JPH1065016A - Manufacturing method of semiconductor device and semiconductor device - Google Patents
Manufacturing method of semiconductor device and semiconductor deviceInfo
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- JPH1065016A JPH1065016A JP8232643A JP23264396A JPH1065016A JP H1065016 A JPH1065016 A JP H1065016A JP 8232643 A JP8232643 A JP 8232643A JP 23264396 A JP23264396 A JP 23264396A JP H1065016 A JPH1065016 A JP H1065016A
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- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に係
り、特にLDD構造を持つトランジスタが形成されたシ
リコン半導体基板へのコンタクトを形成する工程及びこ
の工程により形成された半導体装置に関するものであ
る。The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a process for forming a contact with a silicon semiconductor substrate on which a transistor having an LDD structure is formed, and a semiconductor device formed by this process.
【0002】[0002]
【従来の技術】ICやLSIなどの半導体装置の高集積
化は著しく、高度な微細化技術が必要になっている。例
えば、半導体メモリなどに多用されるMOS型構造の半
導体装置は、1つのウエルに複数のゲ−ト電極が併置さ
れており、そしてそのゲート電極間は、微細化によって
益々狭くなってきている。そのために、半導体基板内の
活性領域に接続され、外部の半導体基板上を介して他の
領域に接続する配線は、ゲ−ト電極間にコンタクト開口
部を設ける、いわゆる、ゲ−トセルフアラインコンタク
トを利用している。従来、このゲ−トセルフアラインコ
ンタクトを形成する場合は、下地の半導体基板とコンタ
クトをとる配線が、MOSトランジスタのゲ−ト電極と
ショ−トしないようにゲ−ト電極の上部及び側部を半導
体基板上に形成されている層間絶縁膜よりもエッチング
速度の遅い絶縁膜で覆い、コンタクトを開孔してもゲ−
ト電極と配線の間には、十分な厚さの絶縁膜が残るよう
にしていた。しかし、この方法では、コンタクトのオ−
バ−エッチング時間を長くしていくと、ゲ−ト電極の上
部及び側部の絶縁膜は減少していくのでプロセスマ−ジ
ンはあまり無い。2. Description of the Related Art High integration of semiconductor devices such as ICs and LSIs is remarkable, and advanced miniaturization technology is required. For example, in a semiconductor device having a MOS structure which is frequently used in a semiconductor memory or the like, a plurality of gate electrodes are juxtaposed in one well, and the space between the gate electrodes is becoming narrower due to miniaturization. For this purpose, a wiring connected to an active region in a semiconductor substrate and connected to another region via an external semiconductor substrate is provided with a contact opening between gate electrodes, that is, a so-called gate self-aligned contact. I use. Conventionally, when the gate self-aligned contact is formed, the upper and side portions of the gate electrode are so arranged that the wiring for contacting the underlying semiconductor substrate does not short the gate electrode of the MOS transistor. Even if it is covered with an insulating film having an etching rate lower than that of an interlayer insulating film formed on a semiconductor substrate and a contact is opened, a gate is formed.
A sufficient thickness of the insulating film is left between the electrode and the wiring. However, in this method, contact opening is not performed.
As the bar etching time is increased, the insulating film on the upper and side portions of the gate electrode decreases, so that there is not much process margin.
【0003】これを改善し、絶縁膜がより確実に残る方
法として、ゲ−ト電極を絶縁膜で覆った後、全面に絶縁
膜と多結晶シリコン膜を堆積し、その上に平坦化のため
の絶縁膜を堆積してメルトした後、多結晶シリコン膜上
の絶縁膜を多結晶シリコンと選択比のとれるエッチング
方法で除去し、続いてこの多結晶シリコン膜を除去する
方法がある。こうすることで、ゲ−ト電極を覆っている
絶縁膜が、エッチングされること無く、半導体基板との
コンタクトを形成する部分の層間絶縁膜厚をゲ−ト電極
を覆っている絶縁膜よりかなり薄くすることができるの
で、ある程度オ−バ−エッチングしてもゲ−ト電極の周
囲には十分な厚さの絶縁膜を残すことができる。As a method for improving the above problem and ensuring that the insulating film remains, a gate electrode is covered with the insulating film, and then an insulating film and a polycrystalline silicon film are deposited on the entire surface. After the insulating film is deposited and melted, there is a method in which the insulating film on the polycrystalline silicon film is removed by an etching method capable of obtaining a selectivity with respect to the polycrystalline silicon, and then the polycrystalline silicon film is removed. By doing so, the insulating film covering the gate electrode is not etched, and the thickness of the interlayer insulating film at the portion where the contact with the semiconductor substrate is formed is considerably larger than that of the insulating film covering the gate electrode. Since the thickness can be reduced, an insulating film having a sufficient thickness can be left around the gate electrode even after some over-etching.
【0004】次に、図9及び図10の製造工程断面図を
参照しながら従来技術に基づいてLDD構造のトランジ
スタが形成されたシリコン半導体基板にコンタクト領域
を形成する方法を説明する。シリコン半導体基板1には
p型基板の表面領域もしくはpウエル領域内にnチャネ
ルMOSトランジスタを形成する場合を説明する。半導
体基板1表面上に熱酸化法などによりゲート酸化膜2を
形成する。その後半導体基板1上にポリシリコン膜31
及びモリブデンシリサイドなどのシリサイド膜32を積
層し、この積層体をパターニングしてゲート酸化膜2の
上にこの積層体からなるゲート電極3を形成する。次
に、半導体基板1を熱酸化して半導体基板表面及びゲー
ト電極表面に後酸化膜4を形成する。次に、ゲート電極
3をマスクにしてリン(P)などの不純物を半導体基板
1にイオン注入してn−不純物拡散領域5を形成する。
トランジスタが微細化されるに従い内部電界が高くな
り、これによりソースからドレインに流れる電子が強い
電界で加速され、大きなエネルギーを得る。これがホッ
トキャリアであり、トランジスタ特性を劣化させる。と
くにnチャネルMOSトランジスタはこの影響を受け易
い。この問題を解決するにはドレイン近傍の電界を緩和
するのが効果的である。Next, a method for forming a contact region in a silicon semiconductor substrate on which a transistor having an LDD structure has been formed based on the prior art will be described with reference to the manufacturing process sectional views of FIGS. A case where an n-channel MOS transistor is formed in the surface region or the p-well region of the p-type substrate on the silicon semiconductor substrate 1 will be described. A gate oxide film 2 is formed on the surface of the semiconductor substrate 1 by a thermal oxidation method or the like. Thereafter, a polysilicon film 31 is formed on the semiconductor substrate 1.
Then, a silicide film 32 such as molybdenum silicide is laminated, and the laminated body is patterned to form a gate electrode 3 made of the laminated body on the gate oxide film 2. Next, the semiconductor substrate 1 is thermally oxidized to form a post-oxide film 4 on the surface of the semiconductor substrate and the surface of the gate electrode. Next, an impurity such as phosphorus (P) is ion-implanted into the semiconductor substrate 1 using the gate electrode 3 as a mask to form an n − impurity diffusion region 5.
As the transistor is miniaturized, the internal electric field increases, whereby electrons flowing from the source to the drain are accelerated by a strong electric field, and a large energy is obtained. These are hot carriers and degrade the transistor characteristics. In particular, an n-channel MOS transistor is easily affected by this. To solve this problem, it is effective to reduce the electric field near the drain.
