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JP2001148471A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device

Info

Publication number
JP2001148471A
JP2001148471A JP32927499A JP32927499A JP2001148471A JP 2001148471 A JP2001148471 A JP 2001148471A JP 32927499 A JP32927499 A JP 32927499A JP 32927499 A JP32927499 A JP 32927499A JP 2001148471 A JP2001148471 A JP 2001148471A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
memory cell
circuit device
integrated circuit
semiconductor integrated
drain
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP32927499A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Yoshida
吉田  誠
Katsuyuki Asaka
勝征 朝香
Toshihiko Takakura
俊彦 高倉
Yuji Yokoyama
勇治 横山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP32927499A priority Critical patent/JP2001148471A/en
Publication of JP2001148471A publication Critical patent/JP2001148471A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To surely prevent a semiconductor integrated circuit device equipped with a DRAM and a logic circuit from malfunctionings due to high-frequency noises. SOLUTION: A noise reduction capacitor element Cn of the same shape and size with a data storage capacitor element Cs located on a memory cell selection MISFET is provided to a part of a substrate. An N+-type semiconductor region 6, where the lower electrode 49 of the capacitor element Cn is connected, is formed in an active region which is wider in area than an active region, where the source and drain (N--type semiconductor region 11) of a memory cell selection MISFET Qs are provided. A through-hole 43 and a contact hole 21, which connect the lower electrode 49 of the noise reduction capacitor Cn to an N+-type semiconductor region 6 are wider in opening area than a through-hole 43 and a contact hole 21 which connect the data storage capacitor element Cs to either of the source and drain (N--type semiconductor region 11) of the memory cell selection MISFET Qs.

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、半導体集積回路装
置に関し、特に、DRAM(Dynamic Random Access Me
mory)と論理回路とを備えた半導体集積回路装置に適用
して有効な技術に関する。
The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device and, more particularly, to a DRAM (Dynamic Random Access Memory).
(Mory) and a logic circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年のDRAMは、メモリセルの微細化
に伴う情報蓄積用容量素子の蓄積電荷量の減少を補うた
めに、情報蓄積用容量素子をメモリセル選択用MISF
ETの上方に配置する、いわゆるスタックド・容量素子
構造を採用している。
2. Description of the Related Art In recent DRAMs, an information storage capacitor has been replaced with a memory cell selection MISF in order to compensate for a decrease in the amount of charge stored in the information storage capacitor accompanying the miniaturization of memory cells.
A so-called stacked / capacitive element structure arranged above the ET is adopted.

【0003】特開平10−74908号公報は、DRA
Mからの微小な読み出し信号を増幅するセンスアンプの
動作時に発生する電源ノイズを低減する対策として、メ
モリセルの情報蓄積用容量素子を形成する工程で同時に
形成したノイズ低減用の容量素子をセンスアンプの電源
間に配置する技術を開示している。
[0003] JP-A-10-74908 discloses a DRA.
As a measure to reduce power supply noise generated during the operation of the sense amplifier that amplifies a minute read signal from M, a noise reduction capacitor element formed simultaneously in the process of forming the information storage capacitor element of the memory cell is used as a sense amplifier. Discloses a technique of arranging between power supplies.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、記憶部を
DRAMで構成した半導体集積回路装置において、DR
AMの読み出し動作の高速化を図る手法として、SRA
M(Static Random Access Memory )を用いたバッファ
メモリを設け、上記記憶部から上記バッファメモリに対
して多ビットからなるデータを一括して読み出しておい
て、上記バッファメモリを介して外部との間でデータの
入出力を行うようにすることを検討中である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present inventor has proposed a semiconductor integrated circuit device in which a storage unit is constituted by a DRAM.
As a method for speeding up the read operation of AM, SRA
A buffer memory using M (Static Random Access Memory) is provided, and multi-bit data is collectively read from the storage unit to the buffer memory, and is externally communicated with the outside via the buffer memory. We are considering to input and output data.

【0005】DRAMから多ビットのデータを一括して
読み出すためには、それぞれのビットに対応して多数の
メインアンプを設ける必要がある。メインアンプは、セ
ンスアンプの増幅信号を増幅するものであり、センスア
ンプに比べて入力される信号の振幅が大きい。また、高
速動作を行うためには、センスアンプに比べて大きな電
流を流すことが要求される。
In order to collectively read multi-bit data from a DRAM, it is necessary to provide a large number of main amplifiers corresponding to each bit. The main amplifier amplifies the amplified signal of the sense amplifier, and the amplitude of the input signal is larger than that of the sense amplifier. Further, in order to perform high-speed operation, it is required to flow a larger current than a sense amplifier.

【0006】しかし、外部との間でデータを高速に入出
力するための多ビットのメモリセルの一括読み出しを行
おうとすると、メインアンプ動作時の電源ノイズによ
り、アドレス選択回路などの周辺回路やバッファメモリ
を構成する論理回路部において誤動作が発生する。
However, when attempting to perform batch reading of multi-bit memory cells for inputting / outputting data at high speed to / from the outside, peripheral noise such as an address selection circuit and buffers due to power supply noise during operation of the main amplifier. A malfunction occurs in the logic circuit portion forming the memory.

【0007】その対策として、本発明者は、メモリセル
の情報蓄積用容量素子を形成する工程で同時に形成した
ノイズ低減用の容量素子をセンスアンプの電源間に配置
することを検討している。ところが、メモリセルの微細
化に伴って容量素子のサイズが小さくなると、下部電極
端子の直列寄生抵抗が増大し、容量と抵抗との積の逆数
に比例する遮断周波数が低くなる結果、高周波ノイズに
よる回路の誤動作を確実に防止することが困難になるこ
とを見出した。
As a countermeasure, the present inventor is studying the arrangement of a noise-reducing capacitive element formed at the same time as the step of forming the information-storing capacitive element of the memory cell between the power supplies of the sense amplifiers. However, as the size of the capacitive element decreases with the miniaturization of the memory cell, the series parasitic resistance of the lower electrode terminal increases, and the cutoff frequency proportional to the reciprocal of the product of the capacitance and the resistance decreases. It has been found that it is difficult to reliably prevent malfunction of the circuit.

【0008】本発明の目的は、DRAMと論理回路とを
備えた半導体集積回路装置において、高周波ノイズによ
る回路の誤動作を確実に防止することのできる技術を提
供することにある。
An object of the present invention is to provide a technique capable of reliably preventing a malfunction of a circuit due to high frequency noise in a semiconductor integrated circuit device having a DRAM and a logic circuit.

【0009】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows.

【0011】(1)本発明の半導体集積回路装置は、半
導体基板の主面の第1領域に、メモリセル選択用MIS
FETと、前記メモリセル選択用MISFETのソー
ス、ドレインの一方に接続された第1ビット線と、前記
ソース、ドレインの他方に接続された第1容量素子とか
らなるメモリセルが形成され、前記半導体基板の主面の
第2領域に、第2ビット線と、前記第1容量素子と同一
構造で構成された第2容量素子とが形成され、前記第1
ビット線は、前記メモリセル選択用MISFETの上部
の第1絶縁膜に形成された第1コンタクトホールを介し
て前記メモリセル選択用MISFETのソース、ドレイ
ンの一方に接続され、前記第1容量素子の一方の電極
は、前記第1絶縁膜に形成された第2コンタクトホール
と、前記第1絶縁膜の上部の第2絶縁膜に形成された第
1スルーホールとを介して前記メモリセル選択用MIS
FETのソース、ドレインの他方に接続され、前記第2
ビット線は、前記第1絶縁膜に形成された第3コンタク
トホールを介して前記半導体基板の第1拡散層に接続さ
れ、前記第2容量素子の一方の電極は、前記第1絶縁膜
に形成された第4コンタクトホールと、前記第2絶縁膜
に形成された第2スルーホールとを介して前記半導体基
板の前記第1拡散層に接続され、前記第1拡散層が形成
された活性領域の面積は、前記メモリセル選択用MIS
FETの前記ソース、ドレインが形成された活性領域の
面積よりも大きい。
(1) In a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, a memory cell selecting MIS is provided in a first region on a main surface of a semiconductor substrate.
Forming a memory cell comprising an FET, a first bit line connected to one of a source and a drain of the memory cell selecting MISFET, and a first capacitor connected to the other of the source and the drain; A second bit line and a second capacitance element having the same structure as the first capacitance element are formed in a second region of the main surface of the substrate, and
The bit line is connected to one of a source and a drain of the memory cell selecting MISFET through a first contact hole formed in a first insulating film above the memory cell selecting MISFET, and is connected to the first capacitive element. One electrode is connected to the memory cell selecting MIS through a second contact hole formed in the first insulating film and a first through hole formed in the second insulating film above the first insulating film.
Connected to the other of the source and drain of the FET,
The bit line is connected to a first diffusion layer of the semiconductor substrate via a third contact hole formed in the first insulating film, and one electrode of the second capacitor is formed in the first insulating film. The active region in which the first diffusion layer is formed is connected to the first diffusion layer of the semiconductor substrate via the formed fourth contact hole and the second through hole formed in the second insulating film. The area is equal to the MIS for memory cell selection.
The area is larger than the area of the active region in which the source and the drain of the FET are formed.

【0012】(2)本発明の半導体集積回路装置は、半
導体基板の主面の第1領域に、メモリセル選択用MIS
FETと、前記メモリセル選択用MISFETのソー
ス、ドレインの一方に接続された第1ビット線と、前記
ソース、ドレインの他方に接続された第1容量素子とか
らなるメモリセルが形成され、前記半導体基板の主面の
第2領域に、前記第1ビット線よりも大面積の第2ビッ
ト線と、前記第1容量素子と同一構造で構成された第2
容量素子とが形成され、前記第1ビット線は、前記メモ
リセル選択用MISFETの上部の第1絶縁膜に形成さ
れた第1コンタクトホールを介して前記メモリセル選択
用MISFETのソース、ドレインの一方に接続され、
前記第1容量素子の一方の電極は、前記第1絶縁膜に形
成された第2コンタクトホールと、前記第1絶縁膜の上
部の第2絶縁膜に形成された第1スルーホールとを介し
て前記メモリセル選択用MISFETのソース、ドレイ
ンの他方に接続され、前記第2容量素子の一方の電極
は、前記第2絶縁膜に形成された第2スルーホールを介
して前記第2ビット線に接続されている。
(2) In the semiconductor integrated circuit device of the present invention, the memory cell selecting MIS is provided in the first region on the main surface of the semiconductor substrate.
Forming a memory cell comprising an FET, a first bit line connected to one of a source and a drain of the memory cell selecting MISFET, and a first capacitor connected to the other of the source and the drain; A second bit line having an area larger than that of the first bit line and a second bit line having the same structure as the first capacitance element are formed in a second region of the main surface of the substrate.
A first bit line is connected to one of a source and a drain of the memory cell selecting MISFET through a first contact hole formed in a first insulating film above the memory cell selecting MISFET; Connected to
One electrode of the first capacitive element is connected via a second contact hole formed in the first insulating film and a first through hole formed in the second insulating film above the first insulating film. One electrode of the second capacitor is connected to the other of the source and the drain of the memory cell selecting MISFET, and one electrode of the second capacitor is connected to the second bit line via a second through hole formed in the second insulating film. Have been.

