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JP3417859B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method thereof

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JP3417859B2
JP3417859B2 JP36721198A JP36721198A JP3417859B2 JP 3417859 B2 JP3417859 B2 JP 3417859B2 JP 36721198 A JP36721198 A JP 36721198A JP 36721198 A JP36721198 A JP 36721198A JP 3417859 B2 JP3417859 B2 JP 3417859B2
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drain diffusion
gate electrode
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forming
conductive
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健二 釘宮
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Toshiba Corp
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Element Separation (AREA)

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】本発明は半導体装置とその製
造方法に係り、特にトレンチ型の素子分離領域を備えた
半導体記憶装置のビット線とMOSトランジスタのドレ
イン拡散層とを接続するコンタクトホールの構造とその
製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a structure of a contact hole connecting a bit line of a semiconductor memory device having a trench type element isolation region and a drain diffusion layer of a MOS transistor. And its manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の半導体記憶装置には、平行に配置
された各ビット線の下部を素子領域としてそれぞれ複数
のMOSトランジスタを規則的に配列し、隣り合うビッ
ト線の間に前記ビット線と平行に延びる素子分離領域を
形成し、素子領域を互いに分離することによりメモリセ
ルアレイを構成するものがある。
2. Description of the Related Art In a conventional semiconductor memory device, a plurality of MOS transistors are regularly arranged with the lower part of each bit line arranged in parallel as an element region, and the bit line is formed between adjacent bit lines. Some memory cell arrays are formed by forming element isolation regions extending in parallel and isolating the element regions from each other.

【0003】近年素子分離領域の構成方法として、半導
体基板にトレンチを形成し、これをシリコン酸化膜等の
絶縁材料で埋め込み平坦化するシャロートレンチアイソ
レーション(Shallow Trench Isolation、以下STIと
略称する)と呼ばれる技術が多く用いられるようになっ
た。
In recent years, a shallow trench isolation (hereinafter referred to as STI) in which a trench is formed in a semiconductor substrate and is filled with an insulating material such as a silicon oxide film for planarization is used as a method of forming an element isolation region. The so-called technology has come into wide use.

【0004】メモリセルアレイにおいて、記憶データの
書き込みや読み出しはビット線に接続される多数のMO
Sトランジスタを介して行われるため、これらのMOS
トランジスタの電流端子とビット線とを接続するコンタ
クトホールには低抵抗でばらつきが少なく、高い歩留ま
りと高信頼性を有することが厳しく要求される。
In the memory cell array, writing and reading of stored data are performed by a large number of MOs connected to bit lines.
Since these are done through the S-transistor, these MOS
The contact hole connecting the current terminal of the transistor and the bit line is strictly required to have low resistance and little variation, and to have high yield and high reliability.

【0005】このため、MOSトランジスタに動作電流
を供給するソース・ドレイン拡散層の幅は、隣り合うS
TI領域で分離された素子領域の幅全体を用いて可能な
限り大きく設計されるので、通常ソース・ドレイン拡散
層の両端はSTI領域の側壁に接する構造になってい
る。
For this reason, the widths of the source / drain diffusion layers for supplying the operating current to the MOS transistors are adjacent to each other.
Since the device is designed to be as large as possible by using the entire width of the element region separated by the TI region, both ends of the source / drain diffusion layer are usually in contact with the sidewalls of the STI region.

【0006】NAND型不揮発性半導体記憶装置を例と
して、ビット線とMOSトランジスタのドレイン拡散層
とを接続する従来のコンタクトホールの構造と、その問
題点について図7を用いて詳細に説明する。
The structure of a conventional contact hole for connecting a bit line and a drain diffusion layer of a MOS transistor and its problem will be described in detail with reference to FIG. 7, taking a NAND type nonvolatile semiconductor memory device as an example.

【0007】図7(a)は、NAND型不揮発性半導体
記憶装置におけるメモリセルアレイのビット線コンタク
ト近傍を拡大した平面図である。1はビット線コンタク
ト、2はビット線コンタクトの幅を示す。3はBL1、
BL2、BL3からなるビット線であり、その下部のシ
リコン基板表面がMOSトランジスタ等のアクティブ素
子を形成する素子領域4として用いられる。ビット線コ
ンタクト幅2は、素子領域4の幅全体を用いて可能な限
り大きく形成されたドレイン拡散層とのマスク合わせ余
裕をとるため、素子領域4の幅よりも大きく設計され
る。
FIG. 7A is an enlarged plan view of the vicinity of the bit line contact of the memory cell array in the NAND type nonvolatile semiconductor memory device. 1 indicates a bit line contact, and 2 indicates a width of the bit line contact. 3 is BL1,
The bit line is composed of BL2 and BL3, and the surface of the silicon substrate thereunder is used as an element region 4 for forming an active element such as a MOS transistor. The bit line contact width 2 is designed to be larger than the width of the element region 4 in order to allow a mask alignment margin with the drain diffusion layer formed to be as large as possible using the entire width of the element region 4.

【0008】ビット線3に沿って、素子領域3を互いに
分離するSTI構造の素子分離領域5が形成される。図
7(a)のビット線コンタクト1の上下に示すように、
NANDセルを選択するSG1、SG2からなる選択線
6とWL1、WL2等からなるメモリセルのワード線7
がそれぞれ形成される。
Along the bit lines 3, element isolation regions 5 having an STI structure for isolating the element regions 3 from each other are formed. As shown above and below the bit line contact 1 in FIG.
A select line 6 composed of SG1 and SG2 for selecting a NAND cell and a word line 7 of a memory cell composed of WL1 and WL2.
Are formed respectively.

【0009】ビット線4と選択線6及びワード線7とが
交差する領域には、選択トランジスタ及びメモリセルト
ランジスタのゲート電極がワード線の一部として形成さ
れ、ワード線7の間の素子領域4に、これらMOSトラ
ンジスタのソース・ドレイン拡散層が前記ゲート電極を
マスクとして自己整合的に形成される。図7(a)のビ
ット線コンタクト1は、図の上下に配置された選択トラ
ンジスタのドレイン拡散層とビット線3とを接続するコ
ンタクトである。
Gate electrodes of the select transistor and the memory cell transistor are formed as a part of the word line in the region where the bit line 4 and the select line 6 and the word line 7 intersect, and the element region 4 between the word lines 7 is formed. In addition, the source / drain diffusion layers of these MOS transistors are formed in a self-aligned manner using the gate electrode as a mask. The bit line contact 1 in FIG. 7A is a contact that connects the bit line 3 to the drain diffusion layers of the select transistors arranged above and below in the drawing.

【0010】次に、ビット線コンタクト1のB−B断を
図7(b)に示す。ビット線コンタクト1の断面構造
は、p型シリコン基板10と、p型シリコン基板10の
上部表面の一部からなる素子領域4と、STI型の素子
分離領域5と、窒化膜15と、BPSG (Boro-Phospho
-Silicate-Glass)膜16から構成される。
Next, the BB disconnection of the bit line contact 1 is shown in FIG. The cross-sectional structure of the bit line contact 1 includes a p-type silicon substrate 10, an element region 4 formed of a part of the upper surface of the p-type silicon substrate 10, an STI type element isolation region 5, a nitride film 15, and a BPSG ( Boro-Phospho
-Silicate-Glass) film 16.

【0011】ビット線コンタクト1は、PSG膜16と
その下部の窒化膜15を除去してコンタクトホール17
とし、ここに導電性多結晶シリコン、又はタングステン
等の導電性材料を埋込むことにより、素子領域4に形成
されたドレイン拡散層とビット線3とが接続される。
For the bit line contact 1, the PSG film 16 and the nitride film 15 thereunder are removed to form a contact hole 17.
By burying a conductive material such as conductive polycrystalline silicon or tungsten therein, the drain diffusion layer formed in the element region 4 and the bit line 3 are connected.

