JPH1079421A - Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device

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JPH1079421A
JPH1079421A JP8235341A JP23534196A JPH1079421A JP H1079421 A JPH1079421 A JP H1079421A JP 8235341 A JP8235341 A JP 8235341A JP 23534196 A JP23534196 A JP 23534196A JP H1079421 A JPH1079421 A JP H1079421A
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JP
Japan
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integrated circuit
insulating film
circuit device
semiconductor integrated
film
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JP8235341A
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Japanese (ja)
Inventor
Hidenori Sato
英紀 佐藤
Toshio Ando
敏夫 安藤
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 溝掘り埋込形の分離構造を有する半導体集積
回路装置において、分離溝周辺の残留応力を緩和する。 【解決手段】 分離溝5a内に絶縁膜5cを埋め込んだ
後の熱処理において、埋込工程後から絶縁膜5cに残留
する真性応力と、その熱処理によって生じる熱応力とが
互いに相殺するような処理温度で熱処理を行う。
(57) Abstract: In a semiconductor integrated circuit device having a trench buried type separation structure, a residual stress around a separation groove is reduced. SOLUTION: In a heat treatment after embedding an insulating film 5c in an isolation groove 5a, a processing temperature at which an intrinsic stress remaining in the insulating film 5c after the embedding process and a thermal stress generated by the heat treatment cancel each other. Heat treatment.

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、半導体集積回路装
置の製造方法および半導体集積回路装置技術に関し、特
に、溝掘り埋込形の素子分離部を有する半導体集積回路
装置の製造方法および半導体集積回路装置に適用して有
効な技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device and a semiconductor integrated circuit technology, and more particularly, to a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device having a trench-buried type element isolation portion and a semiconductor integrated circuit. The present invention relates to technology that is effective when applied to an apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路装置における素子分離技
術は、素子集積度の向上を図りつつ素子の電気的特性を
確保し、半導体集積回路装置全体の性能の向上を図る上
で重要な技術である。
2. Description of the Related Art An element isolation technique in a semiconductor integrated circuit device is an important technology for securing the electrical characteristics of the device while improving the degree of element integration and improving the performance of the entire semiconductor integrated circuit device. .

【0003】特に、大容量の半導体メモリにおいては隣
接素子間の間隔を如何にして縮小するかがメモリセル領
域の寸法を左右する要素なので素子分離技術はメモリ容
量の増大を図る上で重要である。
In particular, in a large-capacity semiconductor memory, how to reduce the distance between adjacent elements is a factor that determines the size of the memory cell region, and therefore, element isolation technology is important in increasing the memory capacity. .

【0004】また、素子の電気的特性という観点から
は、例えばMOS・FET(Metal Oxide Semiconducto
r Field Effect Transistor)のナローチャネル効果、エ
ッジでの電界集中、サブスレッショルド特性を始め、ジ
ャンクションリーク等に影響する。
Further, from the viewpoint of the electrical characteristics of the device, for example, a MOS-FET (Metal Oxide Semiconductor)
r Field Effect Transistor), which affects the junction leak, as well as the narrow channel effect, electric field concentration at the edge, and sub-threshold characteristics.

【0005】この素子分離技術としては、一般的に選択
酸化法(Local Oxidization of Silicon;以下、LOC
OSという)が使用されているが、素子集積度の向上要
求に伴い、LOCOSによる素子分離に代わる新しい素
子分離技術の開発が進められている。
[0005] As this element isolation technique, a local oxidation method (Local Oxidization of Silicon; hereafter referred to as LOC) is generally used.
OS) is used, but development of a new element isolation technique that replaces element isolation by LOCOS is being promoted in accordance with a demand for improvement in element integration.

【0006】そのような新しい素子分離技術として、溝
掘り埋込み形の素子分離技術がある。この技術は、半導
体基板に形成された溝内に所定の材料を埋め込むことで
素子分離を行う技術であり、以下のような優れた特徴を
有している。
As such a new device isolation technology, there is a trench isolation type device isolation technology. This technology is a technology for performing element isolation by embedding a predetermined material in a groove formed in a semiconductor substrate, and has the following excellent features.

【0007】すなわち、素子分離間隔を縮小できる、素
子分離膜厚の設定制御が容易であり、フィールド反転電
圧の設定がし易い、溝内の側壁と底部とで不純物を打ち
分けることにより、反転防止層を素子用の拡散層やチャ
ネル領域から分離できるので、サブスレッショルド特性
の確保、ジャンクションリーク、バックゲート効果の低
減に対しても有利である等の特徴を有している。
That is, the device isolation interval can be reduced, the device isolation film thickness can be easily set and controlled, the field inversion voltage can be easily set, and impurities can be separated between the side walls and the bottom in the trench to prevent inversion. Since the layer can be separated from the element diffusion layer and the channel region, it is advantageous in ensuring sub-threshold characteristics, reducing junction leakage, and reducing the back gate effect.

【0008】ところで、本発明者は、素子分離部の形成
工程を有する半導体集積回路装置の製造プロセスについ
て検討した。以下は、本発明者により検討された技術で
あり公知とされた技術ではないが、その概要は次の通り
である。
By the way, the present inventor studied a manufacturing process of a semiconductor integrated circuit device having a step of forming an element isolation portion. The following is a technology studied by the present inventor and not a known technology, but the outline is as follows.

【0009】まず、半導体基板にその幅方向に延びる分
離溝をエッチング法等によって形成した後、半導体基板
上に絶縁材料等からなる分離膜をCVD(Chamical Vap
or Deposition)法等によって堆積する。
First, after a separation groove extending in the width direction is formed in a semiconductor substrate by an etching method or the like, a separation film made of an insulating material or the like is formed on the semiconductor substrate by CVD (Chemical Vap).
or Deposition) method.

【0010】続いて、半導体基板に対して所定ガス雰囲
気中において熱処理を施す。その後、その分離溝内のみ
に分離膜が残るように半導体基板上の分離膜を除去して
平坦化した後、例えばウエル等を形成するための不純物
を半導体基板に高エネルギーでイオン打ち込みする。
Subsequently, a heat treatment is performed on the semiconductor substrate in a predetermined gas atmosphere. Then, after the separation film on the semiconductor substrate is removed and planarized so that the separation film remains only in the separation groove, an impurity for forming a well or the like is ion-implanted into the semiconductor substrate with high energy.

【0011】なお、溝掘り埋込み形の素子分離技術につ
いては、例えば株式会社プレスジャーナル社、平成3年
2月20日発行、「月刊セミコンダクタワールド(Semi
conductor World)1991. 3月号」P112〜P11
7に記載があり、溝掘り埋込み形の素子分離構造および
その特徴や課題について説明されている。
The trench isolation type element isolation technology is disclosed in, for example, Press Journal Inc., published on Feb. 20, 1991, entitled "Monthly Semiconductor World".
conductor World) March 1991 "P112-P11
7 describes a trench-buried type element isolation structure and its features and problems.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】ところで、本発明者が
検討した上記素子分離部の形成工程を有する半導体集積
回路装置の製造技術においては、以下の問題があること
を本発明者は見出した。
By the way, the present inventor has found the following problems in the manufacturing technology of the semiconductor integrated circuit device having the above-mentioned element isolation portion forming process studied by the inventor.

【0013】すなわち、分離溝内に分離膜を埋め込んだ
際に分離膜に生じた真性応力と、分離膜形成後の熱処理
時に分離膜に生じた熱応力との差に起因して分離溝の周
辺に応力が残留する結果、その熱処理後の高エネルギー
イオン打ち込みによって、その残留応力発生領域に結晶
欠陥が発生する問題である。このため、隣接素子間にリ
ーク電流が流れる等、半導体集積回路装置の信頼性およ
び歩留りを低下させる問題が生じる。
That is, due to the difference between the intrinsic stress generated in the separation film when the separation film is embedded in the separation groove and the thermal stress generated in the separation film during heat treatment after the formation of the separation film, the vicinity of the separation groove is reduced. As a result, a high-energy ion implantation after the heat treatment causes crystal defects to be generated in the residual stress generation region. Therefore, there arises a problem that the reliability and the yield of the semiconductor integrated circuit device are reduced, for example, a leak current flows between adjacent elements.

