JPH1041482A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

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JPH1041482A
JPH1041482A JP8189424A JP18942496A JPH1041482A JP H1041482 A JPH1041482 A JP H1041482A JP 8189424 A JP8189424 A JP 8189424A JP 18942496 A JP18942496 A JP 18942496A JP H1041482 A JPH1041482 A JP H1041482A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】256MDRAM以降の高集積度のDRAMを、その信頼性
を損なうことなく安定して実現する半導体装置及びその
製造方法を提供する。 【解決手段】少なくとも金属または金属シリサイドを一
層含む導電層パターンの側壁部に形成されたシリコン窒
化膜以外の絶縁膜からなる第1の絶縁膜と、前記導電層
パターンの上部と導電層パターンの側壁部に形成された
第1の絶縁膜を覆うように形成されたシリコン窒化膜か
らなる第2の絶縁膜とを有することを特徴とする半導体
装置またはその製造方法。また、前記第1の絶縁膜は、
導電層パターンの側壁部と上部を覆うように形成された
ことを特徴とする半導体装置またはその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体記憶装置お
よびその製造方法に係り、特にDRAM(DynamicRandom
Access Memory)の高集積化、および高信頼性化に寄与
する半導体記憶装置及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】DRAMが大容量化されていく中で、高
集積化と低価格化を実現する為には、その基本構成要素
であるメモリセルの微細化を進めることが必要である。
一般的なDRAMセルは、一つのMOSトランジスタ
と、一つのキャパシターから構成される。したがって、
メモリセルの微細化を進めていくためには、小さなセル
サイズで、いかにして大きなキャパシター容量を確保す
るかという事が重要である。
【0003】近年、キャパシター容量を確保する方法と
して、基板に溝を形成し、その中にキャパシターを形成
するトレンチ型セルや、キャパシターをMOSトランジ
スタの上部に3次元的に積層して形成するスタック型セ
ルが提案され、実際のDRAMのセル構造として採用さ
れてきた。特にスタック型セルに関しては、その発展型
として基板と概ね平行な方向に複数枚の蓄積電極を配置
することにより、それぞれの蓄積電極の上下両面をキャ
パシターとして利用することで、専有面積あたりの容量
を通常のスタック型よりも増加させているフィン型セル
や、基板と概ね垂直方向にシリンダー状に蓄積電極を配
置することで容量を増加させている、シリンダー型セル
などの改良されたセル構造が提案されている。
【0004】これらのセル構造、およびその製造プロセ
スを適用する事により0.35μmのデザインルールを
持つ64Mbitクラスの集積度のDRAMを実現する
事が可能になった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、さらに
高集積化を進めた、0.25μmから0.15μmのデ
ザインルールを持つ256Mbit、1Gbitクラス
の集積度のDRAMを実現するためには、これらの技術
だけでは不十分である。したがって、キャパシタ電極の
専有面積を狭めるだけでなく、フォトリソグラフィ法に
おいて配線間のショート等の弊害を防ぐために設けられ
ている位置合わせ余裕をなるべく少なくする必要があ
る。また、シリンダー型セルなどの改良されたセル構造
において生じた問題を解決する必要が求められている。
【0006】第1に位置合わせに関する問題がある。従
来より、微細なコンタクト窓を形成する方法として、セ
ルフアラインコンタクト法(Self Align Contact:SA
C)と呼ばれる方法が知られている。この方法は、たと
えば特開昭58−115859号に開示されている。す
なわち、MOSトランジスタのゲート電極上に第1の絶
縁膜を形成した状態でゲート電極のパターニングを行
う。
【0007】そして、ソース・ドレイン拡散層を形成し
たあとでさらに第2の絶縁膜を形成し、異方性エッチン
グ法を用いて第2の絶縁膜を拡散層が露出するまでエッ
チングする。これによって、第1の絶縁膜を含むゲート
電極部の側壁に絶縁膜が形成されるため、ゲート電極の
周囲を第1、第2の絶縁膜で完全に絶縁することがで
き、かつ、自己整合(セルフアライン)的に拡散層上に
コンタクト窓領域を形成することが可能となる。
【0008】このようなセルフアラインコンタクト法を
用いてコンタクト窓を形成すると、下地の導電層とコン
タクト窓との位置合わせ余裕をとらなくてよいため、そ
の余裕分だけセルを微細にすることができる。ただし、
高集積化されたDRAMセルでは微細化のために多層工
程が用いられているため、このような単純なセルフアラ
インコンタクト法では、まだ不十分である。
【0009】DRAMセルで用いられる改良されたセル
フアラインコンタクト技術の一例を図34から図35の
模式工程断面図をもとに説明する。図34と図35は、
典型的なメモリセル部のワードラインの延在方向に交差
する方向で切断した断面図である。この図をもとに、ビ
ットラインや蓄積電極とMOSトランジスタのソース・
ドレイン拡散層とのコンタクト窓をセルフアラインコン
タクト技術を用いて形成する方法について具体的に述べ
る。
【0010】はじめに、図34(a)に示すように、L
OCOS酸化膜112で画定されたシリコン基板111
上にゲート絶縁膜113を形成し、さらにその上にポリ
シリコン114とタングステンシリサイド115からな
るポリサイドゲート電極とソース・ドレイン拡散層11
6と、ポリサイドゲート電極の周囲を覆う窒化膜117
を形成する。このポリサイド電極がワードラインに相当
する。
【0011】この工程までは、前記したセルフアライン
コンタクト法と同じであるため、前記した特開昭58−
115859号に記載された方法によって行なえばよ
い。つづいて、その上に全面にシリコン酸化膜118を
形成する。この酸化膜は後工程を容易にするために、C
MP(Chemical Mechanical Polishing 化学機械研磨)
法等を用いて平坦化しておく。
【0012】次に、図34(b)に示すように、平坦化
された酸化膜118の上にレジストを塗布し、通常のフ
ォトリソグラフィ法を用いて、エッチングのマスクとな
るレジスト層のパターニングを行い、レジストパターン
119を形成する。次に、図35(a)に示すように、
レジスト119をマスクとして酸化膜118をエッチン
グし、拡散層116に到達するコンタクト窓120を形
成する。このとき、エッチング条件は酸化膜とシリコン
窒化膜の選択比が大きくなるような条件で行う。したが
って、酸化膜のエッチングによって窒化膜117が露出
しても、窒化膜はそれほどエッチングされないため、最
初に形成した窒化膜によるセルフアラインコンタクト窓
領域とほぼ同等の領域がコンタクト窓として形成され
る。
【0013】つづいて、レジスト119を周知の技術で
除去する。次に、図35(b)に示すようにコンタクト
窓に導電層121を形成する。以上のような方法で形成
したコンタクト窓は、レジストパターン119が位置ず
れをおこしてゲート電極の上部や近傍に開口されたとし
ても、導電層121とポリサイド電極とのショートを生
じないので、コンタクト窓をポリサイド電極に対して位
置合わせ余裕をとる必要がない。
【0014】すなわち、本技術によれば、層間絶縁膜と
なる酸化膜118を平坦化しながら、コンタクト窓をセ
ルフアラインで形成することが可能となる。このような
セルフアラインコンタクト技術を、以降「窒化膜スペー
サSAC」と呼ぶ。窒化膜スペーサSACを用いる上
で、以下のような問題点がある。
【0015】ひとつめは、窒化膜スペーサSACをゲー
ト電極として用いた場合のトランジスタ特性の劣化の問
題である。窒化膜サイドウォールをゲート電極構造に用
いた場合の問題点は、たとえば、IEEE TRANSACTIONS ON
ELECTRON DEVICES, VOL.38 NO.3 MARCH 1991“Hot-Ca
rrier Injection Suppression Due to the Nitride-Oxi
de LDD Spacer Structure”T.Mizuno et.al. に示され
ている。
【0016】すなわち、窒化膜をサイドウォールとして
有するMOSトランジスタを形成した場合に、酸化膜を
サイドウォールとして有するMOSトランジスタにくら
べて、ホットキャリア効果等の特性劣化が大きく、その
信頼性が低いことが示されている。これは、酸化膜に比
べ、シリコン窒化膜中にトラップが多く存在するためと
考えられている。
【0017】上記論文では、その解決法として窒化膜サ
イドウォールとゲート電極との間および窒化膜サイドウ
ォールと基板との間に酸化膜をもうけ、窒化膜の影響を
抑えることでトランジスタ特性の劣化を抑える方法が開
示されている。しかし、このような構造を、そのまま窒
化膜スペーサSAC構造に適用することはできない。
【0018】図36から図37をもとに、その問題点に
ついて説明する。なお、図36と37は図34と図35
と同じく典型的なメモリセル部のワードラインの延在方
向に交差する方向で切断した断面図であり、図中の符号
で図34や図35中の符号に相当するものには、同じ符
号をつけている。図36(a)は、図34(b)に相当
する工程であり、コンタクト窓を形成するためのレジス
トパターン118を酸化膜117上に形成した状態を示
している。シリコン膜114とシリサイド膜115から
なるポリサイド電極の上にはシリコン窒化膜122が形
成されており、ポリサイド電極とシリコン窒化膜122
の積層体の側壁には酸化膜123を介してシリコン窒化
膜124が形成されている。また、ゲート電極の横の基
板111中にはソース・ドレイン拡散層となる不純物領
域116が形成されている。
【0019】窒化膜スペーサSAC構造のコンタクト窓
を形成するために、レジストパターン118が形成され
ている。ただし、位置合わせずれのためにレジストパタ
ーンがずれている状態を示している。この状態で酸化膜
117をエッチングすると、図36(b)に示すように
窒化膜サイドウォール124とポリサイドゲート電極と
の間のサイドウォール酸化膜123も同時にエッチング
されてしまい、ゲート電極の側壁が露出してしまう。
【0020】次に、図37に示すように、コンタクト窓
内に配線用電極121を形成すると、露出したゲート電
極の側壁を介して、配線用電極121や拡散層116と
ゲート電極がショートしてしまう。これを避けるために
は位置合わせ余裕をとる必要があり、セルフアラインで
コンタクト窓を形成することはできない。すなわち、上
記論文に記載された窒化膜サイドウォール構造は、窒化
膜スペーサSACに適用することができない。
【0021】窒化膜スペーサSACを用いる場合のふた
つめの問題点は、窒化膜スペーサSACとポリサイド導
電層と組み合わせることで生じる、シリサイド膜はがれ
の問題である。シリコン膜と、タングステンシリサイド
(WSi)やモリブデンシリサイド(MoSi)などの
シリサイド膜との積層構造であるポリサイド構造は、シ
リコン膜にくらべて低抵抗が得られるため、ゲート電極
やワードライン、ビットライン等に広く用いられる。
【0022】しかし、ポリサイド膜からなる導電層に対
して、前記窒化膜スペーサSAC工程を適用した場合
に、ポリサイド膜と窒化膜との熱膨張係数の違いにより
応力が生じ、後工程の熱処理によってシリサイド膜がは
がれてしまうという現象があることが分かった。したが
って、トランジスタ特性劣化などの影響がない、ビット
線などの配線構造に関しても、従来の窒化膜スペーサS
ACを用いることはできないことが分かった。
【0023】本発明の第1の観点によれば、上記課題を
解決し、ポリサイド構造に窒化膜スペーサSAC構造を
適用できるようにすることで、DRAMのメモリセルの
微細化を進め、高集積化を実現する方法を提案するもの
である。第2にコンタクト窓に埋め込まれているプラグ
導電膜に対するコンタクト窓開け工程の問題がある。
【0024】高集積化されたDRAM構造では、後工程
での配線層の断線等を防ぐため、平坦化処理を行なう必
要があり、コンタクト窓にプラグと呼ばれる導電膜を埋
め込む構造が取られる。プラグとさらに上層の配線との
コンタクトをとるために、コンタクト窓を開ける場合に
は、位置あわせずれに対してマージンのあるプロセスが
望ましい。また、コンタクト窓開けにSAC法が用いら
れると、微細化が可能となるため好ましい。
【0025】しかし、プラグの周囲にある絶縁膜が、コ
ンタクト窓開け工程でエッチングされてしまうため、位
置合わせずれに対してマージンをとることができず、ま
た、SAC法も用いることがでない。このため、位置合
わせ余裕をとる必要があり、集積化をすすめる上で問題
であった。本発明の第2の観点によれば、上記課題を解
決し、プラグ上の位置ずれに対してもプロセスマージン
のあるとともに、SAC構造を適用できる手段を提案す
るものである。
【0026】第3にシリンダ型蓄積電極の形成方法に関
する問題がある。シリンダ型蓄積電極は、シリンダの側
面をキャパシタ容量として利用するため、容量を安定さ
せるためには、シリンダの側面積を一定にする必要があ
る。一般に、シリンダ蓄積電極は、絶縁膜に開口を形成
したあと蓄積電極となる導電層を開口の側壁と底面にの
み残すように形成し、つづいて絶縁膜をエッチング除去
することで形成される。
【0027】このような形成方法をとる場合、蓄積電極
となるシリンダ型の導電層の外側の絶縁膜のエッチング
量によって、蓄積電極の外側面の露出面積が変わるた
め、容量が変化して安定しないという問題があった。本
発明の第3の観点によれば、上記課題を解決し、シリン
ダ型蓄積電極の外側の側面の露出面積を一定にして、安
定した容量を得られる方法を提案するものである。
【0028】第4に高低差の大きい導電層へのコンタク
ト窓開けの問題がある。小さなセル面積で、十分なキャ
パシター容量を確保する為に、先に示したようにシリン
ダー型セルのような3次元的に蓄積電極の面積を増やし
た構造が検討されている。そして、キャパシタ容量を十
分に確保するためには、蓄積電極部の高さをどんどん高
くする必要がある。このため、セル部と、周辺回路部と
の高低差(段差)が大きな問題となってきた。
【0029】これは、段差による配線の切断という問題
だけではなく、例えば、金属配線層を、セル部、及び周
辺回路部上でパターニングする時、フォトリソグラフィ
の焦点深度が不足し、寸法精度が低下するという問題を
生じる。これに対して、絶縁膜を形成した後に凹部にS
OG(Spin On Glass)などの塗布絶縁膜やレジストを埋
め込んでからエッチバックしたり、CMP法を用いてセ
ル部、周辺回路部の高低差を生じないように絶縁膜を平
坦化するという方法が、たとえば、特開平3−1556
63号に開示されている。
【0030】このような平坦化を行うことで、焦点深度
が不足するという問題点は解決できた。しかし、新たな
問題として以下に示すものが浮かんできた。DRAM構
造では、周辺回路部のMOSトランジスタのソース・ド
レイン拡散層やワードラインやビットラインあるいはメ
モリセル部のビットラインやキャパシタ対向電極など、
上層の金属配線層とのコンタクトを必要とする多くの導
電層が存在している。
【0031】これらの導電層は、同じ層レベルに形成さ
れているわけではなく、いくつかの層間絶縁膜を有して
多層配線構造で形成されている。したがって、各導電層
の基板からの距離には差がある。先に述べた方法によ
り、上層の絶縁膜を平坦化した場合、絶縁膜の表面は基
板とほぼ平行な面に形成されるため、絶縁膜に形成され
るコンタクト窓の深さに差が生じる。
【0032】したがって、一度のフォトリソグラフィ工
程でコンタクト窓を形成しようとすると、たとえば最下
層の導電層である拡散層を露出する開口をするとき、最
上層の導電層は先に開口されるため、導電層が露出した
まま長時間エッチング雰囲気にさらされることになる。
導電層に対する絶縁膜のエッチング選択比は、それほど
大きくとれないため、コンタクト窓は最上層の導電層を
貫いてさらに下層の絶縁膜までもエッチングしてしま
い、場合によってはコンタクト窓の下部の別の導電層と
ショートしてしまう。
【0033】したがって、下層配線層とショートをおこ
さない信頼性の高いコンタクト窓を形成するためには、
フォトリソグラフィ工程を複数回に分けるなどして、工
程数を増やすことで対処せざるを得なかった。本発明の
第4の観点によれば、コンタクト窓の深さが異なる構造
であっても、一度のフォトリソグラフィ工程で窓開けを
行なうことができ、製造工程数を減らした手段を提案す
るものである。
【0034】第5に平坦化の問題がある。高集積化され
るにつれて、微細化のためにDRAMの製造プロセスは
複雑になり、かつ、工程数も増えてしまう。これは、製
品の歩留まりを低下させる要因にもなり、最終的にはコ
ストの増大を招く。一方、高集積化のために、多層配線
工程が用いられるようになり、絶縁層や配線層の平坦化
が重要である。
【0035】したがって、製造プロセスを複雑にせずに
平坦化する技術が必要である。本発明の第5の観点によ
れば、窒化膜スペーサSACに平坦化工程を適用して製
造プロセスを簡略化した方法を提案するものである。第
6にMOSトランジスタ特性の問題がある。高集積化さ
れるにつれて、MOSトランジスタも微細化されてお
り、微細化にともなう特性の劣化や信頼性の低下が考え
られる。
【0036】本発明の第6の観点によれば、DRAMの
メモリセル部に用いられるMOSトランジスタに関し
て、特性を改善したMOSトランジスタ構造を提案する
ものである。
【0037】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の観点によ
れば、上記課題は以下の特徴を持つ半導体装置によって
解決される。少なくとも金属または金属シリサイドを一
層含む導電層パターンと、前記導電層パターンの側壁部