【0013】(3)本発明の半導体集積回路装置は、半
導体基板の主面の第1領域に、メモリセル選択用MIS
FETと、前記メモリセル選択用MISFETのソー
ス、ドレインの一方に接続された第1ビット線と、前記
ソース、ドレインの他方に接続された第1容量素子とか
らなるメモリセルが形成され、前記半導体基板の主面の
第2領域に、前記第1容量素子と同一構造で構成された
第2容量素子とが形成され、前記第1ビット線は、前記
メモリセル選択用MISFETの上部の第1絶縁膜に形
成された第1コンタクトホールを介して前記メモリセル
選択用MISFETのソース、ドレインの一方に接続さ
れ、前記第1容量素子の一方の電極は、前記第1絶縁膜
に形成された第2コンタクトホールと、前記第1絶縁膜
の上部の第2絶縁膜に形成された第1スルーホールとを
介して前記メモリセル選択用MISFETのソース、ド
レインの他方に接続され、前記第2容量素子の一方の電
極は、前記第1絶縁膜に形成された第4コンタクトホー
ルと、前記第2絶縁膜に形成された第2スルーホールと
を介して前記半導体基板の第1拡散層に接続され、前記
第1拡散層が形成された活性領域の面積は、前記メモリ
セル選択用MISFETの前記ソース、ドレインが形成
された活性領域の面積よりも大きい。
(3) In the semiconductor integrated circuit device of the present invention, the memory cell selecting MIS is provided in the first region on the main surface of the semiconductor substrate.
Forming a memory cell comprising an FET, a first bit line connected to one of a source and a drain of the memory cell selecting MISFET, and a first capacitor connected to the other of the source and the drain; A second capacitive element having the same structure as the first capacitive element is formed in a second region of the main surface of the substrate, and the first bit line is connected to a first insulating layer above the memory cell selecting MISFET. A first contact hole formed in the film is connected to one of a source and a drain of the memory cell selecting MISFET, and one electrode of the first capacitor is connected to a second electrode formed in the first insulating film. Connected to the other of the source and the drain of the memory cell selecting MISFET via a contact hole and a first through hole formed in a second insulating film above the first insulating film. And one electrode of the second capacitive element is connected to a fourth contact hole formed in the first insulating film and a second through hole formed in the second insulating film through a second electrode of the semiconductor substrate. The area of the active region connected to the first diffusion layer and having the first diffusion layer formed therein is larger than the area of the active region of the memory cell selecting MISFET in which the source and drain are formed.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において、同一の機能を有する部材には同
一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In all the drawings for describing the embodiments, members having the same functions are denoted by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted.

【0015】(実施の形態1)図1は、本実施形態の半
導体集積回路装置の概略レイアウトを示す半導体基板
(チップ)の全体平面図である。
Embodiment 1 FIG. 1 is an overall plan view of a semiconductor substrate (chip) showing a schematic layout of a semiconductor integrated circuit device of the present embodiment.

【0016】基板(チップ)1の主面には、DRAMに
よって構成された記憶部が形成されている。記憶部は、
基板1の上部(記憶部1)と下部(記憶部2)とに2分
割され、それぞれの記憶部はさらに複数のメモリアレイ
(MARY1〜MARY4)に分割されている。これら
のメモリアレイ(MARY1〜MARY4)に隣接する
領域には、ワード線の選択動作を行うX系アドレス選択
回路やビット線の選択動作を行うY系アドレス選択回路
などの周辺回路が形成されている。
On the main surface of the substrate (chip) 1, a storage section constituted by a DRAM is formed. The storage unit is
The substrate 1 is divided into an upper part (storage part 1) and a lower part (storage part 2), and each storage part is further divided into a plurality of memory arrays (MARY1 to MARY4). In an area adjacent to these memory arrays (MARY1 to MARY4), peripheral circuits such as an X-system address selection circuit for performing a word line selection operation and a Y-system address selection circuit for performing a bit line selection operation are formed. .

【0017】基板1の主面の中央部には、バッファメモ
リである複数のSRAMマクロが形成されている。ま
た、図示は省略するが、これらのSRAMマクロに隣接
する領域(論理回路部)には、SRAMマクロとメモリ
アレイ(MARY)との間でデータの入出力を制御する
論理回路や、外部端子との間でデータの入出力を制御す
る入出力回路などが形成されている。
At the center of the main surface of the substrate 1, a plurality of SRAM macros serving as buffer memories are formed. Although not shown, areas (logic circuit sections) adjacent to these SRAM macros include logic circuits for controlling input / output of data between the SRAM macro and the memory array (MARY), and external terminals. An input / output circuit for controlling the input / output of data between them is formed.

【0018】図2は、上記メモリアレイ(MARY)の
一部(図1の一点鎖線で囲んだ領域)を拡大して示すレ
イアウト図である。メモリアレイ(MARY)は、多数
のサブアレイ(SARY)に分割されており、それぞれ
のサブアレイ(SARY)の上下にはセンスアンプ(S
A)が形成され、左右にはサブワードドライバ(SW
D)が形成されている。また、メモリアレイ(MAR
Y)に隣接する領域には、メインアンプ(MA)、ライ
トアンプ(WA)およびその制御回路(RWC)が形成
されている。
FIG. 2 is an enlarged layout diagram showing a part of the memory array (MARY) (a region surrounded by a dashed line in FIG. 1). The memory array (MARY) is divided into a number of subarrays (SARY), and sense amplifiers (S) are arranged above and below each subarray (SARY).
A) is formed, and a sub-word driver (SW) is provided on the left and right.
D) is formed. In addition, the memory array (MAR
In a region adjacent to Y), a main amplifier (MA), a write amplifier (WA), and a control circuit (RWC) thereof are formed.

【0019】上記メインアンプ(MA)、ライトアンプ
(WA)およびその制御回路(RWC)に隣接する領域
には、メインアンプ(MA)のノイズ対策用容量素子
(Cn)が形成されている。このノイズ対策用容量素子
(Cn)は、メインアンプ(MA)の電源供給線(Vdd、
Vss)に接続され、メインアンプ(MA)の増幅動作時
に電源供給線に発生するノイズを低減する。図1に示す
ように、ノイズ対策用容量素子(Cn)は、メインアンプ
(MA)に隣接する領域に形成された上記ノ容量素子
(Cn)の他、DRAMの周辺回路(Y系アドレス選択回
路)とSRAMマクロとの間にコントロールノイズ対策
用容量素子(Cn)として配置され、入出力回路とSRA
Mマクロとの間にI/Oノイズ対策用容量素子(Cn)と
して配置されている。このように、本実施形態の半導体
集積回路装置は、記憶部、SRAMマクロおよび入出力
回路のそれぞれの境界部にノイズ対策用の容量素子(C
n)を配置することによって、互いの電源供給線で発生す
るノイズの伝搬を低減し、回路の安定動作を確保するよ
うになっている。
In a region adjacent to the main amplifier (MA), the write amplifier (WA) and its control circuit (RWC), a noise countermeasure capacitive element (Cn) of the main amplifier (MA) is formed. The noise countermeasure capacitive element (Cn) is connected to a power supply line (Vdd,
Vss) to reduce noise generated in the power supply line during the amplification operation of the main amplifier (MA). As shown in FIG. 1, in addition to the no-capacitance element (Cn) formed in a region adjacent to the main amplifier (MA), a noise countermeasure capacitance element (Cn) includes a DRAM peripheral circuit (Y-system address selection circuit). ) And the SRAM macro are arranged as control noise countermeasure capacitance elements (Cn), and the input / output circuit and the SRA
It is arranged as an I / O noise countermeasure capacitance element (Cn) between the M macro. As described above, the semiconductor integrated circuit device according to the present embodiment includes the capacitive element (C) for noise suppression at the boundary between the storage unit, the SRAM macro, and the input / output circuit.
By arranging n), the propagation of noise generated in each power supply line is reduced, and the stable operation of the circuit is ensured.

【0020】図3は、上記基板1の要部断面図である。
同図の左側部分は記憶部(メモリアレイ)の一部、中央
部分は論理回路部の一部、右側部分はノイズ対策用容量
素子が形成された領域(容量素子部)の一部をそれぞれ
示している。
FIG. 3 is a sectional view of a main part of the substrate 1.
The left part of the figure shows a part of the storage part (memory array), the center part shows a part of the logic circuit part, and the right part shows a part of the area (capacitance element part) in which the capacitive element for noise suppression is formed. ing.

【0021】記憶部を構成するDRAMは、メモリセル
選択用MISFET(Qs)とこれに直列に接続された情
報蓄積用容量素子(Cs)とによって構成されている。情
報蓄積用容量素子(Cs)は、メモリセル選択用MISF
ET(Qs)の上部に形成され、ストレージノードを構成
する下部電極49と容量絶縁膜50と上部電極(プレー
ト電極)51とによって構成されている。また、論理回
路は、nチャネル型MISFET(Qn)とpチャネル型
MISFET(Qp)とを組み合わせたCMOS回路によ
って構成されている。
The DRAM constituting the storage section comprises a memory cell selecting MISFET (Qs) and an information storage capacitor (Cs) connected in series to the MISFET (Qs). The information storage capacitor (Cs) is a memory cell selection MISF.
A lower electrode 49, a capacitor insulating film 50, and an upper electrode (plate electrode) 51 which are formed above ET (Qs) and constitute a storage node. The logic circuit is configured by a CMOS circuit combining an n-channel MISFET (Qn) and a p-channel MISFET (Qp).

