JP2003023104A - Semiconductor device and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、TAT・DRAM
セルを有する半導体装置及びその作製方法に関し、更に
詳細には、TAT・DRAMセルのゲート電極の絶縁耐
圧が良好な構成を備えた半導体装置、及びその作製方法
に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a TAT / DRAM.
More specifically, the present invention relates to a semiconductor device having a structure in which a gate electrode of a TAT / DRAM cell has a good withstand voltage, and a manufacturing method thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】大量の情報を高速処理する半導体装置と
して、大容量のDRAMと高速ロジック集積回路を1チ
ップに埋め込んだEmb(Embeded )DRAMが実用化
されている。しかし、年々、加速される半導体装置の微
細化の要求に応じて、EmbDRAMにも、以下に挙げ
るような様々な問題が顕在化してきている。2. Description of the Related Art As a semiconductor device for processing a large amount of information at high speed, a large capacity DRAM and an Emb (Embeded) DRAM in which a high speed logic integrated circuit is embedded in one chip have been put into practical use. However, in response to the ever-increasing demand for miniaturization of semiconductor devices, various problems as described below have become apparent in EmbDRAMs.
【0003】(1)DRAMメモリセルの縮小に抗して
トランジスタの高性能を維持するために、半導体装置を
形成する半導体基板の基板濃度が益々高くなってきてお
り、その結果、DRAM部の接合部の濃度変化も急峻に
なって来ている。このため、接合部に印加される電界
は、益々強くなっており、メガビット級のDRAMで
は、接合部のリークをppmオーダーに抑制することが
難しくなっている。その結果、従来、マージンを持って
制御可能であったDRAMのデータ保持特性(一般にTa
il特性と言う)を従来同様に維持することは、困難にな
っている。そして、このままでは、世代ごとにキャパシ
タ容量を増大させてゆく以外に、有効な対策が見当たら
ない状況になっている。(1) In order to maintain the high performance of the transistor against the reduction of the size of the DRAM memory cell, the substrate concentration of the semiconductor substrate forming the semiconductor device is becoming higher and higher. The concentration change in the area is also becoming sharp. For this reason, the electric field applied to the junction becomes stronger and stronger, and it is difficult to suppress the leakage of the junction to the ppm order in the megabit class DRAM. As a result, the data retention characteristics of DRAMs (generally Ta
It is difficult to maintain the il characteristic) as in the past. Then, as it is, there is no effective measure other than increasing the capacitance of each generation.
【0004】(2)DRAMセルの縮小化に伴い、拡散
層の取り出しコンタクト(取り出し電極)と拡散層との
接触面積が狭くなり、世代ごとに約2倍の勢いでコンタ
クト抵抗が大きくなっている。0.1μm以降の世代で
は、コンタクト抵抗が、数キロオームにもなることが予
想され、メモリセル・トランジスタのオン抵抗に匹敵し
た抵抗値になると予想される。コンタクト抵抗が大きく
なると、コンタクト抵抗のばらつきが、メモリセル・ト
ランジスタのみならず、DRAMの動作、特に高速動作
に大きく影響するので、DRAMの製造過程で、コンタ
クトと拡散層との一層高い位置決め精度が要求される。
特に、高速動作が要求されるDRAMでは、その性能確
保上で位置決め精度の向上が問題となっている。(2) As the size of the DRAM cell is reduced, the contact area between the extraction contact (extraction electrode) of the diffusion layer and the diffusion layer is narrowed, and the contact resistance is increasing about twice with each generation. . In the generations after 0.1 μm, the contact resistance is expected to reach several kilohms, which is expected to reach a resistance value comparable to the on resistance of the memory cell transistor. When the contact resistance becomes large, the variation of the contact resistance greatly affects not only the memory cell / transistor but also the operation of the DRAM, especially the high-speed operation. Therefore, in the manufacturing process of the DRAM, higher positioning accuracy of the contact and the diffusion layer is required. Required.
In particular, in DRAMs that require high-speed operation, improving the positioning accuracy is a problem in ensuring the performance.
【0005】(3)また、DRAMセルの縮小化に伴
い、ワード線と、ワード線脇に形成する拡散層取り出し
コンタクトとの層間絶縁距離が、年々、縮小している。
例えば、ワード線と拡散層取り出しコンタクトとの間で
絶縁耐圧を確保するためには、メガビット級のDRAM
では、ワード線と拡散層取り出しコンタクトとの層間絶
縁距離は、20〜30nmが限界距離と言われているも
のの、DRAMセルの面積縮小のトレンドがこのまま続
くと、0.1μm以降の世代では、ワード線と拡散層取
り出しコンタクトとの層間絶縁距離が20〜30nmの
限界距離以下になる。(3) Also, with the reduction in size of DRAM cells, the interlayer insulation distance between the word line and the diffusion layer extraction contact formed beside the word line is decreasing year by year.
For example, in order to secure the dielectric strength between the word line and the diffusion layer extraction contact, a megabit class DRAM is used.
Then, the interlayer insulation distance between the word line and the diffusion layer take-out contact is said to be 20 to 30 nm as a limit distance, but if the trend of the area reduction of the DRAM cell continues as it is, in the generation after 0.1 μm, the word The interlayer insulation distance between the line and the diffusion layer lead-out contact becomes equal to or less than the limit distance of 20 to 30 nm.
【0006】(4)従来は、WSi/ドープト・ポリシ
リコン・ポリサイド構造をDRAMのワード線に採用し
て、信号遅延の問題を緩和してきたが、近年のDRAM
の微細化と共に、ワード線のアスペクト比が大きくな
り、またワード線の信号遅延を抑えるためにワード線の
配線構造を十分な低抵抗にすることが困難となって来て
いる。特に、高速動作が要求されるEmb・DRAMな
どでは、このワード線遅延が、DRAMのアクセスタイ
ムに影響する深刻な問題となっている。そこで、ゲート
電極(ワード線)の低抵抗化のために、サリサイド構造
の配線が実用化されている。しかし、サリサイド構造を
DRAMセルのゲート電極(ワード線)に適用すると、
オフセットSiO2を使えなくなるので、DRAMセル
縮小化の障害となる。また、データ保持特性を維持する
ために、DRAMの拡散層にはサリサイドを形成しない
ようにするプロセスが必要になるなどの問題があって、
現状では、ゲート電極にサリサイド構造を採用すること
は難しい。(4) Conventionally, the WSi / doped polysilicon polycide structure has been adopted for the word line of the DRAM to alleviate the problem of signal delay.
