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JP2725577B2 - 半導体装置及びダイナミック形ランダムアクセスメモリ - Google Patents

半導体装置及びダイナミック形ランダムアクセスメモリ

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JP2725577B2
JP2725577B2 JP5301622A JP30162293A JP2725577B2 JP 2725577 B2 JP2725577 B2 JP 2725577B2 JP 5301622 A JP5301622 A JP 5301622A JP 30162293 A JP30162293 A JP 30162293A JP 2725577 B2 JP2725577 B2 JP 2725577B2
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JP
Japan
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semiconductor device
film
conductive film
insulating film
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武士 渡辺
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に関し,特に
埋込み型コンタクトホールを有するダイナミック形ラン
ダムアクセスメモリ(dynamic type Random access mem
ory,以下DRAMと呼ぶ)に関する。
【0002】
【従来の技術】従来,DRAMと呼ばれる半導体装置が
知られている。この種の半導体装置は,図18,19,
及び図20で示す構造を有している。
【0003】図18は従来のDRAMのデジット線に垂
直な方向の断面図であり,図19はワード線に垂直な方
向の断面図である。また,図20はノード電極,セルプ
レート電極と電極配線だけについて示した平面図であ
る。図18,図19,及び図20を参照して,半導体装
置は,半導体基板11と,この半導体基板11上に設け
られたフィールド酸化膜12と,半導体基板11表面の
フィールド酸化膜12の間に設けられたN型拡散層であ
る不純物拡散領域13と,半導体基板11表面の不純物
拡散領域13間に設けられたワード線のゲート電極用ポ
リシリコン膜14とを備えている。第1絶縁膜は,フィ
ールド酸化膜12,不純物拡散領域13,及びポリシリ
コン膜14を覆う層間絶縁膜16,17とを備えてい
る。ポリシリコン膜14と基板11に設けられた不純物
拡散領域13とは,この不純物拡散領域13をソースド
レイン領域としてMOS型転送トランジスタを構成して
いる。また,フィールド酸化膜12上にワード線用ポリ
シリコン膜15が設けられ,この層間絶縁膜16及び層
間絶縁膜17が設けられるとともに,ポリシリコン膜1
5と異なる位置で,層間絶縁膜16及び層間絶縁膜17
間にデジット線用ポリシリコン膜18が設けられてい
る。ポリシリコン膜14とポリシリコン膜15とは同一
層(即ち,同一の成分で互いに連続している)で形成さ
れている。また,層間絶縁膜16,17を貫通して,不
純物拡散領域13に連絡する第1ホール19が設けられ
ている。この第1ホール19に対応して,この第1ホー
ル19を充填し,この第1ホール19の開口部を覆う第
1導電膜としてノード電極用ポリシリコン膜20が設け
られている。これらのノード電極用ポリシリコン膜20
を第2絶縁膜としての絶縁膜21を介して覆うセルプレ
ート電極用シリコン膜22からなる第2導電膜が設けら
れている。
【0004】また,半導体装置は,セルプレート電極用
シリコン膜22上に形成された層間絶縁膜23からなる
第3絶縁膜と,これら層間絶縁膜16,17,23を一
つの不純物拡散領域13まで貫通して設けられたコンタ
クト形成用の第2ホール24と,第2ホール24の壁面
及び底面を覆うように形成された密着層25と,第2ホ
ール24内に密着層25を介して埋設されたタングステ
ン26´からなる埋め込みコンタクト26と,この埋め
込みコンタクト26とともに密着層25を覆うAl,S
i,Cu膜27とを備えている。
【0005】従来の半導体装置を製造するには,図21
に示すようにリソグラフィー工程を用いてコンタクトを
開口し,スパッタ法によりTiを約60nm,TiNを
約100nm堆積し密着層25を形成する。堆積後,図
22に示すようにCVD法により全面にタングステンか
らなるコンタクト部26を堆積し,エッチバックを行い
