】しかしながら、この合金反応を用いた場合
に、p型シリコン半導体基板1に大きな引張り応力が生
ずるために、結晶欠陥が生じやすい。また、チタンシリ
サイド層64がn- 型ソース領域6およびn- 型ドレイ
ン領域7を突き破って形成されるなどして、n- 型ソー
ス領域6およびn- 型ドレイン領域7における接合リー
クが増大し、メモリ回路の特性を著しく低下させてしま
う。
However, when this alloy reaction is used, a large tensile stress is generated in the p-type silicon semiconductor substrate 1, so that crystal defects are likely to occur. Further, the titanium silicide layer 64 is n - and such breaks through the type drain region 7 are formed, n - - type source region 6 and the n junction leakage is increased in type drain region 7, - type source region 6 and n This significantly degrades the characteristics of the memory circuit.

【0015】そのため、現実には、メモリ回路領域のM
OSトランジスタにサリサイド技術を適用できないた
め、メモリ回路のMOSトランジスタのみならず、周辺
回路領域、ASIC領域におけるMOSトランジスタに
も、サリサイド技術が適用できないという問題が生じて
しまう。
Therefore, in reality, M in the memory circuit area
Since the salicide technique cannot be applied to the OS transistor, there arises a problem that the salicide technique cannot be applied not only to the MOS transistors in the memory circuit but also to the MOS transistors in the peripheral circuit area and the ASIC area.

【0016】したがって、この発明の目的は、同一の半
導体基板の上にメモリ回路領域と周辺回路領域とを備え
た半導体装置において、メモリ回路領域のMOSトラン
ジスタの特性を低下させることなく、周辺回路領域のM
OSトランジスタの特性の向上を図るための半導体装置
およびその製造方法を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor device having a memory circuit region and a peripheral circuit region on the same semiconductor substrate without deteriorating the characteristics of the MOS transistors in the memory circuit region. M
An object of the present invention is to provide a semiconductor device for improving characteristics of an OS transistor and a method for manufacturing the same.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】この発明に基づいた半導
体装置によれば、同一の半導体基板の上にメモリ回路領
域と周辺回路領域とを備え、上記メモリ回路領域は上記
半導体基板の上にゲート絶縁膜を介在して設けられる第
1ゲート電極および上記半導体基板の主表面に形成され
単一の不純物領域のみからなる第1ソース/ドレイン領
域を有する第1MOSトランジスタを複数含み、上記周
辺回路領域は、上記半導体基板の上にゲート絶縁膜を介
在して設けられる第2ゲート電極および上記半導体基板
の主表面に形成される第2ソース/ドレイン領域を有す
る第2MOSトランジスタを複数含む半導体装置であっ
て、上記周辺回路領域は、上記第2ソース/ドレイン領
域の表面に第1金属シリサイド層を有する上記第2MO
Sトランジスタを含んでいる。
According to the semiconductor device of the present invention, a memory circuit region and a peripheral circuit region are provided on the same semiconductor substrate, and the memory circuit region has a gate on the semiconductor substrate. A plurality of first MOS transistors having a first gate electrode provided with an insulating film interposed therebetween and a first source / drain region formed on a main surface of the semiconductor substrate and formed of only a single impurity region, wherein the peripheral circuit region is A semiconductor device comprising a plurality of second MOS transistors each having a second gate electrode provided on the semiconductor substrate with a gate insulating film interposed therebetween and a second source / drain region formed on a main surface of the semiconductor substrate. The peripheral circuit region has a first metal silicide layer on a surface of the second source / drain region.
Includes S transistor.

【0018】このように、メモリ回路領域における第1
MOSトランジスタの第1ソース/ドレイン領域は単一
の不純物領域から形成され、周辺回路領域における第2
MOSトランジスタの第2ソース/ドレイン領域の表面
には第1金属シリサイド層が設けられている。したがっ
て、この発明に基づく半導体装置は、メモリ回路領域の
第1MOSトランジスタと周辺回路領域の第2MOSト
ランジスタとの構造が異なっている。
Thus, the first in the memory circuit area
The first source / drain region of the MOS transistor is formed from a single impurity region, and the second source / drain region in the peripheral circuit region is
A first metal silicide layer is provided on the surface of the second source / drain region of the MOS transistor. Therefore, in the semiconductor device according to the present invention, the structure of the first MOS transistor in the memory circuit region is different from the structure of the second MOS transistor in the peripheral circuit region.

【0019】これにより、メモリ回路領域の第1MOS
トランジスタの第1ソース/ドレイン領域には金属シリ
サイド層が形成されていないため、金属シリサイド層を
形成するときに生じる合金反応に基づく引張り応力によ
る結晶欠陥および金属シリサイド層の第1ソース/ドレ
イン領域の突き破りが生じないため、従来問題となって
いた接合リークの増大によるメモリ回路の特性の低下を
回避することができる。
As a result, the first MOS in the memory circuit area
Since a metal silicide layer is not formed in the first source / drain region of the transistor, crystal defects due to tensile stress based on an alloy reaction generated when the metal silicide layer is formed and the first source / drain region of the metal silicide layer Since the breakthrough does not occur, it is possible to avoid a decrease in the characteristics of the memory circuit due to an increase in the junction leak, which has conventionally been a problem.

【0020】一方、周辺回路領域における第2MOSト
ランジスタの第2ソース/ドレイン領域には、第1金属
シリサイド層が設けられているため、第2ソース/ドレ
イン領域の配線抵抗が小さくなるとともに、寄生容量特
に接合容量の低減化を図り、周辺回路におけるMOSト
ランジスタの動作特性の向上を実現することが可能とな
る。
On the other hand, since the first metal silicide layer is provided in the second source / drain region of the second MOS transistor in the peripheral circuit region, the wiring resistance of the second source / drain region is reduced and the parasitic capacitance is reduced. In particular, it is possible to reduce the junction capacitance and improve the operating characteristics of the MOS transistor in the peripheral circuit.

【0021】また、好ましくは、上記第2ソース/ドレ
イン領域の表面に第1金属シリサイド層を有する上記第
2MOSトランジスタの上記第2ゲート電極は、表面に
第2金属シリサイド層を有する第1ポリサイド構造であ
る。
Preferably, the second gate electrode of the second MOS transistor having a first metal silicide layer on the surface of the second source / drain region has a first polycide structure having a second metal silicide layer on the surface. It is.

【0022】このように、第2MOSトランジスタの第
2ゲート電極を第1ポリサイド構造とすることにより、
第2ゲート電極の配線抵抗が低下し、さらに周辺回路領
域におけるMOSトランジスタの動作特性の向上を図る
ことが可能となる。
As described above, when the second gate electrode of the second MOS transistor has the first polycide structure,
The wiring resistance of the second gate electrode is reduced, and the operating characteristics of the MOS transistor in the peripheral circuit region can be improved.

【0023】また、さらに好ましくは、上記第1ゲート
電極は、表面に第3金属シリサイド層を有する第2ポリ
サイド構造を有している。
Still more preferably, the first gate electrode has a second polycide structure having a third metal silicide layer on the surface.

【0024】このように、メモリ回路領域における第1
MOSトランジスタの第1ゲート電極を第2ポリサイド
構造とすることにより、第1ゲート電極の配線抵抗を小
さくすることが可能となる。その結果、メモリ回路領域
における第1MOSトランジスタの動作特性の向上を図
ることが可能となる。
As described above, the first in the memory circuit area
When the first gate electrode of the MOS transistor has the second polycide structure, the wiring resistance of the first gate electrode can be reduced. As a result, it is possible to improve the operation characteristics of the first MOS transistor in the memory circuit area.

【0025】また、さらに好ましくは、第2ソース/ド
レイン領域の表面に第1金属シリサイド層を有する上記
第2MOSトランジスタの第2ゲート電極は、表面に第
4金属シリサイド層を有する第3ポリサイド構造をさら
に有している。
More preferably, the second gate electrode of the second MOS transistor having the first metal silicide layer on the surface of the second source / drain region has a third polycide structure having the fourth metal silicide layer on the surface. Have more.

【0026】このように、第2MOSトランジスタの第
1ポリサイド構造の上にさらに第3ポリサイド構造を設
けることにより、第2MOSトランジスタの第2ゲート
電極の配線抵抗がさらに小さくなり、周辺回路領域にお
ける第2MOSトランジスタの動作特性のさらなる向上
を図ることが可能となる。
As described above, by further providing the third polycide structure on the first polycide structure of the second MOS transistor, the wiring resistance of the second gate electrode of the second MOS transistor is further reduced, and the second MOS transistor in the peripheral circuit region is formed. It is possible to further improve the operation characteristics of the transistor.

【0027】次に、この発明に基づいた半導体装置の製
造方法においては、同一の半導体基板の上に、メモリ回
路領域と周辺回路領域とを備え、上記メモリ回路領域
は、上記半導体基板の上にゲート絶縁膜を介在して設け
られる第1ゲート電極および上記半導体基板の主表面に
形成され単一の不純物領域のみからなる第1ソース/ド
レイン領域を有する第1MOSトランジスタを複数含
み、上記周辺回路領域は、上記半導体基板の上にゲート
絶縁膜を介在して設けられる第2ゲート電極および上記
半導体基板の主表面に形成される第2ソース/ドレイン
領域を有する第2MOSトランジスタを複数含む半導体
装置の製造方法であって、以下の工程を備えている。
Next, in a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a memory circuit region and a peripheral circuit region are provided on the same semiconductor substrate, and the memory circuit region is provided on the semiconductor substrate. A plurality of first MOS transistors each having a first gate electrode provided with a gate insulating film interposed therebetween and a first source / drain region formed on a main surface of the semiconductor substrate and including only a single impurity region; Manufacturing a semiconductor device including a plurality of second MOS transistors having a second gate electrode provided on the semiconductor substrate with a gate insulating film interposed therebetween and a second source / drain region formed on a main surface of the semiconductor substrate; The method comprises the following steps.

【0028】まず、上記半導体基板の主表面上に第1絶
縁膜が形成され、その後、この第1絶縁膜の上に導電層
が形成される。次に、上記導電層の上に所定のパターン
形状を有する第2絶縁膜が形成された後、この第2絶縁
膜をマスクにして上記導電層のパターニングが行なわ
れ、上記メモリ回路領域に第1ゲート電極および上記周
辺回路領域に第2ゲート電極が形成される。
First, a first insulating film is formed on the main surface of the semiconductor substrate, and thereafter, a conductive layer is formed on the first insulating film. Next, after a second insulating film having a predetermined pattern shape is formed on the conductive layer, the conductive layer is patterned using the second insulating film as a mask. A second gate electrode is formed in the gate electrode and the peripheral circuit region.