【0022】ノイズ対策用の容量素子(Cn)は、上記D
RAMの情報蓄積用容量素子(Cs)と同一形状、かつ同
一寸法で構成されている。すなわち、ノイズ対策用の容
量素子(Cn)は、ストレージノードを構成する電極(下
部電極)49と容量絶縁膜50とプレート電極(上部電
極)51とによって構成されている。ノイズ対策用の容
量素子(Cn)は、その下部電極49が基板1の拡散層
(n+ 型半導体領域6)を介して他の複数の容量素子
(Cn)(図3には示さない)の下部電極49と並列に接
続されることによって一方の電極を構成し、これに対応
して上部電極51が形成されることによって他方の電極
を構成している。この上部電極51には、DRAMの情
報蓄積用容量素子(Cs)の上部電極51と同様、センス
アンプ(SA)の動作電圧の1/2の電圧(例えばVdd
/2)が供給される。また、下部電極49は、プラグ4
4、22、n+ 型半導体領域6、14、プラグ33、ビ
ット線BLおよびプラグ55を介して引き出し用の配線
59に接続される。すなわち、ノイズ対策用の容量素子
(Cn)は、DRAMの情報蓄積用容量素子(Cs)と同じ
小さい容量値を持つ容量素子(Cn)を並列に接続するこ
とによって、電源ノイズを吸収することが可能な大きい
容量値を持つ容量素子を構成している。
The capacitance element (Cn) for noise suppression is provided by the D
It has the same shape and the same dimensions as the information storage capacitor (Cs) of the RAM. That is, the capacitance element (Cn) for noise suppression is composed of the electrode (lower electrode) 49 constituting the storage node, the capacitance insulating film 50, and the plate electrode (upper electrode) 51. The capacitive element (Cn) for noise suppression has a lower electrode 49 of another capacitive element (Cn) (not shown in FIG. 3) via the diffusion layer (n + type semiconductor region 6) of the substrate 1. One electrode is formed by being connected in parallel with the lower electrode 49, and the other electrode is formed by forming the upper electrode 51 correspondingly. Like the upper electrode 51 of the information storage capacitor (Cs) of the DRAM, the upper electrode 51 has a voltage (for example, Vdd) that is half the operating voltage of the sense amplifier (SA).
/ 2) is supplied. The lower electrode 49 is connected to the plug 4
4, 22, n + type semiconductor regions 6 and 14, plug 33, bit line BL and plug 55 are connected to lead wiring 59. That is, the capacitance element (Cn) for noise suppression can absorb power supply noise by connecting in parallel a capacitance element (Cn) having the same small capacitance value as the information storage capacitance element (Cs) of the DRAM. This constitutes a capacitive element having a possible large capacitance value.

【0023】次に、上記ノイズ対策用容量素子(Cn)を
備えた本実施形態の半導体集積回路装置の製造方法を図
4〜図26を用いて工程順に説明する。
Next, a method of manufacturing the semiconductor integrated circuit device of the present embodiment provided with the above-described noise countermeasure capacitive element (Cn) will be described in the order of steps with reference to FIGS.

【0024】まず、図4に示すように、例えばp型の単
結晶シリコンからなる基板1の主面に素子分離溝2を形
成する。素子分離溝2は、素子分離領域の基板1をエッ
チングして深さ350μm程度の溝を形成し、続いて基
板1上にCVD法で酸化シリコン膜7を堆積した後、溝
の外部の酸化シリコン膜7をCMP(化学機械研磨)法
で除去することによって形成する。
First, as shown in FIG. 4, an element isolation groove 2 is formed on a main surface of a substrate 1 made of, for example, p-type single crystal silicon. The element isolation groove 2 is formed by etching the substrate 1 in the element isolation region to form a groove having a depth of about 350 μm, then depositing a silicon oxide film 7 on the substrate 1 by a CVD method, and then forming a silicon oxide outside the groove. The film 7 is formed by removing the film 7 by a CMP (chemical mechanical polishing) method.

【0025】次に、基板1の一部にp型不純物(例えば
ホウ素)をイオン注入し、他の一部にn型不純物(例え
ばリン)をイオン注入してp型ウエル3およびn型ウエ
ル4、5を形成した後、容量素子部のp型ウエル3にn
型不純物(例えばヒ素)をイオン注入することによって
高不純物濃度のn+ 型半導体領域6を形成する。n+
半導体領域6に注入する不純物のドーズ量は、例えば2
×1015/cm-2程度とする。
Next, a p-type impurity (for example, boron) is ion-implanted into a part of the substrate 1 and an n-type impurity (for example, phosphorus) is ion-implanted into another part, so that the p-type well 3 and the n-type well 4 are ion-implanted. , 5 are formed in the p-type well 3 of the capacitive element portion.
An n + type semiconductor region 6 having a high impurity concentration is formed by ion implantation of a type impurity (for example, arsenic). The dose of the impurity implanted into the n + type semiconductor region 6 is, for example, 2
It should be about × 10 15 / cm −2 .

【0026】このように、容量素子部のp型ウエル3に
高不純物濃度のn+ 型半導体領域6を形成することによ
り、後の工程で形成されるノイズ対策用の容量素子(C
n)に接続される拡散層(n+ 型半導体領域6)のシート
抵抗が低減されるので、容量素子(Cn)の直列寄生抵抗
を低減することができる。なお、n+ 型半導体領域6
は、基板1に他の拡散層を形成する工程、例えば拡散抵
抗素子などを形成する工程を利用して形成するによっ
て、イオン注入工程およびフォトマスクの増加を抑える
ことができる。
As described above, by forming the n + -type semiconductor region 6 having a high impurity concentration in the p-type well 3 of the capacitive element portion, the capacitive element (C
Since the sheet resistance of the diffusion layer (n + type semiconductor region 6) connected to n) is reduced, the series parasitic resistance of the capacitive element (Cn) can be reduced. The n + type semiconductor region 6
Is formed using a step of forming another diffusion layer on the substrate 1, for example, a step of forming a diffusion resistance element or the like, thereby suppressing an ion implantation step and an increase in a photomask.

【0027】図5は、上記素子分離溝2が形成された記
憶部の一部を示す基板1の概略平面図である。図示のよ
うに、記憶部の活性領域(Lm )は、周囲が素子分離溝
2によって囲まれた複数の細長い島状のパターンで構成
される。後述するように、それぞれの活性領域(Lm)に
はメモリセル選択用MISFET(Qs)が2個ずつ形成
される。
FIG. 5 is a schematic plan view of the substrate 1 showing a part of the storage section in which the element isolation grooves 2 are formed. As shown in the drawing, the active region (Lm) of the storage section is constituted by a plurality of elongated island-shaped patterns whose periphery is surrounded by the isolation trenches 2. As will be described later, two MISFETs (Qs) for memory cell selection are formed in each active region (Lm).

【0028】一方、図6は、容量素子部の一部を示す基
板1の断面図である。図示のように、容量素子部の活性
領域(Lc )は、前記記憶部の活性領域(Lm )とは異
なり、多数の容量素子(Cn)に共通する大面積のパター
ンで構成される。これにより、容量素子(Cn)に接続さ
れる拡散層(n+ 型半導体領域6)のシート抵抗が低減
されるので、容量素子(Cn)の直列寄生抵抗を低減する
ことができる。
FIG. 6 is a sectional view of the substrate 1 showing a part of the capacitive element portion. As shown in the drawing, the active region (Lc) of the capacitive element section is different from the active area (Lm) of the storage section, and has a large area pattern common to a large number of capacitive elements (Cn). Thereby, the sheet resistance of the diffusion layer (n + type semiconductor region 6) connected to the capacitance element (Cn) is reduced, so that the series parasitic resistance of the capacitance element (Cn) can be reduced.

【0029】次に、図7および図8(記憶部の一部を示
す基板1の概略平面図)に示すように、記憶部にメモリ
セル選択用MISFET(Qs)を形成し、論理回路部に
nチャネル型MISFET(Qn)およびpチャネル型M
ISFET(Qp)を形成する。メモリセル選択用MIS
FET(Qs)、nチャネル型MISFET(Qn)および
pチャネル型MISFET(Qp)は、例えば次のような
方法で形成する。
Next, as shown in FIGS. 7 and 8 (schematic plan views of the substrate 1 showing a part of the storage unit), a MISFET (Qs) for selecting a memory cell is formed in the storage unit, and n-channel type MISFET (Qn) and p-channel type M
An ISFET (Qp) is formed. MIS for memory cell selection
The FET (Qs), the n-channel MISFET (Qn) and the p-channel MISFET (Qp) are formed, for example, by the following method.

【0030】まず、基板1を熱処理することによってp
型ウエル3およびn型ウエル4のそれぞれの表面にゲー
ト酸化膜8を形成する。次に、ゲート酸化膜8の上部に
ゲート電極用の導電膜(図示せず)を形成し、続いてそ
の上部にCVD法で窒化シリコン膜10を堆積した後、
フォトレジスト膜をマスクにしたドライエッチングで窒
化シリコン膜10とゲート電極用の導電膜とをパターニ
ングすることによって、記憶部にゲート電極9A(ワー
ド線WL)を形成し、論理回路部にゲート電極9B、9
Cを形成する。ゲート電極用導電膜は、例えばCVD法
で堆積した多結晶シリコン膜とスパッタリング法で堆積
したWN(窒化タングステン)膜およびW(タングステ
ン)膜との積層膜(ポリメタル膜)などによって構成す
る。
First, by heat-treating the substrate 1, p
Gate oxide film 8 is formed on each surface of type well 3 and n-type well 4. Next, a conductive film (not shown) for a gate electrode is formed on the gate oxide film 8, and a silicon nitride film 10 is deposited on the conductive film by a CVD method.
The gate electrode 9A (word line WL) is formed in the storage unit by patterning the silicon nitride film 10 and the conductive film for the gate electrode by dry etching using the photoresist film as a mask, and the gate electrode 9B is formed in the logic circuit unit. , 9
Form C. The conductive film for a gate electrode is formed of, for example, a laminated film (polymetal film) of a polycrystalline silicon film deposited by a CVD method and a WN (tungsten nitride) film and a W (tungsten) film deposited by a sputtering method.

【0031】次に、p型ウエル3にn型不純物(例えば
ヒ素)をイオン注入して低不純物濃度のn- 型半導体領
域11を形成し、n型ウエル4にp型不純物(ホウ素)
をイオン注入して低不純物濃度のp- 型半導体領域12
を形成した後、基板1上にCVD法で窒化シリコン膜1
3を堆積する。
Next, an n-type impurity (for example, arsenic) is ion-implanted into the p-type well 3 to form the n - type semiconductor region 11 having a low impurity concentration, and the p-type impurity (boron) is formed in the n-type well 4.
Implanted into the p - type semiconductor region 12 having a low impurity concentration.
Is formed, a silicon nitride film 1 is formed on the substrate 1 by a CVD method.
3 is deposited.