図23に示すようにタングステンをコンタクト部に埋め
込み形成する。エッチバック後,スパッタによりAlS
iCu膜27を約450nm堆積し,リソグラフィー工
程を用いてエッチングし,図18に示すように電極配線
を形成する。図19のワード線方向においてもタングス
テンは同様な工程で形成される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら,従来の
半導体装置では,メモリーセル内と周辺部に設けたコン
タクトとの間に角度の大きい傾斜があるためにタングス
テンをエッチバックしたとき,傾斜部に突発的にタング
ステンが残るため,残ったタングステンを介して上層配
線間がショートする確率が高かった。
【0007】そこで,本発明の技術的課題は,埋込み型
コンタクトを有するDRAMにおいて,コンタクト近傍
での埋め込み物質残りに起因した上層配線層のショート
を防止することができる半導体装置及びそれを用いたD
RAMを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によれば,半導体
基板の一主面上に設けたMOS型転送トランジスタと,
前記転送トランジスタのソース・ドレイン領域として設
けた第1拡散層領域と,前記第1拡散領域を覆い且つ第
1ホール有する第1の絶縁膜と,前記第1ホールを介
して前記第1拡散層領域に接触した第1の導電膜と,前
記第1導電膜上の第2絶縁膜と,前記第2絶縁膜を介し
て前記第1導電膜と対向した第2導電膜と,前記第2導
電膜を覆い且つ前記第2導電膜の端部近傍に対応して
の第2ホールを持つ第3絶縁膜と,前記第3絶縁膜上
に前記複数の第2ホール上を通過するように互いに並ん
で設けられた複数本の第1配線層を有する半導体装置
において,前記第1絶縁膜及び前記第2絶縁膜間に介在
するとともに,前記第1拡散層領域に接触せず且つ前記
第1配線層の下に形成された前記第1配線層よりも太い
導電膜が存在し,前記導電膜は,前記複数の第2ホール
の夫々に近接して,前記第1配線層の夫々に重なる前記
複数の第2ホールの位置に対応して凹凸又は直線をもっ
て形成された一側部を備えていることを特徴とする半導
体装置が得られる。
【0009】本発明によれば,前記半導体装置をメモリ
セルに用いたことを特徴とするダイナミック形ランダム
アクセスメモリが得られる。
【0010】
【作用】本発明の半導体装置は,ノード電極部のポリシ
リコン膜とセルプレート電極部のポリシリコン膜作成の
際に,ノード電極部のポリシリコン膜及びセルプレート
電極部のポリシリコン膜とこれらの周辺部に設けたコン
タクト部との間にノード電極部のポリシリコン膜及びセ
ルプレート電極部と同様のダミーパターンを形成し,ノ
ード電極部及びセルプレート電極部とコンタクト部との
間の傾斜角を緩和して,短絡を防止する。
【0011】
【実施例】次に,本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0012】図1,図2及び図3は本発明の実施例に係
る半導体装置を示す図であり,図1,はデジット線方向
の断面図,図2はワード線に垂直方向の断面図,及び図
3はノード電極及びセルプレート電極と電極配線だけに
ついて示した平面図である。図1〜図3を参照して,半
導体装置は,半導体基板11と,この半導体基板11上
に設けられたフィールド酸化膜12と,半導体基板11
表面のフィールド酸化膜12の間に設けられたN型拡散
層である不純物拡散領域13とを備えている。この不純
物拡散領域13間にワード線ゲート電極用のポリシリコ
ン膜14が形成され,不純物拡散領域13をソース・ド
レイン領域として,MOS型トランジスタが構成されて
いる。フィールド酸化膜12上には,ワード線用ポリシ
リコン膜15が形成されている。ポリシリコン膜14と
ポリシリコン膜15とは,同一層で形成されている。第
1絶縁膜は,MOS型トランジスタのポリシリコン膜1
4と,ワード線用ポリシリコン膜15とを覆う層間絶縁
膜16,17を備えている。この層間絶縁膜16,17
の間にデジット線用ポリシリコン膜18が形成されてい
る。この層間絶縁膜16,17には,不純物拡散領域
に連絡する第1ホール19が設けられている。第1導
電膜は,第1ホール19を充填し,第1ホール19の開
口部を覆うように設けられたノード電極用ポリシリコン
膜20からなる。また,半導体装置は,第2導電膜とし
て,ノード電極用ポリシリコン膜20を第2絶縁膜とし
ての絶縁層21を介して対向するとともに覆うセルプレ
ート電極用シリコン膜22を有し,さらに,セルプレー
ト電極用シリコン膜22上に形成された層間絶縁膜23
からなる第3絶縁膜と,これら層間絶縁膜16,17,
及び23を一つの不純物拡散領域13まで貫通して設け