【0029】次に、上記第1ゲート電極および上記第2
ゲート電極をマスクにして、上記半導体基板の表面に不
純物が導入され、上記メモリ回路領域に低濃度の不純物
領域からなる上記第1ソース/ドレイン領域が形成さ
れ、上記周辺回路領域に上記第2ソース/ドレイン領域
を構成する1対の第1低濃度不純物領域が形成される。
Next, the first gate electrode and the second gate electrode
Using the gate electrode as a mask, an impurity is introduced into the surface of the semiconductor substrate, the first source / drain region formed of a low-concentration impurity region is formed in the memory circuit region, and the second source / drain region is formed in the peripheral circuit region. / Drain region is formed as a pair of first low concentration impurity regions.

【0030】次に、上記半導体基板の全面が第3絶縁膜
で覆われる。その後、上記周辺回路領域が露出するよう
に、上記メモリ領域がレジスト膜で覆われる。
Next, the entire surface of the semiconductor substrate is covered with a third insulating film. Thereafter, the memory region is covered with a resist film so that the peripheral circuit region is exposed.

【0031】次に、上記第3絶縁膜をエッチングするこ
とにより、上記周辺回路領域の上記第2ゲート電極の側
壁にサイドウォール絶縁膜が形成される。
Next, a sidewall insulating film is formed on the side wall of the second gate electrode in the peripheral circuit region by etching the third insulating film.

【0032】次に、上記第2ゲート電極および上記サイ
ドウォール絶縁膜をマスクとして上記半導体基板の表面
に不純物が導入され、上記周辺回路領域に上記1対の低
濃度不純物領域とともに上記第2ソース/ドレイン領域
を構成する1対の第2高濃度不純物領域が形成される。
Next, an impurity is introduced into the surface of the semiconductor substrate using the second gate electrode and the sidewall insulating film as a mask, and the second source / source region is introduced into the peripheral circuit region together with the pair of low-concentration impurity regions. A pair of second high-concentration impurity regions forming a drain region are formed.

【0033】次に、上記周辺回路領域の少なくとも上記
1対の第2高濃度不純物領域の上に高融点金属層が形成
され、加熱処理を行なうことにより、少なくとも上記1
対の第2高濃度不純物領域の表面に第1金属シリサイド
層が形成される。
Next, a refractory metal layer is formed on at least the pair of second high-concentration impurity regions in the peripheral circuit region, and a heat treatment is performed to at least form the first high-concentration metal layer.
A first metal silicide layer is formed on surfaces of the pair of second high-concentration impurity regions.

【0034】上記工程よりなる半導体装置の製造方法に
よれば、メモリ回路領域の第1MOSトランジスタと周
辺回路領域の第2MOSトランジスタとの構造を異なら
せることができる。つまり、メモリ回路領域の第1MO
Sトランジスタの第1ソース/ドレイン領域には、金属
シリサイド層が形成されないため、従来問題となってい
た結晶欠陥の発生や、金属シリサイド層の第1ソース/
ドレイン領域の突き破りに基づく接合リークの発生によ
るメモリ回路の特性の低下を回避することが可能とな
る。
According to the method of manufacturing a semiconductor device comprising the above steps, the structure of the first MOS transistor in the memory circuit region and the structure of the second MOS transistor in the peripheral circuit region can be made different. That is, the first MO of the memory circuit area
Since a metal silicide layer is not formed in the first source / drain region of the S transistor, crystal defects, which have been a problem in the related art, occur, and the first source / drain region of the metal silicide layer does not.
It is possible to avoid a decrease in the characteristics of the memory circuit due to the occurrence of a junction leak due to the penetration of the drain region.

【0035】一方、周辺回路領域における第2MOSト
ランジスタの第2ソース/ドレイン領域には第1金属シ
リサイド層が形成されるため、第2ソース/ドレイン領
域の配線抵抗が小さくなるとともに、寄生容量特に接合
容量の低減化を図り、周辺回路領域におけるMOSトラ
ンジスタの動作特性の向上を実現することが可能とな
る。
On the other hand, since the first metal silicide layer is formed in the second source / drain region of the second MOS transistor in the peripheral circuit region, the wiring resistance of the second source / drain region decreases, and the parasitic capacitance, especially the junction, It is possible to reduce the capacitance and improve the operation characteristics of the MOS transistor in the peripheral circuit region.

【0036】また、上記導電層を形成する工程は、シリ
コン層を形成する工程を含んでいる。この工程を含むこ
とにより、上記第2ゲート電極をポリサイド構造にする
ことが可能となり、上記第2ゲート電極の配線抵抗を低
下させることが可能となる。その結果、周辺回路領域に
おける第2MOSトランジスタの動作特性の向上を図る
ことが可能となる。
The step of forming the conductive layer includes a step of forming a silicon layer. By including this step, the second gate electrode can have a polycide structure, and the wiring resistance of the second gate electrode can be reduced. As a result, the operation characteristics of the second MOS transistor in the peripheral circuit region can be improved.

【0037】また、上記導電層を形成する工程は、第1
シリコン層を形成する工程と、この第1シリコン層の上
に高融点金属層を形成する工程と、この高融点金属層を
形成した後に加熱処理を行ない、上記ポリシリコン層の
上層に金属シリサイド層を形成する工程と、この金属シ
リサイド層の上に第2シリコン層を形成する工程とを含
んでいる。
Further, the step of forming the conductive layer includes the first step.
Forming a silicon layer, forming a refractory metal layer on the first silicon layer, performing heat treatment after forming the refractory metal layer, and forming a metal silicide layer on the polysilicon layer. And a step of forming a second silicon layer on the metal silicide layer.

【0038】上記工程を含むことによって、上記第1ゲ
ート電極および上記第2ゲート電極は、それぞれポリサ
イド構造となり、上記第1ゲート電極および上記第2ゲ
ート電極の配線抵抗を低下させることが可能となる。そ
の結果、メモリ回路領域における第1MOSトランジス
タおよび周辺回路領域における第2MOSトランジスタ
の動作特性の向上を図ることが可能となる。
By including the above steps, the first gate electrode and the second gate electrode have a polycide structure, respectively, so that the wiring resistance of the first gate electrode and the second gate electrode can be reduced. . As a result, it is possible to improve the operation characteristics of the first MOS transistor in the memory circuit area and the second MOS transistor in the peripheral circuit area.

【0039】また、好ましくは、上記第1金属シリサイ
ド層を形成する工程は、上記第2ゲート電極をパターニ
ングした後、上記第2絶縁膜を残存させておくことによ
り、上記1対の第2高濃度不純物領域の表面にのみ第1
金属シリサイド層を形成する工程を含んでいる。
Preferably, in the step of forming the first metal silicide layer, the second gate electrode is patterned and the second insulating film is left, so that the pair of second high silicide layers is left. Only on the surface of the impurity region
Forming a metal silicide layer.

【0040】これにより、周辺回路領域における第2ソ
ース/ドレイン領域にのみ第1金属シリサイド層が形成
され、周辺回路領域における第2MOSトランジスタの
第2ソース/ドレイン領域の配線抵抗を低下させるとと
もに、寄生容量特に接合容量の低減化を図ることが可能
となる。これにより、周辺回路領域の第2MOSトラン
ジスタの動作特性を向上させることが可能となる。
As a result, the first metal silicide layer is formed only in the second source / drain region in the peripheral circuit region, and the wiring resistance of the second source / drain region of the second MOS transistor in the peripheral circuit region is reduced, and the parasitic resistance is reduced. It is possible to reduce the capacitance, particularly the junction capacitance. This makes it possible to improve the operation characteristics of the second MOS transistor in the peripheral circuit area.

【0041】また、好ましくは、上記第1金属シリサイ
ド層を形成する工程は、上記第2ゲート電極をパターニ
ングした後に、上記第2絶縁膜を除去し、上記第2ゲー
ト電極の上にも上記高融点金属層を形成し、上記加熱処
理を行なうことにより、上記第2ゲート電極の上に第2
金属シリサイド層を同時に形成する工程を含んでいる。
Preferably, in the step of forming the first metal silicide layer, after patterning the second gate electrode, the second insulating film is removed, and the high metal layer is formed on the second gate electrode. By forming a melting point metal layer and performing the above-described heat treatment, a second layer is formed on the second gate electrode.
And forming a metal silicide layer simultaneously.

【0042】これにより、周辺回路領域の第2MOSト
ランジスタの第2ソース/ドレイン領域の配線抵抗を下
げるだけでなく、第2ゲート電極の配線抵抗も低下さ
れ、周辺回路領域の第2MOSトランジスタの動作特性
のさらなる向上を図ることが可能となる。
Thus, not only the wiring resistance of the second source / drain region of the second MOS transistor in the peripheral circuit region is reduced, but also the wiring resistance of the second gate electrode is reduced, and the operating characteristics of the second MOS transistor in the peripheral circuit region are reduced. Can be further improved.

【0043】[0043]

【発明の実施の形態】以下、この発明に基づく半導体装
置およびその製造方法の実施の形態について、図を参照
して説明する。
Embodiments of a semiconductor device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0044】(実施の形態1)図1を参照して、実施の
形態1に基づく半導体装置について説明する。なお、こ
の実施の形態に基づく半導体装置は、DRAM領域とA
SIC領域とを1つのチップに搭載した半導体装置であ
る。また、図1において、(A)は、メモリ回路領域に
おけるMOSトランジスタの断面構造を示し、(B)
は、周辺回路領域におけるMOSトランジスタの断面構
造を示している。ここで、以下本明細書中において便宜
上、DRAMのメモリ回路領域を単に「メモリ回路領
域」と称し、DRAMの周辺回路領域およびASIC領
域を「周辺回路領域」と称す。
(Embodiment 1) A semiconductor device based on Embodiment 1 will be described with reference to FIG. Note that the semiconductor device according to this embodiment has a
This is a semiconductor device in which the SIC area is mounted on one chip. FIG. 1A shows a cross-sectional structure of a MOS transistor in a memory circuit region, and FIG.
Shows the cross-sectional structure of the MOS transistor in the peripheral circuit region. Here, for convenience in the present specification, the memory circuit area of the DRAM is simply referred to as “memory circuit area”, and the peripheral circuit area and the ASIC area of the DRAM are referred to as “peripheral circuit area”.

【0045】まず、図1(A)を参照して、メモリ回路
領域におけるMOSトランジスタの構造について説明す
る。
First, the structure of the MOS transistor in the memory circuit area will be described with reference to FIG.

【0046】p型シリコン半導体基板1にp型ウェル1
6とp型チャネルカット層2が形成されている。p型ウ
ェル16は、約1×1017cm-3の不純物濃度を有し、
p型チャネルカット層2も、約1×1017cm-3の不純
物濃度を有している。
A p-type well 1 is formed in a p-type silicon semiconductor substrate 1.
6 and a p-type channel cut layer 2 are formed. The p-type well 16 has an impurity concentration of about 1 × 10 17 cm −3 ,
The p-type channel cut layer 2 also has an impurity concentration of about 1 × 10 17 cm −3 .