【0005】このため図のようにリンのイオン注入によ
り不純物濃度が1012〜1013/cm3 程度のn−不純
物拡散領域5を形成し、ドレイン近傍のプロファイルを
緩やかにすることが行われている。これを有するトラン
ジスタを一般的にLDDトランジスタという。この構造
は、LDD(Lightly Doped Drain) 構造といい、n−不
純物拡散領域5は、ここではLDDn−領域5という。
nチャネルMOSトランジスタがホットキャリアの影響
をとくに受け易いので、nチャネルMOSトランジスタ
のみにn−不純物拡散領域を形成し、pチャネルMOS
トランジスタには通常は形成しない(図9(a))。次
に、半導体基板1全面に窒化シリコン(Si3 N4 )膜
6を堆積させる(図9(b))。次に、窒化シリコン膜
6をRIE(Reactive Ion Etching)などの異方性エッチ
ングでエッチングを行いゲート側壁を除いて半導体基板
1上の窒化シリコン膜6を除去する。この様にしてゲー
ト電極3の側壁にサイドウォール絶縁膜(以下、LDD
サイドウォールという)7に形成する。この後、nチャ
ネルMOSトランジスタに砒素(As)などの不純物を
イオン注入(インプラ)して、シリコン半導体基板にト
ランジスタのソース/ドレイン領域となる不純物濃度が
1015/cm3 程度のn型不純物拡散領域8を形成する
(図9(c))。[0005] Therefore impurity concentration by ion implantation of phosphorus is 10 12 ~10 13 / cm 3 of about n as shown in FIG - formation of the impurity diffusion region 5, it is practiced to moderate the profile in the vicinity of the drain I have. A transistor having this is generally called an LDD transistor. This structure is called an LDD (Lightly Doped Drain) structure, and the n - impurity diffusion region 5 is called an LDDn - region 5 here.
Since an n-channel MOS transistor is particularly susceptible to the effects of hot carriers, an n - impurity diffusion region is formed only in the n-channel MOS transistor and a p-channel MOS transistor is formed.
It is not usually formed in a transistor (FIG. 9A). Next, a silicon nitride (Si 3 N 4 ) film 6 is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 1 (FIG. 9B). Next, the silicon nitride film 6 is etched by anisotropic etching such as RIE (Reactive Ion Etching) to remove the silicon nitride film 6 on the semiconductor substrate 1 except for the gate side wall. In this manner, a sidewall insulating film (hereinafter referred to as LDD) is formed on the side wall of the gate electrode 3.
7). Thereafter, an impurity such as arsenic (As) is ion-implanted (implanted) into the n-channel MOS transistor, and an n-type impurity diffusion having a source / drain region of about 10 15 / cm 3 is formed in the silicon semiconductor substrate. A region 8 is formed (FIG. 9C).
【0006】その後半導体基板1上に層間絶縁膜のCV
D(Chemical Vapor Deposition)法により形成されたノ
ンドープドCVD酸化膜(SiO2 )を堆積させて層間
絶縁膜15を形成する。次に、PEP(Photo Engraving
Process) を行い、まず、半導体基板1上にフォトレジ
スト膜9を形成し、これをパターニングして、コンタク
ト形成領域のフォトレジスト膜を除去する(図10
(a))。ついでパターニングされたフォトレジスト膜
9をマスクにしてRIE法によりノンドープドCVD酸
化膜15のマスクから露出しているコンタクト形成領域
の部分を除去してコンタクト開口部10を形成する。コ
ンタクト開口部10を形成してからフォトレジスト膜9
を除去する(図10(b))。次に、配線となるポリシ
リコン膜11を半導体基板1上に堆積させる。そしてコ
ンタクト形成領域にポリシリコン膜11を介してミキシ
ングインプラを行い、高不純物濃度(1015〜1016/
cm3 )のn+不純物拡散領域12を形成する。この製
造工程により半導体基板1に不純物拡散領域を共通し、
ここに配線が形成されたMOSトランジスタA、Bが形
成される。Thereafter, the CV of the interlayer insulating film is formed on the semiconductor substrate 1.
A non-doped CVD oxide film (SiO 2 ) formed by a D (Chemical Vapor Deposition) method is deposited to form an interlayer insulating film 15. Next, PEP (Photo Engraving
Process), first, a photoresist film 9 is formed on the semiconductor substrate 1, and is patterned to remove the photoresist film in the contact formation region (FIG. 10).
(A)). Then, using the patterned photoresist film 9 as a mask, a portion of the contact formation region exposed from the mask of the non-doped CVD oxide film 15 is removed by RIE to form a contact opening 10. After forming the contact opening 10, the photoresist film 9 is formed.
Is removed (FIG. 10B). Next, a polysilicon film 11 serving as a wiring is deposited on the semiconductor substrate 1. Mixing implantation is performed on the contact formation region via the polysilicon film 11 to obtain a high impurity concentration (10 15 to 10 16 /
An n + impurity diffusion region 12 of cm 3 ) is formed. By this manufacturing process, the impurity diffusion region is shared with the semiconductor substrate 1,
Here, MOS transistors A and B on which wirings are formed are formed.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】図10(c)に示すよ
うに、コンタクト領域へのインプラによるn+不純物拡
散領域12はその後の熱工程により再拡散しMOSトラ
ンジスタの実効チャネル長を急激に押し縮めて必要な実
効チャネル長αが得られず、実際の実効チャネル長α′
(α′<α)が短くなることがあった。これがショート
チャネル効果を悪化させるという問題があり、微細化の
大きな妨げとなっていた。図5(a)は、図10(c)
のコンタクト領域を拡大した断面図である。この図に記
載されているように熱処理によりコンタクト領域12の
径hが必要とする径以上に大きくなる(h′)結果トラ
ンジスタは所定の値より小さい実効チャネル長α′を有
するようになる。また、ショートチャネル効果の影響を
受けないようにするためには、実効チャネル長αは、所
定以上の値を維持しなければならず、そのためには、コ
ンタクト領域のコンタクト径を必要以上に大きくするこ
とは出来ない。例えば、図11は、半導体基板に形成さ
れた半導体メモリのセルアレイを構成するメモリセルC
とこのメモリセルと隣接するメモリセルDが形成された
平面図である。As shown in FIG. 10 (c), the n + impurity diffusion region 12 by implantation into the contact region is re-diffused by a subsequent heat process to rapidly push the effective channel length of the MOS transistor. The required effective channel length α cannot be obtained by reducing the actual effective channel length α ′
(Α ′ <α) was sometimes shortened. This has the problem of deteriorating the short channel effect, and has been a major obstacle to miniaturization. FIG. 5A shows the state shown in FIG.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a contact region of FIG. As shown in this figure, the heat treatment makes the diameter h of the contact region 12 larger than the required diameter (h '), so that the transistor has an effective channel length α' smaller than a predetermined value. Further, in order not to be affected by the short channel effect, the effective channel length α must be maintained at a value equal to or more than a predetermined value, and for that purpose, the contact diameter of the contact region is made unnecessarily large. I can't do that. For example, FIG. 11 shows a memory cell C constituting a cell array of a semiconductor memory formed on a semiconductor substrate.
And a plan view in which a memory cell D adjacent to the memory cell is formed.
【0008】半導体装置の微細化が進むにつれて、トラ
ンジスタA、Bのサイズも小さくなり、さらに、半導体
基板に高密度形成するためにトランジスタA、B間の距
離、即ち、各トランジスタのサイドウオール7、7間の
距離xは、両トランジスタのショートチャネル効果を悪
化させない所定の実効チャネル長αと必要最小限のコン
タクト領域径hとの和より小さくする(x≦2α+h)
ことも必要になってくる。このような場合、従来は、セ
ルアレイを構成するメモリセルCのトランジスタA、B
間にはコンタクト領域12を設けず、メモリセルC、D
間に配置していた。しかし、この様な配置構造では、メ
モリセル毎にGNDコンタクトを形成するよりもGND
の浮きが生じ易くなり、電気的な安定性に欠けることが
あった。またレイアウト的にも微細化には限界があっ
た。本発明は、このような事情によりなされたものであ
り、工程数を増やすことなく、コンタクト領域をゲート
から遠ざけてショートチャネル効果の悪化を防いで微細
化をはかる半導体装置の製造方法を提供し、実効チャネ
ル長を維持しながらトランジスタ間にコンタクト領域を
配置することにより微細化を図った半導体装置を提供す
る。As the miniaturization of the semiconductor device progresses, the size of the transistors A and B also decreases, and furthermore, the distance between the transistors A and B, that is, the sidewalls 7 7 is smaller than the sum of a predetermined effective channel length α that does not deteriorate the short channel effect of both transistors and a necessary minimum contact region diameter h (x ≦ 2α + h).