に形成されたシリコン窒化膜以外の絶縁膜からなる第1
の絶縁膜と、前記導電層パターンの上部と導電層パター
ンの側壁部に形成された第1の絶縁膜を覆うように形成
されたシリコン窒化膜からなる第2の絶縁膜とを有する
ことを特徴とする半導体装置。
【0038】少なくとも金属または金属シリサイドを一
層含む導電層パターンと、前記導電層パターンの側壁部
と上部を覆うように形成された、シリコン窒化膜以外の
絶縁膜からなる第1の絶縁膜と、前記導電層パターンを
覆う前記第1の絶縁膜を覆うように形成されたシリコン
窒化膜からなる第2の絶縁膜とを有することを特徴とす
る半導体装置。
【0039】前記第1の絶縁膜は、前記導電層パターン
の側壁部と上部とで異なる膜で構成されていることを特
徴とする半導体装置。前記第1の絶縁膜は、前記導電層
パターンの側壁部に位置する前記シリコン窒化膜からな
る第2の絶縁膜の下部にもあることを特徴とする半導体
装置。前記導電層パターンはMISトランジスタのゲー
ト電極を構成することを特徴とする半導体装置。
【0040】前記第1の絶縁膜は導電層パターン上面で
は側面よりも厚く形成されていることを特徴とする半導
体装置。また、上記課題は、以下の特徴を持つ半導体装
置の製造方法によって解決される。半導体基板上に少な
くとも金属シリサイドを一層含む導電層を形成する工程
と、前記導電層上に第1のシリコン窒化膜を形成する工
程と、前記導電層と前記第1のシリコン窒化膜からなる
積層体をパターニングする工程と、熱酸化法により、前
記導電層の側壁部に酸化膜を形成する工程と、前記パタ
ーニングされた積層体および側壁の酸化膜を含む前記半
導体基板上に第2のシリコン窒化膜を形成する工程と、
前記第2のシリコン窒化膜を異方性エッチングして、前
記側壁の酸化膜を含む前記積層体の側壁に第2のシリコ
ン窒化膜からなるサイドウォールを形成する工程とを含
むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【0041】半導体基板上に少なくとも金属シリサイド
を一層含む導電層を形成する工程と、前記導電層上に第
1の絶縁膜と第1のシリコン窒化膜を順次形成する工程
と、前記導電層と前記第1の絶縁膜と前記第1のシリコ
ン窒化膜からなる積層体をパターニングする工程と、熱
酸化法により、導電層の側壁部に酸化膜を形成する工程
と、前記パターニングされた積層体および側壁の酸化膜
を含む前記半導体基板上に第2のシリコン窒化膜を形成
する工程と、前記第2のシリコン窒化膜を異方性エッチ
ングして、前記側壁の酸化膜を含む前記積層体の側壁に
第2のシリコン窒化膜からなるサイドウォールを形成す
る工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方
法。
【0042】前記第1の絶縁膜は前記酸化膜よりもその
膜厚が厚くなるように形成することを特徴とする半導体
装置の製造方法。前記第1の絶縁膜は、熱酸化法または
気相成長法によって形成することを特徴とする半導体装
置の製造方法。前記第1の絶縁膜は、熱酸化法と気相成
長法で形成した積層膜であることを特徴とする半導体装
置の製造方法。
【0043】本発明の第1の観点を図1をもとに説明す
る。図1(a)において、1はシリコン基板、2はフィ
ールド絶縁膜、3はゲート酸化膜、4はシリコン膜、5
はシリサイド膜、6はシリコン酸化膜、7は不純物拡散
層領域、8はシリコン窒化膜スペーサ、9は層間絶縁
膜、10はコンタクト窓である。
【0044】フィールド絶縁膜2により画定した活性層
領域を有する基板1上にゲート酸化膜3を介して、シリ
コン膜4、シリサイド膜5の積層体からなるゲート電極
が形成され、その上部にはおよび側面がシリコン窒化膜
8によって覆われている。またスペーサーとしてのシリ
コン窒化膜8の下部およびゲート電極の側壁との間には
酸化膜6が存在する。
【0045】スペーサーとなるシリコン窒化膜8の下部
には酸化膜6が存在するので、MOSトランジスタチャ
ネル部で発生したホットキャリアは、そのほとんどが酸
化膜6中にトラップされるため、シリコン窒化膜8の影
響を受けることはない。したがって、従来の酸化膜スペ
ーサーを用いたのMOSトランジスタと同等の信頼性を
得ることができる。
【0046】一方、ゲート電極の側壁と、シリコン窒化
膜の間に存在する酸化膜6は、シリサイド膜5と窒化膜
8との緩衝膜として働き、シリサイド膜が後の熱処理工
程等で剥離することを防止することができる。また、ゲ
ート電極の側壁部のみにシリコン酸化膜6が存在し、ゲ
ート電極の上部の領域にはシリコン酸化膜が露出しない
ため、窒化膜スペーサSACを用いてコンタクト窓10
を形成する際に、マスクが位置ずれしたとしても従来例
で説明したような、導電層とゲート電極が電気的にショ
ートしてしまうという問題は生じない。
【0047】図1(b)は本発明の第1の観点の別の例
を説明する図である。図1(b)において、1はシリコ
ン基板、2はフィールド絶縁膜、3はゲート酸化膜、4
はシリコン膜、5はシリサイド膜、7は不純物拡散層領
域、8はシリコン窒化膜スペーサ、9は層間絶縁膜、1
0はコンタクト窓、11はシリコン酸化膜である。な
お、図1(a)の中の番号に相当するものには、同じ番
号を付している。
【0048】本発明は、図1(a)に対して、ゲート電
極を構成するシリサイド膜5の上部にも酸化膜を設け、
ゲート電極の上部と側壁をシリコン酸化膜11で完全に
覆ったところが異なる。この構造では、シリコン窒化膜
8とシリサイド膜5とが直接接する事はないため、後の
熱処理等の工程による剥離に対し、さらに強い構造とな
る。
【0049】なお、上記図1(a)や図1(b)に示し
た構造は、MOSトランジスタのゲート電極だけでな
く、ポリサイド構造を有するビットライン等の他の配線
層にも適用できる。米国特許5,364,804号に
は、ポリサイドを用いたゲート電極で、窒化膜とゲート
電極の間に酸化膜が形成された例が記載されている。し
かし、本米国特許は、前記文献に記載されたものと同様
に、ポリサイド上の窒化膜の側壁にも酸化膜が存在する
ため、従来例の問題点として図35、36で説明したも
のと同じ問題があることは明らかである。
【0050】特開平8−97210号には、図1(a)
に一見類似した構造が記載されている。しかし、本公報
にはシリサイド膜上に窒化膜が直接形成されることで、
シリサイド膜が剥離するという問題については何も記載
していないし、窒化膜との間に酸化膜を形成すること
で、剥離を防ぐ効果があることについても何ら記載がな
い。
【0051】また、本公報に記載された発明では、たと
えば同公報の図1に記載されているようにゲート電極の
上の領域まで側壁シリコン酸化膜が形成されており、ゲ
ート電極を覆うシリコン窒化膜の領域に酸化膜が食い込
む構造になっていて、シリコン窒化膜の一部が薄く形成
されている。このような構造では、後工程のコンタクト
窓の形成時に窒化膜がエッチングされて側壁酸化膜が露
出し、エッチングされてコンタクト窓内に形成された配
線層とゲート電極とがショートしてしまう危険性があ
る。
【0052】これに対して、本発明の第1の観点によれ
ば、側壁の酸化膜はゲート電極の側壁の部分にしかな
く、ゲート電極を覆うシリコン窒化膜中に食い込んでい
ないため、構造が異なる。そして、この酸化膜の食い込
みがないため、窒化膜厚が薄くなるようなことはなく、
コンタクト窓形成時にゲート電極が露出するような危険
性を避けることができる。
【0053】また、本公報ではゲート電極上のシリコン
窒化膜の横にも酸化膜を形成するために、CVD法によ
って酸化膜を形成している。しかし、本発明では、CV
D酸化膜だけでなく、熱酸化法で酸化膜を形成すること
ができる。熱酸化法による酸化膜を用いることで、CV
D酸化膜を用いた場合にくらべてシリサイド膜の剥離を
防ぐ効果を大きくすることができる。
【0054】さらに、基板を熱酸化して得られる酸化膜
は、基板と酸化膜の界面の状態がCVD酸化膜にくらべ
て良好であるため、熱酸化膜が基板とシリコン窒化膜と
の間に存在することで、CVD酸化膜が基板とシリコン
窒化膜との間にある場合よりも、MOSトランジスタ特
性が向上し、信頼性が増すという効果もある。特開昭6
1−16571号には、ゲート電極上に酸化膜と窒化膜
の積層構造を設け、ゲート電極の側壁に窒化膜サイドウ
ォールを有する構造が記載されている。しかし、本公報
ではゲート電極の側壁には酸化膜がなく、窒化膜とゲー
ト電極が直接接している点で本発明とは全く異なるもの
であり、また、ポリサイド構造にした場合の問題点につ
いても何も記載されていない。
【0055】特開昭56−27971号には、その実施
例2としてゲート電極の上面と側壁を酸化膜と窒化膜で
覆う構造が記載されている。しかし、ゲート電極側壁の
窒化膜の下には酸化膜がなく、本発明とは異なる構成で
あり、MOSトランジスタの特性向上の効果は望めな
い。また、本公報にもポリサイド構造を用いることや、
ポリサイド上に窒化膜を形成することで生ずる問題点に
ついて何も記載されていない。
【0056】特開昭61−194779号には、ゲート
電極の上面と側壁を酸化膜と窒化膜で覆う構造が記載さ
れている。しかし、本公報にもポリサイド構造を用いる
ことや、ポリサイド上に直接窒化膜を形成することで生
ずる問題点について何も記載されていない。特開昭62
−261145号には、ポリサイド構造を有する配線層
のまわりに酸化膜とシリコン窒化膜からなる複合膜を形
成することが記載されている。しかし、本公報に記載さ
れた発明の目的は、スパッタ法で形成したシリサイド膜
からの金属汚染を防ぐためにシリコン窒化膜を用いるも
のであって、本発明の窒化膜サイドウォールSAC構造
に関するものとは全く異なる。
【0057】また、本公報ではシリコン窒化膜を酸化膜
の下に設けて、シリコン窒化膜がポリサイドと直接接し
ても良いことが記載されており、本発明で述べられてい
るシリサイド膜上に窒化膜が直接形成されることで、シ
リサイド膜が剥離するという問題については何も記載し
ていないし、窒化膜との間に酸化膜を形成することで、
剥離を防ぐ効果があることについても何ら記載がない。
【0058】さらに、本公報はポリサイド構造をパター
ニングしてから酸化膜とシリコン窒化膜の複合膜を形成
しており、本発明のポリサイド上に酸化膜とシリコン窒
化膜を形成してからパターニングを行い、つづいて側壁
酸化膜やシリコン窒化膜を形成する方法とは異なる。そ
の他、上記5つの発明と本発明との違いとして、本発明
では、ポリサイドからなる電極上の酸化膜厚を電極側壁
に形成されたる酸化膜厚よりも厚くすることで、窒化膜
の剥離を防ぐ効果を増大させることができるが、上記5
つの発明にはその点について何ら記載がない。
【0059】このように、上記5つの公知例は本発明と
は全く異なるものであり、また、本発明を示唆するもの
は何も記載されていない。本発明の第2の観点によれ
ば、上記課題は、以下の特徴を持つ半導体装置によって
解決される。基板上に、略平行に、かつ複数本配置され
た第1の導電層と、第1の導電層上に形成された第1の
絶縁膜と、前記第1の絶縁膜上に形成されたシリコン窒
化膜からなる第2の絶縁膜と、前記第1、第2の絶縁膜
を貫いて形成され、前記複数の第1の導電層の間に形成
された第1のコンタクト窓と、前記コンタクト窓内に形
成された第2の導電層と、前記シリコン窒化膜からなる
第2の絶縁膜上に形成された、前記シリコン窒化膜とエ
ッチング特性の異なる第3の絶縁膜と、前記第3の絶縁
膜中に形成され、前記第2の導電層上に位置する第2の
コンタクト窓と、前記第2のコンタクト窓を介して前記
第2の導電層と接続する第3の導電層とを有することを
特徴とする半導体装置。
【0060】半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成
されたMISトランジスタのゲート電極と、前記ゲート
電極の両側の基板中に形成された、ソースまたはドレイ
ンとなる第1と第2の不純物拡散層領域と、前記ゲート
電極と第1と第2の不純物拡散層領域を含む前記半導体
基板上に形成された第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜
上に形成されたシリコン窒化膜からなる第2の絶縁膜
と、前記第1と第2の絶縁膜を貫いて前記第1の不純物
拡散層領域に到達する第1のコンタクト窓と、前記第2
の不純物拡散層領域に到達する第2のコンタクト窓と、
前記第1のコンタクト窓内に形成され、前記第1の不純
物拡散層領域上に接続された第2の導電層と、前記第2
のコンタクト窓内に形成され、前記第2の不純物拡散層
領域上に接続された第3の導電層と、前記第2と第3の
導電層を含む前記第2の絶縁膜上に形成された第3の絶
縁膜と、前記第3の絶縁膜を貫き、前記第2の導電層に
到達する第3のコンタクト窓と、前記第3のコンタクト
窓を介して前記第2の導電層と接続する第4の導電層と
を有することを特徴とする半導体装置。
【0061】さらに、前記第3の絶縁膜を貫き、前記第
2の不純物拡散層領域に接続された前記第3の導電層に
到達する第4のコンタクト窓と、前記第4のコンタクト
窓を介して前記第3の導電層と接続する、蓄積電極とな
る第5の導電層と、前記第5の導電層と対向して、キャ
パシタ絶縁膜を介して形成された、対向電極となる第6
の導電層を有することを特徴とする半導体装置。
【0062】また、上記課題は、以下の特徴を持つ半導
体装置の製造方法によって解決される。半導体基板上に
ゲート絶縁膜と第1の導電膜を形成し、パターニングし
てMISトランジスタのゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極をマスクとして前記基板中にソースまた
はドレインとなる不純物拡散層領域を形成する工程と、
前記ゲート電極を含む前記半導体基板上に第1の絶縁膜
を形成する工程と、前記第1の絶縁膜上にシリコン窒化
膜からなる第2の絶縁膜を形成する工程と、前記第2の
絶縁膜と第1の絶縁膜を選択的に順次エッチングして前
記不純物拡散層領域の少なくとも一方に達する第1のコ
ンタクト窓を形成する工程と、前記第1のコンタクト窓
内に第2の導電層を形成する工程と、前記第2の導電層
を含む前記第2の絶縁膜上に第3の絶縁膜を形成する工
程と、前記第3の絶縁膜を貫き、前記第2の導電層に接
続する第2のコンタクト窓を形成する工程と、前記コン
タクト窓を介して前記第2の導電層と接続する第3の導
電層を形成する工程を有することを特徴とする半導体装
置の製造方法。
【0063】本発明の第2の観点によれば、コンタクト
窓内に形成された配線用の導電層の周辺にエッチングス
トッパ層として機能する窒化膜があって、酸化膜やBP
SG等の下層の層間絶縁膜が表面に露出していないた
め、窒化膜上にさらに形成された上層の層間絶縁膜のコ
ンタクト窓を形成するときに、位置合わせずれをおこし
ても導電層の周辺の下層絶縁膜がエッチングされること
はなく、位置合わせずれに対してマージンの大きいプロ
セスとなる。
【0064】また、上層配線層の横に前記コンタクト窓
が形成されている場合には、下層絶縁膜がエッチングさ
れないため、SAC工程をとることが可能である。本発
明の第3の観点によれば、上記課題は、以下の特徴をも
つ半導体装置によって解決される。半導体基板上にゲー
ト絶縁膜を介して形成されたMISトランジスタのゲー
ト電極と、前記ゲート電極の両側の基板中に形成され
た、ソースまたはドレインとなる第1と第2の不純物拡
散層領域と、前記ゲート電極と第1と第2の不純物拡散
層領域を含む前記半導体基板上に形成された第1の絶縁
膜と、前記第1の絶縁膜上に形成されたシリコン窒化膜
からなる第2の絶縁膜と、前記第1と第2の絶縁膜を貫
いて前記第1の不純物拡散層領域に到達する第1のコン
タクト窓と、前記第2の不純物拡散層領域に到達する第
2のコンタクト窓と、前記第1のコンタクト窓内に形成
され、前記第1の不純物拡散層領域上に接続された第2
の導電層と、前記第2のコンタクト窓内に形成され、前
記第2の不純物拡散層領域上に接続された第3の導電層
と、前記第2と第3の導電層を含む前記第2の絶縁膜上
に形成された第3の絶縁膜と、前記第3の絶縁膜を貫
き、前記第2の導電層に到達する第3のコンタクト窓
と、前記第3のコンタクト窓を介して前記第2の導電層
と接続する第4の導電層とを有することを特徴とする半
導体装置。
【0065】シリコン基板上にゲート絶縁膜を介して形
成されたMISトランジスタのゲート電極と、前記ゲー
ト電極の両側の基板中に形成された、ソースまたはドレ
インとなる不純物拡散層領域と、前記ゲート電極と前記
不純物拡散層領域を竦む前記シリコン基板上に形成され
た第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜を貫いて前記不純
物拡散層領域の少なくとも一方に到達する第1のコンタ
クト窓と、前記第1のコンタクト窓内に形成され、前記
不純物拡散層領域に接続された第2の導電層と、前記第
2の導電層を含む前記第1の絶縁膜上に形成された第2
の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜上に形成されたシリコン
窒化膜からなる第3の絶縁膜と、前記第2、第3の絶縁
膜を貫き、前記不純物拡散層領域に接続された前記第2
の導電層に到達する第2のコンタクト窓と、前記第2の
コンタクト窓を介して前記第2の導電層と接続し、底面
部と、基板に対して垂直に形成された筒状の形状を有
し、蓄積電極となる第3の導電層と、前記第3の導電層
と対向して、キャパシタ絶縁膜を介して形成され、か
つ、一部は前記第3の絶縁膜の表面とキャパシタ絶縁膜
を介して接触する第4の導電層とを有することを特徴と
する半導体装置。
【0066】また、上記課題は、以下の特徴を持つ半導
体装置の製造方法によって解決される。半導体基板上に
ゲート絶縁膜と第1の導電膜を形成し、パターニングし
てMISトランジスタのゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極をマスクとして前記基板中にソースまた
はドレインとなる不純物拡散層領域を形成する工程と、
前記ゲート電極を含む前記半導体基板上に第1の絶縁膜
を形成する工程と、前記第1の絶縁膜上にシリコン窒化
膜からなる第2の絶縁膜を形成する工程と、前記第2の
絶縁膜と第1の絶縁膜を選択的に順次エッチングして前
記不純物拡散層領域の少なくとも一方に達する第1のコ
ンタクト窓を形成する工程と、前記第1のコンタクト窓
