JPH10303384A - Method for producing semiconductor device - Google Patents
Method for producing semiconductor deviceInfo
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- JPH10303384A JPH10303384A JP9109065A JP10906597A JPH10303384A JP H10303384 A JPH10303384 A JP H10303384A JP 9109065 A JP9109065 A JP 9109065A JP 10906597 A JP10906597 A JP 10906597A JP H10303384 A JPH10303384 A JP H10303384A
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Landscapes
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造方
法に関し、特に、リーク電流の低減が図られる半導体装
置の製造方法に関するものである。The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device capable of reducing a leakage current.
【0002】[0002]
【従来の技術】まず従来の半導体装置の一例として、ダ
イナミック・ランダム・アクセス・メモリ(以下「DR
AM」と記す)について図を用いて説明する。2. Description of the Related Art First, as an example of a conventional semiconductor device, a dynamic random access memory (hereinafter referred to as "DR") is used.
AM ”) will be described with reference to the drawings.
【0003】図11を参照して、半導体基板1表面に
は、素子分離酸化膜2によって電気的にそれぞれ絶縁さ
れたメモリセル領域Aと周辺回路領域Bが形成されてい
る。メモリセル領域Aの半導体基板1上には、ゲート電
極9a、9bが形成されている。また、素子分離酸化膜
2上には、ゲート電極9cが形成されている。ゲート電
極9a、9bは、半導体基板1との間にゲート絶縁膜3
a,3bをそれぞれ介在させている。Referring to FIG. 11, a memory cell region A and a peripheral circuit region B which are electrically insulated by an element isolation oxide film 2 are formed on the surface of a semiconductor substrate 1. Gate electrodes 9a and 9b are formed on the semiconductor substrate 1 in the memory cell region A. Further, a gate electrode 9c is formed on the element isolation oxide film 2. The gate electrodes 9 a and 9 b are formed between the gate insulating film 3 and the semiconductor substrate 1.
a and 3b are interposed.
【0004】ゲート電極9a、9b、9cのそれぞれの
上面および両側面はシリコン窒化膜7a、7b、7c、
サイドウォール8a、8b、8cによってそれぞれ被覆
されている。ゲート電極9bを挟んで半導体基板1には
1対のn- ソース・ドレイン領域4a、4bが形成され
ている。ゲート電極9bと1対のn- ソース・ドレイン
領域4a、4bとによりMOSトランジスタT1が構成
されている。The upper surfaces and both side surfaces of each of the gate electrodes 9a, 9b, 9c are covered with silicon nitride films 7a, 7b, 7c,
They are covered with sidewalls 8a, 8b, 8c, respectively. A pair of n - source / drain regions 4a and 4b are formed in the semiconductor substrate 1 with the gate electrode 9b interposed therebetween. MOS transistor T1 is constituted by gate electrode 9b and a pair of n - source / drain regions 4a and 4b.
【0005】一方周辺回路領域Bの半導体基板1上に
は、ゲート絶縁膜3cを介在させてゲート電極9dが形
成されている。ゲート電極9dの上面および両側面はシ
リコン窒化膜7d、サイドウォール8dによってそれぞ
れ被覆されている。ゲート電極9dを挟んで半導体基板
1には1対のn- ソース・ドレイン領域4c、4dとn
+ ソース・ドレイン領域4e、4fとが形成されてい
る。ゲート電極9d、1対のn- ソース・ドレイン領域
4c、4d、n+ ソース・ドレイン領域4e、4fによ
りMOSトランジスタT2が構成されている。On the other hand, on the semiconductor substrate 1 in the peripheral circuit region B,
Means that the gate electrode 9d is formed with the gate insulating film 3c interposed.
Has been established. The upper surface and both side surfaces of the gate electrode 9d are
Recon nitride film 7d and side wall 8d
And coated. Semiconductor substrate with gate electrode 9d interposed
One has a pair of n-Source / drain regions 4c, 4d and n
+Source / drain regions 4e and 4f are formed.
You. Gate electrode 9d, a pair of n-Source / drain region
4c, 4d, n+Source / drain regions 4e, 4f
A MOS transistor T2.
【0006】シリコン窒化膜7a〜7dおよびサイドウ
ォール8a〜8dによって被覆されたゲート電極9a〜
9dを覆うように、半導体基板1上にBPSG(Boro P
hospho Silicate Glass )膜15が形成されている。そ
のBPSG膜15に、n- ソース・ドレイン領域4aの
表面を露出するビット線コンタクトホール13が形成さ
れている。そのビット線コンタクトホール13内に、ド
ープトポリシリコン膜17とタングステンシリサイド膜
19を含むビット線18が形成されている。Gate electrodes 9a-7d covered with silicon nitride films 7a-7d and side walls 8a-8d.
BPSG (Boro P) on the semiconductor substrate 1 so as to cover 9d.
(Hospho Silicate Glass) film 15 is formed. A bit line contact hole 13 exposing the surface of n − source / drain region 4a is formed in BPSG film 15. In the bit line contact hole 13, a bit line 18 including a doped polysilicon film 17 and a tungsten silicide film 19 is formed.
【0007】ビット線18を覆うようにBPSG膜15
上にシリコン酸化膜20が形成されている。シリコン酸
化膜20およびBPSG膜15に、n- ソース・ドレイ
ン領域4bの表面を露出するストレージノードコンタク
トホール11が形成されている。シリコン酸化膜20上
には、ストレージノード21が形成されている。ストレ
ージノード21は、ストレージノードコンタクトホール
11に埋込まれたストレージノード柱状部21aによっ
てn- ソース・ドレイン領域4bと電気的に接続されて
いる。The BPSG film 15 covers the bit line 18.
A silicon oxide film 20 is formed thereon. In silicon oxide film 20 and BPSG film 15, storage node contact hole 11 exposing the surface of n - source / drain region 4b is formed. On the silicon oxide film 20, a storage node 21 is formed. Storage node 21 is electrically connected to n - source / drain region 4b by storage node pillar 21a embedded in storage node contact hole 11.
【0008】ストレージノード21上に、シリコン窒化
膜などからなるキャパシタ絶縁膜22を介在させてドー
プトポリシリコン膜からなるセルプレート23が形成さ
れている。ストレージノード21、キャパシタ絶縁膜2
2およびセルプレート23により、キャパシタ24が構
成されている。そのキャパシタ24とMOSトランジス
タT1により1つのメモリセルが構成されている。メモ
リセル領域Aには、このようなメモリセルが複数形成さ
れている。そのメモリセルを制御するために、周辺回路
領域Bには、MOSトランジスタT2を含む半導体素子
が形成されている。DRAMの主要部は以上のように構
成される。A cell plate 23 made of a doped polysilicon film is formed on storage node 21 with a capacitor insulating film 22 made of a silicon nitride film or the like interposed. Storage node 21, capacitor insulating film 2
2 and the cell plate 23 form a capacitor 24. One memory cell is constituted by the capacitor 24 and the MOS transistor T1. In the memory cell area A, a plurality of such memory cells are formed. In order to control the memory cell, a semiconductor element including a MOS transistor T2 is formed in the peripheral circuit region B. The main part of the DRAM is configured as described above.
【0009】次に上述したDRAMの製造方法の一例に
ついて図を用いて説明する。まず図12を参照して、半
導体基板1の表面に熱酸化法により熱酸化膜27を形成
する。その熱酸化膜27上にCVD法により厚さ約50
0Åの窒化膜26を形成する。Next, an example of a method of manufacturing the above-described DRAM will be described with reference to the drawings. First, referring to FIG. 12, a thermal oxide film 27 is formed on the surface of semiconductor substrate 1 by a thermal oxidation method. A thickness of about 50 is formed on the thermal oxide film 27 by the CVD method.
A 0 ° nitride film 26 is formed.
