JPS63226055A - 半導体集積回路装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体集積回路装置及びその製造方法

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JPS63226055A JP62058818A JP5881887A JPS63226055A JP S63226055 A JPS63226055 A JP S63226055A JP 62058818 A JP62058818 A JP 62058818A JP 5881887 A JP5881887 A JP 5881887A JP S63226055 A JPS63226055 A JP S63226055A
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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。

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に関し、特に、MISF
ETを有する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。
〔従来技術〕
半導体集積回路装置を構成するMISFETは、集積度
の向上に伴い、特に、nチャネルMISFET側にL 
D D (L ightly旦oped D rain
)構造を採用している。LDD構造のMISFETは、
高不純物濃度のドレイン領域とチャネル形成領域との間
に、前記ドレイン領域と一体に構成された低不純物濃度
のドレイン領域(LDD部)を有している。
LDD部は、通常、ゲート電極をマスクとし、イオン打
込みでn型不純物を導入することにより形成されている
。高不純物濃度のドレイン領域は。
ゲート電極の側壁に選択的に形成された側壁絶縁膜(サ
イドウオールスペーサ)をマスクとし、イオン打込みで
n型不純物を導入することにより形成されている。側壁
絶縁膜は、ゲート電極上にCvDで酸化シリコン膜を形
成し、この酸化シリコン膜にRIE (反応性イオンエ
ツチング)等の異方性エツチングを施すことで形成する
ことができる。
この種のLDD構造のMISFETは、ドレイン領域と
チャネル形成領域とのpn接合部の不純物濃度勾配を緩
和し、ドレイン領域近傍の電界強度を弱めることができ
る。つまり、LDD構造のMISFETは、ホットキャ
リアの発生を低減し、経時的なしきい値電極の劣化を防
止することができる特徴がある。また、LDD構造のM
ISFETは、LDD部が低不純物濃度で形成されてい
るので、チャネル形成領域側へのドレイン領域の拡散を
小さくし、実効チャネル長を確保することができる。つ
まり、LDD構造のMISFETは、短チャネル効果を
防止し、短チャネル化を図ることができる特徴がある。
相補型MOS F E T(CMOS)を有する半導体
集積回路装置は、動作速度の高速化や低消費電力化に最
適である。LDD構造を採用するCMOSでは、製造工
程を低減するために、nチャネルMISFET、pチャ
ネルMISFETの夫々のゲート電極の側壁に側壁絶縁
膜を形成している。pチャネルMISFETは、nチャ
ネルMISFETと同様にLDD部を設けてLDD構造
で形成する場合と、LDD部を設けずにLDD構造で形
成しない場合とがある。LDD構造で形成しないpチャ
ネルMISFETのゲート電極の側壁には、側壁絶縁膜
が形成されている。
なお、LDD構造を採用するCMO3は、例えば、19
85年発行、インターナショナルエレクトロンデバイセ
ス ミーティング、テクニカルダイジェスト(Inte
rnational Electron Device
s Meeting、Technical Diges
t)のp59〜p62に記載されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明者は、前述のLDD構造を採用する0MO8を開
発中に、次の問題点が生じることを発見した。
最小加工寸法を1.3[μmコとする所謂1.3[μm
lプロセスを採用する0MO8は、LDD構造のnチャ
ネルMISFETのLDD部をI X 10” [at
。
ff1s/aII3]程度の不純物濃度で形成している
。LDD部の不純物濃度は、短チャネル効果によるしき
い値電圧の低下を防止し、かつ抵抗値の増大による電流
駆動力の低下を防止できるように設定されている。この
条件下で、高不純物濃度のソース領域−ドレイン領域間
の耐圧を確保するためには、チャネル長方向において、
LDD部を0.3[μm]程度以上の長さで形成する必
要がある。つまり、nチャネルMI 5FETのゲート
電極の側壁に形成する側壁絶縁膜は、チャネル長方向に
おいて、実質的に0.3[μml程度以上の長さを必要
とする。
一方、nチャネルMISFETは、短チャネル効果によ
るしきい値電圧の低下を防止するために。
チャネル形成領域側のドレイン領域の不純物濃度をI 
X 10” [atoms/ 3”1程度に設定してい
る。nチャネルMISFETは、LDD構造を採用する
場合でも採用しない場合においても、少なくともチャネ
ル形成領域側が前述の不純物濃度で形成される。さらに
、pチャネルMISF’ETは、nチャネルMISFE
Tと同一製造工程で形成されるので、ゲート電極の側壁
の側壁絶縁膜が同一寸法で形成される。
このように構成される0MO5のnチャネルMISFE
Tは、側壁絶縁膜中や半導体基板と側壁絶縁膜との界面
に正電荷がトラップされ易い。つまり、半導体基板はシ
リコンで形成され、側壁絶縁膜はシリコンを含む物質で
形成されており、シリコン原子の未結合手が正電荷をト
ラップし易い。