It becomes necessary. In such a case, conventionally, the transistors A and B of the memory cell C forming the cell array are conventionally used.
No contact region 12 is provided between the memory cells C and D
Had been placed in between. However, in such an arrangement structure, the GND contact is formed rather than forming a GND contact for each memory cell.
Floats easily occur, and electrical stability may be lacking. Also, there was a limit to miniaturization in terms of layout. The present invention has been made in view of such circumstances, and without increasing the number of steps, to provide a method of manufacturing a semiconductor device that reduces the short-channel effect by keeping the contact region away from the gate and miniaturization, Provided is a semiconductor device which is miniaturized by arranging a contact region between transistors while maintaining an effective channel length.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、ゲート電極の
側壁にノンドープCVDSiO2 膜などの第1のサイド
ウオール絶縁膜を配置し、第1のサイドウォール絶縁膜
の上にリフロー性の高いテオス膜(TEOS:Tetra Et
hoxy Silane )などのCVDSiO2 膜を用いた第2の
サイドウォール絶縁膜を配置することを特徴とする。す
なわち、請求項1の発明は、半導体基板にLDD構造を
有する第1及び第2のMOSトランジスタを形成する工
程と、前記第1及び第2のMOSトランジスタのゲート
側壁にそれぞれ第1のサイドウォール絶縁膜を形成する
工程と、前記第1のサイドウォール絶縁膜の上に第2の
サイドウォール絶縁膜を形成する工程と、前記第2のサ
イドウォール絶縁膜をマスクとして、前記第1及び第2
のMOSトランジスタ間にミキシングインプラを行って
前記第1及び第2のMOSトランジスタを構成する不純
物拡散領域にコンタクト領域となる高濃度不純物拡散領
域を形成する工程と、前記半導体基板に前記コンタクト
領域と電気的に接続された配線を形成する工程とを備え
ていることを特徴とする半導体装置の製造方法にある。
請求項2の発明は、請求項1に記載の半導体装置の製造
方法において、前記第2のサイドウォール絶縁膜は、前
記第1のサイドウォール絶縁膜よりリフロー性を大きく
することを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a first sidewall insulation film, such as non-doped CVD SiO 2 film disposed on the side wall of the gate electrode, high reflow resistance over the first sidewall insulating film TEOS Film (TEOS: Tetra Et
hoxy silane) and a second sidewall insulating film using a CVD SiO 2 film. That is, the invention of claim 1 includes a step of forming first and second MOS transistors having an LDD structure on a semiconductor substrate, and a step of forming a first sidewall insulating film on a gate sidewall of each of the first and second MOS transistors. Forming a film, forming a second sidewall insulating film on the first sidewall insulating film, and using the second sidewall insulating film as a mask, forming the first and second sidewall insulating films.
Forming a high-concentration impurity diffusion region serving as a contact region in the impurity diffusion regions constituting the first and second MOS transistors by performing mixing implantation between the MOS transistors; Forming a wiring that is electrically connected to the semiconductor device.
According to a second aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the first aspect, the second sidewall insulating film has a higher reflow property than the first sidewall insulating film.
【0010】請求項3の発明は、請求項1又は請求項2
に記載の半導体装置の製造方法において、前記第1のサ
イドウォール絶縁膜は、窒化シリコン膜から構成され、
前記第2のサイドウォール絶縁膜は、リフロー性CVD
酸化膜からなることを特徴とする。請求項4の発明は、
請求項1乃至請求項3のいづれかに記載の発明におい
て、前記第1及び第2のMOSトランジスタは半導体メ
モリ装置に形成されているメモリセルアレイのセルを構
成することを特徴とする。請求項5の発明は、半導体基
板と、前記半導体基板に形成され、ゲート側壁に第1の
サイドウォール絶縁膜及びこの第1のサイドウォール絶
縁膜の上に前記第1のサイドウォール絶縁膜よりリフロ
ー性の大きい第2のサイドウォール絶縁膜が形成された
第1及び第2のMOSトランジスタと、前記半導体基板
に形成され、前記第1及び第2のMOSトランジスタの
間のこれらMOSトランジスタを構成する不純物拡散領
域に形成された高濃度不純物拡散領域からなるコンタク
ト領域と、前記半導体基板に形成され、前記コンタクト
領域と電気的に接続された配線とを備えていることを特
徴とする半導体装置にある。請求項6の発明は、請求項
5に記載の半導体装置において、前記第1及び第2のM
OSトランジスタは、半導体メモリのメモリセルアレイ
のセルを構成することを特徴とする。[0010] The invention of claim 3 is claim 1 or claim 2.
5. The method for manufacturing a semiconductor device according to item 1, wherein the first sidewall insulating film is formed of a silicon nitride film,
The second sidewall insulating film is formed of a reflowable CVD.
It is characterized by comprising an oxide film. The invention of claim 4 is
The invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the first and second MOS transistors constitute cells of a memory cell array formed in a semiconductor memory device. The invention according to claim 5, wherein a semiconductor substrate, a first sidewall insulating film formed on the semiconductor substrate, a gate sidewall, and a reflow from the first sidewall insulating film on the first sidewall insulating film. A first and a second MOS transistor on which a second sidewall insulating film having a large property is formed, and an impurity which is formed on the semiconductor substrate and constitutes the MOS transistor between the first and the second MOS transistor A semiconductor device includes: a contact region formed of a high-concentration impurity diffusion region formed in a diffusion region; and a wiring formed in the semiconductor substrate and electrically connected to the contact region. According to a sixth aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the fifth aspect, the first and second M
The OS transistor constitutes a cell of a memory cell array of a semiconductor memory.
【0011】請求項7の発明は、請求項5又は請求項6
に記載の半導体装置において、前記半導体メモリは、S
RAMであり、このSRAMは、前記第1のMOSトラ
ンジスタと、前記第2のMOSトランジスタと、一方が
高電位側電源電圧に接続され、他方が前記第1のMOS
トランジスタのソース/ドレイン領域の一方に接続され
た第1の抵抗と、一方が高電位側電源電圧に接続され他
方が前記第2のMOSトランジスタのソース/ドレイン
領域の一方に接続された第2の抵抗と、ソース/ドレイ
ン領域の一方が第1のビット線に接続され、ソース/ド
レイン領域の他方が前記第1の抵抗と前記第1のMOS
トランジスタとの接続点に接続され、ゲートがワード線
に接続された第3のMOSトランジスタと、ソース/ド
レイン領域の一方が第2のビット線に接続され、ソース
/ドレイン領域の他方が前記第2の抵抗と前記第2のM
OSトランジスタとの接続点に接続され、ゲートがワー
ド線に接続された第4のMOSトランジスタとを備え、
前記第1のMOSトランジスタのゲートは、前記第2の
抵抗と前記第2のMOSトランジスタとの接続点に接続
され、ソース/ドレイン領域の他方が低電位の電源電圧
に接続されており、前記第2のMOSトランジスタのゲ
ートは、前記第1の抵抗と前記第1のMOSトランジス
タとの接続点に接続され、ソース/ドレイン領域の他方
が低電位の電源電圧に接続されていることを特徴とす
る。[0011] The invention of claim 7 is the invention of claim 5 or claim 6.
3. The semiconductor device according to item 1, wherein the semiconductor memory is S
In the SRAM, one of the first MOS transistor and the second MOS transistor is connected to a high-potential-side power supply voltage, and the other is connected to the first MOS transistor.
A first resistor connected to one of the source / drain regions of the transistor, and a second resistor connected to one of the source / drain regions of the second MOS transistor while the other is connected to the high potential side power supply voltage. One of a resistor and a source / drain region is connected to a first bit line, and the other of the source / drain region is connected to the first resistor and the first MOS.