【0010】次に図13を参照して、窒化膜26上に形
成された所定のフォトレジストパターン(図示せず)を
マスクとして、窒化膜26に異方性エッチングを施す。
窒化膜26a、26bが存在している領域は、後の工程
において所定の半導体素子が形成される領域となる。Referring to FIG. 13, anisotropic etching is performed on nitride film 26 using a predetermined photoresist pattern (not shown) formed on nitride film 26 as a mask.
The region where the nitride films 26a and 26b exist is a region where a predetermined semiconductor element is formed in a later step.
【0011】次に図14を参照して、熱酸化法により図
13に示す窒化膜が除去されている領域に約3000Å
の熱酸化膜を選択的に形成する。その後、残っている窒
化膜を除去する。これにより、半導体基板1の表面に素
子分離絶縁膜2によって電気的に絶縁されるメモリセル
領域Aと周辺回路領域Bが形成される。Next, referring to FIG. 14, the region where the nitride film shown in FIG.
Is selectively formed. After that, the remaining nitride film is removed. Thus, a memory cell region A and a peripheral circuit region B which are electrically insulated by the element isolation insulating film 2 are formed on the surface of the semiconductor substrate 1.
【0012】次に図15を参照して、半導体基板1上に
熱酸化法により約90Åのシリコン熱酸化膜3を形成す
る。そのシリコン熱酸化膜3上にCVD法により5×1
020/cm3 程度のリンがドープされた約500Åのリ
ンドープトポリシリコン膜5を形成する。そのリンドー
プトポリシリコン膜5上に、CVD法により約500Å
のタングステンシリサイド膜6を形成する。その後、そ
のタングステンシリサイド膜6上にCVD法により約1
000Åのシリコン窒化膜7を形成する。Referring to FIG. 15, a silicon thermal oxide film 3 of about 90 ° is formed on semiconductor substrate 1 by a thermal oxidation method. 5 × 1 on the silicon thermal oxide film 3 by the CVD method.
A phosphorus-doped polysilicon film 5 of about 500 ° doped with about 20 / cm 3 of phosphorus is formed. On the phosphorus-doped polysilicon film 5, about 500 °
Of tungsten silicide film 6 is formed. Thereafter, about 1 nm of the tungsten silicide film 6 is formed by CVD.
A silicon nitride film 7 of 000 ° is formed.
【0013】次に図16を参照して、図15に示すシリ
コン窒化膜7上に形成された所定のフォトレジストパタ
ーン(図示せず)をマスクとして、シリコン窒化膜7に
異方性エッチングを施す。さらに、残ったシリコン窒化
膜をマスクとして、タングステンシリサイド膜およびド
ープトポリシリコン膜に異方性エッチングを施し、ドー
プトポリシリコン膜5a〜5d、タングステンシリサイ
ド膜6a〜6dを含むゲート電極9a〜9dをそれぞれ
形成する。このときゲート電極のゲート長は約0.3μ
mである。その後、ゲート電極9a〜9dおよび素子分
離酸化膜2をマスクとしてイオン注入により、1×10
13/cm2 程度のリンイオンをシリコン基板1に注入す
る。これにより、浅いn- ソース・ドレイン領域4a〜
4dが形成される。Referring to FIG. 16, anisotropic etching is performed on silicon nitride film 7 using a predetermined photoresist pattern (not shown) formed on silicon nitride film 7 shown in FIG. 15 as a mask. . Further, using the remaining silicon nitride film as a mask, the tungsten silicide film and the doped polysilicon film are anisotropically etched to form gate electrodes 9a to 9d including doped polysilicon films 5a to 5d and tungsten silicide films 6a to 6d. Are formed respectively. At this time, the gate length of the gate electrode is about 0.3 μm.
m. Thereafter, ion implantation is performed using the gate electrodes 9a to 9d and the element isolation oxide film 2 as a mask to obtain 1 × 10
Phosphorus ions of about 13 / cm 2 are implanted into the silicon substrate 1. Thereby, shallow n - source / drain regions 4a to 4
4d is formed.
【0014】次に図17を参照して、ゲート電極9a〜
9dを覆うようにCVD法により約800Åのシリコン
窒化膜8を形成する。Next, referring to FIG.
A silicon nitride film 8 of about 800 ° is formed by CVD to cover 9d.
【0015】次に図18を参照して、フルオロカーボン
系のエッチングガスを用い、圧力約100mTorr〜
1Torrの下で、図17に示すシリコン窒化膜8に異
方性全面エッチングを施す。これにより、ゲート電極9
a〜9dの両側面にサイドウォール8a〜8dがそれぞ
れ形成される。このときサイドウォール8a〜8dの幅
は約800Åとなる。Next, referring to FIG. 18, using a fluorocarbon-based etching gas and a pressure of about 100 mTorr.
Under 1 Torr, the silicon nitride film 8 shown in FIG. Thereby, the gate electrode 9
Side walls 8a to 8d are formed on both side surfaces of a to 9d, respectively. At this time, the width of the side walls 8a to 8d is about 800 °.
【0016】次に図19を参照して、メモリセル領域A
を覆うフォトレジストパターン28を形成した後、素子
分離酸化膜2、ゲート電極9dおよびサイドウォール8
dをマスクとして、イオン注入法により5×1015/c
m2 程度のヒ素イオンを注入する。これにより、n+ ソ
ース・ドレイン領域4e、4fが形成される。なお、メ
モリセル領域Aにおいては、ストレージノードからシリ
コン基板への接続リーク電流を抑制する目的から、n+
ソース・ドレイン領域は形成されない。Referring to FIG. 19, memory cell region A
After forming a photoresist pattern 28 covering the gate electrode 9, the gate electrode 9 d and the sidewall 8
5 × 10 15 / c by ion implantation using d as a mask
Arsenic ions of about m 2 are implanted. Thereby, n + source / drain regions 4e and 4f are formed. Note that, in the memory cell region A, in order to suppress a connection leak current from the storage node to the silicon substrate, n +
No source / drain regions are formed.
【0017】次に図20を参照して、図19に示すフォ
トレジストパターン28を除去する。Next, referring to FIG. 20, the photoresist pattern 28 shown in FIG. 19 is removed.
【0018】次に図21を参照して、ゲート電極9a〜
9dを覆うようにシリコン基板1上にCVD法により約
4000ÅのBPSG膜を形成する。その後、窒素雰囲
気中で約850℃の熱処理を約20分間施すことにり、
BPSG膜15の表面を平坦にする。このとき、BPS
G膜15の表面からたとえばn- ソース・ドレイン領域
4aの表面までの距離は約6000Åになる。Next, referring to FIG. 21, gate electrodes 9a to 9a
A BPSG film of about 4000 ° is formed on the silicon substrate 1 by CVD to cover 9d. Thereafter, a heat treatment of about 850 ° C. is performed in a nitrogen atmosphere for about 20 minutes,
The surface of the BPSG film 15 is flattened. At this time, BPS
The distance from the surface of G film 15 to, for example, the surface of n - source / drain region 4a is about 6000 degrees.
【0019】次に図22を参照して、BPSG膜15上
に形成された所定のフォトレジストパターン(図示せ
ず)をマスクとして、BPSG膜15に異方性エッチン
グを施し、n- ソース・ドレイン領域4a、4cの表面
を露出するビット線コンタクトホール13を形成する。
ここで、異方性エッチングにおいては、n- ソース・ド
レイン領域4a、4cが露出した後、BPSG膜をちょ
うどエッチングするのに要する時間の約50%の時間の
オーバーエッチングが施される。そのBPSG膜15の
厚さは、その表面からn- ソース・ドレイン領域4a、
4cの表面までの距離に相当し、約6000Åである。
このため、オーバーエッチングする時間も含めると約9
000Åに相当するBPSG膜をエッチングすることに
なる。Next, referring to FIG. 22, anisotropic etching is performed on BPSG film 15 using a predetermined photoresist pattern (not shown) formed on BPSG film 15 as a mask, and n - source / drain A bit line contact hole 13 exposing the surfaces of the regions 4a and 4c is formed.
