JPH11111949A - 半導体デバイスの製造方法 - Google Patents
半導体デバイスの製造方法Info
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Abstract
イド膜の形成を防止し、セル領域、周辺領域のゲート電
極表面にシリサイド膜を形成する簡単な方法を提供す
る。 【解決手段】 それぞれの領域のトランジスタのゲート
電極に側壁を形成させた後、平坦化用絶縁層を形成させ
てそれをトランジスタのゲート電極表面が露出されるよ
うに平坦化させる。その後周辺領域の平坦化用絶縁膜を
除去して周辺領域のソース/ドレイン領域を形成させ、
金属層を平坦化用絶縁層の表面を含む全面に形成させ、
熱処理して全てのトランジスタのゲート電極と周辺領域
のトランジスタのソース/ドレイン領域にシリサイドを
同時に形成させる。
Description
ある半導体デバイスの製造方法に係り、特にDRAMの
セル領域のトランジスタのゲート電極の面抵抗を減らす
のに適した半導体デバイスの製造方法に関する。
デバイス製造方法について説明する。図1ないし図8は
従来の半導体デバイスの製造方法を示す工程断面図であ
る。図1に示すように、セル領域と周辺領域からなる半
導体基板1に、フォトリソグラフィ工程によってセル領
域と周辺領域との間の所定領域を所定深さにエッチング
して素子隔離領域として利用されるトレンチを形成す
る。トレンチを形成させた基板全面に第1絶縁層2を堆
積した後、エッチバック工程によってトレンチに第1絶
縁層2を埋め込む。続いて、図2に示すように、第1絶
縁層2を含んだ基板1の全面に第2絶縁層3と第1ポリ
シリコン層4を形成した後、その上にさらに第3絶縁層
5と金属層6と第4絶縁層7を順次形成する。この時、
第2絶縁層3はゲート絶縁膜として酸化膜を用い、第3
絶縁層5は窒化チタンを用いる。第4絶縁層7はキャッ
プ酸化膜である。
7上に第1フォトレジストPR1を堆積し、ゲート電極
領域を定めた後、露光及び現像工程によって選択的にパ
ターニングする。そして、パターニングされた第1フォ
トレジストPR1をマスクとして第1ポリシリコン層4
と第3,第4絶縁層5,7と金属層6を選択的に除去し
て第2絶縁膜3の上に複数のゲート電極8a,8bを形
成する。続いて、図4に示すように、第1フォトレジス
トPRIを除去した後、ゲート電極8a,8bをマスク
として低濃度不純物イオン注入を通じてLDD領域9を
形成する。そして、ゲート電極8a,8bを含んだ全面
に第5絶縁層を堆積してから、エッチバック工程によっ
てゲート電極8a,8bの側面に第5絶縁層からなる側
壁10a,10bを形成した後、第5絶縁層側壁10
a,10bをマスクとして第2絶縁膜3を選択的に除去
する。この時、第5絶縁層側壁10a,10bは後工程
におけるセルフ−アラインコンタクトのために窒化膜を
用いる。
壁10a,10bを含んだ基板1の全面に第2フォトレ
ジストPR2を堆積し、露光及び現像工程によってセル
領域にだけ残るようにパターニングした後、パターニン
グされた第2フォトレジストPR2と露出したゲート電
極の側壁10bをマスクとして高濃度不純物イオン注入
を通じて周辺領域のトランジスタのゲート電極の両側に
ソース/ドレイン領域11を形成する。
ジストPR2を除去した後、全面に平坦化用第6絶縁層
12を形成する。この第6絶縁層12上に第3フォトレ
ジストPR3を堆積し、露光及び現像工程によってセル
領域にだけ残るようにパターニングした後、パターニン
グされた第3フォトレジストPR3をマスクとして第6
絶縁層12を選択的に除去する。続いて、図7に示すよ
うに、第3フォトレジストPR3を除去した後、全面に
第2金属層を堆積し、熱処理工程によって周辺領域のソ
ース/ドレイン領域11にシリサイド膜13を形成す
る。洗浄工程によって残っている第2金属層を除去し、
全面に第7絶縁層14を形成して平坦化した後、セル領
域のLDD領域9及び周辺領域のシリサイド膜13が露
出されるように第6,第7絶縁層12,14を選択的に
除去して複数のコンタクトホール15を形成する。続い
て、図8に示すように、コンタクトホール15を含んだ
第7絶縁層14上に第3金属層を堆積した後、選択的に
除去して複数のビットライン16を形成する。
にあるトランジスタのソース/ドレイン領域にシリサイ
ド膜を形成させるのは面抵抗を低下させるためである。
素子の高集積化に伴って個々のトランジスタのソース/
ドレイン領域も狭くなり、面抵抗が大きくなるための対
