JPH11163281A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH11163281A
JPH11163281A JP9324562A JP32456297A JPH11163281A JP H11163281 A JPH11163281 A JP H11163281A JP 9324562 A JP9324562 A JP 9324562A JP 32456297 A JP32456297 A JP 32456297A JP H11163281 A JPH11163281 A JP H11163281A
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Japan
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gate electrode
gate
polysilicon
memory device
insulating film
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JP9324562A
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Japanese (ja)
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Masaaki Kinugawa
正明 衣川
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Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable mounting a highly integrated memory device and a high- performance logic device on one chip, by stacking a first insulating film only on a part of gate electrode of a transistor of the memory device, and depositing a second insulating film of type different from the first insulating film on the memory device and the logic device. SOLUTION: A P well and an N well 3 are formed on a silicon substrate 1 and then a device separating area 4 is formed. After that, a gate oxide film 5 is formed by thermal oxidation. Consecutively, polysilicon 6 is deposited. An oxide film 7 is formed on the polysilicon 6. SiN 8 as first insulating film is deposited on the oxide film 7. A mask is deposited on SiN 8. The polysilicon 6, the oxide film 7 and the SiN 8 film are etched to form a gate electrode. An SiO<2> film 19 as second insulating film which is different from the SiN film 8 of the gate electrode is deposited by CVD method. The SiO2 film 19 is etched and the resist is delaminated to form an Al wiring 20.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばDRAM等
のメモリデバイスとロジックデバイスとを1チップ上に
混載する半導体装置の製造方法に関する。
The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device in which a memory device such as a DRAM and a logic device are mixedly mounted on one chip.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、メモリデバイスの製造工程に
おいては、そのセル面積、チップサイズを小さくする為
に、ビットライン・コンタクト等にSAC(Self-Align
ed-Contact)技術を用いていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a memory device manufacturing process, a SAC (Self-Alignment) is applied to a bit line contact or the like in order to reduce a cell area and a chip size.
ed-Contact) technology.

【0003】以下、図3を参照して、このSAC技術を
用いた手法を説明する。この手法では、シリコン窒化膜
等の絶縁膜102により、ゲート101の上面及び側壁
が被覆される構造を実現する。これに、SiO2 等の層
間絶縁膜103を堆積した後、更に絶縁膜103を絶縁
膜102に対して選択比の保てる条件によりエッチング
することでコンタクト孔を設ける。
Hereinafter, a method using the SAC technique will be described with reference to FIG. In this method, a structure in which the upper surface and the side wall of the gate 101 are covered with the insulating film 102 such as a silicon nitride film is realized. After depositing an interlayer insulating film 103 of SiO 2 or the like, a contact hole is formed by further etching the insulating film 103 under conditions that can maintain a selectivity with respect to the insulating film 102.

【0004】これにより、当該コンタクト孔が、リソグ
ラフィ工程の合わせズレによりゲート電極側にずれたと
しても、絶縁膜102自体はエッチングされない為、コ
ンタクトとゲートのショートを回避できることになる。
As a result, even if the contact hole is shifted toward the gate electrode due to misalignment in the lithography process, the insulating film 102 itself is not etched, so that a short circuit between the contact and the gate can be avoided.

【0005】一方、例えば、DRAM(Dynamic RAM)
のメモリセルの基本回路は、図4に示されるように、ス
イッチング用のMOSトランジスタTrとメモリキャパ
シタCとからなり、当該メモリキャパシタCに電荷があ
るか否かで1又は0と判断する。ワード線WLを高電圧
にしてMOSトランジスタTrをONにすれば、ビット
線BLでメモリキャパシタCに蓄えられている電荷を検
出して、読み出しを行うことになる。このように、電荷
の読み出し・書き込みを制御するトランスファーゲート
となるMOSトランジスタTrのゲート電位を、電源電
圧よりも高い電圧に昇圧して用いる為、ゲート酸化膜を
厚めに配設する必要があった。
On the other hand, for example, a DRAM (Dynamic RAM)
As shown in FIG. 4, the basic circuit of the memory cell includes a switching MOS transistor Tr and a memory capacitor C, and determines 1 or 0 based on whether or not the memory capacitor C has a charge. If the word line WL is set to a high voltage and the MOS transistor Tr is turned on, the electric charge stored in the memory capacitor C is detected on the bit line BL, and reading is performed. As described above, since the gate potential of the MOS transistor Tr serving as a transfer gate for controlling the reading and writing of charges is used after being boosted to a voltage higher than the power supply voltage, it is necessary to provide a thicker gate oxide film. .

