JPH03224264A - 半導体集積回路装置の製造方法 - Google Patents
半導体集積回路装置の製造方法Info
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- JPH03224264A JPH03224264A JP2019589A JP1958990A JPH03224264A JP H03224264 A JPH03224264 A JP H03224264A JP 2019589 A JP2019589 A JP 2019589A JP 1958990 A JP1958990 A JP 1958990A JP H03224264 A JPH03224264 A JP H03224264A
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- polysilicon film
- memory cell
- film
- semiconductor
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体集積回路装置の製造技術に関し、例え
ばスタックド構造を有する情報蓄積用容量素子を備えた
D RA M(Dynamic Random Acc
essMemory)の歩留り向上および高信頼度化に
適用してを効な技術に関するものである。
ばスタックド構造を有する情報蓄積用容量素子を備えた
D RA M(Dynamic Random Acc
essMemory)の歩留り向上および高信頼度化に
適用してを効な技術に関するものである。
C従来の技術〕
4メ力ヒツトjMbit〕あるいは16メガビノト[M
bit)などの大容量DRAMのメモリセルは、情報蓄
積用容量素子の蓄積電荷量を確保するために上記情報蓄
積用容量素子をメモリセル選択用MISFETの上方に
配置する、いわゆるスタックド構造を採用している。上
記スタックド構造の情報蓄積用容量素子は、通常低抵抗
ポリシリコンからなる一対の電極(下部電極および上部
電極)とこれらの電極間に設けられた誘電体膜とで構成
されており、上記下部電極の一部はメモリセル選択用M
ISFETの一方の半導体領域に接続されている。上記
ポリシリコンからなるスタックド構造の情報蓄積用容量
素子を形成するには、まずメモリセル選択用MISFE
Tを形成した半導体基板の全面に下部電極用のポリシリ
コン膜を堆積した後、上記ポリシリコン膜に不純物を導
入する。上記不純物の導入は、上記ポリシリコン膜の抵
抗値を低減し、情報蓄積用容量素子の蓄積電荷量を充分
に確保するためである。このとき上記ポリシリコン膜に
導入された不純物の一部を上記ポリシリコン膜の下方の
メモリセル選択用MISFETの一方の半導体領域に拡
散させることによって、上記半導体領域の一部に高不純
物濃度の半導体領域を自己整合的に形成する工程が伴わ
れる。上記半導体領域の一部に高不純物濃度の半導体領
域を形成するのは、メモリセルのリーク電流を低減する
ためである。次にホ) IJソグラフィ技術および異方
性エツチング技術を用いて上言己ポリンリコン膜を所定
の形状に加工し、情報蓄積用容量素子の下部電極を形成
した後、基板の全面に誘電体膜を堆積する。上記誘電体
膜は、例えば513N4膜と5IO2膜とを順次積層し
た2層構造で形成する。
bit)などの大容量DRAMのメモリセルは、情報蓄
積用容量素子の蓄積電荷量を確保するために上記情報蓄
積用容量素子をメモリセル選択用MISFETの上方に
配置する、いわゆるスタックド構造を採用している。上
記スタックド構造の情報蓄積用容量素子は、通常低抵抗
ポリシリコンからなる一対の電極(下部電極および上部
電極)とこれらの電極間に設けられた誘電体膜とで構成
されており、上記下部電極の一部はメモリセル選択用M
ISFETの一方の半導体領域に接続されている。上記
ポリシリコンからなるスタックド構造の情報蓄積用容量
素子を形成するには、まずメモリセル選択用MISFE
Tを形成した半導体基板の全面に下部電極用のポリシリ
コン膜を堆積した後、上記ポリシリコン膜に不純物を導
入する。上記不純物の導入は、上記ポリシリコン膜の抵
抗値を低減し、情報蓄積用容量素子の蓄積電荷量を充分
に確保するためである。このとき上記ポリシリコン膜に
導入された不純物の一部を上記ポリシリコン膜の下方の
メモリセル選択用MISFETの一方の半導体領域に拡
散させることによって、上記半導体領域の一部に高不純
物濃度の半導体領域を自己整合的に形成する工程が伴わ
れる。上記半導体領域の一部に高不純物濃度の半導体領
域を形成するのは、メモリセルのリーク電流を低減する
ためである。次にホ) IJソグラフィ技術および異方
性エツチング技術を用いて上言己ポリンリコン膜を所定
の形状に加工し、情報蓄積用容量素子の下部電極を形成
した後、基板の全面に誘電体膜を堆積する。上記誘電体
膜は、例えば513N4膜と5IO2膜とを順次積層し
た2層構造で形成する。
次に基板の全面に上部電極用のポリシリコン膜を堆積し
、その抵抗値を低減するた約に不純物を導入した後、上
記ポリシリコン膜、誘電体膜のそれぞれに順次異方性エ
ツチングを施して情報蓄積用容量素子の誘電体膜および