With the miniaturization, the aspect ratio of the word line becomes large, and it becomes difficult to make the wiring structure of the word line sufficiently low resistance in order to suppress the signal delay of the word line. In particular, in the case of an Emb / DRAM that requires high-speed operation, this word line delay is a serious problem that affects the access time of the DRAM. Therefore, in order to reduce the resistance of the gate electrode (word line), a wiring having a salicide structure has been put into practical use. However, when the salicide structure is applied to the gate electrode (word line) of the DRAM cell,
Since the offset SiO 2 cannot be used, it becomes an obstacle to downsizing of the DRAM cell. Further, in order to maintain the data retention characteristic, there is a problem that a process for forming salicide is not required in the diffusion layer of the DRAM,
At present, it is difficult to adopt a salicide structure for the gate electrode.
【0007】(5)また、DRAMの縮小化と共に、D
RAMの記憶ノードコンタクトの形成に際して、余裕の
無い開口を設けることが必須になり、しかも、拡散層コ
ンタクトと同様に、コンタクト開口とワード線との距離
が絶縁耐圧限界ぎりぎりの距離になっている。その結
果、コンタクト径が小さくなるので、小さいコンタクト
径で抵抗増大を効率的に抑制する技術が必要となってい
る。(5) Further, as the DRAM size is reduced, D
When forming a storage node contact of a RAM, it is indispensable to provide an opening with no margin, and the distance between the contact opening and the word line is close to the withstand voltage limit, like the diffusion layer contact. As a result, the contact diameter becomes smaller, and thus a technique for efficiently suppressing an increase in resistance with a small contact diameter is needed.
【0008】(6)一方、ロジック部のトランジスタ性
能向上も目覚ましく、特にPチャネル・トランジスタの
オフ・リークを抑制するためにボロンイオンをイオン注
入したP+ゲート電極が一般に用いられるようになって
きた。ところで、P+ゲート電極には、熱処理によるP+
ゲート電極の活性化に際し、不純物のボロンが基板側に
拡散してしまう、いわゆる「突き抜け」という問題が伴
う。そのために、Pチャネル・トランジスタの特性ばら
つきやゲート電極の空乏化、ゲート絶縁性の悪化といっ
た深刻な問題を引き起こしている。また、DRAMの拡
散層コンタクトに広く用いられている、ドープトポリシ
リコンは、熱処理による活性化が不可欠な材料であり、
混載する際の整合性には注意を要する。(6) On the other hand, the transistor performance of the logic portion has been remarkably improved, and in particular, a P + gate electrode into which boron ions have been ion-implanted has come to be generally used in order to suppress the off leak of the P-channel transistor. . By the way, the P + gate electrode, P by the heat treatment +
When activating the gate electrode, there is a problem of so-called “penetration” in which boron as an impurity diffuses to the substrate side. This causes serious problems such as variations in characteristics of P-channel transistors, depletion of gate electrodes, and deterioration of gate insulation. In addition, doped polysilicon, which is widely used for the diffusion layer contact of DRAM, is a material that must be activated by heat treatment.
Attention must be paid to the consistency in mixed loading.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】今後の0.1μm世代
以降では、更なるゲート酸化膜の薄膜化が必要になると
共に、上述したように、現在の0.18μm世代では何
とか許容できている技術も適用できなくなるおそれがあ
る。従って、チップの性能向上トレンドを維持するため
には、Emb・DRAM構造自体の抜本的な改善が必要
になると予想される。In the future 0.1 μm generation or later, further thinning of the gate oxide film is required, and as described above, the technology which is manageable in the current 0.18 μm generation is manageable. May not be applicable. Therefore, it is expected that the Emb / DRAM structure itself needs to be drastically improved in order to maintain the trend of improving the chip performance.
【0010】そこで、0.1μm以降のEmb・DRA
Mで顕在化すると予想される、前述の6つの問題を全て
解決し、しかもチップ性能向上のトレンドを維持できる
素子構造として、DRAM部のワード線を基板に形成し
た「溝」に埋め込んでしまう、Trench Access Transist
or(TAT)DRAMセルが提案されている。Therefore, Emb / DRA of 0.1 μm or later
As a device structure that can solve all of the above-mentioned six problems that are expected to be manifested in M and can maintain the trend of improving chip performance, the word line of the DRAM part is embedded in the "groove" formed in the substrate. Trench Access Transist
An or (TAT) DRAM cell has been proposed.
【0011】ここで、図7を参照して、DRAMメモリ
部とロジック部とを混載したEmb・DRAMであっ
て、DRAMメモリ部がTAT・DRAMセルで構成さ
れている半導体装置の構成を説明する。図7は、TAT
・DRAMセルのトランジスタ部の構成を示す断面図で
ある。尚、半導体装置のロジック部は、本発明と直接的
な関係がないので、図7の図示及び説明を省略してい
る。TAT・DRAMセルのトランジスタ部10は、N
チャネルトランジスタであって、図7に示すように、S
i基板12に形成した溝14内にゲート絶縁膜16を介
して埋め込んだゲート電極18と、溝14の側方の基板
上層に形成した拡散層20と、拡散層20に接続された
拡散層取り出し電極22とを備えている。Now, with reference to FIG. 7, the structure of a semiconductor device which is an Emb / DRAM in which a DRAM memory unit and a logic unit are mounted together and in which the DRAM memory unit is composed of TAT / DRAM cells will be described. . Figure 7 shows TAT
It is a cross-sectional view showing the configuration of the transistor portion of the DRAM cell. Since the logic part of the semiconductor device has no direct relation to the present invention, the illustration and description of FIG. 7 are omitted. The transistor portion 10 of the TAT / DRAM cell is N
A channel transistor, as shown in FIG.
A gate electrode 18 embedded in a groove 14 formed in the i-substrate 12 via a gate insulating film 16, a diffusion layer 20 formed on a substrate upper side of the groove 14, and a diffusion layer connected to the diffusion layer 20. And an electrode 22.
【0012】更に、図7を参照して、TAT・DRAM
セルのトランジスタ部10の構成を説明する。図7に示
すように、Si基板12には、素子分離領域24が、例
えばSTI(Shallow Trench Isolation)技術によっ
て、例えば0.1μm〜0.2μm程度の深さで形成さ
れている。Si基板12および素子分離領域24には、
溝14が例えば50nm〜100nm程度の深さで形成
され、溝14内にはゲート絶縁膜16を介してワード線
(ゲート電極)18が形成されている。Further, referring to FIG. 7, TAT / DRAM
The structure of the transistor portion 10 of the cell will be described. As shown in FIG. 7, the element isolation region 24 is formed in the Si substrate 12 by, for example, the STI (Shallow Trench Isolation) technique to a depth of, for example, about 0.1 μm to 0.2 μm. In the Si substrate 12 and the element isolation region 24,
The groove 14 is formed with a depth of, for example, about 50 nm to 100 nm, and a word line (gate electrode) 18 is formed in the groove 14 via a gate insulating film 16.