【0014】本発明の目的は、溝掘り埋込形の分離構造
を有する半導体集積回路装置において、分離溝周辺の残
留応力を緩和することのできる技術を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide a technique capable of relaxing residual stress around an isolation groove in a semiconductor integrated circuit device having a trench buried type isolation structure.

【0015】本発明の他の目的は、溝掘り埋込形の分離
構造を有する半導体集積回路装置において、分離溝形成
後のイオン打ち込みに起因して分離溝周辺の残留応力発
生領域に生じる結晶欠陥を低減することのできる技術を
提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device having a trench buried type isolation structure, in which a crystal defect generated in a residual stress generating region around the isolation trench due to ion implantation after the formation of the isolation trench. It is an object of the present invention to provide a technology capable of reducing the noise.

【0016】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。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】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。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows.

【0018】本発明の半導体集積回路装置の製造方法
は、半導体基板に形成された分離溝に分離膜を埋め込む
工程後の熱処理において、分離膜の埋込工程後に分離膜
に残留する真性応力と、前記熱処理によって分離膜に生
じる熱応力とが互いに相殺し合うような温度で熱処理を
施す工程を有するものである。
According to the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device of the present invention, in the heat treatment after the step of embedding the isolation film in the isolation groove formed in the semiconductor substrate, the intrinsic stress remaining in the isolation film after the step of embedding the isolation film, The method further includes a step of performing a heat treatment at a temperature at which the thermal stress generated in the separation membrane by the heat treatment cancels each other.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する(なお、実施の形態を説明す
るための全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)。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. (Note that components having the same functions in all drawings for describing the embodiments are denoted by the same reference numerals.) , And the repeated explanation is omitted).

【0020】図1〜図6は本発明の一実施の形態である
半導体集積回路装置の製造工程中における要部断面図、
図7は熱処理工程時における処理温度と応力との関係を
示すグラフ図、図8および図9は図1〜図6の半導体集
積回路装置の製造方法を用いて製造された半導体集積回
路装置の要部断面図、図10および図11は図1〜図6
の半導体集積回路装置の製造方法を用いて製造された半
導体集積回路装置の図8における平面図である。
FIGS. 1 to 6 are cross-sectional views of a main part during a manufacturing process of a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the processing temperature and the stress during the heat treatment step, and FIGS. 8 and 9 show the essential parts of the semiconductor integrated circuit device manufactured by using the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device shown in FIGS. 10 and 11 are sectional views of FIGS.
FIG. 9 is a plan view of the semiconductor integrated circuit device manufactured by using the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device of FIG. 8.

【0021】本実施の形態の半導体集積回路装置の製造
方法を図1〜図7によって説明する。
A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

【0022】まず、図1に示すように、例えば所定導電
形のシリコン(Si)単結晶からなる半導体基板1s上
に、例えば二酸化シリコン(SiO2)からなる絶縁膜2
を熱酸化法等によって形成する。
First, as shown in FIG. 1, an insulating film 2 made of, for example, silicon dioxide (SiO 2 ) is formed on a semiconductor substrate 1s made of, for example, silicon (Si) single crystal of a predetermined conductivity type.
Is formed by a thermal oxidation method or the like.

【0023】続いて、その絶縁膜2上に、例えば窒化シ
リコンからなる絶縁膜3をCVD法等によって形成した
後、その上に溝掘り埋込み構造の分離部形成領域が露出
するようなフォトレジストパターン4をフォトリソグラ
フィ技術によって形成する。
Subsequently, an insulating film 3 made of, for example, silicon nitride is formed on the insulating film 2 by a CVD method or the like, and a photoresist pattern such that an isolation formation region of a trench buried structure is exposed thereon. 4 is formed by a photolithography technique.

【0024】その後、そのフォトレジストパターン4を
エッチングマスクとして、そのフォトレジストパターン
4から露出する絶縁膜3をドライエッチング法等によっ
てエッチング除去した後、フォトレジストパターン4を
除去する。これにより、図2に示すように、絶縁膜3に
開口部3aを形成する。
Thereafter, using the photoresist pattern 4 as an etching mask, the insulating film 3 exposed from the photoresist pattern 4 is removed by dry etching or the like, and then the photoresist pattern 4 is removed. Thus, an opening 3a is formed in the insulating film 3 as shown in FIG.

【0025】次いで、半導体基板1s上に残された絶縁
膜3をエッチングマスクとして、その絶縁膜3の開口部
3aから露出する絶縁膜2および半導体基板1sをドラ
イエッチング法等によってエッチング除去することによ
り、図3に示すように、半導体基板1sに分離溝5aを
形成する。
Next, by using the insulating film 3 remaining on the semiconductor substrate 1s as an etching mask, the insulating film 2 and the semiconductor substrate 1s exposed from the opening 3a of the insulating film 3 are removed by dry etching or the like. As shown in FIG. 3, an isolation groove 5a is formed in the semiconductor substrate 1s.

【0026】続いて、半導体基板1sに対して熱酸化処
理を施すことにより、図4に示すように、絶縁膜3の上
面(分離溝5aの内部も含む)に、例えばSiO2 等か
らなる絶縁膜(分離膜)5bを形成する。
[0026] Subsequently, by carrying out a thermal oxidation process to the semiconductor substrate 1s, as shown in FIG. 4, consists of the upper surface of the insulating film 3 (including the inside of the isolation trench 5a), for example, SiO 2 insulating A membrane (separation membrane) 5b is formed.

【0027】その後、図5に示すように、半導体基板1
s上に、例えばSiO2 からなる絶縁膜(分離)5cを
CVD法等によって堆積することにより、分離溝5aを
埋め込む。この際のCVD法は、処理ガスとして、例え
ばTEOS(Tetraethoxysilane)ガス(32.5MGM程
度)およびオゾンガス(5.0SLM(O2)+ 13.0wt
%O3)を用い、キャリアガスとして、例えば窒素ガスを
用いた熱CVD法を採用しており、その処理温度は、例
えば440℃、処理室内の圧力は、例えば450Torrで
ある。
Thereafter, as shown in FIG.
An insulating film (isolation) 5c made of, for example, SiO 2 is deposited on the s by CVD or the like to fill the isolation trench 5a. In this case, the CVD method uses, for example, TEOS (Tetraethoxysilane) gas (about 32.5 MGM) and ozone gas (5.0 SLM (O 2 ) +13.0 wt.
% O 3 ) and a thermal CVD method using, for example, nitrogen gas as a carrier gas. The processing temperature is, for example, 440 ° C., and the pressure in the processing chamber is, for example, 450 Torr.

【0028】次いで、半導体基板1sに対して、例えば
窒素ガス雰囲気中において熱処理を施した後、絶縁膜5
cをエッチバック法またはCMP(Chemical Mechanica
l Polishing)法等によって平坦化することにより、図6
に示すように、分離溝5a内のみに絶縁膜5cを埋め込
み、溝掘り埋込み構造の分離部(以下、単に分離部とい
う)5を形成する。
Next, after subjecting the semiconductor substrate 1s to a heat treatment, for example, in a nitrogen gas atmosphere, the insulating film 5
c is etched back method or CMP (Chemical Mechanica)
l Polishing) method, etc.
As shown in (1), an insulating film 5c is buried only in the separation groove 5a to form a separation portion (hereinafter simply referred to as a separation portion) 5 having a trench buried structure.

【0029】その後、半導体基板1sにウエル形成用の
所定導電形の不純物を例えばn形不純物のリンの場合、
例えば1×1013/cm2 程度イオン打ち込みする。この
際のイオン打ち込みエネルギーは、例えば500KeV
程度であり、例えばp形不純物のホウ素ならば、例えば
200KeV程度である。
Thereafter, when the semiconductor substrate 1s is doped with an impurity of a predetermined conductivity type for forming a well, for example, phosphorus as an n-type impurity,
For example, ion implantation is performed at about 1 × 10 13 / cm 2 . The ion implantation energy at this time is, for example, 500 KeV.
For example, in the case of boron as a p-type impurity, it is, for example, about 200 KeV.