【0032】次に、論理回路部の窒化シリコン膜13を
異方的にエッチングしてゲート電極9B、9Cの側壁に
サイドウォールスペーサ13aを形成した後、論理回路
部のp型ウエル3および容量素子部のn+ 型半導体領域
6にn型不純物(例えばヒ素)をイオン注入して高不純
物濃度のn+ 型半導体領域14を形成し、論理回路部の
n型ウエル4にp型不純物(ホウ素)をイオン注入して
高不純物濃度のp+ 型半導体領域15を形成する。論理
回路部のn+ 型半導体領域14は、nチャネル型MIS
FET(Qn)のソース、ドレインを構成し、p+ 型半導
体領域15は、pチャネル型MISFET(Qp)のソー
ス、ドレインを構成する。
Next, after the silicon nitride film 13 of the logic circuit portion is anisotropically etched to form sidewall spacers 13a on the side walls of the gate electrodes 9B and 9C, the p-type well 3 and the capacitor of the logic circuit portion are formed. the n-type impurity (e.g., arsenic) to form an n + -type semiconductor region 14 of the ion implantation to the high impurity concentration in the n + -type semiconductor region 6 parts, p-type impurity into the n-type well 4 of the logic circuit portion (boron) Is implanted to form a p + -type semiconductor region 15 having a high impurity concentration. The n + type semiconductor region 14 of the logic circuit portion is an n channel type MIS
The source and drain of the FET (Qn) are formed, and the p + type semiconductor region 15 is the source and drain of the p-channel MISFET (Qp).

【0033】次に、図9に示すように、論理回路部のn
チャネル型MISFET(Qn)のソース、ドレイン(n
+ 型半導体領域14)、pチャネル型MISFET(Q
p)のソース、ドレイン(p+ 型半導体領域15)および
容量素子部のn+ 型半導体領域14のそれぞれの表面
に、それらに接続される配線(後述)とのコンタクト抵
抗を低減するためのシリサイド層16を形成する。シリ
サイド層16は、例えば基板1上にスパッタリング法で
Co(コバルト)膜またはTi(チタン)膜を堆積し、
続いて熱処理によって基板1(n+ 型半導体領域14、
+ 型半導体領域15)とCo(またはTi)膜とを反
応させて両者の界面にシリサイド層16を形成した後、
未反応のCo(またはTi)膜をエッチングで除去する
ことによって形成する。
Next, as shown in FIG.
Source and drain (n) of channel type MISFET (Qn)
+ Type semiconductor region 14), p-channel type MISFET (Q
p) a source and a drain (p + -type semiconductor region 15) and a silicide for reducing contact resistance with a wiring (to be described later) connected to each of the surfaces of the n + -type semiconductor region 14 of the capacitor element portion A layer 16 is formed. The silicide layer 16 is formed, for example, by depositing a Co (cobalt) film or a Ti (titanium) film on the substrate 1 by a sputtering method,
Subsequently, the substrate 1 (n + type semiconductor region 14,
After reacting the p + type semiconductor region 15) with the Co (or Ti) film to form a silicide layer 16 at the interface between them,
It is formed by removing an unreacted Co (or Ti) film by etching.

【0034】このように、容量素子部のn+ 型半導体領
域14の表面にシリサイド層16を形成することによ
り、容量素子(Cn)に接続される拡散層(n+ 型半導体
領域6、14)と、後の工程でn+ 型半導体領域14の
上部に形成されるプラグ(33)とのコンタクト抵抗が
低減されるので、容量素子(Cn)の直列寄生抵抗を低減
することができる。なお、リーク電流の増加によるリフ
レッシュ特性の低下を防ぐため、記憶部に形成されたメ
モリセル選択用MISFET(Qs)のソース、ドレイン
(n- 型半導体領域11)の表面にはシリサイド層16
は形成しない。
As described above, by forming the silicide layer 16 on the surface of the n + -type semiconductor region 14 in the capacitance element portion, the diffusion layers (n + -type semiconductor regions 6, 14) connected to the capacitance element (Cn) And the contact resistance with the plug (33) formed in the upper part of the n + type semiconductor region 14 in a later step, so that the series parasitic resistance of the capacitor (Cn) can be reduced. In order to prevent the refresh characteristics from deteriorating due to an increase in leak current, the silicide layer 16 is formed on the surfaces of the source and drain (n -type semiconductor region 11) of the memory cell selecting MISFET (Qs) formed in the storage section.
Does not form.

【0035】次に、基板1上にCVD法で酸化シリコン
膜17を堆積した後、記憶部のメモリセル選択用MIS
FET(Qs)のソース、ドレイン(n- 型半導体領域1
1)の上部の酸化シリコン膜17と窒化シリコン膜13
とをドライエッチングしてコンタクトホール18、19
を形成する。またこのとき、容量素子部のn+ 型半導体
領域6の上部の酸化シリコン膜17と窒化シリコン膜1
3とをドライエッチングしてコンタクトホール20、2
1を形成する。
Next, after depositing a silicon oxide film 17 on the substrate 1 by the CVD method, the MIS for selecting a memory cell in the storage section is formed.
FET (Qs) source, drain (n - type semiconductor region 1)
1) Silicon oxide film 17 and silicon nitride film 13 on the upper part
And dry etching the contact holes 18, 19
To form At this time, the silicon oxide film 17 and the silicon nitride film 1 on the n + type
3 and dry etching the contact holes 20 and 2
Form one.

【0036】次に、上記コンタクトホール18〜21の
内部にn型不純物(例えばリン)がドープされた多結晶
シリコンからなるプラグ22を形成する。プラグ22
は、コンタクトホール18〜21の内部および酸化シリ
コン膜17の上部にCVD法でn型多結晶シリコン膜を
堆積した後、コンタクトホール18〜21の外部のn型
多結晶シリコン膜をCMP法で除去することによって形
成する。
Next, a plug 22 made of polycrystalline silicon doped with an n-type impurity (for example, phosphorus) is formed inside the contact holes 18 to 21. Plug 22
Is to deposit an n-type polycrystalline silicon film inside the contact holes 18 to 21 and on the silicon oxide film 17 by the CVD method, and then remove the n-type polycrystalline silicon film outside the contact holes 18 to 21 by the CMP method. It forms by doing.

【0037】図10に示すように、記憶部のコンタクト
ホール18、19のうち、メモリセル選択用MISFE
T(Qs)のソース、ドレイン(n- 型半導体領域11)
と後の工程で形成されるビット線BLとを接続するコン
タクトホール18は、ビット線BLとのコンタクト面積
を広く確保するために、その一部が素子分離溝2の上部
に延在する細長いパターンで構成される。
As shown in FIG. 10, among the contact holes 18 and 19 of the storage section, the MISFE for selecting a memory cell is provided.
Source and drain of T (Qs) (n type semiconductor region 11)
In order to secure a large contact area with the bit line BL, a contact hole 18 connecting the bit line BL and a bit line BL formed in a later step has an elongated pattern partially extending above the element isolation groove 2. It consists of.

【0038】図11に示すように、容量素子部のコンタ
クトホール20、21は、記憶部に形成された上記コン
タクトホール18、19と同一形状、かつ同一寸法で構
成する。容量素子部に形成されたコンタクトホール2
0、21のうち、後の工程で形成されるノイズ対策用の
容量素子(Cn)の下部電極(49)と拡散層(n+ 型半
導体領域6)とを接続するコンタクトホール21は、図
12に示すようなスリット状の細長いパターンで構成し
てもよい。これにより、コンタクトホール21に埋め込
まれたプラグ22と拡散層(n+ 型半導体領域6)との
コンタクト面積が増加し、その分、両者のコンタクト抵
抗が低減されるので、容量素子(Cn)の直列寄生抵抗を
低減することができる。
As shown in FIG. 11, the contact holes 20 and 21 in the capacitive element portion have the same shape and the same dimensions as the contact holes 18 and 19 formed in the storage portion. Contact hole 2 formed in the capacitive element
0 and 21, the contact hole 21 connecting the lower electrode (49) of the capacitive element (Cn) for noise suppression and the diffusion layer (n + type semiconductor region 6) formed in a later step is shown in FIG. And a slit-like elongated pattern as shown in FIG. As a result, the contact area between the plug 22 buried in the contact hole 21 and the diffusion layer (the n + type semiconductor region 6) increases, and the contact resistance between the two decreases accordingly. The series parasitic resistance can be reduced.

【0039】次に、図13、図14(記憶部の一部を示
す基板1の概略平面図)および図15(容量素子部の一
部を示す基板1の概略平面図)に示すように、酸化シリ
コン膜17の上部にCVD法で酸化シリコン膜23を堆
積した後、記憶部のコンタクトホール18の上部および
容量素子部のコンタクトホール20の上部の酸化シリコ
ン膜23をそれぞれエッチングしてスルーホール24、
25を形成する。また、論理回路部および容量素子部の
酸化シリコン膜23、17と窒化シリコン膜13とをエ
ッチングしてn+ 型半導体領域14、p+ 型半導体領域
15およびゲート電極9Cのそれぞれの上部にコンタク
トホール26〜31を形成する。
Next, as shown in FIG. 13 and FIG. 14 (schematic plan views of the substrate 1 showing a part of the storage unit) and FIG. After depositing a silicon oxide film 23 on the silicon oxide film 17 by the CVD method, the silicon oxide film 23 on the storage portion contact hole 18 and the capacitance element portion contact hole 20 is etched to form a through hole 24. ,
25 are formed. The silicon oxide films 23 and 17 and the silicon nitride film 13 of the logic circuit portion and the capacitor portion are etched to form contact holes on the n + -type semiconductor region 14, the p + -type semiconductor region 15, and the gate electrode 9C. 26 to 31 are formed.

【0040】次に、上記スルーホール24、25の内部
およびコンタクトホール26〜31の内部にプラグ33
を形成した後、記憶部のスルーホール24、25および
容量素子部のコンタクトホール33の上部にビット線B
Lを形成し、論理回路部のコンタクトホール26〜30
の上部に第1層目の配線34〜38を形成する。プラグ
33は、スルーホール24、25の内部、コンタクトホ
ール26〜31の内部および酸化シリコン膜23の上部
にスパッタリング法でTiN(窒化チタン)膜とW膜と
からなる積層膜を堆積した後、スルーホール24、25
の外部およびコンタクトホール26〜31の外部の上記
積層膜(TiN膜/W膜)をCMP法で除去することに
よって形成する。また、ビット線BLおよび配線34〜
38は、酸化シリコン膜23の上部にスパッタリング法
でW膜を堆積した後、フォトレジスト膜をマスクにした
ドライエッチングで上記W膜をパターニングすることに
よって形成する。
Next, plugs 33 are formed in the through holes 24 and 25 and the contact holes 26 to 31.
Is formed, the bit lines B are formed above the through holes 24 and 25 in the storage section and the contact holes 33 in the capacitor section.
L is formed, and the contact holes 26 to 30 of the logic circuit portion are formed.
Are formed on the first layer. The plug 33 is formed by depositing a laminated film composed of a TiN (titanium nitride) film and a W film on the inside of the through holes 24 and 25, the inside of the contact holes 26 to 31 and the upper part of the silicon oxide film 23 by a sputtering method. Hall 24, 25
Is formed by removing the above-mentioned laminated film (TiN film / W film) outside the contact holes 26 to 31 by the CMP method. In addition, the bit line BL and the wiring 34 to
38 is formed by depositing a W film on the silicon oxide film 23 by a sputtering method, and then patterning the W film by dry etching using a photoresist film as a mask.