【0012】しかし、RIE (Reactive Ion Etching)
等のドライエッチング法を用いてコンタクトホール17
を形成する際、STIの素子分離領域5の肩の部分に、
図7(b)に示すような局部的エッチング17aを生
じ、素子分離領域5の形状が破壊される。このため、素
子領域4に形成されたn+ 型ドレイン拡散層のp型シリ
コン基板10とのpn接合面が露出するので、コンタク
トホール17に接続用の導電性材料を埋め込めば前記接
合面にリーク電流が発生する。
However, RIE (Reactive Ion Etching)
Contact hole 17 using a dry etching method such as
When forming the, on the shoulder portion of the element isolation region 5 of STI,
The local etching 17a as shown in FIG. 7B is generated, and the shape of the element isolation region 5 is destroyed. For this reason, the pn junction surface of the n + type drain diffusion layer formed in the element region 4 with the p type silicon substrate 10 is exposed, so if the contact hole 17 is filled with a conductive material for connection, the junction surface leaks. Electric current is generated.

【0013】次に、図8(a)乃至図8(d)を用い
て、コンタクトホール17の形成過程で生じる従来の製
造工程上の問題点をさらに詳細に説明する。はじめに図
8(a)に示すように、p型シリコン基板10に通常の
方法でSTI型の素子分離領域5を形成した後、MOS
トランジスタのゲート酸化膜11と導電性多結晶シリコ
ンからなるゲート電極材料12を素子領域4の全面に形
成する。
Next, with reference to FIGS. 8A to 8D, problems in the conventional manufacturing process that occur in the process of forming the contact hole 17 will be described in more detail. First, as shown in FIG. 8A, after the STI type element isolation region 5 is formed on the p type silicon substrate 10 by a usual method, the MOS is formed.
A gate oxide film 11 of the transistor and a gate electrode material 12 made of conductive polycrystalline silicon are formed on the entire surface of the element region 4.

【0014】次に、写真蝕刻法によりレジストマスクを
作成し、CDE (Chemical Dry Etching) 法を用いてゲ
ート電極部以外の不要な導電性多結晶シリコン膜を除去
することにより、ゲート電極(図示せず)をパターン形
成する。
Next, a resist mask is formed by a photo-etching method, and the unnecessary conductive polycrystalline silicon film other than the gate electrode portion is removed by a CDE (Chemical Dry Etching) method to remove the gate electrode (not shown). Pattern).

【0015】次に、ゲート電極をマスクとして素子領域
4の表面にn型の不純物をゲート酸化膜11を通してイ
オン注入・拡散することにより、素子領域上にn+ 型の
ソース・ドレイン拡散層(図示せず)が形成される。こ
こでn+ 型とは高濃度のn型のことをいう。
Next, by ion-implanting and diffusing n-type impurities into the surface of the element region 4 through the gate oxide film 11 using the gate electrode as a mask, an n + -type source / drain diffusion layer (see FIG. (Not shown) is formed. Here, the n + type means a high concentration n type.

【0016】この工程で素子領域4の表面をn+ 型のド
レイン拡散層に変化させた後、図8(b)に示すように
ドレイン拡散層上のゲート酸化膜11を除去する。
In this step, after changing the surface of the element region 4 into an n + type drain diffusion layer, the gate oxide film 11 on the drain diffusion layer is removed as shown in FIG. 8B.

【0017】次に、図9(c)に示すように、エッチン
グストッパとなるシリコン窒化膜15と厚いBPSG膜
16を堆積して表面を平坦化する。この厚いBPSG膜
16は、紙面に垂直方向にビット線3(図示せず)を配
置する際の層間絶縁膜として用いられる。
Next, as shown in FIG. 9C, a silicon nitride film 15 serving as an etching stopper and a thick BPSG film 16 are deposited to flatten the surface. The thick BPSG film 16 is used as an interlayer insulating film when arranging the bit lines 3 (not shown) in the direction perpendicular to the paper surface.

【0018】次に、図9(d)に示すように、レジスト
パターンとRIE法等を用いて、BPSG膜16とシリ
コン窒化膜15を、それぞれ選択的にエッチングするこ
とにより、ビット線3と素子領域4のn+ 型ドレイン拡
散層とを接続するコンタクトホール17を形成する。
Next, as shown in FIG. 9D, the BPSG film 16 and the silicon nitride film 15 are selectively etched by using a resist pattern and the RIE method, etc., to thereby form the bit line 3 and the device. A contact hole 17 connecting to the n + type drain diffusion layer in the region 4 is formed.

【0019】このとき窒化膜15は、厚いBPSG膜1
6をエッチングする際、素子領域の表面と素子分離領域
5の埋め込み絶縁材料を保護するエッチングストッパと
して作用する。すなわち窒化膜15は、厚いBPSG膜
16のエッチングを一旦窒化膜15で阻止し、素子領域
4の表面と素子分離領域5の肩の部分がエッチングされ
るのを防止するため設けられたものである。
At this time, the nitride film 15 is a thick BPSG film 1.
When etching 6 is performed, it acts as an etching stopper that protects the surface of the element region and the buried insulating material of the element isolation region 5. That is, the nitride film 15 is provided in order to prevent the thick BPSG film 16 from being etched once by the nitride film 15 and prevent the surface of the element region 4 and the shoulder portion of the element isolation region 5 from being etched. .

【0020】次に窒化膜に対するエッチング条件で、薄
い窒化膜15をエッチングすれば、コンタクトホール1
7の形成の際、素子領域4の表面と素子分離領域5の埋
め込み絶縁材料とを保護することができる。
Next, if the thin nitride film 15 is etched under the etching conditions for the nitride film, the contact hole 1
When forming 7, the surface of the element region 4 and the buried insulating material of the element isolation region 5 can be protected.

【0021】しかし、素子分離領域を埋め込む絶縁材料
は、CMP(Chemical MechanicalPolish; 化学的機械
研磨)による表面平坦化工程において、CMPのストッ
パとして用いた窒化膜の厚さだけ素子領域4の表面に段
差を生じる。このため、コンタクトホール17形成のエ
ッチングストッパとして用いる薄い窒化膜15は、図9
(b)に示す表面段差を越えて基板表面を被覆すること
になる。
However, the insulating material filling the element isolation region has a step on the surface of the element region 4 by the thickness of the nitride film used as the CMP stopper in the surface flattening process by CMP (Chemical Mechanical Polish). Cause Therefore, the thin nitride film 15 used as an etching stopper for forming the contact hole 17 is formed as shown in FIG.
Thus, the surface of the substrate is coated over the surface step shown in (b).

【0022】このとき、素子分離領域5の両肩のコーナ
部分で窒化膜15の異常成長を生じるため窒化膜のエッ
チングレートが前記コーナ部分で高くなり、ストッパと
しての役割を果たすことができない。すなわち、厚いB
PSG膜16をエッチングする際、素子分離領域5の肩
の部分を被覆する窒化膜14が消失し、STI型の素子
分離領域5の両端が図8(d)の17aに示すように奥
深くまで局部的にエッチングされ、素子分離領域5の形
状破壊を生じることになる。
At this time, since abnormal growth of the nitride film 15 occurs at the corner portions on both shoulders of the element isolation region 5, the etching rate of the nitride film becomes high at the corner portions, so that it cannot serve as a stopper. That is, thick B
When the PSG film 16 is etched, the nitride film 14 covering the shoulder portion of the element isolation region 5 disappears, and both ends of the STI type element isolation region 5 are locally deepened as shown in 17a of FIG. 8D. Of the element isolation region 5 is destroyed by etching.

【0023】先にのべたように、素子領域4の表面に形
成されたドレイン拡散層とビット線3とは、コンタクト
ホール17に導電性の多結晶シリコン、又はタングステ
ン等の接続材料を埋め込むことで接続されるが、このと
き、局部的エッチング17aの部分を埋める前記導電材
料が、素子領域4の表面のn+ ドレイン拡散層とp型シ
リコン基板10との間に形成されるpn接合を短絡さ
せ、接合リークの原因となっていた。
As described above, the drain diffusion layer formed on the surface of the element region 4 and the bit line 3 are formed by filling the contact hole 17 with a connecting material such as conductive polycrystalline silicon or tungsten. At this time, the conductive material filling the part of the local etching 17a short-circuits the pn junction formed between the n + drain diffusion layer on the surface of the element region 4 and the p-type silicon substrate 10. That was the cause of the junction leak.

