JPH07221275A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JPH07221275A
JPH07221275A JP6010454A JP1045494A JPH07221275A JP H07221275 A JPH07221275 A JP H07221275A JP 6010454 A JP6010454 A JP 6010454A JP 1045494 A JP1045494 A JP 1045494A JP H07221275 A JPH07221275 A JP H07221275A
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JP
Japan
Prior art keywords
polysilicon
formation region
gate
memory cell
peripheral circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP6010454A
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English (en)
Inventor
Yutaka Okamoto
裕 岡本
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 メモリセル部のソフトエラーを防止し、周辺
回路部の高速化を達成する。 【構成】 ゲートポリシリコン電極14を形成した後、
LDD用低濃度不純物層15を形成し、次にポリシリコ
ンサイドウォール17Aを形成した後、ソース,ドレイ
ン18S,18Dをイオン注入して形成する。その後、
周辺回路側のポリシリコンサイドウォール17Aを除去
することにより、メモリセル側のソフトエラーを防止
し、周辺回路側の高速化が達成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、メモリセル部と周辺
回路部とを備える、例えばDRAM,SRAM等の半導
体装置及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から半導体装置の高集積化は、基本
的には低電力化,高速化のための回路,デバイス技術
と、素子寸法微細化のためのプロセス技術とにより達成
されてきた。従来の半導体装置におけるMOSトランジ
スタ部の形成工程を、図2(A)〜(C)に示す工程断
面図に基づいて説明する。
【0003】先ず、図2(A)に示すように、P型のシ
リコン基板1に例えば膜厚400nmの素子分離用のL
OCOS酸化膜2を選択酸化技術を用いて形成し、続い
てシリコン基板1表面に例えば膜厚16nmのゲート酸
化膜3を熱酸化によって形成する。そして、全面にリン
をドープしたポリシリコン膜を例えば膜厚が300nm
になるように形成し、パターニングを行ってゲートポリ
シリコン電極4を形成する。
【0004】次に、図2(B)に示すように、LOCO
S酸化膜2及びゲートポリシリコン電極4をマスクとし
て、リン(P)を30keVで3E13cm-2のドーズ
量となるようにイオン注入してLDD用低濃度不純物層
5を形成する。
【0005】次に、ゲートポリシリコン電極4の表面に
酸化膜6(膜厚10nm)を形成し、続いて全面にポリ
シリコン膜をCVD法にて、例えば300nmの膜厚と
なるように堆積させる。そして、このポリシリコン膜を
エッチバックすることにより、図2(C)に示すよう
に、ゲートポリシリコン電極4の側壁に、ポリシリコン
サイドウォール(スペーサ)7を残す。このポリシリコ
ンサイドウォール7は、シリコン基板1上に形成され
た、全てのゲートポリシリコン電極4の側壁に形成され
る。
【0006】次に、LOCOS酸化膜2,ゲートポリシ
リコン電極4及びポリシリコンサイドウォール7をマス
クとして、ヒ素(As)を50keVで5E15cm-2
のドーズ量となるようにイオン注入してソース8,ドレ
イン9を形成する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の方法で製造された半導体装置にあっては、ポ
リシリコンサイドウォール7に不純物(As)がドーピ
ングされるため、これが空乏化しないことによってソー
ス・ドレインとゲートポリシリコン電極4との間に容量
が付き、ソフトエラー耐性(SER)は改善されるもの
の、高速化に不利となる問題があった。一方、ポリシリ
コンサイドウォール7に不純物をドーピングしなけれ
ば、それが空乏化することによって、ソース・ドレイン
とゲートポリシリコン電極4との間に容量が付きにくい
ため、高速化には有利であるが当然積極的に容量を付け
てソフトエラー耐性の改善に寄与させることは不可能で
あった。
【0008】特に、DRAMにおいては、メモリセル構
造を立体化したり、SiO2膜より誘電率の高いSi3N
4膜をキャパシタ絶縁膜に用いたりして蓄積電荷量を確
保しているが、急速に高集積化が進んでいるため、α線
に起因して生じるソフトエラーを防止することは今後の
課題となっている。