内に第2の導電層を形成する工程と、前記第2の導電層
を含む前記第2の絶縁膜上に第3の絶縁膜を形成する工
程と、前記第3の絶縁膜を貫き、前記第2の導電層に接
続する第2のコンタクト窓を形成する工程と、前記コン
タクト窓を介して前記第2の導電層と接続する第3の導
電層を形成する工程を有することを特徴とする半導体装
置の製造方法。
【0067】さらに、全面に第4の絶縁膜を形成する工
程と、前記第3の導電層が形成されていない前記第2の
導電層上の前記第4の絶縁膜と第3の絶縁膜を選択的に
除去して前記第2の導電層に到達する第3のコンタクト
窓を形成する工程と、前記第3のコンタクト窓の底面お
よび側面に選択的に第4の導電層を形成する工程と、前
記第4の導電層をマスクとし、前記第2の絶縁膜をエッ
チングストッパとして前記第4の絶縁膜を除去して、前
記第4の導電層を筒状に露出させる工程と、前記第4の
導電層の表面に第5の絶縁膜を形成する工程と、前記第
5の絶縁膜を含む半導体基板上に第5の導電層を形成す
る工程と、前記第5の導電層を少なくとも前記第4の導
電層を含む領域の一部を残して選択的に除去する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【0068】さらに、第3の導電層の上部および側壁部
を覆うシリコン窒化膜からなる第6の絶縁膜を形成する
工程と、前記第2の絶縁膜と前記第6の絶縁膜をエッチ
ングストッパとして前記第4の絶縁膜を除去する工程を
有することを特徴とする半導体装置の製造方法。基板上
に第1の導電層と第1の絶縁膜とシリコン窒化膜からな
る第2の絶縁膜と第3の絶縁膜を順次形成する工程と、
前記第3、第2、第1の絶縁膜を順次エッチングして第
1の導電層に達するコンタクト窓を形成する工程と、前
記コンタクト窓の底面および側面に選択的に第2の導電
膜を形成する工程と、前記第2の導電層をマスクとし、
前記第2の絶縁膜をエッチングストッパとして前記第3
の絶縁膜を除去して、前記第2の導電層を筒状に露出さ
せる工程と、前記第2の導電層の表面に第4の絶縁膜を
形成する工程と、前記第4の絶縁膜を含む半導体基板上
に第3の導電層を形成する工程と、前記第3の導電層を
少なくとも前記第2の導電層を含む領域の一部を残して
選択的に除去する工程とを有することを特徴とする半導
体装置の製造方法。
【0069】半導体基板上にゲート絶縁膜と第1の導電
膜を形成し、パターニングしてMISトランジスタのゲ
ート電極を形成する工程と、前記ゲート電極をマスクと
して前記基板中にソースまたはドレインとなる不純物拡
散層領域を形成する工程と、前記ゲート電極を含む前記
半導体基板上に第1の絶縁膜を形成する工程と、前記第
1の絶縁膜を選択的にエッチングして前記不純物拡散層
領域に達する第1のコンタクト窓を形成する工程と、前
記第1のコンタクト窓内に第2の導電層を形成する工程
と、前記第2の導電層を含む前記第1の絶縁膜上に第2
の絶縁膜を形成する工程と、前記第2の絶縁膜を貫き、
前記第2の導電層に接続する第2のコンタクト窓を形成
する工程と、前記第2のコンタクト窓を介して前記第2
の導電層と接続する第3の導電層を形成する工程と、前
記第3の導電層を含む前記半導体基板上に、第3の絶縁
膜とシリコン窒化膜からなる第4の絶縁膜と第5の絶縁
膜を順次形成する工程と、前記第3の導電層が形成され
ていない前記第2の導電層上の前記第5、第4、第3お
よび第2の絶縁膜を順次選択的に除去して前記第2の導
電層に到達する第3のコンタクト窓を形成する工程と、
前記第3のコンタクト窓の底面および側面に選択的に第
4の導電層を形成する工程と、前記第4の導電層をマス
クとし、前記第4の絶縁膜をエッチングストッパとして
前記第5の絶縁膜を除去して、前記第4の導電層を筒状
に露出させる工程と、前記第4の導電層の表面に第6の
絶縁膜を形成する工程と、前記第6の絶縁膜を含む半導
体基板上に第5の導電層を形成する工程と、前記第5の
導電層を少なくとも前記第4の導電層を含む領域の一部
を残して選択的に除去する工程とを有することを特徴と
する半導体装置の製造方法。
【0070】本発明の第3の観点によれば、シリンダ型
蓄積電極を形成する際に、蓄積電極の外側の絶縁膜の下
にエッチングストッパ膜として機能する窒化膜を形成し
ておくことにより、蓄積電極の外側の絶縁膜をすべて除
去することができるため、シリンダ型の蓄積電極の外側
面の面積を一定にすることができ、キャパシタ容量のバ
ラツキが小さく、安定したDRAMセルを製造すること
が可能となる。
【0071】また、セル領域と周辺回路部との高低差を
あまり大きくすることなくDRAMセルを製造すること
も可能になる。本発明の第4の観点によれば、上記課題
は、以下の特徴を持つ半導体装置によって解決される。
基板からの距離の異なるレベルに形成された第1と第2
の導電層と、前記第1と第2の導電層を含む前記基板上
に形成された第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜を貫い
て前記第1の導電層の表面が露出するように形成された
第1のコンタクト窓と、前記第1の絶縁膜と前記第2の
導電層を貫いて形成された第2のコンタクト窓と、少な
くとも前記第1、第2のコンタクト窓の中に形成され、
前記第1のコンタクト窓を通して前記第1の導電層の表
面と接続され、前記第2のコンタクト窓を通して前記第
2の導電層の側壁部と接続される第3の導電層とを有
し、前記第1の絶縁膜表面から前記第1の導電層までの
深さをD1、前記第1の絶縁膜表面から前記第2の導電
層までの深さをD2としたとき、D1はD2より大であ
ることを特徴とする半導体装置。
【0072】前記第2の導電層の下には、前記第1の絶
縁膜とエッチング特性の異なる第2の絶縁膜を有してい
ることを特徴とする半導体装置。基板からの距離の異な
るレベルに形成された第1と第2と第3の導電層と、前
記第1と第2と第3の導電層を含む前記基板上に形成さ
れた第1の絶縁膜と、前記第2の導電層の下に形成され
た、前記第1の絶縁膜とエッチング特性の異なる第2の
絶縁膜と、前記第3の導電層の上に形成された前記第2
の絶縁膜と同じエッチング特性を有する第3の絶縁膜
と、前記第1の絶縁膜を貫いて前記第1の導電層の表面
が露出するように形成された第1のコンタクト窓と、前
記第1の絶縁膜と前記第2の導電層と前記第2の絶縁膜
とを貫いて形成された第2のコンタクト窓と、前記第1
の絶縁膜と前記第3の絶縁膜を貫いて前記第3の導電層
の表面が露出するように形成された第3のコンタクト窓
と、前記第1のコンタクト窓を介して前記第1の導電層
の表面と接続され、前記第2のコンタクト窓を介して前
記第2の導電層の側壁部と接続され、前記第3のコンタ
クト窓を介して前記第3の導電層の表面と接続される第
4の導電層とを有し、前記第1の絶縁膜表面から前記第
1の導電層までの深さをD1、前記第1の絶縁膜表面か
ら前記第2の導電層までの深さをD2、前記第1の絶縁
膜表面から前記第3の導電層までの深さをD3としたと
き、D1>D3>D2であることを特徴とする半導体装
置。
【0073】また、上記課題は、以下の特徴を持つ半導
体装置の製造方法によって解決される。半導体基板上に
第1の導電層を形成する工程と、前記第1の導電層上に
第1の絶縁膜を形成する工程と、前記第1の絶縁膜上に
第2の導電層を形成する工程と、前記第2の導電層を含
む半導体基板上に第2の絶縁膜を形成する工程と、前記
第2の絶縁膜上にコンタクト窓形成用のマスクを形成す
る工程と、前記マスクを用いて前記第2の絶縁膜と前記
第1の絶縁膜を順次エッチングして第1の導電層上にコ
ンタクト窓を形成するとともに、前記第2の絶縁膜と前
記第2の導電層を順次エッチングして前記第2の導電層
を貫くコンタクト窓を形成することを特徴とする半導体
装置の製造方法。
【0074】半導体基板上に第1の導電層を形成する工
程と、前記第1の導電層上に第1の絶縁膜と、シリコン
窒化膜からなる第2の絶縁膜を順次形成する工程と、前
記第2の絶縁膜上に第2の導電層を形成する工程と、少
なくとも前記第1の導電層のコンタクト領域を含む領域
の前記第2の絶縁膜を選択的に除去する工程と、前記第
2の絶縁膜と前記第1の絶縁膜と前記第2の導電層を含
む前記半導体基板上に、第3の絶縁膜を形成する工程
と、前記第3の絶縁膜上にコンタクト窓形成用のマスク
を形成する工程と、前記マスクを用いて前記第3の絶縁
膜と前記第1の絶縁膜を順次エッチングして第1の導電
層上にコンタクト窓を形成するとともに、前記第3の絶
縁膜と前記第2の導電層を順次エッチングして前記第2
の導電層を貫くコンタクト窓を形成することを特徴とす
る半導体装置の製造方法。
【0075】本発明の第4の観点によれば、複数の配線
層にコンタクト窓を形成するときに、上層の配線層の下
に窒化膜を設けて、窒化膜をストッパとしてエッチング
することで、コンタクト窓が上層の配線層から窒化膜下
の絶縁層まで突き抜けて、下層の配線層まで達すること
を防ぐことができる。したがって、層間のショートを防
ぐことができるため、コンタクト窓の深さが異なる上層
の配線層と下層の配線層のコンタクト窓を一度のフォト
リソグラフィ工程で形成することができ、工程を短縮す
ることができる。
【0076】また、上層と下層の中間の配線層上に窒化
膜を形成しておき、窒化膜をストッパとして第1ステッ
プのエッチングを行い、つづいて窒化膜をエッチングす
る第2ステップのエッチングを行なうことで、コンタク
ト窓が上層の配線層から窒化膜下の絶縁層を突き抜けた
り、中間層の配線層を突き抜けてさらに下層の絶縁層を
突き抜けたりして、下層の配線層に達することを防ぐこ
とができる。したがって、層間のショートを防ぐことが
できるため、コンタクト窓の深さが異なる上層と中間層
と下層の配線層のコンタクト窓を一度のフォトリソグラ
フィ工程で形成することができ、工程を短縮することが
できる。
【0077】本発明の第5の観点によれば、上記課題
は、以下の特徴を持つ半導体装置によって解決される。
基板上に略平行に、かつ複数本配置された第1の導電層
と、前記第1の導電層を覆うように設けられた第1の絶
縁膜と、前記隣接する第1の導電層間を埋め込み、前記
第1の絶縁膜の上面と一致する、前記基板と平行な面を
持つ第2の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜に設けられ、そ
の底部の一部が前記第1の絶縁膜上にかかるように形成
されたコンタクト窓を有することを特徴とする半導体装
置。
【0078】基板上に略平行に、かつ複数本配置され、
基板からの距離のレベルが複数ある第1の導電層と、前
記第1の導電層を覆うように設けられた第1の絶縁膜
と、前記隣接する第1の導電層間を埋め込み、前記第1
の絶縁膜の基板からの距離のレベルが最も大きい第1の
絶縁膜の上面と一致する、前記基板と平行な面を持つ第
2の絶縁膜を有することを特徴とする半導体装置。
【0079】前記第2の絶縁膜に設けられ、その底部の
一部が前記第1の絶縁膜上にかかるように形成されたコ
ンタクト窓を有することを特徴とする半導体装置。前記
基板からの距離のレベルが大きい第1の絶縁膜はフィー
ルド絶縁膜上に形成され、前記基板からの距離のレベル
が最も小さい第1の導電層は活性領域上に形成されてい
ることを特徴とする半導体装置。
【0080】また、上記課題は、以下の特徴を持つ半導
体装置の製造方法によって解決される。半導体基板上に
第1の導電層と第1の絶縁膜を順次形成する工程と、前
記第1の絶縁膜と前記第1の導電層からなる積層体を略
平行に配置するようにパターニングする工程と、前記積
層体を含む前記半導体基板上に第2の絶縁膜を形成し、
異方性エッチングを行なって積層体の側壁にサイドウォ
ールを形成する工程と、前記第1および第2の絶縁膜に
覆われた前記第1の導電層を含む前記半導体基板上に第
3の絶縁膜を形成する工程と、前記第3の絶縁膜を前記
第1の絶縁膜をストッパーとして、CMP法により平坦
化する工程と、前記第3の絶縁膜の一部を除去し、その
底部の一部が少なくとも前記第2の絶縁膜の一部の上に
くるように、コンタクト窓を形成することを特徴とする
半導体装置の製造方法。
【0081】半導体基板に素子分離用の絶縁膜を形成し
て活性領域を画定する工程と、前記素子分離用絶縁膜と
活性領域を含む前記半導体基板上に第1の導電層と第1
の絶縁膜を順次形成する工程と、前記第1の絶縁膜と前
記第1の導電層からなる積層体を略平行に配置するよう
にパターニングする工程と、前記積層体を含む前記半導
体基板上に第2の絶縁膜を形成し、異方性エッチングを
行なって積層体の側壁にサイドウォールを形成する工程
と、前記第1および第2の絶縁膜に覆われた前記第1の
導電層と素子分離用絶縁膜を含む前記半導体基板上に第
3の絶縁膜を形成する工程と、前記第3の絶縁膜を前記
素子分離用絶縁膜上の前記第1の絶縁膜をストッパーと
して、CMP法により平坦化する工程とを有することを
特徴とする半導体装置の製造方法。
【0082】本発明の第5の観点によれば、窒化膜スペ
ーサーSACに用いる配線群の上の絶縁膜を平坦化する
ときに、窒化膜をCMPのストッパーとして用いること
により、ストッパーとなる層を新たに形成しないで平坦
化ができる。したがって、新たな工程の増加を行なわず
に精度のよい平坦化が可能である。また、基板からの距
離の異なる配線層群の上に形成された絶縁膜を平坦化す
る工程において、基板からの距離が最も大きい配線群の
上に設けた窒化膜をCMP工程のストッパとして用いる
ことにより、上記配線層群の上に設けられた絶縁膜の平
坦化を精度よく行なうことができる。
【0083】このとき基板からの距離が最も大きいもの
ではない配線群上の絶縁膜の下の膜はストッパとして研
磨にさらされないので、一定の厚さを保つことができ、
耐圧を維持することが可能である。特開平6−1812
09号には、導電層の上面にシリコン窒化膜を設け、そ
の上部に形成された絶縁膜を、前記シリコン窒化膜をス
トッパとしてCMP法により平坦化する方法が示されて
いる。そして、本公報の図4には従来技術として、所望
の形状にパターニングされた導電層の上面および側面、
さらに導電層間にシリコン窒化膜が設けられ、それをC
MPのストッパー膜として用いることが記載されてい
る。
【0084】しかし、本公報には窒化膜スペーサSAC
については何も記載されていないし、窒化膜スペーサS
ACをDRAMに用いた場合の問題については何も記載
されていない。本発明によるDRAMの製造方法では導
電層上の窒化膜をストッパ層として用いることで、上部
に形成された絶縁膜を平坦化できるだけでなく、膜厚の
ばらつきを少なくすることもできる。
【0085】平坦化した絶縁膜の膜厚がばらついている
と、後工程の窒化膜スペーサSACでコンタクト窓形成
するときのエッチング量に分布が生じ、コンタクト窓形
成時に窒化膜領域が減少して導電層とコンタクト窓内に
形成される上層導電層とがショートする危険性が増して
しまう。本発明では、ストッパーとなる層をわざわざ形
成するのではなく、窒化膜スペーサーSACを用いるた
めに必要となる、窒化膜スペーサをそのまま用いること
ができるため、新たな工程の増加を招くことはない。
【0086】上記公知例には、このような窒化膜スペー
サSACをDRAMに用いたときの特有の問題について
何ら記載がないし、それを解決する手段についての示唆
もない。さらに、本発明では、配線層を基板からの距離
の異なるように設け、基板からの距離が最も大きい配線
層の窒化膜のみをストッパとして用い、それよりも基板
に近いレベルの配線層上の窒化膜はストッパとして機能
させないことで、基板に近いレベルの配線層の窒化膜の
絶縁耐圧を低下させないことができるが、本公報にはそ
のようなことはどこにも記載されていない。
【0087】本発明の第6の観点によれば、上記課題
は、以下の特徴を持つ半導体装置によって解決される。
シリコン基板上にゲート絶縁膜を介して形成されたMI
Sトランジスタのゲート電極と、前記ゲート電極の両側
の基板中に形成された、ソースまたはドレインとなる第
1と第2の不純物拡散層領域と、前記ゲート電極と第1
と第2の不純物拡散層領域を竦む前記シリコン基板上に
形成された絶縁膜と、前記絶縁膜を貫いて前記第1と第
2の不純物拡散層領域にそれぞれ到達するコンタクト窓
と、前記コンタクト窓を介して、前記第1と第2の不純
物拡散層領域上にそれぞれ接続された、同一の導電層か
ら形成された第1と第2の導電層と、前記第1の導電層
を介して前記第1の不純物拡散領域に接続されたビット
線と、前記第2の導電層を介して前記第2の不純物拡散
領域に接続されたキャパシタ蓄積電極とを有し、前記第
2の不純物拡散層の濃度は前記第1の不純物拡散層の濃
度よりも大であることを特徴とする半導体装置。
【0088】シリコン基板上にゲート絶縁膜を介して形
成されたMISトランジスタのゲート電極と、前記ゲー
ト電極の両側の基板中に形成された、同じ不純物濃度を
有する、ソースまたはドレインとなる第1と第2の不純
物拡散層領域と、前記ゲート電極と第1と第2の不純物
拡散層領域上に形成された絶縁膜と、前記絶縁膜を貫い
て前記第1と第2の不純物拡散層領域にそれぞれ到達す
るコンタクト窓と、前記第2の不純物拡散領域上に位置
する前記コンタクト窓の下部の基板中に形成された、前
記第2の不純物拡散層領域と同導電型の第3の不純物拡
散層領域と、前記コンタクト窓を介して、前記第1の不
純物拡散領域と接続された第1の導電層と、前記コンタ
クト窓と前記第3の不純物拡散層を介して前記第2の不
純物拡散層領域上に接続された前記第1の導電層と同一
の導電層から形成された第2の導電層と、前記第1の導
電層を介して前記第1の不純物拡散領域に接続されたビ
ット線と、前記第2の導電層を介して前記第2の不純物
拡散領域に接続されたキャパシタ蓄積電極とを有し、前
記第3の不純物拡散層領域の不純物濃度は、前記第1お
よび第2の不純物拡散層領域の不純物濃度よりも大であ
ることを特徴とする半導体装置。
【0089】また、上記課題は、以下の特徴を持つ半導
体装置の製造方法によって解決される。一導電型半導体
基板上にゲート酸化膜とゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極をマスクとして、前記一導電型基板中に
反対導電型の第1の不純物をイオン注入してゲート電極
の両側に、ソース・ドレインとなる第1と第2の不純物
拡散層領域を形成する工程と、前記一導電型基板上に前
記ゲート電極を覆うように絶縁膜を形成する工程と、前
記絶縁膜の一部をエッチングして前記第1の不純物拡散
