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JPH10223778A - Manufacture of semiconductor device and semiconductor memory device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device and semiconductor memory device

Info

Publication number
JPH10223778A
JPH10223778A JP9036927A JP3692797A JPH10223778A JP H10223778 A JPH10223778 A JP H10223778A JP 9036927 A JP9036927 A JP 9036927A JP 3692797 A JP3692797 A JP 3692797A JP H10223778 A JPH10223778 A JP H10223778A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
polysilicon
resistor
gate electrode
film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9036927A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroto Taneda
洋人 種田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba Electronic Device Solutions Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Microelectronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Microelectronics Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP9036927A priority Critical patent/JPH10223778A/en
Publication of JPH10223778A publication Critical patent/JPH10223778A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a semiconductor device which is possessed of polysilicon films that are easily connected together, can be lessened in the number of manufacturing processes, shortened in production time, made compact enough in structure so as to be manufactured at a low cost, and enhanced in reliability. SOLUTION: A usual process where a first polysilicon film used for gate electrodes 32, 33, 321, and 331 and a second polysilicon film 7 formed on the first polysilicon film through the intermediary of an insulating film 5 are connected together and another process where impurities are injected into the second polysilicon film 7 are dispensed with, and a following process is carried out in place of the above processes as follows. Wirings 12 to 14 formed on a semiconductor substrate 1 and impurity diffusion regions 41 to 43, the first and second polysilicon film are electrically connected together through connection wirings 15 to 19 filled in contact holes provided to interlayer insulating films 5 and 9 at the same time when the contact holes are bored.

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、半導体装置のコン
タクト孔及び不純物のイオン注入に関するものであり、
とくにSRAMなどのポリシリコン膜が2層以上の半導
体装置の製造方法に使用されるものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a contact hole of a semiconductor device and ion implantation of impurities.
Particularly, a polysilicon film such as an SRAM is used in a method for manufacturing a semiconductor device having two or more layers.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のSRAMのメモリセルなどの半導
体装置の製造方法について図7乃至図10を参照して説
明する。図はいずれも、従来の半導体装置の製造工程を
示す断面図である。半導体基板1上にメモリセル用のト
ランジスタを形成する。例えば、p型シリコン半導体基
板1に第1の絶縁膜であるゲート酸化膜(SiO2 )2
を熱酸化により形成する。ゲート酸化膜2の上には、膜
厚100nm程度の第1層のポリシリコン膜からパター
ニングされたゲート電極3が形成されている。半導体基
板1には、ゲート酸化膜2より膜厚のフィールド酸化膜
21が素子分離領域にLOCOS法で形成されている。
フィールド酸化膜21の上には、このゲート電極3が延
在しており、その延在部31を構成している。半導体基
板1の表面領域にはこのゲート電極3をマスクにしイオ
ン注入法によってソース/ドレイン領域のn型不純物拡
散領域4が形成されている(図1(a))。
2. Description of the Related Art A conventional method of manufacturing a semiconductor device such as an SRAM memory cell will be described with reference to FIGS. Each of the figures is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a conventional semiconductor device. A transistor for a memory cell is formed on a semiconductor substrate 1. For example, a gate oxide film (SiO 2 ) 2 as a first insulating film is formed on a p-type silicon semiconductor substrate 1.
Is formed by thermal oxidation. On the gate oxide film 2, a gate electrode 3 patterned from a first-layer polysilicon film having a thickness of about 100 nm is formed. On the semiconductor substrate 1, a field oxide film 21 thicker than the gate oxide film 2 is formed in the element isolation region by the LOCOS method.
The gate electrode 3 extends on the field oxide film 21 and forms an extension 31 thereof. Using the gate electrode 3 as a mask, n-type impurity diffusion regions 4 of source / drain regions are formed in the surface region of the semiconductor substrate 1 by ion implantation (FIG. 1A).

【0003】このように処理された半導体基板1の上
に、例えば、SiO2 からなる第2の絶縁膜5がCVD
(Chemical Vapour Deposition)などにより形成される
(図1(b))。第2の絶縁膜5は、写真蝕刻法(PE
P;Photo Engraving Process)によりゲート電極の延在
部31上の一部が取り除かれ、そこにコンタクト孔6が
形成される。このように第2の絶縁膜5を部分的にエッ
チング除去することによりゲート電極3が一部露出され
る(図8(a))。次に、膜厚50nm程度の第2層の
ポリシリコン膜7を半導体基板1上にCVD法などによ
り堆積させる(図8(b))。この第2層のポリシリコ
ン膜7は、写真蝕刻法によってゲート電極3と電気的に
接続された状態で所定形状にパターニングされる。この
パターニングされたポリシリコン膜7の一部には、低抵
抗化を目的にしてリン(P)などの不純物8がイオン注
入される(図9(a))。その後、半導体基板1上にC
VDSiO2 などからなる第3の絶縁膜9が堆積され、
第2の絶縁膜5、第2層のポリシリコン膜7等を被覆す
る(図9(b))。
[0003] On the semiconductor substrate 1 which has been treated in this way, for example, the second insulating film 5 made of SiO 2 CVD
(Chemical Vapor Deposition) or the like (FIG. 1B). The second insulating film 5 is formed by photolithography (PE
A part of the gate electrode extending portion 31 is removed by P (Photo Engraving Process), and a contact hole 6 is formed there. As described above, the gate electrode 3 is partially exposed by partially removing the second insulating film 5 by etching (FIG. 8A). Next, a second-layer polysilicon film 7 having a thickness of about 50 nm is deposited on the semiconductor substrate 1 by a CVD method or the like (FIG. 8B). The second-layer polysilicon film 7 is patterned by photolithography into a predetermined shape while being electrically connected to the gate electrode 3. An impurity 8 such as phosphorus (P) is ion-implanted into a part of the patterned polysilicon film 7 for the purpose of lowering the resistance (FIG. 9A). After that, C
A third insulating film 9 made of VDSiO 2 or the like is deposited,
The second insulating film 5, the second polysilicon film 7 and the like are covered (FIG. 9B).