【0030】ところで、本実施の形態においては、上記
絶縁膜5cの堆積工程後の熱処理に際して、その熱処理
温度を、例えば750℃〜850℃程度、好ましくは8
00℃程度とする。
In the present embodiment, the temperature of the heat treatment after the step of depositing the insulating film 5c is, for example, about 750 ° C. to 850 ° C., preferably 8 ° C.
It should be about 00 ° C.

【0031】この熱処理時の温度と応力との関係を図7
に示す。図7は絶縁膜5cを上記した形成方法および条
件によって形成した半導体基板1sに対して熱処理を施
した場合における処理温度と半導体基板1sに加わる応
力との関係を示した図である。
FIG. 7 shows the relationship between the temperature and the stress during this heat treatment.
Shown in FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a processing temperature and a stress applied to the semiconductor substrate 1s when a heat treatment is performed on the semiconductor substrate 1s in which the insulating film 5c is formed by the above-described forming method and conditions.

【0032】横軸は処理温度、縦軸は応力を示してい
る。処理温度が低い領域では、引っ張り応力が高く、処
理温度が高い領域では縮み応力が高い。そして、処理温
度が約800℃の近辺において、その双方の応力が零
(0)となっていることが分かる。
The horizontal axis indicates the processing temperature, and the vertical axis indicates the stress. In regions where the processing temperature is low, tensile stress is high, and in regions where the processing temperature is high, shrinkage stress is high. It can be seen that both stresses are zero (0) near the processing temperature of about 800 ° C.

【0033】すなわち、その熱処理時の処理温度を上記
のように設定することにより、堆積直後から絶縁膜5c
に残留する真性応力と、その熱処理により生じる熱応力
とを互いに相殺させることができるので、分離溝5aの
周囲に残る残留応力を緩和することが可能となってい
る。
That is, by setting the processing temperature during the heat treatment as described above, the insulating film 5c can be formed immediately after the deposition.
In this case, the intrinsic stress remaining in the groove and the thermal stress generated by the heat treatment can be offset each other, so that the residual stress remaining around the separation groove 5a can be reduced.

【0034】このため、その熱処理工程後のイオン打ち
込み工程に起因して分離溝5aの近傍に生じる結晶欠陥
を低減することができる。したがって、素子間に流れる
リーク電流を低減することができ、分離部5の分離能力
を向上させることができるので、半導体集積回路装置の
歩留りおよび信頼性を向上させることが可能となってい
る。
For this reason, it is possible to reduce crystal defects generated near the isolation trench 5a due to the ion implantation step after the heat treatment step. Therefore, the leak current flowing between the elements can be reduced, and the separation capability of the separation unit 5 can be improved, so that the yield and reliability of the semiconductor integrated circuit device can be improved.

【0035】次に、本実施の形態の半導体集積回路装置
の製造方法を用いて製造された半導体集積回路装置の適
用例を図8〜図11によって説明する。なお、図8は図
11のVIII−VIII線の断面図を示している。
Next, an application example of a semiconductor integrated circuit device manufactured by using the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a sectional view taken along line VIII-VIII in FIG.

【0036】本実施の形態の半導体集積回路装置は、例
えば64MビットDRAMである。ただし、本発明は、
64MビットDRAMに適用することに限定されるもの
ではなく種々適用可能である。
The semiconductor integrated circuit device according to the present embodiment is, for example, a 64-Mbit DRAM. However, the present invention
The present invention is not limited to application to a 64 Mbit DRAM, and various applications are possible.

【0037】DRAMを構成する半導体基板1sは、例
えばp- 形のシリコン(Si)単結晶からなり、その上
部には、素子分離用の溝掘り埋込み構造の分離部5が形
成されている。
The semiconductor substrate 1s which constitutes the DRAM, for example p - made form of silicon (Si) single crystal, in its upper portion, the separation portion 5 of the grooving buried structure for element isolation is formed.

【0038】この分離部5は、上記した方法によって形
成されており、半導体基板1sに掘られた分離溝5a内
に絶縁膜5b, 5cが埋め込まれて形成されている。分
離溝5aの深さは、例えば0.3μm程度である。
The separation portion 5 is formed by the above-described method, and is formed by embedding insulating films 5b and 5c in a separation groove 5a dug in the semiconductor substrate 1s. The depth of the separation groove 5a is, for example, about 0.3 μm.

【0039】なお、絶縁膜5bは、主として、応力緩和
を目的として形成されている。また、絶縁膜5cは、専
ら分離溝5aを埋め込むための膜である。この絶縁膜5
b,5cの上面は、半導体基板1sの主面の高さと同一
高さになるように平坦に形成されている。
The insulating film 5b is formed mainly for the purpose of stress relaxation. The insulating film 5c is a film for exclusively filling the isolation groove 5a. This insulating film 5
The upper surfaces of b and 5c are formed flat so as to have the same height as the main surface of the semiconductor substrate 1s.

【0040】メモリセル領域Mにおける半導体基板1s
の上部には、上記したウエル形成用のイオン打ち込みに
よりpウエル6pが形成されている。このpウエル6p
には、例えばp形不純物のホウ素が導入されている。
Semiconductor substrate 1s in memory cell region M
A p-well 6p is formed on the upper portion of the substrate by ion implantation for forming the well. This p-well 6p
Is doped with, for example, boron as a p-type impurity.

【0041】そして、このpウエル6p上には、メモリ
セルMCが形成されている。このメモリセルMCは、1
つのメモリセル選択MOS・FET(以下、選択MOS
という)7と1つのキャパシタ8とから構成されてい
る。この1個のメモリセルMCのサイズは、例えば1.1
5μm2 程度である。
The memory cell MC is formed on the p well 6p. This memory cell MC has 1
Memory cell selection MOS-FET (hereinafter referred to as selection MOS
7) and one capacitor 8. The size of this one memory cell MC is, for example, 1.1.
It is about 5 μm 2 .

【0042】選択MOS7は、半導体基板1sの上部に
互いに離間して形成された一対の半導体領域7a, 7b
と、半導体基板1s上に形成されたゲート絶縁膜7c
と、ゲート絶縁膜7c上に形成されたゲート電極7dと
を有している。
The selection MOS 7 has a pair of semiconductor regions 7a and 7b formed apart from each other on the upper portion of the semiconductor substrate 1s.
And a gate insulating film 7c formed on the semiconductor substrate 1s
And a gate electrode 7d formed on the gate insulating film 7c.

【0043】半導体領域7a, 7bは、選択MOS7の
ソース領域およびドレイン領域を形成するための領域で
あり、この半導体領域7a, 7bには、例えばn形不純
物のリンまたはヒ素(As)が導入されている。なお、
この半導体領域7a, 7bの間に選択MOS7のチャネ
ル領域が形成される。
The semiconductor regions 7a and 7b are regions for forming a source region and a drain region of the selection MOS 7, and for example, an n-type impurity such as phosphorus or arsenic (As) is introduced into the semiconductor regions 7a and 7b. ing. In addition,
A channel region of the selection MOS 7 is formed between the semiconductor regions 7a and 7b.

【0044】この半導体領域7a, 7bおよび2個のチ
ャネル領域からなる1個の活性領域は、その平面形状が
分離部5によって囲まれて規定されており、半導体領域
7aを中心にして左右対称の形状に形成されている(図
10参照)。
One active region composed of the semiconductor regions 7a and 7b and two channel regions is defined so that its planar shape is surrounded by the separating portion 5, and is symmetrical about the semiconductor region 7a. It is formed in a shape (see FIG. 10).

