JPH1187636A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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JPH1187636A
JPH1187636A JP9245352A JP24535297A JPH1187636A JP H1187636 A JPH1187636 A JP H1187636A JP 9245352 A JP9245352 A JP 9245352A JP 24535297 A JP24535297 A JP 24535297A JP H1187636 A JPH1187636 A JP H1187636A
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JP
Japan
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insulating film
film
oxide film
memory
mos transistor
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JP9245352A
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Japanese (ja)
Inventor
Seiichiro Yokokura
誠一郎 横倉
Satoshi Yoneda
智 米田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To minimize the occupation area of a memory cell capacitor, by equalizing the thickness of an induced insulating film of the capacitor to thinner one either of a gate insulating film of a MOS transistor or a gate insulating film adjacent to a semiconductor substrate of an EPROM. SOLUTION: A gate oxide film Lox is pattern-formed on a gate electrode forming region of a MOS transistor at a first oxide film 3, and a second oxide film 5 thinner than the film Lox and covering a surface of a silicon substrate 1 or the other region is formed. The film 5 covers a gate oxide film E<2> ox of an E<2> PROM region and an oxide film Cox as a dielectric film of a memory capacitor region of a DRAM. It is divided into the films 3 and 5 to be optimized. And, a thickness of Cox can be matched to smaller thickness of the E<2> ox and Lox . The thickness of the capacitor is reduced to minimize the occupation area of the capacitor.

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MOSトランジスタ
を含むロジック部とメモリ部とを混載した半導体装置に
係り、特にロジック部と、ダイナミック型ランダムアク
セスメモリ及び書き換え可能な不揮発性メモリを含むメ
モリ部とを同一チップ上に混載した半導体装置に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device in which a logic section including a MOS transistor and a memory section are mixedly mounted, and more particularly to a logic section and a memory section including a dynamic random access memory and a rewritable nonvolatile memory. And a semiconductor device in which the same is mixedly mounted on the same chip.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、MOSトランジスタを含むロジッ
ク部とメモリ部とを混載した半導体装置には、ロジック
部と書き替え可能な不揮発性メモリ(以下E2 PRO
M;Electrically Erasable and Programmable Read On
ly Memory と略称する)との2者を混載したもの、及び
ロジック部とダイナミック型ランダムアクセスメモリ
(以下DRAM; Dynamic Random Access Memoryと略称
する)との2者を混載したものは存在したが、ロジック
部とDRAMとE2 PROMとの3者を1チップ上に混
載したものは存在せず、これに対応する適切なメモリセ
ルキャパシタの形成方法も知られていなかった。
2. Description of the Related Art Conventionally, a semiconductor device in which a logic portion including a MOS transistor and a memory portion are mixedly mounted has a nonvolatile memory (hereinafter referred to as E 2 PRO) which can be rewritten with the logic portion.
M; Electrically Erasable and Programmable Read On
ly Memory) and a logic part and a dynamic random access memory (hereinafter abbreviated as DRAM). There is no device in which a memory device, a DRAM, and an E 2 PROM are mixedly mounted on one chip, and an appropriate method of forming a memory cell capacitor corresponding to this is not known.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
のロジック・メモリ混載型の半導体装置には、MOSト
ランジスタを含むロジック部とDRAMとE2 PROM
との3者を混載したものが存在せず、これに対応する適
切なメモリセルキャパシタの形成方法が存在しないとい
う問題があった。
As described above, a conventional logic / memory mixed type semiconductor device includes a logic section including a MOS transistor, a DRAM and an E 2 PROM.
However, there is a problem in that there is no device in which the above three are mixed, and there is no corresponding method of forming a memory cell capacitor.

【0004】本発明は上記の問題点を解決すべくなされ
たもので、前記3者を混載した半導体装置における適切
なメモリセルキャパシタとその製造方法を提供すること
を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide a memory cell capacitor suitable for a semiconductor device in which the above three components are mixed and a manufacturing method thereof.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
MOSトランジスタを含むロジック部とメモリ部とが同
一チップ上に搭載されたロジック・メモリ混載型の半導
体装置であって、前記メモリ部は、メモリセルキャパシ
タを含むDRAMからなる部分と、E2PROMからな
る部分とを有するものであり、前記メモリセルキャパシ
タの誘電絶縁膜の厚さが、MOSトランジスタのゲート
絶縁膜の厚さとE2 PROMの半導体基板に隣接するゲ
ート絶縁膜の厚さとのうち、いずれか薄い方に等しくさ
れたことを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a semiconductor device comprising:
A logic / memory mixed type semiconductor device in which a logic portion including a MOS transistor and a memory portion are mounted on the same chip, wherein the memory portion includes a portion including a DRAM including a memory cell capacitor and an E 2 PROM. Wherein the thickness of the dielectric insulating film of the memory cell capacitor is either the thickness of the gate insulating film of the MOS transistor or the thickness of the gate insulating film adjacent to the semiconductor substrate of the E 2 PROM. Or thinner.