Here, in the anisotropic etching, after the n - source / drain regions 4a and 4c are exposed, over-etching is performed for about 50% of the time required for just etching the BPSG film. The thickness of the BPSG film 15 is n − source / drain region 4a from its surface.
4c, which corresponds to the distance to the surface and is about 6000 °.
Therefore, including the time for over-etching, about 9
The BPSG film corresponding to Å is etched.
【0020】シリコン窒化膜7a、7bを含めたゲート
電極9a、9bの高さは約2000Åである。このた
め、BPSG膜15が約4000Åエッチングされた時
点でシリコン窒化膜7a、7bのエッジ近傍表面が露出
する。この後、残りの約2000ÅのBPSG膜に異方
性エッチングが施され、n- ソース・ドレイン領域4a
の表面が露出する。n- ソース・ドレイン領域4aの表
面が露出した後、さらにオーバーエッチングが施され
る。The height of the gate electrodes 9a and 9b including the silicon nitride films 7a and 7b is about 2000 °. Therefore, the surfaces near the edges of the silicon nitride films 7a and 7b are exposed when the BPSG film 15 is etched by about 4000 °. Thereafter, the remaining BPSG film of about 2000 ° is anisotropically etched to form n − source / drain regions 4a.
The surface of is exposed. After the surface of n - source / drain region 4a is exposed, over-etching is further performed.
【0021】この間にも、露出しているシリコン窒化膜
7a、7bやサイドウォール8a、8bの一部が若干エ
ッチングされる。これらのエッチングされる時間として
は、約9000Åに相当するBPSG膜をエッチングす
るのに要する時間から、約4000Åに相当するBPS
G膜をエッチングするのに要する時間を差引いた時間に
相当する。すなわち、約5000ÅのBPSG膜をエッ
チングするのに要する時間に相当する。シリコン窒化膜
7a、7b等のエッチングレートは、BPSG膜のエッ
チングレートの約1/20である。このため、BPSG
膜を約5000Åエッチングする間に、シリコン窒化膜
7a、7bは約250Åエッチングされることになる。During this time, the exposed silicon nitride films 7a and 7b and part of the side walls 8a and 8b are slightly etched. The time required for these etchings can be reduced from the time required to etch the BPSG film corresponding to about 9000 ° to the BPSG equivalent to about 4000 °.
This corresponds to a time obtained by subtracting the time required for etching the G film. That is, it corresponds to the time required to etch the BPSG film of about 5000 °. The etching rate of the silicon nitride films 7a and 7b is about 1/20 of the etching rate of the BPSG film. For this reason, BPSG
The silicon nitride films 7a and 7b are etched by about 250 ° while the film is etched by about 5000 °.
【0022】次に図23を参照して、ビット線コンタク
トホール13内を含むBPSG膜15上にCVD法によ
りリンをドープしたドープトポリシリコン膜を形成す
る。そのドープトポリシリコン膜上にCVD法によりタ
ングステンシリサイド膜を形成する。その後、所定のフ
ォトレジストパターン(図示せず)により、ドープトポ
リシリコン膜およびタングステンシリサイド膜に異方性
エッチングを施し、ビット線18を形成する。ビット線
18はソース・ドレイン領域4a、4cに接続されてい
る。ビット線の線幅は約0.3μmである。Next, referring to FIG. 23, a doped polysilicon film doped with phosphorus is formed on BPSG film 15 including the inside of bit line contact hole 13 by the CVD method. A tungsten silicide film is formed on the doped polysilicon film by a CVD method. Thereafter, the doped polysilicon film and the tungsten silicide film are anisotropically etched by a predetermined photoresist pattern (not shown) to form the bit lines 18. The bit line 18 is connected to the source / drain regions 4a, 4c. The line width of the bit line is about 0.3 μm.
【0023】次に図24を参照して、ビット線18を覆
うようにBPSG膜15上に、CVD法によりシリコン
酸化膜20を形成する。Referring to FIG. 24, a silicon oxide film 20 is formed on BPSG film 15 by a CVD method so as to cover bit line 18.
【0024】次に図25を参照して、シリコン酸化膜2
0上に形成される所定のフォトレジストパターン(図示
せず)をマスクとして、シリコン酸化膜20およびBP
SG膜15に異方性エッチングを施し、n- ソース・ド
レイン領域4bの表面を露出するストレージノードコン
タクトホール11を形成する。このストレージノードコ
ンタクトホール11の開口直径は約0.3μmである。Next, referring to FIG.
The silicon oxide film 20 and the BP are formed using a predetermined photoresist pattern (not shown) formed on
Anisotropic etching is performed on SG film 15 to form storage node contact hole 11 exposing the surface of n − source / drain region 4b. The opening diameter of the storage node contact hole 11 is about 0.3 μm.
【0025】次に図26を参照して、ストレージノード
コンタクトホール11内を含むシリコン酸化膜20上
に、CVD法により約7000Åのリンをドープしたド
ープトポリシリコン膜を形成する。ドープトポリシリコ
ン膜上に形成される所定のフォトレジストパターン(図
示せず)をマスクとして、ドープトポリシリコン膜に異
方性エッチングを施し、ストレージノード21を形成す
る。ストレージノード21は、ストレージノードコンタ
クトホール11内に形成されたストレージノード柱状部
21aを介してn- ソース・ドレイン領域4bと電気的
に接続されている。Referring to FIG. 26, a doped polysilicon film doped with about 7000 ° of phosphorus is formed on silicon oxide film 20 including inside storage node contact hole 11 by the CVD method. Using a predetermined photoresist pattern (not shown) formed on the doped polysilicon film as a mask, the doped polysilicon film is anisotropically etched to form a storage node 21. Storage node 21 is electrically connected to n − source / drain region 4b via storage node columnar portion 21a formed in storage node contact hole 11.
【0026】その後図11を参照して、ストレージノー
ド21を覆うようにシリコン酸化膜20上にCVD法に
より約60Åのシリコン窒化膜を形成する。そのシリコ
ン窒化膜上にCVD法により約1000Åのリンをドー
プしたドープトポリシリコン膜を形成する。ドープトポ
リシリコン膜上に形成される所定のフォトレジストパタ
ーン(図示せず)をマスクとして、ドープトポリシリコ
ン膜に異方性エッチングを施す。これにより、ストレー
ジノード21、シリコン窒化膜からなるキャパシタ絶縁
膜22およびドープトポリシリコン膜からなるセルプレ
ート23を含むキャパシタ24が形成される。以上によ
りDRAMの主要部が完成する。Then, referring to FIG. 11, a silicon nitride film of about 60 ° is formed on silicon oxide film 20 by CVD method so as to cover storage node 21. On the silicon nitride film, a doped polysilicon film doped with about 1000 ° of phosphorus is formed by a CVD method. Anisotropic etching is performed on the doped polysilicon film using a predetermined photoresist pattern (not shown) formed on the doped polysilicon film as a mask. Thus, a capacitor 24 including a storage node 21, a capacitor insulating film 22 made of a silicon nitride film, and a cell plate 23 made of a doped polysilicon film is formed. Thus, the main part of the DRAM is completed.
【0027】[0027]
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の製造方法では図18に示す工程において、ゲート電極
9a〜9dのそれぞれの側面にサイドウォール8a〜8
dを形成するために、図17に示す工程において形成さ
れたシリコン窒化膜8の全面に異方性エッチングが施さ
れる。このとき、各ソース・ドレイン領域4a〜4dの
表面が露出した後もオーバーエッチングによりプラズマ
雰囲気にさらされ、その表面に結晶欠陥が入ることがあ
る。As described above, in the conventional manufacturing method, in the step shown in FIG. 18, the side walls 8a to 8d are formed on the respective side surfaces of the gate electrodes 9a to 9d.
In order to form d, anisotropic etching is performed on the entire surface of the silicon nitride film 8 formed in the step shown in FIG. At this time, even after the surfaces of the respective source / drain regions 4a to 4d are exposed, the source / drain regions 4a to 4d are exposed to a plasma atmosphere by over-etching, and crystal defects may enter the surfaces.