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、セルサ
イズ縮小の観点から前述したようなSAC技術を用いた
場合には、メモリとロジックデバイスを1チップに混載
したLSIを製造する際に以下に述べるような問題が生
じていた。
However, when the above-described SAC technology is used from the viewpoint of cell size reduction, the following will be described when manufacturing an LSI in which a memory and a logic device are mounted on one chip. Problems had arisen.

【0007】一般に、ロジックデバイスは、トランジス
タを高速化するために「サリサイド」と称される技術を
採用する。このサリサイド技術では、ゲート電極となる
ポリシリコン111の側壁のみにSiN膜等の絶縁膜1
12を形成し、ゲート電極上面はポリシリコンを露出さ
せる。その後、Ti等の金属113を堆積した後、アニ
ールをして金属シリサイド(準安定)114をソース・
ドレインとゲート電極上のみ選択的に形成し、絶縁膜1
12上の余剰金属を薬液によって剥離し、シリサイド
(低抵抗)115を形成し、これによりソース・ドレイ
ンとゲートの抵抗を低下させて高性能トランジスタを形
成する(図5参照)。
Generally, a logic device employs a technique called “salicide” in order to increase the speed of a transistor. In this salicide technique, an insulating film 1 such as a SiN film is formed only on a side wall of polysilicon 111 serving as a gate electrode.
12 is formed, and the polysilicon is exposed on the upper surface of the gate electrode. After that, a metal 113 such as Ti is deposited and then annealed to obtain a metal silicide (metastable) 114 as a source.
The insulating film 1 is selectively formed only on the drain and the gate electrode.
Excess metal on 12 is stripped by a chemical solution to form silicide (low resistance) 115, thereby reducing the resistance of the source / drain and gate to form a high performance transistor (see FIG. 5).

【0008】ところが、このサリサイド技術を用いた場
合、ゲート電極上に予め絶縁膜を形成しておく必要があ
るSAC技術を採用することはできない。かかる場合、
ゲート電極上に自己整合的に金属シリサイド層を形成す
ることは困難であるからである。従って、この場合、集
積度の高いメモリと高性能トランジスタとを用いた高性
能ロジック回路を同一チップ上に搭載することは困難と
なってしまう。
However, when the salicide technique is used, the SAC technique that requires an insulating film to be formed on the gate electrode in advance cannot be adopted. In such cases,
This is because it is difficult to form a metal silicide layer on the gate electrode in a self-aligned manner. Therefore, in this case, it becomes difficult to mount a high-performance logic circuit using a highly integrated memory and high-performance transistors on the same chip.

【0009】一方、上記SAC技術の問題とは別に、D
RAMと高性能ロジックデバイスを1チップに搭載する
ときは、以下の問題が生じていた。即ち、DRAMで
は、前述したように、ゲート酸化膜を厚く配設する。そ
の為に、DRAMの製造過程で、DRAMとロジックデ
バイスとを同一チップに混載したLSIを製造する場
合、ロジックデバイスで通常採用しているゲート酸化膜
よりも膜厚が厚くなる為に、一般のロジックデバイスの
製造プロセスで作成したトランジスタよりも性能が低下
するといった問題があった。
On the other hand, apart from the problem of the SAC technique, D
When a RAM and a high-performance logic device are mounted on one chip, the following problems have occurred. That is, in the DRAM, as described above, the gate oxide film is provided thick. Therefore, when manufacturing an LSI in which the DRAM and the logic device are mounted on the same chip in the process of manufacturing the DRAM, the thickness is larger than the gate oxide film normally used in the logic device. There is a problem that the performance is lower than that of a transistor created in a logic device manufacturing process.