【0004】次に、RIEなどの異方性エッチングを用
いて、第3の絶縁膜9、第2の絶縁膜5及び第1の絶縁
膜(ゲート酸化膜)2をエッチングして、不純物拡散領
域4及びゲート電極の延在部31をそれぞれ露出させる
コンタクト孔10を形成する。そして、コンタクト孔1
0を介して不純物拡散領域4にAsなどの不純物11を
イオン注入し、不純物拡散領域4の再拡散を行う(図1
0(a))。次に、コンタクト孔10の内部の不純物拡
散領域4及びゲート電極の延在部31の上にタングステ
ン(W)などの埋め込み金属を成長させて接続配線1
5、16、17を形成する。第3の絶縁膜9は、表面が
平坦化されており、その表面にAlなどの金属配線1
2、13、14がパターニングされている。これらの金
属配線12、13、14は、それぞれ接続配線15、1
6、17に接続されている(図10(b))。
Next, the third insulating film 9, the second insulating film 5, and the first insulating film (gate oxide film) 2 are etched using anisotropic etching such as RIE to form an impurity diffusion region. A contact hole 10 for exposing the gate electrode 4 and the gate electrode extension 31 is formed. And contact hole 1
The impurity diffusion region 4 is ion-implanted with the impurity 11 such as As through the impurity diffusion region 4 through the impurity diffusion region 0 (FIG. 1).
0 (a)). Next, a buried metal such as tungsten (W) is grown on the impurity diffusion region 4 inside the contact hole 10 and the extension 31 of the gate electrode to form the connection wiring 1.
5, 16, and 17 are formed. The surface of the third insulating film 9 is flattened, and the surface of the third insulating film 9 is made of metal wiring 1 such as Al.
2, 13, and 14 are patterned. These metal wirings 12, 13, 14 are connected to connection wirings 15, 1 respectively.
6 and 17 (FIG. 10B).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前述の通り従来の技術
は、写真蝕刻法の回数及び不純物注入の回数が多く、コ
スト的にも納期的にも問題があった。また、第2層のポ
リシリコン膜が段差の大きい領域にパターニングされる
ため信頼性にも問題があった。本発明は、ポリシリコン
膜間の接続が容易であり、工程を短縮し、製造期間を縮
め、低コストで製造し得る構造を持ち且つ信頼性の高い
半導体装置の製造方法及びこの方法を用いて形成された
SRAMなどの半導体記憶装置を提供する。
As described above, the prior art has a large number of times of photolithography and a number of times of impurity implantation, and has problems in terms of cost and delivery time. In addition, since the polysilicon film of the second layer is patterned in a region having a large step, there is a problem in reliability. According to the present invention, a method for manufacturing a highly reliable semiconductor device having a structure that allows easy connection between polysilicon films, shortens a process, shortens a manufacturing period, and can be manufactured at low cost, and using the method. Provided is a semiconductor memory device such as a formed SRAM.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、ゲート電極に
用いられる第1層のポリシリコン膜と絶縁膜を介して第
1層のポリシリコン膜上に形成された第2層のポリシリ
コン膜を接続する従来の工程及び第2層のポリシリコン
膜への不純物注入工程を省略し、これらの工程は、半導
体基板上に形成された配線と半導体基板の不純物拡散領
域との電気的接続、半導体基板上に形成された配線と第
1層及び第2層のポリシリコン膜との電気的接続を層間
絶縁膜に形成したコンタクト孔に埋め込まれた接続配線
を介して行い、コンタクト孔の開口時に一緒に行うこと
により工程を簡略することを特徴とする。さらに、コン
タクト孔開口後にポリシリコン膜及び不純物拡散領域へ
のイオン注入を同時に行うことにより工程を簡略化する
ことを特徴とする。また、本発明の半導体記憶装置は、
ゲート電極となる第1層のポリシリコン膜と抵抗素子と
なる第2層のポリシリコン膜の電気的な接続を絶縁膜に
形成したコンタクト孔に埋め込まれた接続配線を介して
行うことを特徴とする。接続領域の面積が小さくなるの
で半導体記憶装置の高密度化が向上する。
According to the present invention, there is provided a second-layer polysilicon film formed on a first-layer polysilicon film via an insulating film and a first-layer polysilicon film used for a gate electrode. And a step of implanting impurities into the polysilicon film of the second layer are omitted. These steps include an electrical connection between a wiring formed on the semiconductor substrate and an impurity diffusion region of the semiconductor substrate, and a semiconductor device. Electrical connection between the wiring formed on the substrate and the polysilicon films of the first and second layers is made via connection wiring embedded in the contact hole formed in the interlayer insulating film, and together with the opening of the contact hole. The process is simplified by performing the above steps. Further, the process is simplified by simultaneously implanting ions into the polysilicon film and the impurity diffusion region after opening the contact hole. Further, the semiconductor memory device of the present invention
The electrical connection between the first-layer polysilicon film serving as a gate electrode and the second-layer polysilicon film serving as a resistance element is made via connection wiring embedded in a contact hole formed in an insulating film. I do. Since the area of the connection region is reduced, the density of the semiconductor memory device is improved.

【0007】即ち、本発明の半導体装置の製造方法は、
半導体基板の第1の絶縁膜上に第1層のポリシリコン膜
からなるゲート電極を形成する工程と、前記ゲート電極
をマスクとして不純物を前記半導体基板の表面領域にソ
ース/ドレイン領域となる不純物拡散領域を形成する工
程と、前記ゲート電極を被覆する第2の絶縁膜を介して
第2層のポリシリコン膜を形成し、この第2層ポリシリ
コン膜をパターニングして少なくとも1部は前記ゲート
電極の上に配置されたポリシリコン電極を形成する工程
と、前記半導体基板上に前記ゲート電極及び前記ポリシ
リコン電極を被覆するように第3の絶縁膜を形成する工
程と、異方性エッチングにより前記第1の絶縁膜、前記
第2の絶縁膜及び第3の絶縁膜をエッチングして前記不
純物拡散領域を露出させるコンタクト孔を形成し、異方
性エッチングにより前記第3の絶縁膜、前記第2の絶縁
膜及び前記ポリシリコン電極をエッチングして前記ポリ
シリコン電極及び前記ゲート電極をそれぞれ露出させる
コンタクト孔を形成する工程と、前記コンタクト孔を介
して前記半導体基板に不純物をイオン注入して、前記ポ
リシリコン電極及び前記ゲート電極の露出部分を低抵抗
化し、前記不純物拡散領域を再拡散する工程と、前記コ
ンタクト孔に接続配線となる埋め込み金属を堆積させる
工程と、前記第3の絶縁膜上に前記接続配線を介して、
前記不純物拡散領域を電気的に接続する配線、前記ゲー
ト電極及びポリシリコン電極を電気的に接続する配線を
形成する工程とを備えていることを特徴とする。
That is, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises:
Forming a gate electrode made of a first-layer polysilicon film on a first insulating film of a semiconductor substrate; and diffusing impurities into source / drain regions in a surface region of the semiconductor substrate using the gate electrode as a mask. Forming a region, forming a second-layer polysilicon film via a second insulating film covering the gate electrode, and patterning the second-layer polysilicon film to form at least a part of the gate electrode. Forming a polysilicon electrode disposed on the semiconductor substrate; forming a third insulating film on the semiconductor substrate so as to cover the gate electrode and the polysilicon electrode; The first insulating film, the second insulating film, and the third insulating film are etched to form a contact hole exposing the impurity diffusion region, and the contact hole is formed by anisotropic etching. Etching the third insulating film, the second insulating film and the polysilicon electrode to form contact holes exposing the polysilicon electrode and the gate electrode, respectively; and forming the semiconductor via the contact hole. Implanting impurities into the substrate to lower the resistance of the exposed portions of the polysilicon electrode and the gate electrode and re-diffusing the impurity diffusion region; and depositing a buried metal serving as a connection wiring in the contact hole. Through the connection wiring on the third insulating film,
Forming a wiring for electrically connecting the impurity diffusion region and a wiring for electrically connecting the gate electrode and the polysilicon electrode.