【0006】本発明の半導体装置の製造方法は、素子分
離領域が形成された半導体基板上に第1の絶縁膜を形成
する工程と、この第1の絶縁膜上のMOSトランジスタ
のゲート電極形成領域にレジスト膜をパターン形成する
工程と、このレジスト膜をマスクとして、第1の絶縁膜
をエッチングすることにより、レジスト膜で覆われたM
OSトランジスタのゲート電極形成領域以外の第1の絶
縁膜を除去する工程と、このように第1の絶縁膜が除去
され、半導体基板が露出した領域に前記第1の絶縁膜よ
り薄い第2の絶縁膜を形成する工程とを有し、この第2
の絶縁膜をDRAMのメモリセルキャパシタの誘電絶縁
膜、及びE2 PROMの半導体基板に隣接するゲート絶
縁膜として、DRAM及びE2 PROMを含むメモリ部
と、前記MOSトランジスタを含むロジック部とを同一
チップ上に混載することを特徴とする。
According to a method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a step of forming a first insulating film on a semiconductor substrate having an element isolation region formed thereon, and a step of forming a gate electrode of a MOS transistor on the first insulating film are performed. Patterning a resist film on the substrate and etching the first insulating film using the resist film as a mask, so that M
Removing the first insulating film other than the gate electrode formation region of the OS transistor; and removing the first insulating film in the region where the first insulating film is removed and exposing the semiconductor substrate. Forming an insulating film.
The same insulating film of DRAM memory cell capacitor of the dielectric insulating film, and a gate insulating film adjacent to the semiconductor substrate of the E 2 PROM, a memory unit including a DRAM and E 2 PROM, and a logic portion including said MOS transistor It is characterized by being mixedly mounted on a chip.

【0007】また本発明の半導体装置の製造方法は、素
子分離領域が形成された半導体基板上に第1の絶縁膜を
形成する工程と、この第1の絶縁膜上のE2 PROMの
ゲート電極形成領域にレジスト膜をパターン形成する工
程と、このレジスト膜をマスクとして、第1の絶縁膜を
エッチングすることにより、レジスト膜で覆われたE2
PROMの、ゲート電極形成領域以外の第1の絶縁膜を
除去する工程と、この第1の絶縁膜が除去され、半導体
基板が露出した領域に前記第1の絶縁膜より薄い第2の
絶縁膜を形成する工程とを有し、この第2の絶縁膜をD
RAMのメモリセルキャパシタの誘電絶縁膜、及びMO
Sトランジスタのゲート絶縁膜として、DRAM及びE
2 PROMを含むメモリ部と、前記MOSトランジスタ
を含むロジック部とを同一チップ上に混載することを特
徴とする。
Further, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a step of forming a first insulating film on a semiconductor substrate having an element isolation region formed thereon, and a step of forming a gate electrode of an E 2 PROM on the first insulating film A step of patterning a resist film in the formation region, and etching of the first insulating film using the resist film as a mask, thereby forming E 2 covered with the resist film.
Removing the first insulating film other than the gate electrode forming region of the PROM; and removing the first insulating film and exposing the semiconductor substrate to a second insulating film thinner than the first insulating film in a region where the semiconductor substrate is exposed. Forming the second insulating film with D
Dielectric insulating film of memory cell capacitor of RAM and MO
DRAM and E as the gate insulating film of the S transistor
A memory unit including a 2 PROM, characterized in that it mounted on the same chip and a logic portion including the MOS transistor.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図1は本発明の第1の実施
の形態に係る半導体装置の構造を示す断面図である。以
下、E2 PROMの半導体基板に隣接するゲート酸化膜
をE2 ox、ロジック部のMOSトランジスタのゲート酸
化膜をLox、DRAMのメモリセルキャパシタの誘電体
膜として用いる酸化膜をCoxとよぶことにする。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing the structure of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. Hereinafter, the gate oxide film adjacent to the semiconductor substrate of the E 2 PROM is referred to as E 2 ox, the gate oxide film of the MOS transistor in the logic section is referred to as Lox, and the oxide film used as the dielectric film of the DRAM memory cell capacitor is referred to as Cox. I do.