【0010】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、メモリ側からの要求の強
いSAC技術とロジック側から要求の強いサリサイド技
術を同時に採用することを可能とし、高集積メモリデバ
イスと高性能ロジックデバイスとを、両方の特徴を損な
うことなく、1チップ上に混載する半導体装置の製造方
法を提供することにある。更に、具体的には、DRAM
とロジック・デバイスを混載した場合に問題であった、
ゲート酸化膜の相違も同時に解決することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to make it possible to simultaneously employ a SAC technique strongly demanded by a memory and a salicide technique strongly demanded by a logic. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device in which a highly integrated memory device and a high-performance logic device are mixedly mounted on one chip without deteriorating both features. More specifically, DRAM
Was a problem when mixed with logic devices
The difference in the gate oxide film is also solved at the same time.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第1の態様は、メモリデバイスとロジック
デバイスを1チップに混載する半導体装置の製造方法に
おいて、上記メモリデバイスのトランジスタの少なくと
も一部のゲート電極上のみ第1の絶縁膜を積層する工程
と、上記第1の絶縁膜と種類の異なる第2の絶縁膜を上
記メモリデバイス及びロジックデバイスに堆積する工程
とを有することを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device in which a memory device and a logic device are mounted on a single chip. Laminating a first insulating film only on at least a part of the gate electrode; and depositing a second insulating film different from the first insulating film on the memory device and the logic device. Features.

【0012】そして、上記第1の態様においては更に、
上記メモリデバイスの少なくともトランスファーゲート
のゲート電極のポリシリコン中の不純物濃度を、他の同
型不純物を導入しているゲート電極中のポリシリコンの
不純物濃度より低くし、且つ当該低濃度により上記トラ
ンスファーゲートを空乏化することにより、当該トラン
スファゲートの実効的なゲート電極の絶縁膜厚を他のト
ランジスタより厚くすることを特徴とする。
[0012] In the first embodiment, further,
The impurity concentration in the polysilicon of at least the gate electrode of the transfer gate of the memory device is made lower than the impurity concentration of the polysilicon in the gate electrode into which other same-type impurities are introduced, and the transfer gate is formed by the low concentration. By depletion, the effective thickness of the gate electrode of the transfer gate is made larger than that of other transistors.

【0013】さらに、第2の態様は、メモリデバイスと
ロジックデバイスを1チップに混載する半導体装置の製
造方法において、ゲート酸化膜を形成する工程と、上記
ゲート酸化膜上にゲート電極としてポリシリコンを積層
する工程と、上記ポリシリコン上にSiNを積層する工
程と、リソグラフィ工程とエッチング工程を経て、上記
SiNの残膜が異なる複数の領域を形成する工程と、上
記メモリデバイスとロジックデバイスのトランジスタを
形成すべき領域全体に砒素を所定のドーズ量でイオン注
入する工程とを有することを特徴とする。
Further, a second aspect is a method of manufacturing a semiconductor device in which a memory device and a logic device are mixedly mounted on one chip, a step of forming a gate oxide film, and forming a polysilicon as a gate electrode on the gate oxide film. Laminating, laminating SiN on the polysilicon, lithography and etching, forming a plurality of regions where the remaining film of SiN is different, and forming the transistors of the memory device and the logic device. Implanting arsenic at a predetermined dose into the entire region to be formed.

【0014】また、第3の態様は、メモリデバイスとロ
ジックデバイスを1チップに混載する半導体装置の製造
方法において、ゲート酸化膜を形成する工程と、上記ゲ
ート酸化膜上にポリシリコンを積層する工程と、上記ポ
リシリコン上にタングステンシリサイドを積層する工程
と、リソグラフィとエッチング工程を経て、上記タング
ステンシリサイドを除去した第1の領域と残存させた第
2の領域を形成する工程と、上記メモリデバイスとロジ
ックデバイスのトランジスタを形成する領域全体に砒素
イオンを所定のドーズ量でイオン注入する工程とを有
し、上記ゲート電極の材質を変えることで、膜厚の異な
る複数の絶縁膜領域を形成することを特徴とする。
According to a third aspect, in a method of manufacturing a semiconductor device in which a memory device and a logic device are mixed on one chip, a step of forming a gate oxide film and a step of laminating polysilicon on the gate oxide film Laminating tungsten silicide on the polysilicon, forming a first region from which the tungsten silicide has been removed and a second region remaining through the lithography and etching steps, Implanting arsenic ions at a predetermined dose into the entire region where the transistor of the logic device is formed, and forming a plurality of insulating film regions having different thicknesses by changing the material of the gate electrode. It is characterized by.