られたコンタクト形成用の第2ホール24と,第2ホー
ル24の壁面及び底面を覆うように形成された密着層2
5と,第2ホール24内に密着層25を介して埋設され
たタングステン26´からなる埋め込みコンタクト26
と,この埋め込みコンタクト26とともに密着層25を
覆うAl,Si,Cu膜27とを備えている。以上ま
で,従来と同様の構成を有する。更に,本発明の実施例
は,層間絶縁膜17上にダミーパターン用ポリシリコン
膜1を有する。このダミーパターン用ポリシリコン膜1
は,ノード電極用ポリシリコン膜20と同様に,絶縁膜
21と同様の絶縁膜2を介してセルプレート電極用シリ
コン膜22に覆われている。
【0013】次に,本発明の実施例に係る半導体装置の
製造方法について説明する。図1〜図17を参照して説
明する。なお,図1,図4〜図10は本発明を適用した
DRAMのディジット線方向の断面図であり,図2,図
11〜図17ワード線方向の断面図である。図3は前
述した通り,ノード電極,セルプレート電極と電極配線
だけについて示した平面図である。まず,半導体基板1
1上にフィールド酸化膜12,基板11と逆導電型の不
純物拡散層領域13,この間にポリシリコン膜14,ワ
ード線用ポリシリコン膜15,層間絶縁膜16,ディジ
ット線用ポリシリコン膜18,層間絶縁膜17を形成す
る。次に,CVD法により100〜300nmの厚さの
ポリシリコン膜20を堆積させ,リソグラフィー工程を
用いて図4,図11に示すようにノード電極部,及びダ
ミーパターン部にレジスト28を残す。図5,図12,
図3に示すようにポリシリコンのエッチングを行いノー
ド電極とダミーパターン1を形成する。次に,CVD法
により,例えば,Si3 4 からなる容量絶縁膜,及び
150〜250nmの厚さのポリシリコン膜23を堆積
させ図6,図13,図3に示すようにリソグラフィー工
程を用いてレジスト29をセルプレート電極,及びダミ
ーパターン部に残す。同様にしてレジスト29をマスク
として図7,図14,及び図3に示すようにポリシリコ
ンのエッチングを行いセルプレート電極22を形成す
る。次に,CVD法を用いて400〜500nmの厚さ
のBPSGからなる層間絶縁膜23を形成する。次に,
図8及び図15に示すようにリソグラフィー工程を用い
てコンタクトを開口し,スパッタ法によりTiを約60
nm,TiNを約100nm堆積し密着層25を形成す
る。堆積後,図9及び図16に示すようにCVD法によ
り全面にタングステン26´を堆積し,エッチングを行
い図10,図17に示すようにタングステン26´をコ
ンタクトに埋め込んで,コンタクト部26を形成する。
エッチバック後,スパッタによりAlSiCu膜27を
約450nm堆積し,リソグラフィー工程を用いてエッ
チングし,図1,図2,図3に示すように電極配線を形
成する。この際,セル端部の急激な段差がダミーパター
ン1によって緩和されているため,コンタクト部26に
埋め込んだタングステンがセル端部の段差に沿って残る
ことがなくなり,AlSiCu膜27のショートを防止
することができる。
【0014】なお,本発明の実施例ではコンタクト部2
6にタングステン26´を埋め込む場合を説明したが,
コンタクト部26に埋め込む材質はタングステンに限定
されるものではない。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように,本発明は,傾斜部
にノード電極及びセルプレート電極でダミーパターンを
形成することにより,傾斜部の傾きが緩和され,上層配
線ショートの原因となるタングステン残りを防止するこ
とができる半導体装置とそれを用いたダイナミック形ラ
ンダムアクセスメモリとを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る半導体装置のデジット線
に垂直な方向の断面図である。
【図2】本発明の実施例に係る半導体装置のワード線に
垂直な方向の断面図である。
【図3】本発明の実施例に係る半導体装置のリード電極
とセルプレート電極の電極配線のみ示した平面図であ
る。
【図4】本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程を
示すデジット線に垂直な方向の断面図である。
【図5】本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程を
示すデジット線に垂直な方向の断面図である。
【図6】本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程を
示すデジット線に垂直な方向の断面図である。
【図7】本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程を