【0045】ゲート絶縁膜7cは、例えばSiO2 から
なる。また、ゲート電極7dは、例えば低抵抗ポリシリ
コン膜からなる導体膜7d1 上に、例えばタングステン
からなる導体膜7d2 を堆積して形成されている。この
導体膜7d2 により、ゲート電極7dの低抵抗化を図っ
ている。
The gate insulating film 7c is made of, for example, SiO 2 . The gate electrode 7d is formed by depositing a conductor film 7d2 made of, for example, tungsten on a conductor film 7d1 made of, for example, a low-resistance polysilicon film. The resistance of the gate electrode 7d is reduced by the conductive film 7d2.

【0046】ただし、ゲート電極7dは、低抵抗ポリシ
リコンの単体膜で形成しても良し、タングステン等のよ
うな金属膜の単体膜で形成しても良い。また、導体膜7
d2は、例えばタングステンシリサイド(WSi2)等の
ようなシリサイド膜を用いても良い。
However, the gate electrode 7d may be formed of a single film of low-resistance polysilicon, or may be formed of a single film of a metal film such as tungsten. The conductive film 7
d2 is, for example, tungsten silicide (WSi 2) silicide film may be used, such as.

【0047】このゲート電極7dは、ワード線WLの一
部でもある。ワード線WLは、上記した活性領域が延在
する方向に対して直交する方向に延在しており、選択M
OS7のしきい値電圧を得るために必要な一定の幅(L
g)を有している(図10参照)。この互いに隣接する
ワード線WLの間隔は、例えば0.67μm程度である。
The gate electrode 7d is also a part of the word line WL. The word line WL extends in a direction orthogonal to the direction in which the active region extends, and the selection M
A certain width (L) required to obtain the threshold voltage of OS7
g) (see FIG. 10). The interval between the adjacent word lines WL is, for example, about 0.67 μm.

【0048】なお、Lgの寸法を有するワード線WLの
領域は、少なくとも製造プロセスにおけるマスク合わせ
余裕寸法に相当する分、活性領域の幅よりも広く設けら
れている。
The region of the word line WL having the dimension of Lg is provided wider than the width of the active region by at least an amount corresponding to the mask alignment margin in the manufacturing process.

【0049】ところで、素子分離領域をLOCOS法に
よるフィールド絶縁膜で形成した場合は、フィールド絶
縁膜の上部が半導体基板1sの主面よりも突出し、半導
体基板1sの主面上にフィールド絶縁膜による段差が形
成されるので、その主面上にワード線WLを形成すると
ワード線WLを構成する金属膜の段差被覆率の悪さから
段差部で膜厚が薄くなり、ワード線WLの抵抗が増大す
る問題がある。
When the element isolation region is formed of a field insulating film by the LOCOS method, the upper portion of the field insulating film protrudes from the main surface of the semiconductor substrate 1s, and a step formed by the field insulating film on the main surface of the semiconductor substrate 1s. Is formed, the word line WL is formed on the main surface, the thickness of the metal film constituting the word line WL is reduced due to the low step coverage, and the resistance of the word line WL increases. There is.

【0050】しかし、本実施の形態においては、分離部
5の上面が平坦に形成されているので、ワード線WLが
その延在方向においてほぼ等しい膜厚で形成されてい
る。このため、分離部としてフィールド絶縁膜を用いた
場合に比べて、ワード線WLの抵抗を低減することが可
能となっている。
However, in the present embodiment, since the upper surface of isolation portion 5 is formed flat, word lines WL are formed with substantially the same thickness in the extending direction. For this reason, the resistance of the word line WL can be reduced as compared with the case where the field insulating film is used as the separation portion.

【0051】このゲート電極7d(ワード線WL)の上
面および側面は、絶縁膜9a, 9bを介してキャップ絶
縁膜10aおよびサイドウォール(側壁絶縁膜)10b
によって被覆されている。これらのキャップ絶縁膜10
aおよびサイドウォール10bは、層間絶縁膜11a〜
11cによって被覆されている。
The upper surface and the side surfaces of the gate electrode 7d (word line WL) are formed with the cap insulating film 10a and the sidewall (sidewall insulating film) 10b via the insulating films 9a and 9b.
Covered by These cap insulating films 10
a and the side wall 10b are made of the interlayer insulating films 11a to 11a.
11c.

【0052】そして、層間絶縁膜11a〜11cには、
半導体基板1sの上層部の半導体領域7aが露出するよ
うな接続孔12a1 が形成され、層間絶縁膜11a, 1
1bには、半導体基板1sの上層部の半導体領域7bが
露出するような接続孔12b1 が形成されている。これ
ら接続孔12a1,12b1 の直径は、例えば0.36μm
程度である。
The interlayer insulating films 11a to 11c have
A connection hole 12a1 is formed to expose the semiconductor region 7a in the upper layer of the semiconductor substrate 1s, and the interlayer insulating films 11a, 1 are formed.
A connection hole 12b1 is formed in 1b so that the semiconductor region 7b in the upper layer of the semiconductor substrate 1s is exposed. The diameter of these connection holes 12a1 and 12b1 is, for example, 0.36 μm.
It is about.

【0053】絶縁膜9a, 9bは、例えばSiO2 から
なり、例えば次の2つの機能を有している。すなわち、
第1は、キャップ絶縁膜10aおよびサイドウォール1
0bを形成する際にその成膜処理装置内が導体膜7d2
の構成金属元素で汚染されるのを防止する機能である。
第2は、半導体集積回路装置の製造工程における熱処理
等に際し、熱膨張差に起因してキャップ絶縁膜10aお
よびサイドウォール10bに加わるストレスを緩和する
機能である。
The insulating films 9a and 9b are made of, for example, SiO 2 and have, for example, the following two functions. That is,
First, the cap insulating film 10a and the side wall 1
0b is formed, the inside of the film forming processing apparatus becomes conductive film 7d2.
This function prevents contamination with the constituent metal elements.
The second function is to reduce stress applied to the cap insulating film 10a and the sidewalls 10b due to a difference in thermal expansion during a heat treatment or the like in a manufacturing process of a semiconductor integrated circuit device.

【0054】また、本実施の形態においては、キャップ
絶縁膜10aおよびサイドウォール10bが、例えば厚
さ1000〜3000Å程度の窒化シリコンで形成され
ている。
In this embodiment, the cap insulating film 10a and the side wall 10b are formed of, for example, silicon nitride having a thickness of about 1000 to 3000 °.

【0055】これにより、キャップ絶縁膜10aおよび
サイドウォール10bは、層間絶縁膜11a, 11bに
接続孔12a1,12b1 を形成する際にエッチングスト
ッパとなり、互いに隣接するワード線WL間に接続孔1
2a1,12b1 を自己整合的に形成するようになってい
る。すなわち、キャップ絶縁膜10aおよびサイドウォ
ール10bは、ワード線WLの幅方向における接続孔1
2a1,12b1 の寸法を規定している。
As a result, the cap insulating film 10a and the side wall 10b serve as an etching stopper when the connection holes 12a1 and 12b1 are formed in the interlayer insulating films 11a and 11b, and the connection holes 1a between the adjacent word lines WL.
2a1 and 12b1 are formed in a self-aligning manner. That is, the cap insulating film 10a and the side wall 10b are connected to the connection hole 1 in the width direction of the word line WL.
The dimensions 2a1 and 12b1 are specified.

【0056】このため、例えば接続孔12a1,12b1
がワード線WLの幅方向(図10の左右方向)に多少ず
れたとしても、キャップ絶縁膜10aおよびサイドウォ
ール10bがエッチングストッパとして機能するので、
その接続孔12a1,12b1からワード線WLの一部が
露出するようなこともない。したがって、接続孔12a
1,12b1 の位置合わせ余裕を小さくすることができ
る。すなわち、メモリセルMCの微細化を推進すること
が可能となっている。
For this reason, for example, the connection holes 12a1, 12b1
Is slightly shifted in the width direction of the word line WL (the horizontal direction in FIG. 10), since the cap insulating film 10a and the side wall 10b function as an etching stopper,
Part of the word line WL is not exposed from the connection holes 12a1 and 12b1. Therefore, the connection hole 12a
1,12b1 can be reduced in alignment margin. That is, miniaturization of the memory cell MC can be promoted.