上部電極を形成することにより、スタックド構造を有す
る情報蓄積用容量素子が完成する。なお上記した低抵抗
ポリシリコンからなる一対の電極と誘電体膜とて構成さ
れたスタックド構造を有する情報蓄積用容量素子の製造
方法については、例えば特願平1−169137号に言
己載されている。
、その抵抗値を低減するた約に不純物を導入した後、上
記ポリシリコン膜、誘電体膜のそれぞれに順次異方性エ
ツチングを施して情報蓄積用容量素子の誘電体膜および
上部電極を形成することにより、スタックド構造を有す
る情報蓄積用容量素子が完成する。なお上記した低抵抗
ポリシリコンからなる一対の電極と誘電体膜とて構成さ
れたスタックド構造を有する情報蓄積用容量素子の製造
方法については、例えば特願平1−169137号に言
己載されている。
本発明者の検討によれば、上記低抵抗ポリシリコンから
なる一対の電極を有するスタックド構造の情報蓄積用容
量素子を備えたメモリセルの製造工程には下記のような
問題がある。
なる一対の電極を有するスタックド構造の情報蓄積用容
量素子を備えたメモリセルの製造工程には下記のような
問題がある。
上述したように、上記スタックド構造の情報蓄積用容量
素子の形成工程では、半導体基板の全面に下部電極用の
ポリシリコン膜を堆積した後、上記ポリシリコン膜に不
純物を導入することによって上記ポリシリコン膜の抵抗
値を低減するとともに、上記ポリシリコン膜に導入され
た不純物の一部を上記ポリシリコン膜の下方のメモリセ
ル選択用MISFETの一方の半導体領域に拡散させて
高不純物濃度の半導体領域を自己整合的に形成する。と
ころが4メガビツト(Mbit〕あるいは16メガビツ
) (Mbit 〕などの大容量を有するDRAMは、
微細化による情報蓄積用容量素子の横方向の面積縮小に
伴う蓄積電荷量の減少を補うため、電極用ポリシリコン
膜の膜厚を厚くすることでその表面積を増やしているの
で、上記製造方法では上記情報蓄積用容量素子とメモリ
セル選択用MISFETの一方の半導体領域のそれぞれ
の不純物濃度を最適化することが困難である。すなわち
情報蓄積用容量素子の蓄積電荷量を充分に確保し、メモ
リセルのソフトエラー率を低減させるためには、電極用
ポリシリコン膜の不純物濃度を高くして蓄積容量のその
空乏化率を低減させる必要があるが、そのたtに上記ポ
リシリコン膜からメモリセル選択用MISFETの一方
の半導体領域に拡散する不純物量を増やすと、主計半導
体領域の基板方向の深さが深くなりすぎてメモリセル選
択用MISFETの特性が劣化したりするなどの問題が
生じる。他方、上記ポリシリコン膜からメモリセル選択
用MISFETの一方の半導体領域に拡散する不純物量
を抑制すると、高不純物濃度の半導体領域が充分形成さ
れず、リーク電流が増大する結果、メモリセルのリフレ
ッシュ特性が低下するなどの問題が生じる。
素子の形成工程では、半導体基板の全面に下部電極用の
ポリシリコン膜を堆積した後、上記ポリシリコン膜に不
純物を導入することによって上記ポリシリコン膜の抵抗
値を低減するとともに、上記ポリシリコン膜に導入され
た不純物の一部を上記ポリシリコン膜の下方のメモリセ
ル選択用MISFETの一方の半導体領域に拡散させて
高不純物濃度の半導体領域を自己整合的に形成する。と
ころが4メガビツト(Mbit〕あるいは16メガビツ
) (Mbit 〕などの大容量を有するDRAMは、
微細化による情報蓄積用容量素子の横方向の面積縮小に
伴う蓄積電荷量の減少を補うため、電極用ポリシリコン
膜の膜厚を厚くすることでその表面積を増やしているの
で、上記製造方法では上記情報蓄積用容量素子とメモリ
セル選択用MISFETの一方の半導体領域のそれぞれ
の不純物濃度を最適化することが困難である。すなわち
情報蓄積用容量素子の蓄積電荷量を充分に確保し、メモ
リセルのソフトエラー率を低減させるためには、電極用
ポリシリコン膜の不純物濃度を高くして蓄積容量のその
空乏化率を低減させる必要があるが、そのたtに上記ポ
リシリコン膜からメモリセル選択用MISFETの一方
の半導体領域に拡散する不純物量を増やすと、主計半導
体領域の基板方向の深さが深くなりすぎてメモリセル選
択用MISFETの特性が劣化したりするなどの問題が
生じる。他方、上記ポリシリコン膜からメモリセル選択
用MISFETの一方の半導体領域に拡散する不純物量
を抑制すると、高不純物濃度の半導体領域が充分形成さ
れず、リーク電流が増大する結果、メモリセルのリフレ
ッシュ特性が低下するなどの問題が生じる。
本発明は、上記した問題点に着目してなされたものであ
り、その目的はスタックド構造の情報蓄積用容量素子の
下部電極を構成するポリシリコン膜に導入した不純物の
一部をメモリセル選択用MISFETの一方の半導体領
域に拡散させて上記半導体領域の一部に高不純物濃度の
半導体領域を自己整合的に形成する製造方法において、
上記情報蓄積用容量素子とメモリセル選択用M、 I
S F ETの一方の半導体領域のそれぞれの不純物濃
度を最適化することのできる技術を提供することにある
。
り、その目的はスタックド構造の情報蓄積用容量素子の
下部電極を構成するポリシリコン膜に導入した不純物の