【0015】上記第1乃至第4の態様によれば、以下の
作用が奏される。即ち、本発明の第1の態様によれば、
メモリデバイスのトランスファゲートとなるべきトラン
ジスタのゲート電極上のみに絶縁膜が形成された後にサ
リサイド工程を行うことにより、SACとサリサイドが
両立されることになる。
According to the above-described first to fourth aspects, the following operations are provided. That is, according to the first aspect of the present invention,
By performing the salicide process after forming the insulating film only on the gate electrode of the transistor that is to be the transfer gate of the memory device, both SAC and salicide are achieved.

【0016】上記第1の態様によれば更に、メモリのう
ちでもDRAMとロジックを混載する場合、ゲート電極
にドーピングを行うにあたり、DRAMのワードライン
のみ不純物濃度を低下することにより、ゲート電極の空
乏化現象を応用して、ワードラインのみ実効的な酸化膜
が厚くされることになる。
Further, according to the first aspect, when DRAM and logic are mixed among the memories, the impurity concentration of only the word line of the DRAM is reduced when doping the gate electrode, thereby depleting the gate electrode. By applying the oxidation phenomenon, the effective oxide film is increased only in the word line.

【0017】上記第2の態様によれば、全てのゲート電
極上に絶縁膜が残されるが、領域に応じてその膜厚が変
えられることで、同一半導体装置の異なる領域で実効的
に異なるゲート絶縁膜が形成される。上記第3の態様に
よれば、ゲート電極の材質を変えられることで、同一半
導体装置の異なる領域で実効的に異なる複数のゲート絶
縁膜が形成される。
According to the second aspect, the insulating film is left on all the gate electrodes, but the film thickness is changed according to the region, so that the gates which are different in the same semiconductor device are effectively different. An insulating film is formed. According to the third aspect, by changing the material of the gate electrode, a plurality of effectively different gate insulating films are formed in different regions of the same semiconductor device.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、図1及び図2を参照して、
本発明の一実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説
明する。先ず、シリコン基板1上にPウェル2、Nウェ
ル3を形成した後、LOCOS(Local Oxidation Si
licon )法により素子分離領域4を形成する。その後、
6nmのゲート酸化膜5を熱酸化により形成し、次いで
ポリシリコン6を300nm堆積する。その後、当該ポ
リシリコン6上に熱酸化法にて10nmの酸化膜7を形
成し、当該酸化膜7の上にSiN8をCVD(Chemical
Vapor Deposition)法により200nm堆積する。そ
の後、公知のフォトリソグラフィ工程を経て、SiN8
の上にマスク9を堆積し、上記ポリシリコン6、酸化膜
7、SiN8をRIE(Reactive Ion Etching)によ
りエッチングする(図1(a)参照)。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIGS. 1 and 2,
A method for manufacturing a semiconductor device according to one embodiment of the present invention will be described. First, after a P well 2 and an N well 3 are formed on a silicon substrate 1, a LOCOS (Local Oxidation Si
The element isolation region 4 is formed by the licon method. afterwards,
A 6 nm gate oxide film 5 is formed by thermal oxidation, and then a polysilicon 6 is deposited to a thickness of 300 nm. Thereafter, an oxide film 7 of 10 nm is formed on the polysilicon 6 by a thermal oxidation method, and SiN 8 is formed on the oxide film 7 by CVD (Chemical).
200 nm is deposited by a vapor deposition method. Then, through a known photolithography process, the SiN8
A mask 9 is deposited thereon, and the polysilicon 6, oxide film 7, and SiN 8 are etched by RIE (Reactive Ion Etching) (see FIG. 1A).

【0019】こうしてゲート電極を形成した後に、LD
Dトランジスタ構造を実現する為の中濃度のソース・ド
レイン領域10,11を形成する。このために、本実施
の形態では、nMOS領域のみAsを50keVで7E
13cm-2のドーズ量で、pMOS部分のみBF2+を
40keVで5E13cm-2のドーズ量でイオン注入し
て、ランプアニール法に900℃、10秒の活性化アニ
ールを行うこととしている(図1(b)参照)。
After forming the gate electrode in this manner, the LD
Medium concentration source / drain regions 10 and 11 for realizing a D transistor structure are formed. For this reason, in the present embodiment, As is applied at 50 keV for 7E only in the nMOS region.
A dose of 13cm -2, and ion-implanted at a dose of 5E13 cm -2 at 40keV a BF2 + only pMOS portion, 900 ° C. in the lamp annealing is set to be performed for 10 seconds activation annealing (Fig. 1 (b )reference).