示すデジット線に垂直な方向の断面図である。
【図8】本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程を
示すデジット線に垂直な方向の断面図である。
【図9】本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程を
示すデジット線に垂直な方向の断面図である。
【図10】本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程
を示すデジット線に垂直な方向の断面図である。
【図11】本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程
を示すワード線に垂直な方向の断面図である。
【図12】本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程
を示すワード線に垂直な方向の断面図である。
【図13】本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程
を示すワード線に垂直な方向の断面図である。
【図14】本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程
を示すワード線に垂直な方向の断面図である。
【図15】本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程
を示すワード線に垂直な方向の断面図である。
【図16】本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程
を示すワード線に垂直な方向の断面図である。
【図17】本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程
を示すワード線に垂直な方向の断面図である。
【図18】従来例に係る半導体装置を示すデジット線に
垂直な方向の断面図である。
【図19】従来例に係る半導体装置を示すワード線に垂
直な方向の断面図である。
【図20】従来例に係る半導体装置のノード電極とセル
プレート電極の電極配線のみ示した平面図である。
【図21】従来例に係る半導体装置の製造工程を示すデ
ジット線に垂直な方向の断面図である。
【図22】従来例に係る半導体装置の製造工程を示すデ
ジット線に垂直な方向の断面図である。
【図23】従来例に係る半導体装置の製造工程を示すデ
ジット線に垂直な方向の断面図である。
【符号の説明】
1 ダミーパターン用ポリシリコン膜 2 絶縁膜 11 半導体基板 12 フィールド酸化膜 13 不純物拡散層領域 14 ワード線ゲート電極用ポリシリコン膜 15 ワード線用ポリシリコン膜 16,17 層間絶縁膜 18 デジット線用ポリシリコン膜 29 レジスト膜 22 セルプレート電極用ポリシリコン膜 23 層間絶縁膜 25 密着層 26 コンタクト部 26´ タングステン 27 AlSiCu膜 28,29 レジスト膜

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板の一主面上に設けたMOS型
    転送トランジスタと, 前記転送トランジスタのソース・ドレイン領域として設
    けた第1拡散層領域と,前記 第1拡散領域を覆い且つ第1ホール有する第1の
    絶縁膜と, 前記第1ホールを介して前記第1拡散層領域に接触した
    第1の導電膜と, 前記第1導電膜上の第2絶縁膜と, 前記第2絶縁膜を介して前記第1導電膜と対向した第2
    導電膜と, 前記第2導電膜を覆い且つ前記第2導電膜の端部近傍に
    対応して複数の第2ホールを持つ第3絶縁膜と, 前記第3絶縁膜上に前記複数の第2ホール上を通過する
    ように互いに並んで設けられた複数本の第1配線層
    有する半導体装置において, 前記第1絶縁膜及び前記第2絶縁膜間に介在するととも
    に,前記第1拡散層領域に接触せず且つ前記第1配線層
    の下に形成された前記第1配線層よりも太い導電膜が存
    し, 前記導電膜は,前記複数の第2ホールの夫々に近接し
    て,前記第1配線層の夫々に重なる前記複数の第2ホー
    ルの位置に対応して凹凸又は直線をもって形成された一
    側部を備えている ことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体装置をメモリセル
    に用いたことを特徴とするダイナミック形ランダムアク
    セスメモリ。
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