一部をメモリセル選択用MISFETの一方の半導体領
域に拡散させて上記半導体領域の一部に高不純物濃度の
半導体領域を自己整合的に形成する製造方法において、
上記情報蓄積用容量素子とメモリセル選択用M、 I
S F ETの一方の半導体領域のそれぞれの不純物濃
度を最適化することのできる技術を提供することにある
。
本発明の他の目的は、一般に半導体基板上に堆積したポ
リシリコン膜に導入した不純物の一部を半導体基板に拡
散させて上記半導体基板の一部に高不純物濃度の半導体
領域を自己整合的に形成する製造方法において、上記ポ
リシリコン膜と半導体領域のそれぞれの不純物濃度を最
適化することのできる技術を提供することにある。
リシリコン膜に導入した不純物の一部を半導体基板に拡
散させて上記半導体基板の一部に高不純物濃度の半導体
領域を自己整合的に形成する製造方法において、上記ポ
リシリコン膜と半導体領域のそれぞれの不純物濃度を最
適化することのできる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
本願の一発明は、メモリセル選択用M+5FETとスタ
ックド構造の情報蓄積用容量素子との直列回路で構成さ
れたメモリセルを存するDRAMを備えた半導体集積回
路装置の製造方法であって、上記スタックド構造の情報
蓄積用容量素子の下部電極を構成するポリシリコン膜に
不純物を導入することによって上記ポリシリコン膜の抵
抗値を低減するとともに、上記ポリシリコン膜に導入さ
れた不純物の一部を上記ポリシリコン膜の下方のメモリ
セル選択用MISFETの一方の半導体領域に拡散させ
て上記半導体領域の一部に高不純物濃度の半導体領域を
自己整合的に形成するに際し、上記ポリシリコン膜に上
記ポリシリコン膜、上記半導体基板およびそれらの界面
領域での拡散係数が異なる複数種の不純物を導入するも
のである。
ックド構造の情報蓄積用容量素子との直列回路で構成さ
れたメモリセルを存するDRAMを備えた半導体集積回
路装置の製造方法であって、上記スタックド構造の情報
蓄積用容量素子の下部電極を構成するポリシリコン膜に
不純物を導入することによって上記ポリシリコン膜の抵
抗値を低減するとともに、上記ポリシリコン膜に導入さ
れた不純物の一部を上記ポリシリコン膜の下方のメモリ
セル選択用MISFETの一方の半導体領域に拡散させ
て上記半導体領域の一部に高不純物濃度の半導体領域を
自己整合的に形成するに際し、上記ポリシリコン膜に上
記ポリシリコン膜、上記半導体基板およびそれらの界面
領域での拡散係数が異なる複数種の不純物を導入するも
のである。
上記した手段によれば、スタックド構造の情報蓄積用容
量素子の下部電極を構成するポリシリコン膜に上言己ボ
リンリコン膜、半導体基板およびそれらの界面領域での
拡散係数が異なる複数種の不純物を導入することにより
、上言己情報蓄積用容量素子とメモリセル選択用MIS
FETの一方の半導体領域のそれぞれの不純物濃度の制
御が容易になる。すなわち、例えば主計界面領域での拡
散係数の小さい不純物種はポリシリコン膜中に残り易く
、主としてポリシリコン膜の抵抗値を低減し、その不純
物濃度を高くすることができるので、蓄積容量の空乏化
率を低減でき、スタックド構造を有する情報蓄積用容量
素子の蓄積電荷量を大きくすることができる。また、例
えば上記ポリシリコン膜中および上記界面領域での拡散
係数の大きい不純物種はポリシリコン膜の下方のメモリ
セル選択用MI S F E Tの一方の半導体領域に
拡散し易く、主として上記半導体領域の不純物濃度を高
めるように作用するので、メモリセルのリーク電流を低
減することができる。
量素子の下部電極を構成するポリシリコン膜に上言己ボ
リンリコン膜、半導体基板およびそれらの界面領域での
拡散係数が異なる複数種の不純物を導入することにより
、上言己情報蓄積用容量素子とメモリセル選択用MIS
FETの一方の半導体領域のそれぞれの不純物濃度の制
御が容易になる。すなわち、例えば主計界面領域での拡
散係数の小さい不純物種はポリシリコン膜中に残り易く
、主としてポリシリコン膜の抵抗値を低減し、その不純
物濃度を高くすることができるので、蓄積容量の空乏化
率を低減でき、スタックド構造を有する情報蓄積用容量
素子の蓄積電荷量を大きくすることができる。また、例
えば上記ポリシリコン膜中および上記界面領域での拡散
係数の大きい不純物種はポリシリコン膜の下方のメモリ
セル選択用MI S F E Tの一方の半導体領域に
拡散し易く、主として上記半導体領域の不純物濃度を高
めるように作用するので、メモリセルのリーク電流を低
減することができる。
以下、実施例により本発明を詳述する。なお、実施例を
説明するための企図において同一機能を有するものは同
一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
説明するための企図において同一機能を有するものは同
一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
本発明の一実施例である半導体集積回路装置の製造方法
は、メモリセル選択用MISFETQsとスタックド構
造の情報蓄積用容量素子Cとの直列回路で構成されたメ