【0024】以上の説明から明らかなように、素子分離
領域の局部的エッチングによる形状破壊の問題は、図1
(a)に示すように、ビット線コンタクトの幅2が(径
の場合を含む)素子領域の4の幅より大きい場合に重要
になる。したがって、この問題は素子の微細化が進み、
素子領域上のドレインコンタクトの幅(ビット線幅に等
しい)が小さくなる程重要になる。
As is clear from the above description, the problem of shape destruction due to local etching of the element isolation region is as shown in FIG.
As shown in (a), it becomes important when the width 2 of the bit line contact is larger than the width 4 of the element region (including the case of the diameter). Therefore, this problem is due to the progress of device miniaturization
The smaller the width of the drain contact (equal to the bit line width) on the device region, the more important it becomes.

【0025】[0025]

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の半導体記憶装置のビット線コンタクトの構造と、その
製造方法には、層間絶縁膜にビット線のコンタクトホー
ルを形成する際、エッチングストッパとして窒化膜を用
いても、素子分離領域と素子領域との接する部分が局部
的に奥深くエッチングされ、素子分離領域の形状破壊を
生じてドレインpn接合のリーク電流発生の原因になる
という問題があった。
As described above, the structure of the bit line contact of the conventional semiconductor memory device and the method of manufacturing the same are provided as an etching stopper when forming the contact hole of the bit line in the interlayer insulating film. Even if the nitride film is used, there is a problem that a portion where the element isolation region and the element region are in contact with each other is locally deeply etched, causing shape breakdown of the element isolation region and causing a leak current of the drain pn junction. .

【0026】本発明は上記の問題点を解決すべくなされ
たもので、ビット線コンタクトの幅が素子領域の幅より
大きい場合であっても、素子分離領域の局部的エッチン
グを生じることなく、高信頼性の半導体記憶装置を高い
製造歩留まりで提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. Even if the width of the bit line contact is larger than the width of the element region, the element isolation region is not locally etched, and the high isolation is achieved. An object is to provide a reliable semiconductor memory device with a high manufacturing yield.

【0027】また本発明は、一般にSTI型の素子分離
領域を備える半導体装置において、微細化された素子領
域上のMOSトランジスタのソース・ドレイン拡散層と
上層配線とを接続するコンタクトホールの形成に適用す
ることを目的としている。
Further, the present invention is generally applied to formation of a contact hole for connecting a source / drain diffusion layer of a MOS transistor on a miniaturized element region and an upper layer wiring in a semiconductor device having an STI type element isolation region. The purpose is to do.

【0028】[0028]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置とそ
の製造方法は、特にSTI構造の素子分離領域を備える
半導体記憶装置において、ビット線とMOSトランジス
タのドレイン拡散層とを接続するビット線コンタクトの
製造歩留まりと信頼性を向上するため、ビット線コンタ
クトのコンタクトホールを形成する際、素子領域のドレ
イン拡散層上に、あらかじめ前記素子領域の幅よりも大
きい導電性多結晶シリコン膜からなるパッドを形成し、
この多結晶シリコンパッドに達するコンタクトホールを
用いてドレイン拡散層とビット線とを接続することを特
徴とする。
A semiconductor device and a method of manufacturing the same according to the present invention are particularly applicable to a bit line contact for connecting a bit line and a drain diffusion layer of a MOS transistor in a semiconductor memory device having an element isolation region of STI structure. In order to improve the manufacturing yield and reliability of the device, when forming a contact hole for a bit line contact, a pad made of a conductive polycrystalline silicon film larger than the width of the element region is previously formed on the drain diffusion layer of the element region. Formed,
It is characterized in that the drain diffusion layer and the bit line are connected using the contact hole reaching the polycrystalline silicon pad.

【0029】このように、多結晶シリコンパッドの幅を
素子領域のドレイン拡散層の幅よりも大きくすることに
より、コンタクトホールの幅が素子領域の幅よりも大き
い場合に生じるSTI型素子分離領域の形状破壊を防止
することができる。
As described above, by making the width of the polycrystalline silicon pad larger than the width of the drain diffusion layer in the element region, the STI type element isolation region generated when the width of the contact hole is larger than the width of the element region. It is possible to prevent shape destruction.

【0030】具体的には本発明の半導体装置は、半導体
基板に形成されたトレンチに素子分離用絶縁材料が埋込
まれた素子分離領域と、この素子分離領域により分離さ
れた半導体基板表面からなる素子領域と、前記素子領域
にソース及びドレイン拡散層を備える半導体装置におい
て、前記ソース及びドレイン拡散層のいずれかと層間絶
縁膜上の配線とを接続するコンタクトホールが、前記ソ
ース及びドレイン拡散層のいずれかの表面と前記素子分
離領域の縁とを覆う導電性パッドを、前記コンタクトホ
ールの底部に備え、前記導電性パッドは、前記素子分離
領域上において、隣り合う前記導電性パッドがスリット
状の分離溝により互いに分離されることを特徴とする。
Specifically, the semiconductor device of the present invention comprises an element isolation region in which a trench formed in the semiconductor substrate is filled with an element isolation insulating material, and the surface of the semiconductor substrate separated by the element isolation region. In a semiconductor device including an element region and a source / drain diffusion layer in the element region, a contact hole connecting any one of the source / drain diffusion layer and a wiring on an interlayer insulating film is one of the source / drain diffusion layer. of the conductive pads covering the front surface and the edge of the isolation region, provided on the bottom of the contact hole, the conductive pad, the isolation
In the area, the adjacent conductive pads are slits.
It is characterized in that they are separated from each other by a separation groove .

【0031】好ましくは前記導電性パッドは、導電性多
結晶シリコンからなり、前記配線は半導体記憶装置のビ
ット線であって、かつ、前記ビット線とドレイン拡散層
を覆う導電性パッドとが、前記コンタクトホールを用い
て接続されることを特徴とする。
Preferably , the conductive pad is made of conductive polycrystalline silicon, the wiring is a bit line of a semiconductor memory device, and the bit line and the conductive pad covering the drain diffusion layer are: It is characterized in that the connection is made using the contact hole.

【0032】本発明の半導体装置の製造方法は、半導体
基板にトレンチを形成する工程と、このトレンチに素子
分離用絶縁材料を埋め込むことにより素子分離領域を形
成する工程と、この素子分離領域により分離された前記
半導体基板表面からなる素子領域にゲート絶縁膜を介し
てゲート電極用導電性材料を堆積する工程と、このゲー
ト電極用導電性材料をゲート電極としてパターン形成す
る際、前記ゲート電極に隣接する前記素子領域上のソー
ス及びドレイン拡散層を形成する領域を覆う前記ゲート
電極用導電性材料を除去する工程と、前記ゲート電極に
隣接してソース及びドレイン拡散層を形成する工程と、
前記ソース及びドレイン拡散層を覆うゲート絶縁膜を除
去する工程と、前記ソース及びドレイン拡散層のいずれ
かと、その両側に配置された前記素子分離領域とを覆う
一続きの導電性パッド材料を堆積する工程と、前記素子
分離領域上に堆積した導電性パッド材料に前記素子分離
領域の表面に達するスリット状の分離溝を形成すること
により、前記一続きの導電性パッド材料を前記ソース及
びドレイン拡散層のいずれかを覆う個別の導電性パッド
に分離する工程と、前記導電性パッドを窒化膜で覆う工
程と、この窒化膜をBPSG膜でさらに覆う工程と、前
記窒化膜をストッパとして前記BPSG膜にコンタクト
ホールを形成する工程と、このコンタクトホールの底面
に露出した前記窒化膜をエッチングで除去し、前記コン
タクトホールの底面に前記導電性パッドの表面を露出
し、前記コンタクトホールにおいて前記導電性パッドと
金属配線とを接続する工程とを含むことを特徴とする。
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises a step of forming a trench in a semiconductor substrate, a step of forming an element isolation region by embedding an element isolation insulating material in the trench, and a step of separating the element isolation region. A step of depositing a conductive material for a gate electrode on a device region formed of the surface of the semiconductor substrate via a gate insulating film, and adjacent to the gate electrode when patterning the conductive material for a gate electrode as a gate electrode. Removing the conductive material for the gate electrode covering the region where the source and drain diffusion layers are formed on the device region, and forming the source and drain diffusion layers adjacent to the gate electrode,
Removing a gate insulating film covering the source and drain diffusion layers, and depositing a series of conductive pad materials covering either of the source and drain diffusion layers and the element isolation regions arranged on both sides thereof. And a step of forming a slit-shaped isolation groove reaching the surface of the element isolation region in the electrically conductive pad material deposited on the element isolation region, so that the series of conductive pad material is formed into the source and drain diffusion layers. A step of separating the conductive pads into individual conductive pads, a step of covering the conductive pads with a nitride film, a step of further covering the nitride film with a BPSG film, and a step of covering the nitride film with the nitride film as a stopper on the BPSG film. The step of forming a contact hole and the etching of the nitride film exposed on the bottom surface of the contact hole to remove the bottom of the contact hole. The exposed surface of the conductive pad, characterized in that it comprises the step of connecting the conductive pad and the metal wiring in the contact hole.