【0009】本発明のロジック・メモリ混載型の半導体
装置においては、E2 PROM領域と、MOSトランジ
スタを含むロジックトランジスタ領域と、DRAMのメ
モリセルキャパシタ領域がシリコン基板1の上に形成さ
れる。
In the logic / memory hybrid type semiconductor device of the present invention, an E 2 PROM region, a logic transistor region including a MOS transistor, and a DRAM memory cell capacitor region are formed on a silicon substrate 1.

【0010】図1は、これらの各領域を構成する素子の
断面形状を模式的に示したものである。ここに示したM
OSトランジスタは、必ずしもロジック部を構成するト
ランジスタのみに限らず、DRAMのメモリセルキャパ
シタを充放電するスイッチング用のMOSトランジスタ
であってもよい。
FIG. 1 schematically shows a cross-sectional shape of an element constituting each of these regions. M shown here
The OS transistor is not limited to a transistor constituting the logic unit, but may be a switching MOS transistor for charging and discharging a memory cell capacitor of a DRAM.

【0011】図1に示す本発明のロジック・メモリ混載
型の半導体装置は、通常のLOCOS(Local Oxidatio
n of Silicon)を用いて形成された素子分離領域2と、
シリコン基板1の表面に形成された第1の酸化膜3、す
なわちロジックトランジスタ領域において、この第1の
酸化膜3をMOSトランジスタのゲート電極形成領域に
パターン形成したLoxと、このLoxよりも薄くされ、か
つシリコン基板表面のその他の領域を覆う第2の酸化膜
5、すなわちこの第2の酸化膜5をそれぞれE2 PRO
M領域におけるE2 oxとDRAMのメモリセルキャパシ
タ領域におけるCoxとを有する構造からなるものであ
る。
The logic-memory mixed type semiconductor device of the present invention shown in FIG. 1 is a conventional LOCOS (Local Oxidatio).
n of Silicon), and an element isolation region 2 formed using
In the first oxide film 3 formed on the surface of the silicon substrate 1, that is, in the logic transistor region, the first oxide film 3 is patterned in the gate electrode formation region of the MOS transistor, and is made thinner than this Lox. and silicon second oxide film 5 covering the other regions of the substrate surface, i.e. E 2 oxide film 5 of the second, respectively PRO
It has a structure having E 2 ox in the M region and Cox in the memory cell capacitor region of the DRAM.

【0012】DRAMのメモリセルキャパシタの電極6
aとMOSトランジスタのゲート電極6bとE2 PRO
Mのゲート電極6cは多結晶シリコンからなり、それぞ
れ所定の位置にパターン形成される。ゲート電極6cが
2 PROMのフローティングゲートとなる場合には、
ゲート電極6cの上にさらに第3の酸化膜を介して制御
ゲート電極が形成されるが、これらは本発明との関連が
ないので説明を省略する。
The electrode 6 of the memory cell capacitor of the DRAM
a, the gate electrode 6b of the MOS transistor and E 2 PRO
The M gate electrode 6c is made of polycrystalline silicon, and is patterned at predetermined positions. When the gate electrode 6c becomes a floating gate of the E 2 PROM,
A control gate electrode is further formed on the gate electrode 6c with a third oxide film interposed therebetween. However, since these are not related to the present invention, the description is omitted.

【0013】10、11はゲート電極6b等をマスクと
して多結晶シリコンが除去された開口部8、9から、ド
ーパントが酸化膜5を通じてイオン注入されたMOSト
ランジスタのソース・ドレイン拡散層である。ソース・
ドレイン電極(図示せず)は第2の酸化膜5を開口して
前記ソース・ドレイン拡散層10、11に接続される。
Reference numerals 10 and 11 denote source / drain diffusion layers of a MOS transistor in which a dopant is ion-implanted through the oxide film 5 from the openings 8 and 9 from which polycrystalline silicon has been removed using the gate electrode 6b and the like as a mask. Source·
A drain electrode (not shown) is opened to the second oxide film 5 and connected to the source / drain diffusion layers 10 and 11.