【0013】2個の素子分離領域24の間の領域、つま
りトランジスタ形成領域には、Pウエル26が設けら
れ、Pウエル26と溝14との間のSi基板12の領域
には、高濃度、例えば1.0×1018/cm3〜1.0
×1019/cm3のチャネル拡散層28が形成されてい
る。一方、溝14の両側及び上部の半導体基板領域は、
殆ど、基板濃度であって、極めて低濃度、例えば1.0
×1017/cm3〜1.0×1018/cm3となってい
る。ゲート絶縁膜16は、シリコンの熱酸化による酸化
シリコン膜の適用が可能であって、ゲート絶縁膜16と
して例えば2nmから4nm程度の厚さの酸化シリコン
膜が形成されている。A P well 26 is provided in a region between the two element isolation regions 24, that is, a transistor forming region, and a region of the Si substrate 12 between the P well 26 and the trench 14 has a high concentration. For example, 1.0 × 10 18 / cm 3 to 1.0
A channel diffusion layer 28 of × 10 19 / cm 3 is formed. On the other hand, the semiconductor substrate regions on both sides and above the groove 14 are
Most of the substrate concentration is extremely low, for example 1.0.
× 10 17 / cm 3 to 1.0 × 10 18 / cm 3 . A silicon oxide film formed by thermal oxidation of silicon can be applied to the gate insulating film 16, and a silicon oxide film having a thickness of, for example, about 2 nm to 4 nm is formed as the gate insulating film 16.
【0014】また、ワード線(ゲート電極)18は、そ
の上面がSi基板12表面より少なくとも30nm以上
50nm以下、好ましくは40nm以上50nm以下の
距離だけ、下方の位置に位置するように、形成されてい
て、後述の拡散層取り出し電極20との耐圧が確保され
ている。ワード線(ゲート電極)18は、信号遅延を抑
制するために、従来のWSi2/ポリシリコンからなる
ポリサイド構造に代わり、コバルトシリサイド/ポリシ
リコンからなる耐熱性のサリサイドゲート構造が用いら
れている。そのため、ホウ素の突き抜けやタングステン
シリサイド界面への偏析などの問題は発生しない。図7
中、18aはコバルトシリサイド/ポリシリコンを示
す。The word line (gate electrode) 18 is formed such that the upper surface thereof is located at a position below the surface of the Si substrate 12 by a distance of at least 30 nm to 50 nm, preferably 40 nm to 50 nm. As a result, a breakdown voltage with respect to the diffusion layer extraction electrode 20 described later is secured. In order to suppress the signal delay, the word line (gate electrode) 18 has a heat-resistant salicide gate structure made of cobalt silicide / polysilicon instead of the conventional polycide structure made of WSi 2 / polysilicon. Therefore, problems such as boron penetration and segregation at the tungsten silicide interface do not occur. Figure 7
Inside, 18a shows cobalt silicide / polysilicon.
【0015】また、溝14の側方の基板上層部には、1
×1018cm-3〜3×1018cm-3程度の濃度のソース
/ドレイン拡散層20が形成されている。Si基板12
との電界強度を緩和させることが望ましいので、拡散層
20と共に、拡散層20との接合部の半導体基板領域が
低濃度に設定され、低電界強度の接合が形成されてい
る。Further, in the upper substrate portion on the side of the groove 14, 1
A source / drain diffusion layer 20 having a concentration of about × 10 18 cm -3 to 3 × 10 18 cm -3 is formed. Si substrate 12
Since it is desirable to relax the electric field strength of the semiconductor layer and the diffusion layer 20, the semiconductor substrate region at the junction with the diffusion layer 20 is set to a low concentration to form a low electric field strength junction.
【0016】拡散層20下のSi基板12は殆どイオン
注入されていない領域なので、1×1016cm-3〜5×
1017cm-3程度の非常に薄い濃度になっている。これ
により、本例のN−Pジャンクションは、超Graded Jun
ctionとなる。この超Graded Junctionは、逆バイアス時
の電界を緩和し、これにより、メガビット級のDRAM
で僅かppmオーダーの不良ビットに起きる、通常より
も2桁程度も悪いジャンクションリークを抑制すること
ができる。この不良ビットのデータ保持特性が、DRA
Mのチップ性能を支配しており、今後のDRAMでデー
タ保持特性を維持する重要な技術となっている。基板濃
度が5×1016cm3程度ならば、85℃で500msec
以上のデータ保持特性が期待できる。これは、実に4
〜5世代も前のDRAMのデータ保持特性に匹敵する性
能である。Since the Si substrate 12 under the diffusion layer 20 is a region where almost no ions are implanted, it is 1 × 10 16 cm −3 to 5 ×.
It has a very thin concentration of about 10 17 cm -3 . As a result, the NP junction of this example is a super graded junction.
ction. This super-graded junction relaxes the electric field at the time of reverse bias, and as a result, megabit-class DRAM
It is possible to suppress a junction leak that occurs in a defective bit of only ppm order and is worse by two digits than usual. The data retention characteristic of this defective bit is DRA
It controls the chip performance of M and is an important technology for maintaining the data retention characteristics in future DRAMs. If the substrate concentration is about 5 × 10 16 cm 3 , 500 msec at 85 ° C
The above data retention characteristics can be expected. This is 4
The ~ 5th generation has performance comparable to the data retention characteristics of the previous DRAM.
【0017】上述のように、ゲート電極18がゲート絶
縁膜16を介してSi基板12に埋め込まれ、拡散層2
0がSi基板12の上部層に形成されていることから、
チャネルは、ゲート電極18が形成されている溝14の
底部側の基板領域を廻り込むように形成される。これに
より、DRAMのトランジスタ部は、溝14をラウンド
する形でチャネルを形成して、長い実効的なチャネル長
を確保することも出来るので、バックバイアスを印加し
て使う、短チャネル効果が厳しいDRAMセルのトラン
ジスタ特性を安定化させることも出来る。As described above, the gate electrode 18 is embedded in the Si substrate 12 via the gate insulating film 16, and the diffusion layer 2 is formed.
Since 0 is formed in the upper layer of the Si substrate 12,
The channel is formed so as to surround the substrate region on the bottom side of the groove 14 in which the gate electrode 18 is formed. As a result, in the transistor portion of the DRAM, a channel can be formed by rounding the groove 14 to secure a long effective channel length. It is also possible to stabilize the transistor characteristics of the cell.