モリセルを有するDRAMの製造方法に適用されたもの
である。上記DRAMは、例えば16メガビツ) (M
bit:lの容量を有し、最小加工寸法を0.5〔μm
〕とするいわゆる0、5〔μm〕設計ルールにより製造
される。
は、メモリセル選択用MISFETQsとスタックド構
造の情報蓄積用容量素子Cとの直列回路で構成されたメ
モリセルを有するDRAMの製造方法に適用されたもの
である。上記DRAMは、例えば16メガビツ) (M
bit:lの容量を有し、最小加工寸法を0.5〔μm
〕とするいわゆる0、5〔μm〕設計ルールにより製造
される。
第1図は、上M己D RA Mの製造工程の中途段階に
ある半導体基板(ウェハ) 1を示す要部断面図である
。p−形シリコン単結晶からなる上記基板1のメモリセ
ル形成領域の主面にはp形ウェル領域2が設けられてい
る。上記p形つェル領域2は、例えば10 ” 〜10
” (atoms/cffll程度の不純物濃度(D
B (またはBF、)をD O〜70 CK e V〕
程度のエネルギーのイオン注入法で導入した後、基板2
を1100〜1300(t)程度の高温度の雰囲気中で
熱処理することにより形成される。
ある半導体基板(ウェハ) 1を示す要部断面図である
。p−形シリコン単結晶からなる上記基板1のメモリセ
ル形成領域の主面にはp形ウェル領域2が設けられてい
る。上記p形つェル領域2は、例えば10 ” 〜10
” (atoms/cffll程度の不純物濃度(D
B (またはBF、)をD O〜70 CK e V〕
程度のエネルギーのイオン注入法で導入した後、基板2
を1100〜1300(t)程度の高温度の雰囲気中で
熱処理することにより形成される。
上記p形つェル領域2の主面には400〜600(nm
:]程度の膜厚を有する素子分離用のフィールド絶縁膜
3が設けられている。上記フィールド絶縁膜3は5iC
h からなり、例えば選択酸化法(LOCO3法)によ
り形成される。上記フィールド絶縁膜3の下には、p形
チャネルストッパ領域4が設けられている。上Ep形チ
ャネルストッパ領域4は、例えばp形つェル領域2の主
面にIQ ” (atoms/ ci 〕程度の不純物
濃度のBF2を50〜70(KeV)程度のエネルギー
のイオン注入法で導入した後、基板1を1050〜11
50〔℃〕程度の高温度で熱処理することにより形成さ
れる。上記熱処理によりp形つェル領域2の主面に導入
された不純物が引き伸し拡散され、フィールド絶縁膜3
の形成と実質的に同一製造工程により上言己p形チャネ
ルストッパ領域4が形成される。上記フィールド絶縁膜
3によって周囲を囲まれたp形つェル領域2のアクティ
ブ領域の主面にはメモリセル選択用MISFETQsの
ゲート絶縁膜5が設けられている。上記ゲート絶縁膜5
は、例えば800〜1000〔℃〕程度の高温度で基板
1をスチーム酸化することにより形成され、12〜18
[nm)程度の膜厚を有している。上8己ゲート絶縁膜
5およびフィールド絶縁膜3のそれぞれの上にはワード
線(WL)を兼ねたメモリセル選択用MISFETQs
のゲート電極6が設けられている。上記ゲート電極6は
、例えば200〜300[nm)程度の膜厚を有するポ
リシリコン膜で構成されている。上とポリシリコン膜に
は抵抗値を低減するn形不純物(PまたはAs)が導入
されている。上記ゲート電極6を形成するには、例えば
まず基板1の全面にCVD法によりポリシリコン膜を堆
積し、続いて熱拡散法により上言己ポリシリコン膜にn
形不純物(PまたはAs)を導入した後、上記ポリシリ
コン膜上の全面に250〜350[nm〕℃〕程度を有
する層間絶縁膜7を堆積する。上記層間絶縁膜7は、例
えば無機シランガスおよび酸化窒素ガスをソースガスと
するCVD法により形成される。次に図示しないホトレ
ジストマスクを用いて上記層間絶縁膜7、ポリシリコン
膜のそれぞれを異方性エツチングする。なお上記ゲート
電極6は、ポリシリコン膜に代えて高融点金属(Mo、
T i、Ta、W)膜や高融点金属シリサイド(MoS
i、、TiSi2.TaSi□、WSi□)膜の単層で
構成してもよく、あるし1はポリシリコン膜上に上記高
融点金属膜や高融点金属シリサイド膜を積層した複合膜
で構成してもよい。
:]程度の膜厚を有する素子分離用のフィールド絶縁膜
3が設けられている。上記フィールド絶縁膜3は5iC
h からなり、例えば選択酸化法(LOCO3法)によ
り形成される。上記フィールド絶縁膜3の下には、p形
チャネルストッパ領域4が設けられている。上Ep形チ
ャネルストッパ領域4は、例えばp形つェル領域2の主
面にIQ ” (atoms/ ci 〕程度の不純物
濃度のBF2を50〜70(KeV)程度のエネルギー
のイオン注入法で導入した後、基板1を1050〜11
50〔℃〕程度の高温度で熱処理することにより形成さ
れる。上記熱処理によりp形つェル領域2の主面に導入
された不純物が引き伸し拡散され、フィールド絶縁膜3
の形成と実質的に同一製造工程により上言己p形チャネ
ルストッパ領域4が形成される。上記フィールド絶縁膜
3によって周囲を囲まれたp形つェル領域2のアクティ
ブ領域の主面にはメモリセル選択用MISFETQsの