【0014】従来のロジック部とE2 PROMとの2者
を混載したもの、及びロジック部とDRAMとの2者を
混載したものでは、上記のように第1の酸化膜3と第2
の酸化膜5とを区別することなく、これらを1つの酸化
膜として前記2者を混載していた。
[0014] In the conventional one in which the logic part and the E 2 PROM are mounted together, and in the case in which the logic part and the DRAM are mounted together, as described above, the first oxide film 3 and the second oxide film are formed.
Without distinguishing them from each other, these two films are mounted together as one oxide film.

【0015】したがって従来の2者を混載した半導体装
置の構造をそのまま拡張してロジック部とE2 PROM
とDRAMとの3者を混載した半導体装置を構成すれ
ば、第1の酸化膜3と第2の酸化膜5が1つの共通の酸
化膜になるので、構造的には単純化するが、DRAMの
メモリセルキャパシタの絶縁膜Coxの厚さが、E2 PR
OMの基板に隣接するゲート絶縁膜E2 oxの厚さとMO
Sトランジスタのゲート絶縁膜Loxの厚さとのうち、そ
れぞれの要求性能と歩留まり及び信頼性上許されるより
厚い方の最悪設計値に統一されるため、キャパシタの絶
縁膜としては必要以上に厚いものとなる。
Therefore, the structure of the conventional semiconductor device in which the two devices are mixed is directly extended and the logic portion and the E 2 PROM are
And a DRAM, the first oxide film 3 and the second oxide film 5 become one common oxide film, which simplifies the structure. insulating film thickness of Cox memory cell capacitor, E 2 PR
The thickness and MO of the gate insulating film E 2 ox adjacent to the OM substrate
Of the thicknesses of the gate insulating film Lox of the S transistor, the required performance, yield and reliability are unified to the thickest worst design value, so that the capacitor insulating film must be thicker than necessary. Become.

【0016】周知のとおり、DRAMの集積密度を高め
るためには、メモリセルキャパシタに求められる一定の
容量値を維持しつつ、その専有面積を最小にすることが
必要である。すなわち、メモリセルキャパシタの絶縁膜
Coxの厚さは可能な限り小さくしなければならない。し
たがって従来技術の延長では1つの共通の酸化膜となる
ものを、上記のように第1の酸化膜3と第2の酸化膜5
に分けて、それぞれ最適化を図ることにより、前記メモ
リセルキャパシタの酸化膜Coxの厚さをE2 PROMの
基板に隣接するゲート酸化膜の厚さE2 oxとMOSトラ
ンジスタのゲート酸化膜Loxの厚さとのうちより小さい
方に合わせることができる。
As is well known, in order to increase the integration density of a DRAM, it is necessary to minimize the area occupied by a memory cell capacitor while maintaining a constant capacitance value. That is, the thickness of the insulating film Cox of the memory cell capacitor must be as small as possible. Therefore, in the extension of the prior art, what becomes one common oxide film is replaced with the first oxide film 3 and the second oxide film 5 as described above.
By optimizing each of them, the thickness of the oxide film Cox of the memory cell capacitor is adjusted to the thickness E 2 ox of the gate oxide film adjacent to the substrate of the E 2 PROM and the thickness of the gate oxide film Lox of the MOS transistor. It can be adjusted to the smaller of thickness and thickness.

【0017】図1に示す例では、メモリセルキャパシタ
の酸化膜Coxの厚さはE2 PROMの基板に隣接するゲ
ート酸化膜の厚さE2 oxに等しくされている。E2 PR
OMの基板に隣接するゲート酸化膜E2 oxには、書き込
み読み出し際して、DRAMのメモリセルキャパシタの
酸化膜Coxよりもずっと大きい電界強度が加えられるた
め、これに耐える酸化膜であれば同時に前記キャパシタ
の酸化膜Coxとして用いることができる。
In the example shown in FIG. 1, the thickness of the oxide film Cox of the memory cell capacitor is made equal to the thickness E 2 ox of the gate oxide film adjacent to the substrate of the E 2 PROM. E 2 PR
The electric field intensity much larger than the oxide film Cox of the memory cell capacitor of the DRAM is applied to the gate oxide film E 2 ox adjacent to the OM substrate at the time of writing and reading. It can be used as an oxide film Cox of the capacitor.

【0018】本第1の実施の形態の変形例として、半導
体装置の設計上、E2 PROMの基板に隣接するゲート
酸化膜の厚さCoxよりもMOSFETのゲート酸化膜の
厚さLoxを小さくする場合には、DRAMのメモリセル
キャパシタの酸化膜Coxの厚さをMOSFETのゲート
酸化膜の厚さLoxと等しくする。
As a modification of the first embodiment, in designing a semiconductor device, the thickness Lox of the gate oxide film of the MOSFET is made smaller than the thickness Cox of the gate oxide film adjacent to the substrate of the E 2 PROM. In this case, the thickness of the oxide film Cox of the memory cell capacitor of the DRAM is made equal to the thickness Lox of the gate oxide film of the MOSFET.