【0018】拡散層20上を含めてSi基板12上に
は、溝14内を除いて、膜厚20nmから40nmのC
VD・SiO2 膜30が、形成されている。SiO2 膜
30は、(1)Pウエル形成のためにイオン注入を行う
際にバッファー膜の役割りを果たし、(2)後で行うD
RAMセルのトランジスタの基板濃度調整のためのイオ
ン注入時に、イオン注入に対するストッパとして働き、
DRAMのジャンクション部の基板濃度の低濃度化を実
現し、(3)後の工程で、溝14に埋め込まれたワード
線の表面にサリサイドを形成する際に、DRAM部の拡
散層にサリサイドが形成されるのを防止する役割等を果
たす。On the Si substrate 12 including the diffusion layer 20, except for the inside of the groove 14, a C film having a film thickness of 20 nm to 40 nm is formed.
A VD / SiO 2 film 30 is formed. The SiO 2 film 30 (1) plays a role of a buffer film when performing ion implantation for forming the P well, and (2) D performed later.
At the time of ion implantation for adjusting the substrate concentration of the transistor of the RAM cell, it works as a stopper for the ion implantation,
A low substrate concentration in the junction portion of the DRAM is realized, and when the salicide is formed on the surface of the word line buried in the groove 14 in the step (3), salicide is formed in the diffusion layer of the DRAM portion. It plays a role to prevent being abused.
【0019】また、ゲート電極18上、溝14の溝壁の
ゲート絶縁膜16に沿って、及びSiO2 膜30上に
は、膜厚10nmのSiNキャップ層32が設けてあ
る。SiNキャップ層32上には、第1の層間絶縁膜3
4が成膜され、表面が平坦化されている。第1の層間絶
縁膜34、SiNキャップ層32、及びCVD・SiO
2 膜30を貫通し、拡散層20に達する拡散層取り出し
電極22がリンドープトポリシリコンでプラグ状に形成
されている。取り出し電極22は、拡散層20の全面で
コンタクトして、コンタクト抵抗が低減するように、プ
ラグ径が出来る限り大きく形成されている。取り出し電
極22は、それぞれ、設計に応じて、図示しないキャパ
シタ、及びビット線に接続されている。A SiN cap layer 32 having a thickness of 10 nm is provided on the gate electrode 18, along the gate insulating film 16 on the groove wall of the groove 14, and on the SiO 2 film 30. The first interlayer insulating film 3 is formed on the SiN cap layer 32.
4 is deposited and the surface is flattened. First interlayer insulating film 34, SiN cap layer 32, and CVD / SiO
2 A diffusion layer lead-out electrode 22 which penetrates the film 30 and reaches the diffusion layer 20 is formed of phosphorus-doped polysilicon in a plug shape. The lead-out electrode 22 contacts the entire surface of the diffusion layer 20 and has a plug diameter as large as possible so that the contact resistance is reduced. The extraction electrodes 22 are connected to a capacitor and a bit line (not shown) depending on the design.
【0020】ところで、上述のTAT・DRAMセルを
作製するに当たり、DRAMのゲート電極表面を自己整
合的にシリサイド化する際、つまりサリサイドを形成す
る際に、シリサイド化の反応が進みすぎて、コバルトが
ゲート絶縁膜とも反応し、ゲート絶縁膜を損傷して、絶
縁耐圧不良を起こすという問題があった。By the way, in manufacturing the above-mentioned TAT / DRAM cell, when siliciding the gate electrode surface of the DRAM in a self-aligning manner, that is, when forming salicide, the silicidation reaction proceeds too much, and cobalt is generated. There is a problem that it also reacts with the gate insulating film, damages the gate insulating film, and causes a breakdown voltage failure.
【0021】そこで、本発明の目的は、ゲート電極を自
己整合的にシリサイド化する際、ゲート絶縁膜のシリサ
イド化を防止し、絶縁耐圧の高い構成を備えた、TAT
・DRAMセルを有する半導体装置、及びその作製方法
を提供することである。Therefore, an object of the present invention is to prevent the silicidation of the gate insulating film when siliciding the gate electrode in a self-aligned manner, and to provide a TAT having a high withstand voltage.
-To provide a semiconductor device having a DRAM cell and a manufacturing method thereof.
【0022】[0022]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る半導体装置は、半導体基板に形成した
溝内にゲート絶縁膜を介して埋め込まれ、かつ自己整合
的にシリサイド化された上部層を有するゲート電極を備
えたTAT・DRAMセルを有する半導体装置におい
て、絶縁膜サイドウォールが、溝上部の対向する両溝壁
に沿ってゲート絶縁膜上に設けられ、ゲート電極が、両
絶縁膜サイドウォールの下端から溝底までの溝下部に設
けられたシリコンからなるゲート電極本体と、ゲート電
極本体上の絶縁膜サイドウォール間に自己整合的に形成
されたシリサイドとを有する多層膜で構成されているこ
とを特徴としている。In order to achieve the above object, a semiconductor device according to the present invention is buried in a groove formed in a semiconductor substrate via a gate insulating film, and is silicided in a self-aligned manner. In a semiconductor device having a TAT / DRAM cell provided with a gate electrode having an upper layer, an insulating film sidewall is provided on the gate insulating film along both opposing groove walls at the upper part of the groove, and the gate electrode is provided on both sides. A multilayer film having a gate electrode body made of silicon provided in the lower part of the groove from the lower end of the insulating film sidewall to the groove bottom, and a silicide formed in a self-aligned manner between the insulating film sidewalls on the gate electrode body. It is characterized by being configured.
【0023】本発明に係る半導体装置は、Emb(Embe
ded )DRAMに限らず、TAT・DRAMセルを有す
る半導体装置である限り適用でき、必ずしもロジック集
積回路部を有する半導体装置、つまりEmb(Embeded
)DRAMである必要はない。好適には、ゲート電極
本体とシリサイドとの間にシリコン層が設け、シリコン
層をシリサイド化することにより、より容易に自己整合
的にシリサイド化することができる。また、好適には、
絶縁膜サイドウォールは、その膜厚がゲート絶縁膜より
厚くなるように形成されている。これにより、ゲート電
極の絶縁耐圧を向上させることができる。The semiconductor device according to the present invention is a semiconductor device that has an Emb (Embe
ded) Not limited to DRAM, it is applicable as long as it is a semiconductor device having a TAT / DRAM cell.
3.) It does not have to be DRAM. Preferably, a silicon layer is provided between the gate electrode body and the silicide, and the silicon layer is silicidized, whereby the silicidation can be more easily performed in a self-aligned manner. Also, preferably,
The insulating film sidewall is formed so that its film thickness is thicker than that of the gate insulating film. As a result, the withstand voltage of the gate electrode can be improved.