【0057】層間絶縁膜11aは、例えばSiO2 から
なり、層間絶縁膜11bは、例えばBPSG(Boro Pho
spho Silicate Glass)からなる。この層間絶縁膜11a
は、その上層の層間絶縁膜11b中のホウ素またはリン
が下層の半導体基板1sに拡散するのを防止する機能を
有している。
The interlayer insulating film 11a is made of, for example, SiO 2 , and the interlayer insulating film 11b is made of, for example, BPSG (Boro Pho
(spho Silicate Glass). This interlayer insulating film 11a
Has a function of preventing boron or phosphorus in the upper interlayer insulating film 11b from diffusing into the lower semiconductor substrate 1s.

【0058】また、層間絶縁膜11bは、配線層の下地
を平坦にする機能を有している。これにより、フォトリ
ソグラフィのマージンを確保することができ、接続孔1
2a1,12b1 や配線のパターン転写精度を向上させる
ことができるようになっている。
The interlayer insulating film 11b has a function of flattening the base of the wiring layer. As a result, a margin for photolithography can be secured, and the connection hole 1
The pattern transfer accuracy of 2a1, 12b1 and wiring can be improved.

【0059】層間絶縁膜11b上には、例えばSiO2
からなる層間絶縁膜11cが形成されている。この層間
絶縁膜11cは、後述するビット線形成工程時等におい
て、層間絶縁膜11bからキャップ絶縁膜10aの一部
が露出していると、その露出部分がエッチングされてワ
ード線WLが露出してしまう場合があるので、それを防
止するための膜である。したがって、そのような問題が
生じない場合には、設けなくても良い。
On the interlayer insulating film 11b, for example, SiO 2
An interlayer insulating film 11c is formed. If a part of the cap insulating film 10a is exposed from the interlayer insulating film 11b at the time of a bit line forming step to be described later or the like, the exposed portion is etched to expose the word line WL. This is a film for preventing such a case. Therefore, when such a problem does not occur, it may not be provided.

【0060】層間絶縁膜11c上には、ビット線BLが
形成されている。このビット線BLは、例えば低抵抗ポ
リシリコンからなる導体膜BL1 の上層に、例えばWS
i2からなる導体膜BL2 が堆積されてなり、接続孔1
2a1 を介して半導体領域7aと電気的に接続されてい
る。この互いに隣接するビット線BLの間隔は、例えば
0.86μm程度である。
The bit line BL is formed on the interlayer insulating film 11c. The bit line BL is formed, for example, in a layer above the conductor film BL1 made of low-resistance polysilicon, for example, by WS
conductor films BL2 is being deposited consisting of i 2, the connection hole 1
It is electrically connected to the semiconductor region 7a via 2a1. The interval between the adjacent bit lines BL is, for example,
It is about 0.86 μm.

【0061】導体膜BL1 と層間絶縁膜11cとの間に
は、接続孔12a1 を形成する際にエッチングマスクと
なったマスク膜13bが残されている。このマスク膜1
3bは、接続孔12a1 形成時におけるエッチング選択
比を高くするための膜で、例えば低抵抗ポリシリコンか
らなり、ビット線BLの一部でもある。
A mask film 13b serving as an etching mask when forming the connection hole 12a1 is left between the conductor film BL1 and the interlayer insulating film 11c. This mask film 1
Reference numeral 3b denotes a film for increasing the etching selectivity at the time of forming the connection hole 12a1, which is made of, for example, low-resistance polysilicon and is also a part of the bit line BL.

【0062】このビット線BLは、上記したワード線W
Lと直交するように配置されている(図11参照)。ビ
ット線BLの中心線は、ビット線用の接続孔12a1 の
中心に必ずしも一致させる必要はないが、この場合、ビ
ット線BLはキャパシタ用の接続孔12b1,12b2 を
完全に囲むための突出部を必要とする。
The bit line BL is connected to the word line W
They are arranged so as to be orthogonal to L (see FIG. 11). The center line of the bit line BL does not necessarily have to coincide with the center of the connection hole 12a1 for the bit line. In this case, however, the bit line BL has a protrusion for completely surrounding the connection holes 12b1 and 12b2 for the capacitor. I need.

【0063】なお、ビット線BLに上記突出部を形成す
ると、隣接するビット線BLと突出部との短絡不良が生
じる可能性があるため、その突出部に隣接するビット線
BL部分を突出部から離れるように少し屈曲してある。
If the above-mentioned protruding portion is formed on the bit line BL, a short circuit between the adjacent bit line BL and the protruding portion may occur. Therefore, the portion of the bit line BL adjacent to the protruding portion is removed from the protruding portion. It is slightly bent away.

【0064】ビット線BLの上面および側面は、絶縁膜
9c, 9dを介してキャップ絶縁膜14aおよびサイド
ウォール14bによって被覆されている。このキャップ
絶縁膜14aおよびサイドウォール14bは、上記した
ワード線WLを被覆するキャップ絶縁膜10aおよびサ
イドウォール10bの構成材料と同一材料で形成されて
いる。
The upper and side surfaces of the bit line BL are covered with a cap insulating film 14a and a side wall 14b via insulating films 9c and 9d. The cap insulating film 14a and the side wall 14b are formed of the same material as the constituent material of the cap insulating film 10a and the side wall 10b covering the word line WL.

【0065】このキャップ絶縁膜14aおよびサイドウ
ォール14bの厚さは、例えば1000Å程度である。
このキャップ絶縁膜14aおよびサイドウォール14b
は、絶縁膜11dによって被覆されている。この絶縁膜
11dは、キャパシタ8を形成した後の下地の絶縁膜を
除去する際にエッチングストッパとして機能する膜であ
り、例えば窒化シリコンからなる。
The thickness of the cap insulating film 14a and the side wall 14b is, for example, about 1000 °.
The cap insulating film 14a and the side wall 14b
Is covered with an insulating film 11d. The insulating film 11d is a film that functions as an etching stopper when removing the underlying insulating film after the formation of the capacitor 8, and is made of, for example, silicon nitride.

【0066】この絶縁膜11dの厚さは、例えば100
〜500Å、好ましくは250Å程度に設定されてい
る。これ以上厚いと、ダングリングボンドを終端するた
めの最終的な水素アニール処理時に、水素が窒化シリコ
ン膜で捕縛されてしまい、充分な終端効果が得られなく
なってしまうからである。
The thickness of the insulating film 11d is, for example, 100
It is set at about 500 °, preferably about 250 °. If the thickness is larger than this, hydrogen is trapped by the silicon nitride film during the final hydrogen annealing treatment for terminating dangling bonds, and a sufficient termination effect cannot be obtained.

【0067】このビット線BLの上層には、例えば円筒
形のキャパシタ8が形成されている。すなわち、本実施
の形態のDRAMは、ビット線BL上にキャパシタ8が
配置される、いわゆるCOB(Capacitor Over Bitlin
e)構造となっている。
In the upper layer of the bit line BL, for example, a cylindrical capacitor 8 is formed. That is, the DRAM of the present embodiment has a so-called COB (Capacitor Over Bitlin) in which the capacitor 8 is arranged on the bit line BL.
e) It has a structure.

【0068】キャパシタ8は、第1電極8a表面にキャ
パシタ絶縁膜8bを介して第2電極8cが被覆され構成
されている。すなわち、本実施の形態では、第1電極8
aの下面側およびキャパシタ8の軸部側面にも容量部が
形成されており、これにより大きな容量を確保すること
が可能となっている。
The capacitor 8 is configured such that the surface of the first electrode 8a is covered with the second electrode 8c via the capacitor insulating film 8b. That is, in the present embodiment, the first electrode 8
Capacitance portions are also formed on the lower surface side of a and on the side surface of the shaft portion of the capacitor 8, so that a large capacitance can be secured.

【0069】第1電極8aは、例えば低抵抗ポリシリコ
ンからなり、接続孔12b1 内に埋め込まれた導体膜1
5を通じて選択MOS7の一方の半導体領域7bと電気
的に接続されている。この導体膜15は、例えば低抵抗
ポリシリコンからなる。
The first electrode 8a is made of, for example, low-resistance polysilicon, and has the conductor film 1 embedded in the connection hole 12b1.
5, is electrically connected to one semiconductor region 7b of the selection MOS 7. The conductor film 15 is made of, for example, low-resistance polysilicon.