A third MOS transistor connected to a connection point with the transistor and having a gate connected to a word line; one of a source / drain region connected to a second bit line and the other of the source / drain region connected to the second bit line; And the second M
A fourth MOS transistor connected to a connection point with the OS transistor and having a gate connected to the word line;
A gate of the first MOS transistor is connected to a connection point between the second resistor and the second MOS transistor, and the other of the source / drain regions is connected to a low potential power supply voltage; The gate of the second MOS transistor is connected to a connection point between the first resistor and the first MOS transistor, and the other of the source / drain regions is connected to a low potential power supply voltage. .
【0012】第2のサイドウォール絶縁膜を形成するこ
とによりコンタクト領域を必要な大きさに小さく限定し
実効チャネル長を所定の長さに維持することができる。
この方法を半導体メモリなどの半導体装置に適用する
と、メモリセル毎に半導体基板にGND用コンタクト領
域を形成することができるので、GNDの浮きを少なく
することが可能になる。By forming the second sidewall insulating film, the contact region can be limited to a required size and the effective channel length can be maintained at a predetermined length.
When this method is applied to a semiconductor device such as a semiconductor memory, a GND contact region can be formed on a semiconductor substrate for each memory cell, so that floating of GND can be reduced.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して発明の実施
の形態を説明する。まず、図1乃至図5を参照して第1
の実施例を説明する。図4は、図1乃至図3に示す製造
工程により形成されたトランジスタの断面図である。図
のトランジスタは、半導体基板1の表面領域に形成され
るが、半導体基板にpウエルを設け、そこに形成するこ
ともできる。半導体装置の高集積化に対応するために、
この実施例では、例えば、半導体メモリなどに用いるM
OSトランジスタのゲ−ト間に、半導体基板の内部回路
と半導体基板上に形成されている配線とを電気接続する
ため形成されるゲ−ト間を覆う絶縁膜のコンタクト開口
部は、ゲ−トSAC(Self Align Contact)を用いる。n
型シリコン半導体基板1には、LOCOS法などによる
素子分離領域が形成され、その領域内には、n型MOS
トランジスタA、Bのn型ソ−ス/ドレイン領域5が形
成されている。半導体基板1表面のトランジスタ領域に
は、ゲ−ト酸化膜2が形成されている。ゲ−ト酸化膜2
の上には、ポリシリコン膜31及びタングステンシリサ
イドなどのシリサイド膜32からなるゲート電極3が形
成されており、このシリサイド膜32の上には窒化シリ
コン(Si3 N4 )膜などのゲート電極3を保護する絶
縁膜33が形成されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, referring to FIG. 1 to FIG.
An example will be described. FIG. 4 is a cross-sectional view of a transistor formed by the manufacturing steps shown in FIGS. The transistor shown in the figure is formed in the surface region of the semiconductor substrate 1, but it can also be formed in a semiconductor substrate provided with a p-well. To respond to the high integration of semiconductor devices,
In this embodiment, for example, M
A contact opening of an insulating film covering a gate formed between the gates of the OS transistors to electrically connect an internal circuit of the semiconductor substrate and a wiring formed on the semiconductor substrate is formed by a gate. SAC (Self Align Contact) is used. n
An element isolation region is formed in the silicon semiconductor substrate 1 by a LOCOS method or the like, and an n-type MOS
The n-type source / drain regions 5 of the transistors A and B are formed. A gate oxide film 2 is formed in a transistor region on the surface of the semiconductor substrate 1. Gate oxide film 2
A gate electrode 3 made of a polysilicon film 31 and a silicide film 32 such as tungsten silicide is formed on the gate electrode 3. A gate electrode 3 such as a silicon nitride (Si 3 N 4 ) film is formed on the silicide film 32. An insulating film 33 for protecting the semiconductor device is formed.
【0014】ゲート電極3とその上の絶縁膜33は、S
iO2 からなる後酸化膜4により被覆されている。ゲー
ト電極3の側壁の後酸化膜4に覆われている部分には、
窒化シリコンからなるサイドウォール絶縁膜7(第1の
サイドウォール絶縁膜)が形成され、その上にTEOS
(Tetra Ethoxy Silane) 膜などのメルトしなくても流れ
るようなリフロー性の大きいCVDSiO2 膜からなる
サイドウォール絶縁膜14(第2のサイドウォール絶縁
膜)が形成されている。TEOS膜は、略称TEOSと
いうシラン(Si(OC2 H5 )4 )を600〜900
℃の温度で分解して得られるシリコン酸化膜であり、常
圧乃至減圧CVD(Chemical Vapour Deposition)法で形
成される。このゲ−ト電極3、絶縁膜33、これらを被
覆する後酸化膜4及びサイドウォール絶縁膜7、14を
被覆するようにSiO2 などの層間絶縁膜15がコンタ
クト領域を除いて形成されている。半導体基板1の表面
領域にはトランジスタA、Bのソース/ドレイン領域で
あるn型不純物拡散領域8とLDD構造を構成するLD
Dn−領域5が形成されている。層間絶縁膜15のコン
タクト開口部10が2つのゲ−ト電極3の間に形成され
ている。コンタクト開口部10の内側には、半導体基板
1のn型不純物拡散領域8内にコンタクト領域となる高
不純物濃度のn+不純物拡散領域12が形成されてい
る。The gate electrode 3 and the insulating film 33 thereon are made of S
It is covered with a post-oxide film 4 made of iO 2 . The portion of the side wall of the gate electrode 3 which is covered with the post-oxide film 4 includes:
A sidewall insulating film 7 (first sidewall insulating film) made of silicon nitride is formed, and TEOS is formed thereon.
A side wall insulating film 14 (second side wall insulating film) made of a CVD SiO 2 film having a high reflow property such as a (Tetra Ethoxy Silane) film which flows without melting is formed. The TEOS film is made of silane (Si (OC 2 H 5 ) 4 ) abbreviated as TEOS of 600 to 900.
It is a silicon oxide film obtained by decomposition at a temperature of ° C., and is formed by normal pressure to low pressure CVD (Chemical Vapor Deposition). The gate - gate electrode 3, the insulating film 33, the oxide film 4 and the interlayer insulating film 15 such as SiO 2 so as to cover the sidewall insulation films 7 and 14 after covering them is formed except for the contact region . In the surface region of the semiconductor substrate 1, an n-type impurity diffusion region 8 which is a source / drain region of the transistors A and B and an LD forming an LDD structure are formed.
Dn - region 5 is formed. A contact opening 10 of the interlayer insulating film 15 is formed between the two gate electrodes 3. Inside the contact opening 10, an n + impurity diffusion region 12 having a high impurity concentration and serving as a contact region is formed in the n-type impurity diffusion region 8 of the semiconductor substrate 1.
【0015】このソース/ドレイン領域8に接続するよ
うにポリシリコンからなる配線11をゲ−ト電極3上の
層間絶縁膜15及びコンタクト開口部10内に形成す
る。この実施例に用いられる配線は、ポリシリコン膜に
限らず、アルミニウムなどの金属配線、メタルシリサイ
ド膜、ポリシリコンとシリサイドの複合膜など従来知ら
れている配線材料を用いることができる。第2のサイド
ウォール絶縁膜を形成することによりコンタクト領域を
必要な大きさに限定し、実効チャネル長を所定の長さに
維持することができる。図5に示す様に、従来は、コン
タクト領域12が熱処理などにより拡大し(h→
h′)、その結果実効チャネル長は、所期の値αより小
さい値α′になることが多かったが、本発明では第2の
サイドウォール絶縁膜14の存在によりコンタクト領域
を必要な大きさ(h)に限定することができるので、ト
ランジスタに必要な実効チャネル長αを維持することが
可能になる。A wiring 11 made of polysilicon is formed in the interlayer insulating film 15 on the gate electrode 3 and in the contact opening 10 so as to be connected to the source / drain region 8. The wiring used in this embodiment is not limited to a polysilicon film, but may be a conventionally known wiring material such as a metal wiring such as aluminum, a metal silicide film, or a composite film of polysilicon and silicide. By forming the second sidewall insulating film, the contact region can be limited to a required size, and the effective channel length can be maintained at a predetermined length. Conventionally, as shown in FIG. 5, the contact region 12 is enlarged by heat treatment or the like (h → h).
h ′), as a result, the effective channel length often becomes a value α ′ smaller than the expected value α, but in the present invention, the presence of the second sidewall insulating film 14 makes the contact region a necessary size. (H), the effective channel length α required for the transistor can be maintained.