策である。同様に、トランジスタのゲート電極の面抵抗
も小さくする必要があり、そのためには同様にゲート電
極の表面にシリサイド膜を形成させればよいのはいうま
でもない。ところが、DRAMの場合、セル領域のトラ
ンジスタのソース/ドレイン領域にシリサイド膜を形成
すると、ソース/ドレイン漏洩電流が増加するため、上
記従来技術で説明したように、DRAM領域のトランジ
スタシリサイド膜が形成されないように酸化膜で覆った
状態でシリサイド膜を周辺領域のトランジスタのソース
/ドレイン領域にだけ形成させていた。
そのゲート電極の表面にシリサイド膜を形成させて抵抗
を少なくすることは当然好ましい。同様に周辺部のトラ
ンジスタもソース/ドレイン領域だけでなく、ゲート電
極表面にシリサイド膜を形成させることが望ましい。そ
のためにはそれらの表面に金属層を形成させなければな
らないが、DRAMのセル領域ではトランジスタのソー
ス/ドレイン領域に金属層が形成されないように保護層
を形成させ、一方、周辺領域ではソース/ドレイン領域
を露出して行わなければならない。そのため、工程が複
雑になるので、従来は前述したように周辺領域のトラン
ジスタのソース/ドレイン領域のみにシリサイド層を形
成させるだけであった。
なされたもので、セル領域のトランジスタにはソース/
ドレイン領域にシリサイド膜を形成させずに、ゲート電
極表面にのみシリサイド膜を形成させ、一方、周辺領域
のトランジスタにはソース/ドレイン領域とゲート電極
表面とにシリサイド膜を形成させることができる簡単な
製造方法を提供しようとすることを課題とするものであ
る。
に、本発明による半導体デバイスの製造方法は、セル領
域と周辺領域とをトレンチで分離した後、半導体基板の
セル領域と周辺領域とにゲート電極を形成し、そのゲー
ト電極をマスクとして半導体基板に低濃度LDD領域を
形成して各ゲート電極側面に側壁を形成する。ここまで
は従来方法と格別の差異はない。ゲート電極に側壁を形
成させた後、平坦化用絶縁層を形成させてそれをトラン
ジスタのゲート電極表面が露出されるように平坦化させ
る。その後周辺領域の平坦化用絶縁膜を除去して周辺領
域のソース/ドレイン領域を形成させ、金属層を平坦化
用絶縁層の表面を含む全面に形成させ、熱処理して全て
のトランジスタのゲート電極にシリサイド膜を形成させ
るとともに周辺領域のトランジスタのソース/ドレイン
領域にシリサイド膜を同時に形成させる。その後の工程
は従来と同じである。
による半導体デバイスの製造方法についてさらに詳しく
説明する。図9ないし図15は本発明実施形態の半導体
デバイスの製造方法を示す工程断面図である。図9に示
すように、セル領域と周辺領域とを有する半導体基板2
0に、フォトリソグラフィ工程によってセル領域と周辺
領域との間の所定領域を所定深さにエッチングしてトレ
ンチを形成する。そして、トレンチを含んだ全面に第1
絶縁層21を堆積した後、エッチバック工程によってト
レンチに第1絶縁層21を埋め込んで隔離領域を形成す
る。
21を埋め込んだトレンチを形成させた基板20の全面
に第2絶縁層22とポリシリコン層23を順次形成す
る。そして、ポリシリコン層上に第1フォトレジストP
R1を堆積し、露光及び現像工程によって第1フォトレ
ジストPR1をパターニングした後、パターニングされ
た第1フォトレジストPR1をマスクとしてポリシリコ
ン層を選択的に除去して複数のゲート電極23a,23
bを形成する。第2絶縁層22はゲート絶縁膜であって
酸化膜を用いる。
レジストPR1を除去した後、ゲート電極23a,23
bをマスクとして低濃度不純物イオン注入を通じてLD
D領域24を形成する。そして、ゲート電極23a,2
3bを含んだ全面に第3絶縁層を堆積した後、エッチバ
ック工程によってゲート電極23a,23bの側面に第
3絶縁層からなる側壁25a,25bを形成し、側壁2
5a,25bをマスクとして第2絶縁層22を選択的に
除去する。この第3絶縁層側壁25a,25bは後工程
におけるセルフ−アラインコンタクトのために窒化膜を
用いる。
を形成させた後、図12に示すように、基板20の全面
に平坦化用第4絶縁層26を形成して、CMP(Chemica
l Mechanical Polishing) 工程によってゲート電極23
a,23bの表面が露出されるように研磨する。この
時、前記第4絶縁層26はUSG(Undoped Silicate Gl
ass)或いはTEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate)を用