【0024】本発明に係る半導体装置の作製方法は、T
AT・DRAMセルを有する半導体装置の作製方法であ
って、半導体基板に形成した溝内にゲート絶縁膜を介し
てゲート電極を埋め込み形成するに当たり、溝下部にシ
リコンからなるゲート電極本体を形成する工程と、溝内
のゲート電極本体上の対向する両溝壁に沿ってゲート絶
縁膜上に絶縁膜サイドウォールを設ける工程と、絶縁膜
サイドウォール間にシリコン層を設け、続いてシリコン
層上部を自己整合的にシリサイド化する工程とを有する
ことを特徴としている。好適には、膜厚がゲート絶縁膜
より厚い絶縁膜サイドウォールを形成する。A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is
A method of manufacturing a semiconductor device having an AT / DRAM cell, wherein a gate electrode body made of silicon is formed below a groove when a gate electrode is buried in a groove formed in a semiconductor substrate via a gate insulating film. And a step of providing an insulating film sidewall on the gate insulating film along both opposing groove walls on the gate electrode body in the groove, a silicon layer is provided between the insulating film sidewalls, and then the silicon layer upper part is self-assembled. And a step of forming a silicide in a consistent manner. Preferably, an insulating film sidewall whose thickness is larger than that of the gate insulating film is formed.
【0025】[0025]
【発明の実施の形態】以下に、実施形態例を挙げ、添付
図面を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細
に説明する。尚、以下の実施形態例で示す成膜方法、絶
縁層、導電層等の組成及び膜厚、プロセス条件等は、本
発明の理解を容易にするための一つの例示であって、本
発明はこの例示に限定されるものではない。 半導体装置の実施形態例
本実施形態例は、本発明に係る半導体装置の実施形態の
一例であって、図1は本実施形態例の半導体装置のTA
T・DRAMセル部の構成を断面図であり、図2はゲー
ト電極の拡大図である。本実施形態例の半導体装置のT
AT・DRAMセルのトランジスタ部40は、図1に示
すように、ゲート電極の構成が異なることを除いて、前
述の図7に示したTAT・DRAMセルのトランジスタ
部10と同じ構成を備えている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, examples of embodiments will be given and attached.
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Explained. In addition, the film forming method shown in the following embodiment example
The composition and thickness of the edge layer, conductive layer, etc., process conditions, etc.
One example for facilitating the understanding of the invention,
The invention is not limited to this example. Example of embodiment of semiconductor device
The example of the present embodiment is an embodiment of the semiconductor device according to the present invention.
FIG. 1 shows an example of the TA of the semiconductor device of this embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the structure of the T / DRAM cell part, and FIG.
FIG. T of the semiconductor device of the present embodiment example
The transistor portion 40 of the AT / DRAM cell is shown in FIG.
As described above, except that the structure of the gate electrode is different.
Transistor of TAT / DRAM cell shown in FIG.
It has the same configuration as the unit 10.
【0026】本実施形態例では、図2に示すように、膜
厚20nmのSiNサイドウォール42が、溝14の上
部の対向する両溝壁に沿って膜厚4nmのゲート絶縁膜
16上に設けられている。そして、ゲート電極44が、
両SiNサイドウォール42の下端から溝底までの溝下
部に設けられたリンドープトポリシリコンからなるゲー
ト電極本体44aと、ゲート電極本体44a上のSiN
サイドウォール42間に形成されたリンドープトポリシ
リコン層44bと、ポリシリコン層44bを自己整合的
にシリサイド化してなるシリサイド44cとを有する多
層膜で構成されている。In the present embodiment, as shown in FIG. 2, SiN sidewalls 42 having a film thickness of 20 nm are provided on the gate insulating film 16 having a film thickness of 4 nm along both opposing groove walls above the groove 14. Has been. Then, the gate electrode 44 is
A gate electrode body 44a made of phosphorus-doped polysilicon provided under the groove from the lower ends of both SiN sidewalls 42 to the groove bottom, and SiN on the gate electrode body 44a.
The multilayer film includes a phosphorus-doped polysilicon layer 44b formed between the sidewalls 42 and a silicide 44c formed by siliciding the polysilicon layer 44b in a self-aligned manner.
【0027】本実施形態例では、SiNサイドウォール
42の間のポリシリコン層44bをシリサイド化して、
シリサイド44cを設けているので、シリサイド化に際
して、従来のように、ゲート絶縁膜16が損傷を受け、
ゲート電極44の絶縁耐圧不良が生じようなことはな
い。また、SiNサイドウォール42を設けることによ
り、ゲート電極44の絶縁耐圧が向上する。In this embodiment, the polysilicon layer 44b between the SiN sidewalls 42 is silicidized,
Since the silicide 44c is provided, the gate insulating film 16 is damaged during silicidation as in the conventional case.
The dielectric strength failure of the gate electrode 44 does not occur. Further, by providing the SiN sidewall 42, the dielectric strength of the gate electrode 44 is improved.
【0028】半導体装置の作製方法の実施形態例
本実施形態例は、本発明に係る半導体装置の作製方法を
上述の半導体装置のTAT・DRAMセルのトランジス
タ部40の作製に適用した実施形態の一例である。図3
から図6は、それぞれ、本実施形態例の方法によりTA
T・DRAMセルのトランジスタ部40を作製する際の
工程毎の断面図である。本実施形態例の方法では、先
ず、図3(a)に示すように、シャロートレンチ分離
(STI)によって素子分離領域24をSi基板12に
形成し、基板表面にCVD・SiO2膜30を堆積す
る。次いで、DRAM形成領域にイオン注入して、Si
基板12の下部層にPウエル26を形成する。尚、必要
ならパンチスルーストップイオン注入を行う。この段階
では、まだ、RAMセルの基板濃度調整用のイオン注
入、つまりチャネルドープは行わない。 Example of Embodiment of Method for Manufacturing Semiconductor Device This example of the embodiment is an example of an embodiment in which the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is applied to manufacture of the transistor portion 40 of the TAT / DRAM cell of the semiconductor device. Is. Figure 3
6 to FIG. 6 respectively show TA by the method of this embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional view of each step when manufacturing the transistor portion 40 of the T.DRAM cell. In the method of this embodiment, first, as shown in FIG. 3A, the element isolation region 24 is formed on the Si substrate 12 by shallow trench isolation (STI), and the CVD / SiO 2 film 30 is deposited on the substrate surface. To do. Then, ions are implanted into the DRAM formation region to form Si.
A P well 26 is formed in the lower layer of the substrate 12. If necessary, punch through stop ion implantation is performed. At this stage, ion implantation for adjusting the substrate concentration of the RAM cell, that is, channel doping is not performed yet.