【0016】次に、図1乃至図4を参照しながら半導体
装置の製造工程を説明する。図はLDD構造のトランジ
スタが形成されたシリコン半導体基板にコンタクト領域
を形成する製造工程断面図である。まず、シリコン半導
体基板1に熱酸化法などによりゲート酸化膜2を形成す
る。その後半導体基板1上にポリシリコン膜31及びモ
リブデンシリサイドなどのシリサイド膜32を積層し、
さらに、その上に窒化シリコン(Si3 N4 )絶縁膜3
3を積層(図1(a))する。そして、この積層体をフ
ォトレジスト9をマスクとしてパターニングしゲート酸
化膜2の上にこの積層体からなるゲート電極3を形成す
る(図1(b))。次に、半導体基板1を熱酸化して半
導体基板表面及びゲート電極表面に後酸化膜4を形成す
る。次に、ゲート電極3をマスクにしてリン(P)など
の不純物を半導体基板1にイオン注入してn−不純物拡
散領域5を形成する(図2(a))。ドレイン近傍の電
界を緩和するためこのようにリンのイオン注入により不
純物濃度が1012〜1013/cm3 程度のn−不純物拡
散領域5を形成し、ドレイン近傍のプロファイルを緩や
かにする。したがってこの領域は、LDDn−領域5と
いう。LDDn−領域は、nチャネルMOSトランジス
タがホットキャリアの影響をとくに受け易いので、nチ
ャネルMOSトランジスタに主として形成し、pチャネ
ルMOSトランジスタには通常は形成しない。Next, a manufacturing process of the semiconductor device will be described with reference to FIGS. The figure is a manufacturing process sectional view for forming a contact region on a silicon semiconductor substrate on which a transistor having an LDD structure is formed. First, a gate oxide film 2 is formed on a silicon semiconductor substrate 1 by a thermal oxidation method or the like. After that, a polysilicon film 31 and a silicide film 32 such as molybdenum silicide are laminated on the semiconductor substrate 1,
Further, a silicon nitride (Si 3 N 4 ) insulating film 3 is formed thereon.
3 are laminated (FIG. 1A). Then, the laminate is patterned using the photoresist 9 as a mask to form a gate electrode 3 made of the laminate on the gate oxide film 2 (FIG. 1B). Next, the semiconductor substrate 1 is thermally oxidized to form a post-oxide film 4 on the surface of the semiconductor substrate and the surface of the gate electrode. Next, an impurity such as phosphorus (P) is ion-implanted into the semiconductor substrate 1 using the gate electrode 3 as a mask to form an n - impurity diffusion region 5 (FIG. 2A). In order to alleviate the electric field in the vicinity of the drain, the n - impurity diffusion region 5 having an impurity concentration of about 10 12 to 10 13 / cm 3 is formed by ion implantation of phosphorus as described above, and the profile in the vicinity of the drain is moderated. Therefore, this region is referred to as LDDn - region 5. Since the n-channel MOS transistor is particularly susceptible to the effects of hot carriers, the LDDn − region is mainly formed in the n-channel MOS transistor and is not usually formed in the p-channel MOS transistor.
【0017】次に、半導体基板1全面に窒化シリコン
(Si3 N4 )膜6を堆積させる(図2(b))。次
に、窒化シリコン膜6をRIEなどの異方性エッチング
でエッチングを行いゲート側壁を除いて半導体基板1上
の窒化シリコン(Si3 N4 )膜6を除去する。そして
ゲート電極3の側壁にサイドウォール絶縁膜7(第1の
サイドウォール絶縁膜)に形成する。この後、Asなど
の不純物をイオン注入して、シリコン半導体基板にトラ
ンジスタのソース/ドレイン領域となる不純物濃度が1
015/cm3 程度のn型不純物拡散領域8を形成する
(図2(c))。次に、半導体基板1上にTEOS膜な
どのリフロー性の大きいCVD酸化膜13を堆積させ
る。そして、このCVD酸化膜13の上にコンタクト形
成領域が開口されたフォトレジスト膜9′を形成する
(図3(a))。この後フォトレジスト膜9′をマスク
としてRIEなどの異方性エッチングを行う。すると第
1のサイドウォール絶縁膜7の側壁にリフロー性CVD
酸化膜からなる第2のサイドウォール絶縁膜14が形成
される。その後、半導体基板1上にCVD法によりノン
ドープドCVD酸化(SiO2 )膜を堆積させて層間絶
縁膜15を形成する。Next, a silicon nitride (Si 3 N 4 ) film 6 is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 1 (FIG. 2B). Next, the silicon nitride film 6 is etched by anisotropic etching such as RIE to remove the silicon nitride (Si 3 N 4 ) film 6 on the semiconductor substrate 1 except for the gate side wall. Then, a sidewall insulating film 7 (first sidewall insulating film) is formed on the side wall of the gate electrode 3. Thereafter, an impurity such as As is ion-implanted into the silicon semiconductor substrate so as to have an impurity concentration of 1 as a source / drain region of the transistor.
An n-type impurity diffusion region 8 of about 0 15 / cm 3 is formed (FIG. 2C). Next, a CVD oxide film 13 having a high reflow property such as a TEOS film is deposited on the semiconductor substrate 1. Then, a photoresist film 9 'having a contact formation region opened is formed on the CVD oxide film 13 (FIG. 3A). Thereafter, anisotropic etching such as RIE is performed using the photoresist film 9 'as a mask. Then, reflow CVD is performed on the side wall of the first side wall insulating film 7.
A second sidewall insulating film made of an oxide film is formed. Thereafter, a non-doped CVD oxide (SiO 2 ) film is deposited on the semiconductor substrate 1 by a CVD method to form an interlayer insulating film 15.
【0018】次に、PEPを行い、まず、半導体基板1
上にフォトレジスト膜(図示せず)を形成し、これをパ
ターニングして、コンタクト形成領域のフォトレジスト
膜を除去する。ついでパターニングされたフォトレジス
ト膜9をマスクにしてRIE法によりノンドープドCV
D酸化膜15のマスクから露出しているコンタクト形成
領域の部分を除去してコンタクト領域10を形成する。
コンタクト領域10を形成してからフォトレジスト膜を
除去する(図3(b))。次に、配線となるポリシリコ
ン膜11を半導体基板1上に堆積させる。そしてコンタ
クト領域10にポリシリコン膜11を介してミキシング
インプラを行い、高不純物濃度(1015〜1016/cm
3 )のn+不純物拡散領域12を形成するこの製造工程
により半導体基板1に不純物拡散領域を共通にし、この
領域に配線が形成されたnチャネルMOSトランジスタ
A、Bが形成される。Next, PEP is performed.
A photoresist film (not shown) is formed thereon, and the photoresist film is patterned to remove the photoresist film in a contact formation region. Then, using the patterned photoresist film 9 as a mask, non-doped CV
A portion of the contact formation region exposed from the mask of the D oxide film 15 is removed to form a contact region 10.
After forming the contact region 10, the photoresist film is removed (FIG. 3B). Next, a polysilicon film 11 serving as a wiring is deposited on the semiconductor substrate 1. Then, mixing implantation is performed on the contact region 10 through the polysilicon film 11 to obtain a high impurity concentration (10 15 -10 16 / cm 3).
3 ) In this manufacturing step of forming the n + impurity diffusion region 12, the impurity diffusion region is made common to the semiconductor substrate 1, and the n-channel MOS transistors A and B having the wiring formed in this region are formed.