【0028】このとき特に、素子分離酸化膜2境界近傍
に位置するn- ソース・ドレイン領域4bの表面の端部
に存在する結晶欠陥等が問題となる。すなわち、n- ソ
ース・ドレイン領域4bには、図11に示すようにメモ
リセルのキャパシタのストレージノードが電気的に接続
されているため、ストレージノード21に蓄積された電
荷がその結晶欠陥等を介してシリコン基板1へリークす
ることがある。その結果、DRAMの記憶保持特性が劣
化するという問題があった。At this time, a problem such as a crystal defect existing at the end of the surface of n - source / drain region 4b located near the boundary of element isolation oxide film 2 becomes a problem. That is, since the storage node of the capacitor of the memory cell is electrically connected to n − source / drain region 4b as shown in FIG. May leak to the silicon substrate 1. As a result, there is a problem that the storage retention characteristics of the DRAM deteriorate.
【0029】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、記憶保持特性の劣化が抑制され、ひ
いては、リーク電流の発生が抑えられる半導体装置の製
造方法を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device in which deterioration of storage retention characteristics is suppressed and, consequently, generation of leak current is suppressed. And
【0030】[0030]
【課題を解決するための手段】本発明の1つの局面にお
ける半導体装置の製造方法は、以下の工程を備えてい
る。半導体基板の主表面に素子分離絶縁膜を挟んで第1
領域と第2領域とを形成する。主表面の第1領域に、ゲ
ート絶縁膜を介在させて第1ゲート電極を形成する。主
表面の第2領域に、ゲート絶縁膜を介在させて第2ゲー
ト電極を形成する。第1ゲート電極を挟んで、主表面の
第1領域に1対の第1ソース・ドレイン領域を形成す
る。第2ゲート電極を挟んで、主表面の第2領域に1対
の第2ソース・ドレイン領域を形成する。第1および第
2ゲート電極の側面に接して第1および第2ゲート電極
を覆うように、半導体基板上に第1絶縁膜を形成する。
第1ゲート電極を含む第1領域をフォトレジストで被覆
する。フォトレジストをマスクとして、第1絶縁膜に異
方性エッチングを施し、第2ゲート電極の両側面にサイ
ドウォールを形成する。第1絶縁膜によって被覆された
第1ゲート電極およびサイドウォールが設けられた第2
ゲート電極を覆うように半導体基板上に第2絶縁膜を形
成する。第2絶縁膜および第1絶縁膜に、第1ソース・
ドレイン領域の表面を露出するコンタクトホールを形成
する。コンタクトホール内に導電層を形成する。A method of manufacturing a semiconductor device according to one aspect of the present invention includes the following steps. The first surface of the semiconductor substrate with an element isolation insulating film interposed
An area and a second area are formed. A first gate electrode is formed in a first region on the main surface with a gate insulating film interposed. A second gate electrode is formed in the second region on the main surface with a gate insulating film interposed. A pair of first source / drain regions is formed in the first region on the main surface with the first gate electrode interposed therebetween. A pair of second source / drain regions is formed in the second region on the main surface with the second gate electrode interposed therebetween. A first insulating film is formed on the semiconductor substrate so as to contact the side surfaces of the first and second gate electrodes and cover the first and second gate electrodes.
A first region including the first gate electrode is covered with a photoresist. Using the photoresist as a mask, the first insulating film is anisotropically etched to form sidewalls on both side surfaces of the second gate electrode. A first gate electrode covered with a first insulating film and a second gate electrode provided with sidewalls;
A second insulating film is formed over the semiconductor substrate so as to cover the gate electrode. The first source film is formed on the second insulating film and the first insulating film.
A contact hole exposing the surface of the drain region is formed. A conductive layer is formed in the contact hole.
【0031】この製造方法によれば、第1領域には、第
1ゲート電極および第1ソース・ドレイン領域を含むM
OSトランジスタが形成される。第2領域には、第2ゲ
ート電極および第2ソース・ドレイン領域を含むMOS
トランジスタが形成される。第2ゲート電極の両側面に
サイドウォールを形成する際に、第1領域に位置する第
1絶縁膜上には、フォトレジストが形成されており、異
方性エッチングが施されない。このため、第1ソース・
ドレイン領域の表面には、異方性全面エッチングに伴う
プラズマによって、結晶欠陥等が発生することがない。
これにより、第1ソース・ドレイン領域の表面を露出す
るコンタクトホールに埋め込まれた導電層から第1ソー
ス・ドレイン領域を経て半導体基板へ電流がリークする
ことが抑制される。その結果、リーク電流の低減が図ら
れる半導体装置を形成することができる。According to this manufacturing method, the first region includes the M including the first gate electrode and the first source / drain region.
An OS transistor is formed. The second region includes a MOS including a second gate electrode and a second source / drain region.
A transistor is formed. When sidewalls are formed on both side surfaces of the second gate electrode, a photoresist is formed on the first insulating film located in the first region, and is not subjected to anisotropic etching. Therefore, the first source
No crystal defects or the like are generated on the surface of the drain region due to plasma accompanying the anisotropic overall etching.
This suppresses leakage of current from the conductive layer embedded in the contact hole exposing the surface of the first source / drain region to the semiconductor substrate via the first source / drain region. As a result, a semiconductor device in which leakage current can be reduced can be formed.
【0032】好ましくは、第2絶縁膜上にストレージノ
ードを形成する工程と、ストレージノード上にキャパシ
タ絶縁膜を介在させてセルプレートを形成する工程とを
さらに備えている。ストレージノードを形成する工程は
前記導電層を形成する工程を含んでいる。Preferably, the method further includes a step of forming a storage node on the second insulating film, and a step of forming a cell plate on the storage node with a capacitor insulating film interposed. Forming the storage node includes forming the conductive layer.
【0033】この場合、キャパシタとMOSトランジス
タとを含むメモリセルが形成される。そのキャパシタの
ストレージノードは導電層と接続されている。このた
め、ストレージノードに蓄積された電荷が第1ソース・
ドレイン領域から半導体基板へリークすることが抑制さ
れる。その結果、記憶保持特性の劣化が抑制される半導
体装置を得ることができる。In this case, a memory cell including a capacitor and a MOS transistor is formed. The storage node of the capacitor is connected to the conductive layer. Therefore, the electric charge accumulated in the storage node is
Leakage from the drain region to the semiconductor substrate is suppressed. As a result, it is possible to obtain a semiconductor device in which deterioration of the memory retention characteristics is suppressed.
【0034】また好ましくは、コンタクトホールを形成
する工程は、以下の工程を含んでいる。第1絶縁膜と第
2絶縁膜とのエッチング特性の違いを利用して、第1ゲ
ート電極の側面と上面に形成されている第1絶縁膜を実
質的に残しながら第2絶縁膜にエッチングを施して、第
1ソース・ドレイン領域上に位置する第1絶縁膜の表面
を露出する。露出した第1絶縁膜に異方性エッチングを
施して、第1ソース・ドレイン領域の表面を露出する。Preferably, the step of forming a contact hole includes the following steps. Utilizing a difference in etching characteristics between the first insulating film and the second insulating film, the second insulating film is etched while substantially leaving the first insulating film formed on the side surface and the upper surface of the first gate electrode. Then, the surface of the first insulating film located on the first source / drain region is exposed. The exposed first insulating film is subjected to anisotropic etching to expose the surface of the first source / drain region.
【0035】この場合、第1ゲート電極の側面に接する
第1絶縁膜が実質的にエッチングされることなく第2絶
縁膜にエッチングが施されて第1ソース・ドレイン領域
上に位置する第1絶縁膜の表面が露出する。さらに、そ
の第1絶縁膜に異方性エッチングが施されてコンタクト
ホールが形成される。その結果、自己整合的に容易にコ
ンタクトホールを形成することができる。In this case, the second insulating film is etched without substantially etching the first insulating film in contact with the side surface of the first gate electrode, and the first insulating film located on the first source / drain region is etched. The surface of the film is exposed. Further, anisotropic etching is performed on the first insulating film to form a contact hole. As a result, a contact hole can be easily formed in a self-aligned manner.