ゲート絶縁膜5が設けられている。上記ゲート絶縁膜5
は、例えば800〜1000〔℃〕程度の高温度で基板
1をスチーム酸化することにより形成され、12〜18
[nm)程度の膜厚を有している。上8己ゲート絶縁膜
5およびフィールド絶縁膜3のそれぞれの上にはワード
線(WL)を兼ねたメモリセル選択用MISFETQs
のゲート電極6が設けられている。上記ゲート電極6は
、例えば200〜300[nm)程度の膜厚を有するポ
リシリコン膜で構成されている。上とポリシリコン膜に
は抵抗値を低減するn形不純物(PまたはAs)が導入
されている。上記ゲート電極6を形成するには、例えば
まず基板1の全面にCVD法によりポリシリコン膜を堆
積し、続いて熱拡散法により上言己ポリシリコン膜にn
形不純物(PまたはAs)を導入した後、上記ポリシリ
コン膜上の全面に250〜350[nm〕℃〕程度を有
する層間絶縁膜7を堆積する。上記層間絶縁膜7は、例
えば無機シランガスおよび酸化窒素ガスをソースガスと
するCVD法により形成される。次に図示しないホトレ
ジストマスクを用いて上記層間絶縁膜7、ポリシリコン
膜のそれぞれを異方性エツチングする。なお上記ゲート
電極6は、ポリシリコン膜に代えて高融点金属(Mo、
T i、Ta、W)膜や高融点金属シリサイド(MoS
i、、TiSi2.TaSi□、WSi□)膜の単層で
構成してもよく、あるし1はポリシリコン膜上に上記高
融点金属膜や高融点金属シリサイド膜を積層した複合膜
で構成してもよい。
次に、上記フィールド絶縁膜3、ゲート電極6およびそ
の上の層間絶縁膜7を不純物導入マスクに用いてアクテ
ィブ領域の主面にn形不純物を導入する。上記n形不純
物は、ゲート電極6に対して自己整合的に導入される。
の上の層間絶縁膜7を不純物導入マスクに用いてアクテ
ィブ領域の主面にn形不純物を導入する。上記n形不純
物は、ゲート電極6に対して自己整合的に導入される。
上記n形不純物は、例えばl Q13atoms/ca
f〕程度の不純物濃度のP(またはAs)を用い、30
〜50 CKeV:l程度のエネルギーのイオン注入法
で導入する。続いて、例えば900〜1000[℃〕程
度の高温度で基板1を熱処理して上記n形不純物の引き
伸し拡散を行い、第2図に示すようなメモリセル選択用
MISFETQsのn−形半導体領域8を形成する。
f〕程度の不純物濃度のP(またはAs)を用い、30
〜50 CKeV:l程度のエネルギーのイオン注入法
で導入する。続いて、例えば900〜1000[℃〕程
度の高温度で基板1を熱処理して上記n形不純物の引き
伸し拡散を行い、第2図に示すようなメモリセル選択用
MISFETQsのn−形半導体領域8を形成する。
次に、第3図に示すように、上記ゲート電極6およびそ
の上の層間絶縁膜7のそれぞれの側壁にサイドウオール
スペーサ9を形成する。上記サイドウオールスペーサ9
は、例えば無機シランガスおよび酸化窒素ガスをソース
ガスとする5102膜をCVD法により堆積した後、R
IEなどの異方性エツチングを施すことにより形成され
る。次に、基板1の全面に層間絶縁膜10を堆積する。
の上の層間絶縁膜7のそれぞれの側壁にサイドウオール
スペーサ9を形成する。上記サイドウオールスペーサ9
は、例えば無機シランガスおよび酸化窒素ガスをソース
ガスとする5102膜をCVD法により堆積した後、R
IEなどの異方性エツチングを施すことにより形成され
る。次に、基板1の全面に層間絶縁膜10を堆積する。
上記層間絶縁膜10は、後述するメモリセルの情報蓄積
用容量素子Cの電極を加工する際のエツチングストッパ
層として使用され、また上記情報蓄積用容量素子Cの下
層電極とメモリセル選択用MISFETQsのゲート電
極6とを電気的に分離するために形成される。上記層間
絶縁膜10は、例えば無機シランガスおよび酸化窒素ガ
スをソースガスとするCVD法により堆積した5102
膜で構成され、130〜180(nun)程度の膜厚を
有している。次にメモリセル選択用MISFETQsの
一方のn−形半導体領域(情報蓄積用容量素子Cの下部
電極が接続される側)8上の上記層間絶縁膜10を除去
し、接続孔11を形成する。
用容量素子Cの電極を加工する際のエツチングストッパ
層として使用され、また上記情報蓄積用容量素子Cの下
層電極とメモリセル選択用MISFETQsのゲート電
極6とを電気的に分離するために形成される。上記層間
絶縁膜10は、例えば無機シランガスおよび酸化窒素ガ
スをソースガスとするCVD法により堆積した5102
膜で構成され、130〜180(nun)程度の膜厚を
有している。次にメモリセル選択用MISFETQsの
一方のn−形半導体領域(情報蓄積用容量素子Cの下部
電極が接続される側)8上の上記層間絶縁膜10を除去
し、接続孔11を形成する。
次に、第4図に示すように、基板1の全面に情報蓄積用
容量素子Cの下部電極用のポリシリコン膜12Aを堆積
する。上記ポリシリコン膜12Aは、上記接続孔11を
通してその一部がメモリセル選択用M I S F E
T Q sの一方のn−形半導体領域8に接続される
。上8己ポリシリコン膜12Aは、例えばCVD法によ
り堆積され、情報蓄積用容量素子Cの下部電極の表面積