【0019】すなわち図1において、E2 PROMのゲ
ート電極6cの下部の酸化膜5と、MOSトランジスタ
のゲート電極6bの下部の酸化膜3との厚さを入れ替え
ればよい。前記キャパシタの電極6aの下部の酸化膜5
の厚さは、より薄くされたMOSトランジスタのゲート
電極下部の酸化膜の厚と等しくする。
That is, in FIG. 1, the thickness of the oxide film 5 under the gate electrode 6c of the E 2 PROM and the thickness of the oxide film 3 under the gate electrode 6b of the MOS transistor may be interchanged. Oxide film 5 under electrode 6a of the capacitor
Is made equal to the thickness of the oxide film below the gate electrode of the MOS transistor which has been made thinner.

【0020】MOSトランジスタのゲート酸化膜Loxに
はドレイン側に電界集中を生じるが、DRAMのメモリ
セルキャパシタの酸化膜Coxには均一な電界のみが印加
されるので、その厚さを前記ゲート酸化膜の厚さLoxに
等しくすれば十分な信頼性が得られる。
An electric field is concentrated on the drain side of the gate oxide film Lox of the MOS transistor, but only a uniform electric field is applied to the oxide film Cox of the memory cell capacitor of the DRAM. If the thickness is equal to the thickness Lox, sufficient reliability can be obtained.

【0021】次に図2、図3に基づき、本発明の第2の
実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明す
る。図2(a)に示すように、通常のLOCOS法を用
いてシリコン基板1の上にSiO2 の厚い熱酸化膜から
なる素子分離領域2を形成する。次に図2(b)に示す
ように、再度シリコン基板の表面を熱酸化することによ
り、SiO2 からなる一様な第1の熱酸化膜3を形成す
る。引き続き通常のリソグラフィーを用いてMOSトラ
ンジスタのゲート電極形成領域にレジスト膜4をパター
ン形成し、通常の活性イオンエッチング(以下RIE;
Reactive Ion Etchingと略称する)を用いて前記ゲート
電極形成領域以外の前記熱酸化膜3を除去することによ
り、シリコン基板1の表面を露出する。
Next, a method of manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 2 (a), an element isolation region 2 made of thick SiO 2 thermal oxide film using a conventional LOCOS method on the silicon substrate 1. Next, as shown in FIG. 2B, a uniform first thermal oxide film 3 made of SiO 2 is formed by thermally oxidizing the surface of the silicon substrate again. Subsequently, a resist film 4 is formed in a pattern in the gate electrode formation region of the MOS transistor by using normal lithography, and is subjected to normal active ion etching (hereinafter referred to as RIE;
The surface of the silicon substrate 1 is exposed by removing the thermal oxide film 3 other than the gate electrode formation region using Reactive Ion Etching).

【0022】次に図2(c)に示すようにレジスト膜4
を除去し、前記露出したシリコン基板1の表面を再度熱
酸化することにより、先にパターン形成されたゲート酸
化膜3よりも薄いSiO2 からなる第2の熱酸化膜5を
一様に形成する。このとき、さきにパターン形成された
MOSトランジスタのゲート酸化膜3の厚さも僅かに増
加するが、より薄い第2の熱酸化膜5の方が成長速度が
早いのでその影響は小さい。
Next, as shown in FIG.
Is removed, and the exposed surface of the silicon substrate 1 is thermally oxidized again to uniformly form a second thermal oxide film 5 made of SiO 2 thinner than the gate oxide film 3 previously formed. . At this time, the thickness of the gate oxide film 3 of the MOS transistor patterned earlier also slightly increases, but its influence is small because the thinner second thermal oxide film 5 has a higher growth rate.