前述のように、正電荷がトラップされると、nチャネル
MISFETの低不純濃度のドレイン領域が空乏化され
、ソース領域−ドレイン領域間の直列抵抗値が増大する
ので、電流駆動力が劣化する。
本発明者の実験ならびにその検討によれば、nチャネル
MISFETの側壁絶縁膜の寸法を基準としてnチャネ
ルMISFETの側壁絶縁膜を形成すると(0,3[μ
m]程度以上に形成すると)、前記電流駆動力が著しく
劣化することが明らかになった。
本発明の第1目的は、LDD構造を採用する0MO8を
有する半導体集積回路装置において、nチャネルMIS
FETの耐圧を確保すると共に、nチャネルMISFE
Tの電流駆動力を向上することが可能な技術を提供する
ことにある。
本発明の第2目的は、前記第1目的を達成するための製
造工程を低減することが可能な技術を提供することにあ
る。
本発明の第3目的は、LDD構造の側壁絶縁膜を形成す
る絶縁膜形成工程を低減し、前記第2目的を達成するこ
とが可能な技術を提供することにある。
本発明の第4目的は、LDD構造の側壁絶縁膜を形成す
る異方性エツチングのマスク形成工程を低減し、前記第
3目的を達成することが可能な技術を提供することにあ
る。
本発明の第5目的は、LDD構造を採用する0MO8を
有し、かつ記憶機能を有する半導体集積回路装置におい
て、前記第3目的を達成することが可能な技術を提供す
ることにある。
本発明の第6目的は、前記第5目的を達成すると共に、
記憶機能を形成する際に、0MO8形成領域に損傷を生
じさせず、しかもそのための製造工程を低減することが
可能な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1本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。
〔問題点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、下記のとおりである。
LDD構造を採用する0MO8を有する半導体集積回路
装置において、pチャネルMI S FETの側壁絶縁
膜(サイドウオールスペーサ)を、nチャネルMISF
ETの側壁絶縁膜に比べて小さく構成する。
また、前記半導体集積回路装置において、nチャネル及
びnチャネルMISFETのゲート電極上にCVDで絶
縁膜を形成し、n(又はp)チャネルMISFET形成
領域の絶縁膜で側壁絶縁膜を形成し、この後−p(又は
n)チャネルMISFET形成領域の絶縁膜で側壁絶縁
膜を形成する。
また、前記半導体集積回路装置において、nチャネル及
びPチャネルMISFET形成領域のゲ−ト電極上にC
VDで絶縁膜を形成し、第1マスクを用いてn(又はp
)チャネルMISFET形成領域の絶縁膜で側壁絶縁膜
を形成し、同一の第1マスクを用いてソース領域及びド
レイン領域を形成し、この後、第2マスクを用いてp(
又はn)チャネルMISFET形成領域の絶縁膜で側壁
絶縁膜を形成し、同一の第2マスクを用いてソース領域
及びドレイン領域を形成する。
また、LDD構造を採用する0MO8を有し、かつLD
D構造のMISFETで形成されるメモリセルを有する
半導体集積回路装置において、nチャネルMISFET
、PチャネルMISFET、メモリセルのMISFET
の夫々の形成領域のゲート電極上にCVDで絶縁膜を形
成し、n(又はP)チャネルMISFET形成領域の絶
縁膜で側壁絶縁膜を形成し、この後、p(又It n 
)チャネルMISFET形成領域の絶縁膜で側壁絶縁膜
を形成し、そして、前記nチャネルMISFETの側壁
絶縁膜を形成する前或は後、又はpチャネルMISFE
Tの側壁絶縁膜を形成した後に、メモリセルのMISF
ET形成領域の絶縁膜で側壁絶縁膜を形成する。
また、LDD構造を採用する0MO8を有し、かつLD
D構造のMISFETとそのゲート電極よりも上層の導
電層で形成される容量素子との直列回路で形成されるメ
モリセルを有する半導体集積回路装置において、nチャ
ネルMISFET、Pチャネ/L/MISFET、メモ
リセ/L/(7)MISFETの夫々の形成領域のゲー
ト電極上にCVDで絶縁膜を形成し、前記メモリセルの
MISFET形成領域の絶縁膜で側壁絶縁膜を形成し、
この後。
前記容量素子を形成し、n(又はp)チャネルMISF
ET形成領域の絶縁膜で側壁絶縁膜を形成し。
この後、p(又はn)チャネルMISFET形成領域の
絶縁膜で側壁絶縁膜を形成する。
〔作用〕
上述した手段によれば、nチャネルMISFETのLD
D部の寸法を長くシ、高不純物濃度のソース領域−ドレ
イン領域間を離隔することができるので、ソース領域−
ドレイン領域間の耐圧を確保することができると共に、
pチャネルMISFETの低不純物濃度(LDD部)の
寸法を短くし、ソース領域の直列抵抗値及びドレイン領
域の直列抵抗値を低減することができるので、電流駆動
力を向上することができる。
また、同一工程で形成した絶縁膜でnチャネルMISF
ET、PチャネルMISFETの夫々の側壁絶縁膜を形
成するので、絶縁膜を形成する工程を低減し、製造工程
を低減することができる。
また、nチャネルMISFETの側壁絶縁膜を形成する
第1マスクでソース領域及びドレイン領域を形成し、p
チャネルMISFETの側壁絶縁膜を形成する第2マス
クでソース領域及びドレイン領域を形成することができ
るので、マスク形成工程を低減し、製造工程を低減する
ことができる。
また、同一工程で形成した絶縁膜でnチャネルMISF
ET、PチャネルMISFET、メモリセルのMISF
ETの夫々の側壁絶縁膜を形成するので、絶縁膜を形成
する工程を低減し、製造工程を低減することができる。
また、前記容量素子を形成する際に、nチャネルMIS
FET、pチャネルMISFETの夫々の形成領域の絶