【0008】前記半導体基板には、素子分離領域にフィ
ールド酸化膜が形成されており、素子領域に形成された
前記ゲート電極がこのフィールド酸化膜の上にまで延在
する延在部を備えているようにしてもよい。前記延在部
は、前記第2の絶縁膜に被覆されており、前記ポリシリ
コン電極は、前記延在部の直上の前記第2の絶縁膜の上
に配置形成されているようにしてもよい。前記ポリシリ
コン電極は、前記第3の絶縁膜に被覆されており、前記
ゲート電極及びポリシリコン電極を電気的に接続する配
線は、前記ポリシリコン電極の直上に配置形成されてい
るようにしても良い。前記不純物拡散領域を電気的に接
続する配線は、前記不純物拡散領域の直上に配置形成さ
れているようにしてもよい。前記ゲート電極及びポリシ
リコン電極を電気的に接続する配線、前記ポリシリコン
配線及び前記ゲート電極を接続する前記接続配線は、前
記延在部上に形成されるようにしてもよい。
In the semiconductor substrate, a field oxide film is formed in an element isolation region, and the gate electrode formed in the element region has an extending portion extending over the field oxide film. You may do so. The extending portion may be covered with the second insulating film, and the polysilicon electrode may be arranged and formed on the second insulating film immediately above the extending portion. . The polysilicon electrode is covered with the third insulating film, and a wiring for electrically connecting the gate electrode and the polysilicon electrode is formed immediately above the polysilicon electrode. good. The wiring for electrically connecting the impurity diffusion region may be arranged and formed immediately above the impurity diffusion region. The wiring for electrically connecting the gate electrode and the polysilicon electrode, and the connection wiring for connecting the polysilicon wiring and the gate electrode may be formed on the extending portion.

【0009】また、本発明の半導体記憶装置は、半導体
基板と、前記半導体基板に形成された第1のMOSトラ
ンジスタと、第2のMOSトランジスタと、一方が高電
位側電源電圧に接続され、他方が前記第1のMOSト
ラ。ンジスタのソース/ドレイン領域の一方に接続され
た第1の抵抗と、一方が高電位側電源電圧に接続され他
方が前記第2のMOSトランジスタのソース/ドレイン
領域の一方に接続された第2の抵抗と、ソース/ドレイ
ン領域の一方が第1のビット線に接続され、ソース/ド
レイン領域の他方が前記第1の抵抗と前記第1のMOS
トランジスタとの接続点に接続されゲートがワード線に
接続された第3のMOSトランジスタと、ソース/ドレ
イン領域の一方が第2のビット線に接続され、ソース/
ドレイン領域の他方が前記第2の抵抗と前記第2のMO
Sトランジスタとの接続点に接続され、ゲートが前記ワ
ード線に接続された第4のMOSトランジスタとを備
え、前記第1のMOSトランジスタのゲートは、前記第
2の抵抗と前記第2のMOSトランジスタとの接続点に
接続され、ソース/ドレイン領域の他方がGND(基板
電位)に接続されており、前記第2のMOSトランジス
タのゲートは、前記第1の抵抗と前記第1のMOSトラ
ンジスタとの接続点に接続され、ソース/ドレイン領域
の他方がGND(基板電位)に接続されているSRAM
セルとを具備し、前記第1のMOSトランジスタのゲー
トは、前記半導体基板に形成されたフィールド酸化膜の
上に延在しており、この延在している部分の直上に第1
の層間絶縁膜を介して形成されたポリシリコンからなる
前記第2の抵抗と、この第2の抵抗の直上に第2の層間
絶縁膜を介して形成された第1の配線とに前記第2の抵
抗と第1及び第2の層間絶縁膜とを貫通する第1のコン
タクト孔に埋め込まれた第1の接続配線により電気的に
接続され、前記第2のMOSトランジスタのゲートは前
記半導体基板に形成されたフィールド酸化膜の上に延在
しており、この延在している部分の直上に前記第1の層
間絶縁膜を介して形成されたポリシリコンからなる前記
第1の抵抗及びこの第1の抵抗の直上に前記第2の層間
絶縁膜を介して形成された第2の配線を前記第1の抵抗
と前記第1及び第2の層間絶縁膜とに貫通する第2のコ
ンタクト孔に埋め込まれた第2の接続配線により電気的
に接続されていることを特徴とする。前記第1及び第2
のコンタクト孔は、前記第1の層間絶縁膜の部分の口径
を前記第2の層間絶縁膜の口径より小さくしてもよい。
Further, in the semiconductor memory device of the present invention, a semiconductor substrate, a first MOS transistor and a second MOS transistor formed on the semiconductor substrate, one of which is connected to a high-potential-side power supply voltage and the other is connected to Is the first MOS tiger. A first resistor connected to one of the source / drain regions of the transistor, and a second resistor connected to one of the source / drain regions of the second MOS transistor while the other is connected to the high potential side power supply voltage. One of a resistor and a source / drain region is connected to a first bit line, and the other of the source / drain region is connected to the first resistor and the first MOS.
A third MOS transistor connected to a connection point with the transistor and having a gate connected to the word line; one of a source / drain region connected to the second bit line and a source / drain
The other of the drain region is the second resistor and the second MO
A fourth MOS transistor connected to a connection point with the S transistor and having a gate connected to the word line, wherein the gate of the first MOS transistor has the second resistance and the second MOS transistor And the other of the source / drain regions is connected to GND (substrate potential), and the gate of the second MOS transistor is connected between the first resistor and the first MOS transistor. SRAM connected to a connection point and the other of the source / drain regions connected to GND (substrate potential)
A gate of the first MOS transistor extends over a field oxide film formed on the semiconductor substrate, and the first MOS transistor has a first gate directly above the extending portion.
The second resistor made of polysilicon formed with an interlayer insulating film between the first resistor and a first wiring formed immediately above the second resistor with a second interlayer insulating film between the second resistor and the second resistor. And a first connection wiring embedded in a first contact hole penetrating the first and second interlayer insulating films, and a gate of the second MOS transistor is connected to the semiconductor substrate. The first resistor and the first resistor made of polysilicon formed over the formed field oxide film and formed via the first interlayer insulating film immediately above the extending portion. A second wiring formed directly above the first resistor and via the second interlayer insulating film in a second contact hole penetrating through the first resistor and the first and second interlayer insulating films; Electrically connected by the embedded second connection wiring And wherein the door. The first and second
In the contact hole, the diameter of the portion of the first interlayer insulating film may be smaller than the diameter of the second interlayer insulating film.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して発明の実施
の形態を説明する。まず、図1乃至図4を参照して第1
の実施例を説明する。図1乃至図4は、半導体装置の製
造工程を示す断面図である。図4(b)は、この方法で
形成されたトランジスタの断面図である。トランジスタ
は、半導体基板1に形成されたn型ソース/ドレイン領
域(不純物拡散領域)4と、このソース/ドレイン領域
間の上に形成されたゲート酸化膜2と、ゲート酸化膜2
の上に形成されたポリシリコンゲート電極3とを備えて
いる。半導体基板1には、ゲート酸化膜2より膜厚のフ
ィールド酸化膜21が素子分離領域にLOCOS法で形
成されている。そして、フィールド酸化膜21の上に
は、このゲート電極3が延在しており、その延在部31
を構成している。半導体基板1表面のソース/ドレイン
領域4とゲート電極3とはCVDSiO2 などの層間絶
縁膜5により被覆されている。ゲート酸化膜2を第1の
絶縁膜とし、層間絶縁膜5は、第2の絶縁膜とする。ゲ
ート電極3の延在部31の上の層間絶縁膜5上にはパタ
ーニングされたポリシリコン膜7が形成されている。ポ
リシリコン膜7は、例えば、抵抗素子に用いられる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, referring to FIG. 1 to FIG.
An example will be described. 1 to 4 are cross-sectional views illustrating the steps of manufacturing a semiconductor device. FIG. 4B is a sectional view of a transistor formed by this method. The transistor includes an n-type source / drain region (impurity diffusion region) 4 formed on a semiconductor substrate 1, a gate oxide film 2 formed between the source / drain regions, and a gate oxide film 2
And a polysilicon gate electrode 3 formed thereon. On the semiconductor substrate 1, a field oxide film 21 thicker than the gate oxide film 2 is formed in the element isolation region by the LOCOS method. The gate electrode 3 extends on the field oxide film 21, and the extension 31
Is composed. The source / drain region 4 and the gate electrode 3 on the surface of the semiconductor substrate 1 are covered with an interlayer insulating film 5 such as CVD SiO 2 . The gate oxide film 2 is used as a first insulating film, and the interlayer insulating film 5 is used as a second insulating film. A patterned polysilicon film 7 is formed on the interlayer insulating film 5 on the extension 31 of the gate electrode 3. The polysilicon film 7 is used for, for example, a resistance element.