【0070】キャパシタ絶縁膜8bは、例えば窒化シリ
コン膜上にSiO2 膜が堆積されて形成されている。ま
た、第2電極8cは、例えば低抵抗ポリシリコンからな
り、所定の配線と電気的に接続されている。
The capacitor insulating film 8b is formed, for example, by depositing a SiO 2 film on a silicon nitride film. The second electrode 8c is made of, for example, low-resistance polysilicon, and is electrically connected to a predetermined wiring.

【0071】なお、キャパシタ8の第1電極8aの下部
のマスク膜13cは、接続孔12b2 を穿孔する際にマ
スクとして用いた膜である。このマスク膜13cは、例
えば低抵抗ポリシリコンからなり、キャパシタ8の第1
電極8aの一部となっている。
The mask film 13c below the first electrode 8a of the capacitor 8 is a film used as a mask when forming the connection hole 12b2. This mask film 13c is made of, for example, low-resistance polysilicon,
It is a part of the electrode 8a.

【0072】一方、周辺回路領域Pにおける半導体基板
1sの上部には、pウエル6pおよびnウエル6nが形
成されている。このpウエル6pには、例えばp形不純
物のホウ素が導入されている。また、nウエル6nに
は、例えばn形不純物のリンまたはAsが導入されてい
る。そして、このpウエル6p上およびnウエル6n上
には、例えばnMOS16およびpMOS17が形成さ
れている。
On the other hand, a p-well 6p and an n-well 6n are formed above the semiconductor substrate 1s in the peripheral circuit region P. For example, boron of a p-type impurity is introduced into the p well 6p. Further, for example, phosphorus or As, which is an n-type impurity, is introduced into the n-well 6n. On the p well 6p and the n well 6n, for example, an nMOS 16 and a pMOS 17 are formed.

【0073】これらのnMOS16およびpMOS17
によって、DRAMのセンスアンプ回路、カラムデコー
ダ回路、カラムドライバ回路、ロウデコーダ回路、ロウ
ドライバ回路、I/Oセレクタ回路、データ入力バッフ
ァ回路、データ出力バッファ回路および電源回路等のよ
うな周辺回路が形成されている。
These nMOS 16 and pMOS 17
Thereby, peripheral circuits such as a DRAM sense amplifier circuit, a column decoder circuit, a column driver circuit, a row decoder circuit, a row driver circuit, an I / O selector circuit, a data input buffer circuit, a data output buffer circuit, and a power supply circuit are formed. Have been.

【0074】nMOS16は、pウエル6pの上部に互
いに離間して形成された一対の半導体領域16a, 16
bと、半導体基板1s上に形成されたゲート絶縁膜16
cと、ゲート絶縁膜16c上に形成されたゲート電極1
6dとを有している。
The nMOS 16 has a pair of semiconductor regions 16a and 16 formed apart from each other above the p well 6p.
b and the gate insulating film 16 formed on the semiconductor substrate 1s
c and the gate electrode 1 formed on the gate insulating film 16c.
6d.

【0075】半導体領域16a, 16bは、nMOS1
6のソース領域およびドレイン領域を形成するための領
域であり、この半導体領域16a, 16bには、例えば
n形不純物のリンまたはAsが導入されている。なお、
この半導体領域16a, 16bの間にnMOS16のチ
ャネル領域が形成されている。
The semiconductor regions 16a and 16b have the nMOS1
6 for forming a source region and a drain region. In the semiconductor regions 16a and 16b, for example, phosphorus or As of an n-type impurity is introduced. In addition,
A channel region of the nMOS 16 is formed between the semiconductor regions 16a and 16b.

【0076】ゲート絶縁膜16cは、例えばSiO2 か
らなる。また、ゲート電極16dは、例えば低抵抗ポリ
シリコンからなる導体膜16d1 上にタングステンから
なる導体膜16d2 が堆積されてなる。ただし、ゲート
電極16dは、例えば低抵抗ポリシリコンの単体膜で形
成しても良いし、タングステン等のような金属膜の単体
膜で形成しても良い。また、導体膜16d2 は、例えば
WSi2 等のようなシリサイド膜を用いても良い。
The gate insulating film 16c is made of, for example, SiO 2 . The gate electrode 16d is formed by depositing a conductor film 16d2 made of tungsten on a conductor film 16d1 made of, for example, low-resistance polysilicon. However, the gate electrode 16d may be formed of a single film of, for example, low-resistance polysilicon, or may be formed of a single film of a metal film such as tungsten. The conductor film 16d2 may use a silicide film such as WSi 2, and the like.

【0077】ゲート電極16dの上面および側面には、
絶縁膜9a, 9bを介してキャップ絶縁膜10aおよび
サイドウォール10bが形成されている。絶縁膜9a,
9bは、上記したメモリセル領域Mの絶縁膜9a, 9b
と同一の機能を有しており、例えばSiO2 からなる。
On the upper surface and side surfaces of the gate electrode 16d,
A cap insulating film 10a and a side wall 10b are formed via the insulating films 9a and 9b. Insulating film 9a,
9b is an insulating film 9a, 9b in the memory cell region M described above.
And has the same function as, for example, SiO 2 .

【0078】また、キャップ絶縁膜10aおよびサイド
ウォール10bは、例えば窒化シリコンからなる。ただ
し、この場合のサイドウォール10bは、半導体領域1
6a, 16bのチャネル側に浅い半導体領域を形成する
ための膜である。
The cap insulating film 10a and the side walls 10b are made of, for example, silicon nitride. However, in this case, the side wall 10b is
This is a film for forming a shallow semiconductor region on the channel side of 6a and 16b.

【0079】pMOS17は、nウエル6nの上部に互
いに離間して形成された一対の半導体領域17a, 17
bと、半導体基板1s上に形成されたゲート絶縁膜17
cと、ゲート絶縁膜17c上に形成されたゲート電極1
7dとを有している。
The pMOS 17 has a pair of semiconductor regions 17a and 17 formed apart from each other on the n-well 6n.
b and the gate insulating film 17 formed on the semiconductor substrate 1s
c and the gate electrode 1 formed on the gate insulating film 17c.
7d.

【0080】半導体領域17a, 17bは、pMOS1
5のソース領域およびドレイン領域を形成するための領
域であり、この半導体領域17a, 17bには、例えば
p形不純物のホウ素が導入されている。なお、この半導
体領域17a, 17bの間にpMOS17のチャネル領
域が形成されている。
The semiconductor regions 17a and 17b are formed by pMOS1
5 is a region for forming a source region and a drain region, and for example, boron as a p-type impurity is introduced into the semiconductor regions 17a and 17b. Note that a channel region of the pMOS 17 is formed between the semiconductor regions 17a and 17b.

【0081】ゲート絶縁膜17cは、例えばSiO2 か
らなる。また、ゲート電極17dは、例えば低抵抗ポリ
シリコンからなる導体膜17d1 上にWSi2 からなる
導体膜17d2 が堆積されてなる。ただし、ゲート電極
17dは、例えば低抵抗ポリシリコンの単体膜で形成し
ても良いし、タングステン等のような金属の単体膜で形
成しても良い。また、導体膜17d2 は、例えばWSi
2 等のようなシリサイド膜を用いても良い。
The gate insulating film 17c is made of, for example, SiO 2 . The gate electrode 17d is formed by depositing a conductor film 17d2 made of WSi 2 on a conductor film 17d1 made of, for example, low-resistance polysilicon. However, the gate electrode 17d may be formed of, for example, a single film of low-resistance polysilicon or a single film of a metal such as tungsten. The conductor film 17d2 is made of, for example, WSi.
A silicide film such as 2 may be used.