縁膜が保護膜として作用するので、nチャネルMISF
ET、pチャネルMISFETの夫々の形成領域の損傷
を防止することができる。
以下、本発明の構成について、周辺回路を0MO8で構
成する、ダイナミック型うシダムアクセスメモリ(DR
AM)を有する半導体集積回路装置に本発明を適用した
一実施例とともに説明する。
なお、実施例を説明するための全回において、同一機能
を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は
省略する。
〔発明の実施例〕
本発明の一実施例である半導体集積回路装置を第1図(
要部断面図)で示す。第1図の左側には。
スタチックキャパシタ構造の情報蓄積用容量素子で構成
されるDRAMのメモリセルを示す。第1図の右側には
、DRAMの周辺回路を構成する6MO5を示す。
第1図に示すよう、に、p−型の半導体基板1の主面部
には、p″型ウェル領域2、n゛型ウェル領域3の夫々
が設けられている。半導体基板1は、単結晶シリコン基
板で構成されている。ウェル領域2には、DRAMのメ
モリセルM及び0MO8のnチャネルMISFETQn
が構成される。ウェル領域3には、0MO8のpチャネ
ルMISFETQpが構成される。なお、第1図におい
て、メモリセルM及びMISFETQnは同一のウェル
領域2内に形成されているが、これらを夫々独立して形
成された異なるウェル領域内に形成することが望ましい
。
半導体素子形成領域間のウェル領域2.3の夫々の主面
には、フィールド絶縁膜(素子間分離絶縁膜)4が設け
られている。フィールド絶縁膜4下のウェル領域2の主
面部には、ウェル領域2よりも高不純物濃度で形成され
たP型のチャネルストッパ領域5が設けられている1図
示していないが、フィールド絶縁膜4下のウェル領域3
の主面部に、n型のチャネルストッパ領域を設けてもよ
い。フィールド絶縁膜4、チャネルストッパ領域5の夫
々は、半導体素子間を電気的に分離するように構成され
ている。
DRAMのメモリセルMは、ウェル領域2の主面に、ス
イッチ用nチャネルMISFETQsと情報蓄積用容量
素子Cとの直列回路で構成されている。
MISFETQsは、ウェル領域2、ゲート絶縁膜6、
ゲート電極7.ソース領域又はドレイン領域である一対
のn型半導体領域(LDD部)9及び一対のnゝ型半導
体領域13で構成されている。
ゲート電極7は、例えば、抵抗値を低減するための不純
物(例えば、P、As)が導入された多結晶シリコン膜
で構成する。また、ゲート電極7は、単層の高融点金属
膜(Mo、Ti、Ta、W)若しくは高融点金属゛シリ
サイド膜(MoSiztTiSiz、Ta5i=。
WSi、)で構成してもよい、また、ゲート電極7は、
多結晶シリコン膜の上部に高融点金属膜若しくは高融点
金属シリサイド膜を積層した複合膜で構成してもよい、
ゲート電極7は、そのゲート幅方向に延在し、他のゲー
ト電極7と一体に形成され、フィールド絶縁膜4上部を
延在するワード線(WL)7Aを構成する。導体層7に
は、これと同一形状のCVDにより形成されたシリコン
酸化膜からなる絶縁膜8が形成される。
低不純物濃度のn型半導体領域9は、チャネル形成領域
(ウェル領域2)と高不純物濃度のn゛型半導体領域1
3との間に、半導体領域13と一体に構成されている。
半導体領域9は、LDD構造のMIS F E T Q
 sを構成する。半導体領域9は、ゲート電極7(実際
にはその上層の絶縁膜8)をマスクとして、n型不純物
(例えば、P)を導入することで形成する6つまり、半
導体領域9は、ゲート電極7に対して自己整合で形成さ
れる。半導体領域9は、短チャネル効果によるしきい値
電圧の低下を防止し、かつ抵抗値の増大による電流駆動
力の低下を防止できるように構成されている。半導体領
域9は、例えば1.3[μm]プロセスで形成した場合
、I X 10” [atoms/ ex″]程度の不
純物濃度で形成されている。
高不純物濃度の半導体領域13は、ゲート電極7の側壁
に選択的に形成された側壁絶縁膜(サイドウオールスペ
ーサ)10をマスクとして、n型不純物(例えば、P又
はA s )を導入することで形成する。半導体領域1
3は、後述する情報蓄積用容量素子Cの電極12A、中
間導電層12Bの夫々から接続孔11を通して不純物を
導入することで形成される6つまり、半導体領域13は
、側壁絶縁膜10に対して自己整合で形成される。半導
体領域13は、例えば。
lXl0″o[atoms/ cs”コ程度の不純物濃
度で形成されている。
前記低不純物濃度の半導体領域9は、チャネル長方向に
おいて、0.3[μm]程度以上の長さで形成されてい
る。これは、パンチスルーを防止し、高不純物濃度の半
導体領域13間(ソース領域−ドレイン領域間)の耐圧
を確保できるように構成されている。半導体領域9の長
さは、実質的に、側壁絶縁膜10の長さくゲート電極7
の側面からその垂直方向の厚さ)で規定されるので、側
壁絶縁膜10は、0.3[μm]程度以上の長さで構成
されている。
前記情報蓄積用容量素子Cは、下層の電極12A、誘電
体膜14、上層の電極15を順次積層した、スタックド
キャパシタ構造(STC構造)で構成されている。
電極12Aは、接続孔11を通して、MISFETQs
の一方の半導体領域13に接続されており、メモリセル
M毎に設けられている。電極12Aは、情報蓄積用容量
素子Cの情報となる電荷蓄積量を確保するために、ゲー
ト電極7.ワード線7Aの夫々の上部を覆うように(重
なるように)構成されている。電極12Aとゲート電極
7、ワード線7Aの夫々との電気的な分離は、ゲート電
極7、ワード線7Aの夫々の上部に設けられた絶縁膜8
で行われている。電極12Aは1例えば、抵抗値を低減
するn型不純物(例えば、P又はA s )が導入され
た多結晶シリコン膜で形成する。