【0019】次に、図6及び図7を参照して第2の実施
例を説明する。図6は、MOSトランジスタが形成され
た半導体基板の平面図、図7は、図6のトランジスタを
用いた半導体メモリ(SRAM)のセル構造を示す回路
図である。このメモリセルは、4つのnチャネルMOS
トランジスタ及び2つの高抵抗を備えている。即ち、メ
モリセルは、第1のMOSトランジスタAと、第2のM
OSトランジスタBと、一方が高電位側電源電圧に接続
され、他方が第1のMOSトランジスタAのソース/ド
レイン領域の一方に接続された第1の抵抗R1と、一方
が高電位側電源電圧に接続され他方が第2のMOSトラ
ンジスタBのソース/ドレイン領域の一方に接続された
第2の抵抗R2と、ソース/ドレイン領域の一方が第1
のビット線BLに接続され、ソース/ドレイン領域の他
方が第1の抵抗R1と第1のMOSトランジスタAとの
接続点に接続され、ゲートがワード線WLに接続された
第3のMOSトランジスタQ3と、ソース/ドレイン領
域の一方が第2のビット線 /BL(「 /」は反転信号を
現す、以下同じ)に接続され、ソース/ドレイン領域の
他方が前記第2の抵抗R2と第2のMOSトランジスタ
Bとの接続点に接続され、ゲートがワード線WLに接続
された第4のMOSトランジスタQ4とを備え、第1の
MOSトランジスタAのゲートは、第2の抵抗R2と第
2のMOSトランジスタBとの接続点に接続され、ソー
ス/ドレイン領域の他方がGND(基板電位)に接続さ
れており、第2のMOSトランジスタBのゲートは、第
1の抵抗R1と第1のMOSトランジスタAとの接続点
に接続され、ソース/ドレイン領域の他方(例えば、ソ
ース)がGND(基板電位)に接続されている。Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a plan view of a semiconductor substrate on which MOS transistors are formed, and FIG. 7 is a circuit diagram showing a cell structure of a semiconductor memory (SRAM) using the transistors of FIG. This memory cell has four n-channel MOS
It has a transistor and two high resistances. That is, the memory cell includes the first MOS transistor A and the second M transistor.
The OS transistor B, one of the first resistors R1 connected to one of the source / drain regions of the first MOS transistor A, one of which is connected to the high potential power supply voltage, and one of which is connected to the high potential power supply voltage. A second resistor R2 connected to the other of the source / drain regions of the second MOS transistor B and one of the source / drain regions to the first MOS transistor B;
A third MOS transistor Q3 whose source / drain region is connected to a connection point between the first resistor R1 and the first MOS transistor A, and whose gate is connected to the word line WL. And one of the source / drain regions is connected to a second bit line / BL ("/" indicates an inverted signal; the same applies hereinafter), and the other of the source / drain regions is connected to the second resistor R2 and the second resistor R2. A fourth MOS transistor Q4 connected to a connection point with the MOS transistor B and having a gate connected to the word line WL; a gate of the first MOS transistor A has a second resistor R2 and a second MOS transistor The other of the source / drain regions is connected to GND (substrate potential), and the gate of the second MOS transistor B is connected to the first resistor R1 and the first resistor R1. And the other of the source / drain regions (for example, the source) is connected to GND (substrate potential).
【0020】このメモリセルは、図4のトランジスタ
A、Bを構成要素に含んでいる。トランジスタA、B
は、共通のドレイン領域を有し、このドレイン領域は、
配線によってGNDに接続されている。その配線と共通
のドレイン領域とはコンタクト領域12を介して電気的
に接続されている。図6は、半導体基板に形成された半
導体メモリのセルアレイを構成するメモリセルCとこの
メモリセルと隣接するメモリセルDが形成された平面図
である。各トランジスタA、Bのサイドウオール絶縁膜
14、14間には、ショートチャネル効果を悪化させな
い所定の実効チャネル長を有する活性領域を形成するこ
とができるので、必要最小限のコンタクト径hを有する
コンタクト領域12が形成されている。従来は、図5
(a)に示すようにセルアレイを構成するメモリセルC
のトランジスタA、B間にはコンタクト領域12を設け
ず、メモリセルC、D間に配置していたが、この様な配
置構造では、メモリセル毎にGNDコンタクトを形成す
るよりもGNDの浮きが生じ易くなり、電気的な安定性
に欠けることがあった。またレイアウト的にも微細化に
は限界があった。本発明は、リフロー性の高い第2のサ
イドウォール絶縁膜を用いることによりショートチャネ
ル効果の影響を受けないように実効チャネル長αが所定
以上の値を維持するようにしている。そのためコンタク
ト領域のコンタクト径を必要な値を維持しながらGND
の浮きの生じない構造を採用することができ、しかも半
導体装置の微細化に十分対応することができる。This memory cell includes the transistors A and B of FIG. 4 as constituent elements. Transistors A and B
Have a common drain region, this drain region
It is connected to GND by wiring. The wiring and the common drain region are electrically connected via the contact region 12. FIG. 6 is a plan view in which a memory cell C constituting a cell array of a semiconductor memory formed on a semiconductor substrate and a memory cell D adjacent to the memory cell are formed. Since an active region having a predetermined effective channel length which does not deteriorate the short channel effect can be formed between the sidewall insulating films 14 of the transistors A and B, the contact having the minimum necessary contact diameter h can be formed. A region 12 is formed. Conventionally, FIG.
(A) As shown in FIG.
The contact region 12 is not provided between the transistors A and B, and the memory cells C and D are arranged between the memory cells C and D. However, in such an arrangement structure, the floating of the GND is higher than the case where the GND contact is formed for each memory cell. This was likely to occur, and electrical stability was sometimes lacking. Also, there was a limit to miniaturization in terms of layout. According to the present invention, the effective channel length α is maintained at a predetermined value or more so as not to be affected by the short channel effect by using the second sidewall insulating film having a high reflow property. Therefore, while maintaining the required value of the contact diameter in the contact region, GND
A structure that does not cause floating can be adopted, and it is possible to sufficiently cope with miniaturization of a semiconductor device.
【0021】次に、図8を参照して第3の実施例を説明
する。図は、ここでは、CMOS構造の集積回路に形成
されたゲ−トSAC内の配線構造に関する。半導体装置
の微細化に伴い半導体集積回路が形成される半導体基板
内の素子が形成されるウエル領域も当然狭くなり、その
ウエル内の素子とコンタクトを介して電気接続する配線
も非常に小さな領域に形成しなくてはならないので、ゲ
−トSACを利用することは必要である。半導体基板に
は、例えば、抵抗率が1〜10Ωcm程度のn型シリコ
ン半導体基板1を用い、この半導体基板1に、例えば、
埋込み構造の素子分離領域16を形成してからフォトリ
ソグラフィとイオン注入法を用いてpウエル領域17を
形成する。そして、半導体基板1上には、熱酸化などに
より50〜200オングストロ−ム厚程度のゲ−ト酸化
膜2を形成する。次に、2000オングストロ−ム厚程
度のポリシリコン膜31をゲ−ト酸化膜2上に堆積す
る。このポリシリコン膜31には、Pなどの不純物をイ
オン注入し拡散する。多結晶シリコンに代えてアモルフ
ァスシリコンを用いることができる。ポリシリコン膜3
1の上に次は、1000オングストロ−ム厚程度のWS
i2 膜32を堆積させ、その上に2000オングストロ
−ム厚程度のSi3 N4 の絶縁膜33を形成する。Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. The figure here relates to a wiring structure in a gate SAC formed in an integrated circuit having a CMOS structure. With the miniaturization of semiconductor devices, the well region where elements in a semiconductor substrate on which a semiconductor integrated circuit is formed is naturally narrowed, and the wiring electrically connected to the elements in the well through contacts is also very small. The use of a gate SAC is necessary because it must be formed. For example, an n-type silicon semiconductor substrate 1 having a resistivity of about 1 to 10 Ωcm is used as the semiconductor substrate.