【0029】次いで、CVD・SiO2 膜30上に、フ
ォトレジスト膜を成膜し、続いて、図3(b)に示すよ
うに、ワード線以外の領域を覆うパターンを有するレジ
ストマスク45を形成する。次に、図3(c)に示すよ
うに、レジストマスク45を使ってSiO2膜30をエ
ッチングし、続いて連続してSi基板12をエッチング
して、フィールド領域内のSi基板12に溝深さが10
0〜150nm程度の溝14を形成する。尚、溝14
は、トランジスタの電界集中を防ぐために、図3(c)
に示すように、底部を丸くラウンドにすることが望まし
い。また、溝14の幅はトランジスタのチャネル長にな
るので、できるだけ溝14を垂直に加工することが望ま
しい。Next, a photoresist film is formed on the CVD / SiO 2 film 30, and subsequently, as shown in FIG. 3B, a resist mask 45 having a pattern covering a region other than the word lines is formed. To do. Next, as shown in FIG. 3C, the SiO 2 film 30 is etched using the resist mask 45, and then the Si substrate 12 is continuously etched to form a groove depth in the Si substrate 12 in the field region. Saga 10
The groove 14 having a size of 0 to 150 nm is formed. Incidentally, the groove 14
Is shown in FIG. 3 (c) in order to prevent the electric field concentration of the transistor.
It is desirable to make the bottom rounded, as shown in. Since the width of the groove 14 becomes the channel length of the transistor, it is desirable to process the groove 14 as vertically as possible.
【0030】レジストマスク45を除去し、図4(d)
に示すように、膜厚10nm〜20nmの犠牲酸化膜4
6を成膜する。次いで、イオン注入を行って、図4
(d)に示すように、溝14の下にトランジスタ部40
のチャネル拡散層28を形成する。トランジスタ部40
のチャネル拡散層28として高濃度にする領域は、溝1
4の下方の基板領域であって、溝14の側方のSi基板
12及びSi基板12の上層部には、殆ど、基板濃度を
調整するためのイオン注入を行う必要はない。CVD・
SiO2膜30がイオン注入のストッパの役割を担うの
で、マスク無しで溝14の下方の基板領域だけに、効果
的なイオン注入が可能である。また、基板上層部は、イ
オン注入が行われないので、極めて低濃度の領域形成が
可能である。The resist mask 45 is removed, and FIG.
, The sacrificial oxide film 4 having a film thickness of 10 nm to 20 nm is formed.
6 is deposited. Then, ion implantation is performed to
As shown in (d), the transistor portion 40 is formed under the groove 14.
The channel diffusion layer 28 of is formed. Transistor part 40
The region of high concentration as the channel diffusion layer 28 of
It is almost unnecessary to perform ion implantation for adjusting the substrate concentration in the Si substrate 12 on the side of the groove 14 and in the upper layer portion of the Si substrate 12 in the substrate region below 4. CVD
Since the SiO 2 film 30 plays the role of a stopper for ion implantation, effective ion implantation can be performed only in the substrate region below the groove 14 without a mask. In addition, since ion implantation is not performed in the upper layer portion of the substrate, it is possible to form an extremely low concentration region.
【0031】次いで、図4(e)に示すように、犠牲酸
化膜46を除去し、膜厚4nmのSiO2又はSiON
からなるゲート酸化膜16を成膜し、リンドープトポリ
シリコン層48をゲート酸化膜16上全面に堆積する。
次に、リンドープトポリシリコン層48をエッチバック
して、図4(f)に示すように、溝14内にリンドープ
トポリシリコン層からなるゲート電極本体44aを形成
する。この際、ポリシリコン層48の上面がSi基板1
2の表面より100〜150nm程度低い位置に来るよ
うに、ゲート電極本体44aを形成する。尚、図7に示
したTAT・DRAMセルのトランジスタ部10の作製
では、ポリシリコン層48の上面がSi基板12の表面
より50〜100nm程度低い位置に来るようにしてい
るが、本実施形態例では、後述するように、ゲート電極
本体44a上にポリシリコン層を積み増すので、その分
だけ深くポリシリコン層48をエッチバックするように
している。Then, as shown in FIG. 4E, the sacrificial oxide film 46 is removed, and SiO 2 or SiON having a film thickness of 4 nm is formed.
A gate oxide film 16 made of is formed, and a phosphorus-doped polysilicon layer 48 is deposited on the entire surface of the gate oxide film 16.
Next, the phosphorus-doped polysilicon layer 48 is etched back to form a gate electrode body 44a made of the phosphorus-doped polysilicon layer in the trench 14 as shown in FIG. 4 (f). At this time, the upper surface of the polysilicon layer 48 is the Si substrate 1
The gate electrode body 44a is formed so as to come to a position lower than the surface of No. 2 by about 100 to 150 nm. In the fabrication of the transistor portion 10 of the TAT / DRAM cell shown in FIG. 7, the upper surface of the polysilicon layer 48 is located at a position lower than the surface of the Si substrate 12 by about 50 to 100 nm. Then, as will be described later, since the polysilicon layer is stacked on the gate electrode body 44a, the polysilicon layer 48 is etched back deeper by that amount.
【0032】TAT・DRAMセルのトランジスタ部4
0は、Nchトランジスタであって、ポリシリコン層を
DRAM部のワード線のみに使用しているので、N+ゲ
ート材料であるリンドープトポリシリコンを適用するこ
とができる。また、ゲート電極本体44aの膜厚は50
〜150nm程度であり、「溝」状のワード線形成のみ
に最適化した膜厚を設定することができる。Transistor part 4 of TAT / DRAM cell
Reference numeral 0 is an Nch transistor, and since the polysilicon layer is used only for the word line of the DRAM part, phosphorus-doped polysilicon which is an N + gate material can be applied. The thickness of the gate electrode body 44a is 50
It is about 150 nm, and the film thickness optimized only for forming the "groove" word line can be set.
【0033】次いで、図5(g)に示すように、リンイ
オンをイオン注入して、ソース/ドレイン領域の拡散層
20を形成する。イオン注入は、拡散層20の上部のみ
にできるだけシャープなプロファイルでイオン注入す
る。予め設けたCVD・SiO2 膜30を貫通すれば良
いので、20〜50KeVの注入エネルギーで行い、1
×1018〜3×1018cm-3程度の濃度にする。拡散層
20の下層のSi基板領域はほとんどイオン注入されて
いない領域で、1×1016〜5×1017cm-3程度の非
常に薄い濃度にできるので、このN−Pジャンクション
は、超Graded Junctionとなる。Next, as shown in FIG. 5G, phosphorus ions are ion-implanted to form the diffusion layer 20 in the source / drain regions. The ion implantation is performed only on the upper portion of the diffusion layer 20 with a profile as sharp as possible. Since it suffices to penetrate the CVD / SiO 2 film 30 provided in advance, the implantation energy is set to 20 to 50 KeV.