【0082】ゲート電極17dの上面および側面には、
絶縁膜9a, 9bを介してキャップ絶縁膜10aおよび
サイドウォール10bが形成されている。絶縁膜9a,
9bは、上記したメモリセル領域Mの絶縁膜9a, 9b
と同一の機能を有しており、例えばSiO2 からなる。
On the upper surface and side surface of the gate electrode 17d,
A cap insulating film 10a and a side wall 10b are formed via the insulating films 9a and 9b. Insulating film 9a,
9b is an insulating film 9a, 9b in the memory cell region M described above.
And has the same function as, for example, SiO 2 .

【0083】また、キャップ絶縁膜10aおよびサイド
ウォール10bは、例えば窒化シリコンからなる。ただ
し、この場合のサイドウォール10bは、半導体領域1
6a, 16bのチャネル側に浅い半導体領域を形成する
ための膜である。
The cap insulating film 10a and the side walls 10b are made of, for example, silicon nitride. However, in this case, the side wall 10b is
This is a film for forming a shallow semiconductor region on the channel side of 6a and 16b.

【0084】このnMOS16およびpMOS17は、
上記した層間絶縁膜11a〜11cによって被覆されて
おり、その層間絶縁膜11c上には、上記した絶縁膜1
1dが堆積されている。さらに、このようなメモリセル
領域Mおよび周辺回路領域Pにおいて、絶縁膜11d上
には、層間絶縁膜11eが形成されており、これによっ
てキャパシタ8の第2電極8cが被覆されている。
The nMOS 16 and pMOS 17 are
The insulating film 1 is covered with the above-mentioned interlayer insulating films 11a to 11c.
1d is deposited. Further, in such a memory cell region M and a peripheral circuit region P, an interlayer insulating film 11e is formed on the insulating film 11d, thereby covering the second electrode 8c of the capacitor 8.

【0085】層間絶縁膜11eは、例えばSiO2 から
なる絶縁膜11e1 上に、例えばBPSGからなる絶縁
膜11e2 が堆積されて形成されている。絶縁膜11e
1 は、その上層の絶縁膜11e2 中のホウ素またはリン
がキャパシタ8の第2電極8c側等に拡散するのを防止
する機能を有している。
The interlayer insulating film 11e is formed by depositing an insulating film 11e2 made of, for example, BPSG on an insulating film 11e1 made of, for example, SiO 2 . Insulating film 11e
Reference numeral 1 has a function of preventing boron or phosphorus in the upper insulating film 11e2 from diffusing to the second electrode 8c side of the capacitor 8.

【0086】このように、本実施の形態によれば、以下
の効果を得ることが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.

【0087】(1). 分離部5形成用の絶縁膜5cを堆積
した後の熱処理において、真性応力と熱応力とが互いに
相殺し合うような熱処理温度にすることにより、堆積直
後から絶縁膜5cに残留する真性応力と、その熱処理に
より生じる熱応力とを互いに相殺させることができるの
で、分離溝5aの周囲に残る残留応力を緩和することが
可能となる。
(1) In the heat treatment after the insulating film 5c for forming the isolation portion 5 is deposited, the heat treatment temperature is set such that the intrinsic stress and the thermal stress cancel each other, so that the insulating film 5c is formed immediately after the deposition. In this case, the intrinsic stress remaining in the groove and the thermal stress generated by the heat treatment can be offset each other, so that the residual stress remaining around the separation groove 5a can be reduced.

【0088】(2).上記(1) により、その熱処理工程後の
イオン打ち込み工程に起因して分離溝5aの近傍に生じ
る結晶欠陥を低減することが可能となる。
(2) According to the above (1), it is possible to reduce crystal defects occurring near the separation groove 5a due to the ion implantation step after the heat treatment step.

【0089】(3).上記(1),(2) により、分離部5の分離
能力を向上させることができるので、半導体集積回路装
置の歩留りおよび信頼性を向上させることが可能とな
る。
(3) According to the above (1) and (2), the separation capability of the separation unit 5 can be improved, so that the yield and reliability of the semiconductor integrated circuit device can be improved.

【0090】以上、本発明者によってなされた発明を実
施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実
施の形態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。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments and can be variously modified without departing from the gist thereof. Needless to say,

【0091】例えば前記実施の形態においては、分離部
を形成するための絶縁膜の堆積工程後に窒素ガス雰囲気
中において熱処理を施す場合について説明したが、これ
に限定されるものではなく種々変更可能であり、例えば
アルゴンガス、水素ガスまたは酸素ガス雰囲気中におい
て熱処理を施すようにしても良い。
For example, in the above-described embodiment, the case where the heat treatment is performed in a nitrogen gas atmosphere after the step of depositing the insulating film for forming the isolation portion has been described. However, the present invention is not limited to this, and various changes can be made. Yes, for example, the heat treatment may be performed in an atmosphere of argon gas, hydrogen gas or oxygen gas.

【0092】また、前記実施の形態においては、メモリ
セルのキャパシタを円筒形とした場合について説明した
が、これに限定されるものではなく種々変更可能であ
り、例えばフィン形としても良い。
Further, in the above embodiment, the case where the capacitor of the memory cell is cylindrical has been described. However, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made. For example, a fin may be used.

【0093】また、前記実施の形態においては、ビット
線を低抵抗ポリシリコン上にシリサイド層を設けて構成
した場合について説明したが、これに限定されるもので
はなく、例えばシリサイド層のみで形成しても良い。こ
の場合、ビット線を薄くすることが可能となる。
Further, in the above-described embodiment, the case where the bit line is constituted by providing a silicide layer on low-resistance polysilicon has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the bit line is formed only by the silicide layer. May be. In this case, the bit line can be made thin.

【0094】また、前記実施の形態においては、MOS
・FETのゲート電極の周囲に窒化シリコン等からなる
キャップ絶縁膜およびサイドウォールが設けられている
場合について説明したが、これに限定されるものではな
く、例えばそのキャップ絶縁膜およびサイドウォールが
SiO2 で形成されていても良いし、また、そのキャッ
プ絶縁膜およびサイドウォールが無い場合にも適用でき
る。
In the above embodiment, the MOS
The case where the cap insulating film and the sidewall made of silicon nitride or the like are provided around the gate electrode of the FET has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the cap insulating film and the sidewall are made of SiO 2 And may be applied to the case where the cap insulating film and the side wall are not provided.

【0095】また、前記実施の形態においては本発明
を、ビット線の上層にキャパシタを配置する構造のDR
AMに適用した場合について説明したが、これに限定さ
れるものではなくビット線の下層にキャパシタを配置す
る構造のDRAMにも適用できる。
In the above embodiment, the present invention is applied to a DR having a structure in which a capacitor is arranged above a bit line.
Although the case where the present invention is applied to AM has been described, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to a DRAM having a structure in which a capacitor is arranged below a bit line.

【0096】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるDRA
Mに適用した場合について説明したが、それに限定され
るものではなく、例えばSRAM(Static Random Acce
ss Memory)やEEPROM(Electrically Erasable Pr
ogrammable ROM)等の他の半導体メモリに適用できる
し、また、例えばマイクロプロセッサ等の論理回路を有
する半導体集積回路装置にも適用できる。本発明は、少
なくとも溝掘り埋込み形の分離部を有するものに適用で
きる。
In the above description, the invention made mainly by the present inventor is referred to as DRA, which is a field of application in which the background was used.
M has been described, but the present invention is not limited to this. For example, SRAM (Static Random Acce
ss Memory) and EEPROM (Electrically Erasable Pr
The present invention can be applied to other semiconductor memories such as grammable ROMs, and also to a semiconductor integrated circuit device having a logic circuit such as a microprocessor. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to an apparatus having at least a trench-buried type separation part.

【0097】[0097]

【発明の効果】本願によっ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、
以下の通りである。
Advantageous effects obtained by typical ones of the inventions disclosed by the present application will be briefly described as follows.
It is as follows.