層領域に達する第1のコンタクト窓と、前記第2の不純
物拡散層領域に達する第2のコンタクト窓を形成する工
程と、前記第2のコンタクト窓をマスク部材で覆う工程
と、前記マスク部材および前記絶縁膜をマスクとして、
前記第1のコンタクト窓に露出した前記第1の拡散層領
域に、反対導電型の第2の不純物をイオン注入し、第3
の不純物拡散層領域を形成する工程と、前記第1のコン
タクト窓を介して、前記第3および第1の不純物拡散層
領域に接続される第1の導電層と、前記第2のコンタク
ト窓を介して、前記第2の不純物拡散層領域に接続され
る第2の導電層を形成する工程と、前記第1の導電層を
介して前記第3および第1の不純物拡散層領域に接続さ
れるDRAMの蓄積電極を形成する工程と、前記第2の
導電層を介して前記第2の不純物拡散層領域に接続され
るDRAMのビット線を形成する工程とを有することを
特徴とする、半導体装置の製造方法。
【0090】前記第2の不純物のイオン注入のドーズ量
は、前記第1の不純物のイオン注入のドーズ量よりも大
きいことを特徴とする半導体装置の製造方法。本発明の
第6の観点によれば、メモリセル部のキャパシタ側のソ
ース・ドレイン領域にのみ接合リークを防ぐための不純
物を導入し、ビットラインとの接続側のソース・ドレイ
ン領域には接合リークを防ぐための不純物を新たに導入
しない。
【0091】前記不純物注入をキャパシタが接続される
側のみに行うことにより、MOSトランジスタのソース
・ドレインの内、片側は浅い接合深さとすることがで
き、トランジスターの短チャネル効果や、素子間のリー
ク電流への悪影響を抑える事ができ、しかも、接合リー
クに関してシビアなキャパシタ側では接合リークを抑え
ることが可能である。
【0092】
【発明の実施の形態】以下、各実施の形態について説明
をする。なお、図中の符号で各実施の形態で同じもの、
または相当するものに対しては、同じ符号を用いてい
る。 [第1の実施の形態]図2は、DRAMのメモリセル部
の模式平面図である。図において、11は活性領域、1
2はMOSトランジスタのゲート電極も兼ねるワードラ
イン、13はビットライン、14はビットラインとMO
Sトランジスタのソース・ドレイン拡散層とのコンタク
ト窓、15はシリンダ型蓄積電極とMOSトランジスタ
のソース・ドレイン拡散層とのコンタクト窓である。な
お、ゲート電極上やビットライン上に形成される裏打ち
ワードラインなどの配線層は図中には示していない。
【0093】次に、図3から図13をもとに、本発明の
DRAMに対してコンタクト窓をセルフアラインコンタ
クト技術を用いて形成する方法について具体的に述べ
る。なお、図3〜図13は、メモリセル部については図
2のA−A’部の、周辺回路部については典型的な例と
しての配線構造の模式切断断面図である。はじめに、図
3(a)に示すように、p型シリコン基板16上に、公
知のLOCOS法(LOCal Oxidation of Silicon) を用
いて厚い酸化膜17(フィールド酸化膜)を形成し、素
子分離領域と活性領域を画定する。図中MCはメモリセ
ル領域、PCは周辺回路領域を表している。
【0094】周辺回路領域には、種々の回路が形成され
るため、通常は、これらの回路を構成するためのnチャ
ネルMOSトランジスタ形成領域やpチャネルMOSト
ランジスタ形成領域が形成されている pチャネルMOSトランジスタ形成領域としては、p型
シリコン基板中に形成されたn型ウェル内に形成される
ものがあり、nチャネルMOSトランジスタ形成領域と
しては、p型シリコン基板中に形成されたp型ウェル内
に形成されるものや、p型シリコン基板中に形成された
n型ウェル内にさらに形成されたp型ウェル(三重ウェ
ル構造)内に形成されるものなどがある。これらの構成
は、所望の特性によって適宜選べば良い。
【0095】したがって、図示していないが、LOCO
S工程の前後で周辺回路領域PCの他の領域には、p型
の不純物やn型の不純物をイオン注入し、それぞれp型
ウェル、n型ウェルを形成し、n型ウェル領域の中の一
部には、さらにp型の不純物を導入する事により、n型
ウェルにその周辺部、底部を囲まれたp型ウェルを形成
する。
【0096】このとき、必要であればフィールド酸化膜
17の下部には、ウェルの不純物型を考慮して、p型不
純物やn型不純物をイオン注入し、チャネルストップ層
を形成する。また、活性領域には、これも図示していな
いが、各MOSトランジスタの特性に合わせて、しきい
値(Vth)を制御するための不純物を導入する。
【0097】なお、上記したウェル層やチャネルストッ
プ層およびVth制御用のイオン注入は、工程上必ずしも
この位置で行う必要があるわけではなく、以下に順次説
明するゲート酸化膜形成工程やゲート電極形成工程など
の後でも構わないことは言うまでもない。次に、図3
(b)に示すように、基板表面を酸化してゲート酸化膜
18を8nm形成し、その上にリンをドープしたシリコ
ン膜19を50nm、タングステンシリサイド(WS
i)膜20を50nm、シリコン窒化膜21を80nm
を順次公知のCVD法(Chemical Vapor Deposition 化
学気相成長法)を用いて形成する。
【0098】これらの積層体を公知のフォトリソグラフ
ィ法を用いてMOSトランジスタのゲート電極となるよ
う所望のパターンにパターニングする。セル部において
は、これらの積層体のポリサイド構造はワード線(図1
の12に相当)となる。次に、図4(a)に示すよう
に、熱酸化により酸化膜22を2〜10nm成長させ
る。この酸化により、ポリサイド構造のシリコン膜19
とWSi膜20の側壁および活性領域のシリコン基板1
6表面に酸化膜が形成されるが、シリコン窒化膜は酸化
されないので、シリコン窒化膜21の側壁には酸化膜が
形成されない。 また、シリコン膜19は基板11にく
らべて不純物濃度が高いため、酸化膜22の厚さは基板
よりも厚くなる。
【0099】つづいて前記ゲート電極をマスクとして、
基板全面にn型の不純物であるリンを1×1013cm-2
のドーズ量でイオン注入する。これによってnチャネル
MOSトランジスタ領域ではLDD(Lightly Doped Dr
ain )構造のn- 層に相当する不純物拡散層23が形成
される。このとき、pチャネルMOSトランジスタ領域
にもこのn型不純物が導入されるが、後工程の高濃度の
p型不純物層のイオン注入により実質的に消失させるこ
とができるため問題はないし、最終的にこのn型不純物
領域をソース・ドレイン部となるp型不純物拡散層の周
囲に残しておけば、パンチスルー防止の役割をもたせる
ことも可能である。
【0100】次に図4(b)に示すように、CVD法に
よりシリコン窒化膜を50〜150nm形成し、それを
公知のRIE(Reactive Ion Etching)法などで異方性
エッチングすることにより、ゲート電極の側壁に窒化膜
からなるサイドウォールスペーサを形成する。このと
き、基板16上などの、窒化膜に覆われていない領域の
酸化膜22は、残した状態でエッチングを終了するほう
が、エッチングダメージが少ないため、より好ましい
が、必ずしも残す必要があるわけではない。
【0101】このサイドウォール窒化膜はポリサイド電
極上の窒化膜20と一体化して、窒化膜領域24を構成
する。この工程により、シリコン膜19とWSi膜20
からなるポリサイド電極の周囲は窒化膜領域24で覆わ
れるが、ポリサイド電極の側壁部では、酸化膜22が存
在するため、後工程の熱処理でWSi膜20が基板から
剥離することを防ぐことができる。
【0102】つづいて熱酸化によって酸化膜を2〜10
nm成長する。このときシリコン基板上に露出している
酸化膜22をフッ酸系のエッチャントで除去してから酸
化してもよい。膜厚の制御性からは除去したほうがよい
が、フィールド酸化膜17や、サイドウォール窒化膜の
下にある酸化膜22まで削られる危険性がある。この酸
化によって、窒化膜領域24に覆われたシリコン膜19
やWSi膜20は酸化されないため、主として活性領域
上のシリコン基板が酸化され、前記酸化膜22と一体化
する。なお、本実施の形態では以降この一体化した酸化
膜を酸化膜22と称する。
【0103】つづいて、セル領域を除く周辺領域のnチ
ャネルMOSトランジスタ領域が露出するようにレジス
トパターンを形成し、窒化膜領域24を有するゲート電
極をマスクとして、前記レジストの開いた領域に、n型
不純物であるヒ素を5×10 15cm-2のドーズ量でイオ
ン注入する。これによって、周辺領域のnチャネルMO
Sトランジスタ領域には、高濃度不純物拡散層領域25
がLDD構造のn+ 層として形成される。
【0104】なお、セル領域のトランジスターのソース
・ドレイン層に、この高濃度n型不純物層のイオン注入
は行わない理由は、高濃度の不純物導入による結晶欠陥
を防ぎ、微少な電荷を貯えるキャパシターからのリーク
電流を抑えるためである。つづいて、周辺領域のpチャ
ネルMOSトランジスタ領域が露出するようにレジスト
パターンを形成し、窒化膜領域24を有するゲート電極
をマスクとして、前記レジストの開いた領域に、BF2
+ イオンを5×1015cm-2のドーズ量でイオン注入
し、pチャネルMOSトランジスタのソース・ドレイン
領域となる不純物拡散層領域を形成する。
【0105】次に、図5(a)に示すように、BPSG
膜26をCVD法により100〜200nm成長した
後、750〜900℃の温度で熱処理を行い、リフロー
させて表面を平坦化する。さらに平坦化を行う為に、エ
ッチバック法やCMP法を用いてもよいし、これらを組
み合わせて平坦化しても構わない。
【0106】なお、エッチバック法やCMP法を用いる
場合には、除去される膜厚分だけ厚くBPSG膜の成長
を行い、エッチバックやCMP処理後の膜厚が100〜
200nmとなるようにする。つづいて、セル領域のM
OSトランジスタのソース・ドレイン領域が露出するよ
うにレジストを開口し、開口内のBPSG膜26と酸化
膜22を、たとえばC 4 8 とCOの混合ガスを用いて
RIE法によって順次エッチングして、基板表面を露出
させ、コンタクト窓27を形成する。
【0107】コンタクト窓27は窒化膜領域24のスペ
ーサによってセルフアラインで規定されており、しか
も、前記レジストの開口部が位置ずれをおこしたとして
も、ポリサイドゲート電極のまわりは全て窒化膜で覆わ
れていて酸化膜が露出していないため、エッチングで除
去されてしまうことはなく、図35の従来例で述べたよ
うなゲート電極とコンタクト電極がショートするような
ことはない。
【0108】なお、望ましくは、BPSG膜26と酸化
膜22のエッチングは、窒化膜領域24がエッチングさ
れないように、窒化膜との選択比が10以上ある条件で
行うことが好ましい。つづいて、レジストを除去したあ
と、BPSG膜26と窒化膜領域24をマスクとして、
コンタクト窓27のシリコン基板中に、n型不純物であ
るリンを3×1013cm-2のドーズ量でイオン注入し、
n型拡散層28を形成する。
【0109】このn型拡散層28は必ずしも必要ではな
いが、コンタクト窓27が位置ずれしてフィールド酸化
膜17のエッジ付近にかかって形成された場合に、ソー
ス・ドレイン拡散層形成用のn型不純物が導入されてい
ないフィールド酸化膜17のエッジ付近で、接合リーク
が大きくなってしまうという問題が生ずるのを防ぐこと
ができる。
【0110】次に、図5(b)に示すように、CVD法
によりリンをドープしたシリコン膜を全面に形成した
後、エッチバック法やCMP法を用いて、コンタクト窓
27内にシリコン膜のプラグ29を残存させる。なお、
エッチバック法やCMP法を用いずに、選択CVD法を
用いてシリコン膜のプラグ29を形成してもよい。
【0111】つづいて、CVD法により酸化膜30を3
0〜100nm成長する。次に、図6(a)に示すよう
に、ビット線接続領域にレジストを開口して、それをマ
スクに酸化膜30をエッチングし、シリコン膜プラグ2
9の上面の一部が露出するようなコンタクト窓31を形
成したあと、レジストを除去する。つづいて、リンをド
ープしたシリコン膜32を30nm、WSi膜33を5
0nm、シリコン窒化膜34を80nmを順次CVD法
により形成する。
【0112】これらの積層体を公知のフォトリソグラフ
ィ法を用いて所望の配線パターンにパターニングする。
これらの積層体のポリサイド電極は、セル部においては
ビット線(図2の13に相当)となり、周辺回路部では
ビット線以外の配線層としても用いられる。次に、図6
(b)に示すように、熱酸化により酸化膜35を2〜1
0nm成長させる。この酸化により、ポリサイド構造の
シリコン膜32とWSi膜33の側壁部には酸化膜が形
成されるが、シリコン窒化膜は酸化されないので、シリ
コン窒化膜34の側壁には酸化膜が形成されない。
【0113】つづいて、CVD法により、シリコン窒化
膜を50〜150nm形成し、それをRIE法で異方性
エッチングし、ビット線の側壁に窒化膜からなるサイド
ウォールを形成する。このサイドウォール窒化膜はポリ
サイド電極上の窒化膜34と一体化して、窒化膜領域3
6を構成する。
【0114】この工程により、シリコン膜32と、WS
i膜33からなるポリサイド電極の周囲は窒化膜領域3
6で覆われるが、ポリサイド電極の側壁部では、酸化膜
35が存在するため、後工程の熱処理でWSi膜33が
基板から剥離することを防ぐことができる。次に、図7
に示すように、BPSG膜37をCVD法により500
nm成長した後、750〜900℃の温度で熱処理を行
い、リフローさせて表面を平坦化する。
【0115】さらに平坦化を行うために、エッチバック
法やCMP法を用いてもよいし、これらを組み合わせて
平坦化しても構わない。なお、エッチバック法やCMP
法を用いる場合には、除去される膜厚分だけ厚くBPS
G膜の成長を行い、エッチバックやCMP処理後の膜厚
が500nmとなるようにする。
【0116】BPSG膜37の厚さは、シリンダ型蓄積
電極の場合には容量を決定する条件のひとつとなる。し
たがって、さらに大きな容量が必要な場合は、500n
m以上に厚く形成する必要がある。次に、図8に示すよ
うにキャパシター接続領域が露出するようレジストを開
口し、それをマスクに開口内のBPSG膜37と酸化膜
30をたとえばC4 8 とCOの混合ガスを用いてRI
E法によって順次エッチングして、シリコン膜プラグ2
9の上面が露出するようなコンタクト窓38を形成す
る。
【0117】通常、シリンダ型蓄積電極を用いる場合、
コンタクト窓38の大きさはシリンダ型蓄積電極の底面
積および周辺長と関係するため、キャパシタ容量を増や
すためには、なるべく大きく開口することが望ましい。
本発明では、コンタクト窓38は窒化膜領域36によっ
てビット線とセルフアラインで規定されているため、コ
ンタクト窓をビット線であるポリサイド電極の上部まで
広げることができ、シリンダ型蓄積電極の底面積および
周辺長を最大にすることができる。
【0118】しかも、ポリサイドゲート電極のまわりは
全て窒化膜領域36で覆われているため、エッチングで
除去されてしまうことはなく、ビット線と蓄積電極とが
ショートするようなことはない。なお、望ましくは、B
PSG膜37と酸化膜30のエッチングは、窒化膜との
選択比が10以上ある条件で行うことが好ましい。
【0119】次に、レジストを除去したあと図9に示す
ように、CVD法によりリンをドープしたシリコン膜を
50nm形成した後、エッチバック法やCMP法を用い
てコンタクト窓38内の側壁及び底面にのみシリコン膜
39を残存させる。次に、図10に示すように、フッ酸
系のエッチャントを用いてBPSG膜37をコントロー
ルエッチングして、たとえば150nm程度残すことに
より、内部がくりぬかれたシリンダ状の蓄積電極39が
形成される。
【0120】次に、図11に示すように、CVD法によ
りシリコン窒化膜を40nm形成し、1〜2nm熱酸化
することで、蓄積電極39の表面にキャパシター絶縁膜
を形成する。(キャパシタ絶縁膜は図中に示していな
い) つづいて、CVD法によりリンをドープしたシリコン膜
を50nm形成した後、パターニングしてキャパシタの
対向電極40を形成する。このとき、対向電極40のパ
ターンに合わせてキャパシタ絶縁膜も除去する。
【0121】次に、図12に示すように、BPSG膜4
1をCVD法により1μm成長したあと、750〜90
0℃の温度で熱処理を行い、リフローさせて表面を平坦
化する。さらに平坦化を行うために、エッチバック法や
CMP法を用いてもよいし、これらを組み合わせて平坦
化しても構わない。
【0122】このような平坦化処理により、セル領域と
周辺回路領域で高低差がほとんどなくなり、ほぼ平坦な
表面を得る事が出来る。次に、図13に示すように、4
2〜45のコンタクト窓を形成する。コンタクト窓42
は対向電極40の、コンタクト窓43はシリコン膜3
2、WSi膜33からなる周辺回路の配線層の、コンタ
クト窓44はシリコン膜19、WSi膜20からなる周
辺回路の配線層の、コンタクト窓45は周辺回路のMO
Sトランジスタの拡散層25のコンタクト用の窓であ
る。
【0123】BPSG膜41が平坦化されているため、
レジスト露光工程で露光装置の被写界深度内に凹凸を抑
えることができ、寸法精度の低下を抑えることができ
る。なお、これらのコンタクト窓42〜45は一度のフ
ォトリソグラフィ工程で窓開けすると工程が短縮されて
望ましいが、コンタクト窓の深さが大きく異なるため、
最下層の拡散層25のコンタクト窓45を形成している
間に、最上層の対向電極40のコンタクト窓42が突き
抜けてしまい、場合によっては下層配線層とショートし
てしまうことがある。
【0124】このような場合には、コンタクト窓42〜
45の窓開け工程を、対向電極上のコンタクト窓と、そ
の他の導電層上のコンタクト窓に分けたり、対向電極と
ビット線上のコンタクト窓、ワード線とシリコン基板上
のコンタクト窓の二回に分けるななど、深いコンタクト
窓と浅いコンタクト窓とに分離して複数回に分けて行う
ことで、エッチング工程によって導電層を突き抜けるな
どの弊害を取り除くことができる。
【0125】次に図14に示すように、チタン膜(T
i)をスパッタ法、窒化チタン膜(Tin)をリアクテ
ィブスパッタ法、タングステン膜(W)をCVD法で順
次形成し、これをパターニングして第1の金属配線層4
6を形成する。第1の金属配線層46は、セル領域では
ワード線と平行な向きに配置され、ワード・デコーダー
と、サブワード・デコーダーとを結ぶ配線に主として用
いられる。
【0126】以降図示しないが、第1の金属配線層46