【0023】次に図3(d)に示すように、通常のCV
D(Chemical Vapor Deposition )法を用いてシリコン
基板1の表面に電極・配線用の多結晶シリコン6を堆積
し、通常のリソグラフィー法を用いて、それぞれE2
ROMのゲート電極、MOSトランジスタのゲート電
極、及びDRAMのメモリセルキャパシタの電極となる
領域にレジスト膜7をパターニングする。このときこれ
らの各電極間を接続する配線も一部前記多結晶シリコン
により形成されるので、前記パターニングにはこれらの
一部の配線パターンも含まれる。
Next, as shown in FIG.
Polycrystalline silicon 6 for electrodes and wirings is deposited on the surface of the silicon substrate 1 using a D (Chemical Vapor Deposition) method, and E 2 P is formed using a normal lithography method.
The resist film 7 is patterned in regions that become the gate electrode of the ROM, the gate electrode of the MOS transistor, and the electrode of the memory cell capacitor of the DRAM. At this time, the wiring connecting these electrodes is also partially formed of the polycrystalline silicon, and thus the patterning includes a part of these wiring patterns.

【0024】このようにパターン形成されたレジスト膜
をエッチングマスクとして、通常の多結晶シリコンに対
するRIE法を用いて、図3(e)に示すように多結晶
からなる各電極部等を形成する。MOSトランジスタの
ソース・ドレイン領域を形成するための開口部8、9も
このとき形成される。なお、さきに形成した第2の酸化
膜5はRIE法におけるエッチングの選択比を十分大き
くすれば、エッチングされることなく残留し、次の工程
でのシリコン基板表面の保護に役立つ。
Using the resist film patterned as described above as an etching mask, the respective electrode portions and the like made of polycrystal are formed as shown in FIG. Openings 8, 9 for forming source / drain regions of the MOS transistor are also formed at this time. The second oxide film 5 formed earlier remains without being etched if the etching selectivity in the RIE method is made sufficiently large, and serves to protect the silicon substrate surface in the next step.

【0025】次に図3(f)に示すようにレジスト膜7
を除去し、例えばAs等のn型ドーパントをイオン注入
し活性加熱処理することにより、MOSトランジスタの
ソース・ドレイン拡散層10、11を形成する。このと
きイオン注入におけるシリコン基板表面の損傷は第2の
酸化膜5により保護される。また多結晶シリコン6a、
6b、6cに同時に注入されたドーパントは、これらの
電極等の伝導度を高める作用がある。引き続き開口部
8、9の酸化膜5を除去し、ソース・ドレイン電極を前
記拡散層10、11に接続して半導体装置を完成した。
Next, as shown in FIG.
Is removed, and an n-type dopant such as As is ion-implanted and subjected to active heat treatment, thereby forming the source / drain diffusion layers 10 and 11 of the MOS transistor. At this time, damage to the surface of the silicon substrate during ion implantation is protected by the second oxide film 5. Also, polycrystalline silicon 6a,
The dopants simultaneously implanted into 6b and 6c have the effect of increasing the conductivity of these electrodes and the like. Subsequently, the oxide film 5 in the openings 8 and 9 was removed, and source / drain electrodes were connected to the diffusion layers 10 and 11 to complete a semiconductor device.

【0026】このようにして先に図1の示した第1の実
施の形態に係る半導体装置を製造することができた。ま
た、第1の実施の形態の変形例として説明したE2 PR
OMの基板に隣接するゲート酸化膜E2 oxの厚さより
も、MOSトランジスタのゲート酸化膜Loxの厚さを薄
くすることが望ましい場合には、DRAMのメモリセル
キャパシタの酸化膜Coxの厚さをMOSFETのゲート
酸化膜Loxの厚さと等しくする。
In this manner, the semiconductor device according to the first embodiment shown in FIG. 1 can be manufactured. Also, the E 2 PR described as a modification of the first embodiment
If it is desirable to make the thickness of the gate oxide film Lox of the MOS transistor smaller than the thickness of the gate oxide film E 2 ox adjacent to the OM substrate, the thickness of the oxide film Cox of the memory cell capacitor of the DRAM is reduced. The thickness is set equal to the thickness of the gate oxide film Lox of the MOSFET.

【0027】このときは上記の第2の実施の形態にのべ
た半導体装置の製造方法において、さきにE2 PROM
のゲート電極6cの下部の酸化膜5を第1の絶縁膜とし
てより厚く堆積し、後にMOSトランジスタのゲート酸
化膜とメモリセルキャパシタの酸化膜とを共通の第2の
酸化膜として薄く堆積すればよい。
In this case, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment, the E 2 PROM
The oxide film 5 below the gate electrode 6c is deposited thicker as a first insulating film, and the gate oxide film of the MOS transistor and the oxide film of the memory cell capacitor are later deposited thinly as a common second oxide film. Good.