【0047】p型シリコン半導体基板1の主表面は、シ
リコン酸化膜などからなるフィールド絶縁膜3により活
性領域が規定されている。活性領域においては、p型シ
リコン半導体基板1の上にシリコン酸化膜などからなる
ゲート絶縁膜4を介在して、ポリシリコンなどからなる
ゲート電極5が形成されている。
On the main surface of p-type silicon semiconductor substrate 1, an active region is defined by field insulating film 3 made of a silicon oxide film or the like. In the active region, a gate electrode 5 made of polysilicon or the like is formed on a p-type silicon semiconductor substrate 1 with a gate insulating film 4 made of a silicon oxide film or the like interposed therebetween.

【0048】また、p型シリコン半導体基板1の主表面
には、ゲート電極5を挟むように、n- 型ソース領域6
およびn- 型ドレイン領域7が形成されている。このゲ
ート電極5、n- 型ソース領域6およびn- 型ドレイン
領域7により、メモリ回路領域におけるMOSトランジ
スタを構成する。
On the main surface of p-type silicon semiconductor substrate 1, n -type source region 6 is sandwiched so as to sandwich gate electrode 5.
And n type drain region 7 are formed. The gate electrode 5, the n type source region 6 and the n type drain region 7 constitute a MOS transistor in the memory circuit region.

【0049】さらに、n- 型ソース領域6には、シリコ
ン酸化膜などからなる層間絶縁膜8を介在して、ポリシ
リコン膜9とタングステンシリサイド膜10とからなる
ビット線が電気的に接続されている。
Further, a bit line composed of a polysilicon film 9 and a tungsten silicide film 10 is electrically connected to n type source region 6 with an interlayer insulating film 8 composed of a silicon oxide film or the like interposed therebetween. I have.

【0050】また、n- 型ドレイン領域7には、層間絶
縁膜8および層間絶縁膜11を介在して、ポリシリコン
膜などからなるストレージノード12が電気的に接続さ
れている。このストレージノード12の表面には、誘電
体膜13が形成され、さらに、この誘電体膜13を覆う
ようにセルプレート14が形成されている。このストレ
ージノード12、誘電体膜13およびセルプレート14
によりキャパシタが構成されている。
A storage node 12 made of a polysilicon film or the like is electrically connected to n type drain region 7 with interlayer insulating film 8 and interlayer insulating film 11 interposed. A dielectric film 13 is formed on the surface of the storage node 12, and a cell plate 14 is formed so as to cover the dielectric film 13. The storage node 12, the dielectric film 13, and the cell plate 14
Constitutes a capacitor.

【0051】セルプレート14の表面は、ボロン・リン
シリコンガラス膜(BPSG膜)からなる層間絶縁膜1
5により、p型シリコン半導体基板1の全面が覆われて
いる。
The surface of the cell plate 14 has an interlayer insulating film 1 made of a boron-phosphorus-silicon glass film (BPSG film).
5, the entire surface of the p-type silicon semiconductor substrate 1 is covered.

【0052】次に、図1(B)を参照して、周辺回路領
域におけるMOSトランジスタの構造について説明す
る。
Next, the structure of the MOS transistor in the peripheral circuit region will be described with reference to FIG.

【0053】p型シリコン半導体基板1にp型ウェル1
6とp型チャネルカット層2が形成されている。p型ウ
ェル16は、約1×1017cm-3程度の不純物濃度を有
し、p型チャネルカット層2も、約1×1017cm-3
度の不純物濃度を有している。
A p-type well 1 is formed in a p-type silicon semiconductor substrate 1.
6 and a p-type channel cut layer 2 are formed. The p-type well 16 has an impurity concentration of about 1 × 10 17 cm −3 , and the p-type channel cut layer 2 also has an impurity concentration of about 1 × 10 17 cm −3 .

【0054】p型シリコン半導体基板1の主表面には、
フィールド絶縁膜23により活性領域が規定されてい
る。活性領域においては、p型シリコン半導体基板1の
上にシリコン酸化膜などからなるゲート絶縁膜4を介在
して、ポリシリコンなどからなるゲート電極17と、こ
のゲート電極17の上に、チタンシリサイド膜18が形
成されている。また、ゲート電極17とチタンシリサイ
ド膜18との側壁には、シリコン酸化膜などからなるサ
イドウォール絶縁膜19が形成されている。
On the main surface of the p-type silicon semiconductor substrate 1,
The active region is defined by the field insulating film 23. In the active region, a gate electrode 17 made of polysilicon or the like is interposed on a p-type silicon semiconductor substrate 1 with a gate insulating film 4 made of a silicon oxide film or the like interposed therebetween, and a titanium silicide film is formed on the gate electrode 17. 18 are formed. On the side walls of the gate electrode 17 and the titanium silicide film 18, a side wall insulating film 19 made of a silicon oxide film or the like is formed.

【0055】p型シリコン半導体基板1の主表面には、
ゲート電極17を挟むように、不純物濃度1×1018
1×1019cm-3のn- 型不純物領域20a,20b、
不純物濃度5×1019〜5×1020cm-3のn+ 型不純
物領域22a,22bが形成され、LDD(Lightly Do
ped Drain )構造のソース/ドレイン領域が構成されて
いる。また、n+ 型不純物領域22a,22bの表面に
は、チタンシリサイド層21a,21bが形成されてい
る。
On the main surface of the p-type silicon semiconductor substrate 1,
Impurity concentration of 1 × 10 18-
1 × 10 19 cm −3 n -type impurity regions 20a and 20b,
N + -type impurity regions 22a and 22b having an impurity concentration of 5 × 10 19 to 5 × 10 20 cm −3 are formed, and an LDD (Lightly Do
The source / drain region has a ped drain structure. Further, titanium silicide layers 21a and 21b are formed on the surfaces of n + -type impurity regions 22a and 22b.

【0056】p型シリコン半導体基板1の表面は、シリ
コン酸化膜などからなる層間絶縁膜24,25およびボ
ロンリンシリコンガラス膜(BPSG膜)からなる層間
絶縁膜26により覆われている。
The surface of p-type silicon semiconductor substrate 1 is covered with interlayer insulating films 24 and 25 made of a silicon oxide film or the like and an interlayer insulating film 26 made of a boron phosphorus silicon glass film (BPSG film).

【0057】次に、図2〜図6を参照して、上述した半
導体装置の製造方法について説明する。なお、各図中
(A)は、図1(A)の断面に従ったメモリ回路領域の
MOSトランジスタの製造工程を示す図であり、(B)
は、図1(B)の断面に従った周辺回路領域におけるM
OSトランジスタの製造工程を示す図である。
Next, a method for manufacturing the above-described semiconductor device will be described with reference to FIGS. 1A is a diagram showing a manufacturing process of a MOS transistor in a memory circuit region according to the cross section of FIG. 1A, and FIG.
Is M in the peripheral circuit region according to the cross section of FIG.
FIG. 7 is a diagram illustrating a manufacturing process of the OS transistor.

【0058】まず、図2(A)、(B)を参照して、p
型シリコン半導体基板1の主表面に、LOCOS(LOCa
l Oxidation of Silicon)法を用いて、シリコン酸化膜
からなるフィールド絶縁膜3、23を所定の位置に形成
する。
First, referring to FIGS. 2A and 2B, p
LOCOS (LOCa)
The field insulating films 3 and 23 made of a silicon oxide film are formed at predetermined positions by using an oxidation (Silicon Oxidation of Silicon) method.

【0059】次に、p型シリコン半導体基板1の全面
に、高エネルギイオン注入法により、不純物を注入し、
p型ウェル16およびp型チャネルカット層2を形成す
る。
Next, impurities are implanted into the entire surface of the p-type silicon semiconductor substrate 1 by a high energy ion implantation method.
The p-type well 16 and the p-type channel cut layer 2 are formed.

【0060】次に、図3(A)、(B)を参照して、p
型シリコン半導体基板1の全面に、熱酸化法によりシリ
コン酸化膜からなるゲート絶縁膜4を形成する。さら
に、このゲート絶縁膜4,16の上に、CVD法などを
用いてポリシリコン膜を形成する。その後、このポリシ
リコン膜の上にフォトリソグラフィ技術を用いて、所定
のパターンを有するフォトレジストを形成する。この所
定のパターンを有するフォトレジストをマスクにして、
ポリシリコン膜のパターニングを行ない、メモリ回路領
域にゲート電極5および周辺回路領域にゲート電極17
を形成する。その後、ゲート電極5およびゲート電極1
7上に残存するフォトレジストを除去する。
Next, referring to FIGS. 3A and 3B, p
A gate insulating film 4 made of a silicon oxide film is formed on the entire surface of the type silicon semiconductor substrate 1 by a thermal oxidation method. Further, a polysilicon film is formed on the gate insulating films 4 and 16 by using a CVD method or the like. Thereafter, a photoresist having a predetermined pattern is formed on the polysilicon film by using a photolithography technique. Using the photoresist having the predetermined pattern as a mask,
The polysilicon film is patterned to form a gate electrode 5 in the memory circuit region and a gate electrode 17 in the peripheral circuit region.
To form Then, the gate electrode 5 and the gate electrode 1
The photoresist remaining on 7 is removed.

【0061】次に、図4(A)、(B)を参照して、フ
ィールド絶縁膜3,23およびゲート電極5,17をマ
スクにして、ヒ素、リンなどの不純物をp型シリコン半
導体基板1の表面に注入し、不純物濃度1×1018〜1
×1019cm-3のn- 型ソース/ドレイン領域6,7お
よびn- 型低濃度不純物領域20a,20bを形成す
る。
Referring to FIGS. 4A and 4B, impurities such as arsenic and phosphorus are added to p-type silicon semiconductor substrate 1 using field insulating films 3 and 23 and gate electrodes 5 and 17 as masks. And implanted into the surface of the substrate, with an impurity concentration of 1 × 10 18 to 1
X 10 19 cm -3 n - type source / drain regions 6 and 7 and n - type low-concentration impurity regions 20a and 20b are formed.

【0062】次に、図5(A)、(B)を参照して、p
型シリコン半導体基板1の全面にシリコン酸化膜300
をCVD法などにより堆積する。その後、メモリ回路領
域のみをレジスト膜310で覆う。
Next, referring to FIGS. 5A and 5B, p
A silicon oxide film 300 on the entire surface of the silicon semiconductor substrate 1
Is deposited by a CVD method or the like. After that, only the memory circuit area is covered with the resist film 310.