【0020】続いて、フォトリソグラフィ工程により、
メモリセルのトランスファーゲートとなるべきトランジ
スタのゲート電極16のみをレジストで覆い、次いで、
通常のトランジスタのゲート電極17,18部分のSi
N8とその下層の酸化膜7を公知のCDE(Chemical
Dry Etching)法、薬液によるエッチング法により除去
する。その後に、SiNを50nm堆積し、RIEによ
って全体をエッチバックすることにより、各ゲート電極
においてSiNのサイドウォール12を形成する。この
とき、メモリセルのトランスファーゲートトランジスタ
のゲート電極上にはSiN膜8が残されており、ゲート
電極全体がSiNで被覆された構造となっている(図1
(c)参照)。
Subsequently, by a photolithography process,
Only the gate electrode 16 of the transistor to be the transfer gate of the memory cell is covered with a resist,
The gate electrodes 17 and 18 of the normal transistor
N8 and the underlying oxide film 7 are formed by a known CDE (Chemical
Dry etching) and chemical etching. Thereafter, SiN is deposited to a thickness of 50 nm, and the whole is etched back by RIE, thereby forming a sidewall 12 of SiN at each gate electrode. At this time, the SiN film 8 remains on the gate electrode of the transfer gate transistor of the memory cell, and the entire gate electrode is covered with SiN (FIG. 1).
(C)).

【0021】次に、nMOSのみリン・イオンを40k
eVで7E15cm-2のドーズ量をイオン注入し、pM
OSのみBF2イオンを40keVで5E15cm-2
ドーズ量をイオン注入し、nMOSのソース・ドレイン
領域14aとゲート電極14b、pMOSのソース・ド
レイン領域13bとゲート電極13aをそれぞれn+
型、p+型にドーピングし、ランプアニール法にて10
00℃、10秒のアニールで活性化を行う。その後、T
iを30nmスパッタし、ランプアニール法で750
℃、30秒のアニールを行ってTiとSiを反応させた
後、ゲート電極の側壁等に未反応のまま残留しているT
iを硫酸と過酸化水素水の混合溶液により除去する。こ
れに続いて、ソース・ドレイン14aとゲート電極14
上に形成されたTiシリサイドを低抵抗化するために、
850℃、30秒のランプ・アニールを行う。これによ
って、トランジスタ全体が形成される(図2(a))。
Next, only nMOS is doped with phosphorus ions at 40 k.
A dose of 7E15 cm -2 is ion-implanted with eV, and pM
Only OS is implanted with BF2 ions at 40 keV and at a dose of 5E15 cm -2 , and the nMOS source / drain region 14a and gate electrode 14b and the pMOS source / drain region 13b and gate electrode 13a are respectively n +
Doping into p-type and 10% by lamp annealing
Activation is performed by annealing at 00 ° C. for 10 seconds. Then, T
i is sputtered for 30 nm, and 750 is formed by a lamp annealing method.
After annealing at 30 ° C. for 30 seconds to allow Ti and Si to react with each other, T
i is removed by a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution. Subsequently, the source / drain 14a and the gate electrode 14
To lower the resistance of the Ti silicide formed on it,
Perform lamp annealing at 850 ° C. for 30 seconds. Thus, the entire transistor is formed (FIG. 2A).

【0022】その後、メモリ部が例えばDRAMであれ
ば、公知の方法によりスタックト型のキャパシタを形成
する工程を行った後に、また、完全CMOS型のSRA
Mセルであれば、直ちに層間絶縁膜となるSiO2 19
をCVD法により堆積し、次いでリソグラフィ工程によ
りコンタクト孔をレジストパターンにより形成した後、
SiNと選択比のとれる条件でSiO2 19をエッチン
グし、レジストを剥離する。その後、Al配線20を形
成して、集積度の高いメモリと高性能トランジスタで形
成されているロジック回路を1チップに混載した半導体
装置を実現する(図2(b)参照)。
Thereafter, if the memory section is, for example, a DRAM, a step of forming a stacked capacitor by a known method is performed, and then a full CMOS type SRA is formed.
In the case of an M cell, SiO 2 19 which immediately becomes an interlayer insulating film
Is deposited by a CVD method, and then a contact hole is formed by a lithography process using a resist pattern.
The SiO 2 19 is etched with take conditions of SiN and selection ratio, the resist is removed. Thereafter, an Al wiring 20 is formed to realize a semiconductor device in which a logic circuit formed of a highly integrated memory and a high-performance transistor is mounted on one chip (see FIG. 2B).