After forming the element isolation region 16 having the buried structure, the p-well region 17 is formed by using photolithography and ion implantation. Then, a gate oxide film 2 having a thickness of about 50 to 200 angstroms is formed on the semiconductor substrate 1 by thermal oxidation or the like. Next, a polysilicon film 31 having a thickness of about 2000 Å is deposited on the gate oxide film 2. Impurities such as P are ion-implanted and diffused into the polysilicon film 31. Amorphous silicon can be used instead of polycrystalline silicon. Polysilicon film 3
Next, WS with a thickness of about 1000 angstrom
i 2 film 32 is deposited, thereon 2000 Å - to form an insulating film 33 of about arm thick Si 3 N 4.
【0022】次に、これらの積層膜をフォトリソグラフ
ィと異方性エッチングによりパタ−ニングして、pウエ
ル17上及び半導体基板1上にポリシリコン膜31及び
WSi2 膜32から構成されるゲ−ト電極3及びその上
の絶縁膜33を形成する。ゲート電極3と絶縁膜33の
表面は、熱処理して後酸化膜4を形成する。続いて半導
体基板1表面に形成されているゲ−ト電極3、絶縁膜3
3の積層体を被覆するように窒化シリコン(Si
3 N4 )膜を形成する。そして、この窒化シリコン膜を
RIEなどの異方性エッチングによりエッチング処理を
行ってこの積層体に窒化シリコンからなる第1のサイド
ウォール絶縁膜7を形成する。さらに、第1のサイドウ
ォール絶縁膜7の上にTEOS膜のようにリフロー性の
高いCVD酸化膜の第2のサイドウォール絶縁膜14を
形成する。次に、MOSトランジスタのソ−ス/ドレイ
ン領域を形成する。pウエル17には、Asなどをイオ
ン注入してLDDn−領域5を有するn型ソ−ス/ドレ
イン領域8を形成し、半導体基板1には、Bをイオン注
入してp型ソ−ス/ドレイン領域18を形成する。次
に、この積層体を含めて半導体基板1の表面をノンドー
プドCVD酸化膜などの層間絶縁膜15で被覆する。Next, these laminated films are patterned by photolithography and anisotropic etching to form a gate formed of a polysilicon film 31 and a WSi 2 film 32 on the p-well 17 and the semiconductor substrate 1. The electrode 3 and the insulating film 33 thereon are formed. The surface of the gate electrode 3 and the surface of the insulating film 33 are heat-treated to form a post-oxide film 4. Subsequently, the gate electrode 3 and the insulating film 3 formed on the surface of the semiconductor substrate 1
Silicon nitride (Si)
3 N 4) to form a film. Then, the silicon nitride film is etched by anisotropic etching such as RIE to form a first sidewall insulating film 7 made of silicon nitride on the laminate. Further, a second sidewall insulating film 14 of a CVD oxide film having a high reflow property such as a TEOS film is formed on the first sidewall insulating film 7. Next, source / drain regions of the MOS transistor are formed. The p-well 17 and the ion-implanted As LDDn - n-type source has an area 5 - to form a scan / drain region 8, the semiconductor substrate 1, p-type source of B ions are implanted - scan / A drain region 18 is formed. Next, the surface of the semiconductor substrate 1 including this laminate is covered with an interlayer insulating film 15 such as a non-doped CVD oxide film.
【0023】次に、層間絶縁膜15の上にパタ−ニング
されたフォトレジスト膜(図示せず)を形成し、RIE
などの異方性エッチングを用いてコンタクト形成領域に
コンタクト開口部10を形成する。このコンタクト開口
部10は、pウエル17のゲ−ト電極3に近接してお
り、このゲ−ト電極上にかかる形となる。次に、ポリシ
リコン膜11を層間絶縁膜15の上及びコンタクト開口
部10内等に堆積させて、ソ−ス/ドレイン領域8とポ
リシリコン膜11とを接続する。ポリシリコン膜11
は、配線を構成する。図示はしないが、この配線11の
上にパッシベーション膜を形成するか、この間にさらに
多層配線を形成して半導体装置が完成される。pウエル
には、nチャネルMOSトランジスタ(A)が形成さ
れ、半導体基板1の隣接した部分にはpチャネルMOS
トランジスタ(E)が形成されている。ショートチャネ
ル効果の悪化を防ぎながら半導体装置の微細化を進める
ことができる。Next, a patterned photoresist film (not shown) is formed on the interlayer insulating film 15, and RIE is performed.
The contact opening 10 is formed in the contact formation region using anisotropic etching such as. The contact opening 10 is close to the gate electrode 3 of the p-well 17 and has a shape over the gate electrode. Next, a polysilicon film 11 is deposited on the interlayer insulating film 15 and in the contact opening 10 and the like, and the source / drain region 8 and the polysilicon film 11 are connected. Polysilicon film 11
Constitute the wiring. Although not shown, a semiconductor device is completed by forming a passivation film on the wiring 11 or further forming a multilayer wiring in the meantime. An n-channel MOS transistor (A) is formed in the p-well, and a p-channel MOS transistor is
A transistor (E) is formed. The miniaturization of the semiconductor device can be promoted while preventing the short channel effect from deteriorating.
【0024】[0024]
【発明の効果】本発明は、第1のサイドウォール絶縁膜
の側壁にリフロー性の大きいCVD酸化膜からなる第2
のサイドウォール絶縁膜を形成することによりコンタク
ト領域へのミキシングインプラの実質的な注入領域をゲ
ートから遠ざけることを可能にしてショートチャネル効
果の悪化を防ぐものである。また、コンタクト領域を隣
接するトランジスタのゲート間に形成することができる
のでメモリセル毎にコンタクト領域を設けることができ
るのでGNDの浮きの生じない構造のメモリセルを有す
る半導体装置を得ることができる。According to the present invention, the second sidewall insulating film is formed of a CVD oxide film having a high reflow property on the side wall.
By forming the side wall insulating film, the substantial injection region of the mixing implant into the contact region can be kept away from the gate, thereby preventing the short channel effect from deteriorating. In addition, since a contact region can be formed between the gates of adjacent transistors, a contact region can be provided for each memory cell. Therefore, a semiconductor device having a memory cell with a structure in which GND does not float can be obtained.
【図1】本発明の製造工程を説明する断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the present invention.
【図2】本発明の製造工程を説明する断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the present invention.
【図3】本発明の製造工程を説明する断面図。FIG. 3 is a sectional view illustrating a manufacturing process of the present invention.
【図4】本発明の製造工程を説明する断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the present invention.
【図5】図4及び図10の部分拡大断面図。FIG. 5 is a partially enlarged sectional view of FIGS. 4 and 10;
【図6】本発明のMOSトランジスタが形成された半導
体基板の平面図。FIG. 6 is a plan view of a semiconductor substrate on which a MOS transistor of the present invention is formed.
【図7】図6のトランジスタを用いた半導体メモリのセ
ル構造を示す回路図。FIG. 7 is a circuit diagram showing a cell structure of a semiconductor memory using the transistor of FIG. 6;
【図8】本発明の半導体装置の断面図。FIG. 8 is a cross-sectional view of a semiconductor device of the present invention.
【図9】従来の半導体装置の製造工程を説明する断面
図。FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a conventional semiconductor device.
【図10】従来の半導体装置の製造工程を説明する断面
図。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a conventional semiconductor device.
【図11】従来のメモリセルと隣接するメモリセルが形
成された半導体基板の平面図。FIG. 11 is a plan view of a semiconductor substrate on which a memory cell adjacent to a conventional memory cell is formed.
1・・・シリコン半導体基板、 2・・・ゲート酸化
膜、3・・・ゲート電極、 4…後酸化膜、5・・・
LDDn−領域(n型低濃度不純物拡散領域)、6・・
・Si3 N4 膜からなる絶縁膜、7・・・第1のサイド
ウォール絶縁膜、8・・・ソース/ドレイン領域(n型
不純物拡散領域)、9・・・フォトレジスト膜、 1
0・・・コンタクト開口部、11・・・配線(ポリシリ
コン膜)、 12・・・コンタクト領域、13・・・
リフロー性の大きいCVD酸化膜、14・・・第2のサ
イドウォール絶縁膜、15・・・層間絶縁膜(ノンドー
プドCVD酸化膜)、16・・・素子分離領域、 1
7・・・pウエル、18・・・ソース/ドレイン領域
(p型不純物拡散領域)、31・・・ポリシリコン膜、
32・・・シリサイド膜、33・・・絶縁膜。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Silicon semiconductor substrate, 2 ... Gate oxide film, 3 ... Gate electrode, 4 ... Post-oxide film, 5 ...