【0011】層間絶縁膜5及びポリシリコン膜7が被覆
されるように半導体基板1表面に第3の絶縁膜であるC
VDSiO2 などからなる層間絶縁膜9が形成されてい
る。この層間絶縁膜9は、表面が平坦化されており、そ
の表面にはアルミニウムなどの金属配線12、13、1
4がパターニングされている。金属配線12とトランジ
スタのn型ソース/ドレイン領域4とは、層間絶縁膜
5、9及び第1の絶縁膜2を貫通して形成されたコンタ
クト孔に埋め込まれたWなどの接続配線15により電気
的に接続されている。また、金属配線13とポリシリコ
ン膜7及びゲート電極3とは、層間絶縁膜5、9及びポ
リシリコン膜7を貫通して形成されたコンタクト孔に埋
め込まれたWなどの接続配線16により電気的に接続さ
れている。金属配線14とトランジスタのn型ソース/
ドレイン領域4とは、層間絶縁膜5、9及び第1の絶縁
膜2を貫通して形成されたコンタクト孔に埋め込まれた
Wなどの接続配線17により電気的に接続されている。
A third insulating film C is formed on the surface of the semiconductor substrate 1 so that the interlayer insulating film 5 and the polysilicon film 7 are covered.
An interlayer insulating film 9 made of VDSiO 2 or the like is formed. The surface of the interlayer insulating film 9 is flattened, and metal wirings 12, 13, 1
4 is patterned. The metal wiring 12 and the n-type source / drain region 4 of the transistor are electrically connected by a connection wiring 15 such as W embedded in a contact hole formed through the interlayer insulating films 5 and 9 and the first insulating film 2. Connected. Further, the metal wiring 13 and the polysilicon film 7 and the gate electrode 3 are electrically connected by the connection wiring 16 such as W embedded in a contact hole formed through the interlayer insulating films 5 and 9 and the polysilicon film 7. It is connected to the. Metal wiring 14 and n-type source of transistor /
The drain region 4 is electrically connected to a connection wiring 17 such as W embedded in a contact hole formed through the interlayer insulating films 5 and 9 and the first insulating film 2.

【0012】次に、前記トランジスタを半導体基板に形
成する方法について図面を参照しながら説明する。ま
ず、半導体基板1上にトランジスタを形成する。例え
ば、p型シリコン半導体基板1に第1の絶縁膜であるゲ
ート酸化膜(SiO2 )2を熱酸化により形成する。ま
た、半導体基板1の素子分離領域にはLOCOS法など
により形成されたフィールド酸化膜21が形成されてい
る。ゲート酸化膜2の上には、膜厚100nm程度の第
1層のポリシリコン膜からパターニングされたゲート電
極3が形成されている。フィールド酸化膜21の上に
は、ゲート電極3が延在しており、その延在部31が配
置されている。ゲート電極3をマスクにしてイオン注入
によりソース/ドレイン領域のn型不純物拡散領域4を
形成する(図1(a))。次に、半導体基板1上にゲー
ト電極3を被覆するように、例えば、SiO2 からなる
第2の絶縁膜である層間絶縁膜5をCVD法などにより
形成する(図1(b))。次に、膜厚50nm程度の第
2層のポリシリコン膜7を半導体基板1上にCVD法な
どにより堆積する(図2(a))。この第2層のポリシ
リコン膜7は、写真蝕刻法によってゲート電極3と電気
的に接続された状態で所定形状にフィールド酸化膜31
上のゲート電極の延在部31にパターニングされる(図
2(b))。
Next, a method for forming the transistor on a semiconductor substrate will be described with reference to the drawings. First, a transistor is formed on the semiconductor substrate 1. For example, a gate oxide film (SiO 2 ) 2 as a first insulating film is formed on a p-type silicon semiconductor substrate 1 by thermal oxidation. Further, a field oxide film 21 formed by the LOCOS method or the like is formed in the element isolation region of the semiconductor substrate 1. On the gate oxide film 2, a gate electrode 3 patterned from a first-layer polysilicon film having a thickness of about 100 nm is formed. The gate electrode 3 extends on the field oxide film 21, and the extension 31 is arranged. Using the gate electrode 3 as a mask, an n-type impurity diffusion region 4 of a source / drain region is formed by ion implantation (FIG. 1A). Next, an interlayer insulating film 5 as a second insulating film made of, for example, SiO 2 is formed on the semiconductor substrate 1 by a CVD method or the like so as to cover the gate electrode 3 (FIG. 1B). Next, a second-layer polysilicon film 7 having a thickness of about 50 nm is deposited on the semiconductor substrate 1 by a CVD method or the like (FIG. 2A). The second-layer polysilicon film 7 is formed into a predetermined shape in a state where it is electrically connected to the gate electrode 3 by photolithography.
The extension 31 of the upper gate electrode is patterned (FIG. 2B).

【0013】次に、半導体基板1上にCVDSiO2
どからなる第3の絶縁膜9を堆積させて、第2の絶縁膜
5、第2層のポリシリコン膜7等を被覆する。その後R
IEなどの異方性エッチングにより第3の絶縁膜9、第
2の絶縁膜5及びゲート電極の延在部31上のポリシリ
コン膜7をエッチングし、不純物拡散領域4、第2層の
ポリシリコン膜7及び延在部31をそれぞれ露出させる
コンタクト孔10を形成する。半導体基板1の不純物拡
散領域4を露出させるコンタクト孔10は、一様な孔径
を備えている。しかし、ゲート電極の延在部31を露出
させるコンタクト孔10は、底辺に近い第2の絶縁膜5
で構成される部分の孔径が小さく、表面に近い第3の絶
縁膜で構成される部分の口径が大きい。この違いは、2
つの絶縁膜の間に挟まっている第2層のポリシリコン膜
7のエッチングレートがこれら絶縁膜のエッチングレー
トより小さいことが原因で発生する。このように、コン
タクト孔10の孔径が入り口の部分で大きいと、第2層
のポリシリコン膜7の露出部分の面積が大きくなるので
このポリシリコン膜7と埋め込まれる接続金属との接触
面積が大きくなり、接触抵抗が良好になる(図3
(a))。
Next, a third insulating film 9 made of CVD SiO 2 or the like is deposited on the semiconductor substrate 1 to cover the second insulating film 5, the second-layer polysilicon film 7, and the like. Then R
The third insulating film 9, the second insulating film 5, and the polysilicon film 7 on the extension 31 of the gate electrode are etched by anisotropic etching such as IE, and the impurity diffusion region 4, the polysilicon of the second layer are etched. A contact hole 10 exposing the film 7 and the extension 31 is formed. The contact hole 10 exposing the impurity diffusion region 4 of the semiconductor substrate 1 has a uniform hole diameter. However, the contact hole 10 exposing the extension 31 of the gate electrode is formed in the second insulating film 5 near the bottom.
Are small in diameter, and the portion composed of the third insulating film near the surface is large in diameter. The difference is 2
This occurs because the etching rate of the second-layer polysilicon film 7 sandwiched between two insulating films is lower than the etching rates of these insulating films. As described above, if the diameter of the contact hole 10 is large at the entrance, the area of the exposed portion of the polysilicon film 7 of the second layer becomes large, so that the contact area between the polysilicon film 7 and the embedded connection metal becomes large. And the contact resistance becomes good (see FIG. 3).
(A)).