誘電体膜14は、単層の酸化シリコン膜若しくは窒化シ
リコン膜、或はそれらの複合膜で形成されている。
電極15は、誘電体膜14を介在させて、電極12Aを
覆うように構成されており、メモリセルアレイの夫々の
メモリセルMの電極15と一体に構成されている。電極
15は、電極12Aと同様に、例えば、多結晶シリコン
膜で形成されている。
前記M I S F E T Q sの他方の半導体領
域13には、中間導電層12Bを介在させて、配線(デ
ータ線DL)23が接続されている。
中間導電層12Bは、前記電極12Aと同一製造工程で
形成される。中間導電層12Bは、側壁絶縁膜10で規
定される接続孔11を通して半導体領域13に接続され
、それ以外の部分はゲート電極7の上部に延在している
。中間導電層12Bは、ゲート電極7に対して自己整合
に半導体領域13に接続されているので、配線(DL)
23と半導体領域13との接続を実質的に自己整合的に
行うことができる。
配線(DL)23は、層間絶縁膜21に形成された接続
孔22を通して中間導電層12Bに接続されている。
配線23は、第1層目の低抵抗配線材料、例えば、アル
ミニウム膜や所定の添加物(SL、 Cu)が含有され
たアルミニウム膜で形成する。
DRAMの周辺回路を構成する0MO5は、ウェル領域
2の主面に形成されたnチャネルMISFETQnと、
ウェル領域3の主面に形成されたpチャネルMISFE
TQPとで構成されている。
nチャネルM I S F E T Q nは、ウェル
領域2゜ゲート絶縁膜6、ゲート電t!7.ソース領域
又はドレイン領域である一対のn型半導体領域9及び一
対のn゛型半導体領域17で構成されている。
低不純物濃度のn型半導体領域9は、前記メモリセルの
M I S F E T Q sと同様に、LDD構造
のMISFETQnを構成する。半導体領域9は、メモ
リセルMの半導体領域9と同一製造工程で形成されるの
で、同様に、 I X 10”[atoms/ am”
]程度の不純物濃度で構成される。半導体領域9のチャ
ネル長方向の長さは、ゲート電極7の側壁に選択的に形
成された側壁絶縁膜16によって規定されている。側壁
絶縁膜16は、例えば前記メモリセルMのMISFET
Qsと実質的に同様になるように、チャネル長方向の長
さを0.3[μm]程度以上で構成している。
pチャネルMISFETQpは、ウェル領域3、ゲート
電極6、ゲート電極7、ソース領域又はドレイン領域で
ある一対のp型半導体領域18及び一対のp+型半導体
領域20で構成されている一低不純物濃度のP型半導体
領域18は、前記MISFETQnと同様に、LDD構
造のMISFETQpを構成する。半導体領域18は、
短チャネル効果によるしきい値電圧の低下を防止するた
めに、例えば、I X 10” [atoms/ ty
a”コ程度の不純物濃度(p型不純物濃度、例えば、B
濃度)で構成されている。半導体領域18のチャネル長
方向の長さは、MISFETQn(又はMISFETQ
s)の半導体領域9に比べて小さく構成されている。つ
まり、側壁絶縁膜19は、M I S F E T Q
 nの側壁絶縁膜16(又はM I S F E T 
Q sの側壁絶縁膜10)に比べて、チャネル長方向の
長さが小さく構成されている。1.3[μm]プロセス
の場合、側壁絶縁膜19は。
0.3[μm]よりも小さい寸法で構成されている。
このようにLDD構造を採用する0MO3において、p
チャネルMISFETQPの側壁絶縁膜19を、nチャ
ネルMISFETQnの側壁絶縁膜16に比べて小さく
構成することにより、MISFETQnの半導体領域(
LDD部)9の寸法を長くし、半導体領域17間(ソー
ス領域−ドレイン領域間)を離隔することができるので
、半導体領域17間の耐圧を確保することができると共
に、MISFETQPの半導体領域(L D D部)1
8の寸法を短クシ、半導体領域間(ソース領域−ドレイ
ン領域間)20の直列抵抗値を低減することができるの
で。
電流駆動力を向上することができる。
なお、PチャネルMISFETQp側にLDD構造を採
用しない場合(半導体領域18が存在せず、ソース領域
又はドレイン領域が半導体領域20のみで形成される場
合)、少なくとも、チャネル形成領域側のドレイン領域
は、 I X 10”[atoms/ 33コ程度の不
純物濃度で構成される。しかも、このpチャネルMIS
FETQpの実効チャネル長は、側壁絶縁膜19で規定
されるので1本発明は、LDD構造を採用しないpチャ
ネルMISFETQpを有する0MO8にも適用するこ
とができる。
M I S F E T Q nの半導体領域17、M
ISFETQpの半導体領域20の夫々には、接続孔2
2を通して配線23が接続されている。さらに、所定の
配線23には、配線26が接続されている。配線26は
、第2層目の低抵抗配線材料、例えば、配線23と同一
材料で形成されており、層間絶縁膜24に形成された接
続孔25を通して配線23に接続されている。
次に、前述の半導体集積回路装置の製造方法について、
第2図乃至第11図(各製造工程毎に示す半導体集積回
路装置の要部断面図)を用いて簡単に説明する。
まず、p−型の半導体基板1を用意する。
次に、DRAMのメモリセルアレイ形成領域、周辺回路
のnチャネルMISFET形成領域の夫々の半導体基板
1の主面部に1選択的に、p−型ウェル領域2を形成す
る。そして、周辺回路のpチャネルMISFET形成領
域の半導体基板1の主面部に、選択的に、n−型ウェル
領域3を形成する。
次に、半導体素子形成領域間のウェル領域2及びウェル
領域3の主面部に、フィールド絶縁膜4を形成する。こ
のフィールド絶縁膜4を形成する工程と共に、半導体素
子形成領域間のウェル領域2の主面部に、p型チャネル
ストッパ領域5を形成する。
次に、半導体素子形成領域のウェル領域2、ウェル領域