を充分確保するために200(nm)以上の膜厚を有し
ている。上記ポリシリコン膜12Aには、その堆積後に
n形不純物を導入する。上記n形不純物の導入は、上記
ポリシリコン膜12Aの抵抗値を低減するとともに上記
ポリシリコン膜12Aに導入された上記n形不純物の一
部を上記接続孔11を通してメモリセル選択用MISF
ETQsの一方のn−形半導体領域8に拡散させるため
に行う。本実施例では、上記ポリシリコン膜12Aにn
形不純物を導入するにあたり、拡散係数が互いに異なる
二種のn形不純物(AsおよびP)を使用する。すなわ
ち、例えば1016Catoms/cffl:l程度の
不純物濃度のAsを80CKeV:l程度のエネルギー
のイオン注入法で導入し、続いて1015〜5X101
5(atoms/cafl程度の不純物濃度のPを80
(KeV〕程度のエネルギーのイオン注入法で導入する
。
容量素子Cの下部電極用のポリシリコン膜12Aを堆積
する。上記ポリシリコン膜12Aは、上記接続孔11を
通してその一部がメモリセル選択用M I S F E
T Q sの一方のn−形半導体領域8に接続される
。上8己ポリシリコン膜12Aは、例えばCVD法によ
り堆積され、情報蓄積用容量素子Cの下部電極の表面積
を充分確保するために200(nm)以上の膜厚を有し
ている。上記ポリシリコン膜12Aには、その堆積後に
n形不純物を導入する。上記n形不純物の導入は、上記
ポリシリコン膜12Aの抵抗値を低減するとともに上記
ポリシリコン膜12Aに導入された上記n形不純物の一
部を上記接続孔11を通してメモリセル選択用MISF
ETQsの一方のn−形半導体領域8に拡散させるため
に行う。本実施例では、上記ポリシリコン膜12Aにn
形不純物を導入するにあたり、拡散係数が互いに異なる
二種のn形不純物(AsおよびP)を使用する。すなわ
ち、例えば1016Catoms/cffl:l程度の
不純物濃度のAsを80CKeV:l程度のエネルギー
のイオン注入法で導入し、続いて1015〜5X101
5(atoms/cafl程度の不純物濃度のPを80
(KeV〕程度のエネルギーのイオン注入法で導入する
。
上記二種のn形不純物は、上記ポリシリコン膜12Aの
表面に形成された10〜30(nm〕程度の薄い熱酸化
膜(図示せず)を通して導入し、その直後、例えば90
0Ctl程度の高温度で約10分間基板1を熱処理して
引き伸し拡散を行う。
表面に形成された10〜30(nm〕程度の薄い熱酸化
膜(図示せず)を通して導入し、その直後、例えば90
0Ctl程度の高温度で約10分間基板1を熱処理して
引き伸し拡散を行う。
なお上記ポリシリコン膜12AへのPの導入は、熱拡散
法を用いて行ってもよい。これにより、上記n形不純物
の一部がメモリセル選択用MISFETQsのn−形半
導体領域8に拡散し、その−部に高不純物濃度のn°形
半導体領域13が自゛己整合的に形成される。このとき
上記ポリシリコン膜12Aと基板1との界面領域での拡
散係数が相対的に小さいAsは上記ポリシリコン膜12
Aに残り易く、上記ポリシリコン膜12A中に吸蔵され
るので、主としてその抵抗値の低減および蓄積容量の低
減防止に寄与し、一方、上記ポリシリコン膜12A中お
よび上記界面領域での拡散係数が相対的に大きいPは上
記n−形半導体領域8に拡散し易いので、主として高不
純物濃度のn゛形半導体領域13の形成に寄与する。
法を用いて行ってもよい。これにより、上記n形不純物
の一部がメモリセル選択用MISFETQsのn−形半
導体領域8に拡散し、その−部に高不純物濃度のn°形
半導体領域13が自゛己整合的に形成される。このとき
上記ポリシリコン膜12Aと基板1との界面領域での拡
散係数が相対的に小さいAsは上記ポリシリコン膜12
Aに残り易く、上記ポリシリコン膜12A中に吸蔵され
るので、主としてその抵抗値の低減および蓄積容量の低
減防止に寄与し、一方、上記ポリシリコン膜12A中お
よび上記界面領域での拡散係数が相対的に大きいPは上
記n−形半導体領域8に拡散し易いので、主として高不
純物濃度のn゛形半導体領域13の形成に寄与する。
次に、ホトリソグラフィ技術および異方性エツチング技
術を用いて上記ポリシリコン膜12Aを所定の形状に加
工し、第5図に示すような情報蓄積用容量素子Cの下部
電極12を形成する。
術を用いて上記ポリシリコン膜12Aを所定の形状に加
工し、第5図に示すような情報蓄積用容量素子Cの下部
電極12を形成する。
次に、基板1の全面に、例えば513N4膜、5102
膜を順次積層した2層構造の誘電体膜14を堆積する。
膜を順次積層した2層構造の誘電体膜14を堆積する。
上記誘電体膜14の膜厚は、実効酸化膜厚(tox e
rt)換算で約7 (nm〕以下とする。
rt)換算で約7 (nm〕以下とする。
次に、上記誘電体膜14の上に情報蓄積用容量素子Cの
上部電極用のポリシリコン膜を堆積し、上記ポリシリコ
ン膜にn形不純物、例えばPを熱拡散法により導入して
その抵抗値を低減した後、上記ポリシリコン膜、誘電体
膜14のそれぞれに順次異方性エツチングを施すことに
より、第6図に示すような情報蓄積用容量素子Cの誘電
体膜14、上部電極15を形成する。これにより、スタ
ックド構造を有する情報蓄積用容量素子Cが完成し、D