【0028】なお本発明は上記の実施の形態に限定され
ることはない。例えば前記第1、第2の実施の形態にお
いて、前記第1、第2の酸化膜がSiO2 からなるシリ
コンの熱酸化膜からなる場合について説明したが、必ず
しもSiO2 に限定されるものではない。例えばSi
N、SiON、ONO等の他の絶縁膜を同様の目的に用
いることができる。また多結晶シリコン膜は、CVD法
において不純物を導入した導電性の多結晶シリコンを用
いてもよい。その他本発明の要旨を逸脱しない範囲で、
種々変形して実施することができる。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the first and second embodiments, the first, although the second oxide film has been described for the case of a thermally oxidized film of silicon made of SiO 2, not necessarily limited to SiO 2 . For example, Si
Other insulating films such as N, SiON, and ONO can be used for the same purpose. Further, as the polycrystalline silicon film, conductive polycrystalline silicon into which impurities are introduced by a CVD method may be used. Others without departing from the gist of the present invention,
Various modifications can be made.

【0029】[0029]

【発明の効果】上述したように本発明の半導体装置によ
れば、例えばMOSトランジスタのゲート長が0.6μ
m程度の微細加工技術を用いたロジック、E2 PRO
M、DRAMを混載したLSIからなる半導体装置にお
いて、DRAMのメモリセルキャパシタの専有面積を十
分小さくすることにより、従来不可能であった1ギガビ
ット規模のDRAMを1チップ上に集積することが可能
になった。
As described above, according to the semiconductor device of the present invention, for example, the gate length of the MOS transistor is 0.6 μm.
Logic using microfabrication technology of about m, E 2 PRO
In a semiconductor device composed of an LSI incorporating both M and DRAM, the occupied area of the memory cell capacitor of the DRAM is made sufficiently small, so that a 1 gigabit DRAM which has been impossible in the past can be integrated on one chip. became.

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

【図1】E2 −PROM、ロジックトランジスタ、DR
AMのキャパシタを1チップ上に搭載した本発明の半導
体装置の断面図。
FIG. 1 shows an E 2 -PROM, a logic transistor, and a DR.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a semiconductor device of the present invention in which an AM capacitor is mounted on one chip.

【図2】E2 −PROM、ロジックトランジスタ、DR
AMのキャパシタを1チップ上に搭載した本発明の半導
体装置の製造方法を示す工程断面図。
FIG. 2 shows an E 2 -PROM, a logic transistor, and a DR.
Sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device of this invention which mounted the capacitor | condenser of AM on 1 chip.

【図3】E2 −PROM、ロジックトランジスタ、DR
AMのキャパシタを1チップ上に搭載した本発明の半導
体装置の製造方法の続きを示す工程断面図。
FIG. 3 shows an E 2 -PROM, a logic transistor, and a DR.
Sectional drawing which shows the continuation of the manufacturing method of the semiconductor device of this invention which mounted the capacitor | condenser of AM on one chip.

【符号の説明】 1…シリコン基板 2…LOCOS法を用いた厚い素子分離用熱酸化膜 3…第1の酸化膜 4…レジスト膜 5…第2の酸化膜 6…多結晶シリコン膜 6a…DRAMのメモリセルキャパシタの電極 6b…MOSトランジスタのゲート電極 6c…E2 PROMのゲート電極 7…レジスト膜 8…MOSトランジスタのソース領域 9…MOSトランジスタのドレイン領域 10…ソース拡散層 11…ドレイン拡散層DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Silicon substrate 2 ... Thick thermal oxide film for element isolation using LOCOS method 3 ... First oxide film 4 ... Resist film 5 ... Second oxide film 6 ... Polycrystalline silicon film 6a ... DRAM 6b: Gate electrode of MOS transistor 6c: Gate electrode of E 2 PROM 7: Resist film 8: Source region of MOS transistor 9: Drain region of MOS transistor 10: Source diffusion layer 11: Drain diffusion layer