3の夫々の主面部に、しきい値電圧調整用の不純物を導
入する。不純物としては1例えば。
p型不純物(例えば、B)を用いる。ウェル領域2とウ
ェル領域8とでしきい値電圧調整用の不純物の導入量を
変える場合には、厚さの異なるマスク(例えば、酸化シ
リコン膜、フォトレジスト膜)を用いて不純物を導入す
ればよい。
次に、第2図に示すように、半導体素子形成領域のウェ
ル領域2.ウェル領域3の夫々の主面上に、ゲート絶縁
膜6を形成する。ゲート絶縁膜6は、ウェル領域2又は
3の主面を熱酸化することで形成することができる。ま
た、ゲート絶縁膜6は、所定の誘電率を得るために、熱
酸化中又は熱酸化後に、アンモニア等の窒化化合物を導
入した熱処理(熱窒化)を行うことにより、酸化シリコ
ン膜と窒化シリコン膜との複合膜で形成してもよい。
次に、第、3図に示すように、MISFET形成領域の
ゲート絶縁膜6上に、ゲート電極7及びその上部の絶縁
膜8を形成する。ゲート電極7はスパッタ又はCVDと
スパッタにより絶縁膜8はCVDにより、夫々基板上全
面に形成し、この後、所定の形状にエツチングされる。
このゲート電極7及び絶縁膜8を形成すると共に、同一
製造工程で所定のフィールド絶縁膜4上にワード線(W
 L )7A及びその上部の絶縁膜8を形成する。ゲー
ト電極7とその上部の絶縁膜8、ワード線7Aとその上
部の絶縁膜8の夫々は、同一のエツチングマスクでエツ
チングする(重ね切りする)。エツチングとしては、後
工程で形成される側壁絶縁膜の膜厚の制御性を高めるた
めに、半導体基板1の表面に対してゲート電極7の側面
を垂直に加工できるRIE等の異方性エツチングを用い
る。
次に、不純物の導入による損傷が生じないように、少な
くともウェル領域2、ウェル領域3の夫々の主面に熱酸
化で薄い酸化シリコン膜(バッファ層)を形成する。
次に、第4図に示すようにメモリセルMのMISFET
Qg形成領域、0MO5のMISFETQn形成領域の
ウェル領域2の主面部に、低不純物濃度のn型半導体領
域9を選択的に形成する。
半導体領域9は、主に、ゲート電極7及びフィールド絶
縁膜4をマスクとして、n型不純物をイオン打込みで導
入することで形成できる。この時。
その他のMISFETQp形成領域は、例えばフォトレ
ジストマスクで覆った状態にある。
次に、第4図に示すように、0MO5のMISFETQ
p形成領域のウェル領域3の主面部に。
低不純物濃度のP型半導体領域18を選択的に形成する
。半導体領域18は、半導体領域9と同様に、主に、ゲ
ート電極7及びフィールド絶縁膜4をマスクとして、p
型不純物をイオン打込みで導入することで形成できる。
この時、その他のMISFETQn形成領域は1例えば
フォトレジストマスクで覆った状態にある。
次に、第5図に示すように、絶縁膜8を介在させたゲー
ト電極7上を覆うように、半導体基板1の全面に、主に
、側壁絶縁膜(サイドウオールスペーサ)を形成するた
めの絶縁膜10Aを形成する。
絶縁膜10Aは、例えば、CVDで形成した酸化シリコ
ン膜を用いる。絶縁膜10Aは、ゲート電極7と略同様
の膜厚1例えば、4000[人]程度の膜厚で形成する
。また、絶縁膜10Aは、スパッタで形成した酸化シリ
コン膜、CVDで形成した窒化シリコン膜で形成しても
よい。
次に、第6図に示すように、メモリセルM形成領域のM
ISFETQSのゲート電極7の側壁に選択的に側壁絶
縁膜10を形成する。側壁絶縁膜10は、0MO8形成
領域の絶縁膜10A上を例えばフォトレジストマスク(
図示せず)で覆った状態で、メモリセルMの絶縁膜10
AにRIE等の異方性エツチングを施すことで形成する
ことができる。側壁絶縁膜10は、前述のように、チャ
ネル長方向の長さを0.3[μm]程度以上で形成する
。CMOS形成領域の絶縁膜10Aは、積極的に残存す
るようにする。
側壁絶縁膜10を形成する工程により、同第6図に示す
ように、半導体領域9(ソース領域及びドレイン領域形
成領域)の主面上に、側壁絶縁膜10で規定された接続
孔11が形成される。接続孔11は、ゲート電極7に対
して自己整合で形成される側壁絶縁膜10で規定される
ので、ゲート電極7に対して自己整合で形成される。
次に、第7図に示すように、メモリセルM形成領域に、
選択的に、情報蓄積用容量素子Cの一方の電極i2A及
び中間導電層12Bを形成する。電極12A及び中間導
電層12Bは、まず、半導体基板1の全面にCVDで多
結晶シリコン膜を形成し、その表面を熱酸化した後、n
型不純物(例えば、P)を導入する。この後、例えばフ
ォトレジストマスクを用い、所定形状にエツチングする
ことにより、同第7図に示すように、電極12A及び中
間導電層12Bを形成することができる。エツチングと
しては、RIE等の異方性エツチングを用いる。
電極12A、中間導電層12Bの夫々は、側壁絶縁膜1
0で規定された接続孔11を通してMISFETQsの
ソース領域又はドレイン領域の一部を構成する半導体領
域9に接続される。電極12A及び中間導電層12Bに
導入されたn型不純物は、接続孔11を通して、半導体
領域9に拡散されるようになっている。
C:MOS形成領域においては、電極12A及び中間導
電層12Bを形成する多結晶シリコン膜は、絶縁膜10
A上にも形成される。この絶縁膜10A上の多結晶シリ
コン膜は、電極12A、中間導電層12Bの夫々のパタ
ーンニング工程の際に除去される。
このように、 M I S F E T Q n e 
Q P e Q sの夫々の形成領域のゲート電極7上
にCVDで絶縁膜10Aを形成し、前記メモリセルMの
MISFET Q s形成領域の絶縁膜10Aで側壁絶
縁膜10を形成し、そして、CMOS形成領域に絶縁膜
10Aを残存させた状態で前記情報蓄積用容量素子Cの
電極12A及び中間導電層12Bを形成することにより