【0098】(1).本発明の半導体集積回路装置の製造方
法によれば、分離膜堆積工程後の熱処理において、真性
応力と熱応力とが互いに相殺し合うような熱処理温度に
することにより、分離溝周辺の残留応力を緩和すること
ができるので、その熱処理後のイオン打ち込み工程に起
因して残留応力発生領域に結晶欠陥が発生するのを低減
することが可能となる。このため、素子間にリーク電流
が流れる等のような問題の発生を抑制することができ、
素子分離能力を向上させることができるので、溝掘り埋
込形の分離部を有する半導体集積回路装置の歩留りおよ
び信頼性を向上させることが可能となる。
(1) According to the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device of the present invention, in the heat treatment after the separation film deposition step, the heat treatment temperature is set so that the intrinsic stress and the thermal stress cancel each other. Since the residual stress around the separation groove can be reduced, it is possible to reduce the occurrence of crystal defects in the residual stress generation region due to the ion implantation step after the heat treatment. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a problem such as a leak current flowing between the elements,
Since the element isolation capability can be improved, it is possible to improve the yield and reliability of the semiconductor integrated circuit device having the trench buried type isolation portion.

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

【図1】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装
置の製造工程中における要部断面図である。
FIG. 1 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention during a manufacturing step thereof;

【図2】図1に続く半導体集積回路装置の製造工程中に
おける要部断面図である。
FIG. 2 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following that of FIG. 1;

【図3】図2に続く半導体集積回路装置の製造工程中に
おける要部断面図である。
3 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following that of FIG. 2;

【図4】図3に続く半導体集積回路装置の製造工程中に
おける要部断面図である。
FIG. 4 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following that of FIG. 3;

【図5】図4に続く半導体集積回路装置の製造工程中に
おける要部断面図である。
5 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following that of FIG. 4;

【図6】図5に続く半導体集積回路装置の製造工程中に
おける要部断面図である。
FIG. 6 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following that of FIG. 5;

【図7】熱処理工程時における処理温度と応力との関係
を示すグラフ図である。
FIG. 7 is a graph showing a relationship between a processing temperature and a stress in a heat treatment step.

【図8】図1〜図6の半導体集積回路装置の製造方法を
用いて製造された半導体集積回路装置の要部断面図であ
る。
FIG. 8 is a cross-sectional view of a main part of a semiconductor integrated circuit device manufactured by using the method of manufacturing the semiconductor integrated circuit device of FIGS. 1 to 6;

【図9】図1〜図6の半導体集積回路装置の製造方法を
用いて製造された半導体集積回路装置の要部断面図であ
る。
FIG. 9 is a cross-sectional view of a main part of the semiconductor integrated circuit device manufactured by using the method of manufacturing the semiconductor integrated circuit device of FIGS. 1 to 6;

【図10】図1〜図6の半導体集積回路装置の製造方法
を用いて製造された半導体集積回路装置の図8における
平面図である。
10 is a plan view in FIG. 8 of the semiconductor integrated circuit device manufactured by using the method of manufacturing the semiconductor integrated circuit device in FIGS. 1 to 6;

【図11】図1〜図6の半導体集積回路装置の製造方法
を用いて製造された半導体集積回路装置の図8における
平面図である。
11 is a plan view of the semiconductor integrated circuit device manufactured by using the method of manufacturing the semiconductor integrated circuit device of FIGS. 1 to 6 in FIG. 8;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1s 半導体基板 2 絶縁膜 3 絶縁膜 3a 開口部 4 フォトレジストパターン 5 分離部 5a 分離溝 5b 絶縁膜(分離膜) 5c 絶縁膜(分離膜) 6p pウエル 6n nウエル 7 メモリセル選択MOS・FET 7a, 7b 半導体領域 7c ゲート絶縁膜 7d ゲート電極 7d1,7d2 導体膜 8 キャパシタ 8a 第1電極 8b キャパシタ絶縁膜 8c 第2電極 9a, 9b 絶縁膜 10a キャップ絶縁膜 10b サイドウォール 11a〜11c 層間絶縁膜 11d 絶縁膜 12a1 接続孔 12b1,12b2 接続孔 13b,13c マスク膜 14a キャップ絶縁膜 14b サイドウォール 15 導体膜 16 nチャネル形のMOS・FET 16a, 16b 半導体領域 16c ゲート絶縁膜 16d ゲート電極 16d1,16d2 導体膜 17 pチャネル形のMOS・FET 17a, 17b 半導体領域 17c ゲート絶縁膜 17d ゲート電極 17d1,17d2 導体膜 1s Semiconductor substrate 2 Insulating film 3 Insulating film 3a Opening 4 Photoresist pattern 5 Separating part 5a Separating groove 5b Insulating film (separating film) 5c Insulating film (separating film) 6p p-well 6n n-well 7 Memory cell selection MOS / FET 7a , 7b semiconductor region 7c gate insulating film 7d gate electrode 7d1, 7d2 conductive film 8 capacitor 8a first electrode 8b capacitor insulating film 8c second electrode 9a, 9b insulating film 10a cap insulating film 10b sidewall 11a-11c interlayer insulating film 11d insulating Film 12a1 Connection hole 12b1, 12b2 Connection hole 13b, 13c Mask film 14a Cap insulating film 14b Sidewall 15 Conductive film 16 N-channel type MOS / FET 16a, 16b Semiconductor region 16c Gate insulating film 16d Gate electrode 16d1, 16d2 Conductive film 17 p channel The MOS · FET 17a, 17b semiconductor region 17c gate insulating film 17d gate electrode 17d1,17d2 conductor film

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板に形成された分離溝に分離膜
を埋め込む工程後の熱処理において、分離膜の埋込工程
後に分離膜に残留する真性応力と、熱処理によって分離
膜に生じる熱応力とが互いに相殺し合うような温度で熱
処理を施す工程を有することを特徴とする半導体集積回
路装置の製造方法。
In a heat treatment after a step of embedding a separation film in a separation groove formed in a semiconductor substrate, intrinsic stress remaining in the separation film after a step of embedding the separation film and thermal stress generated in the separation film by the heat treatment are reduced. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising a step of performing heat treatment at a temperature that offsets each other.
【請求項2】 請求項1記載の半導体集積回路装置の製
造方法において、前記半導体基板に対して所定の導電形
の不純物をイオン打ち込みする工程を有することを特徴
とする半導体集積回路装置の製造方法。
2. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, further comprising the step of ion-implanting impurities of a predetermined conductivity type into said semiconductor substrate. .
【請求項3】 請求項1または2記載の半導体集積回路
装置の製造方法において、前記分離膜はテトラエトキシ
シランガスとオゾンガスとの混合ガスを用いた化学的気
相成長法によって形成することを特徴とする半導体集積
回路装置の製造方法。
3. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein said separation film is formed by a chemical vapor deposition method using a mixed gas of a tetraethoxysilane gas and an ozone gas. Of manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
【請求項4】 請求項1、2または3記載の半導体集積
回路装置の製造方法において、前記熱処理工程時の温度
が800℃であることを特徴とする半導体集積回路装置
の製造方法。
4. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the temperature during the heat treatment step is 800 ° C.
【請求項5】 請求項1〜4のいずれか1項に記載の半
導体集積回路装置の製造方法において、前記熱処理工程
時のガス雰囲気が、窒素ガス、アルゴンガス、水素ガス
または酸素ガス雰囲気であることを特徴とする半導体集
積回路装置の製造方法。
5. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein a gas atmosphere in said heat treatment step is a nitrogen gas, an argon gas, a hydrogen gas, or an oxygen gas atmosphere. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
【請求項6】 請求項2記載の半導体集積回路装置の製
造方法において、前記所定の導電形の不純物のイオン打
ち込み工程は、半導体基板にウエルを形成するための工
程であることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
法。
6. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 2, wherein the step of implanting impurities of a predetermined conductivity type is a step for forming a well in a semiconductor substrate. A method for manufacturing an integrated circuit device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003158205A (en) * 2001-11-26 2003-05-30 Hitachi Ltd Semiconductor device and manufacturing method
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CN109765119A (en) * 2019-01-14 2019-05-17 北京工业大学 It is a kind of for measuring the device in situ of thermal barrier coating system surface thermal stress

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