の上部に層間絶縁膜を成長し、それをCMP法により平
坦化する。第1の金属配線層46の上部にコンタクト窓
を形成したあと、第2の金属配線層を形成してパターニ
ングする。第2の金属配線層としては、たとえばTiN
膜とアルミニウム膜(Al)とTiN膜からなる積層体
を用いることができる。
【0127】第2の金属配線層はセル領域では、ビット
線と平行な向きに配置され、コラム・デコーダーと、セ
ンスアンプとを結ぶ配線に主として用いられる。また、
第2の金属配線層はボンディングパッドとしても用いら
れる。最後にパッシベーション膜としてプラズマCVD
法によりシリコン酸化膜とシリコン窒化膜を順次形成
し、ボンディングパッド上のパッシベーション膜をエッ
チング除去してDRAMが完成する。
【0128】本実施の形態によれば、ワード線、ゲート
電極、ビット線あるいは周辺回路の配線層を形成するポ
リサイド電極は、周囲を窒化膜スペーサで覆われている
が、ポリサイド電極の側壁部では、酸化膜が存在するた
め、後工程の熱処理でポリサイド電極が基板から剥離す
ることを防ぐことができる。しかも、ポリサイドゲート
電極のまわりは全て窒化膜で覆われていて、酸化膜が露
出しないため、セルフアラインコンタクト窓を形成する
ときのエッチングで除去されてしまうことはなく、ポリ
サイド電極と上層配線とがショートするようなことはな
い。
【0129】なお、ゲート電極の横に形成される酸化膜
22の厚さは厚いほうがシリサイド膜の剥離に対して強
くなる。ただし、熱酸化法で酸化膜22を形成する場合
には、基板も同時に酸化されて、ゲート電極の下部の端
部にゲートバーズビークと言われるゲート酸化膜よりも
厚い領域が形成されるため、MOSトランジスタの特性
を劣化させる可能性があるので、これらを考慮して膜厚
を決定するとよい。 [第2の実施の形態]上記第1の実施の形態では、図1
(a)に示したように、ポリサイド電極の側壁部にのみ
酸化膜がある例を示した。第2の実施の形態として、図
1(b)に相当するポリサイド電極が酸化膜に覆われた
例について、図15、図16をもとに説明する。なお、
図15、図16とも、メモリセル部については図1のA
−A’部の、周辺回路部については典型的な例としての
配線構造の模式切断断面図であるのは第1の実施の形態
と同じである。
【0130】図15は図1(b)に記載した発明をゲー
ト電極やセル部のワード線(図1の12に相当)に用い
た例である。第1の実施の形態の図3(a)で説明した
のと同様な方法で、p型シリコン基板16上に、フィー
ルド酸化膜17を形成する。次に、図15(a)に示す
ように、基板表面を酸化してゲート酸化膜18を8nm
形成し、その上にリンをドープしたシリコン膜19を5
0nm、WSi膜20を50nmをCVD法で順次形成
する。
【0131】つづいて、酸化膜47を3〜50nm形成
する。形成方法は熱酸化法でもCVD法でも構わない
が、熱酸化法を用いるほうが剥離に強い構造が得られる
ので好ましい。また、熱酸化法で酸化膜を形成すると、
ポリサイド膜の膜厚が薄くなってしまうので、熱酸化法
で薄く酸化膜を形成したあとでCVD法で酸化膜を形成
して所望の厚さにする方法も有効である。
【0132】つづいて、CVD法を用いてシリコン窒化
膜21を80nm形成したあと、これらの積層体をゲー
ト電極や配線層となるようパターニングする。第1の実
施の形態と異なり、シリコン膜19、WSi膜20、酸
化膜47、シリコン窒化膜21からなる積層体が形成さ
れる。次に、図15(b)に示すように 熱酸化により
酸化膜を2〜10nm成長させると、ポリサイド構造の
シリコン膜19とWSi膜20の側壁部に酸化膜が形成
されて、酸化膜47と一体化した酸化膜領域48が形成
できる。
【0133】つづいて、第1の実施の形態と同じく、前
記ゲート電極をマスクとして、基板全面にn型の不純物
であるリンを1×1013cm-2のドーズ量でイオン注入
して、nチャネルMOSトランジスタ領域にLDD(構
造のn- 層に相当する不純物拡散層23を形成する。つ
づいて、CVD法によりシリコン窒化膜を50〜150
nm形成し、それを公知異方性エッチングする事によ
り、窒化膜領域24が酸化膜領域48を覆うように形成
される。
【0134】以降、第1の実施の形態と同様な工程をと
って、DRAMを作成する。本実施の形態によれば、シ
リコン膜19、WSi膜20の側壁部だけでなく、WS
i膜20の上面にも酸化膜が形成されるため、ポリサイ
ド電極はシリコン窒化膜に直接接する事がない。したが
って、WSi膜の剥離に対して、さらに強い構造を得る
ことが出来る。
【0135】図16は図1(b)に記載した発明をセル
部のビット線(図1の13に相当)に用いた例である。
第1の実施の形態の図5(b)までと、同様な工程をと
ることで、平坦化されたBPSG膜26の上にシリコン
酸化膜30が形成されている。次に、図16(a)に示
すように、ビット線接続領域にレジストを開口して、そ
れをマスクに酸化膜30をエッチングし、シリコン膜プ
ラグ29の上面の一部が露出するようなコンタクト窓3
1を形成したあと、レジストを除去する。
【0136】つづいて、リンをドープしたシリコン膜3
2を30nm、WSi膜33を50nmをCVD法で形
成した後、酸化膜49を3〜50nm形成する。形成方
法や構成は、先にワード線に用いた例で示したものと同
じである。つづいて、CVD法を用いてシリコン窒化膜
21を80nm形成したあと、これらの積層体をビット
線や配線層となるようパターニングする。
【0137】次に、図16(b)に示すように、熱酸化
により酸化膜を2〜10nm成長させて、ポリサイド構
造のシリコン膜32とWSi膜33の側壁部に酸化膜を
形成し、酸化膜49と一体化した酸化膜領域50を形成
する。つづいて、CVD法によりシリコン窒化膜を50
〜150nm形成し、それを異方性エッチングする事に
より、窒化膜領域36が酸化膜領域48を覆うように形
成される。
【0138】以降、第1の実施の形態と同様な工程をと
って、DRAMを作成する。この場合もワード線に用い
た場合と同様に、シリコン膜32、WSi膜33の側壁
部だけでなく、WSi膜33の上面にも酸化膜が形成さ
れるため、ポリサイド電極はシリコン窒化膜に直接接す
る事がない。したがって、WSi膜の剥離に対して、さ
らに強い構造を得ることが出来る。
【0139】上記説明では、セル部のワード線とビット
線にそれぞれ用いた場合について説明したが、本発明の
形態は別々に用いても構わないし、2つ組み合わせてワ
ード線とビット線の両方に適用しても構わないことは言
うまでもない。なお、本実施の形態でもゲート電極を覆
う酸化膜厚は厚いほうがシリサイド膜の剥離に対して強
い構造となるが、前記したように、熱酸化法で酸化膜を
形成する場合には、ゲート電極側壁の膜厚を厚く形成し
ようとするとMOSトランジスタの特性を劣化させるた
め、あまり厚くすることができない。したがって、ゲー
ト電極上面の酸化膜厚をゲート電極側壁の膜厚よりも厚
くすることで、MOSトランジスタの特性を劣化させず
に、剥離に対して強い構造とすることができる。 [第3の実施の形態]第3の実施の形態を図17から図
23の模式工程断面図をもとに述べる。なお、第1、第
2の実施の形態と同じく、メモリセル部については、図
1のA−A’部の、周辺回路部については典型的な例と
しての配線構造の模式断面図である。
【0140】第1の実施の形態と同様な手法で図4
(b)の工程まで処理を行い、ワード電極やゲート電極
となるポリサイド電極、窒化膜領域24等を形成する。
次に、図17(a)に示すように、BPSG膜26をC
VD法により100〜200nm成長した後、750〜
900℃の温度で熱処理を行い、リフローさせて表面を
平坦化する。
【0141】さらに平坦化を行うためにエッチバック法
やCMP法を用いても良いのは、第1の実施の形態と同
様である。つづいて平坦化されたBPSG膜24の上
に、CVD法によりシリコン窒化膜51を10〜50n
m成長する。次に図17(b)に示すようにセル領域の
MOSトランジスタのソース・ドレイン領域が露出する
ようにレジストを開口し、窒化膜51とBPSG膜26
と酸化膜22を順次エッチングして基板表面を露出さ
せ、コンタクト窓27を形成する。
【0142】窒化膜51のエッチングはRIE法により
CF4 ガスを用いて行い、BPSG膜26の表面が露出
したら、ガスをC4 8 とCOの混合ガスに変えて、同
じくRIE法により窒化膜との選択比の大きい条件でエ
ッチングする。これは、窒化膜領域24がエッチングさ
れないようにするためであり、窒化膜との選択比が10
以上ある条件で行うのが好ましい。
【0143】本実施の形態においても、コンタクト窓2
7は窒化膜領域24のスペーサ部によってセルフアライ
ンで規定されており、しかも、ポリサイドゲート電極の
まわりは全て窒化膜で覆われていて酸化膜が露出してい
ないため、前記レジストの開口部が位置ずれをおこした
としても、スペーサ部がエッチングで除去されてしまう
ことはなく、図35から37の従来例で述べたようなゲ
ート電極とコンタクト電極がショートするようなことは
ない。
【0144】つづいて、第1の実施の形態と同じく、レ
ジストを除去したあと、BPSG膜26と窒化膜領域2
4をマスクとして、コンタクト窓27のシリコン基板中
に、n型不純物であるリンを3×1013cm-2のドーズ
量でイオン注入し、n型拡散層28を形成する。次に、
図18(a)に示すように、CVD法によりリンをドー
プしたシリコン膜を全面に形成した後、エッチバック法
やCMP法を用いて、コンタクト窓27内にシリコン膜
のプラグ29を残存させる。
【0145】なお、エッチバック法やCMP法を用いず
に、選択CVD法を用いてシリコン膜のプラグ27を形
成してもよいのは、第1の実施の形態で述べたのと同様
である。つづいて、CVD法によりシリコン酸化膜30
を30〜100nm成長する。次に、図18(b)に示
すように、ビット線接続領域にレジストを開口して、そ
れをマスクに酸化膜30をエッチングし、シリコン膜プ
ラグ29の上面の一部が露出するようなコンタクト窓3
1を形成したあと、レジストを除去する。
【0146】つづいて、リンをドープしたシリコン膜3
2を30nm、WSi膜33を50nm、シリコン窒化
膜34を80nmを順次CVD法により形成する。これ
らの積層体を公知のフォトリソグラフィ法を用いて所望
の配線パターンにパターニングする。これらの積層体の
ポリサイド電極は、セル部においてはビット線(図1の
13に相当)となり、周辺回路部ではビット線以外の配
線層としても用いられる。
【0147】次に、図19に示すように、BPSG膜3
7をCVD法により500nm成長した後、750〜9
00℃の温度で熱処理を行い、リフローさせて表面を平
坦化する。さらに平坦化を行うために、エッチバック法
やCMP法を用いてもよいし、これらを組み合わせて平
坦化しても構わないのは、第1の実施の形態と同じであ
る。
【0148】つづいて、キャパシター接続領域が露出す
るようレジストを開口し、それをマスクに開口内のBP
SG膜37と酸化膜30をたとえばC4 8 とCOの混
合ガスを用いてRIE法によって順次エッチングして、
シリコン膜プラグ29の上面が露出するようなコンタク
ト窓38を形成する。このとき、ポリサイドゲート電極
のまわりは全て窒化膜領域36で覆われているため、エ
ッチングで除去されてしまうことはなく、ビット線と蓄
積電極とがショートするようなことはない。
【0149】また、第1の実施の形態では、図8に示す
ように、酸化膜30の下にはBPSG膜26が存在する
ため、BPSG膜35と酸化膜28をエッチングしてコ
ンタクト窓38を開けるときに、BPSG膜26までエ
ッチングされて、キャパシタ接続領域のプラグ27の側
部に溝が形成される危険性がある。このため、溝上に形
成された蓄積電極の形状が変化して面積が変わるため、
キャパシタ容量が変化し、安定した素子特性が得られな
い可能性がある。
【0150】これに対して本実施の形態では、酸化膜3
0の下には窒化膜51が存在しており、蓄積電極のコン
タクト部でBPSG膜37と酸化膜30をエッチングす
るときに、この窒化膜51がストッパとして働くため、
キャパシタ接続領域のプラグ29の側部に溝が形成され
ることはない。したがって、安定した容量を保つことが
でき、DRAMの歩留りを上げるのに役立つ。
【0151】次に、レジストを除去したあと図20に示
すように、CVD法によりリンをドープしたシリコン膜
を50nm形成した後、エッチバック法やCMP法を用
いてコンタクト窓37内の側壁及び底面にのみシリコン
膜39を残存させる。つづいて、フッ酸系のエッチャン
トを用いて、窒化膜51をエッチングストッパとしてB
PSG膜37をすべてエッチング除去することにより、
内部がくりぬかれたシリンダ状の蓄積電極39が形成さ
れる。
【0152】第1の実施の形態では図9に示したよう
に、シリコン膜39をコンタクト窓38内の側壁及び底
面にのみ残存させたあと、図10に示したように、フッ
酸系のエッチャントを用いてBPSG膜をコントロール
エッチングして、内部がくりぬかれた柱状の蓄積電極3
9を形成した。本実施の形態では、窒化膜51をエッチ
ングストッパとして、シリコン膜39の外側のBPSG
膜37をフッ酸系のエッチャントですべて除去すること
ができる。このため、BPSG膜37のエッチング量が
ばらつくことはなく、シリンダ型蓄積電極の外側の面積
を一定にすることができるため、キャパシタ容量のバラ
ツキが小さく、安定したDRAMセルを製造することが
可能となる。
【0153】次に、図21に示すように、CVD法によ
りシリコン窒化膜を40nm形成し、1〜2nm熱酸化
することで、蓄積電極37の表面にキャパシター絶縁膜
を形成する。(キャパシタ絶縁膜については図中で示し
ていない) つづいて、CVD法によりリンをドープしたシリコン膜
を50nm形成したあと、パターニングしてキャパシタ
の対向電極40を形成する。つづいて、対向電極40の
パターンに合わせてキャパシタ絶縁膜とシリコン窒化膜
51を同時にエッチング除去する。
【0154】このとき、シリコン窒化膜51を残してい
ても構わないが、シリコン窒化膜が周辺回路部に存在す
ると、後工程における、周辺回路の拡散層に対するコン
タクト窓の窓開け工程が、酸化膜とシリコン窒化膜両方
をエッチングするため複雑になったり、コンタクト窓部
でエッチング特性の違いにより、シリコン窒化膜がひさ
しとなり、コンタクト窓内に形成する金属配線層が断線
する不具合を生じる可能性があるので、取り除いておく
ほうが好ましい。
【0155】また、シリコン窒化膜51のエッチング時
に、セル部のビット線と同時に形成する周辺回路部の配
線層のまわりのシリコン窒化膜領域36も同時にエッチ
ングされてしまうので、シリコン窒化膜領域36を構成
する、WSi膜33上のシリコン窒化膜34の膜厚は、
前記シリコン窒化膜51の膜厚より厚く設定しておくと
良い。
【0156】以降の工程は第1の実施の形態と同様な工
程でコンタクト窓開けや金属配線層を形成することによ
り、DRAMを形成することができる。本実施の形態で
は、第1の実施の形態にくらべて、エッチングストッパ
層として機能する窒化膜51があるため、蓄積電極のコ
ンタクトの形成や蓄積電極の形成に際して面積を一定に
することができ、安定した容量を保つことができるた
め、DRAMの歩留りを上げるのに役立つ。
【0157】その他の効果として、ビットラインのコン
タクト窓を安定して開口できる効果も期待できる。以
下、図22と23をもとにこの点について説明する。図
22、図23は図1のA−A’で切断したセル部の模式
断面図であり、図18(b)で形成したコンタクト窓3
1が位置ずれした場合を示している。なお、図22が酸
化膜30の下にシリコン窒化膜51がない、第1の実施
の形態に相当し、図23が酸化膜30の下にシリコン窒
化膜51がある第3の実施の形態に相当する。
【0158】第1の実施の形態に相当する工程によれ
ば、図22に示すように、コンタクト窓31が位置ずれ
して開けられた場合に、酸化膜30のエッチングによっ
てBPSG膜26もエッチングされ、シリコン膜のプラ
グ29の側部に溝が掘られてしまう。この溝のために上
層のビット線が断線したり、溝が埋まらずにボイドとし
て残ったり、逆に溝内に残った配線層によってプラグ2
9間がショートするなど、素子に何らかの悪影響を与え
る危険性がある。
【0159】これに対して、本実施の形態によれば、図
23に示すように、コンタクト窓31が位置ずれして開
けられた場合でも、窒化膜51がストッパとして働くた
め、BPSG膜26がエッチングされる危険性はなく、
シリコン膜のプラグ29の側部に溝が掘られることはな
いため、上記した悪影響は生じない。また、この窒化膜
ストッパ49を積極的に利用して、コンタクト窓31の
大きさをシリコン膜のプラグ29より大きくすることも
可能であり、コンタクト窓開け工程のマージンを高める
ことも可能である。 [第4の実施の形態]第4の実施の形態を図24から図
28の模式工程断面図をもとに述べる。なお、第1、第
2の実施の形態と同じく、メモリセル部については、図
1のA−A’部の、周辺回路部については典型的な例と
しての配線構造の模式断面図である。
【0160】第1の実施の形態と同様な手法で図6
(b)の工程まで処理を行い、ワードラインや周辺部の
MOSトランジスタなどの上部に、ビットラインや周辺
部で配線層となるポリサイド電極、シリコン窒化膜領域
36等を形成する。次に、図24に示すように、全面に
BPSG膜52をCVD法により成長した後、750〜
900℃の温度で熱処理を行い、リフローさせて表面を
平坦化する。
【0161】さらに平坦化を行うために、エッチバック
法やCMP法を用いてもよいし、これらを組み合わせて
平坦化しても構わない。つづいて、シリコン窒化膜5
3、BPSG膜54を順次CVD法により成長する。こ
こで、BPSG膜52と54の膜厚は、二層あわせて5
00nmとなるようにし、シリコン窒化膜53は10〜
50nmとなるようにする。
【0162】なお、BPSG膜52の厚さは、平坦化で
きる程度に必要であり、BPSG膜54の厚さは、容量
に直接関係するシリンダ型蓄積電極の外側面の面積を規
定するので、要求される容量により選ぶ必要がある。し
たがって、BPSG膜50と52の膜厚比やトータルの
膜厚は、これらを考慮して適宜選べばよい。次に、図2
5に示すようにキャパシター接続領域が露出するようレ
ジストを開口し、それをマスクに開口内のBPSG膜5