【0036】[0036]
【発明の実施の形態】まず本発明の半導体装置の製造方
法によって得られた半導体装置の一例としてのDRAM
について図を用いて説明する。図1を参照して、半導体
基板1表面には素子分離酸化膜2によって電気的にそれ
ぞれ絶縁されたメモリセル領域Aと周辺回路領域Bが形
成されている。そのメモリセル領域Aには、半導体基板
1上にゲート絶縁膜3a、3bを介在させ、ゲート電極
9a、9bがそれぞれ形成されている。ゲート電極9
a、9bの上面にはシリコン窒化膜7a、7bがそれぞ
れ形成されている。そのゲート電極9a、9bおよびシ
リコン窒化膜7a、7bを覆うようにシリコン窒化膜8
が形成されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, a DRAM as an example of a semiconductor device obtained by a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
Will be described with reference to the drawings. Referring to FIG. 1, a memory cell region A and a peripheral circuit region B which are electrically insulated by an element isolation oxide film 2 are formed on the surface of a semiconductor substrate 1. In the memory cell region A, gate electrodes 9a and 9b are formed on the semiconductor substrate 1 with gate insulating films 3a and 3b interposed therebetween. Gate electrode 9
Silicon nitride films 7a and 7b are formed on the upper surfaces of a and 9b, respectively. The silicon nitride film 8 covers the gate electrodes 9a and 9b and the silicon nitride films 7a and 7b.
Are formed.
【0037】ゲート電極9bを挟んで、半導体基板1に
は1対のn- ソース・ドレイン領域4a、4bが形成さ
れている。ゲート電極9bと1対のn- ソース・ドレイ
ン領域4a、4bとによりMOSトランジスタT1が構
成されている。シリコン窒化膜8を覆うように、シリコ
ン窒化膜8とはエッチング特性が異なるBPSG膜15
が形成されている。そのBPSG膜15およびシリコン
窒化膜8に、n- ソース・ドレイン領域4aの表面を露
出するビット線コンタクトホール13が形成されてい
る。A pair of n - source / drain regions 4a and 4b are formed in the semiconductor substrate 1 with the gate electrode 9b interposed therebetween. MOS transistor T1 is constituted by gate electrode 9b and a pair of n - source / drain regions 4a and 4b. BPSG film 15 having an etching characteristic different from that of silicon nitride film 8 so as to cover silicon nitride film 8.
Are formed. In the BPSG film 15 and the silicon nitride film 8, a bit line contact hole 13 exposing the surface of the n - source / drain region 4a is formed.
【0038】そのビット線コンタクトホール13内に、
ドープトポリシリコン膜17とタングステンシリサイド
膜19を含むビット線18が形成されている。ビット線
18を覆うようにBPSG膜15上にシリコン酸化膜2
0が形成されている。シリコン酸化膜20、BPSG膜
15およびシリコン窒化膜8に、n- ソース・ドレイン
領域4bの表面を露出するストレージノードコンタクト
ホール11が形成されている。In the bit line contact hole 13,
A bit line 18 including a doped polysilicon film 17 and a tungsten silicide film 19 is formed. The silicon oxide film 2 is formed on the BPSG film 15 so as to cover the bit line 18.
0 is formed. In silicon oxide film 20, BPSG film 15 and silicon nitride film 8, storage node contact hole 11 exposing the surface of n − source / drain region 4b is formed.
【0039】シリコン酸化膜20上には、ストレージノ
ード21が形成されている。ストレージノード21は、
ストレージノードコンタクトホール11に埋込まれたス
トレージノード柱状部21aによって、n- ソース・ド
レイン領域4bと電気的に接続されている。なお、これ
以外の構成については従来の技術の項において説明した
図11に示す従来の半導体装置の構成と同様なので同一
部材には同一符号を付し、その詳しい説明を省略する。On the silicon oxide film 20, a storage node 21 is formed. The storage node 21
The storage node pillar portion 21a embedded in the storage node contact hole 11 is electrically connected to the n − source / drain region 4b. The remaining structure is the same as that of the conventional semiconductor device shown in FIG. 11 described in the section of the related art, so that the same members are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
【0040】この構造によれば、メモリセル領域Aのゲ
ート電極9a、9bにおいては、周辺回路領域Bのゲー
ト電極9dのように、シリコン窒化膜8に異方性全面エ
ッチングを施すことにより、それぞれのゲート電極9
a、9bの両側面にのみサイドウォールを形成する処理
を施していない。このため、n- ソース・ドレイン領域
4a、4bが全面エッチングによるプラズマダメージを
受けることがなく、その表面に結晶欠陥が入ることが抑
制される。特に、素子分離酸化膜2との境界近傍に位置
するn- ソース・ドレイン領域4bでは、ストレージノ
ード21からそのn- ソース・ドレイン領域4bを経て
半導体基板1へ電荷がリークされることが抑制される。
その結果、DRAMの記憶保持特性が向上する。According to this structure, in the gate electrodes 9a and 9b in the memory cell area A, the silicon nitride film 8 is anisotropically etched as in the case of the gate electrode 9d in the peripheral circuit area B. Gate electrode 9
No process for forming sidewalls is performed only on both side surfaces of a and 9b. Therefore, the n - source / drain regions 4a and 4b are not subjected to plasma damage due to etching of the entire surface, and the occurrence of crystal defects on the surface is suppressed. In particular, in n − source / drain region 4 b located near the boundary with element isolation oxide film 2, charge leakage from storage node 21 to semiconductor substrate 1 via n − source / drain region 4 b is suppressed. You.
As a result, the storage retention characteristics of the DRAM are improved.
【0041】次に、本発明の実施の形態に係る半導体装
置の製造方法の一例として上述したDRAMの製造方法
について説明する。従来の技術の項において説明した図
12から図17に示す工程を経た後、図2を参照して、
メモリセル領域A上にフォトレジストパターン28を形
成する。フォトレジストパターン28をマスクとしてシ
リコン窒化膜に異方性エッチングを施し、シリコン窒化
膜7dおよびゲート電極9dの両側面にサイドウォール
8dを形成する。その後、素子分離酸化膜2、シリコン
窒化膜7dおよびサイドウォール8dをマスクとしてイ
オン注入法により5×1015/cm2 程度のヒ素イオン
を注入する。これにより、n+ ソース・ドレイン領域4
e、4fが形成される。Next, a method of manufacturing the above-described DRAM will be described as an example of a method of manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention. After going through the steps shown in FIGS. 12 to 17 described in the section of the prior art, with reference to FIG.
A photoresist pattern 28 is formed on the memory cell area A. Using the photoresist pattern 28 as a mask, the silicon nitride film is subjected to anisotropic etching to form sidewalls 8d on both sides of the silicon nitride film 7d and the gate electrode 9d. Thereafter, arsenic ions of about 5 × 10 15 / cm 2 are implanted by ion implantation using the element isolation oxide film 2, the silicon nitride film 7d and the side walls 8d as a mask. Thereby, the n + source / drain region 4
e, 4f are formed.
【0042】なお、メモリセル領域Aにおいては、従来
の技術の項において説明したように、ストレージノード
からシリコン基板への接続リーク電流を抑制する目的か
ら、n+ ソース・ドレイン領域は形成されない。In the memory cell region A, n + source / drain regions are not formed for the purpose of suppressing a connection leak current from the storage node to the silicon substrate, as described in the section of the prior art.
【0043】次に図3を参照して、図2に示すフォトレ
ジストパターン28を除去する。次に図4を参照して、
シリコン窒化膜8等を覆うようにシリコン基板1上に、
CVD法により約4000ÅのBPSG膜15を形成す
る。その後、窒素雰囲気中で約850℃の熱処理を約2
0分間施すことによりBPSG膜15の表面を平坦にす
る。Next, referring to FIG. 3, the photoresist pattern 28 shown in FIG. 2 is removed. Next, referring to FIG.