【0023】尚、上記ゲート電極の上に堆積しているS
iN8の膜厚と、ソース・ドレインとゲート電極にドー
ピングするn+のイオン注入条件との組み合わせによっ
ては(例えば、SiN膜厚15nm、n+イオン注入、
As+イオン注入、60keVドーズ量7E15cm-2
の組み合わせ)、SiN8ごしにn+イオン注入される
トランスファゲートトランジスタのゲート電極のみ不純
物濃度を低下させ、ゲート空乏化現象により実効的なゲ
ート酸化膜の厚さを厚くできる。
The S deposited on the gate electrode
Depending on the combination of the iN8 film thickness and the n + ion implantation conditions for doping the source / drain and the gate electrode (for example, SiN film thickness 15 nm, n + ion implantation,
As + ion implantation, 60 keV dose 7E15 cm -2
), The impurity concentration is reduced only in the gate electrode of the transfer gate transistor in which n + ions are implanted through SiN8, and the effective gate oxide film thickness can be increased by the gate depletion phenomenon.

【0024】これにより、トランスファゲートの酸化膜
のみ高電圧のかかるDRAMにおいては、物理的酸化膜
厚は全て高性能ロジックデバイスから要求される薄めの
6nmでありながら、電気的にはトランスファゲートの
み8nmとして働くといった、高性能ロジックトランジ
スタとDRAMをそれぞれ要求するゲート酸化膜厚を単
純なプロセスにより実現しつつ1チップ上に混載するこ
とが可能となる。
Thus, in a DRAM in which only the oxide film of the transfer gate is applied with a high voltage, the physical oxide film thickness is 6 nm, which is a small value required for a high performance logic device, but only the transfer gate is 8 nm electrically. The gate oxide film thickness required for each of the high-performance logic transistor and the DRAM, such as working as a semiconductor device, can be mixedly mounted on one chip while being realized by a simple process.

【0025】また、上記実施の形態では、メモリ部のゲ
ート電極がポリシリコンの場合のみについての手法を述
べたが、これが例えばWSi/ポリシリコンの2層構造
になっているポリサイド構造であっても容易に類推でき
る製造方法で同様の効果を実現することができることは
勿論である。即ち、メモリ部のトランスファゲート以外
のゲート電極を露出し、その上のSiN8、酸化膜7を
除去した後、さらにポリシリコン上のWSiを除去すれ
ば良いことになる。
Further, in the above-described embodiment, a method has been described in which only the gate electrode of the memory portion is made of polysilicon. However, even if this is a polycide structure having a two-layer structure of WSi / polysilicon, for example. Needless to say, a similar effect can be realized by a manufacturing method that can be easily analogized. That is, after exposing the gate electrodes other than the transfer gate in the memory section, removing the SiN 8 and the oxide film 7 thereon, the WSi on the polysilicon may be further removed.

【0026】以上、ゲート電極の上に絶縁膜(この場合
はSiN膜)を残すか否かにより、実効的なゲート絶縁
膜を複数設定できる半導体装置の製造方法、及び特にそ
のダイナミックRAMとロジック回路を混載したLSI
への応用例を示した。
As described above, a method of manufacturing a semiconductor device in which a plurality of effective gate insulating films can be set depending on whether or not an insulating film (in this case, an SiN film) is left on the gate electrode, and particularly a dynamic RAM and a logic circuit thereof LSI mixed with
Examples of application to

【0027】このような、同一半導体装置の異なる領域
で実効的に異なるゲート絶縁膜を実現するといった効果
は、全てのゲート電極上に絶縁膜を残すが、領域に応じ
てその膜厚を変えることによっても得ることができる。
即ち、6nmのゲート酸化膜を形成した後、ゲート電極
として250nmのポリシリコンを堆積した後、300
nmのSiNを堆積し、リソグラフィ工程と、エッチン
グ工程を経て、SiNの残膜が300nmの領域I、1
50nmの領域II、0nmの領域III を形成する。その
後、nMOSFETを形成する領域全体に砒素を50k
eV、5E15cm-2のドーズ量でイオン注入を行う。
このようにすれば、電気的に、6nmに近い実効的酸化
膜の領域III と、8nmに近い領域Iと、その中間で7
nmに近い領域IIを形成することができる。
The effect of realizing different gate insulating films in different regions of the same semiconductor device is to leave the insulating films on all the gate electrodes, but to change the thickness according to the regions. Can also be obtained by
That is, after a 6-nm gate oxide film is formed, 250-nm polysilicon is deposited as a gate electrode,
After the lithography process and the etching process, the remaining film of
A region II of 50 nm and a region III of 0 nm are formed. Then, arsenic is applied for 50 k over the entire region for forming the nMOSFET.
Ion implantation is performed at a dose of eV, 5E15 cm -2 .
In this way, the effective oxide film region III close to 6 nm, the region I close to 8 nm, and 7 in between.
A region II close to nm can be formed.