【0041】次に、図16および図17(記憶部の一部
を示す基板1の概略平面図)に示すように、ビット線B
Lおよび配線34〜38の上部にCVD法で酸化シリコ
ン膜41を堆積した後、フォトレジスト膜をマスクにし
て酸化シリコン膜41とその下層の酸化シリコン膜23
とをエッチングすることにより、記憶部のコンタクトホ
ール19の上部にスルーホール42を形成し、容量素子
部のコンタクトホール21の上部にスルーホール43を
形成する。
Next, as shown in FIGS. 16 and 17 (a schematic plan view of the substrate 1 showing a part of the storage section), the bit line B
After depositing a silicon oxide film 41 over the L and the wirings 34 to 38 by the CVD method, the silicon oxide film 41 and the silicon oxide film 23 thereunder are deposited using the photoresist film as a mask.
Are etched to form a through hole 42 above the contact hole 19 in the storage section and a through hole 43 above the contact hole 21 in the capacitor section.

【0042】次に、上記スルーホール42、43の内部
にn型多結晶シリコンからなるプラグ44を形成する。
プラグ44は、前記コンタクトホール18〜21の内部
にプラグ22を形成した時と同様の方法で形成する。
Next, a plug 44 made of n-type polycrystalline silicon is formed inside the through holes 42 and 43.
The plug 44 is formed by the same method as when the plug 22 is formed inside the contact holes 18 to 21.

【0043】図18に示すように、容量素子部のスルー
ホール43は、記憶部に形成された上記スルーホール4
2と同一形状、かつ同一寸法で構成する。容量素子部の
スルーホール43は、図19に示すようなスリット状の
細長いパターンで構成してもよい。これにより、スルー
ホール43に埋め込まれたプラグ44とその下部のコン
タクトホール21に埋め込まれたプラグ22とのコンタ
クト面積が増加し、その分、両者のコンタクト抵抗が低
減されるので、容量素子(Cn)の直列寄生抵抗を低減す
ることができる。またこのとき、スルーホール43の下
部のコンタクトホール21もスリット状の細長いパター
ンで構成することにより、プラグ44とプラグ22との
コンタクト抵抗がさらに低減されるので、容量素子(C
n)の直列寄生抵抗をさらに低減することができる。
As shown in FIG. 18, the through hole 43 in the capacitive element portion is formed in the through hole 4 formed in the storage portion.
2 and have the same dimensions. The through hole 43 of the capacitive element may be formed in a slit-like elongated pattern as shown in FIG. Thereby, the contact area between the plug 44 buried in the through hole 43 and the plug 22 buried in the contact hole 21 thereunder is increased, and the contact resistance of both is reduced accordingly, so that the capacitance element (Cn ) Can be reduced. Also, at this time, the contact resistance between the plug 44 and the plug 22 is further reduced by forming the contact hole 21 below the through hole 43 with a slit-like elongated pattern, so that the capacitance element (C
n) The series parasitic resistance can be further reduced.

【0044】次に、図20、図21(記憶部の一部を示
す基板1の概略平面図)および図22(容量素子部の一
部を示す基板1の概略平面図)に示すように、酸化シリ
コン膜41の上部にCVD法で窒化シリコン膜45を堆
積し、続いて窒化シリコン膜45の上部にCVD法で酸
化シリコン膜46を堆積した後、フォトレジスト膜をマ
スクにして酸化シリコン膜46とその下層の窒化シリコ
ン膜45とをエッチングすることにより、記憶部のスル
ーホール42の上部に凹溝47を形成し、容量素子部の
スルーホール43の上部に凹溝48を形成する。なお、
酸化シリコン膜46をエッチングする際は、その下層の
窒化シリコン膜45をエッチングストッパとして使用
し、下層の酸化シリコン膜41が深く削れないようにす
る。
Next, as shown in FIGS. 20 and 21 (a schematic plan view of the substrate 1 showing a part of the storage section) and FIG. 22 (a schematic plan view of the substrate 1 showing a part of the capacitor element section), After depositing a silicon nitride film 45 on the silicon oxide film 41 by a CVD method and subsequently depositing a silicon oxide film 46 on the silicon nitride film 45 by a CVD method, the silicon oxide film 46 is By etching the silicon nitride film 45 and the underlying silicon nitride film 45, a concave groove 47 is formed above the through hole 42 of the storage section, and a concave groove 48 is formed above the through hole 43 of the capacitive element section. In addition,
When etching the silicon oxide film 46, the underlying silicon nitride film 45 is used as an etching stopper so that the underlying silicon oxide film 41 is not etched deeply.

【0045】次に、図23に示すように、凹溝47、4
8の内部に下部電極49を形成し、続いて下部電極49
の上部に容量絶縁膜50および上部電極(プレート電
極)51を形成することによって、記憶部に情報蓄積用
容量素子Csを形成し、容量素子部に情報蓄積用容量素
子Cnを形成する。容量素子部の情報蓄積用容量素子C
nは、記憶部の情報蓄積用容量素子Csと同一形状、か
つ同一寸法で構成する。
Next, as shown in FIG.
8, a lower electrode 49 is formed.
By forming a capacitive insulating film 50 and an upper electrode (plate electrode) 51 on the top of the device, an information storage capacitor Cs is formed in the storage unit, and an information storage capacitor Cn is formed in the capacitor unit. Capacitive element C for information storage in the capacitive element section
n is configured to have the same shape and the same dimensions as the information storage capacitive element Cs of the storage unit.

【0046】上記情報蓄積用容量素子Cs、Cnを形成
するには、まず凹溝47、48の内部を含む酸化シリコ
ン膜46の上部にn型不純物(例えばリン)がドープさ
れた多結晶シリコン膜(図示せず)をCVD法で堆積し
た後、凹溝47、48の外部の多結晶シリコン膜をエッ
チングで除去することにより、凹溝47、48の内壁に
沿って下部電極49を形成する。なお、下部電極49
は、多結晶シリコン以外の導電材料、例えばタングステ
ン、ルテニウムなどの高融点金属や、酸化ルテニウム、
酸化イリジウムなどの導電性金属酸化物を用いて形成し
てもよい。また、下部電極49の表面を粗面化すること
によって、その表面積をさらに大きくしてもよい。
To form the information storage capacitance elements Cs and Cn, first, a polycrystalline silicon film doped with an n-type impurity (for example, phosphorus) is formed on the silicon oxide film 46 including the insides of the concave grooves 47 and 48. After depositing (not shown) by the CVD method, the polycrystalline silicon film outside the concave grooves 47 and 48 is removed by etching to form the lower electrode 49 along the inner walls of the concave grooves 47 and 48. The lower electrode 49
Is a conductive material other than polycrystalline silicon, for example, tungsten, high melting point metal such as ruthenium, ruthenium oxide,
It may be formed using a conductive metal oxide such as iridium oxide. Further, the surface area of the lower electrode 49 may be further increased by roughening the surface.

【0047】次に、下部電極49の上部に薄いTa2
5(酸化タンタル) 膜(図示せず)をCVD法で堆積し、
続いてTa2 5 膜の上部に例えばCVD法とスパッタ
リング法とを併用してTiN膜を堆積した後、フォトレ
ジスト膜をマスクにしたエッチングでTiN膜およびT
2 5 膜をパターニングする。なお、情報蓄積用容量
素子Cs、Cnの容量絶縁膜50は、例えばBST、S
TO、BaTiO3 (チタン酸バリウム)、PbTiO
3 (チタン酸鉛)、PZT(PbZrX Ti
1- X 3 )、PLT(PbLaX Ti1-X 3 )、PL
ZTなどの金属酸化物からなる高(強)誘電体材料で構
成することもできる。また、上部電極51は、窒化チタ
ン以外の導電材料、例えばタングステンなどを用いて形
成することもできる。さらに、情報蓄積用容量素子C
s、Cnを上記した以外の形状、例えばフィン形などに
することもできる。
Next, a thin Ta 2 O layer is formed on the lower electrode 49.
5 (Tantalum oxide) film (not shown) is deposited by CVD method,
Subsequently, a TiN film is deposited on the Ta 2 O 5 film by using, for example, a CVD method and a sputtering method in combination, and then the TiN film and the TN film are etched by using a photoresist film as a mask.
The a 2 O 5 film is patterned. The capacitance insulating films 50 of the information storage capacitance elements Cs and Cn are, for example, BST and SST.
TO, BaTiO 3 (barium titanate), PbTiO
3 (Lead titanate), PZT (PbZr x Ti
1- X O 3), PLT ( PbLa X Ti 1-X O 3), PL
It may be made of a high (ferro) dielectric material made of a metal oxide such as ZT. Further, the upper electrode 51 can be formed using a conductive material other than titanium nitride, for example, tungsten or the like. Further, the information storage capacitor C
s and Cn may be formed in a shape other than the above, for example, a fin shape.

【0048】次に、図24に示すように、情報蓄積用容
量素子Cs、Cnの上部にAl(アルミニウム)合金膜
を主体とする第2層目の配線56〜59を形成する。配
線56〜59を形成するには、まず情報蓄積用容量素子
Cs、Cnの上部にCVD法で酸化シリコン膜52を堆
積した後、フォトレジスト膜をマスクにして酸化シリコ
ン膜52およびその下層の酸化シリコン膜46、窒化シ
リコン膜45および酸化シリコン膜41をエッチングす
ることにより、論理回路部の第1層目の配線34の上部
にスルーホール53を形成し、容量素子部のビット線B
Lの上部にスルーホール54を形成する。
Next, as shown in FIG. 24, second-layer wirings 56 to 59 mainly composed of an Al (aluminum) alloy film are formed on the information storage capacitors Cs and Cn. In order to form the wirings 56 to 59, first, a silicon oxide film 52 is deposited on the information storage capacitor elements Cs and Cn by the CVD method, and then the silicon oxide film 52 and the underlying layer are oxidized using a photoresist film as a mask. By etching the silicon film 46, the silicon nitride film 45, and the silicon oxide film 41, a through hole 53 is formed above the first-layer wiring 34 in the logic circuit portion, and the bit line B in the capacitor portion is formed.
A through hole 54 is formed above L.