、前記電極12A及び中間導電層12Bを形成する際に
、0MO8形成領域の絶縁膜10Aが保護膜(耐エツチ
ングマスク)として作用するので、MISFET Q 
n e Q pの夫々の形成領域のウェル領域2゜3表
面の損傷(エツチングダメージ)を防止することができ
る。
しかも、後述するが、0MO8形成領域に残存される絶
縁膜10Aは、主に、M I S F E T Q n
 。
Qsの夫々の側壁絶縁膜(16,19)を形成するため
のものであるので、保護膜として作用する絶縁膜10A
を形成する工程を実質的になくすことができ。
製造工程を低減することができる。
次に、情報蓄積用容量素子C形成領域において、電極1
2Aの表面に選択的に誘電体膜14を形成する。
例えば、前述した電極12Aの表面の熱酸化膜を一担除
去した後、再度の熱酸化によりシリコン酸化膜を形成す
るか、あるいは直接シリコン窒化膜をCVDにより薄く
形成した後その表面を熱酸化する。
次に、第8図に示すように、メモリセルアレイ形成領域
において、誘電体膜14上でしかもMISF E T 
Q sの一方の半導体領域(9)とデータ線との接続部
を除く領域に、情報蓄積用容量素子Cの他方の電極15
を形成する。電極15は、電極12と実質的に同様に、
半導体基板1の全面にCVDで多結晶シリコン膜を形成
し、この多結晶シリコン膜に異方性エツチングを施すこ
とにより形成することができる。この工程により、メモ
リセルMの情報蓄積用容量素子Cが完成する。
つまり、0MO8形成領域に残存される絶縁膜10Aは
、前記電極12を形成する工程と同様に、情報蓄積用容
量素子Cの電極15を形成する際に、保護膜として作用
するので、 M I S F E T Q n 、 Q
pの夫々の形成領域のウェル領域2,3表面の損傷を防
止することができる。しかも、0MO8形成領域に残存
される絶縁膜10Aは、製造工程を増加しない。
次に、0MO8のnチャネルM I S F E T 
Q n形成領域において、ゲート電極7の側壁に選択的
に側壁絶縁膜16を形成する。そして、第9図に示すよ
うに、高不純物濃度のn゛型半導体領域17を形成する
。
前記側壁絶縁膜16は、同第9図に点線で示すように、
MISFETQn形成領域が開口されたマスク(例えば
、フォトレジストマスク)を用い、絶縁膜10AにRI
E等の異方性エツチングを施し、この絶縁膜10Aで形
成することができる。側壁絶縁膜16は、前述のように
、チャネル長方向の長さを0.3[μm]程度以上で形
成する。
前記n+型半導体領域17は、側壁絶縁膜16を形成し
た同一マスクを用い、n型不純物をイオン打込みで導入
することにより形成することができる。
半導体領域17のチャネル形成領域側に導入される不純
物は、側壁絶縁膜16で規定される。また、n型不純物
の導入に際して、導入によるウェル領域2表面の損傷を
低減するために、酸化シリコン膜のバッファ層を形成す
る場合は、耐熱性のマスクを使用することが好ましい。
半導体領域17を形成した後には、マスクは除去される
。
次に、0MO5(7)pチャネ/LzMISFETQP
形成領域において、ゲート電極7の側壁に選択的に側壁
絶縁膜19を形成する。そして、第10図に示すように
、高不純物濃度のp°型半導体領域20を形成する。
前記側壁絶縁膜19は、同第10図に点線で示すように
、MISFETQp形成領域が開口されたマスク(例え
ば、フォトレジストマスク)を用い、絶縁膜10AにR
IE等の異方性エツチングを施し、この絶縁膜10Aで
形成することができる。側壁絶縁膜19は、前述のよう
に、チャネル長方向の長さを0.3[μmコよりも小さ
く形成する。
前記p・型半導体領域20は、側壁絶縁膜19を形成し
た同一マスクを用い、p型不純物をイオン打込みで導入
することにより形成することができる。
半導体領域20のチャネル形成領域側に導入される不純
物は、側壁絶縁膜19で規定される。また、p型不純物
の導入に際して、導入によるウェル領域3表面の損傷を
低減するために、酸化シリコン膜のバッファ層を形成す
る場合は、耐熱性のマスクを使用することが好ましい。
半導体領域20を形成した後には、マスクは除去される
。
次に、同第10図に示すように、窒素ガス雰囲気中でア
ニールを施し、M I S F E T Q sの半導
体領域13、MISFETQnの半導体領域17、MI
SFETQpの半導体領域20の夫々を引き伸し拡散さ
せる。この工程により、M I S F E T Q 
sが完成しメモリセルMが完成すると共に、MISFE
TQn及びQpが完成し0MO8が完成する。
このように、0MO8形成領域において、MISFET
Qn、Qpの夫々のゲート電極7上に絶縁膜10Aを形
成し、MISFETQn形成領域の絶縁膜10Aで側壁
絶縁膜16を形成し、この後1MISFETQp形成領
域の絶縁膜10Aで側壁絶縁膜19を形成することによ
り、同一工程で形成した絶縁膜10AでM I S F
 E T Q nの側壁絶縁膜16、MISFETQp
の側壁絶縁膜19を形成するので。
絶縁膜10Aを形成する工程を低減し、製造工程を低減
することができる。つまり、側壁絶縁膜16と19は、
一度の絶縁膜10Aの形成工程と、二度のエツチング工
程とで形成することができる。なお、本発明は、MIS
FETQPの側壁絶縁膜19を形成した後に、MISF
ETQnの側壁絶縁膜16を形成してもよい。
また、0MO5形成領域において、MISFETQn、
Q、pの夫々の形成領域のゲート電極7上に絶縁膜10
Aを形成し、第9図に点線で示す第1マスクを用いてM
ISFETQn形成領域の絶縁膜10Aで側壁絶縁膜1
6を形成し、同一の第1マスクを用いて半導体領域17
(ソース領域及びドレイン領域)を形成し、この後、第
10図に点線で示す第2マスクを用いてMISFETQ