RAMのメモリセルが完成する。
上部電極用のポリシリコン膜を堆積し、上記ポリシリコ
ン膜にn形不純物、例えばPを熱拡散法により導入して
その抵抗値を低減した後、上記ポリシリコン膜、誘電体
膜14のそれぞれに順次異方性エツチングを施すことに
より、第6図に示すような情報蓄積用容量素子Cの誘電
体膜14、上部電極15を形成する。これにより、スタ
ックド構造を有する情報蓄積用容量素子Cが完成し、D
RAMのメモリセルが完成する。
このように、本実施例のDRAMの製造方法によれば、
拡散係数が互いに異なる二種のn形不純物(Asおよび
P)をポリシリコン膜12Aに導入し、上記二種のn形
不純物の拡散係数の差を利用することにより、上言己情
報蓄積用容量素子Cとn゛形半導体領域13のそれぞれ
の不純物濃度を最適化することができる。これにより、
情報蓄積用容量素子Cの蓄積電荷量が充分に確保される
ので、メモリセルのソフトエラー率が低減する。またp
n接合特性の良好なn°形半導体領域13を有するメモ
リセル選択用MISFETQsが形成されるので、メモ
リセルのリーク電流が低減され、DRAMのリフレッシ
ュ特性が向上する。
拡散係数が互いに異なる二種のn形不純物(Asおよび
P)をポリシリコン膜12Aに導入し、上記二種のn形
不純物の拡散係数の差を利用することにより、上言己情
報蓄積用容量素子Cとn゛形半導体領域13のそれぞれ
の不純物濃度を最適化することができる。これにより、
情報蓄積用容量素子Cの蓄積電荷量が充分に確保される
ので、メモリセルのソフトエラー率が低減する。またp
n接合特性の良好なn°形半導体領域13を有するメモ
リセル選択用MISFETQsが形成されるので、メモ
リセルのリーク電流が低減され、DRAMのリフレッシ
ュ特性が向上する。
以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。
具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。
前記実施例では、メモリセル選択用MrSFETQsと
スタックド構造の情報蓄積用容量素子Cとの直列回路で
構成されたメモリセルを有するDRAMの製造方法に適
用した場合について説明したが、本発明は、一般に半導
体基板上に堆積したポリシリコン膜に不純物を導入して
その抵抗値を低減するとともに、上δ己不純物の一部を
半導体基板に拡散させて上記半導体基板の一部に高不純
物濃度の半導体領域を自己整合的に形成する工程を含む
半導体集積回路装置の製造方法に広く適用することがで
きる。すなわち、拡散係数が互いに異なる二種の不純物
を上記ポリシリコン膜に導入し、上記二種の不純物の拡
散係数の差を利用することにより、上記ポリシリコン膜
と半導体領域のそれぞれの不純物濃度や、半導体領域の
深さを最適化することができるので、半導体集積回路装
置の歩留り向上、高信頼度化を実現することができる。
スタックド構造の情報蓄積用容量素子Cとの直列回路で
構成されたメモリセルを有するDRAMの製造方法に適
用した場合について説明したが、本発明は、一般に半導
体基板上に堆積したポリシリコン膜に不純物を導入して
その抵抗値を低減するとともに、上δ己不純物の一部を
半導体基板に拡散させて上記半導体基板の一部に高不純
物濃度の半導体領域を自己整合的に形成する工程を含む
半導体集積回路装置の製造方法に広く適用することがで
きる。すなわち、拡散係数が互いに異なる二種の不純物
を上記ポリシリコン膜に導入し、上記二種の不純物の拡
散係数の差を利用することにより、上記ポリシリコン膜
と半導体領域のそれぞれの不純物濃度や、半導体領域の
深さを最適化することができるので、半導体集積回路装
置の歩留り向上、高信頼度化を実現することができる。
本願において開示される発明のうち、代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりで
ある。
って得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりで
ある。
スタックド構造を有する情報蓄積用容量素子の下部電極
を構成するポリシリコン膜に不純物を導入することによ
って上8己ポリンリ、コン膜の抵抗値を低減するととも
に、上記ポリシリコン膜に導入された上記不純物の一部
を上記ポリシリコン膜の下方のメモリセル選択用MIS
FETの一方の半導体領域Jこ拡散させることによって
上記半導体領域の一部に高不純物濃度の半導体領域を自
己整合的に形成する工程を含むメモリセル選択用MIS
FETとスタックド構造の情報蓄積用容量素子との直列
回路で構成されたメモリセルの製造方法において、上記
ポリシリコン膜に不純物を導入するにあたり、拡散係数
の異なる複数種の不純物を用いる本発明によれば、上記
情報蓄積用容量素子とメモリセル選択用MISFETの
一方の半導体領域の一部に形成される高不純物濃度の半
導体領域のそれぞれの不純物濃度を最適化することがで
きるので、上記メモリセルを有する半導体集積回路装置
の歩留り向上、高信頼度化を実現することができる。
を構成するポリシリコン膜に不純物を導入することによ