【0063】次に、異方性エッチングにより、シリコン
酸化膜300をエッチングし、ゲート電極17の側壁に
サイドウォール酸化膜19を形成する。
Next, the silicon oxide film 300 is etched by anisotropic etching to form a sidewall oxide film 19 on the side wall of the gate electrode 17.

【0064】次に、フィールド酸化膜23、サイドウォ
ール酸化膜19およびゲート電極17をマスクにして、
周辺回路領域のp型シリコン半導体基板1の表面にヒ素
を注入し、約800℃、20分の加熱処理を施すことに
より、不純物濃度5×1019〜5×1020cm-3のn+
型高濃度不純物領域22a,22bを形成する。
Next, using field oxide film 23, sidewall oxide film 19 and gate electrode 17 as a mask,
By implanting arsenic into the surface of the p-type silicon semiconductor substrate 1 in the peripheral circuit region and performing a heat treatment at about 800 ° C. for 20 minutes, n + with an impurity concentration of 5 × 10 19 to 5 × 10 20 cm −3 is obtained .
Form high concentration impurity regions 22a and 22b are formed.

【0065】次に、図6(A)、(B)を参照して、メ
モリ回路領域をレジスト膜310で覆ったまま、周辺回
路領域のp型シリコン半導体基板1の全面に高融点金属
としてチタン層を堆積し、加熱処理を行なう。これによ
り、ゲート電極17の表面およびn+ 型高濃度不純物領
域20a,20bの表面に、自己整合的にチタンシリサ
イド層18,21a,21bを形成される。その後、p
型シリコン半導体基板1上に残存するチタン層を除去す
る。
Next, referring to FIGS. 6A and 6B, while the memory circuit region is covered with the resist film 310, titanium as a refractory metal is formed on the entire surface of the p-type silicon semiconductor substrate 1 in the peripheral circuit region. A layer is deposited and heat treatment is performed. Thus, titanium silicide layers 18, 21a, 21b are formed in a self-aligning manner on the surface of gate electrode 17 and the surfaces of n + -type high-concentration impurity regions 20a, 20b. Then p
The titanium layer remaining on the type silicon semiconductor substrate 1 is removed.

【0066】次に、メモリ回路領域のレジスト膜310
およびシリコン酸化膜300を除去した後、公知技術の
製造プロセスを用いて、シリコン酸化膜からなる層間絶
縁膜8,24、ビット線を形成するポリシリコン層9お
よびタングステンシリサイド層10、シリコン酸化膜か
らなる層間絶縁膜11,25、キャパシタを構成するス
トレージノード12、誘電体膜13およびセルプレート
14、ボロン・リンシリコンガラス膜(BPSG膜)か
らなる層間絶縁膜15,26を形成する。これにより、
図1に示す半導体装置が完成する。
Next, the resist film 310 in the memory circuit area
After the silicon oxide film 300 is removed, the interlayer insulating films 8 and 24 made of a silicon oxide film, the polysilicon layer 9 and the tungsten silicide layer 10 for forming bit lines, and the silicon oxide film are removed by using a known manufacturing process. Are formed, storage nodes 12 constituting capacitors, dielectric films 13 and cell plates 14, and interlayer insulating films 15 and 26 made of a boron-phosphorus silicon glass film (BPSG film) are formed. This allows
The semiconductor device shown in FIG. 1 is completed.

【0067】以上、この実施の形態1における半導体装
置およびその製造方法においては、メモリ回路領域のM
OSトランジスタと周辺回路領域のMOSトランジスタ
との構造が異なっている。
As described above, in the semiconductor device and the method of manufacturing the same according to the first embodiment, the M
The structure of the OS transistor is different from that of the MOS transistor in the peripheral circuit area.

【0068】つまり、メモリ回路領域のMOSトランジ
スタのソース/ドレイン領域6,7には、金属シリサイ
ド層は形成されていないため、従来問題となっていた合
金反応に基づく結晶欠陥の発生や、金属シリサイド層が
ソース/ドレイン領域を突き破って形成されることによ
る接合リークの増大が問題とならない。その結果、寄生
容量特に接合容量の低減が図れ、メモリ回路の特性の低
下を回避し、メモリ回路領域におけるMOSトランジス
タの信頼性をが向上させることが可能になる。
That is, since the metal silicide layer is not formed in the source / drain regions 6 and 7 of the MOS transistor in the memory circuit region, generation of crystal defects due to alloy reaction, which has conventionally been a problem, An increase in junction leakage due to the formation of the layer penetrating the source / drain region does not matter. As a result, the parasitic capacitance, particularly the junction capacitance, can be reduced, the deterioration of the characteristics of the memory circuit can be avoided, and the reliability of the MOS transistor in the memory circuit region can be improved.

【0069】一方、周辺回路領域におけるMOSトラン
ジスタのゲート電極表面およびソース/ドレイン領域を
構成するn+ 型高濃度不純物領域22a,22bの表面
には、チタンシリサイド層が設けられている。これによ
り、ゲート電極17およびn + 型高濃度不純物領域22
a,22bの配線抵抗が小さくなり、周辺回路領域にお
けるMOSトランジスタの動作特性を向上させることが
可能となる。また、製造工程においても、周辺回路領域
にチタンシリサイド層を形成する工程において、メモリ
回路領域をレジスト膜で覆うことのみで、本実施の形態
における半導体装置の構造を実現させることが可能とな
り、新たな製造プロセスを追加することなく、本実施の
形態における半導体装置を製造することが可能となる。
なお、本実施の形態においては、金属シリサイド層とし
て、チタンシリサイド層を用いたが、Coを用いた場合
であっても同様の作用効果を得ることができる。
On the other hand, MOS transistors in the peripheral circuit area
The gate electrode surface and source / drain regions of the
Constituent n+Of high-concentration impurity regions 22a and 22b
Is provided with a titanium silicide layer. This
Gate electrode 17 and n +Type high concentration impurity region 22
a, 22b the wiring resistance is reduced,
The operating characteristics of MOS transistors
It becomes possible. Also, in the manufacturing process, the peripheral circuit area
Forming a titanium silicide layer on the substrate
In this embodiment, only the circuit area is covered with a resist film.
Semiconductor device structure in Japan
Without the need for additional manufacturing processes.
It is possible to manufacture a semiconductor device in the form.
In this embodiment, the metal silicide layer is used.
Using a titanium silicide layer, but using Co
However, the same operation and effect can be obtained.

【0070】(実施の形態2)次に、図7(A)、
(B)を参照して、実施の形態2に基づく半導体装置に
ついて説明する。なお、図中上述した実施の形態1に基
づく半導体装置と同一部分には同一符号を付している。
また、図7において、(A)は、メモリ回路領域におけ
るMOSトランジスタの断面構造を示し、(B)は、周
辺回路領域におけるMOSトランジスタの断面構造を示
している。
(Embodiment 2) Next, FIG.
The semiconductor device according to the second embodiment will be described with reference to FIG. In the figure, the same parts as those of the semiconductor device according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
7A shows a cross-sectional structure of a MOS transistor in a memory circuit region, and FIG. 7B shows a cross-sectional structure of a MOS transistor in a peripheral circuit region.

【0071】この実施の形態におけるメモリ回路領域の
MOSトランジスタと周辺回路領域のMOSトランジス
タの構造を上述した実施の形態1におけるそれぞれの領
域のMOSトランジスタと比較した場合、それぞれゲー
ト電極の構造が異なっている。
When the structure of the MOS transistor in the memory circuit region and the structure of the MOS transistor in the peripheral circuit region in this embodiment are compared with the structure of the MOS transistor in each region in the first embodiment, the structures of the gate electrodes are different. I have.

【0072】本実施の形態におけるメモリ回路領域にお
けるMOSトランジスタのゲート電極は、ゲート絶縁膜
4、ポリシリコン層31、タングステンシリサイド層3
2およびリンがドープされたアモルファスシリコン層3
3とを有している。ここで、アモルファスシリコン層3
3は、メモリ回路領域におけるゲート電極に必須ではな
く、後述する周辺回路領域のゲート電極を形成するとき
に用いられるもので、実質的には、ゲート絶縁膜4、ポ
リシリコン層31およびタングステンシリサイド層32
によりポリサイド構造からなるゲート電極を構成してい
る。
The gate electrode of the MOS transistor in the memory circuit region according to the present embodiment includes a gate insulating film 4, a polysilicon layer 31, and a tungsten silicide layer 3.
2 and amorphous silicon layer 3 doped with phosphorus
And 3. Here, the amorphous silicon layer 3
Numeral 3 is not essential for the gate electrode in the memory circuit region, but is used when forming a gate electrode in a peripheral circuit region to be described later, and is substantially a gate insulating film 4, a polysilicon layer 31, and a tungsten silicide layer. 32
Constitutes a gate electrode having a polycide structure.

【0073】一方、周辺回路領域のMOSトランジスタ
のゲート電極は、ゲート絶縁膜4、ポリシリコン層3
4、タングステンシリサイド層35、リンがドープされ
たアモルファスシリコン層36およびチタンシリサイド
層37とを有している。
On the other hand, the gate electrode of the MOS transistor in the peripheral circuit region is formed by a gate insulating film 4, a polysilicon layer 3
4, a tungsten silicide layer 35, an amorphous silicon layer 36 doped with phosphorus, and a titanium silicide layer 37.

【0074】ポリシリコン層34とタングステンシリサ
イド層35およびアモルファスシリコン層36とチタン
シリサイド層37とでそれぞれポリサイド構造を有し、
二重のポリサイド構造となっている。
The polysilicon layer 34 and the tungsten silicide layer 35 and the amorphous silicon layer 36 and the titanium silicide layer 37 have a polycide structure, respectively.
It has a double polycide structure.

【0075】ここで、アモルファスシリコン層36は、
ポリシリコン層34とタングステンシリサイド層35と
からなるポリサイド構造の上にチタンシリサイド層37
を形成するために必要となる。すなわち、チタンシリサ
イド層のポリサイド構造上での密着性を向上させるため
に用いられ、アモルファスシリコン層36を設けること
で、密着性が良好なチタンシリサイド層37をポリシリ
コン層34とタングステンシリサイド層35とからなる
ポリサイド構造の上に形成することができる。
Here, the amorphous silicon layer 36
A titanium silicide layer 37 is formed on a polycide structure including a polysilicon layer 34 and a tungsten silicide layer 35.
Is required to form That is, the amorphous silicide layer 36 is used to improve the adhesion of the titanium silicide layer on the polycide structure. Can be formed on a polycide structure composed of

【0076】なお、リンがドープされたアモルファスシ
リコン層を用いたが、ポリシリコン膜を用いても同様の
作用効果を得ることができる。
Although an amorphous silicon layer doped with phosphorus is used, a similar effect can be obtained by using a polysilicon film.