【0033】好ましくは本発明の半導体装置の製造方法
は、前記一続きの導電性パッド材料を前記ソース及びド
レイン拡散層のいずれかを覆う個別の導電性パッドに分
離する工程に引き続きPSG膜を全面に堆積する工程
と、前記PSG膜にコンタクトホールを形成することに
より前記コンタクトホールの底面に前記導電性パッドの
表面を露出した後、前記コンタクトホールにおいて前記
導電性パッドと金属配線とを接続する工程とを含むこと
を特徴とする。
Preferably, in the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the PSG film is entirely overlaid after the step of separating the series of conductive pad materials into individual conductive pads covering either the source or drain diffusion layer. And exposing the surface of the conductive pad to the bottom surface of the contact hole by forming a contact hole in the PSG film, and then connecting the conductive pad and the metal wiring in the contact hole. It is characterized by including and.

【0034】また好ましくは本発明の半導体装置の製造
方法は、前記ゲート電極に隣接する前記素子領域上のソ
ース及びドレイン拡散層を形成する領域を覆う前記ゲー
ト電極用導電性材料を除去する工程に引き続き、前記ソ
ース及びドレイン拡散層を覆うゲート絶縁膜を除去する
工程を行うことを特徴とする。
Also preferably, the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises a step of removing the conductive material for a gate electrode covering a region where a source and drain diffusion layer is formed on the element region adjacent to the gate electrode. Subsequently, the step of removing the gate insulating film covering the source and drain diffusion layers is performed.

【0035】本発明の半導体装置の製造方法は、半導体
基板にトレンチを形成する工程と、このトレンチに素子
分離用絶縁材料を埋め込むことにより素子分離領域を形
成する工程と、この素子分離領域により分離された前記
半導体基板表面からなる素子領域にゲート絶縁膜を介し
てゲート電極用導電性材料を堆積する工程と、このゲー
ト電極用導電性材料をゲート電極としてパターン形成す
る際、前記ゲート電極に隣接する前記素子領域上のソー
ス及びドレイン拡散層を形成する領域を覆う前記ゲート
電極用導電性材料を除去する工程と、前記ゲート電極に
隣接してソース及びドレイン拡散層を形成する工程と、
前記ソース及びドレイン拡散層上に残留した前記ゲート
絶縁膜を介して前記ソース及びドレイン拡散層のいずれ
かと、その両側に配置された前記素子分離領域とを覆う
ように一続きの導電性パッド材料を堆積する工程と、前
記素子分離領域上に堆積した前記導電性パッド材料に前
記素子分離領域の表面に達するスリット状の分離溝を形
成することにより、前記一続きの導電性パッド材料を前
記ソース及びドレイン拡散層のいずれかを覆う個別の導
電性パッドに分離する工程と、前記導電性パッドを窒化
膜で覆う工程と、この窒化膜をBPSG膜でさらに覆う
工程と、前記窒化膜をストッパとして、前記BPSG膜
にコンタクトホールを形成する工程と、このコンタクト
ホールの底面に露出した前記窒化膜をエッチングで除去
して、前記コンタクトホールの底面に前記導電性パッド
の表面を露出する工程と、前記ゲート絶縁膜をストッパ
として前記導電性パッドを除去する工程と、この工程に
よりコンタクトホールの底面に露出した前記ゲート絶縁
膜をエッチング除去する工程と、この工程によりコンタ
クトホールの底面に露出した前記ソース拡散層、又は
ドレイン拡散層のいずれかと金属配線とを接続する工
程を含むことを特徴とする。
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises a step of forming a trench in a semiconductor substrate, a step of forming an element isolation region by filling the trench with an element isolation insulating material, and a step of separating the element isolation region. A step of depositing a conductive material for a gate electrode on a device region formed of the surface of the semiconductor substrate via a gate insulating film, and adjacent to the gate electrode when patterning the conductive material for a gate electrode as a gate electrode. Removing the conductive material for the gate electrode covering the region where the source and drain diffusion layers are formed on the device region, and forming the source and drain diffusion layers adjacent to the gate electrode,
A series of conductive pad materials is provided so as to cover one of the source and drain diffusion layers and the element isolation regions arranged on both sides of the source and drain diffusion layer through the gate insulating film remaining on the source and drain diffusion layers. depositing, by forming a slit-shaped separation grooves on the conductive pad material deposited on said isolation region reaching the surface of the isolation region, wherein the conductive pad material of the bout source and A step of separating the drain diffusion layer into individual conductive pads, a step of covering the conductive pads with a nitride film, a step of further covering the nitride film with a BPSG film , and a step of using the nitride film as a stopper. wherein the step of BPSG film <br/> forming a contact hole in, the nitride film exposed on the bottom of the contact hole is removed by etching, the co A step of exposing the surface of the conductive pads on the bottom of the contact holes and removing the conductive pads the gate insulating film as a stopper, the gate insulating exposed on the bottom of the contact hole by the step
Removing the etching film, the source diffusion layer exposed on the bottom of the contour <br/> Kutohoru This step or before
The method is characterized by including a step of connecting any of the drain diffusion layers to a metal wiring.

【0036】[0036]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0037】図1は本発明の第1の実施の形態に係る半
導体装置の構造を示す図である。第1の実施の形態で
は、NAND型不揮発性半導体記憶装置を例として、ビ
ット線と、選択ゲート用MOSトランジスタのドレイン
領域とを接続するビット線コンタクトの構造について説
明する。
FIG. 1 is a view showing the structure of a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. In the first embodiment, a structure of a bit line contact that connects a bit line and a drain region of a selection gate MOS transistor will be described by taking a NAND nonvolatile semiconductor memory device as an example.

【0038】図1(a)は、ビット線コンタクトの近傍
の構造を示す平面図である。この平面図については、図
8(a)においてすでに説明しているので、同一部分に
同一参照番号を付して説明を省略する。
FIG. 1A is a plan view showing the structure near the bit line contact. Since this plan view has already been described in FIG. 8A, the same parts are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0039】図1(b)に図1(a)のB−B断面を示
す。本発明の第1の実施の形態のビット線コンタクト
は、p型シリコン基板10に形成されたSTI型の素子
分領域5と、素子領域4の全面と素子分離領域5の両端
を覆うように形成された導電性の多結晶シリコン膜13
からなる導電性パッドと、前記導電性パッドに達するコ
ンタクトホール17の形成過程で、素子分離領域5の上
に残留した窒化膜15とBPSG膜16とから構成され
る。
FIG. 1B shows a BB cross section of FIG. The bit line contact according to the first embodiment of the present invention is formed so as to cover the STI type element region 5 formed on the p type silicon substrate 10, the entire surface of the element region 4, and both ends of the element isolation region 5. Conductive polycrystalline silicon film 13
And a BPSG film 16 remaining on the element isolation region 5 in the process of forming the contact hole 17 reaching the conductive pad.