って上8己ポリンリ、コン膜の抵抗値を低減するととも
に、上記ポリシリコン膜に導入された上記不純物の一部
を上記ポリシリコン膜の下方のメモリセル選択用MIS
FETの一方の半導体領域Jこ拡散させることによって
上記半導体領域の一部に高不純物濃度の半導体領域を自
己整合的に形成する工程を含むメモリセル選択用MIS
FETとスタックド構造の情報蓄積用容量素子との直列
回路で構成されたメモリセルの製造方法において、上記
ポリシリコン膜に不純物を導入するにあたり、拡散係数
の異なる複数種の不純物を用いる本発明によれば、上記
情報蓄積用容量素子とメモリセル選択用MISFETの
一方の半導体領域の一部に形成される高不純物濃度の半
導体領域のそれぞれの不純物濃度を最適化することがで
きるので、上記メモリセルを有する半導体集積回路装置
の歩留り向上、高信頼度化を実現することができる。
第1図乃至第6図は、本発明の一実施例である半導体集
積回路装置の製造方法を示す半導体基板の要部断面図で
ある。 l・・・半導体基板、2・・・p形つェル領域、3・・
・フィールド絶縁膜、4・・・p形チャネルストッパ領
域、5・・・ゲート絶縁膜、6・・・ゲート電極(ワー
ド線WL) 、7.10・・・層間絶縁膜、8・・・n
−形半導体領域、9・・・サイドウオールスペーサ、1
1・φ・接続孔、12・・′・下部電極、12A・・・
ポリシリコン膜、13・・・n−形半導体領域、14・
・・誘電体膜、 5 ・上部電極。
積回路装置の製造方法を示す半導体基板の要部断面図で
ある。 l・・・半導体基板、2・・・p形つェル領域、3・・
・フィールド絶縁膜、4・・・p形チャネルストッパ領
域、5・・・ゲート絶縁膜、6・・・ゲート電極(ワー
ド線WL) 、7.10・・・層間絶縁膜、8・・・n
−形半導体領域、9・・・サイドウオールスペーサ、1
1・φ・接続孔、12・・′・下部電極、12A・・・
ポリシリコン膜、13・・・n−形半導体領域、14・
・・誘電体膜、 5 ・上部電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、半導体基板上に堆積したポリシリコン膜に不純物を
導入することによって前記ポリシリコン膜の抵抗値を低
減するとともに、前記ポリシリコン膜に導入された前記
不純物の一部を前記ポリシリコン膜の下方の半導体基板
に拡散させることによって前記半導体基板の一部に高不
純物濃度の半導体領域を自己整合的に形成する工程を含
む半導体集積回路装置の製造方法であって、前記ポリシ
リコン膜に前記ポリシリコン膜、前記半導体基板および
それらの界面領域での拡散係数が異なる複数種の不純物
を導入することを特徴とする半導体集積回路装置の製造
方法。 2、スタックド構造を有する情報蓄積用容量素子の下部
電極を構成するポリシリコン膜に不純物を導入すること
によって前記ポリシリコン膜の抵抗値を低減するととも
に、前記ポリシリコン膜に導入された前記不純物の一部
を前記ポリシリコン膜の下方のメモリセル選択用MIS
FETの一方の半導体領域に拡散させることによっ て
前記半導体領域の一部に高不純物濃度の半導体領域を自
己整合的に形成する工程を含むメモリセル選択用MIS
FETとスタックド構造の情報蓄積用容量素子との直列
回路で構成されたメモリセルを有する半導体集積回路装
置の製造方法であって、前記ポリシリコン膜に前記ポリ
シリコン膜、前記半導体基板およびそれらの界面領域で
の拡散係数が異なる複数種の不純物を導入することを特
徴とする請求項1記載の半導体集積回路装置の製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019589A JPH03224264A (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | 半導体集積回路装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019589A JPH03224264A (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | 半導体集積回路装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03224264A true JPH03224264A (ja) | 1991-10-03 |
Family
ID=12003443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019589A Pending JPH03224264A (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | 半導体集積回路装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03224264A (ja) |
-
1990
- 1990-01-30 JP JP2019589A patent/JPH03224264A/ja active Pending
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