【0014】次に、コンタクト孔10を介して第2層の
ポリシリコン膜7及び不純物拡散領域4にAsなどの不
純物をイオン注入してこのポリシリコン膜7及びゲート
電極3の低抵抗化を図るとともに不純物拡散領域4の再
拡散を行う(図3(b))。次に、コンタクト孔10の
内部の不純物拡散領域4及び第2層のポリシリコン膜7
の上にタングステン(W)などの埋め込み金属を成長さ
せて接続配線15、16、17を形成する。第3の絶縁
膜9は、表面が平坦化されており、その表面にAlなど
の金属配線12、13、14がパターニングされてい
る。これら金属配線と不純物拡散領域及びゲート電極、
第2層のポリシリコン膜とはこれらの接続電極により電
気的に接続されている(図4参照)。以上のように、抵
抗素子などに用いられる第2層のポリシリコン膜7は、
フィールド酸化膜21の上でパターニングされる。そし
て、ゲート電極の延在部31、第2のポリシリコン膜及
び金属配線をコンタクト孔に形成された埋め込み接続配
線により電気的に接続している。これは、パターニング
やコンタクト孔を形成する処理工程などをゲート酸化膜
2の上で行うと薄いゲート酸化膜が破壊さえる恐れが大
きいからである。
Next, impurities such as As are ion-implanted into the polysilicon film 7 of the second layer and the impurity diffusion region 4 through the contact hole 10 to reduce the resistance of the polysilicon film 7 and the gate electrode 3. At the same time, the impurity diffusion region 4 is re-diffused (FIG. 3B). Next, the impurity diffusion region 4 inside the contact hole 10 and the polysilicon film 7 of the second layer are formed.
A buried metal such as tungsten (W) is grown thereon to form connection wirings 15, 16 and 17. The surface of the third insulating film 9 is flattened, and metal wirings 12, 13, and 14 of Al or the like are patterned on the surface. These metal wiring, impurity diffusion region and gate electrode,
The second-layer polysilicon film is electrically connected by these connection electrodes (see FIG. 4). As described above, the polysilicon film 7 of the second layer used for the resistance element and the like
It is patterned on the field oxide film 21. Then, the extended portion 31 of the gate electrode, the second polysilicon film, and the metal wiring are electrically connected by a buried connection wiring formed in the contact hole. This is because if a process such as patterning or forming a contact hole is performed on the gate oxide film 2, the thin gate oxide film is likely to be broken.

【0015】しかし、本発明は、第2のポリシリコン膜
を素子領域のゲート上に形成し、このゲート、第2のポ
リシリコン膜及びその上に形成された金属配線などをコ
ンタクト孔に形成された埋め込み接続配線で接続するこ
とも可能である。次に、図5及び図6を参照して第2の
実施例を説明する。図5は、SRAMの回路図、図6
は、図5に示されたSRAMが形成された半導体基板の
断面図である。シリコン半導体基板1にはpウエル22
とnウエル23が形成されており、表面領域には素子分
離領域のフィールド酸化膜21が形成されている。この
半導体基板1を熱処理して表面にゲート酸化膜(SiO
2 )2を形成する。その後第1層のポリシリコン膜を半
導体基板1に堆積させ、これをパターニングして素子領
域にあるSRAMのメモリセル部にゲート電極32、3
3を形成する。ゲート電極32、33は、フィールド酸
化膜21上にも延在しており、この上にはゲート電極3
2の延在部321及びゲート電極33の延在部331が
形成されている。pウエル22にはソース/ドレイン領
域となる不純物拡散領域が形成されている。ゲート電極
32は、その両側に形成されたn型不純物拡散領域4
1、42からなるソース/ドレイン領域とともにMOS
トランジスタQ1を構成し、ゲート電極33は、その両
側に形成されたn型不純物拡散領域42、43からなる
ソース/ドレイン領域とともにMOSトランジスタQ2
を構成する。
However, according to the present invention, a second polysilicon film is formed on a gate in an element region, and the gate, the second polysilicon film and a metal wiring formed thereon are formed in a contact hole. It is also possible to connect with embedded connection wiring. Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a circuit diagram of the SRAM, and FIG.
FIG. 6 is a sectional view of a semiconductor substrate on which the SRAM shown in FIG. 5 is formed. The silicon semiconductor substrate 1 has a p-well 22
And an n-well 23 are formed, and a field oxide film 21 of an element isolation region is formed in a surface region. This semiconductor substrate 1 is heat-treated to form a gate oxide film (SiO
2 ) Form 2. Thereafter, a first-layer polysilicon film is deposited on the semiconductor substrate 1 and patterned to form gate electrodes 32, 3 on the SRAM memory cell portion in the element region.
Form 3 Gate electrodes 32 and 33 also extend on field oxide film 21, and gate electrode 3
The two extending portions 321 and the extending portion 331 of the gate electrode 33 are formed. In p well 22, an impurity diffusion region serving as a source / drain region is formed. Gate electrode 32 has n-type impurity diffusion regions 4 formed on both sides thereof.
MOS with source / drain regions 1 and 42
The transistor Q1 is constituted, and the gate electrode 33 is connected to the source / drain region formed of n-type impurity diffusion regions 42 and 43 formed on both sides thereof, and is connected to the MOS transistor Q2.
Is configured.

【0016】ゲート酸化膜2、フィールド酸化膜21及
びゲート電極32、33を被覆するように半導体基板1
上には、層間絶縁膜5が形成される。この層間絶縁膜5
の上には第2層のポリシリコン膜7からなる抵抗素子R
1、R2が形成されている。ゲート電極32の延在部3
21の上の層間絶縁膜5上には抵抗素子R2が形成さ
れ、ゲート電極33の延在部331の上の層間絶縁膜5
上には抵抗素子R1が形成されている。層間絶縁膜5の
上には、抵抗素子R1、R2を被覆するように層間絶縁
膜9が形成されている。層間絶縁膜9の表面は、平坦化
されており、この表面に互いに電気的に分離されている
アルミニウムなどの金属配線12、13、14がパター
ニングされている。これら金属配線は、層間絶縁膜5、
9などのコンタクト孔に埋め込まれたタングステンなど
の接続配線を介して半導体基板1の不純物拡散領域、ゲ
ート電極、抵抗素子などと電気的に接続されている。金
属配線12は、層間絶縁膜5、9及びゲート酸化膜2を
貫通して形成されたコンタクト孔に埋め込まれた接続配
線15を介してn型不純物拡散領域42と電気的に接続
されている。金属配線13は、層間絶縁膜5、9及びゲ
ート酸化膜2を貫通して形成されたコンタクト孔に埋め
込まれた接続配線19を介してn型不純物拡散領域41
と電気的に接続されるとともに、層間絶縁膜5、9及び
抵抗素子R1を貫通して形成されたコンタクト孔に埋め
込まれた接続配線16を介して抵抗素子R2及びゲート
電極33の延在部331と電気的に接続されている。
The semiconductor substrate 1 covers the gate oxide film 2, the field oxide film 21, and the gate electrodes 32 and 33.
An interlayer insulating film 5 is formed thereon. This interlayer insulating film 5
A resistor element R made of a second-layer polysilicon film 7
1, R2 are formed. Extension 3 of gate electrode 32
A resistance element R2 is formed on the interlayer insulating film 5 above the gate electrode 33, and the interlayer insulating film 5 on the extension 331 of the gate electrode 33 is formed.
A resistance element R1 is formed thereon. On interlayer insulating film 5, an interlayer insulating film 9 is formed so as to cover resistance elements R1 and R2. The surface of the interlayer insulating film 9 is flattened, and metal wirings 12, 13, and 14 made of aluminum or the like, which are electrically separated from each other, are patterned on this surface. These metal wirings are formed by an interlayer insulating film 5,
The semiconductor device 1 is electrically connected to an impurity diffusion region, a gate electrode, a resistance element, and the like of the semiconductor substrate 1 through a connection wiring made of tungsten or the like embedded in a contact hole such as 9. Metal wiring 12 is electrically connected to n-type impurity diffusion region 42 via connection wiring 15 embedded in a contact hole formed through interlayer insulating films 5 and 9 and gate oxide film 2. The metal wiring 13 is connected to an n-type impurity diffusion region 41 via a connection wiring 19 embedded in a contact hole formed through the interlayer insulating films 5 and 9 and the gate oxide film 2.
And the extension 331 of the resistance element R2 and the gate electrode 33 via the connection wiring 16 embedded in the contact hole formed through the interlayer insulation films 5 and 9 and the resistance element R1. Is electrically connected to