The concentration is set to about x10 18 to 3x10 18 cm -3 . Since the Si substrate region under the diffusion layer 20 is a region in which almost no ion implantation is performed, and the concentration can be made extremely low at about 1 × 10 16 to 5 × 10 17 cm −3 , this NP junction is super-graded. Become a junction.
【0034】続いて、図5(h)及び図5(i)に示す
ように、膜厚20nmのSiN膜からなるSiNサイド
ウォール42をゲート電極本体44aより上の溝14の
両溝壁のゲート絶縁膜16に沿って形成する。図5
(i)は、図5(h)のゲート電極部分の拡大図であ
る。SiNサイドウォール42を形成する際には、図示
しないが、先ず、例えばDCS(ジクロロシラン)とN
H3 ガスを原料ガスとし、ホットウォール型のLP−C
VD装置を使って、温度700℃で、基板全面に膜厚1
0nmのSiN膜を成膜する。次いで、例えば並行平板
型RIE装置を使い、上部電極1000W及び下部電極
500Wの条件で、エッチングガスとしてCHF3 、C
O、及びCO2 の混合ガスを使って、成膜したSiN膜
をエッチバックすることにより、SiNサイドウォール
42を形成する。Subsequently, as shown in FIGS. 5 (h) and 5 (i), the SiN sidewalls 42 made of a SiN film having a film thickness of 20 nm are formed on the gate walls of the groove 14 above the gate electrode body 44a. It is formed along the insulating film 16. Figure 5
(I) is an enlarged view of the gate electrode portion of FIG. Although not shown when forming the SiN sidewall 42, first, for example, DCS (dichlorosilane) and N are used.
Hot wall type LP-C using H 3 gas as raw material gas
Using a VD device, the film thickness is 1
A 0 nm SiN film is formed. Then, using, for example, a parallel plate type RIE device, CHF 3 , C as an etching gas under the conditions of the upper electrode 1000 W and the lower electrode 500 W.
The SiN film 42 is etched back by using a mixed gas of O and CO 2 to form the SiN sidewall 42.
【0035】次いで、図6(l)に示すように、リンド
ープトポリシリコン層50を基板全面に成膜して溝14
の上部を埋め、続いて、図6(m)に示すように、エッ
チバックして、溝14内のゲート電極本体44a上にゲ
ート電極44の一部を構成するポリシリコン層44bを
形成する。次いで、図6(n)に示すように、ポリシリ
コン層44bの上層部を自己整合的にシリサイド化し
て、シリサイド44cとする。Next, as shown in FIG. 6L, a phosphorus-doped polysilicon layer 50 is formed on the entire surface of the substrate to form the groove 14
6M, followed by etching back to form a polysilicon layer 44b forming a part of the gate electrode 44 on the gate electrode body 44a in the groove 14 as shown in FIG. 6 (m). Next, as shown in FIG. 6 (n), the upper layer portion of the polysilicon layer 44b is silicided in a self-aligned manner to form a silicide 44c.
【0036】以下、従来と同様にして、図1及び図2に
示すように、更に基板全面にSiNキャップ層32を成
膜し、続いて、第1の層間絶縁膜34を成膜する。次い
で、第1の層間絶縁膜34、SiNキャップ層32及び
CVD・SiO2膜30を貫通して拡散層20に達する
接続孔(図示せず)を設け、接続孔をポリシリコンで埋
め込んで、図1に示すように、プラグ状の拡散層取り出
し電極22を形成する。Thereafter, as in the conventional method, as shown in FIGS. 1 and 2, the SiN cap layer 32 is further formed on the entire surface of the substrate, and then the first interlayer insulating film 34 is formed. Next, a connection hole (not shown) which penetrates the first interlayer insulating film 34, the SiN cap layer 32, and the CVD / SiO 2 film 30 and reaches the diffusion layer 20 is provided, and the connection hole is filled with polysilicon, As shown in FIG. 1, a plug-shaped diffusion layer extraction electrode 22 is formed.
【0037】これにより、図1及び図2に示すように、
シリサイド44cとSi基板12とが厚いSiNサイド
ウォール42で絶縁されたTAT・DRAMセルのトラ
ンジスタ部40を作製することができる。As a result, as shown in FIGS. 1 and 2,
The transistor portion 40 of the TAT / DRAM cell in which the silicide 44c and the Si substrate 12 are insulated by the thick SiN sidewall 42 can be manufactured.
【0038】[0038]
【発明の効果】本発明によれば、絶縁膜サイドウォール
の間のシリコン層をシリサイド化して、シリサイドを設
けているので、シリサイド化に際して、従来のように、
ゲート絶縁膜が損傷を受け、ゲート電極の絶縁耐圧不良
が生じるようなことはない。また、絶縁膜サイドウォー
ルを設けることにより、ゲート電極の絶縁耐圧が向上す
る。According to the present invention, since the silicon layer between the insulating film sidewalls is silicidized and the silicide is provided, the silicidation is performed as in the conventional case.
The gate insulating film will not be damaged and the dielectric strength of the gate electrode will not be defective. Further, by providing the insulating film sidewall, the withstand voltage of the gate electrode is improved.
【図1】実施形態例の半導体装置のTAT・DRAMセ
ル部の構成を断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of the configuration of a TAT / DRAM cell portion of a semiconductor device according to an exemplary embodiment.
【図2】実施形態例の半導体装置のTAT・DRAMセ
ル部のゲート電極部分の拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a gate electrode portion of a TAT / DRAM cell portion of a semiconductor device according to an exemplary embodiment.
【図3】図3(a)から(c)は、それぞれ、実施形態
例の方法によりTAT・DRAMセル部を作製した際の
工程毎の断面図である。FIG. 3A to FIG. 3C are cross-sectional views of respective steps when a TAT / DRAM cell portion is manufactured by the method of the embodiment.
【図4】図4(d)から(f)は、それぞれ、図3
(c)に続いて、実施形態例の方法によりTAT・DR
AMセル部を作製した際の工程毎の断面図である。4 (d) to (f) are respectively FIG.
Following (c), TAT / DR is performed by the method of the embodiment.
It is sectional drawing for every process at the time of producing an AM cell part.
【図5】図5(g)から(i)は、それぞれ、図4
(f)に続いて、実施形態例の方法によりTAT・DR
AMセル部を作製した際の工程毎の断面図である。5 (g) to (i) are respectively FIG.