【0077】次に、上記構造よりなる半導体装置の製造
工程について図8(A)、(B)8を参照して説明す
る。まず、実施の形態1における半導体装置で説明した
図2(A)、(B)に示すプロセスと同様にしてpウェ
ル16、チャネルカットpウェル2およびフィールド絶
縁膜3を形成する。
Next, a manufacturing process of the semiconductor device having the above structure will be described with reference to FIGS. First, a p-well 16, a channel cut p-well 2, and a field insulating film 3 are formed in the same manner as in the process shown in FIGS. 2A and 2B described for the semiconductor device according to the first embodiment.

【0078】次に、p型シリコン半導体基板1の上全面
に、ポリシリコン層31、34を堆積し、このポリシリ
コン層31、34の上にタングステン層を形成し加熱処
理を行なう。その後、ポリシリコン層31、34上に残
存したタングステン層を除去した後、さらにリンがドー
プされたアモルファスシリコン層を堆積する。
Next, polysilicon layers 31 and 34 are deposited on the entire upper surface of the p-type silicon semiconductor substrate 1, a tungsten layer is formed on the polysilicon layers 31 and 34, and heat treatment is performed. Then, after removing the tungsten layer remaining on the polysilicon layers 31 and 34, an amorphous silicon layer doped with phosphorus is further deposited.

【0079】その後、フォトリソグラフィ技術を用いて
所定の形状にパターニングされたフォトレジストをマス
クにして、アモルファスシリコン層、タングステンシリ
サイド層、ポリシリコン層のパターニングを行なう。こ
れにより、メモリ回路領域にゲート絶縁膜4、ポリシリ
コン層31、タングステンシリサイド層32およびアモ
ルファスシリコン層33からなるゲート電極が形成さ
れ、周辺回路領域にゲート絶縁膜4、ポリシリコン層3
4、タングステンシリサイド層35およびアモルファス
シリコン層36からなるゲート電極が形成される。
Thereafter, the amorphous silicon layer, the tungsten silicide layer, and the polysilicon layer are patterned by using the photoresist patterned into a predetermined shape by using the photolithography technique as a mask. Thus, a gate electrode including the gate insulating film 4, the polysilicon layer 31, the tungsten silicide layer 32, and the amorphous silicon layer 33 is formed in the memory circuit region, and the gate insulating film 4, the polysilicon layer 3 is formed in the peripheral circuit region.
4. A gate electrode including the tungsten silicide layer 35 and the amorphous silicon layer 36 is formed.

【0080】その後、実施の形態1と同様に、図4〜図
6に示す製造工程を経ることにより、図7に示す本実施
の形態における半導体装置が完成する。
Thereafter, similarly to the first embodiment, the semiconductor device according to the present embodiment shown in FIG. 7 is completed through the manufacturing steps shown in FIGS.

【0081】以上、この実施の形態2における半導体装
置およびその製造方法においては、実施の形態1におけ
る半導体装置と比べた場合、メモリ回路領域および周辺
回路領域におけるMOSトランジスタのゲート電極の配
線抵抗が小さくなるため、それぞれの領域におけるMO
Sトランジスタの動作特性をさらに向上させることが可
能となる。
As described above, in the semiconductor device and the method of manufacturing the same according to the second embodiment, the wiring resistance of the gate electrode of the MOS transistor in the memory circuit region and the peripheral circuit region is smaller than that of the semiconductor device in the first embodiment. Therefore, MO in each area
The operating characteristics of the S transistor can be further improved.

【0082】(実施の形態3)次に、図9を参照して、
実施の形態3に基づく半導体装置について説明する。な
お、図中上述した実施の形態1に基づく半導体装置と同
一部分には同一符号を付している。また、図9におい
て、(A)はメモリ回路領域におけるMOSトランジス
タの断面構造を示し、(B)は周辺回路領域におけるM
OSトランジスタの断面構造を示している。
(Embodiment 3) Next, referring to FIG.
A semiconductor device according to the third embodiment will be described. In the figure, the same parts as those of the semiconductor device according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals. 9A shows a cross-sectional structure of a MOS transistor in a memory circuit region, and FIG.
3 shows a cross-sectional structure of an OS transistor.

【0083】本実施の形態におけるメモリ回路領域のM
OSトランジスタと、周辺回路領域におけるMOSトラ
ンジスタとの構造を上述した実施の形態1におけるそれ
ぞれのMOSトランジスタと比較した場合、それぞれゲ
ート電極の構造が異なっている。
In the present embodiment, M in the memory circuit area
When the structures of the OS transistor and the MOS transistor in the peripheral circuit region are compared with the respective MOS transistors in the above-described first embodiment, the structures of the gate electrodes are different.

【0084】メモリ回路領域のMOSトランジスタのゲ
ート電極は、ポリシリコン層5の上に、シリコン酸化膜
42が形成されている。なお、このシリコン酸化膜42
は、このゲート電極に必須ではなく、後述する周辺回路
領域のゲート電極を形成するときに用いられるもので、
実質的には、実施の形態1におけるメモリ回路領域のゲ
ートトランジスタと同一の構造を有している。
The gate electrode of the MOS transistor in the memory circuit area has a silicon oxide film 42 formed on the polysilicon layer 5. The silicon oxide film 42
Is not essential for this gate electrode, and is used when forming a gate electrode in a peripheral circuit region described later.
It has substantially the same structure as the gate transistor in the memory circuit area in the first embodiment.

【0085】一方、周辺回路領域のMOSトランジスタ
のゲート電極は、ポリシリコン層17の上に、シリコン
酸化膜44が形成されている。したがって、周辺回路領
域におけるMOSトランジスタは、実施の形態1におけ
る周辺回路領域のMOSトランジスタと比較した場合
に、ゲート電極上に金属シリサイド層が形成されず、ソ
ース/ドレイン領域を構成するn+ 高濃度不純物領域2
2a,22bの表面にのみチタンシリサイド層21a,
21bが形成されている。
On the other hand, a silicon oxide film 44 is formed on the polysilicon layer 17 for the gate electrode of the MOS transistor in the peripheral circuit region. Therefore, when compared with the MOS transistor in the peripheral circuit region in the first embodiment, the MOS transistor in the peripheral circuit region does not have a metal silicide layer formed on the gate electrode, and has an n + high concentration forming the source / drain region. Impurity region 2
2a and 22b only on the surface of titanium silicide layer 21a,
21b is formed.

【0086】ここで、上述した構造よりなるMOSトラ
ンジスタを製造するためには、図10に示すように、実
施の形態1で説明した図3に示すゲート電極5およびゲ
ート電極17のパターニングに用いられるシリコン酸化
膜42,44を除去することなく残存させた状態で、そ
の後図4〜図6に示す工程を経ることにより製造するこ
とが可能である。
Here, in order to manufacture a MOS transistor having the above-described structure, as shown in FIG. 10, it is used for patterning gate electrode 5 and gate electrode 17 shown in FIG. 3 described in the first embodiment. In a state where the silicon oxide films 42 and 44 are left without being removed, they can be manufactured through the steps shown in FIGS.

【0087】以上、本実施の形態における半導体装置お
よびその製造方法は、図1に示す実施の形態1における
半導体装置の構造において、周辺回路領域におけるMO
Sトランジスタのゲート電極の配線抵抗の向上が特に必
要でない場合において有効な構造である。ゲート電極を
パターニングするためのシリコン酸化膜を除去すること
なく残存させておくことで、ゲート電極上に金属シリサ
イド層を形成しない本実施の形態に基づく半導体装置を
容易に形成することが可能である。
As described above, the semiconductor device and the method of manufacturing the same according to the present embodiment have the same structure as the semiconductor device according to the first embodiment shown in FIG.
This structure is effective when it is not particularly necessary to improve the wiring resistance of the gate electrode of the S transistor. By leaving the silicon oxide film for patterning the gate electrode without removing it, it is possible to easily form the semiconductor device according to the present embodiment in which the metal silicide layer is not formed on the gate electrode. .

【0088】(実施の形態4)次に、図11を参照し
て、実施の形態4に基づく半導体装置について説明す
る。なお、図中上述した実施の形態1に基づく半導体装
置と同一部分には同一符号を付している。また、図11
において、(A)はメモリ回路領域におけるMOSトラ
ンジスタの断面構造を示し、(B)は周辺回路領域にお
けるMOSトランジスタの断面構造を示している。
(Fourth Embodiment) Next, a semiconductor device according to a fourth embodiment will be described with reference to FIG. In the figure, the same parts as those of the semiconductor device according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals. FIG.
2A shows a cross-sectional structure of a MOS transistor in a memory circuit region, and FIG. 2B shows a cross-sectional structure of a MOS transistor in a peripheral circuit region.

【0089】本実施の形態におけるメモリ回路領域のM
OSトランジスタと周辺回路領域のMOSトランジスタ
の構造とを、上述した実施の形態2のそれぞれのMOS
トランジスタと比較した場合、本実施の形態におけるメ
モリ回路領域におけるMOSトランジスタは、ゲート電
極を構成するゲート絶縁膜4、ポリシリコン層31、タ
ングステンシリサイド層32、アモルファスシリコン層
33の上にシリコン酸化膜54が形成されている。ここ
で、シリコン酸化膜54は、メモリ回路領域におけるM
OSトランジスタのゲート電極の動作には寄与しないた
め、実質的には実施の形態2におけるメモリ回路領域の
MOSトランジスタと同一の構造を有している。一方、
周辺回路領域におけるMOSトランジスタにおいては、
ゲート絶縁膜4、ポリシリコン層34、タングステンシ
リサイド層35およびアモルファスシリコン層36の上
にシリコン酸化膜58が形成されている。したがって、
図7(B)に示す実施の形態2における半導体装置の周
辺回路領域におけるMOSトランジスタのゲート電極と
比較した場合、チタンシリサイド層が形成されていな
い。
In the present embodiment, M in the memory circuit area
The structure of the OS transistor and the MOS transistor in the peripheral circuit region are the same as those of the MOS transistor of the second embodiment.
Compared with the transistor, the MOS transistor in the memory circuit region in the present embodiment has a silicon oxide film 54 on the gate insulating film 4, the polysilicon layer 31, the tungsten silicide layer 32, and the amorphous silicon layer 33 constituting the gate electrode. Are formed. Here, the silicon oxide film 54 has a thickness of M in the memory circuit region.
Since it does not contribute to the operation of the gate electrode of the OS transistor, it has substantially the same structure as the MOS transistor in the memory circuit region in the second embodiment. on the other hand,
In the MOS transistor in the peripheral circuit area,
A silicon oxide film 58 is formed on gate insulating film 4, polysilicon layer 34, tungsten silicide layer 35, and amorphous silicon layer 36. Therefore,
When compared with the gate electrode of the MOS transistor in the peripheral circuit region of the semiconductor device in Embodiment 2 shown in FIG. 7B, no titanium silicide layer is formed.