【0017】金属配線14は、層間絶縁膜5、9及びゲ
ート酸化膜2を貫通して形成されたコンタクト孔に埋め
込まれた接続配線17を介してn型不純物拡散領域43
と電気的に接続されるとともに、層間絶縁膜5、9及び
抵抗素子R2を貫通して形成されたコンタクト孔に埋め
込まれた接続配線18を介して抵抗素子R2及びゲート
電極32の延在部321と電気的に接続されている。そ
の後の諸工程を経てSRAMが形成される。抵抗素子の
接続配線との接続部を低抵抗にするための不純物注入と
層間絶縁膜のコンタクト孔を通して半導体基板の不純物
拡散領域に不純物を注入する工程は、同一工程で行う。
ポリシリコン抵抗/ゲート電極間の接続と金属配線/ゲ
ート電極間の接続とを層間絶縁膜のコンタクト孔に埋め
込まれた接続配線により行うので接続部分の面積が小さ
くなり、また、従来行なわれていたゲート電極(第1層
のポリシリコン膜)と抵抗素子(第2層のポリシリコン
膜)とをつなぐ工程を省略し、この工程と金属配線と半
導体基板の不純物拡散領域とをつなぐ工程とを同一工程
で行うことができる。図6に示す半導体基板に形成され
たトランジスタQ1、Q2及びポリシリコン抵抗R1、
R2は、図5に示すSRAMのメモリセルを構成してい
る。
The metal wiring 14 is connected to the n-type impurity diffusion region 43 through the connection wiring 17 embedded in a contact hole formed through the interlayer insulating films 5 and 9 and the gate oxide film 2.
And the extension portion 321 of the resistance element R2 and the gate electrode 32 via the connection wiring 18 embedded in a contact hole formed through the interlayer insulation films 5, 9 and the resistance element R2. Is electrically connected to Through the subsequent steps, the SRAM is formed. The step of implanting impurities to lower the resistance of the connection portion of the resistance element to the connection wiring and the step of implanting impurities into the impurity diffusion region of the semiconductor substrate through the contact hole of the interlayer insulating film are performed in the same step.
The connection between the polysilicon resistor / gate electrode and the connection between the metal wiring / gate electrode are performed by the connection wiring buried in the contact hole of the interlayer insulating film, so that the area of the connection portion is reduced, and it has been conventionally performed. The step of connecting the gate electrode (first layer polysilicon film) and the resistance element (second layer polysilicon film) is omitted, and this step is the same as the step of connecting the metal wiring and the impurity diffusion region of the semiconductor substrate. It can be performed in a process. The transistors Q1, Q2 and the polysilicon resistor R1, formed on the semiconductor substrate shown in FIG.
R2 constitutes the memory cell of the SRAM shown in FIG.

【0018】次に、図5のSRAMセルを説明する。こ
のメモリセルは、4つのnチャネルMOSトランジスタ
及び2つの高抵抗を備えている。即ち、メモリセルは、
第1のMOSトランジスタQ1と、第2のMOSトラン
ジスタQ2と、一方が高電位側電源電圧に接続され、他
方が第1のMOSトランジスタQ1のソース/ドレイン
領域の一方に接続された第1の抵抗R1と、一方が高電
位側電源電圧に接続され他方が第2のMOSトランジス
タQ2のソース/ドレイン領域の一方に接続された第2
の抵抗R2と、ソース/ドレイン領域の一方が第1のビ
ット線BLに接続され、ソース/ドレイン領域の他方が
第1の抵抗R1と第1のMOSトランジスタQ1との接
続点に接続され、ゲートがワード線WLに接続された第
3のMOSトランジスタQ3と、ソース/ドレイン領域
の一方が第2のビット線 /BL(「 /」は反転信号を現
す)に接続され、ソース/ドレイン領域の他方が前記第
2の抵抗R2と第2のMOSトランジスタQ2との接続
点に接続され、ゲートがワード線WLに接続された第4
のMOSトランジスタQ4とを備え、第1のMOSトラ
ンジスタQ1のゲートは、第2の抵抗R2と第2のMO
SトランジスタQ2との接続点に接続され、ソース/ド
レイン領域の他方がGND(基板電位)に接続されてお
り、第2のMOSトランジスタQ2のゲートは、第1の
抵抗R1と第1のMOSトランジスタQ1との接続点に
接続され、ソース/ドレイン領域の他方(例えば、ソー
ス)がGND(基板電位)に接続されている。
Next, the SRAM cell of FIG. 5 will be described. This memory cell has four n-channel MOS transistors and two high resistances. That is, the memory cell
A first MOS transistor Q1 and a second MOS transistor Q2, one of which is connected to the high potential side power supply voltage and the other of which is connected to one of the source / drain regions of the first MOS transistor Q1 R1 and a second one connected to one of the source / drain regions of the second MOS transistor Q2, one of which is connected to the high potential side power supply voltage
And one of the source / drain regions is connected to the first bit line BL, the other of the source / drain regions is connected to the connection point between the first resistor R1 and the first MOS transistor Q1, and the gate Is connected to the word line WL, and one of the source / drain regions is connected to the second bit line / BL (“/” indicates an inverted signal), and the other of the source / drain regions Is connected to a connection point between the second resistor R2 and the second MOS transistor Q2, and the fourth gate is connected to the word line WL.
MOS transistor Q4, and the gate of the first MOS transistor Q1 is connected to the second resistor R2 and the second MOS transistor Q1.
The other of the source / drain regions is connected to GND (substrate potential), and the gate of the second MOS transistor Q2 is connected to the first resistor R1 and the first MOS transistor. The other of the source / drain regions (for example, the source) is connected to GND (substrate potential).