Following (f), TAT / DR is performed by the method of the embodiment.
It is sectional drawing for every process at the time of producing an AM cell part.
【図6】図6(l)から(n)は、それぞれ、図5
(i)に続いて、実施形態例の方法によりTAT・DR
AMセル部を作製した際の工程毎の断面図である。6 (l) to 6 (n) are respectively shown in FIG.
Following (i), the TAT DR
It is sectional drawing for every process at the time of producing an AM cell part.
【図7】従来の半導体装置のTAT・DRAMセル部の
構成を断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration of a TAT / DRAM cell portion of a conventional semiconductor device.
10……TAT・DRAMセルのトランジスタ部、12
……Si基板、14……溝、16……ゲート絶縁膜、1
8……ゲート電極、18a……シリサイド、20……拡
散層、22……拡散層取り出し電極、24……素子分離
領域、26……Pウエル、28……チャネル拡散層、3
0……CVD・SiO2 膜、32……SiNキャップ
層、34……第1の層間絶縁膜、40……実施形態例の
半導体装置のTAT・DRAMセルのトランジスタ部、
42……SiNサイドウォール、44……ゲート電極、
44a……ゲート電極本体、44b……ポリシリコン
層、44c……シリサイド、45……レジストマスク、
46……犠牲酸化膜、48……ポリシリコン膜、50…
…ポリシリコン膜。10 ... Transistor part of TAT / DRAM cell, 12
...... Si substrate, 14 ...... groove, 16 ...... gate insulating film, 1
8 ... Gate electrode, 18a ... Silicide, 20 ... Diffusion layer, 22 ... Diffusion layer extraction electrode, 24 ... Element isolation region, 26 ... P well, 28 ... Channel diffusion layer, 3
0 ... CVD / SiO 2 film, 32 ... SiN cap layer, 34 ... First interlayer insulating film, 40 ... Transistor portion of TAT / DRAM cell of semiconductor device of embodiment example,
42 ... SiN sidewall, 44 ... Gate electrode,
44a ... gate electrode body, 44b ... polysilicon layer, 44c ... silicide, 45 ... resist mask,
46 ... Sacrificial oxide film, 48 ... Polysilicon film, 50 ...
... polysilicon film.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 29/78 H01L 21/265 H R Fターム(参考) 4M104 BB01 BB40 CC05 DD02 DD04 DD08 DD15 DD16 DD63 DD65 DD91 EE03 EE09 EE14 EE16 EE17 FF06 FF14 FF27 GG09 GG16 HH00 5F083 AD04 GA30 JA02 JA05 JA32 JA35 JA53 MA03 MA06 MA16 MA17 MA20 NA01 NA08 PR21 PR33 PR36 PR39 5F140 AA19 AC32 BA01 BB02 BB13 BC06 BC15 BC19 BD05 BD09 BE03 BF04 BF11 BF18 BF32 BF42 BF43 BG08 BG14 BG26 BG27 BG34 BG36 BG52 BG53 BH49 BJ01 BJ04 BJ23 BJ27 BJ29 BK13 BK25 CA04 CB04 CB08 CC01 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01L 29/78 H01L 21/265 HRF term (reference) 4M104 BB01 BB40 CC05 DD02 DD04 DD08 DD15 DD16 DD63 DD65 DD91 EE03 EE09 EE14 EE16 EE17 FF06 FF14 FF27 GG09 GG16 HH00 5F083 AD04 GA30 JA02 JA05 JA32 JA35 JA53 MA03 MA06 MA16 MA17 MA20 NA01 NA08 PR21 PR33 PR36 PR39 5F140 AA19 AC32. BG26 BG27 BG34 BG36 BG52 BG53 BH49 BJ01 BJ04 BJ23 BJ27 BJ29 BK13 BK25 CA04 CB04 CB08 CC01
Claims (5)
膜を介して埋め込まれ、かつ自己整合的にシリサイド化
された上部層を有するゲート電極を備えたTAT・DR
AMセルを有する半導体装置において、 絶縁膜サイドウォールが、溝上部の対向する両溝壁に沿
ってゲート絶縁膜上に設けられ、 前記ゲート電極が、前記両絶縁膜サイドウォールの下端
から溝底までの溝下部に設けられたシリコンからなるゲ
ート電極本体と、前記ゲート電極本体上の前記絶縁膜サ
イドウォール間に自己整合的に形成されたシリサイドと
を有する多層膜で構成されていることを特徴とする半導
体装置。1. A TAT / DR provided with a gate electrode having an upper layer which is buried in a groove formed in a semiconductor substrate via a gate insulating film and is silicided in a self-aligned manner.
In a semiconductor device having an AM cell, insulating film sidewalls are provided on a gate insulating film along both groove walls facing each other at an upper part of the groove, and the gate electrode is provided from a lower end of both insulating film sidewalls to a groove bottom. A multi-layer film having a gate electrode body made of silicon provided in the lower part of the groove and a silicide formed in a self-aligned manner between the insulating film sidewalls on the gate electrode body. Semiconductor device.
の間にシリコン層が設けてあることを特徴とする請求項
1に記載の半導体装置。2. The semiconductor device according to claim 1, wherein a silicon layer is provided between the gate electrode body and the silicide.
記ゲート絶縁膜より厚いことを特徴とする請求項1又は
2に記載の半導体装置。3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the insulating film sidewall is thicker than the gate insulating film.
置の作製方法であって、半導体基板に形成した溝内にゲ
ート絶縁膜を介してゲート電極を埋め込み形成するに当
たり、 溝下部にシリコンからなるゲート電極本体を形成する工
程と、 溝内の前記ゲート電極本体上の対向する両溝壁に沿って
前記ゲート絶縁膜上に絶縁膜サイドウォールを設ける工
程と、 前記絶縁膜サイドウォール間にシリコン層を設け、続い
てシリコン層上部を自己整合的にシリサイド化する工程
とを有することを特徴とする半導体装置の作製方法。4. A method of manufacturing a semiconductor device having a TAT / DRAM cell, wherein a gate electrode made of silicon is formed below a groove when a gate electrode is buried in the groove formed in a semiconductor substrate via a gate insulating film. Forming a body, providing an insulating film sidewall on the gate insulating film along both opposing groove walls on the gate electrode body in the groove, and providing a silicon layer between the insulating film sidewalls And a step of subsequently silicidizing the upper portion of the silicon layer in a self-aligned manner.
サイドウォールを形成することを特徴とする請求項4に
記載の半導体装置。5. The semiconductor device according to claim 4, wherein an insulating film sidewall having a film thickness larger than that of the gate insulating film is formed.
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