【0049】次に、スルーホール53、54の内部およ
び酸化シリコン膜52の上部にCVD法でTiN膜とW
膜とを堆積した後、スルーホール53、54の外部のこ
れらの膜をエッチング(またはCMP法)で除去するこ
とによって、スルーホール53、54の内部にプラグ5
5を形成する。次に、酸化シリコン膜52の上部にスパ
ッタリング法でTi膜、Al合金膜、Ti膜およびTi
N膜を順次堆積した後、フォトレジスト膜をマスクにし
たドライエッチングでこれらの膜をパターニングするこ
とによって、配線56〜59を形成する。
Next, a TiN film and a W film are formed in the through holes 53 and 54 and on the silicon oxide film 52 by CVD.
After the films are deposited, these films outside the through holes 53 and 54 are removed by etching (or a CMP method) so that the plugs 5 are formed inside the through holes 53 and 54.
5 is formed. Next, a Ti film, an Al alloy film, a Ti film, and a Ti film are formed on the silicon oxide film 52 by a sputtering method.
After sequentially depositing N films, the films 56 to 59 are formed by patterning these films by dry etching using a photoresist film as a mask.

【0050】ここまでの工程により、前記図3に示す本
実施形態の半導体集積回路装置が略完成する。なお、実
際の半導体集積回路装置は、第2層目の配線56〜59
の上部に層間絶縁膜を介して1〜2層程度の配線が形成
され、さらにその上部に耐水性が高い緻密なパッシベー
ション膜(例えばプラズマCVD法で堆積した酸化シリ
コン膜と窒化シリコン膜との積層膜)が形成されるが、
それらの図示は省略する。
Through the steps so far, the semiconductor integrated circuit device of the present embodiment shown in FIG. 3 is substantially completed. Note that the actual semiconductor integrated circuit device has wirings 56 to 59 of the second layer.
About 1 to 2 layers of wiring are formed on the upper surface of the substrate via an interlayer insulating film, and a dense water-resistant passivation film (for example, a stack of a silicon oxide film and a silicon nitride film deposited by a plasma CVD method) is formed thereon. Film) is formed,
Their illustration is omitted.

【0051】上記のように構成された本実施形態の半導
体集積回路装置によれば、ノイズ対策用容量素子(Cn)
の直列寄生抵抗が低減されるので、容量素子(Cn)の遮
断周波数が向上する。これにより、高周波ノイズによる
回路の誤動作が確実に防止できるので、半導体集積回路
装置の高速化、高性能化を推進することができる。
According to the semiconductor integrated circuit device of the present embodiment configured as described above, the capacitance element for noise suppression (Cn)
, The cut-off frequency of the capacitive element (Cn) is improved. As a result, malfunction of the circuit due to high-frequency noise can be reliably prevented, so that the speed and performance of the semiconductor integrated circuit device can be promoted.

【0052】なお、上記の構成では、容量素子部のビッ
ト線BLに接続されるコンタクトホール20やスルーホ
ール25の形状および寸法を、容量素子部のビット線B
Lの下部に形成されるコンタクトホール18やスルーホ
ール24の形状および寸法と同じにした(図10〜図1
2および図17〜図19参照)が、例えば図25に示す
ように、容量素子部のビット線BLに接続されるコンタ
クトホール20をスリット状の細長いパターンで構成し
てもよい。これにより、コンタクトホール20に埋め込
まれたプラグ22と拡散層(n+ 型半導体領域6)との
コンタクト面積が増加し、その分、両者のコンタクト抵
抗が低減されるので、容量素子(Cn)の直列寄生抵抗を
さらに低減することができる。また、例えば図26に示
すように、上記コンタクトホール20およびその上部の
スルーホール25のそれぞれをスリット状の細長いパタ
ーンで構成することにより、スルーホール25に埋め込
まれたプラグ33とその下部のコンタクトホール22に
埋め込まれたプラグ22とのコンタクト面積も増加する
ので、容量素子(Cn)の直列寄生抵抗をさらに低減する
ことができる。
In the above configuration, the shapes and dimensions of the contact holes 20 and the through holes 25 connected to the bit lines BL of the capacitor element portion are changed to the bit lines B of the capacitor element portion.
The shape and dimensions of the contact hole 18 and the through hole 24 formed below the L are the same (FIGS. 10 to 1).
2 and FIGS. 17 to 19), for example, as shown in FIG. 25, the contact hole 20 connected to the bit line BL of the capacitor element portion may be formed in a slit-like elongated pattern. As a result, the contact area between the plug 22 buried in the contact hole 20 and the diffusion layer (n + type semiconductor region 6) increases, and the contact resistance between the two decreases, thereby reducing the capacitance of the capacitor (Cn). The series parasitic resistance can be further reduced. For example, as shown in FIG. 26, by forming each of the contact hole 20 and the through hole 25 above the contact hole 20 with a slit-like elongated pattern, the plug 33 embedded in the through hole 25 and the contact hole below the plug 33 are formed. Since the contact area with the plug 22 embedded in the capacitor 22 also increases, the series parasitic resistance of the capacitor (Cn) can be further reduced.

【0053】(実施の形態2)図27は、本実施形態の
半導体集積回路装置における容量素子部の一部を示す基
板1の要部断面図、図28は同じく平面図である。
(Embodiment 2) FIG. 27 is a cross-sectional view of a main part of a substrate 1 showing a part of a capacitor element portion in a semiconductor integrated circuit device of this embodiment, and FIG. 28 is a plan view of the same.

【0054】前記実施の形態1では、容量素子(Cn)の
下部電極49は、プラグ44、22、n+ 型半導体領域
6、14、プラグ33、ビット線BLおよびプラグ55
を介して引き出し用の配線59に接続される。これに対
し、本実施形態では、容量素子(Cn)の下部電極49
は、プラグ44、ビット線BLおよびプラグ55を介し
て引き出し用の配線59に接続される。すなわち、本実
施形態では、容量素子部のビット線BLを多数の容量素
子(Cn)に共通する大面積のパターンで構成すると共
に、容量素子部におけるコンタクトホール20、21や
拡散層(n+ 型半導体領域6、14)の形成を省略し、
容量素子(Cn)の下部電極49と引き出し用の配線59
とを基板1を介することなく接続する。
In the first embodiment, the lower electrode 49 of the capacitor (Cn) includes the plugs 44, 22, the n + type semiconductor regions 6, 14, the plug 33, the bit line BL, and the plug 55
Is connected to the lead-out wiring 59 via the. On the other hand, in the present embodiment, the lower electrode 49 of the capacitive element (Cn)
Are connected to a lead wiring 59 via a plug 44, a bit line BL and a plug 55. That is, in the present embodiment, the bit line BL of the capacitive element portion is formed with a large area pattern common to a large number of capacitive elements (Cn), and the contact holes 20 and 21 and the diffusion layer (n + type) in the capacitive element section are formed. The formation of the semiconductor regions 6, 14) is omitted,
Lower electrode 49 of capacitive element (Cn) and lead-out wiring 59
Are connected without interposing the substrate 1.

【0055】これにより、容量素子(Cn)の直列寄生抵
抗をさらに低減することができると共に、製造工程を簡
略化することができる。
As a result, the series parasitic resistance of the capacitive element (Cn) can be further reduced, and the manufacturing process can be simplified.

【0056】この場合、図29および図30に示すよう
に、容量素子(Cn)の下部電極49とビット線BLとを
接続するスルーホール43をスリット状の細長いパター
ンで構成してもよい。これにより、スルーホール43に
埋め込まれたプラグ44とその下部のビット線BLとの
コンタクト面積が増加し、その分、両者のコンタクト抵
抗が低減されるので、容量素子(Cn)の直列寄生抵抗を
さらに低減することができる。
In this case, as shown in FIGS. 29 and 30, the through hole 43 connecting the lower electrode 49 of the capacitive element (Cn) and the bit line BL may be formed in a slit-like elongated pattern. As a result, the contact area between the plug buried in the through hole 43 and the bit line BL thereunder increases, and the contact resistance therebetween is reduced accordingly, so that the series parasitic resistance of the capacitive element (Cn) is reduced. It can be further reduced.

【0057】(実施の形態3)図31は、本実施形態の
半導体集積回路装置における容量素子部の一部を示す基
板1の要部断面図、図32は同じく平面図である。
(Embodiment 3) FIG. 31 is a cross-sectional view of a main part of a substrate 1 showing a part of a capacitive element portion in a semiconductor integrated circuit device of this embodiment, and FIG. 32 is a plan view of the same.

【0058】本実施形態では、容量素子部におけるビッ
ト線BLの形成を省略している。またこれに伴って、ビ
ット線BLの下部のスルーホール25およびコンタクト
ホール20の形成を省略している。この場合、容量素子
(Cn)の下部電極49は、プラグ44、22、n+ 型半
導体領域6、14、プラグ33、記憶部のビット線BL
と同一工程で形成される第1層目の配線39およびプラ
グ55を介して引き出し用の配線59に接続される。
In this embodiment, the formation of the bit line BL in the capacitive element portion is omitted. Accordingly, the formation of the through hole 25 and the contact hole 20 below the bit line BL is omitted. In this case, the lower electrode 49 of the capacitor (Cn) includes the plugs 44 and 22, the n + -type semiconductor regions 6, 14, the plug 33, and the bit line BL of the storage unit.
Are connected to a lead-out wiring 59 through a first-layer wiring 39 and a plug 55 formed in the same step as in FIG.

【0059】本実施形態によれば、容量素子部の構造が
簡略化されるので、製造歩留まりを向上させることがで
きる。
According to the present embodiment, since the structure of the capacitive element portion is simplified, the production yield can be improved.

【0060】この場合、容量素子(Cn)の直列寄生抵抗
をさらに低減するために、例えば図33および図34に
示すように、容量素子(Cn)の下部電極49と基板1の
拡散層(n+ 型半導体領域6)とを接続するコンタクト
ホール21をスリット状の細長いパターンで構成した
り、図35および図36に示すように、コンタクトホー
ル21の上部のスルーホール43をスリット状の細長い
パターンで構成したりしてもよい。また、図37および
図38に示すように、コンタクトホール21およびスル
ーホール43の両方をスリット状の細長いパターンで構
成したりしてもよい。
In this case, in order to further reduce the series parasitic resistance of the capacitance element (Cn), as shown in FIGS. 33 and 34, for example, the lower electrode 49 of the capacitance element (Cn) and the diffusion layer (n The contact hole 21 connecting to the + type semiconductor region 6) is formed by a slit-like elongated pattern, or as shown in FIGS. 35 and 36, the through-hole 43 above the contact hole 21 is formed by a slit-like elongated pattern. Or may be configured. As shown in FIGS. 37 and 38, both the contact hole 21 and the through hole 43 may be formed in a slit-like elongated pattern.

【0061】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでも
ない。
Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments of the present invention, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the invention. Needless to say, it can be changed.