On the silicon substrate 1 so as to cover the silicon nitride film 8 and the like,
A BPSG film 15 of about 4000 ° is formed by the CVD method. Thereafter, a heat treatment at about 850 ° C. in a nitrogen atmosphere is performed for about 2 hours.
By applying for 0 minutes, the surface of the BPSG film 15 is flattened.
【0044】次に図5を参照して、BPSG膜15上に
形成された所定のフォトレジストパターン(図示せず)
をマスクとして、BPSG膜に異方性エッチングを施
し、n - ソース・ドレイン領域4a上に位置するシリコ
ン窒化膜8の表面を露出する。このとき、フルオロカー
ボン系のガスを用い、圧力約100mTorr〜1To
rrの範囲の下でエッチングするのが望ましい。また、
終点はエッチング時間で管理するのが好ましい。Next, referring to FIG.
Predetermined photoresist pattern formed (not shown)
BPSG film is anisotropically etched using
Then n -Silicon located on source / drain region 4a
The surface of the nitride film 8 is exposed. At this time,
Pressure of about 100mTorr ~ 1To using Bon-based gas
It is desirable to perform etching under the range of rr. Also,
The end point is preferably controlled by the etching time.
【0045】またこの場合、BPSG膜15とシリコン
窒化膜8とのエッチング選択比が大きく、シリコン窒化
膜を実質的に残しながらBPSG膜がエッチングされ
る。In this case, the etching selectivity between the BPSG film 15 and the silicon nitride film 8 is large, and the BPSG film is etched while substantially leaving the silicon nitride film.
【0046】次に図6を参照して、n- ソース・ドレイ
ン領域4a上に位置するシリコン窒化膜8に異方性エッ
チングを施し、n- ソース・ドレイン領域4aの表面を
露出する。このとき、CHF3 を含むフルオロカーボン
系のガスを用い、圧力約100mTorr〜1Torr
の範囲の下でエッチングするのが望ましい。これらのエ
ッチングにより、自己整合的にビット線コンタクトホー
ル13が形成される。Referring to FIG. 6, silicon nitride film 8 located on n - source / drain region 4a is anisotropically etched to expose the surface of n - source / drain region 4a. At this time, a fluorocarbon-based gas containing CHF 3 is used and the pressure is about 100 mTorr to 1 Torr.
It is desirable to etch under the range of. By these etchings, bit line contact holes 13 are formed in a self-aligned manner.
【0047】なお、従来の技術の項の図22に示す工程
において説明したのと同様に、ゲート電極9a、9b上
端のシリコン窒化膜8が約250Å程度エッチングされ
る。The silicon nitride film 8 at the upper end of the gate electrodes 9a and 9b is etched by about 250 ° in the same manner as described in the step shown in FIG.
【0048】次に図7を参照して、ビット線コンタクト
ホール13内を含むBPSG膜15上にCVD法により
リンをドープしたドープトポリシリコン膜を形成する。
そのドープトポリシリコン膜上にCVD法によりタング
ステンシリサイド膜を形成する。その後、所定のフォト
レジストパターン(図示せず)により、ドープトポリシ
リコン膜およびタングステンシリサイド膜に異方性エッ
チングを施し、ビット線18を形成する。Next, referring to FIG. 7, a doped polysilicon film doped with phosphorus is formed on BPSG film 15 including the inside of bit line contact hole 13 by the CVD method.
A tungsten silicide film is formed on the doped polysilicon film by a CVD method. Thereafter, the doped polysilicon film and the tungsten silicide film are anisotropically etched by a predetermined photoresist pattern (not shown) to form the bit lines 18.
【0049】次に図8を参照して、ビット線18を覆う
ようにBPSG膜15上に、CVD法によりシリコン酸
化膜20を形成する。Next, referring to FIG. 8, a silicon oxide film 20 is formed on BPSG film 15 by a CVD method so as to cover bit line 18.
【0050】次に図9を参照して、シリコン酸化膜20
上に形成される所定のフォトレジストパターン(図示せ
ず)をマスクとして、シリコン酸化膜20およびBPS
G膜15にフルオロカーボン系のガスを用いて異方性エ
ッチングを施し、シリコン窒化膜8の表面を露出する。
引き続き、シリコン窒化膜8にCHF3 を含むフルオロ
カーボン系のガスを用いて異方性エッチングを施し、n
- ソース・ドレイン領域4bの表面を露出する。これに
より、ストレージノードコンタクトホール11が形成さ
れる。なお、エッチングの際の圧力はいずれも、約10
0mTorr〜1Torrの範囲が望ましい。Next, referring to FIG.
Using a predetermined photoresist pattern (not shown) formed thereon as a mask, silicon oxide film 20 and BPS
The G film 15 is subjected to anisotropic etching using a fluorocarbon-based gas to expose the surface of the silicon nitride film 8.
Subsequently, the silicon nitride film 8 is subjected to anisotropic etching using a fluorocarbon-based gas containing CHF 3 , and n
- exposing the surface of the source-drain region 4b. Thereby, a storage node contact hole 11 is formed. The pressure during the etching was about 10
A range of 0 mTorr to 1 Torr is desirable.
【0051】またこのとき、ストレージノードコンタク
トホール形成のためのフォトレジストパターンが仮に、
ゲート電極9b側にずれて形成されたとしても、ゲート
電極9bの側面に接するシリコン窒化膜を実質的に残し
ながら、ストレージノードコンタクトホールが形成され
る。At this time, if the photoresist pattern for forming the storage node contact hole is temporarily
Even if it is formed shifted to the gate electrode 9b side, the storage node contact hole is formed while substantially leaving the silicon nitride film in contact with the side surface of the gate electrode 9b.
【0052】次に図10を参照して、ストレージノード
コンタクトホール11内を含むシリコン酸化膜20上
に、CVD法により約7000Åのリンをドープしたド
ープトポリシリコン膜を形成する。ドープトポリシリコ
ン膜上に形成される所定のフォトレジストパターン(図
示せず)をマスクとして、ドープトポリシリコン膜に異
方性エッチングを施しストレージノード21を形成す
る。このストレージノード21は、ストレージノードコ
ンタクトホール11内に形成されたストレージノード柱
状部21aを介してn- ソース・ドレイン領域4bと電
気的に接続されている。Next, referring to FIG. 10, on the silicon oxide film 20 including the inside of the storage node contact hole 11, a doped polysilicon film doped with about 7000 ° of phosphorus is formed by the CVD method. Using a predetermined photoresist pattern (not shown) formed on the doped polysilicon film as a mask, the doped polysilicon film is anisotropically etched to form a storage node 21. This storage node 21 is electrically connected to n − source / drain region 4b via storage node columnar portion 21a formed in storage node contact hole 11.
【0053】この後、従来の技術の項において説明した
ようにストレージノード21上にキャパシタ絶縁膜を介
在させてセルプレートを形成する。これにより、図1に
示すDRAMが完成する。Thereafter, as described in the section of the prior art, a cell plate is formed on storage node 21 with a capacitor insulating film interposed. Thus, the DRAM shown in FIG. 1 is completed.
【0054】この製造方法によれば、特に、図2に示す
工程において、周辺回路領域Bのゲート電極9dのサイ
ドウォール8dを形成する際に、メモリセル領域Aに位
置するシリコン窒化膜8上には、フォトレジストパター
ンが形成されている。このため、メモリセル領域Aに位
置するシリコン窒化膜8には、異方性エッチングが施さ
れない。これにより、ソース・ドレイン領域4a、4b
の表面には、異方性全面エッチングに伴うプラズマによ
って、結晶欠陥等が発生することがない。その結果、特
に、ストレージノードが接続されたソース・ドレイン領
域4bからシリコン基板へ電荷がリークすることが抑制
され、DRAMの記憶保持特性が劣化することが抑えら
れる。According to this manufacturing method, in particular, in forming the side wall 8d of the gate electrode 9d in the peripheral circuit region B in the step shown in FIG. Has a photoresist pattern formed thereon. Therefore, the silicon nitride film 8 located in the memory cell region A is not subjected to anisotropic etching. Thereby, the source / drain regions 4a, 4b
No crystal defects or the like are generated on the surface of the substrate by plasma accompanying the anisotropic overall etching. As a result, in particular, charge is prevented from leaking from the source / drain region 4b to which the storage node is connected to the silicon substrate, and deterioration of the memory retention characteristics of the DRAM is suppressed.