【0090】上述した構造よりなるMOSトランジスタ
を製造するためには、図12に示すように、実施の形態
2で説明した図8(A),(B)に示すゲート電極をパ
ターニングするために用いられるシリコン酸化膜54,
58を除去することなく残存させて、実施の形態2と同
様の工程を経ることにより製造することができる。
In order to manufacture a MOS transistor having the above-described structure, as shown in FIG. 12, it is used for patterning the gate electrode shown in FIGS. 8A and 8B described in the second embodiment. Silicon oxide film 54,
It can be manufactured by leaving the 58 without removing it and going through the same steps as in the second embodiment.

【0091】以上、本実施の形態における半導体装置お
よびその製造方法においては、実施の形態2に示す半導
体装置の構造において、周辺回路領域のゲート電極に金
属シリサイド層を特に必要としない場合には有効な構造
である。ゲート電極をパターニングするためのシリコン
酸化膜を残存させておくことのみで容易に形成すること
が可能となる。
As described above, the semiconductor device and the method of manufacturing the same according to the present embodiment are effective when the metal silicide layer is not particularly required for the gate electrode in the peripheral circuit region in the structure of the semiconductor device shown in the second embodiment. Structure. It can be easily formed only by leaving a silicon oxide film for patterning the gate electrode.

【0092】なお、今回開示した実施の形態はすべての
点で例示であって制限的なものではないと考えられるべ
きである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許
請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意
味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図
される。
It should be noted that the embodiments disclosed this time are illustrative in all aspects and are not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

【0093】[0093]

【発明の効果】この発明に基づいた半導体装置によれ
ば、メモリ回路領域における第1MOSトランジスタの
第1ソース/ドレイン領域は単一の不純物領域から形成
され、周辺回路領域における第2MOSトランジスタの
第2ソース/ドレイン領域の表面には第1金属シリサイ
ド層が設けられている。したがって、この発明に基づく
半導体装置は、メモリ回路領域の第1MOSトランジス
タと周辺回路領域の第2MOSトランジスタとの構造が
異なっている。
According to the semiconductor device of the present invention, the first source / drain region of the first MOS transistor in the memory circuit region is formed from a single impurity region, and the second source / drain region of the second MOS transistor in the peripheral circuit region is formed. A first metal silicide layer is provided on the surface of the source / drain region. Therefore, in the semiconductor device according to the present invention, the structure of the first MOS transistor in the memory circuit region is different from the structure of the second MOS transistor in the peripheral circuit region.

【0094】これにより、メモリ回路領域の第1MOS
トランジスタの第1ソース/ドレイン領域には金属シリ
サイド層が形成されていないため、金属シリサイド層を
形成するときに生じる合金反応に基づく引張り応力によ
る結晶欠陥および金属シリサイド層の第1ソース/ドレ
イン領域の突き破りが生じないため、従来問題となって
いた接合リークの増大によるメモリ回路の特性の低下を
回避することができる。
Thus, the first MOS in the memory circuit area
Since a metal silicide layer is not formed in the first source / drain region of the transistor, crystal defects due to tensile stress based on an alloy reaction generated when the metal silicide layer is formed, and defects in the first source / drain region of the metal silicide layer. Since the breakthrough does not occur, it is possible to avoid a decrease in the characteristics of the memory circuit due to an increase in the junction leak, which has conventionally been a problem.

【0095】一方、周辺回路領域における第2MOSト
ランジスタの第2ソース/ドレイン領域には、第1金属
シリサイド層が設けられているため、第2ソース/ドレ
イン領域の配線抵抗が小さくなるとともに、寄生容量特
に接合容量の低減化を図り、周辺回路におけるMOSト
ランジスタの動作特性の向上を実現することが可能とな
る。
On the other hand, since the first metal silicide layer is provided in the second source / drain region of the second MOS transistor in the peripheral circuit region, the wiring resistance of the second source / drain region is reduced and the parasitic capacitance is reduced. In particular, it is possible to reduce the junction capacitance and improve the operating characteristics of the MOS transistor in the peripheral circuit.

【0096】また、好ましくは、上記第2ソース/ドレ
イン領域の表面に第1金属シリサイド層を有する上記第
2MOSトランジスタの上記第2ゲート電極は、表面に
第2金属シリサイド層を有する第1ポリサイド構造であ
る。
Preferably, the second gate electrode of the second MOS transistor having a first metal silicide layer on the surface of the second source / drain region has a first polycide structure having a second metal silicide layer on the surface. It is.

【0097】このように、第2MOSトランジスタの第
2ゲート電極を第1ポリサイド構造とすることにより、
第2ゲート電極の配線抵抗が低下し、さらに周辺回路領
域におけるMOSトランジスタの動作特性の向上を図る
ことが可能となる。
As described above, when the second gate electrode of the second MOS transistor has the first polycide structure,
The wiring resistance of the second gate electrode is reduced, and the operating characteristics of the MOS transistor in the peripheral circuit region can be improved.

【0098】また、さらに好ましくは、上記第1ゲート
電極は、表面に第3金属シリサイド層を有する第2ポリ
サイド構造を有している。
[0098] More preferably, the first gate electrode has a second polycide structure having a third metal silicide layer on the surface.

【0099】このように、メモリ回路領域における第1
MOSトランジスタの第1ゲート電極を第2ポリサイド
構造とすることにより、第1ゲート電極の配線抵抗を小
さくすることが可能となる。その結果、メモリ回路領域
における第1MOSトランジスタの動作特性の向上を図
ることが可能となる。
Thus, the first in the memory circuit area
When the first gate electrode of the MOS transistor has the second polycide structure, the wiring resistance of the first gate electrode can be reduced. As a result, it is possible to improve the operation characteristics of the first MOS transistor in the memory circuit area.

【0100】また、さらに好ましくは、第2ソース/ド
レイン領域の表面に第1金属シリサイド層を有する上記
第2MOSトランジスタの第2ゲート電極は、表面に第
4金属シリサイド層を有する第3ポリサイド構造をさら
に有している。
More preferably, the second gate electrode of the second MOS transistor having the first metal silicide layer on the surface of the second source / drain region has a third polycide structure having the fourth metal silicide layer on the surface. Have more.

【0101】このように、第2MOSトランジスタの第
1ポリサイド構造の上にさらに第3ポリサイド構造を設
けることにより、第2MOSトランジスタの第2ゲート
電極の配線抵抗がさらに小さくなり、周辺回路領域にお
ける第2MOSトランジスタの動作特性のさらなる向上
を図ることが可能となる。
As described above, by further providing the third polycide structure on the first polycide structure of the second MOS transistor, the wiring resistance of the second gate electrode of the second MOS transistor is further reduced, and the second MOS transistor in the peripheral circuit region is formed. It is possible to further improve the operation characteristics of the transistor.

【0102】次に、この発明に基づいた半導体装置の製
造方法によれば、メモリ回路領域の第1MOSトランジ
スタと周辺回路領域の第2MOSトランジスタとの構造
を異ならせることができる。つまり、メモリ回路領域の
第1MOSトランジスタの第1ソース/ドレイン領域に
は、金属シリサイド層が形成されないため、従来問題と
なっていた結晶欠陥の発生や、金属シリサイド層の第1
ソース/ドレイン領域の突き破りに基づく接合リークの
発生によるメモリ回路の特性の低下を回避することが可
能となる。
Next, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the structure of the first MOS transistor in the memory circuit region and the structure of the second MOS transistor in the peripheral circuit region can be made different. That is, since the metal silicide layer is not formed in the first source / drain region of the first MOS transistor in the memory circuit region, the occurrence of crystal defects, which has conventionally been a problem, or the first
It is possible to avoid a decrease in the characteristics of the memory circuit due to the occurrence of a junction leak based on the penetration of the source / drain regions.

【0103】一方、周辺回路領域における第2MOSト
ランジスタの第2ソース/ドレイン領域には第1金属シ
リサイド層が形成されるため、第2ソース/ドレイン領
域の配線抵抗が小さくなるとともに、寄生容量特に接合
容量の低減化を図り、周辺回路領域におけるMOSトラ
ンジスタの動作特性の向上を実現することが可能とな
る。
On the other hand, since the first metal silicide layer is formed in the second source / drain region of the second MOS transistor in the peripheral circuit region, the wiring resistance of the second source / drain region is reduced, and the parasitic capacitance, especially the junction It is possible to reduce the capacitance and improve the operation characteristics of the MOS transistor in the peripheral circuit region.

【0104】また、上記導電層を形成する工程は、シリ
コン層を形成する工程を含んでいる。この工程を含むこ
とにより、上記第2ゲート電極をポリサイド構造にする
ことが可能となり、上記第2ゲート電極の配線抵抗を低
下させることが可能となる。その結果、周辺回路領域に
おける第2MOSトランジスタの動作特性の向上を図る
ことが可能となる。
The step of forming the conductive layer includes a step of forming a silicon layer. By including this step, the second gate electrode can have a polycide structure, and the wiring resistance of the second gate electrode can be reduced. As a result, the operation characteristics of the second MOS transistor in the peripheral circuit region can be improved.

【0105】また、上記導電層を形成する工程は、第1
シリコン層を形成する工程と、この第1シリコン層の上
に高融点金属層を形成する工程と、この高融点金属層を
形成した後に加熱処理を行ない、上記ポリシリコン層の
上層に金属シリサイド層を形成する工程と、この金属シ
リサイド層の上に第2シリコン層を形成する工程とを含
んでいる。
Further, the step of forming the conductive layer is performed in the first step.
Forming a silicon layer, forming a refractory metal layer on the first silicon layer, performing heat treatment after forming the refractory metal layer, and forming a metal silicide layer on the polysilicon layer. And a step of forming a second silicon layer on the metal silicide layer.

【0106】上記工程を含むことによって、上記第1ゲ
ート電極および上記第2ゲート電極は、それぞれポリサ
イド構造となり、上記第1ゲート電極および上記第2ゲ
ート電極の配線抵抗を低下させることが可能となる。そ
の結果、メモリ回路領域における第1MOSトランジス
タおよび周辺回路領域における第2MOSトランジスタ
の動作特性の向上を図ることが可能となる。
By including the above steps, the first gate electrode and the second gate electrode have a polycide structure, respectively, so that the wiring resistance of the first gate electrode and the second gate electrode can be reduced. . As a result, it is possible to improve the operation characteristics of the first MOS transistor in the memory circuit area and the second MOS transistor in the peripheral circuit area.