4をC4 8 とCOの混合ガスを用いてRIE法によっ
てエッチングし、つづいて窒化膜53をCF4 ガスを用
いてRIE法によってエッチングし、つづいてBPSG
膜52と酸化膜30を再度C 4 8 とCOの混合ガスを
用いてRIE法によって順次エッチングして、シリコン
膜プラグ29の上面が露出するようなコンタクト窓38
を形成する。
【0163】次に、レジストを除去したあと図26に示
すように、CVD法によりリンをドープしたシリコン膜
を50nm形成したあと、エッチバック法やCMP法を
用いてコンタクト窓38内の側壁及び底面にのみシリコ
ン膜39を残存させる。次に、図27に示すようにシリ
コン膜39の外側のBPSG膜54をフッ酸系のエッチ
ャントを用いて除去する。窒化膜53がエッチングスト
ッパとして働くため、BPSG膜54のみをすべて除去
することができる。この工程で内部がくりぬかれたシリ
ンダ状の蓄積電極39が形成される。
【0164】本実施の形態でも、第3の実施の形態と同
じく、シリンダ型蓄積電極39の外側のBPSG膜54
をすべて除去することができる。したがって、シリンダ
型蓄積電極の外側の面積を一定にすることができるた
め、キャパシタ容量のばらつきが小さく、安定したDR
AMセルを製造することが可能となる。次に、図28に
示すように、CVD法によりシリコン窒化膜を40nm
形成し、1〜2nm熱酸化することで、蓄積電極39の
表面にキャパシター絶縁膜を形成する。(キャパシタ絶
縁膜は図には示していない) つづいて、CVD法によりリンをドープしたシリコン膜
を50nm形成した後、パターニングしてキャパシタの
対向電極40を形成する。つづいて、対向電極40のパ
ターンに合わせてキャパシタ絶縁膜とシリコン窒化膜5
3も除去する。
【0165】このとき、シリコン窒化膜53を残してい
ても構わないが、シリコン窒化膜が周辺回路部に存在す
ると、後工程で拡散層とのコンタクト窓の窓開け工程
が、酸化膜とシリコン窒化膜両方をエッチングするため
複雑になったり、コンタクト窓部部でエッチング特性の
違いにより、シリコン窒化膜がひさしとなり、コンタク
ト窓内に形成する金属配線層が断線する不具合を生じる
可能性があるので、取り除いておくほうが好ましいの
は、第3の実施の形態と同様である。
【0166】以降の工程は第1の実施の形態と同様な工
程でコンタクト窓開けや金属配線層を形成することによ
り、DRAMを形成することができる。本実施の形態で
は、シリンダ蓄積電極37の外側のBPSG膜52のみ
をすべて除去することができる。したがって、シリンダ
型蓄積電極の外側の面積を一定にすることができるた
め、キャパシタ容量のばらつきが小さく、安定したDR
AMセルを製造することが可能となる。
【0167】第1の実施の形態の図11に示したよう
に、キャパシタ対向電極38を形成したあとに、絶縁膜
で完全に平坦化を行うが、本実施の形態のようにセル部
と周辺回路部との高低差が小さいほうが、後工程での平
坦化が容易であることは言うまでもない。すなわち、本
実施の形態によれば、安定した容量を得るという効果と
メモリセル部と周辺回路部の高低差を小さくして平坦化
を容易にするという効果の両方を考慮してプロセス設計
をすることができ、安定した特性のDRAMを製造する
ことが可能となる。
【0168】なお、前記窒化膜53は、対向電極38を
エッチングする際、同時に除去されるため、第3の実施
の形態で述べたのと同様に、シリコン窒化膜が周辺回路
部に存在することによる不具合を避けることができる。
このとき、本実施の形態では、第3の実施の形態とは異
なり、シリコン窒化膜53の下はBPSG膜52が存在
するため、これをエッチングストッパとしてシリコン窒
化膜53をエッチングでき、セル部のビット線に相当す
る周辺回路部の配線層のまわりのシリコン窒化膜領域3
4がエッチングされるおそれがなくなるという効果を得
ることもできる。 [第5の実施の形態]図29と図30をもとに、第5の
実施の形態について説明する。本実施の形態は、第1の
実施の形態の図13に示した第1の金属配線層とのコン
タクト窓42〜45の形成方法に関するものである。
【0169】図29は第3の実施の形態にしたがって、
対向電極40を形成したあとBPSG膜を形成して平坦
化し、本実施の形態にそってコンタクト窓42〜45を
形成した状態を示している。はじめに、コンタクト窓4
2〜45の窓開け工程で、第1のステップとして、BP
SG膜41のエッチングを窒化膜との選択比が十分大き
い条件で行う。このエッチングは窒化膜SAC構造の形
成するときに用いた、C4 8 とCOの混合ガスなどを
使用するとよい。
【0170】上記第1ステップのエッチングは最下層の
拡散層25の表面が露出するまで行なう。このとき、最
上層の対向電極40はエッチングされて除去されてしま
うが、対向電極の下部には窒化膜51があるため、エッ
チングはここでストップし、その下層のBPSG膜26
がエッチングされることはない。また、コンタクト窓4
3、44のエッチングも、それぞれ窒化膜領域36、2
5でストップする。
【0171】つづいて、第2ステップのエッチングとし
て、CHF3 とO2 の混合ガス等を用いて、酸化膜と選
択比の大きい条件でシリコン窒化膜のエッチングを行
う。これにより、コンタクト窓43、44の底部にある
窒化膜領域36、25を除去してコンタクトをとること
ができるようになる。なお、この窒化膜エッチングによ
り、対向電極40の下にある窒化膜51もエッチングさ
れてしまうが、その下層のBPSG膜26でエッチング
がストップするため、コンタクト窓42で対向電極40
が下層配線層とショートをおこす心配はない。また、こ
のようなコンタクト窓構造でも、コンタクト窓内に形成
された、第1の金属配線層は、対向電極40の側壁で電
気的に接続されるので、何ら問題はない。
【0172】図30は第4の実施の形態にしたがって、
対向電極40を形成したあとBPSG膜を形成して平坦
化し、本実施の形態にそってコンタクト窓42〜45を
形成した状態を示している。図30も図29と同じよう
に対向電極40の下に窒化膜53とBPSG膜52があ
るため、上記した2ステップエッチングを適用すること
ができ、下層配線とのショートなどの問題をおこさず
に、コンタクト窓42〜45を一度のフォトリソグラフ
ィ工程で形成することができる。
【0173】本実施の形態によれば、コンタクト窓の深
さが異なる構造であっても、一度のフォトリソグラフィ
工程で窓開けを行なうことができ、工程を短縮すること
ができる。なお、コンタクト窓41や42の底面に窒化
膜が形成されておらず、第1のステップで配線層やゲー
ト電極の表面を露出できる場合には、第2のステップの
窒化膜エッチングを行なう必要はない。
【0174】また、本実施の形態で述べたコンタクト窓
の形成方法は、上記実施の形態に限られたものではな
く、複数の配線層で上層の配線層の下に窒化膜を設け
て、窒化膜をストッパとしてエッチングすることで、同
様の効果が得られることは言うまでものない。ただし、
本実施の形態にそった形で用いれば、上記本実施の形態
のによる効果だけでなく、第3の実施の形態や第4の実
施の形態で述べた効果も合わせて奏することができるた
め、有利である。 [第6の実施の形態]第6の実施の形態を図31の模式
工程断面図をもとに述べる。
【0175】第1実施の形態の図5(a)では、BPS
G膜24をリフロー、エッチバック法またはCMP法で
平坦化している。本実施の形態では、図31に示すよう
に、ゲート電極やワード線の上に形成されたBPSG膜
26の平坦化をCMP法を用いて行い、シリコン窒化膜
領域24をそのストッパ層として用いる。
【0176】ポリサイド電極の周囲を覆うシリコン窒化
膜領域24の基板からの距離は、ゲート電極として活性
層上にあるものと、配線層としてフィールド酸化膜17
上にあるものとで異なるが、本実施の形態では高いほう
の窒化膜スペーサだけをストッパ層として用い、低いほ
うの窒化膜スペーサの上にはBPSG膜26が残るよう
にしている。
【0177】このとき、研磨剤としては、たとえばシリ
カ系のものを用いることで、シリコン窒化膜とのエッチ
ング選択比を高くした状態でBPSG膜を研磨すること
が可能である。このストッパ層によりBPSG膜26は
平坦化できるだけでなく、膜厚のばらつきを少なくする
こともできる。
【0178】平坦化したBPSGの膜厚がばらついてい
ると、後工程のコンタクト窓形成時のエッチング量に分
布が生じる。コンタクトを確実にとるためには、コンタ
クト窓内のBPSG膜をすべてエッチング除去しなけれ
ばならないから、BPSG膜のオーバーエッチ量を多く
しなければならない。したがって、窒化膜スペーサSA
Cを用いる場合には、このオーバーエッチで窒化膜スペ
ーサの膜厚が減少して、ポリサイド電極と上層配線とが
ショートする危険性が増すため、特に、BPSG膜厚の
安定性が重要である。
【0179】本実施の形態では、ストッパーとなる層を
わざわざ形成するのではなく、窒化膜スペーサーSAC
を用いるために必要となる、窒化膜領域24をそのまま
用いることができるため、新たな工程の増加を招くこと
はない。また、CMPによる平坦化を行った後、さらに
BPSG膜を形成して層間膜厚を厚くし、寄生容量を減
少させるようにしてもよいし、第3の実施の形態で示し
たように、シリコン窒化膜を形成してからコンタクト窓
形成工程を行なってもよい。
【0180】なお、BPSG膜26の膜厚は、上層に形
成されるビット線の寄生容量に影響を与えるので、本実
施の形態の方法により、膜厚ばらつきを小さくすること
で、ビット線容量のばらつきを小さくすることができ、
DRAMの動作の安定性を高くできるという効果もあ
る。さらに、本実施の形態では、ワード線や配線層とし
て用いられているフィールド絶縁膜上の窒化膜スペーサ
のみをストッパ層として用い、ゲート電極として用いら
れている活性層上の窒化膜スペーサにはストッパとして
の役割を持たせていない。
【0181】したがって、CMP法でBPSG膜を平坦
化するときに、活性層上の窒化膜スペーサが研磨され
て、膜厚が減少することはない。窒化膜スペーサSAC
では、窒化膜スペーサをマスクとしてセルフアラインで
コンタクト窓を形成しているが、このコンタクト窓は、
当然フィールド絶縁膜上には形成されず、活性層領域の
拡散層上に形成されるから、窒化膜スペーサSAC工程
をCMP法による平坦化で膜厚が減少していない窒化膜
をマスクとして用いることができるしたがって、本実施
の形態では、ストッパ層を用いたCMP法により制御性
のよい平坦化を行いながら、窒化膜スペーサSACによ
るコンタクト窓形成でポリサイド電極と上層配線層との
ショートを防ぐという効果を得ることができる。
【0182】以上、本実施の形態によれば、工程を増や
すことなく、製品歩留まりの向上、及び、動作の安定性
が増大するという効果が得られる。 [第7の実施の形態]第7の実施の形態を図32の模式
工程断面図をもとに述べる。本実施の形態では、第6の
実施の形態で示した技術をビット線となる導電層上の平
坦化工程に用いる。
【0183】第1の実施の形態の図7では、BPSG膜
37をリフロー、エッチバック法またはCMP法で平坦
化している。本実施の形態では、図32に示すように、
ビット線上に形成されたBPSG膜37の平坦化をCM
P法を用いて行い、シリコン窒化膜領域36をストッパ
層として用いる。
【0184】このとき、研磨剤としては、たとえばシリ
カ系のものを用いることで、シリコン窒化膜とのエッチ
ング選択比を高くした状態でBPSG膜を研磨すること
が可能であることは、第6の実施の形態で述べたことと
同じである。このストッパ層によりBPSG膜37は平
坦化できるだけでなく、膜厚のばらつきも少なくするこ
とができる。
【0185】平坦化したBPSGの膜厚がばらついてい
ると、後工程のコンタクト窓形成時のエッチング量に分
布が生じ、窒化膜領域36が減少してポリサイド電極と
上層の蓄積電極とがショートする危険性が増すため、特
に、BPSG膜厚の安定性が重要である点も第6の実施
形態で述べたことと同じである。また、本実施の形態で
も、ストッパーとなる層をわざわざ形成するのではな
く、窒化膜スペーサーSACを用いるために必要とな
る、窒化膜領域36をそのまま用いることができるた
め、新たな工程の増加を招くことはない。
【0186】なお、BPSG膜37の厚さは蓄積電極の
面積に影響し、キャパシタ容量に影響を与えるので、C
MPによる平坦化を行った後、さらにBPSG膜を形成
して所望の容量が得られるように厚さを設定してもよい
し、第4の実施の形態で示したように、BPSG膜を2
層として間に窒化膜を形成してもよい。 [第8の実施の形態]第8の実施の形態を図33の模式
工程断面図をもとに述べる。
【0187】第1の実施の形態の図5(a)において、
接合リーク低減のためn型拡散層26を形成した。本実
施の形態では、図33に示すようにメモリセル部のキャ
パシタ側のソース・ドレイン領域にのみn型拡散層28
を形成するために、ビット線が接続される側のソース・
ドレイン領域をレジスト55で覆ってから、BPSG膜
26と窒化膜領域24をマスクとして、コンタクト窓2
7のシリコン基板中に、n型不純物であるリンを3×1
13cm-2のドーズ量でイオン注入する。
【0188】n型拡散層28は第1の実施の形態で説明
したように、接合リークが大きくなるという問題を防ぐ
ことができる。しかし、一方で、このイオン注入によ
り、ソース・ドレインの接合深さが深くなるので、トラ
ンジスターの短チャネル効果に悪影響を及ぼしたり、素
子間のリーク電流が大きくなるという問題も生じる。微
少な電荷を貯えるキャパシタ側の拡散層は、接合リーク
を十分低くすることが要求されるのに対して、ビット線
が接続される側の拡散層は、接合リークに関しては、そ
れほど厳しくない。
【0189】本実施の形態では、そこで、前記イオン注
入をキャパシタが接続される側のみに行うことにより、
MOSトランジスタのソース・ドレインの内、片側は浅
い接合深さとすることができ、トランジスターの短チャ
ネル効果や、素子間のリーク電流への悪影響を抑える事
が可能となる。以上第1〜第8の実施の形態をもとに本
発明を説明したが、本発明は上記実施の形態にとどまる
ものではなく、本発明と同様な技術思想を持つプロセス
に広く適用できることは言うまでもない。
【0190】上記説明では、ポリサイド電極としてWS
iを用いたが、MoSiやTiSiなどその他のシリサ
イドでも適用できる。また、シリサイドに限らずタング
ステン(W)やモリブデン(Mo)あるいは窒化チタン
(TiN)やチタンタングステン(TiW)など金属や
金属化合物も使用することが可能である。なお、金属や
金属化合物の場合には熱酸化法で酸化膜を形成するのが
困難なので、CVD法等による酸化膜を用いればよい。
【0191】また、上記説明では、窒化膜との間に設け
る絶縁膜としてシリコン酸化膜の例を述べたが、シリコ
ン窒化膜の応力を緩和できるようなものであれば他の絶
縁膜でも使用できる。特に、シリコン酸窒化膜(SiO
N)膜を用いると、シリサイド膜上では反射防止膜とし
ても使用できるため、工程短縮になって好ましい。ま
た、層間絶縁膜として、BPSGの例を示したが、PS
Gやシリコン酸化膜等なども使用することができる。
【0192】また、エッチング方法としてウェットエッ
チング法による等方性エッチングとRIE法による異方
性エッチングを用いる例を示したが、その他等方性のプ
ラズマエッチング法や、ECRを用いたエッチング法な
ど他のエッチング手法でも、用途に合わせて適宜使用す
ることができる。また、コンタクト窓に形成するプラグ
としてリンをドープしたシリコン膜の例を示したが、p
型拡散層やp型シリコン層上に形成するならば、ボロン
等のp型不純物をドープしたシリコン膜を用いればよ
い。なお、プラグとしてはシリコン膜に限られるわけで
はなく、WやTiWなどの金属や金属化合物あるいは金
属シリサイドであっても構わない。
【0193】また、キャパシタ絶縁膜として窒化膜を酸
化した例を示したが、タンタル酸化膜(Ta2 5 )や
PZTなどの高誘電体膜や強誘電体膜などを用いること
ができる。その場合には、蓄積電極や対向電極を金属に
することで、電極の自然酸化膜による容量の減少や、キ
ャパシタ絶縁膜とシリコン膜との反応を防ぐことができ
て好ましい。
【0194】また、シリコン膜としては、ポリシリコン
やアモルファスシリコンを用いてもよく、不純物ドープ
は、膜の成長と同時にしてもよいし、成長後に拡散法や
イオン注入法などを用いてドープしても良い。また、実
施の形態ではシリンダー型キャパシタの製造方法を例と
して示したが、スタック型やFIN型など、他のキャパ
シタ構造に適用しても構わないことは言うまでもない。
【0195】
【発明の効果】本発明によれば、MOSトランジスタの
信頼性を損なうことなく、さらにゲート電極を構成する
金属シリサイド膜の剥離を防止し、窒化膜スペーサーS
ACを可能にする。本発明は、さらに、DRAMの微細
化や製造マージンの増大、製造工程の短縮等に寄与す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を説明する図である。
【図2】本発明のメモリセル部を示す模式平面図であ
る。
【図3】本発明の第1の実施の形態を示す模式工程断面
図(その1)である。
【図4】本発明の第1の実施の形態を示す模式工程断面
図(その2)である。
【図5】本発明の第1の実施の形態を示す模式工程断面
図(その3)である。
【図6】本発明の第1の実施の形態を示す模式工程断面
図(その4)である。
【図7】本発明の第1の実施の形態を示す模式工程断面
図(その5)である。
【図8】本発明の第1の実施の形態を示す模式工程断面
図(その6)である。
【図9】本発明の第1の実施の形態を示す模式工程断面
図(その7)である。
【図10】本発明の第1の実施の形態を示す模式工程断
面図(その8)である。
【図11】本発明の第1の実施の形態を示す模式工程断
面図(その9)である。
【図12】本発明の第1の実施の形態を示す模式工程断
面図(その10)である。
【図13】本発明の第1の実施の形態を示す模式工程断
面図(その11)である。
【図14】本発明の第1の実施の形態を示す模式工程断
面図(その12)である。
【図15】本発明の第2の実施の形態を示す模式工程断
面図(その1)である。
【図16】本発明の第2の実施の形態を示す模式工程断
面図(その2)である。
【図17】本発明の第3の実施の形態を示す模式工程断
面図(その1)である。
【図18】本発明の第3の実施の形態を示す模式工程断