【0028】また、同様な効果は、ゲート電極の材質を
変えることによっても得ることができる。即ち、6nm
のゲート酸化膜を形成した後、ポリシリコンを250n
mLP−CVD法で堆積し、さらにタングステンシリサ
イドを200nmスパッタ法により堆積する。その後、
リソグラフィとエッチング工程を経て、タングステンシ
リサイドを除去した領域Iとそのまま残した領域IIを形
成する。その後、nMOSFETを形成する領域全体に
砒素イオンを50keV、5E15cm-2のドーズ量で
イオン注入を行う。これによれば、電気的に、6nmに
近い実効的酸化膜の領域Iと、8nmに近い領域IIを形
成することができる。
The same effect can be obtained by changing the material of the gate electrode. That is, 6 nm
After forming a gate oxide film of
Deposited by the mLP-CVD method, and tungsten silicide is further deposited by a 200 nm sputtering method. afterwards,
Through lithography and etching steps, a region I where tungsten silicide is removed and a region II where the tungsten silicide is left are formed. Thereafter, arsenic ions are implanted into the entire region where the nMOSFET is to be formed at 50 keV and at a dose of 5E15 cm −2 . According to this, the region I of the effective oxide film close to 6 nm and the region II close to 8 nm can be electrically formed.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
メモリデバイス側からの要求の強いSAC技術とロジッ
クデバイス側から要求の強いサリサイド技術を同時に採
用することを可能とし、高集積メモリデバイスと高性能
ロジックデバイスとを、両者の特徴を損なうことなく、
1チップ上に混載可能とする半導体装置の製造方法を提
供することができる。
As described in detail above, according to the present invention,
It is possible to simultaneously employ the SAC technology, which has a strong demand from the memory device, and the salicide technology, which has a strong demand from the logic device, so that highly integrated memory devices and high-performance logic devices can be used without impairing the characteristics of both.
It is possible to provide a method of manufacturing a semiconductor device which can be mounted on one chip.

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

【図1】本発明の一実施の形態に係る半導体装置の製造
工程を示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a manufacturing process of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施の形態に係る半導体装置の製造
工程を示す図である。
FIG. 2 is a view illustrating a manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention;

【図3】従来技術に係る半導体装置の構成を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a semiconductor device according to a conventional technique.

【図4】従来技術に係るDRAMのメモリセルの基本構
成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a basic configuration of a memory cell of a DRAM according to a conventional technique.

【図5】一般的なサリサイド工程を説明するための図で
ある。
FIG. 5 is a view for explaining a general salicide process.

【符号の説明】 1 シリコン基板 2 Pウェル 3 Nウェル 4 素子分離領域 5 ゲート酸化膜 6 ポリシリコン 7 酸化膜 8 SiN 9 マスク 10 ソース・ドレイン領域(nMOS) 11 ソース・ドレイン領域(pMOS) 12 サイドウォール 13aソース・ドレイン領域(nMOS) 13bゲート電極 14aゲート電極 14bソース・ドレイン領域(pMOS) 15 TiSiO2 16 ゲート電極 17 ゲート電極 18 ゲート電極 19 SiO 20 Al配線[Description of Signs] 1 silicon substrate 2 P well 3 N well 4 element isolation region 5 gate oxide film 6 polysilicon 7 oxide film 8 SiN 9 mask 10 source / drain region (nMOS) 11 source / drain region (pMOS) 12 side Wall 13a Source / drain region (nMOS) 13b Gate electrode 14a Gate electrode 14b Source / drain region (pMOS) 15 TiSiO 2 16 Gate electrode 17 Gate electrode 18 Gate electrode 19 SiO 2 20 Al wiring