【0009】また、SRAMにおいても、メモリセルを
構成するMOSトランジスタのゲート電圧の印加されて
いる界面下の空乏層に、α線入射によって発生した電子
−正孔対のうちの電子が流れ、ゲート電圧を操作しない
のにメモリセルのデータが反転するなどのソフトエラー
が生じる問題がある。
【0010】本発明が解決しようとする課題は、メモリ
セル部のソフトエラー耐性を改善すると共に、周辺回路
部での高速化を同時に達成することのできる半導体装置
及びその製造方法を得るには、どのような手段を講じれ
ばよいかという点にある。
【0011】
【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、半
導体基板にメモリセル形成領域と該メモリセル形成領域
以外の周辺回路形成領域とが形成され、前記両領域のそ
れぞれにMOSトランジスタが形成された半導体装置の
前記両領域のうちメモリセル形成領域のMOSトランジ
スタのみにゲート側壁に不純物をドーピングしたポリシ
リコンサイドウォールを形成した構成とした。
【0012】また、このような半導体装置の製造方法と
しては、以下の(1)〜(5)の手順で行う。
【0013】(1)半導体基板のメモリセル形成領域と
該メモリセル形成領域以外の周辺回路形成領域とにゲー
トをパターニングする。
【0014】(2)前記ゲートをマスクとしてイオン注
入を行い前記半導体基板にLDD用低濃度不純物層を形
成する。
【0015】(3)前記メモリセル形成領域及び周辺回
路形成領域に形成されたゲート側壁にポリシリコンサイ
ドウォールを形成する。
【0016】(4)前記ゲート及びポリシリコンサイド
ウォールをマスクとしてイオン注入を行いソース・ドレ
インを形成する。
【0017】(5)前記周辺回路形成領域のポリシリコ
ンサイドウォールを除去する。
【0018】
【作用】この発明においては、メモリセル形成領域のM
OSトランジスタのゲート側壁に不純物がドーピングさ
れたポリシリコンサイドウォールが形成される。このポ
リシリコンサイドウォールは、空乏化しないため、ソー
ス・ドレインとゲートとの間に容量が付き、ソフトエラ
ー耐性が向上する。また、周辺回路形成領域のMOSト
ランジスタのゲート側壁には、不純物がドーピングされ
たポリシリコンサイドウォールが形成されないため、ポ
リシリコンサイドウォールによるソース・ドレインとゲ
ートとの間の容量が付かないので高速化に有利となる。
また、ポリシリコンサイドウォールを用いてLDD構造
のMOSトランジスタとしたため、ホットキャリア耐性
を向上させる作用を奏する。
【0019】
【実施例】以下、本発明に係る半導体装置及びその製造
方法の詳細を図面に示す実施例に基づいて説明する。
【0020】本実施例は、メモリセル部とその周辺回路
部とを有する半導体装置に本発明を適用した例である。
【0021】先ず、図1(A)に示すように、P型のシ
リコン基板11表面に素子分離用の、例えば400nm
の膜厚のLOCOS酸化膜12を周知の選択酸化技術を
用いて形成する。次に、熱酸化を行って、例えば膜厚1
6nmのゲート酸化膜13を形成する。その後、全面に
リンドープのポリシリコン膜を膜厚300nm程度にな
るように堆積させ、このポリシリコン膜をパターニング
して、図1(A)に示すように、メモリセル形成領域及
び周辺回路形成領域の所定位置にゲートポリシリコン電
極14を形成する。
【0022】次に、図1(B)に示すように、LOCO
S酸化膜12及びゲートポリシリコン電極14をマスク
として、リン(P)を30keVで3E13cm-2のド
ーズ量となるようにイオン注入して、LDD用低濃度不
純物層15を形成する。
【0023】その後、ゲートポリシリコン電極14の表
面に、図1(C)に示すように、酸化膜16を膜厚10
nm程度となるような酸化処理によって形成する。さら
に、基板表面に膜厚300nm程度のポリシリコン膜1
7をCVD法により堆積させ、続いてエッチバックを行
って、図1(C)に示すように、ゲートポリシリコン電
極14の側壁にポリシリコンサイドウォール17Aを形
成する。この時点で、メモリセル形成領域及び周辺回路
形成領域にポリシリコンサイドウォール17Aを備えた
ゲートポリシリコン電極14が作成される。
【0024】次に、両領域共にサイドウォール17を備
えた状態でヒ素(As)を50keVで5E15cm-2
のドーズ量となるように、イオン注入を行ってソース1
8S,ドレイン18Dを形成する。このイオン注入にお
いては、LOCOS酸化膜12,ポリシリコンサイドウ
ォール17A及びゲートポリシリコン電極14が注入マ
スクとなる。
【0025】次に、メモリセル形成領域のみを覆うレジ
ストマスク(図示省略)をパターニングした後、SiO
2と選択比がとれる条件でポリシリコンサイドウォール
17Aのみをエッチングして除去する(図1(D))。
【0026】このようにして、本実施例の半導体装置が
完成する。本実施例の半導体装置は、メモリセル形成領
域のみのMOSトランジスタのゲートに、不純物がドー
プされたポリシリコンサイドウォール17Aが形成され
る。このポリシリコンサイドウォール17Aは空乏化し
ないため、ソース・ドレインとゲートポリシリコン電極