【0107】また、好ましくは、上記第1金属シリサイ
ド層を形成する工程は、上記第2ゲート電極をパターニ
ングした後、上記第2絶縁膜を残存させておくことによ
り、上記1対の第2高濃度不純物領域の表面にのみ第1
金属シリサイド層を形成する工程を含んでいる。
Preferably, in the step of forming the first metal silicide layer, the second gate electrode is patterned and then the second insulating film is left, so that the pair of second metal silicide layers is left. Only on the surface of the impurity region
Forming a metal silicide layer.

【0108】これにより、周辺回路領域における第2ソ
ース/ドレイン領域にのみ第1金属シリサイド層が形成
され、周辺回路領域における第2MOSトランジスタの
第2ソース/ドレイン領域の配線抵抗を低下させるとと
もに、寄生容量特に接合容量の低減化を図ることが可能
となる。これにより、周辺回路領域の第2MOSトラン
ジスタの動作特性を向上させることが可能となる。
As a result, the first metal silicide layer is formed only in the second source / drain region in the peripheral circuit region, and the wiring resistance of the second source / drain region of the second MOS transistor in the peripheral circuit region is reduced and the parasitic resistance is reduced. It is possible to reduce the capacitance, particularly the junction capacitance. This makes it possible to improve the operation characteristics of the second MOS transistor in the peripheral circuit area.

【0109】また、好ましくは、上記第1金属シリサイ
ド層を形成する工程は、上記第2ゲート電極をパターニ
ングした後に、上記第2絶縁膜を除去し、上記第2ゲー
ト電極の上にも上記高融点金属層を形成し、上記加熱処
理を行なうことにより、上記第2ゲート電極の上に第2
金属シリサイド層を同時に形成する工程を含んでいる。
Preferably, in the step of forming the first metal silicide layer, the second insulating film is removed after patterning the second gate electrode, and the high-level metal silicide layer is also formed on the second gate electrode. By forming a melting point metal layer and performing the above-described heat treatment, a second layer is formed on the second gate electrode.
And forming a metal silicide layer simultaneously.

【0110】これにより、周辺回路領域の第2MOSト
ランジスタの第2ソース/ドレイン領域の配線抵抗を下
げるだけでなく、第2ゲート電極の配線抵抗も低下さ
れ、周辺回路領域の第2MOSトランジスタの動作特性
のさらなる向上を図ることが可能となる。
Thus, not only the wiring resistance of the second source / drain region of the second MOS transistor in the peripheral circuit region is reduced, but also the wiring resistance of the second gate electrode is reduced, and the operating characteristics of the second MOS transistor in the peripheral circuit region are reduced. Can be further improved.

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

【図1】 (A)は、この発明に基づく実施の形態1に
おける半導体装置のメモリ回路領域のMOSトランジス
タの構造を示す断面図であり、(B)は、この発明に基
づく実施の形態1における半導体装置の周辺回路領域の
MOSトランジスタの構造を示す断面図である。
FIG. 1A is a cross-sectional view illustrating a structure of a MOS transistor in a memory circuit region of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a structure of a MOS transistor in a peripheral circuit region of a semiconductor device.

【図2】 (A)は、この発明に基づく実施の形態1に
おける半導体装置のメモリ回路領域の第1製造工程を示
す断面図であり、(B)は、この発明に基づく実施の形
態1における半導体装置の周辺回路領域の第1製造工程
を示す断面図である。
FIG. 2A is a cross-sectional view showing a first manufacturing step of a memory circuit region of a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a sectional view showing the first embodiment of the present invention; FIG. 10 is a cross-sectional view showing a first manufacturing step of a peripheral circuit region of the semiconductor device.

【図3】 (A)は、この発明に基づく実施の形態1に
おける半導体装置のメモリ回路領域の第2製造工程を示
す断面図であり、(B)は、この発明に基づく実施の形
態1における半導体装置の周辺回路領域の第2製造工程
を示す断面図である。
FIG. 3A is a sectional view showing a second manufacturing step of the memory circuit region of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a sectional view showing the first embodiment of the present invention; FIG. 14 is a cross-sectional view showing a second manufacturing step of the peripheral circuit region of the semiconductor device.

【図4】 (A)は、この発明に基づく実施の形態1に
おける半導体装置のメモリ回路領域の第3製造工程を示
す断面図であり、(B)は、この発明に基づく実施の形
態1における半導体装置の周辺回路領域の第3製造工程
を示す断面図である。
FIG. 4A is a cross-sectional view showing a third manufacturing step of the memory circuit region of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a sectional view showing the third embodiment of the present invention; FIG. 14 is a cross-sectional view showing a third manufacturing step of the peripheral circuit region of the semiconductor device.

【図5】 (A)は、この発明に基づく実施の形態1に
おける半導体装置のメモリ回路領域の第4製造工程を示
す断面図であり、(B)は、この発明に基づく実施の形
態1における半導体装置の周辺回路領域の第4製造工程
を示す断面図である。
FIG. 5A is a sectional view showing a fourth manufacturing step of the memory circuit region of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a sectional view showing the fourth embodiment of the present invention; FIG. 14 is a sectional view illustrating a fourth manufacturing step of the peripheral circuit region of the semiconductor device.

【図6】 (A)は、この発明に基づく実施の形態1に
おける半導体装置のメモリ回路領域の第5製造工程を示
す断面図であり、(B)は、この発明に基づく実施の形
態1における半導体装置の周辺回路領域の第5製造工程
を示す断面図である。
FIG. 6A is a sectional view showing a fifth manufacturing step of the memory circuit region of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a sectional view showing the fifth embodiment of the present invention; FIG. 14 is a cross-sectional view showing a fifth manufacturing step of the peripheral circuit region of the semiconductor device.

【図7】 (A)は、この発明に基づく実施の形態2に
おける半導体装置のメモリ回路領域のMOSトランジス
タの構造を示す断面図であり、(B)は、この発明に基
づく実施の形態1における半導体装置の周辺回路領域の
MOSトランジスタの構造を示す断面図である。
FIG. 7A is a sectional view showing a structure of a MOS transistor in a memory circuit region of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 7B is a sectional view showing a structure of the first embodiment according to the present invention; FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a structure of a MOS transistor in a peripheral circuit region of a semiconductor device.

【図8】 (A)は、この発明に基づく実施の形態2に
おける半導体装置のメモリ回路領域の第2製造工程を示
す断面図であり、(B)は、この発明に基づく実施の形
態2における半導体装置の周辺回路領域の第2製造工程
を示す断面図である。
FIG. 8A is a cross-sectional view showing a second manufacturing step of the memory circuit region of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 8B is a sectional view showing the second embodiment of the present invention; FIG. 14 is a cross-sectional view showing a second manufacturing step of the peripheral circuit region of the semiconductor device.

【図9】 (A)は、この発明に基づく実施の形態3に
おける半導体装置のメモリ回路領域のMOSトランジス
タの構造を示す断面図であり、(B)は、この発明に基
づく実施の形態3における半導体装置の周辺回路領域の
MOSトランジスタの構造を示す断面図である。
FIG. 9A is a cross-sectional view showing a structure of a MOS transistor in a memory circuit region of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a structure of a MOS transistor in a peripheral circuit region of a semiconductor device.

【図10】 (A)は、この発明に基づく実施の形態3
における半導体装置のメモリ回路領域の第2製造工程を
示す断面図であり、(B)は、この発明に基づく実施の
形態3における半導体装置の周辺回路領域の第2製造工
程を示す断面図である。
FIG. 10A shows a third embodiment based on the present invention.
FIG. 13B is a cross-sectional view showing a second manufacturing step of the memory circuit region of the semiconductor device in FIG. 12B, and FIG. 12B is a cross-sectional view showing the second manufacturing step of the peripheral circuit region of the semiconductor device in the third embodiment based on the present invention; .

【図11】 (A)は、この発明に基づく実施の形態4
における半導体装置のメモリ回路領域のMOSトランジ
スタの構造を示す断面図であり、(B)は、この発明に
基づく実施の形態4における半導体装置の周辺回路領域
のMOSトランジスタの構造を示す断面図である。
FIG. 11A shows a fourth embodiment based on the present invention.
FIG. 14B is a cross-sectional view showing the structure of the MOS transistor in the memory circuit region of the semiconductor device in FIG. 14B, and FIG. 14B is a cross-sectional view showing the structure of the MOS transistor in the peripheral circuit region of the semiconductor device in the fourth embodiment according to the present invention; .

【図12】 (A)は、この発明に基づく実施の形態4
における半導体装置のメモリ回路領域の第2製造工程を
示す断面図であり、(B)は、この発明に基づく実施の
形態4における半導体装置の周辺回路領域の第2製造工
程を示す断面図である。
FIG. 12A is a fourth embodiment based on the present invention.
FIG. 14B is a cross-sectional view showing a second manufacturing step of the memory circuit region of the semiconductor device in FIG. 12B, and FIG. 12B is a cross-sectional view showing the second manufacturing step of the peripheral circuit region of the semiconductor device in the fourth embodiment based on the present invention; .

【図13】 DRAM領域とASIC領域とを1つのチ
ップに載せた場合の模式図である。
FIG. 13 is a schematic diagram when a DRAM area and an ASIC area are mounted on one chip.

【図14】 従来技術におけるメモリ回路領域のMOS
トランジスタの構造を示す断面図である。
FIG. 14 shows a MOS in a memory circuit area according to the related art.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a structure of a transistor.

【図15】 従来技術におけるMOSトランジスタの問
題点を説明するための第1の図である。
FIG. 15 is a first diagram for describing a problem of a MOS transistor in the related art.