【0062】前記実施の形態では、容量素子の下部電極
と基板の拡散層とを接続するコンタクトホールやスルー
ホールの内部のプラグを多結晶シリコンで構成したが、
このプラグを金属で構成してもよい。この場合は、拡散
層とプラグとの界面にシリサイド層を形成してコンタク
ト抵抗をさらに低減することもできる。
In the above embodiment, the plug inside the contact hole or through hole connecting the lower electrode of the capacitive element and the diffusion layer of the substrate is made of polycrystalline silicon.
This plug may be made of metal. In this case, a silicide layer can be formed at the interface between the diffusion layer and the plug to further reduce the contact resistance.

【0063】[0063]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以
下のとおりである。
The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0064】本発明によれば、ノイズ対策用容量素子の
直列寄生抵抗が低減され、遮断周波数が向上する。これ
により、高周波ノイズによる回路の誤動作を確実に防止
することができるので、半導体集積回路装置の高速化、
高性能化を推進することができる。
According to the present invention, the series parasitic resistance of the noise suppression capacitor is reduced, and the cutoff frequency is improved. As a result, malfunction of the circuit due to high-frequency noise can be reliably prevented.
High performance can be promoted.

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

【図1】本発明の実施の形態1である半導体集積回路装
置の概略レイアウトを示す半導体基板(チップ)の全体
平面図である。
FIG. 1 is an overall plan view of a semiconductor substrate (chip) showing a schematic layout of a semiconductor integrated circuit device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の一部を拡大して示すレイアウト図であ
る。
FIG. 2 is an enlarged layout diagram showing a part of FIG. 1;

【図3】本発明の実施の形態1である半導体集積回路装
置を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 3 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention;

【図4】本発明の実施の形態1である半導体集積回路装
置の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 4 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention;

【図5】本発明の実施の形態1である半導体集積回路装
置の製造方法を示す半導体基板の要部平面図である。
FIG. 5 is a plan view of a main part of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention;

【図6】本発明の実施の形態1である半導体集積回路装
置の製造方法を示す半導体基板の要部平面図である。
FIG. 6 is a fragmentary plan view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention;

【図7】本発明の実施の形態1である半導体集積回路装
置の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 7 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention;

【図8】本発明の実施の形態1である半導体集積回路装
置の製造方法を示す半導体基板の要部平面図である。
FIG. 8 is a plan view of a principal part of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention;

【図9】本発明の実施の形態1である半導体集積回路装
置の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 9 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention;

【図10】本発明の実施の形態1である半導体集積回路
装置の製造方法を示す半導体基板の要部平面図である。
FIG. 10 is a fragmentary plan view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention;

【図11】本発明の実施の形態1である半導体集積回路
装置の製造方法を示す半導体基板の要部平面図である。
FIG. 11 is a fragmentary plan view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention;

【図12】本発明の実施の形態1である半導体集積回路
装置の製造方法を示す半導体基板の要部平面図である。
FIG. 12 is an essential part plan view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention;

【図13】本発明の実施の形態1である半導体集積回路
装置の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 13 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention;

【図14】本発明の実施の形態1である半導体集積回路
装置の製造方法を示す半導体基板の要部平面図である。
14 is a fragmentary plan view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention; FIG.

【図15】本発明の実施の形態1である半導体集積回路
装置の製造方法を示す半導体基板の要部平面図である。
15 is a fragmentary plan view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention; FIG.

【図16】本発明の実施の形態1である半導体集積回路
装置の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 16 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention;

【図17】本発明の実施の形態1である半導体集積回路
装置の製造方法を示す半導体基板の要部平面図である。
FIG. 17 is a fragmentary plan view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention;

【図18】本発明の実施の形態1である半導体集積回路
装置の製造方法を示す半導体基板の要部平面図である。
FIG. 18 is a fragmentary plan view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention;

【図19】本発明の実施の形態1である半導体集積回路
装置の製造方法を示す半導体基板の要部平面図である。
FIG. 19 is a fragmentary plan view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention;

【図20】本発明の実施の形態1である半導体集積回路
装置の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
20 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention; FIG.

【図21】本発明の実施の形態1である半導体集積回路
装置の製造方法を示す半導体基板の要部平面図である。
FIG. 21 is a fragmentary plan view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention;

【図22】本発明の実施の形態1である半導体集積回路
装置の製造方法を示す半導体基板の要部平面図である。
FIG. 22 is a fragmentary plan view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention;

【図23】本発明の実施の形態1である半導体集積回路
装置の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 23 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention;

【図24】本発明の実施の形態1である半導体集積回路
装置の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 24 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention;

【図25】本発明の実施の形態1である半導体集積回路
装置の製造方法を示す半導体基板の要部平面図である。
FIG. 25 is a main-portion plan view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention;

【図26】本発明の実施の形態1である半導体集積回路
装置の製造方法を示す半導体基板の要部平面図である。
26 is a fragmentary plan view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention; FIG.

【図27】本発明の実施の形態2である半導体集積回路
装置を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 27 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate showing a semiconductor integrated circuit device according to a second embodiment of the present invention;

【図28】本発明の実施の形態2である半導体集積回路
装置を示す半導体基板の要部平面図である。
FIG. 28 is a plan view of a principal part of a semiconductor substrate showing a semiconductor integrated circuit device according to a second embodiment of the present invention;

【図29】本発明の実施の形態2である半導体集積回路
装置を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 29 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate, illustrating a semiconductor integrated circuit device according to a second embodiment of the present invention;

【図30】本発明の実施の形態2である半導体集積回路
装置を示す半導体基板の要部平面図である。
FIG. 30 is a plan view of a principal part of a semiconductor substrate showing a semiconductor integrated circuit device according to a second embodiment of the present invention;

【図31】本発明の実施の形態3である半導体集積回路
装置を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 31 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate showing a semiconductor integrated circuit device according to a third embodiment of the present invention;

【図32】本発明の実施の形態3である半導体集積回路
装置を示す半導体基板の要部平面図である。
FIG. 32 is a plan view of a principal part of a semiconductor substrate showing a semiconductor integrated circuit device according to a third embodiment of the present invention;

【図33】本発明の実施の形態3である半導体集積回路
装置を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 33 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate showing a semiconductor integrated circuit device according to a third embodiment of the present invention;

【図34】本発明の実施の形態3である半導体集積回路
装置を示す半導体基板の要部平面図である。
FIG. 34 is a fragmentary plan view of a semiconductor substrate showing a semiconductor integrated circuit device according to Embodiment 3 of the present invention;

【図35】本発明の実施の形態3である半導体集積回路
装置を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 35 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate showing a semiconductor integrated circuit device according to a third embodiment of the present invention;

【図36】本発明の実施の形態3である半導体集積回路
装置を示す半導体基板の要部平面図である。
FIG. 36 is a fragmentary plan view of a semiconductor substrate showing a semiconductor integrated circuit device according to a third embodiment of the present invention;

【図37】本発明の実施の形態3である半導体集積回路
装置を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 37 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate showing a semiconductor integrated circuit device according to a third embodiment of the present invention;

【図38】本発明の実施の形態3である半導体集積回路
装置を示す半導体基板の要部平面図である。
FIG. 38 is a plan view of a principal part of a semiconductor substrate showing a semiconductor integrated circuit device according to a third embodiment of the present invention;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板(チップ) 2 素子分離溝 3 p型ウエル 4 n型ウエル 5 n型ウエル 6 n+ 型半導体領域 7 酸化シリコン膜 8 ゲート酸化膜 9A〜9C ゲート電極 10 窒化シリコン膜 11 n- 型半導体領域 12 p- 型半導体領域 13 窒化シリコン膜 13a サイドウォールスペーサ 14 n+ 型半導体領域 15 p+ 型半導体領域 16 シリサイド層 17 酸化シリコン膜 18〜21 コンタクトホール 22 プラグ 23 酸化シリコン膜 24、25 スルーホール 26〜31 コンタクトホール 33 プラグ 34〜39 配線 41 酸化シリコン膜 42、43 スルーホール 44 プラグ 45 窒化シリコン膜 46 酸化シリコン膜 47、48 凹溝 49 下部電極 50 容量絶縁膜 51 上部電極(プレート電極) 52 酸化シリコン膜 53、54 スルーホール 55 プラグ 56〜59 配線 BL ビット線 Cn 、Cs 容量素子 Lc 、Lm 活性領域 MA メインアンプ MARY メモリアレイ Qn nチャネル型MISFET Qp pチャネル型MISFET Qs メモリセル選択用MISFET RWC 制御回路 SA センスアンプ SARY サブアレイ SWD サブワードドライバ WA ライトアンプ WD ワードドライバ WL ワード線Reference Signs List 1 semiconductor substrate (chip) 2 element isolation groove 3 p-type well 4 n-type well 5 n-type well 6 n + type semiconductor region 7 silicon oxide film 8 gate oxide film 9A to 9C gate electrode 10 silicon nitride film 11 n - type semiconductor Region 12 p type semiconductor region 13 silicon nitride film 13 a sidewall spacer 14 n + type semiconductor region 15 p + type semiconductor region 16 silicide layer 17 silicon oxide film 18 to 21 contact hole 22 plug 23 silicon oxide film 24, 25 through hole 26 to 31 Contact hole 33 Plug 34 to 39 Wiring 41 Silicon oxide film 42, 43 Through hole 44 Plug 45 Silicon nitride film 46 Silicon oxide film 47, 48 Groove 49 Lower electrode 50 Capacitive insulating film 51 Upper electrode (plate electrode) 52 Silicon oxide film 53, 5 Through hole 55 Plug 56-59 Wiring BL Bit line Cn, Cs Capacitance element Lc, Lm Active area MA Main amplifier MARY Memory array Qn N-channel MISFET Qp P-channel MISFET Qs MISFET RWC control circuit for memory cell selection SA Sense amplifier SARY Subarray SWD Subword driver WA Write amplifier WD Word driver WL Word line

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高倉 俊彦 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 横山 勇治 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 Fターム(参考) 5F083 AD24 AD31 GA12 JA06 JA14 JA15 JA35 JA39 JA40 JA53 LA12 LA16 LA29 MA06 MA17 MA20 NA01 PR36 PR43 PR44 PR46 PR53 PR54 PR56 ZA01 ZA06 ZA12 ZA14  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Toshihiko Takakura 6-16-16 Shinmachi, Ome-shi, Tokyo 3 Inside the Device Development Center, Hitachi, Ltd. (72) Yuji Yokoyama 6--16 Shinmachi, Ome-shi, Tokyo 3 F-term in Hitachi, Ltd. Device Development Center (reference) 5F083 AD24 AD31 GA12 JA06 JA14 JA15 JA35 JA39 JA40 JA53 LA12 LA16 LA29 MA06 MA17 MA20 NA01 PR36 PR43 PR44 PR46 PR53 PR54 PR56 ZA01 ZA06 ZA12 ZA14