14との間に容量が付き、ソフトエラー耐性を向上する
ことが可能となる。一方、周辺回路形成領域のMOSト
ランジスタのゲート側壁のポリシリコンサイドウォール
17Aは除去されるため、ソース・ドレインとゲートポ
リシリコン電極14との間には容量が付きにくくなり、
高速化に有利な構造となる。また、両領域ともにLDD
構造が形成できるため、ホットキャリア耐性を高めるこ
とが可能となる。
【0027】以上、実施例について説明したが、この発
明はこれに限定されるものではなく、構成の要旨に付随
する各種の設計変更が可能である。
【0028】例えば、上記実施例では、メモリセル形成
領域と周辺回路形成領域との両領域のゲートポリシリコ
ン電極14の側壁にポリシリコンサイドウォール17A
を形成した後、イオン注入を行ったが、両領域にポリシ
リコンサイドウォール17Aを形成した後、メモリセル
形成領域のみにイオン注入を行っても勿論よい。
【0029】また、上記実施例においては、ゲートをポ
リシリコンで形成したが、ポリサイドやメタル等で形成
してもよい。
【0030】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明によれば、メモリセル部でのソフトエラー耐性を向上
し、かつ周辺回路部での高速化を達成する効果がある。
また、LDD構造を形成することにより、同時にホット
キャリア耐性を改善する効果を奏する。このため、信頼
性の高い半導体メモリを実現する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)〜(D)は本発明の実施例を示す工程断
面図。
【図2】(A)〜(D)は従来例の工程断面図。
【符号の説明】
11…シリコン基板(半導体基板) 14…ゲートポリシリコン電極(ゲート) 15…LDD用低濃度不純物層 17A…ポリシリコンサイドウォール 18S…ソース 18D…ドレイン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/8244 27/11 29/78 21/336 7514−4M H01L 29/78 301 L

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板にメモリセル形成領域と該メ
    モリセル形成領域以外の周辺回路形成領域とが形成さ
    れ、前記両領域のそれぞれにMOSトランジスタが形成
    された半導体装置において、 前記両領域のうちメモリセル形成領域のみのMOSトラ
    ンジスタのゲート側壁に、不純物をドーピングしたポリ
    シリコンサイドウォールを形成したことを特徴とする半
    導体装置。
  2. 【請求項2】 半導体基板のメモリセル形成領域と該メ
    モリセル形成領域以外の周辺回路形成領域とにゲートを
    パターニングする工程と、 前記ゲートをマスクとしてイオン注入を行い前記半導体
    基板にLDD用低濃度不純物層を形成する工程と、 前記メモリセル形成領域及び周辺回路形成領域に形成さ
    れたゲートの側壁にポリシリコンサイドウォールを形成
    する工程と、 前記ゲート及びポリシリコンサイドウォールをマスクと
    してイオン注入を行いソース・ドレインを形成する工程
    と、 前記周辺回路形成領域のポリシリコンサイドウォールを
    除去する工程と、を備えたことを特徴とする半導体装置
    の製造方法。
JP6010454A 1994-02-01 1994-02-01 半導体装置及びその製造方法 Pending JPH07221275A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR980006463A (ko) * 1996-06-25 1998-03-30 김주용 모스 트랜지스터 및 그 제조방법
JP2003031684A (ja) * 2001-07-11 2003-01-31 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置およびその製造方法
JP2010161361A (ja) * 2008-12-22 2010-07-22 Numonyx Bv 同一ウェハ上に様々なトランジスタを集積するための方法および装置

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KR980006463A (ko) * 1996-06-25 1998-03-30 김주용 모스 트랜지스터 및 그 제조방법
JP2003031684A (ja) * 2001-07-11 2003-01-31 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置およびその製造方法
JP2010161361A (ja) * 2008-12-22 2010-07-22 Numonyx Bv 同一ウェハ上に様々なトランジスタを集積するための方法および装置

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