面図(その2)である。
【図19】本発明の第3の実施の形態を示す模式工程断
面図(その3)である。
【図20】本発明の第3の実施の形態を示す模式工程断
面図(その4)である。
【図21】本発明の第3の実施の形態を示す模式工程断
面図(その5)である。
【図22】本発明の第3の実施の形態の効果を説明する
模式工程断面図(その1)である。
【図23】本発明の第3の実施の形態の効果を説明する
模式工程断面図(その2)である。
【図24】本発明の第4の実施の形態を示す模式工程断
面図(その1)である。
【図25】本発明の第4の実施の形態を示す模式工程断
面図(その2)である。
【図26】本発明の第4の実施の形態を示す模式工程断
面図(その3)である。
【図27】本発明の第4の実施の形態を示す模式工程断
面図(その4)である。
【図28】本発明の第4の実施の形態を示す模式工程断
面図(その5)である。
【図29】本発明の第5の実施の形態を示す模式工程断
面図(その1)である。
【図30】本発明の第5の実施の形態を示す模式工程断
面図(その2)である。
【図31】本発明の第6の実施の形態を示す模式工程断
面図である。
【図32】本発明の第7の実施の形態を示す模式工程断
面図である。
【図33】本発明の第8の実施の形態を示す模式工程断
面図である。
【図34】窒化膜スペーサSACを説明する模式工程断
面図(その1)である。
【図35】窒化膜スペーサSACを説明する模式工程断
面図(その2)である。
【図36】従来技術の問題点を説明する模式工程断面図
(その1)である。
【図37】従来技術の問題点を説明する模式工程断面図
(その2)である。
【符号の説明】
4、19、114 シリコン膜 5、20、115 シリサイド膜 6、22 シリコン酸化膜 7、23、116 n- 型不純物拡散層 8、24、117 シリコン窒化膜領域 9、26、118 BPSG膜 10、27、119 コンタクト窓 25 n+ 型不純物拡散層 28 n型不純物拡散層 31 コンタクト窓 32 シリコン膜 33 シリサイド膜 34 シリコン窒化膜 35 シリコン酸化膜 36 シリコン窒化膜領域 38 コンタクト窓 39 シリンダ型蓄積電極 40 キャパシタ対向電極 41 BPSG膜 42、43、44、45 コンタクト窓 48、50 シリコン酸化膜領域 51、53 シリコン窒化膜 52、54 BPSG膜 123 シリコン酸化膜 124 シリコン窒化膜

Claims (69)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも金属または金属シリサイドを
    一層含む導電層パターンと、 前記導電層パターンの側壁部に形成されたシリコン窒化
    膜以外の絶縁膜からなる第1の絶縁膜と、 前記導電層パターンの上部と導電層パターンの側壁部に
    形成された第1の絶縁膜を覆うように形成されたシリコ
    ン窒化膜からなる第2の絶縁膜とを有することを特徴と
    する半導体装置。
  2. 【請求項2】 少なくとも金属または金属シリサイドを
    一層含む導電層パターンと、 前記導電層パターンの側壁部と上部を覆うように形成さ
    れた、シリコン窒化膜以外の絶縁膜からなる第1の絶縁
    膜と、 前記導電層パターンを覆う前記第1の絶縁膜を覆うよう
    に形成されたシリコン窒化膜からなる第2の絶縁膜とを
    有することを特徴とする半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記第1の絶縁膜は、前記導電層パター
    ンの側壁部と上部とで異なる膜で構成されていることを
    特徴とする請求項2記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 前記第1の絶縁膜は、前記導電層パター
    ンの側壁部に位置する前記シリコン窒化膜からなる第2
    の絶縁膜の下部にもあることを特徴とする請求項1また
    は2記載の半導体装置。
  5. 【請求項5】 前記導電層パターンはMISトランジス
    タのゲート電極を構成することを特徴とする請求項1ま
    たは2記載の半導体装置。
  6. 【請求項6】 前記第1の絶縁膜はシリコン酸化膜から
    なることを特徴とする請求項1または2記載の半導体装
    置。
  7. 【請求項7】 前記第1の絶縁膜は導電層パターン上面
    では側面よりも厚く形成されていることを特徴とする請
    求項2記載の半導体装置。
  8. 【請求項8】 前記シリコン窒化膜からなる第2の絶縁
    膜上に形成された、シリコン窒化膜とエッチング特性の
    異なる第3の絶縁膜と、 前記第3の絶縁膜に形成され、その底部の一部が前記シ
    リコン窒化膜上にかかるように形成されたコンタクト窓
    を有することを特徴とする請求項1から5記載の半導体
    装置。
  9. 【請求項9】 前記第3の絶縁膜の表面は、前記半導体
    基板に対して概ね平行となるように形成されていること
    を特徴とする請求項8記載の半導体装置。
  10. 【請求項10】 基板上に、略平行に、かつ複数本配置
    された第1の導電層と、 第1の導電層上に形成された第1の絶縁膜と、 前記第1の絶縁膜上に形成されたシリコン窒化膜からな
    る第2の絶縁膜と、 前記第1、第2の絶縁膜を貫いて形成され、前記複数の
    第1の導電層の間に形成された第1のコンタクト窓と、 前記コンタクト窓内に形成された第2の導電層と、 前記シリコン窒化膜からなる第2の絶縁膜上に形成され
    た、前記シリコン窒化膜とエッチング特性の異なる第3
    の絶縁膜と、 前記第3の絶縁膜中に形成され、前記第2の導電層上に
    位置する第2のコンタクト窓と、 前記第2のコンタクト窓を介して前記第2の導電層と接
    続する第3の導電層とを有することを特徴とする半導体
    装置。
  11. 【請求項11】 前記第2のコンタクト窓は前記第2の
    導電層の外側の前記第2の絶縁膜上の領域まで形成され
    ていることを特徴とする請求項10記載の半導体装置。
  12. 【請求項12】 前記第3の導電層は、導電体と、シリ
    コン窒化膜からなる第4の絶縁膜の積層体で構成され、
    前記第4の絶縁膜は前記第2の絶縁膜の厚さよりも大き
    いことを特徴とする請求項10記載の半導体装置。
  13. 【請求項13】 半導体基板上にゲート絶縁膜を介して
    形成されたMISトランジスタのゲート電極と、 前記ゲート電極の両側の基板中に形成された、ソースま
    たはドレインとなる第1と第2の不純物拡散層領域と、 前記ゲート電極と第1と第2の不純物拡散層領域を含む
    前記半導体基板上に形成された第1の絶縁膜と、 前記第1の絶縁膜上に形成されたシリコン窒化膜からな
    る第2の絶縁膜と、 前記第1と第2の絶縁膜を貫いて前記第1の不純物拡散
    層領域に到達する第1のコンタクト窓と、 前記第2の不純物拡散層領域に到達する第2のコンタク
    ト窓と、 前記第1のコンタクト窓内に形成され、前記第1の不純
    物拡散層領域上に接続された第2の導電層と、 前記第2のコンタクト窓内に形成され、前記第2の不純
    物拡散層領域上に接続された第3の導電層と、 前記第2と第3の導電層を含む前記第2の絶縁膜上に形
    成された第3の絶縁膜と、 前記第3の絶縁膜を貫き、前記第2の導電層に到達する
    第3のコンタクト窓と、 前記第3のコンタクト窓を介して前記第2の導電層と接
    続する第4の導電層とを有することを特徴とする半導体
    装置。
  14. 【請求項14】 さらに、前記第3の絶縁膜を貫き、前
    記第2の不純物拡散層領域に接続された前記第3の導電
    層に到達する第4のコンタクト窓と、 前記第4のコンタクト窓を介して前記第3の導電層と接
    続する、蓄積電極となる第5の導電層と、 前記第5の導電層と対向して、キャパシタ絶縁膜を介し
    て形成された、対向電極となる第6の導電層を有するこ
    とを特徴とする請求項13記載の半導体装置。
  15. 【請求項15】 前記第5の導電層は、底面部と、基板
    に対して垂直に形成された筒状の形状を有することを特
    徴とする請求項14記載の半導体装置。
  16. 【請求項16】 前記第3のコンタクト窓は前記第2の
    導電層の外側の前記第2の絶縁膜上の領域まで形成され
    ていることを特徴とする請求項13記載の半導体装置。
  17. 【請求項17】 前記第4のコンタクト窓は前記第3の
    導電層の外側の前記第2の絶縁膜上の領域まで形成され
    ていることを特徴とする請求項14記載の半導体装置。
  18. 【請求項18】 前記第5の導電層の底面部の一部が前
    記第2の絶縁膜の上部と接触する部分を有することを特
    徴とする請求項14記載の半導体装置。
  19. 【請求項19】 前記第6の導電層の端部と前記第2の
    絶縁膜の端部とが、平面的に一致することを特徴とする
    請求項14記載の半導体装置。
  20. 【請求項20】 前記第4の導電層は、導電体とシリコ
    ン窒化膜からなる第4の絶縁膜の積層体で構成され、前
    記第4の絶縁膜は前記第2の絶縁膜の厚さよりも大きい
    ことを特徴とする請求項13記載の半導体装置。
  21. 【請求項21】 シリコン基板上にゲート絶縁膜を介し
    て形成されたMISトランジスタのゲート電極と、 前記ゲート電極の両側の基板中に形成された、ソースま
    たはドレインとなる不純物拡散層領域と、 前記ゲート電極と前記不純物拡散層領域を竦む前記シリ
    コン基板上に形成された第1の絶縁膜と、 前記第1の絶縁膜を貫いて前記不純物拡散層領域の少な
    くとも一方に到達する第1のコンタクト窓と、 前記第1のコンタクト窓内に形成され、前記不純物拡散
    層領域に接続された第2の導電層と、 前記第2の導電層を含む前記第1の絶縁膜上に形成され
    た第2の絶縁膜と、 前記第2の絶縁膜上に形成されたシリコン窒化膜からな
    る第3の絶縁膜と、 前記第2、第3の絶縁膜を貫き、前記不純物拡散層領域
    に接続された前記第2の導電層に到達する第2のコンタ
    クト窓と、 前記第2のコンタクト窓を介して前記第2の導電層と接
    続し、底面部と、基板に対して垂直に形成された筒状の
    形状を有し、蓄積電極となる第3の導電層と、 前記第3の導電層と対向して、キャパシタ絶縁膜を介し
    て形成され、かつ、一部は前記第3の絶縁膜の表面とキ
    ャパシタ絶縁膜を介して接触する第4の導電層とを有す
    ることを特徴とする半導体装置。
  22. 【請求項22】 前記第4の導電層の端部と前記第3の
    絶縁膜の端部とが、平面的に一致することを特徴とする
    請求項21記載の半導体装置。
  23. 【請求項23】 基板からの距離の異なるレベルに形成
    された第1と第2の導電層と、 前記第1と第2の導電層を含む前記基板上に形成された
    第1の絶縁膜と、 前記第1の絶縁膜を貫いて前記第1の導電層の表面が露
    出するように形成された第1のコンタクト窓と、 前記第1の絶縁膜と前記第2の導電層を貫いて形成され
    た第2のコンタクト窓と、 少なくとも前記第1、第2のコンタクト窓の中に形成さ
    れ、前記第1のコンタクト窓を通して前記第1の導電層
    の表面と接続され、前記第2のコンタクト窓を通して前
    記第2の導電層の側壁部と接続される第3の導電層とを
    有し、 前記第1の絶縁膜表面から前記第1の導電層までの深さ
    をD1、前記第1の絶縁膜表面から前記第2の導電層ま
    での深さをD2としたとき、D1はD2より大であるこ
    とを特徴とする半導体装置。
  24. 【請求項24】 前記第2の導電層の下には、前記第1
    の絶縁膜とエッチング特性の異なる第2の絶縁膜を有し
    ていることを特徴とする請求項23記載の半導体装置。
  25. 【請求項25】 前記第2のコンタクト窓は前記第1の
    絶縁膜と前記第2の導電層と前記第2の絶縁膜とを貫く
    ように形成されていることを特徴とする請求項24記載
    の半導体装置。
  26. 【請求項26】 前記第2の絶縁膜はシリコン窒化膜で
    あることを特徴とする請求項24または25記載の半導
    体装置。
  27. 【請求項27】 基板からの距離の異なるレベルに形成
    された第1と第2と第3の導電層と、 前記第1と第2と第3の導電層を含む前記基板上に形成
    された第1の絶縁膜と、 前記第2の導電層の下に形成された、前記第1の絶縁膜
    とエッチング特性の異なる第2の絶縁膜と、 前記第3の導電層の上に形成された前記第2の絶縁膜と
    同じエッチング特性を有する第3の絶縁膜と、 前記第1の絶縁膜を貫いて前記第1の導電層の表面が露
    出するように形成された第1のコンタクト窓と、 前記第1の絶縁膜と前記第2の導電層と前記第2の絶縁
    膜とを貫いて形成された第2のコンタクト窓と、 前記第1の絶縁膜と前記第3の絶縁膜を貫いて前記第3
    の導電層の表面が露出するように形成された第3のコン
    タクト窓と、 前記第1のコンタクト窓を介して前記第1の導電層の表
    面と接続され、前記第2のコンタクト窓を介して前記第
    2の導電層の側壁部と接続され、前記第3のコンタクト
    窓を介して前記第3の導電層の表面と接続される第4の
    導電層とを有し、 前記第1の絶縁膜表面から前記第1の導電層までの深さ
    をD1、前記第1の絶縁膜表面から前記第2の導電層ま
    での深さをD2、前記第1の絶縁膜表面から前記第3の
    導電層までの深さをD3としたとき、D1>D3>D2
    であることを特徴とする半導体装置。
  28. 【請求項28】 前記第2および第3の絶縁膜がシリコ
    ン窒化膜であることを特徴とする請求項27記載の半導
    体装置。
  29. 【請求項29】 前記第1の絶縁膜の表面が、基板とほ
    ぼ平行になるように平坦化されたことを特徴とする請求
    項23または27記載の半導体装置。
  30. 【請求項30】 前記第2の導電層がメモリセルのキャ
    パシタ対向電極であることを特徴とする請求項23また
    は27記載の半導体装置。
  31. 【請求項31】 基板上に略平行に、かつ複数本配置さ
    れた第1の導電層と、 前記第1の導電層を覆うように
    設けられた第1の絶縁膜と、 前記隣接する第1の導電層間を埋め込み、前記第1の絶
    縁膜の上面と一致する、前記基板と平行な面を持つ第2
    の絶縁膜と、 前記第2の絶縁膜に設けられ、その底部の一部が前記第
    1の絶縁膜上にかかるように形成されたコンタクト窓を
    有することを特徴とする半導体装置。
  32. 【請求項32】 基板上に略平行に、かつ複数本配置さ
    れ、基板からの距離のレベルが複数ある第1の導電層
    と、 前記第1の導電層を覆うように設けられた第1の絶縁膜
    と、 前記隣接する第1の導電層間を埋め込み、前記第1の絶
    縁膜の基板からの距離のレベルが最も大きい第1の絶縁
    膜の上面と一致する、前記基板と平行な面を持つ第2の
    絶縁膜を有することを特徴とする半導体装置。
  33. 【請求項33】 前記第2の絶縁膜に設けられ、その底
    部の一部が前記第1の絶縁膜上にかかるように形成され
    たコンタクト窓を有することを特徴とする請求項32記
    載の半導体装置。
  34. 【請求項34】 前記第1の絶縁膜はシリコン窒化膜で
    あることを特徴とする請求項31または32記載の半導
    体装置。
  35. 【請求項35】 前記基板からの距離のレベルが大きい
    第1の絶縁膜はフィールド絶縁膜上に形成され、前記基
    板からの距離のレベルが最も小さい第1の導電層は活性
    領域上に形成されていることを特徴とする請求項32記
    載の半導体装置。
  36. 【請求項36】 前記第1の導電層はDRAMのビット
    ラインを構成することを特徴とする請求項31記載の半
    導体装置。
  37. 【請求項37】 前記第1の導電層はDRAMのワード
    ラインを構成することを特徴とする請求項32記載の半
    導体装置。
  38. 【請求項38】 シリコン基板上にゲート絶縁膜を介し
    て形成されたMISトランジスタのゲート電極と、 前記ゲート電極の両側の基板中に形成された、ソースま
    たはドレインとなる第1と第2の不純物拡散層領域と、 前記ゲート電極と第1と第2の不純物拡散層領域を竦む
    前記シリコン基板上に形成された絶縁膜と、 前記絶縁膜を貫いて前記第1と第2の不純物拡散層領域
    にそれぞれ到達するコンタクト窓と、 前記コンタクト窓を介して、前記第1と第2の不純物拡
    散層領域上にそれぞれ接続された、同一の導電層から形
    成された第1と第2の導電層と、 前記第1の導電層を介して前記第1の不純物拡散領域に
    接続されたビット線と、 前記第2の導電層を介して前記第2の不純物拡散領域に
    接続されたキャパシタ蓄積電極とを有し、 前記第2の不純物拡散層の濃度は前記第1の不純物拡散
    層の濃度よりも大であることを特徴とする半導体装置。
  39. 【請求項39】 シリコン基板上にゲート絶縁膜を介し
    て形成されたMISトランジスタのゲート電極と、 前記ゲート電極の両側の基板中に形成された、同じ不純
    物濃度を有する、ソースまたはドレインとなる第1と第
    2の不純物拡散層領域と、 前記ゲート電極と第1と第2の不純物拡散層領域上に形
    成された絶縁膜と、 前記絶縁膜を貫いて前記第1と第2の不純物拡散層領域
    にそれぞれ到達するコンタクト窓と、 前記第2の不純物拡散領域上に位置する前記コンタクト
    窓の下部の基板中に形成された、前記第2の不純物拡散
    層領域と同導電型の第3の不純物拡散層領域と、 前記コンタクト窓を介して、前記第1の不純物拡散領域
    と接続された第1の導電層と、 前記コンタクト窓と前記第3の不純物拡散層を介して前
    記第2の不純物拡散層領域上に接続された前記第1の導
    電層と同一の導電層から形成された第2の導電層と、 前記第1の導電層を介して前記第1の不純物拡散領域に