【0019】以上、実施例では、不純物拡散領域とポリ
シリコン膜間を接続する配線は、アルミニウムを用いた
が、本発明は、これに限定されず、Cu、高融点金属の
シリサイド、ポリシリコン膜とシリサイド膜の複合膜で
あるポリサイド膜を用いることができる。また、埋込み
の接続配線は、タングステンに限らず、モリブデン、チ
タン、タンタルなどの他の高融点金属を用いることがで
きる。
As described above, in the embodiments, aluminum is used for the wiring connecting the impurity diffusion region and the polysilicon film. However, the present invention is not limited to this, and Cu, silicide of a high melting point metal, and a polysilicon film are used. And a polycide film which is a composite film of a silicide film and a silicide film. Further, the buried connection wiring is not limited to tungsten, and other high melting point metals such as molybdenum, titanium, and tantalum can be used.

【0020】[0020]

【発明の効果】ゲート電極となる第1層のポリシリコン
膜と抵抗素子などに用いられる第2のポリシリコン膜と
をつなぐ工程を金属配線と半導体基板とをつなぐ工程と
同一の工程で行うことにより前者の工程を省略すること
ができる。また、第2のポリシリコン膜の金属配線と接
続する部分を低抵抗にするための不純物注入をコンタク
ト孔を通して半導体基板に不純物を注入する工程と同一
工程にすることにより前者の不純物注入工程を省略でき
る。このように、2工程も削減することができるととも
に、第2層のポリシリコン膜に不純物注入を行うときに
平坦な部分に打たれるので正確な打ち込むが行えて信頼
性の高い半導体装置を製造する方法を提供することがで
きる。
According to the present invention, the step of connecting the first polysilicon film serving as the gate electrode and the second polysilicon film used for the resistance element and the like is performed in the same step as the step of connecting the metal wiring and the semiconductor substrate. Thus, the former step can be omitted. Further, the former impurity implantation step is omitted by making the impurity implantation for lowering the resistance of the portion of the second polysilicon film connected to the metal wiring the same as the step of implanting the impurity into the semiconductor substrate through the contact hole. it can. As described above, it is possible to reduce the number of steps by two and to manufacture a highly reliable semiconductor device that can be accurately implanted because impurities are implanted into a flat portion when the second polysilicon film is implanted. Can provide a way to

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

【図1】本発明の第1の実施例の半導体装置の製造工程
断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a manufacturing process of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例の半導体装置の製造工程
断面図。
FIG. 2 is a sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施例の半導体装置の製造工程
断面図。
FIG. 3 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

【図4】本発明の第1の実施例の半導体装置の製造工程
断面図。
FIG. 4 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

【図5】本発明の第2の実施例のSRAMの回路図。FIG. 5 is a circuit diagram of an SRAM according to a second embodiment of the present invention.

【図6】図5のSRAMが形成された半導体基板の部分
断面図。
FIG. 6 is a partial cross-sectional view of a semiconductor substrate on which the SRAM of FIG. 5 is formed.

【図7】従来の第1の実施例の半導体装置の製造工程断
面図。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the semiconductor device according to the first conventional example.

【図8】従来の第1の実施例の半導体装置の製造工程断
面図。
FIG. 8 is a cross-sectional view of a manufacturing process of the semiconductor device according to the first conventional example.

【図9】従来の半導体装置の製造工程断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a conventional semiconductor device.

【図10】従来の半導体装置の製造工程断面図。FIG. 10 is a sectional view showing a manufacturing process of a conventional semiconductor device.