いる。CMP工程の代わりにエッチバック工程を利用し
てもよい。
26上に第2フォトレジストPR2を堆積し、露光及び
現像工程によってセル領域にだけ残るように選択的にパ
ターニングした後、パターニングされた第2フォトレジ
ストPR2をマスクとして第4絶縁層26を選択的に除
去する。そして、第2フォトレジストPR2を除去した
後、残っている第4絶縁層26及び側壁25bをマスク
として高濃度不純物イオン注入を通じて周辺領域にソー
ス/ドレイン領域27を形成する。ここで、側壁25b
を窒化膜でなく酸化膜を用いる場合には、ゲート電極2
3a,23bをマスクとして低濃度不純物イオン注入を
通じてLDD領域24を形成した後、側壁を形成させる
前にゲート電極23a,23bを含んだ全面に第4絶縁
層26を形成する。そして、セル領域にだけ残るように
第4絶縁層26を選択的に除去した後、ゲート電極23
bの側面に側壁25bを形成する。その後にその側壁2
5bをマスクとして高濃度不純物イオン注入を通じて周
辺領域にソース/ドレイン領域27を形成する。
26を含んだ全面に第1金属層を堆積し、熱処理工程に
よってセル領域のトランジスタのゲート電極23a及び
周辺領域のトランジスタのゲート電極23bとソース/
ドレイン領域27にシリサイド膜28を形成する。この
第1金属層としては高融点金属を用いる。そして、洗浄
工程によって第1金属層を除去する。続いて、図15に
示すように、シリサイド膜28を含んだ全面に第5絶縁
層29を形成し、平坦化した後、セル領域のLDD領域
24及び周辺領域のソース/ドレイン領域27が露出さ
れるように第4,第5絶縁層26,29を選択的に除去
して複数のコンタクトホールを形成する。それらのコン
タクトホールを含んだ第5絶縁層29上に第2金属層を
堆積した後、選択的に除去して複数のビットライン30
を形成する。
されない領域でシリサイド膜が必要な場合には、セル領
域及び周辺領域にソース/ドレイン領域27を形成した
後、同様にゲート電極23a,23bの表面が露出され
るように第4絶縁層26を形成して、ゲート電極23
a,23bにシリサイド膜28を形成する。
体デバイスの製造方法は、従来技術でも必要な平坦化用
絶縁層を平坦化させるときにゲートの表面が露出するよ
うに平坦化するだけで、製造法は従来と格別異なってお
らず、従って製造工程が複雑になることはない。又、そ
の製造方法によって得た半導体デバイスは、周辺領域の
トランジスタのソース/ドレイン領域にシリサイド層を
形成させるとともに、全てのトランジスタのゲート電極
の表面にシリサイド層を形成させることができるので、
それらの面抵抗を少なくすることができる。
断面図。
断面図。
断面図。
断面図。
断面図。
断面図。
断面図。
断面図。
を示す工程断面図。
方法を示す工程断面図。
方法を示す工程断面図。
方法を示す工程断面図。
方法を示す工程断面図。
方法を示す工程断面図。
方法を示す工程断面図。
Claims (2)
- 【請求項1】 セル領域と周辺領域とにそれぞれトラン
ジスタを形成させる半導体デバイスの製造方法におい
て、 基板のセル領域と周辺領域との間にトレンチを形成し、
そのトレンチを絶縁材で埋め込んでセル領域と周辺領域
とを分離するステップと、 セル領域、周辺領域それぞれにゲート電極を形成するス
テップと、 各ゲート電極をマスクとして基板に低濃度LDD領域を
形成するステップと、 各ゲート電極側面に側壁を形成するステップと、 基板上に平坦化用絶縁層を形成させ、セル領域のゲート
電極の表面が露出されるようにそれを平坦化させるステ
ップと、 周辺領域の平坦化用絶縁層を除去し、その絶縁層と側壁
をマスクとして周辺領域のトランジスタのソース/ドレ
イン領域を形成するステップと、 金属層を基板全面に形成させて熱処理して洗浄し、双方
の領域のゲート電極の表面にシリサイド膜を形成させ、
同時に周辺領域のトランジスタのソース/ドレイン領域
にシリサイド膜を形成するステップと、 基板全面に平坦化用の他の絶縁層を形成し、セル領域の
LDD領域及び周辺領域のソース/ドレイン領域が露出
されるようにコンタクトホールを形成するステップと、 コンタクトホールを含んだ他の絶縁層上に複数のビット
ラインを形成するステップとを含んでいることを特徴と
する半導体デバイスの製造方法。 - 【請求項2】 前記側壁は窒化膜を用いることを特徴と
する請求項1記載の半導体デバイスの製造方法。
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