p形成領域の絶縁膜10Aで側壁絶縁膜19を形成し、
同一の第2マスクを用いて半導体領域20(ソース領域
及びドレイン領域)を形成することにより、MISFE
TQnの側壁絶縁膜16を形成する第1マスクで半導体
領域17を形成し、MISFETQpの側壁絶縁膜19
を形成する第2マスクで半導体領域20を形成すること
ができるので、半導体領域17及び20を形成するマス
ク形成工程を低減し、製造工程を低減することができる
。なお1本発明は、MISFETQPの側壁絶縁膜19
及び半導体領域20を形成した後に、MISFETQn
の側壁絶縁膜16及び半導体領域17を形成してもよい
。
また、メモリセル形成領域及び0MO5形成領域におい
て、MISFETQn、Qp、Qsの夫々の形成領域の
ゲート電極7上に絶縁膜10Aを形成し、メモリセルM
のMISFETQs形成領域の絶縁膜10Aで側壁絶縁
膜10を形成し、0MO8のMISFETQn形成領域
の絶縁膜10Aで側壁絶縁膜16を形成し、この後、M
I、5FETQP形成領域の絶縁膜10Aで側壁絶縁膜
19を形成することにより、同一工程で形成した絶縁膜
10AでMISFETQn、Qp、Qsの夫々の側壁絶
縁膜16.19.10を形成するので、絶縁膜10Aを
形成する工程を低減し、製造工程を低減することができ
る。
なお1本発明は、メモリセルMのMI 5FETQSの
側壁絶縁膜10を、MISFETQnの側壁絶縁膜16
を形成した後、或はMI 5FETQpの側壁絶縁膜1
9を形成した後に形成してもよい。
また、メモリセル形成領域及び0MO8形成領域におい
て、MISFETQn−Qp、Qsの夫々の形成領域の
ゲート電極7上に絶縁膜10Aを形成し、M I S 
F E T Q s形成領域の絶縁膜10Aで側壁絶縁
膜10を形成し、この後、メモリセルMの情報蓄積用容
量素子Cの電極12A又は電極15を形成し、MISF
ETQn形成領域の絶縁膜10Aで側壁絶縁膜16を形
成し、この後、MISFETQP形成領域の絶縁膜10
Aで側壁絶縁膜19を形成することにより、情報蓄積用
容量素子Cの電極12A又は電極15を形成する際に、
MISFETQn、Qpの夫々の形成領域の絶縁膜10
Aが保護膜として作用するので、MISFETQn形成
領域のウェル領域2表面、MISFETQp形成領域の
ウェル領域3表面の損傷を防止することができる。
しかも、0MO8形成領域に形成された保護膜として作
用する絶縁膜10Aは、前述のように、側壁絶縁膜16
及び19を形成するためのものであり、製造工程を低減
することができる。
次に、半導体基板1全面を覆う例えばフォスフオシリケ
ードガラス(PSG)からなる層間絶縁膜21をCVD
により形成し、この後、層間絶縁膜21に接続孔22を
形成する。そして、第11図に示すように、アルミニウ
ムからなる配線23をスパッタにより形成する。
次に、半導体基板1全面を覆うPSG膜からなる層間絶
縁膜24をCVDにより形成し、この後、眉間絶縁膜2
4に接続孔25を形成する。そして、前記第1図に示す
ように、アルミニウムからなる配置1A26をスパッタ
により形成する。この後、図示しない最終保護膜が形成
される。これら一連の製造工程を施すことにより、本実
施例の0MO8及びDRAMを有する半導体集積回路装
置が製造される。
なお、本発明は、低不純物濃度の半導体領域9(LDD
部)下に高不純物濃度のp+型半導体領域を設けたnチ
ャネルMISFETQn所謂pポケット構造のnチャネ
ルMISFETの0MO8を有する半導体集積回路装置
に適用することができる。
また、本発明は、スタックドキャパシタ構造の情報蓄積
用容量素子に限定されず、細孔を利用した情報蓄積用容
量素子や一般的に広く使用されるMO8構造の情報蓄積
用容量素子で構成されるメモリセルのDRAMを有する
半導体集積回路装置に適用することができる。
以上、本発明者によってなされた発明を前記実施例に基
づき具体的に説明したが1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におい
て種々変形し得ることは勿論である。
例えば、本発明は、DRAMを有していない、0MO8
を有する半導体集積回路装置に適用することができる。
また1本発明は、MISFETでメモリセルを構成する
マスクROM、EPROM、EEPROM等と0MO8
とを有する半導体集積回路装置に適用することができる
。
〔発明の効果〕
本願において開示される発明のうち、代表的なものによ
って得ることができる効果を簡単に説明すれば、下記の
とおりである。
LDD構造を採用する0MO8を有する半導体集積回路
装置において、nチャネルMISFETの耐圧を確保す
ると共に、pチャネルMISFETの電流駆動力を向上
することができる。
また、LDD構造の側壁絶縁膜を形成する絶縁膜形成工
程を低減することができる。
また、LDD構造の側壁絶縁膜を形成するエツチングの
マスク形成工程を低減することができる。
また、LDD構造を採用する0MO8を有し、かつ記憶
機能を有する半導体集積回路装置において、LDD構造
の側壁絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程を低減すること
ができる。
また、記憶機能を形成する際に、0MO3形成領域に損
傷を生じさせず、しかもそのための製造工程を低減する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は1本発明の一実施例である半導体集積回路装置
を示す要部断面図、 第2図乃至第11図は、前記半導体集積回路装置を各製
造工程毎に示す要部断面図である。 図中、1・・・半導体基板、2,3・・・ウェル領域、
7・・・ゲート電極、7A、WL・・・ワード線、9,
13゜1?、 IL 20・・・半導体領域、 10.