【0040】図1(b)に示すように、多結晶シリコン
膜13からなる導電性パッドの幅を素子分離領域5の幅
よりも大きくし、素子分離領域5の両端の肩部分を含め
て素子領域4を保護した上で、前記導電性パッドに達す
るコンタクトホール17を形成すれば、従来の問題点と
して、先に図8(b)を用いて説明した局部的エッチン
グ17aの発生を回避することができる。
As shown in FIG. 1B, the width of the conductive pad made of the polycrystalline silicon film 13 is made larger than the width of the element isolation region 5, and the element including the shoulder portions at both ends of the element isolation region 5 is included. If the contact hole 17 reaching the conductive pad is formed after the area 4 is protected, the conventional problem is to avoid the occurrence of the local etching 17a described above with reference to FIG. 8B. You can

【0041】なお、図1(b)において窒化膜15は、
次に示すように導電性パッドに達するコンタクトホール
17を形成する際、前記導電性パッドの表面がエッチン
グされるのを保護するストッパの役割を果たしている。
The nitride film 15 in FIG.
As shown below, when forming the contact hole 17 reaching the conductive pad, it plays the role of a stopper that protects the surface of the conductive pad from being etched.

【0042】次に図2、図3を用いて本発明の第2の実
施の形態の半導体装置の製造方法について説明する。第
2の実施の形態では、第1の実施の形態でのべたビット
線コンタクトの製造方法を示す。
Next, a method of manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The second embodiment shows a method of manufacturing the solid bit line contact of the first embodiment.

【0043】図2(a)に示すように、p型シリコン基
板10に素子分離領域5を形成し、ゲート酸化膜11と
導電性多結晶シリコンからなるゲート電極材料12を堆
積し、ゲート電極をパターン形成した後、前記ゲート電
極をマスクとして高濃度のn型不純物をイオン注入し、
素子領域4にn+ 型ソース・ドレイン拡散層を形成す
る。
As shown in FIG. 2A, an element isolation region 5 is formed on a p-type silicon substrate 10, a gate oxide film 11 and a gate electrode material 12 made of conductive polycrystalline silicon are deposited, and a gate electrode is formed. After patterning, high-concentration n-type impurities are ion-implanted using the gate electrode as a mask,
An n + type source / drain diffusion layer is formed in the element region 4.

【0044】このときのイオン注入はゲート酸化膜11
を通して行い、ゲート酸化膜11を残したままn+ 型ソ
ース・ドレイン拡散層形成の熱拡散を行ってもよいし、
ゲート酸化膜を除去した後イオン注入・拡散を行っても
よい。ゲート酸化膜11を通してイオン注入を行った場
合にはイオン注入・拡散の後に前記ゲート酸化膜11を
除去する。
At this time, the ion implantation is performed on the gate oxide film 11
And the thermal diffusion of the n + type source / drain diffusion layer formation may be performed with the gate oxide film 11 left.
Ion implantation / diffusion may be performed after removing the gate oxide film. When the ion implantation is performed through the gate oxide film 11, the gate oxide film 11 is removed after the ion implantation and diffusion.

【0045】n+ 型ソース・ドレイン拡散層上のゲート
酸化膜11とゲート電極材料12を除去した後、図2
(b)に示すように、素子領域4に形成されたn+ 型ソ
ース・ドレイン拡散層とその両側の素子分離領域5を覆
うように導電性の多結晶シリコン膜13を堆積し平坦化
する。
After removing the gate oxide film 11 and the gate electrode material 12 on the n + type source / drain diffusion layer, FIG.
As shown in (b), a conductive polycrystalline silicon film 13 is deposited and planarized so as to cover the n + type source / drain diffusion layer formed in the element region 4 and the element isolation regions 5 on both sides thereof.

【0046】次に、図2(c)に示すように、写真蝕刻
法を用いて素子分離領域5の上部にスリット14を設け
るためのレジストパターンを形成し、これをマスクとし
て通常のRIE法、CDE (Chemical Dry Etching)
法、またはウェットエッチング法を用いて、導電性多結
晶シリコン膜13をスリット状にエッチングすることに
より、前記多結晶シリコン膜13を各ビット線のコンタ
クトホール形成部分に個別に設けられた導電性パッドと
して加工する。
Next, as shown in FIG. 2C, a resist pattern for forming the slit 14 is formed on the element isolation region 5 by using a photo-etching method, and the resist pattern is used as a mask to perform a normal RIE method. CDE (Chemical Dry Etching)
Method or wet etching method is used to etch the conductive polycrystalline silicon film 13 into a slit shape so that the polycrystalline silicon film 13 is individually provided in the contact hole formation portion of each bit line. To process as.

【0047】次に図3(d)に示すように、通常の方法
を用いてシリコン窒化膜15とBPSG膜16を順に堆
積し、BPSG膜の表面を平坦化する。引き続きコンタ
クトホールを設けるためのレジストパターンを写真蝕刻
法を用いて形成し、これをマスクとしてRIE法により
BPSG膜16と窒化膜15とを部分的にエッチングす
ることにより、図3(e)に示すようにコンタクトホー
ル17を形成する。
Next, as shown in FIG. 3D, a silicon nitride film 15 and a BPSG film 16 are sequentially deposited by a normal method to flatten the surface of the BPSG film. Subsequently, a resist pattern for forming a contact hole is formed by using a photo-etching method, and the BPSG film 16 and the nitride film 15 are partially etched by the RIE method using the resist pattern as a mask, as shown in FIG. Thus, the contact hole 17 is formed.

【0048】このようすれば、コンタクトホール17の
エッチングの際、コンタクトホール17の底部には窒化
膜15の平坦部分のみが露出されるので、窒化膜15は
多結晶シリコン膜13からなる導電性パッドに対してエ
ッチングストパとしての役割を果たすことができ、従来
から問題とされてきた局部的エッチング17aの発生を
回避することができる。
In this way, when the contact hole 17 is etched, only the flat portion of the nitride film 15 is exposed at the bottom of the contact hole 17, so that the nitride film 15 is a conductive pad made of the polycrystalline silicon film 13. On the other hand, it can serve as an etching stopper, and can avoid the occurrence of the local etching 17a which has been a problem in the past.

【0049】次に、図4を用いて本発明の第3の実施の
形態について説明する。先にのべた図2(a)乃至図2
(c)までの製造工程は、前記第2の実施の形態の製造
工程と同様であるため説明を省略する。前記図2(c)
に示す工程を終了した後、図4(a)に示すように、図
3(d)でのべた窒化膜15を形成することなく、BP
SG膜16を堆積し表面を平坦化する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2 (a) to 2 described above
Since the manufacturing process up to (c) is the same as the manufacturing process of the second embodiment, the description thereof will be omitted. FIG. 2 (c)
After the step shown in FIG. 4 is completed, as shown in FIG. 4A, without forming the solid nitride film 15 shown in FIG.
The SG film 16 is deposited and the surface is flattened.

【0050】引き続きコンタクトホールを設けるための
レジストパターンを写真蝕刻法を用いて形成し、これを
マスクとしてRIE法によりBPSG膜16をエッチン
グすることにより、図4(b)に示すように局部的エッ
チング17aを生じることなく、ビット線のコンタクト
ホール17を形成することができる。
Subsequently, a resist pattern for forming a contact hole is formed by using a photo-etching method, and the BPSG film 16 is etched by using the RIE method as a mask to locally etch as shown in FIG. 4 (b). The contact hole 17 for the bit line can be formed without producing 17a.

【0051】第3の実施の形態では、ストッパとなる窒
化膜15が省略されているが、素子分離領域の両端の肩
部分を覆う平坦な多結晶シリコン膜13からなる導電性
パッドが存在するため、BPSG膜16と多結晶シリコ
ン膜13とのエッチング選択比を利用してコンタクトホ
ール17のエッチング過程を制御することにより、図8
(d)の局部的エッチング17aの発生を回避すること
ができる。
In the third embodiment, the nitride film 15 that serves as a stopper is omitted, but since there is a conductive pad made of a flat polycrystalline silicon film 13 that covers the shoulders at both ends of the element isolation region. , The BPSG film 16 and the polycrystalline silicon film 13 are used to control the etching process of the contact hole 17 to control the etching process of FIG.
It is possible to avoid the occurrence of the local etching 17a in (d).

【0052】次に、図5、図6を用いて本発明の第4の
実施の形態について説明する。第4の実施の形態では、
+ 型ソース・ドレイン拡散層を覆うゲート酸化膜11
を除去することなく、導電性パッドの材料となる導電性
ポリシリコン膜13を堆積することに特徴がある。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the fourth embodiment,
Gate oxide film 11 covering the n + type source / drain diffusion layer
It is characterized in that the conductive polysilicon film 13 serving as the material of the conductive pad is deposited without removing the above.