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板の主面の第1領域に、メモリ
セル選択用MISFETと、前記メモリセル選択用MI
SFETのソース、ドレインの一方に接続された第1ビ
ット線と、前記ソース、ドレインの他方に接続された第
1容量素子とからなるメモリセルが形成され、 前記半導体基板の主面の第2領域に、第2ビット線と、
前記第1容量素子と同一構造で構成された第2容量素子
とが形成され、 前記第1ビット線は、前記メモリセル選択用MISFE
Tの上部の第1絶縁膜に形成された第1コンタクトホー
ルを介して前記メモリセル選択用MISFETのソー
ス、ドレインの一方に接続され、 前記第1容量素子の一方の電極は、前記第1絶縁膜に形
成された第2コンタクトホールと、前記第1絶縁膜の上
部の第2絶縁膜に形成された第1スルーホールとを介し
て前記メモリセル選択用MISFETのソース、ドレイ
ンの他方に接続され、 前記第2ビット線は、前記第1絶縁膜に形成された第3
コンタクトホールを介して前記半導体基板の第1拡散層
に接続され、 前記第2容量素子の一方の電極は、前記第1絶縁膜に形
成された第4コンタクトホールと、前記第2絶縁膜に形
成された第2スルーホールとを介して前記半導体基板の
前記第1拡散層に接続された半導体集積回路装置であっ
て、 前記第1拡散層が形成された活性領域の面積は、前記メ
モリセル選択用MISFETの前記ソース、ドレインが
形成された活性領域の面積よりも大きいことを特徴とす
る半導体集積回路装置。
A first region on a main surface of a semiconductor substrate, a memory cell selecting MISFET and the memory cell selecting MISFET;
A memory cell including a first bit line connected to one of a source and a drain of the SFET and a first capacitor connected to the other of the source and the drain is formed, and a second region on a main surface of the semiconductor substrate is formed. And a second bit line,
A second capacitance element having the same structure as the first capacitance element is formed; and the first bit line is connected to the memory cell selecting MISFE.
The memory cell selecting MISFET is connected to one of a source and a drain via a first contact hole formed in a first insulating film above T, and one electrode of the first capacitor element is connected to the first insulating film. Connected to the other of the source and the drain of the memory cell selecting MISFET via a second contact hole formed in the film and a first through hole formed in the second insulating film above the first insulating film. The second bit line includes a third bit line formed on the first insulating film.
One electrode of the second capacitor is connected to a first diffusion layer of the semiconductor substrate through a contact hole, and one electrode of the second capacitor is formed in a fourth contact hole formed in the first insulating film and in the second insulating film. A semiconductor integrated circuit device connected to the first diffusion layer of the semiconductor substrate via the second through hole formed, wherein the area of the active region in which the first diffusion layer is formed is determined by the memory cell selection. A semiconductor integrated circuit device having a larger area than an active region in which the source and drain of the MISFET are formed.
【請求項2】 請求項1記載の半導体集積回路装置にお
いて、前記第1拡散層のシート抵抗は、前記メモリセル
選択用MISFETの前記ソース、ドレインのシート抵
抗よりも大きいことを特徴とする半導体集積回路装置。
2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein a sheet resistance of said first diffusion layer is larger than a sheet resistance of said source and said drain of said memory cell selecting MISFET. Circuit device.
【請求項3】 請求項1記載の半導体集積回路装置にお
いて、前記第1〜第4コンタクトホールの内部および前
記第1、第2スルーホールの内部には、多結晶シリコン
からなるプラグが埋め込まれていることを特徴とする半
導体集積回路装置。
3. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein a plug made of polycrystalline silicon is buried inside said first to fourth contact holes and inside said first and second through holes. A semiconductor integrated circuit device.
【請求項4】 請求項1記載の半導体集積回路装置にお
いて、前記第3コンタクトホールの開孔面積は、前記第
1コンタクトホールの開孔面積よりも大きいことを特徴
とする半導体集積回路装置。
4. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein an opening area of said third contact hole is larger than an opening area of said first contact hole.
【請求項5】 請求項1記載の半導体集積回路装置にお
いて、前記第4コンタクトホールの開孔面積は、前記第
2コンタクトホールの開孔面積よりも大きいことを特徴
とする半導体集積回路装置。
5. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein an opening area of said fourth contact hole is larger than an opening area of said second contact hole.
【請求項6】 請求項1記載の半導体集積回路装置にお
いて、前記第2スルーホールの開孔面積は、前記第1ス
ルーホールの開孔面積よりも大きいことを特徴とする半
導体集積回路装置。
6. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein an opening area of said second through hole is larger than an opening area of said first through hole.
【請求項7】 半導体基板の主面の第1領域に、メモリ
セル選択用MISFETと、前記メモリセル選択用MI
SFETのソース、ドレインの一方に接続された第1ビ
ット線と、前記ソース、ドレインの他方に接続された第
1容量素子とからなるメモリセルが形成され、 前記半導体基板の主面の第2領域に、前記第1ビット線
よりも大面積の第2ビット線と、前記第1容量素子と同
一構造で構成された第2容量素子とが形成され、 前記第1ビット線は、前記メモリセル選択用MISFE
Tの上部の第1絶縁膜に形成された第1コンタクトホー
ルを介して前記メモリセル選択用MISFETのソー
ス、ドレインの一方に接続され、 前記第1容量素子の一方の電極は、前記第1絶縁膜に形
成された第2コンタクトホールと、前記第1絶縁膜の上
部の第2絶縁膜に形成された第1スルーホールとを介し
て前記メモリセル選択用MISFETのソース、ドレイ
ンの他方に接続され、 前記第2容量素子の一方の電極は、前記第2絶縁膜に形
成された第2スルーホールを介して前記第2ビット線に
接続されていることを特徴とする半導体集積回路装置。
7. A memory cell selecting MISFET and a memory cell selecting MISFET are provided in a first region on a main surface of a semiconductor substrate.
A memory cell including a first bit line connected to one of a source and a drain of the SFET and a first capacitor connected to the other of the source and the drain is formed, and a second region on a main surface of the semiconductor substrate is formed. A second bit line having an area larger than that of the first bit line and a second capacitance element having the same structure as the first capacitance element are formed. MISFE for
The memory cell selecting MISFET is connected to one of a source and a drain via a first contact hole formed in a first insulating film above T, and one electrode of the first capacitor element is connected to the first insulating film. Connected to the other of the source and the drain of the memory cell selecting MISFET via a second contact hole formed in the film and a first through hole formed in the second insulating film above the first insulating film. A semiconductor integrated circuit device, wherein one electrode of the second capacitor is connected to the second bit line via a second through hole formed in the second insulating film.
【請求項8】 請求項7記載の半導体集積回路装置にお
いて、前記第2スルーホールの開孔面積は、前記第1ス
ルーホールの開孔面積よりも大きいことを特徴とする半
導体集積回路装置。
8. The semiconductor integrated circuit device according to claim 7, wherein an opening area of said second through hole is larger than an opening area of said first through hole.
【請求項9】 半導体基板の主面の第1領域に、メモリ
セル選択用MISFETと、前記メモリセル選択用MI
SFETのソース、ドレインの一方に接続された第1ビ
ット線と、前記ソース、ドレインの他方に接続された第
1容量素子とからなるメモリセルが形成され、 前記半導体基板の主面の第2領域に、前記第1容量素子
と同一構造で構成された第2容量素子とが形成され、 前記第1ビット線は、前記メモリセル選択用MISFE
Tの上部の第1絶縁膜に形成された第1コンタクトホー
ルを介して前記メモリセル選択用MISFETのソー
ス、ドレインの一方に接続され、 前記第1容量素子の一方の電極は、前記第1絶縁膜に形
成された第2コンタクトホールと、前記第1絶縁膜の上
部の第2絶縁膜に形成された第1スルーホールとを介し
て前記メモリセル選択用MISFETのソース、ドレイ
ンの他方に接続され、 前記第2容量素子の一方の電極は、前記第1絶縁膜に形
成された第4コンタクトホールと、前記第2絶縁膜に形
成された第2スルーホールとを介して前記半導体基板の
第1拡散層に接続された半導体集積回路装置であって、 前記第1拡散層が形成された活性領域の面積は、前記メ
モリセル選択用MISFETの前記ソース、ドレインが
形成された活性領域の面積よりも大きいことを特徴とす
る半導体集積回路装置。
9. A memory cell selecting MISFET and a memory cell selecting MIFET in a first region on a main surface of a semiconductor substrate.
A memory cell including a first bit line connected to one of a source and a drain of the SFET and a first capacitor connected to the other of the source and the drain is formed, and a second region on a main surface of the semiconductor substrate is formed. A second capacitance element having the same structure as the first capacitance element is formed, and the first bit line is connected to the memory cell selecting MISFE.
The memory cell selecting MISFET is connected to one of a source and a drain via a first contact hole formed in a first insulating film above T, and one electrode of the first capacitor element is connected to the first insulating film. Connected to the other of the source and the drain of the memory cell selecting MISFET via a second contact hole formed in the film and a first through hole formed in the second insulating film above the first insulating film. One electrode of the second capacitive element is connected to a first contact hole of the semiconductor substrate via a fourth contact hole formed in the first insulating film and a second through hole formed in the second insulating film. In a semiconductor integrated circuit device connected to a diffusion layer, an area of an active region in which the first diffusion layer is formed is an active region in which the source and the drain of the memory cell selection MISFET are formed. The semiconductor integrated circuit device being larger than the area of the.
【請求項10】 請求項9記載の半導体集積回路装置に
おいて、前記第1拡散層のシート抵抗は、前記メモリセ
ル選択用MISFETの前記ソース、ドレインのシート
抵抗よりも大きいことを特徴とする半導体集積回路装
置。
10. The semiconductor integrated circuit device according to claim 9, wherein a sheet resistance of said first diffusion layer is larger than a sheet resistance of said source and drain of said memory cell selecting MISFET. Circuit device.
【請求項11】 請求項9記載の半導体集積回路装置に
おいて、前記第4コンタクトホールの開孔面積は、前記
第2コンタクトホールの開孔面積よりも大きいことを特
徴とする半導体集積回路装置。
11. The semiconductor integrated circuit device according to claim 9, wherein an opening area of said fourth contact hole is larger than an opening area of said second contact hole.
【請求項12】 請求項9記載の半導体集積回路装置に
おいて、前記第2スルーホールの開孔面積は、前記第1
スルーホールの開孔面積よりも大きいことを特徴とする
半導体集積回路装置。
12. The semiconductor integrated circuit device according to claim 9, wherein said second through-hole has an opening area of said first through-hole.
A semiconductor integrated circuit device having a larger opening area than a through hole.
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