【0055】また、ゲート電極を覆うシリコン窒化膜8
と、そのシリコン窒化膜8上に形成されたBPSG膜1
5とのエッチングレートの違いを利用して、実質的にシ
リコン窒化膜8をエッチングすることなくBPSG膜1
5をエッチングすることができ、自己整合的にビット線
コンタクトホールを形成することができる。The silicon nitride film 8 covering the gate electrode
And the BPSG film 1 formed on the silicon nitride film 8
5, the BPSG film 1 is substantially etched without etching the silicon nitride film 8.
5 can be etched, and a bit line contact hole can be formed in a self-aligned manner.
【0056】なお、上記実施の形態では、ソース・ドレ
イン領域にストレージノードが接続された例について説
明したが、ストレージノードに限られず、他の導電層で
もよく、導電層からシリコン基板へのリーク電流の低減
が図られる半導体装置を形成することができる。In the above embodiment, an example in which the storage node is connected to the source / drain region has been described. However, the present invention is not limited to the storage node, and other conductive layers may be used. A semiconductor device in which the reduction of the number of pixels can be achieved can be formed.
【0057】またここでは、シリコン窒化膜とBPSG
膜とを例に挙げたが、エッチング選択比の値が大きな膜
であればこれらの膜に限られない。In this case, a silicon nitride film and BPSG
Although a film is taken as an example, the film is not limited to these films as long as the film has a large etching selectivity.
【0058】なお、今回開示された実施の形態はすべて
の点で例示であって制限的なものではないと考えられる
べきである。本発明の範囲は上記で説明した範囲ではな
く、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と
均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれること
が意図される。It should be noted that the embodiments disclosed this time are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the range described above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
【0059】[0059]
【発明の効果】本発明の1つの局面における半導体装置
の製造方法によれば、第1領域には、第1ゲート電極お
よび第1ソース・ドレイン領域を含むMOSトランジス
タが形成される。第2領域には、第2ゲート電極および
第2ソース・ドレイン領域を含むMOSトランジスタが
形成される。第2ゲート電極の両側面にサイドウォール
を形成する際に、第1領域に位置する第1絶縁膜上に
は、フォトレジストが形成されており、異方性エッチン
グが施されない。このため、第1ソース・ドレイン領域
の表面には、異方性全面エッチングに伴うプラズマによ
って、結晶欠陥等が発生することがない。これにより、
第1ソース・ドレイン領域の表面を露出するコンタクト
ホールに埋め込まれた導電層から第1ソース・ドレイン
領域を経て半導体基板へ電流がリークすることが抑制さ
れる。その結果、リーク電流の低減が図られる半導体装
置を形成することができる。According to the method of manufacturing a semiconductor device according to one aspect of the present invention, a MOS transistor including a first gate electrode and a first source / drain region is formed in a first region. In the second region, a MOS transistor including a second gate electrode and a second source / drain region is formed. When sidewalls are formed on both side surfaces of the second gate electrode, a photoresist is formed on the first insulating film located in the first region, and is not subjected to anisotropic etching. Therefore, crystal defects and the like do not occur on the surface of the first source / drain region due to plasma accompanying the anisotropic overall etching. This allows
Leakage of current from the conductive layer embedded in the contact hole exposing the surface of the first source / drain region to the semiconductor substrate via the first source / drain region is suppressed. As a result, a semiconductor device in which leakage current can be reduced can be formed.
【0060】好ましくは、第2絶縁膜上にストレージノ
ードを形成する工程と、ストレージノード上にキャパシ
タ絶縁膜を介在させてセルプレートを形成する工程とを
さらに備えている。ストレージノードを形成する工程は
前記導電層を形成する工程を含んでいる。Preferably, the method further includes a step of forming a storage node on the second insulating film, and a step of forming a cell plate on the storage node with a capacitor insulating film interposed. Forming the storage node includes forming the conductive layer.
【0061】この場合、キャパシタとMOSトランジス
タとを含むメモリセルが形成される。そのキャパシタの
ストレージノードは導電層と接続されている。このた
め、ストレージノードに蓄積された電荷が第1ソース・
ドレイン領域から半導体基板へリークすることが抑制さ
れる。その結果、記憶保持特性の劣化が抑制される半導
体装置を得ることができる。In this case, a memory cell including a capacitor and a MOS transistor is formed. The storage node of the capacitor is connected to the conductive layer. Therefore, the electric charge accumulated in the storage node is
Leakage from the drain region to the semiconductor substrate is suppressed. As a result, it is possible to obtain a semiconductor device in which deterioration of the memory retention characteristics is suppressed.
【0062】また好ましくは、コンタクトホールを形成
する工程は、以下の工程を含んでいる。第1絶縁膜と第
2絶縁膜とのエッチング特性の違いを利用して、第1ゲ
ート電極の側面と上面に形成されている第1絶縁膜を実
質的に残しながら第2絶縁膜にエッチングを施して、第
1ソース・ドレイン領域上に位置する第1絶縁膜の表面
を露出する。露出した第1絶縁膜に異方性エッチングを
施して、第1ソース・ドレイン領域の表面を露出する。Preferably, the step of forming a contact hole includes the following steps. Utilizing a difference in etching characteristics between the first insulating film and the second insulating film, the second insulating film is etched while substantially leaving the first insulating film formed on the side surface and the upper surface of the first gate electrode. Then, the surface of the first insulating film located on the first source / drain region is exposed. The exposed first insulating film is subjected to anisotropic etching to expose the surface of the first source / drain region.
【0063】この場合、第1ゲート電極の側面に接する
第1絶縁膜が実質的にエッチングされることなく第2絶
縁膜にエッチングが施されて第1ソース・ドレイン領域
上に位置する第1絶縁膜の表面が露出する。さらに、そ
の第1絶縁膜に異方性エッチングが施されてコンタクト
ホールが形成される。その結果、自己整合的に容易にコ
ンタクトホールを形成することができる。In this case, the second insulating film is etched without substantially etching the first insulating film in contact with the side surface of the first gate electrode, and the first insulating film located on the first source / drain region is etched. The surface of the film is exposed. Further, anisotropic etching is performed on the first insulating film to form a contact hole. As a result, a contact hole can be easily formed in a self-aligned manner.
【図1】 本発明の半導体装置の製造方法によって得ら
れた半導体装置の一断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor device obtained by a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
【図2】 本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造
方法の一工程を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing one step of a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
【図3】 同実施の形態において、図2に示す工程の後
に行なわれる工程を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG. 2 in the embodiment.
【図4】 同実施の形態において、図3に示す工程の後
に行なわれる工程を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG. 3 in the embodiment.
【図5】 同実施の形態において、図4に示す工程の後
に行なわれる工程を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG. 4 in the embodiment.
【図6】 同実施の形態において、図5に示す工程の後
に行なわれる工程を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG. 5 in the embodiment.
【図7】 同実施の形態において、図6に示す工程の後
に行なわれる工程を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG. 6 in the embodiment.
【図8】 同実施の形態において、図7に示す工程の後
に行なわれる工程を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG. 7 in the embodiment.
【図9】 同実施の形態において、図8に示す工程の後
に行なわれる工程を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG. 8 in the embodiment.
【図10】 同実施の形態において、図9に示す工程の
後に行なわれる工程を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG. 9 in the embodiment.
【図11】 従来の半導体装置の一断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor device.
【図12】 従来の半導体装置の製造方法の一工程を示
す断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing one step of a conventional method for manufacturing a semiconductor device.