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 メモリデバイスとロジックデバイスを1
チップに混載する半導体装置の製造方法において、 上記メモリデバイスのトランジスタの少なくとも一部の
ゲート電極上に第1の絶縁膜を積層する工程と、 上記第1の絶縁膜と種類の異なる第2の絶縁膜を上記メ
モリデバイス及びロジックデバイスに堆積する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
1. A memory device and a logic device,
In a method of manufacturing a semiconductor device mixedly mounted on a chip, a step of laminating a first insulating film on at least a part of a gate electrode of a transistor of the memory device; and a second insulating layer different in type from the first insulating film. Depositing a film on the memory device and the logic device;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項2】 上記第1の絶縁膜がSiNであり、上記
第2の絶縁膜がSiO2 であり、上記第1の絶縁膜がゲ
ート電極上に積層されたトランジスタがメモリデバイス
のトランスファーゲートであることを特徴とする請求項
1に記載の半導体装置。
2. The transistor according to claim 1, wherein the first insulating film is SiN, the second insulating film is SiO 2 , and the transistor in which the first insulating film is stacked on a gate electrode is a transfer gate of a memory device. The semiconductor device according to claim 1, wherein:
【請求項3】 上記メモリデバイスの少なくともトラン
スファーゲートのゲート電極のポリシリコン中の不純物
濃度を、他の同型不純物を導入しているゲート電極中の
ポリシリコンの不純物濃度より低くし、且つ当該低濃度
により上記トランスファーゲートを空乏化することによ
り、当該トランスファゲートの実効的なゲート電極の絶
縁膜厚を他のトランジスタより厚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。
3. An impurity concentration in at least a polysilicon of a gate electrode of a transfer gate of the memory device is lower than an impurity concentration of polysilicon in a gate electrode into which another same-type impurity is introduced. 2. The method according to claim 1, wherein the transfer gate is depleted so that the effective thickness of the gate electrode of the transfer gate is larger than that of another transistor.
【請求項4】 メモリデバイスとロジックデバイスを1
チップに混載する半導体装置の製造方法において、 ゲート酸化膜を形成する工程と、 上記ゲート酸化膜上にゲート電極としてポリシリコンを
積層する工程と、 上記ポリシリコン上にSiNを積層する工程と、 リソグラフィ工程とエッチング工程を経て、上記SiN
の残膜が異なる複数の領域を形成する工程と、 上記メモリデバイスとロジックデバイスのトランジスタ
を形成すべき領域全体に砒素を所定のドーズ量でイオン
注入する工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. A memory device and a logic device,
A method of manufacturing a semiconductor device to be mounted on a chip, a step of forming a gate oxide film, a step of stacking polysilicon as a gate electrode on the gate oxide film, a step of stacking SiN on the polysilicon, and lithography. Through the process and the etching process, the above SiN
Forming a plurality of regions having different residual films, and implanting arsenic with a predetermined dose into the entire region where transistors of the memory device and the logic device are to be formed. Device manufacturing method.
【請求項5】 メモリデバイスとロジックデバイスを1
チップに混載する半導体装置の製造方法において、 ゲート酸化膜を形成する工程と、 上記ゲート酸化膜上にポリシリコンを積層する工程と、 上記ポリシリコン上にタングステンシリサイドを積層す
る工程と、 リソグラフィとエッチング工程を経て、上記タングステ
ンシリサイドを除去した第1の領域と残存させた第2の
領域を形成する工程と、 上記メモリデバイスとロジックデバイスのトランジスタ
を形成する領域全体に砒素イオンを所定のドーズ量でイ
オン注入する工程と、を有し、上記ゲート電極の材質を
変えることで、膜厚の異なる複数の絶縁膜領域を形成す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. A memory device and a logic device,
In a method of manufacturing a semiconductor device to be mounted on a chip, a step of forming a gate oxide film, a step of stacking polysilicon on the gate oxide film, a step of stacking tungsten silicide on the polysilicon, lithography and etching Forming a first region from which the tungsten silicide has been removed and a second region left by removing the tungsten silicide; and arsenic ions at a predetermined dose over the entire region where transistors of the memory device and the logic device are to be formed. Forming a plurality of insulating film regions having different thicknesses by changing the material of the gate electrode.
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JP2004274025A (en) * 2003-02-21 2004-09-30 Renesas Technology Corp Semiconductor device and its manufacturing method
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