【図16】 従来技術におけるMOSトランジスタの問
題点を説明するための第2の図である。
FIG. 16 is a second diagram for describing a problem of the MOS transistor in the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 p型シリコン半導体基板、2 p型チャネルカット
層、3,23 フィールド絶縁膜、4 ゲート絶縁膜、
5,17 ゲート電極、6 n- 型ソース領域、7 n
- 型ドレイン領域、8,11,15,24,25,26
層間絶縁膜、9 ポリシリコン膜、10 タングステ
ンシリサイド膜、12 ストレージノード、13 誘電
体膜、14 セルプレート、16 pウェル、18,2
1a,21bチタンシリサイド膜、19 サイドウォー
ル絶縁膜、20a,20b n-型低濃度不純物領域、
22a,22b n+ 型高濃度不純物領域。
1 p-type silicon semiconductor substrate, 2 p-type channel cut layer, 3, 23 field insulating film, 4 gate insulating film,
5, 17 gate electrode, 6 n - type source region, 7 n
- type drain region, 8,11,15,24,25,26
Interlayer insulating film, 9 polysilicon film, 10 tungsten silicide film, 12 storage node, 13 dielectric film, 14 cell plate, 16 p-well, 18, 2
1a, 21b titanium silicide film, 19 sidewall insulating film, 20a, 20b n - type low concentration impurity region,
22a, 22b n + type high concentration impurity regions.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 同一の半導体基板の上に、メモリ回路領
域と周辺回路領域とを備え、前記メモリ回路領域は、前
記半導体基板の上にゲート絶縁膜を介在して設けられる
第1ゲート電極および前記半導体基板の主表面に形成さ
れ単一の不純物領域のみからなる第1ソース/ドレイン
領域を有する第1MOSトランジスタを複数含み、前記
周辺回路領域は、前記半導体基板の上にゲート絶縁膜を
介在して設けられる第2ゲート電極および前記半導体基
板の主表面に形成される第2ソース/ドレイン領域を有
する第2MOSトランジスタを複数含む半導体装置であ
って、 前記周辺回路領域は、前記第2ソース/ドレイン領域の
表面に第1金属シリサイド層を有する前記第2MOSト
ランジスタを含む、半導体装置。
1. A semiconductor device comprising: a memory circuit region and a peripheral circuit region on a same semiconductor substrate, wherein the memory circuit region has a first gate electrode provided on the semiconductor substrate with a gate insulating film interposed therebetween; A plurality of first MOS transistors formed on a main surface of the semiconductor substrate and having first source / drain regions consisting of only a single impurity region, wherein the peripheral circuit region has a gate insulating film interposed on the semiconductor substrate; A plurality of second MOS transistors each having a second gate electrode provided and a second source / drain region formed on a main surface of the semiconductor substrate, wherein the peripheral circuit region includes the second source / drain A semiconductor device including the second MOS transistor having a first metal silicide layer on a surface of a region.
【請求項2】 前記第2ソース/ドレイン領域の表面に
第1金属シリサイド層を有する前記第2MOSトランジ
スタの前記第2ゲート電極は、表面に第2金属シリサイ
ド層を有する第1ポリサイド構造である、請求項1に記
載の半導体装置。
2. The second gate electrode of the second MOS transistor having a first metal silicide layer on a surface of the second source / drain region has a first polycide structure having a second metal silicide layer on a surface. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項3】 前記第1ゲート電極は、表面に第3金属
シリサイド層を有する第2ポリサイド構造である、請求
項2に記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 2, wherein said first gate electrode has a second polycide structure having a third metal silicide layer on a surface.
【請求項4】 前記第2ソース/ドレイン領域の表面に
第1金属シリサイド層を有する前記第2MOSトランジ
スタの前記第2ゲート電極は、表面に第4金属シリサイ
ド層を有する第3ポリサイド構造をさらに有する、請求
項3に記載の半導体装置。
4. The second gate electrode of the second MOS transistor having a first metal silicide layer on a surface of the second source / drain region, further comprising a third polycide structure having a fourth metal silicide layer on a surface. The semiconductor device according to claim 3.
【請求項5】 同一の半導体基板の上に、メモリ回路領
域と周辺回路領域とを備え、前記メモリ回路領域は、前
記半導体基板の上にゲート絶縁膜を介在して設けられる
第1ゲート電極および前記半導体基板の主表面に形成さ
れ単一の不純物領域のみからなる第1ソース/ドレイン
領域を有する第1MOSトランジスタを複数含み、前記
周辺回路領域は前記半導体基板の上にゲート絶縁膜を介
在して設けられる第2ゲート電極および前記半導体基板
の主表面に形成される第2ソース/ドレイン領域を有す
る第2MOSトランジスタを複数含む半導体装置の製造
方法であって、 前記半導体基板の主表面上に第1絶縁膜を形成し、その
後、この第1絶縁膜の上に導電層を形成する工程と、 前記導電層の上に所定のパターン形状を有する第2絶縁
膜を形成した後、この第2絶縁膜をマスクにして前記導
電層のパターニングを行ない、前記メモリ回路領域に第
1ゲート電極および前記周辺回路領域に第2ゲート電極
を形成する工程と、 前記第1ゲート電極および前記第2ゲート電極をマスク
にして、前記半導体基板の表面に不純物を導入し、前記
メモリ回路領域に低濃度の不純物領域からなる前記第1
ソース/ドレイン領域を形成し、前記周辺回路領域に前
記第2ソース/ドレイン領域を構成する1対の第1低濃
度不純物領域を形成する工程と、 前記半導体基板の全面を第3絶縁膜で覆う工程と、 前記周辺回路領域が露出するように、前記メモリ領域の
みをレジスト膜で覆う工程と、 前記第3絶縁膜を異方性エッチングすることにより、前
記周辺回路領域の前記第2ゲート電極の側壁にサイドウ
ォール絶縁膜を形成する工程と、 前記第2ゲート電極および前記サイドウォール絶縁膜を
マスクにして前記半導体基板の表面に不純物を導入し、
前記周辺回路領域に前記1対の低濃度不純物領域ととも
に前記第2ソース/ドレイン領域を構成する1対の第2
高濃度不純物領域を形成する工程と、 前記周辺回路領域の少なくとも前記1対の第2高濃度不
純物領域の上に高融点金属層を形成し、加熱処理を行な
うことにより、少なくとも前記1対の第2高濃度不純物
領域の表面に第1金属シリサイド層を形成する工程と、
を備える、半導体装置の製造方法。
5. A memory circuit region and a peripheral circuit region on the same semiconductor substrate, wherein the memory circuit region has a first gate electrode provided on the semiconductor substrate with a gate insulating film interposed therebetween. A plurality of first MOS transistors formed on a main surface of the semiconductor substrate and having first source / drain regions consisting of only a single impurity region, wherein the peripheral circuit region is provided on the semiconductor substrate with a gate insulating film interposed therebetween; A method of manufacturing a semiconductor device including a plurality of second MOS transistors having a second gate electrode provided and a second source / drain region formed on a main surface of the semiconductor substrate, wherein a first MOS transistor is provided on the main surface of the semiconductor substrate. Forming an insulating film and then forming a conductive layer on the first insulating film; and forming a second insulating film having a predetermined pattern on the conductive layer. Forming a first gate electrode in the memory circuit region and a second gate electrode in the peripheral circuit region by patterning the conductive layer using the second insulating film as a mask; Impurities are introduced into the surface of the semiconductor substrate using the electrode and the second gate electrode as a mask, and the first circuit comprising a low-concentration impurity region is formed in the memory circuit region.
Forming source / drain regions and forming a pair of first low-concentration impurity regions constituting the second source / drain regions in the peripheral circuit region; and covering the entire surface of the semiconductor substrate with a third insulating film A step of covering only the memory region with a resist film so that the peripheral circuit region is exposed; and an anisotropic etching of the third insulating film to form a second gate electrode of the peripheral circuit region. Forming a sidewall insulating film on a side wall; introducing an impurity into a surface of the semiconductor substrate using the second gate electrode and the sidewall insulating film as a mask;
A pair of second source / drain regions forming the second source / drain region in the peripheral circuit region together with the pair of low-concentration impurity regions.
Forming a high-concentration impurity region; forming a high-melting-point metal layer on at least the pair of second high-concentration impurity regions in the peripheral circuit region; (2) forming a first metal silicide layer on the surface of the high concentration impurity region;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項6】 前記導電層を形成する工程は、 シリコン層を形成する工程を含む、請求項5に記載の半
導体装置の製造方法。
6. The method according to claim 5, wherein the step of forming the conductive layer includes the step of forming a silicon layer.
【請求項7】 前記第1金属シリサイド層を形成する工
程は、 前記第2ゲート電極をパターニングした後に、前記第2
絶縁膜を除去し、前記第2ゲート電極の上にも前記高融
点金属層を形成し、前記加熱処理を行なうことにより、
前記第2ゲート電極の上に第2金属シリサイド層を同時
に形成する工程を含む、請求項6に記載の半導体装置の
製造方法。
7. The step of forming the first metal silicide layer comprises: patterning the second gate electrode;
Removing the insulating film, forming the refractory metal layer also on the second gate electrode, and performing the heat treatment,
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, further comprising a step of simultaneously forming a second metal silicide layer on the second gate electrode.
【請求項8】 前記第1金属シリサイド層を形成する工
程は、 前記第2ゲート電極をパターニングした後に、前記第2
絶縁膜を残存させておくことにより、前記1対の第2高
濃度不純物領域の表面にのみ前記第1金属シリサイド層
を形成する、請求項6に記載の半導体装置の製造方法。
8. The method of forming the first metal silicide layer, comprising: patterning the second gate electrode;
7. The method according to claim 6, wherein the first metal silicide layer is formed only on surfaces of the pair of second high-concentration impurity regions by leaving an insulating film.
【請求項9】 前記導電層を形成する工程は、 第1シリコン層を形成する工程と、 この第1シリコン層の上に高融点金属層を形成する工程
と、 この高融点金属層を形成した後に加熱処理を行ない、前
記第1シリコン層の上層に金属シリサイド層を形成する
工程と、 この金属シリサイド層の上に第2シリコン層を形成する
工程と、を含む、請求項5に記載の半導体装置の製造方
法。
9. The step of forming the conductive layer includes: forming a first silicon layer; forming a refractory metal layer on the first silicon layer; and forming the refractory metal layer on the first silicon layer. 6. The semiconductor according to claim 5, comprising: a step of performing a heat treatment later to form a metal silicide layer on the first silicon layer; and a step of forming a second silicon layer on the metal silicide layer. Device manufacturing method.
【請求項10】 前記第1金属シリサイド層を形成する
工程は、 前記第2ゲート電極をパターニングした後に前記第2絶
縁膜を除去し、前記第2ゲート電極の上にも前記高融点
金属層を形成し、前記加熱処理を行なうことにより前記
第2ゲート電極の上に第2金属シリサイド層を同時に形
成する工程を含む、請求項9に記載の半導体装置の製造
方法。
10. The step of forming the first metal silicide layer comprises: removing the second insulating film after patterning the second gate electrode, and forming the refractory metal layer on the second gate electrode. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 9, further comprising a step of forming and simultaneously forming a second metal silicide layer on the second gate electrode by performing the heat treatment.
【請求項11】 前記第1金属シリサイド層を形成する
工程は、 前記第2ゲート電極をパターニングした後、前記第2絶
縁膜を残存させておくことにより、前記1対の第2高濃
度不純物領域の表面にのみ前記第1金属シリサイド層を
形成する、請求項9に記載の半導体装置の製造方法。
11. The step of forming the first metal silicide layer comprises: patterning the second gate electrode, and leaving the second insulating film, thereby forming the pair of second high-concentration impurity regions. The method according to claim 9, wherein the first metal silicide layer is formed only on the surface of the semiconductor device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6333222B1 (en) 1999-03-17 2001-12-25 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device and manufacturing method thereof

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