【図13】 図12に示す工程の後に行なわれる工程を
示す断面図である。13 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG.
【図14】 図13に示す工程の後に行なわれる工程を
示す断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG.
【図15】 図14に示す工程の後に行なわれる工程を
示す断面図である。15 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG.
【図16】 図15に示す工程の後に行なわれる工程を
示す断面図である。16 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG.
【図17】 図16に示す工程の後に行なわれる工程を
示す断面図である。FIG. 17 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG.
【図18】 図17に示す工程の後に行なわれる工程を
示す断面図である。18 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG.
【図19】 図18に示す工程の後に行なわれる工程を
示す断面図である。FIG. 19 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG.
【図20】 図19に示す工程の後に行なわれる工程を
示す断面図である。20 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG.
【図21】 図20に示す工程の後に行なわれる工程を
示す断面図である。21 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG.
【図22】 図21に示す工程の後に行なわれる工程を
示す断面図である。FIG. 22 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG. 21.
【図23】 図22に示す工程の後に行なわれる工程を
示す断面図である。FIG. 23 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG. 22.
【図24】 図23に示す工程の後に行なわれる工程を
示す断面図である。FIG. 24 is a cross sectional view showing a step performed after the step shown in FIG. 23.
【図25】 図24に示す工程の後に行なわれる工程を
示す断面図である。FIG. 25 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG. 24.
【図26】 図25に示す工程の後に行なわれる工程を
示す断面図である。FIG. 26 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG. 25.
1 シリコン基板、2 素子分離酸化膜、3a,3b,
3c ゲート絶縁膜、4a〜4d n- ソース・ドレイ
ン領域、8 シリコン窒化膜、9a〜9d ゲート電
極、11 ストレージノードコンタクトホール、13
ビット線コンタクトホール、15 BPSG膜、18
ビット線、20 シリコン酸化膜、21ストレージノー
ド、22 キャパシタ絶縁膜、23 セルプレート、2
4 キャパシタ。1 silicon substrate, 2 element isolation oxide films, 3a, 3b,
3c gate insulating film, 4 a to 4 d n - source and drain regions, 8 silicon nitride film, 9a to 9d gate electrode, 11 a storage node contact hole, 13
Bit line contact hole, 15 BPSG film, 18
Bit line, 20 silicon oxide film, 21 storage node, 22 capacitor insulating film, 23 cell plate, 2
4 Capacitor.
Claims (3)
挟んで第1領域と第2領域とを形成する工程と、 前記主表面の前記第1領域に、ゲート絶縁膜を介在させ
て第1ゲート電極を形成する工程と、 前記主表面の前記第2領域に、ゲート絶縁膜を介在させ
て第2ゲート電極を形成する工程と、 前記第1ゲート電極を挟んで、前記主表面の前記第1領
域に1対の第1ソース・ドレイン領域を形成する工程
と、 前記第2ゲート電極を挟んで、前記主表面の前記第2領
域に1対の第2ソース・ドレイン領域を形成する工程
と、 前記第1および第2ゲート電極の側面に接して、前記第
1および第2ゲート電極を覆うように、前記半導体基板
上に第1絶縁膜を形成する工程と、 前記第1ゲート電極を含む前記第1領域をフォトレジス
トで被覆する工程と、 前記フォトレジストをマスクとして、前記第1絶縁膜に
異方性エッチングを施し、前記第2ゲート電極の両側面
にサイドウォールを形成する工程と、 前記第1絶縁膜によって被覆された第1ゲート電極およ
びサイドウォールが設けられた第2ゲート電極を覆うよ
うに前記半導体基板上に第2絶縁膜を形成する工程と、 前記第2絶縁膜および前記第1絶縁膜に、前記第1ソー
ス・ドレイン領域の表面を露出するコンタクトホールを
形成する工程と、 前記コンタクトホール内に導電層を形成する工程とを備
えた、半導体装置の製造方法。Forming a first region and a second region on a main surface of a semiconductor substrate with an element isolation insulating film interposed therebetween; and forming a first region on the main surface with a gate insulating film interposed therebetween. Forming a first gate electrode; forming a second gate electrode in the second region of the main surface with a gate insulating film interposed; interposing the first gate electrode; Forming a pair of first source / drain regions in a first region; and forming a pair of second source / drain regions in the second region on the main surface with the second gate electrode interposed therebetween. Forming a first insulating film on the semiconductor substrate so as to cover the first and second gate electrodes in contact with side surfaces of the first and second gate electrodes; Covering the first region with a photoresist Using the photoresist as a mask, performing anisotropic etching on the first insulating film to form sidewalls on both side surfaces of the second gate electrode; and forming the first insulating film covered with the first insulating film. Forming a second insulating film on the semiconductor substrate so as to cover a second gate electrode provided with a gate electrode and a sidewall; and forming the first source film on the second insulating film and the first insulating film. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of forming a contact hole exposing a surface of a drain region; and a step of forming a conductive layer in the contact hole.
形成する工程と、 前記ストレージノード上にキャパシタ絶縁膜を介在させ
てセルプレートを形成する工程とをさらに備え、 前記ストレージノードを形成する工程は前記導電層を形
成する工程を含む、請求項1記載の半導体装置の製造方
法。2. The method according to claim 1, further comprising: forming a storage node on the second insulating film; and forming a cell plate on the storage node with a capacitor insulating film interposed. The method according to claim 1, further comprising forming the conductive layer.
は、 前記第1絶縁膜と前記第2絶縁膜とのエッチング特性の
違いを利用して、前記第1ゲート電極の側面と上面に形
成されている前記第1絶縁膜を実質的に残しながら前記
第2絶縁膜にエッチングを施して、前記第1ソース・ド
レイン領域上に位置する前記第1絶縁膜の表面を露出す
る工程と、 前記露出した前記第1絶縁膜に異方性エッチングを施し
て、前記第1ソース・ドレイン領域の表面を露出する工
程とを含む、請求項1または2に記載の半導体装置の製
造方法。3. The step of forming the contact hole is formed on a side surface and an upper surface of the first gate electrode by utilizing a difference in etching characteristics between the first insulating film and the second insulating film. Etching the second insulating film while substantially leaving the first insulating film to expose a surface of the first insulating film located on the first source / drain region; 3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising: performing anisotropic etching on the first insulating film to expose a surface of the first source / drain region.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9109065A JPH10303384A (en) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | Method for producing semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9109065A JPH10303384A (en) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | Method for producing semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10303384A true JPH10303384A (en) | 1998-11-13 |
Family
ID=14500716
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9109065A Withdrawn JPH10303384A (en) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | Method for producing semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10303384A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6072241A (en) * | 1997-09-09 | 2000-06-06 | Fujitsu Limited | Semiconductor device with self-aligned contact and its manufacture |
KR100587075B1 (en) * | 2004-04-28 | 2006-06-08 | 주식회사 하이닉스반도체 | method for forming a pattern of semiconductor device |
KR100618908B1 (en) | 2005-08-12 | 2006-09-05 | 삼성전자주식회사 | Semiconductor device for improving resistance of gate and method of manufacturing the same |
JP2013051250A (en) * | 2011-08-30 | 2013-03-14 | Elpida Memory Inc | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
-
1997
- 1997-04-25 JP JP9109065A patent/JPH10303384A/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6072241A (en) * | 1997-09-09 | 2000-06-06 | Fujitsu Limited | Semiconductor device with self-aligned contact and its manufacture |
US6333233B1 (en) | 1997-09-09 | 2001-12-25 | Fujitsu Limited | Semiconductor device with self-aligned contact and its manufacture |
KR100587075B1 (en) * | 2004-04-28 | 2006-06-08 | 주식회사 하이닉스반도체 | method for forming a pattern of semiconductor device |
KR100618908B1 (en) | 2005-08-12 | 2006-09-05 | 삼성전자주식회사 | Semiconductor device for improving resistance of gate and method of manufacturing the same |
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