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 MOSトランジスタを含むロジック部と
メモリ部とが同一チップ上に搭載された半導体装置にお
いて、 前記メモリ部は、メモリセルキャパシタを含むダイナミ
ック型ランダムアクセスメモリからなる部分と、書き換
え可能な不揮発性メモリからなる部分とを有するもので
あって、 前記メモリセルキャパシタの誘電絶縁膜の厚さが、前記
MOSトランジスタのゲート絶縁膜の厚さと前記不揮発
性メモリの半導体基板に隣接するゲート絶縁膜の厚さと
の内、いずれか薄い方に等しくされたことを特徴とする
半導体装置。
1. A semiconductor device in which a logic unit including a MOS transistor and a memory unit are mounted on the same chip, wherein the memory unit is a rewritable part including a dynamic random access memory including a memory cell capacitor. A portion comprising a non-volatile memory, wherein the thickness of the dielectric insulating film of the memory cell capacitor is equal to the thickness of the gate insulating film of the MOS transistor and the thickness of the gate insulating film adjacent to the semiconductor substrate of the non-volatile memory A semiconductor device, which is equal to the smaller of the thicknesses.
【請求項2】 素子分離領域が形成された半導体基板上
に第1の絶縁膜を形成する工程と、 前記第1の絶縁膜上のMOSトランジスタのゲート電極
形成領域にレジスト膜をパターン形成する工程と、 前記レジスト膜をマスクとして、前記第1の絶縁膜をエ
ッチングすることにより、前記レジスト膜で覆われた前
記MOSトランジスタのゲート電極形成領域以外の前記
第1の絶縁膜を除去する工程と、 前記第1の絶縁膜が除去され、前記半導体基板が露出し
た領域に、前記第1の絶縁膜より薄い第2の絶縁膜を形
成する工程とを有し、 この第2の絶縁膜をダイナミック型ランダムアクセスメ
モリのメモリセルキャパシタの誘電絶縁膜、及び書き替
え可能な不揮発性メモリの半導体基板に隣接するゲート
絶縁膜として、ダイナミック型ランダムアクセスメモリ
及び書き換え可能な不揮発性メモリを含むメモリ部と、
前記MOSトランンジスタを含むロジック部とを同一チ
ップ上に混載することを特徴とする半導体装置の製造方
法。
2. A step of forming a first insulating film on a semiconductor substrate on which an element isolation region is formed, and a step of patterning a resist film in a gate electrode forming region of a MOS transistor on the first insulating film. Removing the first insulating film other than the gate electrode forming region of the MOS transistor covered with the resist film by etching the first insulating film using the resist film as a mask; Forming a second insulating film thinner than the first insulating film in a region where the first insulating film is removed and the semiconductor substrate is exposed; As a dielectric film of a memory cell capacitor of a random access memory and a gate insulating film adjacent to a semiconductor substrate of a rewritable nonvolatile memory, a dynamic random A memory unit including access memory and rewritable nonvolatile memory,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a logic part including the MOS transistor is mixedly mounted on the same chip.
【請求項3】 素子分離領域が形成された半導体基板上
に第1の絶縁膜を形成する工程と、 前記第1の絶縁膜上の書き替え可能な不揮発性メモリの
ゲート電極形成領域にレジスト膜をパターン形成する工
程と、 前記レジスト膜をマスクとして、前記第1の絶縁膜をエ
ッチングすることにより、前記レジスト膜で覆われた前
記書き替え可能な不揮発性メモリのゲート電極形成領域
以外の前記第1の絶縁膜を除去する工程と、 前記第1の絶縁膜が除去され、前記半導体基板が露出し
た領域に、前記第1の絶縁膜より薄い第2の絶縁膜を形
成する工程とを有し、 この第2の絶縁膜をダイナミック型ランダムアクセスメ
モリのメモリセルキャパシタの誘電絶縁膜、及びMOS
トランジスタのゲート絶縁膜として、ダイナミック型ラ
ンダムアクセスメモリ及び書き換え可能な不揮発性メモ
リを含むメモリ部と、前記MOSトランジスタを含むロ
ジック部とを同一チップ上に混載することを特徴とする
半導体装置の製造方法。
3. A step of forming a first insulating film on a semiconductor substrate on which an element isolation region is formed, and a resist film on a gate electrode forming region of the rewritable nonvolatile memory on the first insulating film. Patterning the resist film, and etching the first insulating film using the resist film as a mask, thereby forming the second region other than the gate electrode forming region of the rewritable nonvolatile memory covered with the resist film. Removing the first insulating film; and forming a second insulating film thinner than the first insulating film in a region where the first insulating film is removed and the semiconductor substrate is exposed. The second insulating film is formed of a dielectric insulating film of a memory cell capacitor of a dynamic random access memory, and a MOS.
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a memory unit including a dynamic random access memory and a rewritable nonvolatile memory as a gate insulating film of a transistor, and a logic unit including the MOS transistor are mounted on the same chip. .
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7233516B2 (en) 2004-06-23 2007-06-19 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor device and method for fabricating the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7233516B2 (en) 2004-06-23 2007-06-19 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor device and method for fabricating the same

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