    接続されたビット線と、 前記第2の導電層を介して前記第2の不純物拡散領域に
    接続されたキャパシタ蓄積電極とを有し、 前記第3の不純物拡散層領域の不純物濃度は、前記第1
    および第2の不純物拡散層領域の不純物濃度よりも大で
    あることを特徴とする半導体装置。
  40. 【請求項40】 半導体基板上に少なくとも金属シリサ
    イドを一層含む導電層を形成する工程と、 前記導電層上に第1のシリコン窒化膜を形成する工程
    と、 前記導電層と前記第1のシリコン窒化膜からなる積層体
    をパターニングする工程と、 熱酸化法により、前記導電層の側壁部に酸化膜を形成す
    る工程と、 前記パターニングされた積層体および側壁の酸化膜を含
    む前記半導体基板上に第2のシリコン窒化膜を形成する
    工程と、 前記第2のシリコン窒化膜を異方性エッチングして、前
    記側壁の酸化膜を含む前記積層体の側壁に第2のシリコ
    ン窒化膜からなるサイドウォールを形成する工程とを含
    むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  41. 【請求項41】 半導体基板上に少なくとも金属シリサ
    イドを一層含む導電層を形成する工程と、 前記導電層上に第1の絶縁膜と第1のシリコン窒化膜を
    順次形成する工程と、前記導電層と前記第1の絶縁膜と
    前記第1のシリコン窒化膜からなる積層体をパターニン
    グする工程と、 熱酸化法により、導電層の側壁部に酸化膜を形成する工
    程と、 前記パターニングされた積層体および側壁の酸化膜を含
    む前記半導体基板上に第2のシリコン窒化膜を形成する
    工程と、 前記第2のシリコン窒化膜を異方性エッチングして、前
    記側壁の酸化膜を含む前記積層体の側壁に第2のシリコ
    ン窒化膜からなるサイドウォールを形成する工程とを含
    むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  42. 【請求項42】 前記第1の絶縁膜は前記酸化膜よりも
    その膜厚が厚くなるように形成することを特徴とする請
    求項41記載の半導体装置の製造方法。
  43. 【請求項43】 さらに、第2の絶縁膜を形成する工程
    と、前記第2の絶縁膜を貫き、さらに、その底部の一部
    が少なくとも前記第2のシリコン窒化膜の一部の上にく
    るように、コンタクト窓を開口する工程とを有すること
    を特徴とする、請求項40または41記載の半導体装置
    の製造方法。
  44. 【請求項44】 前記第2の絶縁膜を形成後、平坦化処
    理をする工程を含むことを特徴とする請求項43記載の
    半導体装置の製造方法。
  45. 【請求項45】 前記第1の絶縁膜は、熱酸化法または
    気相成長法によって形成することを特徴とする請求項4
    1記載の半導体装置の製造方法。
  46. 【請求項46】 前記第1の絶縁膜は、熱酸化法と気相
    成長法で形成した積層膜であることを特徴とする請求項
    41記載の半導体装置の製造方法。
  47. 【請求項47】 半導体基板上にゲート絶縁膜と第1の
    導電膜を形成し、パターニングしてMISトランジスタ
    のゲート電極を形成する工程と、 前記ゲート電極をマスクとして前記基板中にソースまた
    はドレインとなる不純物拡散層領域を形成する工程と、 前記ゲート電極を含む前記半導体基板上に第1の絶縁膜
    を形成する工程と、 前記第1の絶縁膜上にシリコン窒化膜からなる第2の絶
    縁膜を形成する工程と、 前記第2の絶縁膜と第1の絶縁膜を選択的に順次エッチ
    ングして前記不純物拡散層領域の少なくとも一方に達す
    る第1のコンタクト窓を形成する工程と、 前記第1のコンタクト窓内に第2の導電層を形成する工
    程と、 前記第2の導電層を含む前記第2の絶縁膜上に第3の絶
    縁膜を形成する工程と、 前記第3の絶縁膜を貫き、前記第2の導電層に接続する
    第2のコンタクト窓を形成する工程と、 前記コンタクト窓を介して前記第2の導電層と接続する
    第3の導電層を形成する工程を有することを特徴とする
    半導体装置の製造方法。
  48. 【請求項48】 前記第3の導電層は導電層とシリコン
    窒化膜の積層体からなり、前記シリコン窒化膜を前記第
    2の絶縁膜よりも厚く形成する工程を有することを特徴
    とする請求項47記載の半導体装置の製造方法。
  49. 【請求項49】 さらに、全面に第4の絶縁膜を形成す
    る工程と、 前記第3の導電層が形成されていない前記第2の導電層
    上の前記第4の絶縁膜と第3の絶縁膜を選択的に除去し
    て前記第2の導電層に到達する第3のコンタクト窓を形
    成する工程と、 前記第3のコンタクト窓の底面および側面に選択的に第
    4の導電層を形成する工程と、 前記第4の導電層をマスクとし、前記第2の絶縁膜をエ
    ッチングストッパとして前記第4の絶縁膜を除去して、
    前記第4の導電層を筒状に露出させる工程と、 前記第4の導電層の表面に第5の絶縁膜を形成する工程
    と、 前記第5の絶縁膜を含む半導体基板上に第5の導電層を
    形成する工程と、 前記第5の導電層を少なくとも前記第4の導電層を含む
    領域の一部を残して選択的に除去する工程とを有するこ
    とを特徴とする請求項47記載の半導体装置の製造方
    法。
  50. 【請求項50】 さらに、第3の導電層の上部および側
    壁部を覆うシリコン窒化膜からなる第6の絶縁膜を形成
    する工程と、 前記第2の絶縁膜と前記第6の絶縁膜をエッチングスト
    ッパとして前記第4の絶縁膜を除去する工程を有するこ
    とを特徴とする請求項49記載の半導体装置の製造方
    法。
  51. 【請求項51】 前記第5の導電層を選択的に除去する
    工程は、同一のマスクを用いて前記第5の導電層と前記
    第5の絶縁膜と前記第2の絶縁膜を除去する工程を含む
    ことを特徴とする請求項49記載の半導体装置の製造方
    法。
  52. 【請求項52】 基板上に第1の導電層と第1の絶縁膜
    とシリコン窒化膜からなる第2の絶縁膜と第3の絶縁膜
    を順次形成する工程と、 前記第3、第2、第1の絶縁膜を順次エッチングして第
    1の導電層に達するコンタクト窓を形成する工程と、 前記コンタクト窓の底面および側面に選択的に第2の導
    電膜を形成する工程と、 前記第2の導電層をマスクとし、前記第2の絶縁膜をエ
    ッチングストッパとして前記第3の絶縁膜を除去して、
    前記第2の導電層を筒状に露出させる工程と、 前記第2の導電層の表面に第4の絶縁膜を形成する工程
    と、 前記第4の絶縁膜を含む半導体基板上に第3の導電層を
    形成する工程と、 前記第3の導電層を少なくとも前記第2の導電層を含む
    領域の一部を残して選択的に除去する工程とを有するこ
    とを特徴とする半導体装置の製造方法。
  53. 【請求項53】 前記第3の導電層を選択的に除去する
    工程は、同一のマスクを用いて前記第3の導電層と前記
    第4の絶縁膜と前記第2の絶縁膜を除去する工程を含む
    ことを特徴とする請求項52記載の半導体装置の製造方
    法。
  54. 【請求項54】 半導体基板上にゲート絶縁膜と第1の
    導電膜を形成し、パターニングしてMISトランジスタ
    のゲート電極を形成する工程と、 前記ゲート電極をマスクとして前記基板中にソースまた
    はドレインとなる不純物拡散層領域を形成する工程と、 前記ゲート電極を含む前記半導体基板上に第1の絶縁膜
    を形成する工程と、 前記第1の絶縁膜を選択的にエッチングして前記不純物
    拡散層領域に達する第1のコンタクト窓を形成する工程
    と、 前記第1のコンタクト窓内に第2の導電層を形成する工
    程と、 前記第2の導電層を含む前記第1の絶縁膜上に第2の絶
    縁膜を形成する工程と、 前記第2の絶縁膜を貫き、前記第2の導電層に接続する
    第2のコンタクト窓を形成する工程と、 前記第2のコンタクト窓を介して前記第2の導電層と接
    続する第3の導電層を形成する工程と、 前記第3の導電層を含む前記半導体基板上に、第3の絶
    縁膜とシリコン窒化膜からなる第4の絶縁膜と第5の絶
    縁膜を順次形成する工程と、 前記第3の導電層が形成されていない前記第2の導電層
    上の前記第5、第4、第3および第2の絶縁膜を順次選
    択的に除去して前記第2の導電層に到達する第3のコン
    タクト窓を形成する工程と、 前記第3のコンタクト窓の底面および側面に選択的に第
    4の導電層を形成する工程と、 前記第4の導電層をマスクとし、前記第4の絶縁膜をエ
    ッチングストッパとして前記第5の絶縁膜を除去して、
    前記第4の導電層を筒状に露出させる工程と、 前記第4の導電層の表面に第6の絶縁膜を形成する工程
    と、 前記第6の絶縁膜を含む半導体基板上に第5の導電層を
    形成する工程と、 前記第5の導電層を少なくとも前記第4の導電層を含む
    領域の一部を残して選択的に除去する工程とを有するこ
    とを特徴とする半導体装置の製造方法。
  55. 【請求項55】 前記第4の導電層は蓄積電極となるよ
    うに形成し、前記第5の導電層はキャパシタ対向電極と
    なるように形成し、前記第6の絶縁膜はキャパシタ絶縁
    膜となるように形成してキャパシタを構成する工程と、 前記キャパシタを配置したメモリセル領域とそれ以外の
    周辺領域を含む前記半導体基板上に第7の絶縁膜を形成
    する工程と、 前記メモリセル領域と前記周辺領域との高低差をなくす
    ように前記第7の絶縁膜を平坦化する工程とを有するこ
    とを特徴とする請求項54記載の半導体装置の製造方
    法。
  56. 【請求項56】 前記第5の導電層を選択的に除去する
    工程は、同一のマスクを用いて前記第5の導電層と前記
    第6の絶縁膜と前記第4の絶縁膜を除去する工程を含む
    ことを特徴とする請求項55記載の半導体装置の製造方
    法。
  57. 【請求項57】 半導体基板上に第1の導電層を形成す
    る工程と、 前記第1の導電層上に第1の絶縁膜を形成する工程と、 前記第1の絶縁膜上に第2の導電層を形成する工程と、 前記第2の導電層を含む半導体基板上に第2の絶縁膜を
    形成する工程と、 前記第2の絶縁膜上にコンタクト窓形成用のマスクを形
    成する工程と、 前記マスクを用いて前記第2の絶縁膜と前記第1の絶縁
    膜を順次エッチングして第1の導電層上にコンタクト窓
    を形成するとともに、前記第2の絶縁膜と前記第2の導
    電層を順次エッチングして前記第2の導電層を貫くコン
    タクト窓を形成することを特徴とする半導体装置の製造
    方法。
  58. 【請求項58】 前記第2の絶縁膜は表面が概ね平坦に
    なるように平坦化する工程を含むことを特徴とする請求
    項57記載の半導体装置の製造方法。
  59. 【請求項59】 半導体基板上に第1の導電層を形成す
    る工程と、 前記第1の導電層上に第1の絶縁膜と、シリコン窒化膜
    からなる第2の絶縁膜を順次形成する工程と、 前記第2の絶縁膜上に第2の導電層を形成する工程と、 少なくとも前記第1の導電層のコンタクト領域を含む領
    域の前記第2の絶縁膜を選択的に除去する工程と、 前記第2の絶縁膜と前記第1の絶縁膜と前記第2の導電
    層を含む前記半導体基板上に、第3の絶縁膜を形成する
    工程と、 前記第3の絶縁膜上にコンタクト窓形成用のマスクを形
    成する工程と、 前記マスクを用いて前記第3の絶縁膜と前記第1の絶縁
    膜を順次エッチングして第1の導電層上にコンタクト窓
    を形成するとともに、前記第3の絶縁膜と前記第2の導
    電層を順次エッチングして前記第2の導電層を貫くコン
    タクト窓を形成することを特徴とする半導体装置の製造
    方法。
  60. 【請求項60】 前記第3の絶縁膜は表面が概ね平坦に
    なるように平坦化する工程を含むことを特徴とする請求
    項59記載の半導体装置の製造方法。
  61. 【請求項61】 半導体基板上に第1の導電層を形成す
    る工程と、 前記第1の導電層上に第1の絶縁膜を形成する工程と、 前記第1の絶縁膜上に、第2の導電層上にシリコン窒化
    膜からなる第2の絶縁膜を有する積層体を形成する工程
    と、 前記積層体と前記第1の絶縁膜を含む前記半導体基板上
    に、第3の絶縁膜と、 シリコン窒化膜からなる第4の絶縁膜を形成する工程
    と、 前記第4の絶縁膜上に第3の導電層を形成する工程と、 少なくとも前記第1と第2の導電層のコンタクト領域を
    含む領域の前記第4の絶縁膜を選択的に除去する工程
    と、 前記第4の絶縁膜と前記第3の絶縁膜と前記第3の導電
    膜を含む前記半導体基板上に、第5の絶縁膜を形成する
    工程と、 前記第5の絶縁膜上にコンタクト窓形成用のマスクを形
    成する工程と、 前記マスクを用いて前記第5の絶縁膜と前記第3の絶縁
    膜と前記第1の絶縁膜を順次エッチングして第1の導電
    層上にコンタクト窓を形成するとともに、前記第5の絶
    縁膜と前記第3の絶縁膜と前記第2の絶縁膜を順次エッ
    チングして前記第2導電層上にコンタクト窓を形成し、
    さらに前記第5の絶縁膜と前記第3の導電層と第4の絶
    縁膜を順次エッチングして前記第2の導電層を貫くコン
    タクト窓を形成する工程とを有することを特徴とする半
    導体装置の製造方法。
  62. 【請求項62】 前記第5の絶縁膜は表面が概ね平坦に
    なるように平坦化する工程を含むことを特徴とする請求
    項61記載の半導体装置の製造方法。
  63. 【請求項63】 半導体基板上に第1の導電層と第1の
    絶縁膜を順次形成する工程と、 前記第1の絶縁膜と前記第1の導電層からなる積層体を
    略平行に配置するようにパターニングする工程と、 前記積層体を含む前記半導体基板上に第2の絶縁膜を形
    成し、異方性エッチングを行なって積層体の側壁にサイ
    ドウォールを形成する工程と、 前記第1および第2の絶縁膜に覆われた前記第1の導電
    層を含む前記半導体基板上に第3の絶縁膜を形成する工
    程と、 前記第3の絶縁膜を前記第1の絶縁膜をストッパーとし
    て、CMP法により平坦化する工程と、 前記第3の絶縁膜の一部を除去し、その底部の一部が少
    なくとも前記第2の絶縁膜の一部の上にくるように、コ
    ンタクト窓を形成することを特徴とする半導体装置の製
    造方法。
  64. 【請求項64】 半導体基板に素子分離用の絶縁膜を形
    成して活性領域を画定する工程と、 前記素子分離用絶縁膜と活性領域を含む前記半導体基板
    上に第1の導電層と第1の絶縁膜を順次形成する工程
    と、 前記第1の絶縁膜と前記第1の導電層からなる積層体を
    略平行に配置するようにパターニングする工程と、 前記積層体を含む前記半導体基板上に第2の絶縁膜を形
    成し、異方性エッチングを行なって積層体の側壁にサイ
    ドウォールを形成する工程と、 前記第1および第2の絶縁膜に覆われた前記第1の導電
    層と素子分離用絶縁膜を含む前記半導体基板上に第3の
    絶縁膜を形成する工程と、 前記第3の絶縁膜を前記素子分離用絶縁膜上の前記第1
    の絶縁膜をストッパーとして、CMP法により平坦化す
    る工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方
    法。
  65. 【請求項65】 さらに、前記活性領域上の前記第3の
    絶縁膜の一部を除去し、その底部の一部が少なくとも前
    記第2の絶縁膜の一部の上にくるように、コンタクト窓
    を形成することを特徴とする請求項64記載の半導体装
    置の製造方法。
  66. 【請求項66】 前記第1および第2の絶縁膜はシリコ
    ン窒化膜であることを特徴とする請求項63または64
    記載の半導体装置の製造方法。
  67. 【請求項67】 一導電型半導体基板上にゲート酸化膜
    とゲート電極を形成する工程と、 前記ゲート電極をマスクとして、前記一導電型基板中に
    反対導電型の第1の不純物をイオン注入してゲート電極
    の両側に、ソース・ドレインとなる第1と第2の不純物
    拡散層領域を形成する工程と、 前記一導電型基板上に前記ゲート電極を覆うように絶縁
    膜を形成する工程と、 前記絶縁膜の一部をエッチングして前記第1の不純物拡
    散層領域に達する第1のコンタクト窓と、前記第2の不
    純物拡散層領域に達する第2のコンタクト窓を形成する
    工程と、 前記第2のコンタクト窓をマスク部材で覆う工程と、 前記マスク部材および前記絶縁膜をマスクとして、前記
    第1のコンタクト窓に露出した前記第1の拡散層領域
    に、反対導電型の第2の不純物をイオン注入し、 第3の不純物拡散層領域を形成する工程と、 前記第1のコンタクト窓を介して、前記第3および第1
    の不純物拡散層領域に接続される第1の導電層と、前記
    第2のコンタクト窓を介して、前記第2の不純物拡散層
    領域に接続される第2の導電層を形成する工程と、 前記第1の導電層を介して前記第3および第1の不純物
    拡散層領域に接続されるDRAMの蓄積電極を形成する
    工程と、 前記第2の導電層を介して前記第2の不純物拡散層領域
    に接続されるDRAMのビット線を形成する工程とを有
    することを特徴とする、半導体装置の製造方法。
  68. 【請求項68】 前記マスク部材はレジストからなるこ
    とを特徴とする請求項67記載の半導体装置の製造方
    法。
  69. 【請求項69】 前記第2の不純物のイオン注入のドー
    ズ量は、前記第1の不純物のイオン注入のドーズ量より
    も大きいことを特徴とする請求項67記載の半導体装置
    の製造方法。
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