【0053】すなわち、図5(a)に示すように、前記
ゲート酸化膜11と素子分離領域5を覆うように、ポリ
シリコン膜13を堆積し表面を平坦化する。次に、図5
(b)に示すように、素子分離領域5の上部にスリット
14を設けるためのレジストパターンを写真蝕刻法を用
いて形成し、これをマスクとしてRIE法、CDE法、
またはウェットエッチング法を用いて導電性多結晶シリ
コン膜13をスリット状にエッチングすることにより、
多結晶シリコン膜13からなる導電性パッドを形成す
る。
That is, as shown in FIG. 5A, a polysilicon film 13 is deposited so as to cover the gate oxide film 11 and the element isolation region 5, and the surface is flattened. Next, FIG.
As shown in (b), a resist pattern for forming the slit 14 is formed on the element isolation region 5 by using a photolithography method, and the resist pattern is used as a mask for the RIE method, the CDE method,
Alternatively, by etching the conductive polycrystalline silicon film 13 into a slit shape using a wet etching method,
A conductive pad made of the polycrystalline silicon film 13 is formed.

【0054】次に、図5(c)に示すように、窒化膜1
5とBPSG膜16を堆積後、平坦化する工程に引き続
きコンタクトホールを設けるためのレジストパターンを
写真蝕刻法を用いて形成し、これをマスクとしてRIE
法により多結晶シリコン膜13からなる導電性パッドに
到達するまで、BPSG膜16をエッチングすることに
より、図6(d)に示すコンタクトホール17を形成す
る。
Next, as shown in FIG. 5C, the nitride film 1
5 and the BPSG film 16 are deposited, a resist pattern for forming a contact hole is formed by photolithography following the step of planarizing, and RIE is performed using this as a mask.
By the method, the BPSG film 16 is etched until the conductive pad made of the polycrystalline silicon film 13 is reached, thereby forming the contact hole 17 shown in FIG. 6D.

【0055】しかし、図6(d)までの工程では、多結
晶シリコン膜13からなる導電性パッドと素子領域4と
の間にゲート酸化膜11が存在するので、この状態では
コンタクトホールとして用いることができない。
However, in the steps up to FIG. 6D, since the gate oxide film 11 exists between the conductive pad made of the polycrystalline silicon film 13 and the element region 4, it is used as a contact hole in this state. I can't.

【0056】このため、図6(e)に示すように、コン
タクトホール17が形成されたBPSG膜16をマスク
として、最終的にn+ 型のドレイン拡散層が形成された
素子領域4に達する深いコンタクトホール18をウェッ
トエッチング法を用いて形成する。
Therefore, as shown in FIG. 6E, the BPSG film 16 having the contact hole 17 formed therein is used as a mask to finally reach the element region 4 where the n + type drain diffusion layer is formed. The contact hole 18 is formed using a wet etching method.

【0057】第4の実施の形態のコンタクトホール形成
工程では、図6(e)の導電性パッドとゲート酸化膜1
1とを、BPSG膜と多結晶シリコンに対する通常のウ
ェット法を用いてエッチングすれば、ポリシリコン膜1
3と素子分離領域5を埋めるシリコン酸化膜との間に十
分なエッチング選択比をとることができ、またゲート酸
化膜11は素子分離領域5を埋めるシリコン酸化膜に比
べて十分薄いので、素子分離領域5の形状破壊を生じる
ことなく導電性パッドとゲート酸化膜11とを除去する
ことができる。
In the contact hole forming step of the fourth embodiment, the conductive pad and the gate oxide film 1 shown in FIG.
1 are etched by using a normal wet method for the BPSG film and the polycrystalline silicon to obtain a polysilicon film 1
3 and the silicon oxide film filling the element isolation region 5 can have a sufficient etching selection ratio, and the gate oxide film 11 is sufficiently thinner than the silicon oxide film filling the element isolation region 5, so that the element isolation The conductive pad and the gate oxide film 11 can be removed without causing the shape destruction of the region 5.

【0058】また、深いコンタクトホール18の形成に
RIE等のドライエッチングを用いる場合であっても、
導電性パッドを除去する工程で、シリコン酸化膜に対す
るエッチング選択比の大きな条件でポリシリコン膜を除
去すれば、ゲート酸化膜11がエッチングストッパとし
て作用するので、図8(d)の局部的エッチング17a
を生じることなく、深いコンタクトホール18を形成す
ることができる。引き続きシリコン酸化膜に対するエッ
チング条件で、ゲート酸化膜11を除去するための僅か
なエッチングを追加すれば、ビット線と接続する深いコ
ンタクトホール18が完成される。
Even when dry etching such as RIE is used to form the deep contact hole 18,
In the step of removing the conductive pad, if the polysilicon film is removed under the condition that the etching selection ratio with respect to the silicon oxide film is large, the gate oxide film 11 acts as an etching stopper, so that the local etching 17a shown in FIG.
The deep contact hole 18 can be formed without causing Then, if a slight etching for removing the gate oxide film 11 is added under the etching conditions for the silicon oxide film, the deep contact hole 18 connected to the bit line is completed.

【0059】なお本発明は上記の実施の形態に限定され
ることはない。前記第1乃至第4の実施の形態におい
て、NAND型不揮発性半導体記憶装置のドレインコン
タクトを形成する場合について説明したが、その他DR
AM、SRAM、及び論理集積回路等、少なくともST
I型の素子分離領域を備えた半導体集積回路であれば、
同様の工程を前記半導体集積回路を構成するMOSトラ
ンジスタのソース・ドレイン拡散層と上層配線との接続
に用いることができる。その他本発明の要旨を逸脱しな
い範囲で、種々変形して実施することができる。
The present invention is not limited to the above embodiment. In the first to fourth embodiments, the case of forming the drain contact of the NAND type nonvolatile semiconductor memory device has been described.
At least ST such as AM, SRAM, and logic integrated circuit
If it is a semiconductor integrated circuit having an I-type element isolation region,
The same process can be used for connecting the source / drain diffusion layer of the MOS transistor forming the semiconductor integrated circuit and the upper wiring. Other various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

【0060】[0060]

【発明の効果】上述したように、本発明の半導体装置と
その製造方法によれば、特にSTI型の素子分離領域を
用いて形成されるメモリセルアレイを備えた半導体記憶
装置において、導電性シリコン膜を導電性パッドとして
用いていることにより、高い製造歩留まりで高信頼性の
ビット線コンタクトを形成することが可能になる。
As described above, according to the semiconductor device and the method of manufacturing the same of the present invention, a conductive silicon film is provided particularly in a semiconductor memory device including a memory cell array formed by using an STI type element isolation region. Is used as the conductive pad, it becomes possible to form a highly reliable bit line contact with a high manufacturing yield.

【0061】本発明のビット線コンタクトの製造工程で
は、ビット線コンタクトの幅又は径と、ビット線間の素
子領域幅の寸法に関係なく、コンタクトホールのエッチ
ング過程におけるSTI型の素子分離領域の形状破壊
を、完全に防止することができる。
In the manufacturing process of the bit line contact of the present invention, the shape of the STI type element isolation region in the etching process of the contact hole is performed regardless of the width or diameter of the bit line contact and the dimension of the element region width between the bit lines. Destruction can be completely prevented.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態のビット線コンタク
ト近傍における構造を示す平面図と断面図。
FIG. 1 is a plan view and a cross-sectional view showing a structure near a bit line contact according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施の形態に係るビット線コン
タクトの製造工程断面図。
FIG. 2 is a sectional view of a manufacturing process of a bit line contact according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2の実施の形態に係るビット線コン
タクトの製造工程の続きを示す断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the continuation of the manufacturing process of the bit line contact according to the second embodiment of the invention.

【図4】本発明の第3の実施の形態に係るビット線コン
タクトの製造工程断面図。
FIG. 4 is a sectional view of a step of manufacturing a bit line contact according to the third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4の実施の形態に係るビット線コン
タクトの製造工程断面図。
FIG. 5 is a sectional view of a manufacturing process of a bit line contact according to a fourth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第4の実施の形態に係るビット線コン
タクトの製造工程の続きを示す断面図。
FIG. 6 is a sectional view showing a sequel to the manufacturing process of the bit line contact according to the fourth embodiment of the invention.