LDDn − region (n-type low concentration impurity diffusion region), 6.
An insulating film made of a Si 3 N 4 film, 7 a first sidewall insulating film, 8 a source / drain region (n-type impurity diffusion region), 9 a photoresist film, 1
0 ... contact opening, 11 ... wiring (polysilicon film), 12 ... contact area, 13 ...
CVD oxide film with high reflow property, 14 ... second sidewall insulating film, 15 ... interlayer insulating film (non-doped CVD oxide film), 16 ... element isolation region, 1
7 ... p-well, 18 ... source / drain region (p-type impurity diffusion region), 31 ... polysilicon film,
32: silicide film, 33: insulating film.
Claims (7)
び第2のMOSトランジスタを形成する工程と、 前記第1及び第2のMOSトランジスタのゲート側壁に
それぞれ第1のサイドウォール絶縁膜を形成する工程
と、 前記第1のサイドウォール絶縁膜の上に第2のサイドウ
ォール絶縁膜を形成する工程と、 前記第2のサイドウォール絶縁膜をマスクとして、前記
第1及び第2のMOSトランジスタ間にミキシングイン
プラを行って前記第1及び第2のMOSトランジスタを
構成する不純物拡散領域にコンタクト領域となる高濃度
不純物拡散領域を形成する工程と、 前記半導体基板に前記コンタクト領域と電気的に接続さ
れた配線を形成する工程とを備えていることを特徴とす
る半導体装置の製造方法。1. A step of forming first and second MOS transistors having an LDD structure on a semiconductor substrate, and forming a first sidewall insulating film on gate side walls of the first and second MOS transistors, respectively. Forming a second sidewall insulating film on the first sidewall insulating film; and using the second sidewall insulating film as a mask, between the first and second MOS transistors. Forming a high-concentration impurity diffusion region serving as a contact region in the impurity diffusion region forming the first and second MOS transistors by performing mixing implantation; and electrically connecting the contact region to the semiconductor substrate. Forming a wiring.
記第1のサイドウォール絶縁膜よりリフロー性を大きく
することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製
造方法。2. The method according to claim 1, wherein the second sidewall insulating film has a higher reflow property than the first sidewall insulating film.
化シリコン膜から構成され、前記第2のサイドウォール
絶縁膜は、リフロー性CVD酸化膜からなることを特徴
とする請求項1又は請求項2に記載の半導体装置の製造
方法。3. The method according to claim 1, wherein the first sidewall insulating film is made of a silicon nitride film, and the second sidewall insulating film is made of a reflowable CVD oxide film. 3. The method for manufacturing a semiconductor device according to item 2.
は半導体メモリ装置に形成されているメモリセルアレイ
のセルを構成することを特徴とする請求項1乃至請求項
3のいづれかに記載の半導体装置の製造方法。4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first and second MOS transistors form cells of a memory cell array formed in the semiconductor memory device. Production method.
ウォール絶縁膜及びこの第1のサイドウォール絶縁膜の
上に前記第1のサイドウォール絶縁膜よりリフロー性の
大きい第2のサイドウォール絶縁膜が形成された第1及
び第2のMOSトランジスタと、 前記半導体基板に形成され、前記第1及び第2のMOS
トランジスタの間のこれらMOSトランジスタを構成す
る不純物拡散領域に形成された高濃度不純物拡散領域か
らなるコンタクト領域と、 前記半導体基板に形成され、前記コンタクト領域と電気
的に接続された配線とを備えていることを特徴とする半
導体装置。5. A semiconductor substrate, formed on the semiconductor substrate, having a first sidewall insulating film on a gate sidewall and a reflow property higher than the first sidewall insulating film on the first sidewall insulating film. A first and a second MOS transistor on which a large second sidewall insulating film is formed; and a first and a second MOS transistor formed on the semiconductor substrate.
A contact region formed of a high-concentration impurity diffusion region formed in an impurity diffusion region constituting the MOS transistor between the transistors; and a wiring formed on the semiconductor substrate and electrically connected to the contact region. A semiconductor device.
は、半導体メモリのメモリセルアレイのセルを構成する
ことを特徴とする請求項5に記載の半導体装置。6. The semiconductor device according to claim 5, wherein said first and second MOS transistors form cells of a memory cell array of a semiconductor memory.
このSRAMは、前記第1のMOSトランジスタと、前
記第2のMOSトランジスタと、一方が高電位側電源電
圧に接続され、他方が前記第1のMOSトランジスタの
ソース/ドレイン領域の一方に接続された第1の抵抗
と、一方が高電位側電源電圧に接続され、他方が前記第
2のMOSトランジスタのソース/ドレイン領域の一方
に接続された第2の抵抗と、ソース/ドレイン領域の一
方が第1のビット線に接続され、ソース/ドレイン領域
の他方が前記第1の抵抗と前記第1のMOSトランジス
タとの接続点に接続され、ゲートがワード線に接続され
た第3のMOSトランジスタと、ソース/ドレイン領域
の一方が第2のビット線に接続され、ソース/ドレイン
領域の他方が前記第2の抵抗と前記第2のMOSトラン
ジスタとの接続点に接続され、ゲートがワード線に接続
された第4のMOSトランジスタとを備え、 前記第1のMOSトランジスタのゲートは、前記第2の
抵抗と前記第2のMOSトランジスタとの接続点に接続
され、ソース/ドレイン領域の他方が低電位の電源電圧
に接続されており、前記第2のMOSトランジスタのゲ
ートは、前記第1の抵抗と前記第1のMOSトランジス
タとの接続点に接続され、ソース/ドレイン領域の他方
が低電位の電源電圧に接続されていることを特徴とする
請求項5又は請求項6に記載の半導体装置。7. The semiconductor memory is an SRAM,
In this SRAM, one of the first MOS transistor and the second MOS transistor is connected to a high-potential-side power supply voltage, and the other is connected to one of source / drain regions of the first MOS transistor. A first resistor, one connected to the high potential side power supply voltage, the other connected to one of the source / drain regions of the second MOS transistor, and one of the source / drain regions connected to the first A third MOS transistor connected to one bit line, the other of the source / drain regions connected to a connection point between the first resistor and the first MOS transistor, and a gate connected to a word line; One of the source / drain regions is connected to a second bit line, and the other of the source / drain regions is connected to a connection point between the second resistor and the second MOS transistor. A fourth MOS transistor having a gate connected to a word line, wherein a gate of the first MOS transistor is connected to a connection point between the second resistor and the second MOS transistor; The other of the source / drain regions is connected to a low potential power supply voltage, and the gate of the second MOS transistor is connected to a connection point between the first resistor and the first MOS transistor. 7. The semiconductor device according to claim 5, wherein the other of the drain regions is connected to a low potential power supply voltage.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8232643A JPH1065016A (en) | 1996-08-15 | 1996-08-15 | Manufacturing method of semiconductor device and semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8232643A JPH1065016A (en) | 1996-08-15 | 1996-08-15 | Manufacturing method of semiconductor device and semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1065016A true JPH1065016A (en) | 1998-03-06 |
Family
ID=16942517
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8232643A Pending JPH1065016A (en) | 1996-08-15 | 1996-08-15 | Manufacturing method of semiconductor device and semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1065016A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100679962B1 (en) | 2004-02-27 | 2007-02-08 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | Semiconductor device and method for fabricating the same |
-
1996
- 1996-08-15 JP JP8232643A patent/JPH1065016A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100679962B1 (en) | 2004-02-27 | 2007-02-08 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | Semiconductor device and method for fabricating the same |
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