【符号の説明】 1・・・半導体基板、 2・・・第1の絶縁膜(ゲー
ト酸化膜)、3、32、33・・・第1のポリシリコン
膜(ゲート電極)、4、41、42、43・・・不純物
拡散領域(ソース/ドレイン領域)、5・・・第2の絶
縁膜(層間絶縁膜)、 6、10・・・コンタクト
孔、7・・・第2層のポリシリコン膜、8、11、14
・・・低抵抗化のためのイオン注入、9・・・第3の絶
縁膜(層間絶縁膜)、 12、13、14・・・金属配
線、15、16、17、18、19・・・接続配線、2
1・・・フィールド酸化膜、 22・・・pウエル、
23・・・nウエル、 31、321、331・・・
ゲート電極の延在部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... semiconductor substrate, 2 ... first insulating film (gate oxide film), 3, 32, 33 ... first polysilicon film (gate electrode), 4, 41, 42, 43: impurity diffusion region (source / drain region), 5: second insulating film (interlayer insulating film), 6, 10: contact hole, 7: polysilicon of second layer Membranes, 8, 11, 14
... Ion implantation for lowering resistance, 9 ... Third insulating film (interlayer insulating film), 12, 13, 14 ... Metal wiring, 15, 16, 17, 18, 19 ... Connection wiring, 2
1 ... field oxide film, 22 ... p well,
23 ... n-well, 31, 321, 331 ...
The extension of the gate electrode.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板の第1の絶縁膜上に第1層の
ポリシリコン膜からなるゲート電極を形成する工程と、 前記ゲート電極をマスクとして不純物を前記半導体基板
の表面領域にソース/ドレイン領域となる不純物拡散領
域を形成する工程と、 前記ゲート電極を被覆する第2の絶縁膜を介して第2層
のポリシリコン膜を形成し、この第2層ポリシリコン膜
をパターニングして少なくとも1部は前記ゲート電極の
上に配置されたポリシリコン電極を形成する工程と、 前記半導体基板上に前記ゲート電極及び前記ポリシリコ
ン電極を被覆するように第3の絶縁膜を形成する工程
と、 異方性エッチングにより前記第1の絶縁膜、前記第2の
絶縁膜及び第3の絶縁膜をエッチングして前記不純物拡
散領域を露出させるコンタクト孔を形成し、異方性エッ
チングにより前記第3の絶縁膜、前記第2の絶縁膜及び
前記ポリシリコン電極をエッチングして前記ポリシリコ
ン電極及び前記ゲート電極をそれぞれ露出させるコンタ
クト孔を形成する工程と、 前記コンタクト孔を介して前記半導体基板に不純物をイ
オン注入して、前記ポリシリコン電極及び前記ゲート電
極の露出部分を低抵抗化し、前記不純物拡散領域を再拡
散する工程と、 前記コンタクト孔に接続配線となる埋め込み金属を堆積
させる工程と、 前記第3の絶縁膜上に前記接続配線を介して、前記不純
物拡散領域を電気的に接続する配線、前記ゲート電極及
びポリシリコン電極を電気的に接続する配線を形成する
工程とを備えていることを特徴とする半導体装置の製造
方法。
1. A step of forming a gate electrode made of a first-layer polysilicon film on a first insulating film of a semiconductor substrate, and using a source / drain of an impurity in a surface region of the semiconductor substrate using the gate electrode as a mask. Forming an impurity diffusion region serving as a region; forming a second-layer polysilicon film via a second insulating film covering the gate electrode; and patterning the second-layer polysilicon film to form at least one layer. The step of forming a polysilicon electrode disposed on the gate electrode; and forming a third insulating film on the semiconductor substrate so as to cover the gate electrode and the polysilicon electrode. The first insulating film, the second insulating film, and the third insulating film are etched by anisotropic etching to form a contact hole exposing the impurity diffusion region. Etching the third insulating film, the second insulating film, and the polysilicon electrode by etching to form contact holes exposing the polysilicon electrode and the gate electrode, respectively; Implanting impurities into the semiconductor substrate, lowering the resistance of the exposed portions of the polysilicon electrode and the gate electrode, and re-diffusing the impurity diffusion region; depositing a buried metal serving as a connection wiring in the contact hole Forming a wire for electrically connecting the impurity diffusion region and a wire for electrically connecting the gate electrode and the polysilicon electrode on the third insulating film via the connection wire. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項2】 前記半導体基板には、素子分離領域にフ
ィールド酸化膜が形成されており、素子領域に形成され
た前記ゲート電極がこのフィールド酸化膜の上にまで延
在する延在部を備えていることを特徴とする請求項1に
記載の半導体装置の製造方法。
2. The semiconductor substrate according to claim 1, wherein a field oxide film is formed in a device isolation region, and said gate electrode formed in said device region has an extending portion extending over said field oxide film. 2. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein
【請求項3】 前記延在部は、前記第2の絶縁膜に被覆
されており、前記ポリシリコン電極は、前記延在部の直
上の前記第2の絶縁膜の上に配置形成されていることを
特徴とする請求項2に記載の半導体装置の製造方法。
3. The extension portion is covered by the second insulating film, and the polysilicon electrode is disposed and formed on the second insulation film immediately above the extension portion. 3. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein:
【請求項4】 前記ポリシリコン電極は、前記第3の絶
縁膜に被覆されており、前記ゲート電極及びポリシリコ
ン電極を電気的に接続する配線は、前記ポリシリコン電
極の直上に配置形成されていることを特徴とする請求項
3に記載の半導体装置の製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein the polysilicon electrode is covered with the third insulating film, and a wiring for electrically connecting the gate electrode and the polysilicon electrode is formed immediately above the polysilicon electrode. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein
【請求項5】 前記不純物拡散領域を電気的に接続する
配線は、前記不純物拡散領域の直上に配置形成されてい
ることを特徴とする請求項4に記載の半導体装置の製造
方法。
5. The method according to claim 4, wherein a wiring for electrically connecting the impurity diffusion region is formed immediately above the impurity diffusion region.
【請求項6】 前記ゲート電極及びポリシリコン電極を
電気的に接続する配線、前記ポリシリコン配線及び前記
ゲート電極を接続する前記接続配線は、前記延在部上に
形成されることを特徴とする請求項2乃至請求項5のい
ずれかに記載の半導体装置の製造方法。
6. The wiring which electrically connects the gate electrode and the polysilicon electrode, and the connection wiring which connects the polysilicon wiring and the gate electrode are formed on the extending portion. A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 2.
【請求項7】 半導体基板と、 前記半導体基板に形成された第1のMOSトランジスタ
と、第2のMOSトランジスタと、一方が高電位側電源
電圧に接続され、他方が前記第1のMOSトランジスタ
のソース/ドレイン領域の一方に接続された第1の抵抗
と、一方が高電位側電源電圧に接続され他方が前記第2
のMOSトランジスタのソース/ドレイン領域の一方に
接続された第2の抵抗と、ソース/ドレイン領域の一方
が第1のビット線に接続され、ソース/ドレイン領域の
他方が前記第1の抵抗と前記第1のMOSトランジスタ
との接続点に接続され、ゲートがワード線に接続された
第3のMOSトランジスタと、ソース/ドレイン領域の
一方が第2のビット線に接続され、ソース/ドレイン領
域の他方が前記第2の抵抗と前記第2のMOSトランジ
スタとの接続点に接続され、ゲートが前記ワード線に接
続された第4のMOSトランジスタとを備え、前記第1
のMOSトランジスタのゲートは、前記第2の抵抗と前
記第2のMOSトランジスタとの接続点に接続され、ソ
ース/ドレイン領域の他方がGND(基板電位)に接続
されており、前記第2のMOSトランジスタのゲート
は、前記第1の抵抗と前記第1のMOSトランジスタと
の接続点に接続され、ソース/ドレイン領域の他方がG
ND(基板電位)に接続されているSRAMセルとを具
備し、 前記第1のMOSトランジスタのゲートは、前記半導体
基板に形成されたフィールド酸化膜の上に延在してお
り、この延在している部分の直上に第1の層間絶縁膜を
介して形成されたポリシリコンからなる前記第2の抵抗
と、この第2の抵抗の直上に第2の層間絶縁膜を介して
形成された第1の配線とに前記第2の抵抗と第1及び第
2の層間絶縁膜とを貫通する第1のコンタクト孔に埋め
込まれた第1の接続配線により電気的に接続され、前記
第2のMOSトランジスタのゲートは、前記半導体基板
に形成されたフィールド酸化膜の上に延在しており、こ
の延在している部分の直上に前記第1の層間絶縁膜を介
して形成されたポリシリコンからなる前記第1の抵抗及
びこの第1の抵抗の直上に前記第2の層間絶縁膜を介し
て形成された第2の配線を前記第1の抵抗と前記第1及
び第2の層間絶縁膜とに貫通する第2のコンタクト孔に
埋め込まれた第2の接続配線により電気的に接続されて
いることを特徴とする半導体記憶装置。
7. A semiconductor substrate, a first MOS transistor and a second MOS transistor formed on the semiconductor substrate, one of which is connected to a high-potential-side power supply voltage, and the other of which is connected to the first MOS transistor. A first resistor connected to one of the source / drain regions, one connected to the high-potential-side power supply voltage, and the other connected to the second resistor.
A second resistor connected to one of the source / drain regions of the MOS transistor, one of the source / drain regions is connected to the first bit line, and the other of the source / drain region is connected to the first resistor and the first resistor. A third MOS transistor connected to a connection point with the first MOS transistor and a gate connected to a word line; one of a source / drain region connected to a second bit line and the other of the source / drain region Is connected to a connection point between the second resistor and the second MOS transistor, and a fourth MOS transistor having a gate connected to the word line is provided.
The gate of the MOS transistor is connected to a connection point between the second resistor and the second MOS transistor, and the other of the source / drain regions is connected to GND (substrate potential). A gate of the transistor is connected to a connection point between the first resistor and the first MOS transistor, and the other of the source / drain regions is connected to a gate of the transistor.
An SRAM cell connected to ND (substrate potential), wherein the gate of the first MOS transistor extends over a field oxide film formed on the semiconductor substrate, and The second resistor made of polysilicon formed immediately above the portion having the first interlayer insulating film interposed therebetween, and the second resistor formed directly above the second resistor with the second interlayer insulating film interposed therebetween. A first connection wiring buried in a first contact hole penetrating the second resistor and the first and second interlayer insulating films to the first wiring; A gate of the transistor extends over a field oxide film formed on the semiconductor substrate, and is formed of polysilicon formed directly above the extending portion via the first interlayer insulating film. Said first resistor and said first resistor A second wiring formed directly above the resistor via the second interlayer insulating film is embedded in a second contact hole penetrating the first resistor and the first and second interlayer insulating films. A semiconductor memory device electrically connected by the second connection wiring.
【請求項8】 前記第1及び第2のコンタクト孔は、前
記第1の層間絶縁膜の部分の口径は、前記第2の層間絶
縁膜の口径より小さいことを特徴とする請求項7に記載
の半導体記憶装置。
8. The device according to claim 7, wherein the first and second contact holes have a diameter of a portion of the first interlayer insulating film smaller than a diameter of the second interlayer insulating film. Semiconductor storage device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6134135A (en) * 2000-01-10 2000-10-17 Switchcore, A.B. Mask arrangement for scalable CAM/RAM structures

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6134135A (en) * 2000-01-10 2000-10-17 Switchcore, A.B. Mask arrangement for scalable CAM/RAM structures

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