【図7】従来のビット線コンタクト近傍における構造を
示す平面図と断面図。
FIG. 7 is a plan view and a cross-sectional view showing a structure in the vicinity of a conventional bit line contact.

【図8】従来のビット線コンタクトの製造工程を示す断
面図。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a conventional bit line contact.

【符号の説明】 1…ビット線コンタクト 2…コンタクト幅 3…ビット線 4…素子領域 5…素子分離領域(STI) 6…選択線 7…ワード線 10…p型シリコン基板 11…ゲート酸化膜 12…ゲート電極材料 13…多結晶シリコン膜(導電性パッド) 14…スリット 15…窒化膜 16…BPSG膜 17…コンタクトホール 17a…局部的エッチング 18…深いコンタクトホール[Explanation of symbols] 1 ... bit line contact 2 ... Contact width 3 ... Bit line 4 ... Element area 5: Element isolation region (STI) 6 ... Selection line 7 ... Word line 10 ... p type silicon substrate 11 ... Gate oxide film 12 ... Gate electrode material 13 ... Polycrystalline silicon film (conductive pad) 14 ... Slit 15 ... Nitride film 16 ... BPSG film 17 ... Contact hole 17a ... local etching 18 ... Deep contact hole

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 21/8246 H01L 27/10 681B 27/088 27/108 27/11 27/112 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 27/085 - 27/092 H01L 21/8234 - 21/8238 H01L 27/11 H01L 27/112 H01L 27/108 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI H01L 21/8246 H01L 27/10 681B 27/088 27/108 27/11 27/112 (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 27/085-27/092 H01L 21/8234-21/8238 H01L 27/11 H01L 27/112 H01L 27/108

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体基板に形成されたトレンチに素子
分離用絶縁材料が埋込まれた素子分離領域と、この素子
分離領域により分離された半導体基板表面からなる素子
領域と、前記素子領域にソース及びドレイン拡散層を備
える半導体装置において、 前記ソース及びドレイン拡散層のいずれかと層間絶縁膜
上の配線とを接続するコンタクトホールが、前記ソース
及びドレイン拡散層のいずれかの表面と前記素子分離領
域の縁とを覆う導電性パッドを、前記コンタクトホール
の底部に備え、前記導電性パッドは、前記素子分離領域
上において、隣り合う前記導電性パッドがスリット状の
分離溝により互いに分離されることを特徴とする半導体
装置。
1. A device isolation region in which a device isolation insulating material is buried in a trench formed in a semiconductor substrate, a device region formed of a semiconductor substrate surface separated by the device isolation region, and a source in the device region. in and a semiconductor device comprising a drain diffusion layer, a contact hole for connecting the one to the wiring on the interlayer insulating film of said source and drain diffusion layer, the isolation region and one of the front surface of the source and drain diffusion layer of the conductive pads covering the edges, with the bottom of the contact hole, the conductive pad, the isolation region
Above, the adjacent conductive pads are slit-shaped.
A semiconductor device characterized by being separated from each other by a separation groove .
【請求項2】 前記導電性パッドは導電性多結晶シリコ
ンからなり、前記配線は半導体記憶装置のビット線であ
って、かつ、前記ビット線と前記ドレイン拡散層を覆う
前記導電性パッドとが、前記コンタクトホールを用いて
接続されることを特徴とする請求項1に記載の半導体装
置。
2. The conductive pad is a conductive polycrystalline silicon.
The wiring is a bit line of a semiconductor memory device.
And covers the bit line and the drain diffusion layer.
With the conductive pad, using the contact hole
The semiconductor device according to claim 1, characterized in that it is connected.
【請求項3】 半導体基板にトレンチを形成する工程
と、 このトレンチに素子分離用絶縁材料を埋め込むことによ
り素子分離領域を形成する工程と、 この素子分離領域により分離された前記半導体基板表面
からなる素子領域にゲート絶縁膜を介してゲート電極用
導電性材料を堆積する工程と、 このゲート電極用導電性材料をゲート電極としてパター
ン形成する際、前記ゲート電極に隣接する前記素子領域
上のソース及びドレイン拡散層を形成する領域を覆う前
記ゲート電極用導電性材料を除去する工程と、 前記ゲート電極に隣接してソース及びドレイン拡散層を
形成する工程と、 前記ソース及びドレイン拡散層を覆うゲート絶縁膜を除
去する工程と、 前記ソース及びドレイン拡散層のいずれかと、その両側
に配置された前記素子分離領域とを覆う一続きの導電性
パッド材料を堆積する工程と、 前記素子分離領域上に堆積した導電性パッド材料に前記
素子分離領域の表面に達するスリット状の分離溝を形成
することにより、前記一続きの導電性パッド材料を前記
ソース及びドレイン拡散層のいずれかを覆う個別の導電
性パッドに分離 する工程と、 前記導電性パッドを窒化膜で覆う工程と、 この窒化膜をBPSG膜でさらに覆う工程と、 前記窒化膜をストッパとして前記BPSG膜にコンタク
トホールを形成する工程と、 このコンタクトホールの底面に露出した前記窒化膜をエ
ッチングで除去して前記コンタクトホールの底面に前記
導電性パッドの表面を露出し、前記コンタクトホールに
おいて前記導電性パッドと金属配線とを接続する工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法
3. A step of forming a trench in a semiconductor substrate.
When, to fill the device isolation insulating material to the trench
Forming a device isolation region, and the semiconductor substrate surface separated by the device isolation region
For the gate electrode through the gate insulating film in the element region consisting of
The step of depositing the conductive material and the patterning of the conductive material for the gate electrode as the gate electrode.
The device region adjacent to the gate electrode when forming
Before covering the area to form the source and drain diffusion layers above
The step of removing the conductive material for the gate electrode and the step of forming the source and drain diffusion layers adjacent to the gate electrode.
The step of forming the gate insulating film covering the source and drain diffusion layers is removed.
Step of removing, one of the source and drain diffusion layers, and both sides thereof
A series of conductive layers covering the element isolation region arranged in
A step of depositing a pad material, and a step of depositing the conductive pad material deposited on the isolation region
Form a slit-shaped isolation groove that reaches the surface of the element isolation region
By adding the conductive pad material
Separate conductivity over either source or drain diffusion
And separating sexual pad, a step of covering the conductive pad nitride layer, contactors the nitride film and the step of further covered with a BPSG film, the BPSG film using the nitride film as a stopper
Forming a contact hole and removing the nitride film exposed on the bottom surface of the contact hole.
The bottom surface of the contact hole by
Exposing the surface of the conductive pad to the contact hole
And a step of connecting the conductive pad and the metal wiring
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項4】 半導体基板にトレンチを形成する工程
と、 このトレンチに素子分離用絶縁材料を埋め込むことによ
り素子分離領域を形成する工程と、 この素子分離領域により分離された前記半導体基板表面
からなる素子領域にゲート絶縁膜を介してゲート電極用
導電性材料を堆積する工程と、 このゲート電極用導電性材料をゲート電極としてパター
ン形成する際、前記ゲート電極に隣接する前記素子領域
上のソース及びドレイン拡散層を形成する領域を覆う前
記ゲート電極用導電性材料を除去する工程と、 前記ゲート電極に隣接してソース及びドレイン拡散層を
形成する工程と、 前記ソース及びドレイン拡散層を覆うゲート絶縁膜を除
去する工程と、 前記ソース及びドレイン拡散層のいずれかと、その両側
に配置された前記素子分離領域とを覆う一続きの導電性
パッド材料を堆積する工程と、 前記素子分離領域上に堆積した導電性パッド材料に前記
素子分離領域の表面に達するスリット状の分離溝を形成
することにより、前記一続きの導電性パッド材料を前記
ソース及びドレイン拡散層のいずれかを覆う個別の導電
性パッドに分離する工程と、前記導電性パッド上を含む素子領域上及び前記素子分離
領域上にBPSG膜を堆積する工程と、 前記BPSG膜にコンタクトホールを形成することによ
り前記コンタクトホールの底面に前記導電性パッドの表
面を露出した後 、前記コンタクトホールにおいて前記導
電性パッドと金属配線とを接続する工程とを含むことを
特徴とする半導体装置の製造方法。
4. A step of forming a trench in a semiconductor substrate, a step of forming an element isolation region by filling the trench with an element isolation insulating material, and a surface of the semiconductor substrate separated by the element isolation region. A step of depositing a conductive material for a gate electrode on the element region through a gate insulating film, and a step of patterning the conductive material for the gate electrode as a gate electrode, the source on the element region adjacent to the gate electrode and Removing the gate electrode conductive material covering the region where the drain diffusion layer is formed; forming source and drain diffusion layers adjacent to the gate electrode; and gate insulating covering the source and drain diffusion layers. A step of removing a film, one of the source and drain diffusion layers, and the element isolation regions arranged on both sides thereof. A step of depositing a continuous conductive pad material covering the element isolation region, and forming a slit-shaped isolation groove reaching the surface of the element isolation region in the conductive pad material deposited on the element isolation region, Separating the conductive pad material into separate conductive pads covering either the source or drain diffusion layer, and on the device region including on the conductive pad and the device isolation.
A step of depositing a BPSG film on the region and a step of forming a contact hole in the BPSG film.
The surface of the conductive pad on the bottom of the contact hole.
And a step of connecting the conductive pad and the metal wiring in the contact hole after exposing the surface .
【請求項5】 半導体基板にトレンチを形成する工程
と、 このトレンチに素子分離用絶縁材料を埋め込むことによ
り素子分離領域を形成する工程と、 この素子分離領域により分離された前記半導体基板表面
からなる素子領域にゲート絶縁膜を介してゲート電極用
導電性材料を堆積する工程と、 このゲート電極用導電性材料をゲート電極としてパター
ン形成する際、前記ゲート電極に隣接する前記素子領域
上のソース及びドレイン拡散層を形成する領域を覆う前
記ゲート電極用導電性材料を除去する工程と、 前記ゲート電極用導電性材料を除去する工程と、 前記ソース及びドレイン拡散層を形成する領域を覆う前
記ゲート絶縁膜を除去する工程と、 前記ゲート電極に隣接してソース及びドレイン拡散層を
形成する工程と、 前記ソース及びドレイン拡散層のいずれかと、その両側
に配置された前記素子分離領域とを覆う一続きの導電性
パッド材料を堆積する工程と、 前記素子分離領域上に堆積した導電性パッド材料に前記
素子分離領域の表面に達するスリット状の分離溝を形成
することにより、前記一続きの導電性パッド材料を前記
ソース及びドレイン拡散層のいずれかを覆う個別の導電
性パッドに分離する工程と、 前記導電性パッドを窒化膜で覆う工程と、 この窒化膜をBPSG膜でさらに覆う工程と、 前記窒化膜をストッパとして前記BPSG膜にコンタク
トホールを形成する工程と、 このコンタクトホールの底面に露出した前記窒化膜をエ
ッチングで除去して前記コンタクトホールの底面に前記
導電性パッドの表面を露出し、前記コンタクトホールに
おいて前記導電性パッドと金属配線とを接続する工程と
を含むことを特徴とする 半導体装置の製造方法。
5. A step of forming a trench in a semiconductor substrate.
When, to fill the device isolation insulating material to the trench
Forming a device isolation region, and the semiconductor substrate surface separated by the device isolation region
For the gate electrode through the gate insulating film in the element region consisting of
The step of depositing the conductive material and the patterning of the conductive material for the gate electrode as the gate electrode.
The device region adjacent to the gate electrode when forming
Before covering the area to form the source and drain diffusion layers above
The step of removing the conductive material for the gate electrode , the step of removing the conductive material for the gate electrode, and the step of covering the region where the source and drain diffusion layers are formed.
The step of removing the gate insulating film and the step of forming the source and drain diffusion layers adjacent to the gate electrode.
Step of forming , either of the source and drain diffusion layers, and both sides thereof
A series of conductive layers covering the element isolation region arranged in
A step of depositing a pad material, and a step of depositing the conductive pad material deposited on the isolation region
Form a slit-shaped isolation groove that reaches the surface of the element isolation region
By adding the conductive pad material
Separate conductivity over either source or drain diffusion
And separating sexual pad, a step of covering the conductive pad nitride layer, contactors the nitride film and the step of further covered with a BPSG film, the BPSG film using the nitride film as a stopper
Forming a contact hole and removing the nitride film exposed on the bottom surface of the contact hole.
The bottom surface of the contact hole by
Exposing the surface of the conductive pad to the contact hole
And a step of connecting the conductive pad and the metal wiring
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項6】 半導体基板にトレンチを形成する工程
と、 このトレンチに素子分離用絶縁材料を埋め込むことによ
り素子分離領域を形成する工程と、 この素子分離領域により分離された前記半導体基板表面
からなる素子領域にゲート絶縁膜を介してゲート電極用
導電性材料を堆積する工程と、 このゲート電極用導電性材料をゲート電極としてパター
ン形成する際、前記ゲート電極に隣接する前記素子領域
上のソース及びドレイン拡散層を形成する領域を覆う前
記ゲート電極用導電性材料を除去する工程と、 前記ゲート電極に隣接してソース及びドレイン拡散層を
形成する工程と、 前記ソース及びドレイン拡散層上に残留した前記ゲート
絶縁膜を介して前記ソース及びドレイン拡散層のいずれ
かと、その両側に配置された前記素子分離領域とを覆う
ように一続きの導電性パッド材料を堆積する工程と、 前記素子分離領域上に堆積した前記導電性パッド材料に
前記素子分離領域の表面に達するスリット状の分離溝を
形成することにより、前記一続きの導電性パッド材料を
前記ソース及びドレイン拡散層のいずれかを覆う個別の
導電性パッドに分離する工程と、 前記導電性パッドを窒化膜で覆う工程と、 この窒化膜をBPSG膜でさらに覆う工程と、 前記窒化膜をストッパとして、前記BPSG膜にコンタ
クトホールを形成する工程と、 このコンタクトホールの底面に露出した前記窒化膜をエ
ッチングで除去して、前記コンタクトホールの底面に前
記導電性パッドの表面を露出する工程と、 前記ゲート絶縁膜をストッパとして前記導電性パッドを
除去する工程と、 この工程によりコンタクトホールの底面に露出した前記
ゲート絶縁膜をエッチング除去する工程と、 この工程によりコンタクトホールの底面に露出した前記
ソース拡散層、又は前記ドレイン拡散層のいずれかと金
属配線とを接続する工程を含むことを特徴とする 半導体
装置の製造方法。
6. A step of forming a trench in a semiconductor substrate.
When, to fill the device isolation insulating material to the trench
Forming a device isolation region, and the semiconductor substrate surface separated by the device isolation region
For the gate electrode through the gate insulating film in the element region consisting of
The step of depositing the conductive material and the patterning of the conductive material for the gate electrode as the gate electrode.
The device region adjacent to the gate electrode when forming
Before covering the area to form the source and drain diffusion layers above
The step of removing the conductive material for the gate electrode and the step of forming the source and drain diffusion layers adjacent to the gate electrode.
Forming process and the gate remaining on the source and drain diffusion layers
Any of the source and drain diffusion layers via an insulating film
And the element isolation regions arranged on both sides of the heel.
And depositing a series of conductive pad materials on the conductive pad material deposited on the isolation regions.
A slit-shaped isolation groove reaching the surface of the element isolation region
Forming a series of conductive pad materials
A separate cover over either the source or drain diffusion layer
A step of separating into conductive pads, a step of covering the conductive pads with a nitride film, a step of further covering the nitride film with a BPSG film, and a step of contacting the BPSG film with the nitride film as a stopper.
Process for forming a contact hole and removing the nitride film exposed on the bottom surface of this contact hole.
To remove it on the bottom of the contact hole.
The step of exposing the surface of the conductive pad, and the conductive pad using the gate insulating film as a stopper.
And the step of removing and exposing the bottom surface of the contact hole by this step.
The step of etching away the gate insulating film, and the step of exposing the bottom surface of the contact hole by this step
Gold with either the source diffusion layer or the drain diffusion layer
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the step of connecting to a metal wiring .
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