16.19・・・側壁絶縁膜、IOA・・・絶縁膜、1
2A、15・・・電極、14・・・誘電体膜、12B・
・・中間導電層、23.26・・・配線、M・・・メモ
リセル、Qs、Qn、Qp・・−MISFET、C−情
報蓄積用容量素子である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、夫々、ゲート電極の側壁に選択的に側壁絶縁膜を形
    成した第1チャネルMISFETと第2チャネルMIS
    FETとを有する半導体集積回路装置において、前記第
    1チャネルMISFETのチャネル長方向の前記側壁絶
    縁膜の寸法が、前記第2チャネルMISFETの前記側
    壁絶縁膜の寸法に比べて小さく構成されていることを特
    徴とする半導体集積回路装置。 2、前記第1チャネルMISFETはpチャネルMIS
    FETであり、第2チャネルMISFETは、nチャネ
    ルMISFETであることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項に記載の半導体集積回路装置。 3、前記第1チャネルMISFETは、チャネル形成領
    域側のソース領域又はドレイン領域の一部をその他のソ
    ース領域又はドレイン領域に比べて低不純物濃度で構成
    したことを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項
    に記載の半導体集積回路装置。 4、前記第2チャネルMISFETは、チャネル形成領
    域側のソース領域又はドレイン領域の一部をその他のソ
    ース領域又はドレイン領域に比べて低不純物濃度で構成
    したことを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第3項
    に記載の夫々の半導体集積回路装置。 5、前記第1チャネルMISFET、第2チャネルMI
    SFETの夫々の側壁絶縁膜は、ゲート電極を覆うよう
    にCVDで基板全面に絶縁膜を形成し、この絶縁膜に異
    方性エッチングを施して構成されていることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項乃至第4項に記載の夫々の半導
    体集積回路装置。 6、夫々、ゲート電極の側壁に選択的に側壁絶縁膜を形
    成した第1チャネルMISFETと第2チャネルMIS
    FETとを有する半導体集積回路装置の製造方法におい
    て、前記第1チャネルMISFET形成領域、第2チャ
    ネルMISFET形成領域の夫々のゲート電極を覆うよ
    うに、基板全面に絶縁膜を形成する工程と、前記第1チ
    ャネルMISFET形成領域の前記絶縁膜に異方性エッ
    チングを施し、該絶縁膜で側壁絶縁膜を形成する工程と
    、前記第2チャネルMISFET形成領域の前記絶縁膜
    に異方性エッチングを施し、該絶縁膜で側壁絶縁膜を形
    成する工程とを具備したことを特徴とする半導体集積回
    路装置の製造方法。 7、前記第1チャネルMISFETはp又はnチャネル
    MISFETであり、前記第2チャネルMISFETは
    n又はpチャネルMISFETであることを特徴とする
    特許請求の範囲第6項に記載の半導体集積回路装置の製
    造方法。 8、前記第1チャネルMISFETのチャネル長方向の
    側壁絶縁膜は、前記第2チャネルMISFETの側壁絶
    縁膜のチャネル長方向の寸法に比べて小さく又は大きく
    形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第6項
    又は第7項に記載の半導体集積回路装置の製造方法。 9、夫々、ゲート電極の側壁に選択的に側壁絶縁膜を形
    成した第1チャネルMISFETと第2チャネルMIS
    FETとを有する半導体集積回路装置の製造方法におい
    て、前記第1チャネルMISFET形成領域、第2チャ
    ネルMISFET形成領域の夫々のゲート電極を覆うよ
    うに、基板全面に絶縁膜を形成する工程と、前記第1チ
    ャネルMISFET形成領域が開口された第1マスクを
    形成する工程と、該第1マスクを用いて、第1チャネル
    MISFET形成領域の前記絶縁膜に異方性エッチング
    を施し、該絶縁膜で側壁絶縁膜を形成する工程と、前記
    第1マスクを用いて、第1チャネルMISFET形成領
    域に第1導電型の不純物を導入し、ソース領域及びドレ
    イン領域を形成する工程と、前記第1マスクを除去する
    工程と、前記第2チャネルMISFET形成領域が開口
    された第2マスクを形成する工程と、該第2マスクを用
    いて、第2チャネルMISFET形成領域の前記絶縁膜
    に異方性エッチングを施し、該絶縁膜で側壁絶縁膜を形
    成する工程と、前記第2マスクを用いて、第2チャネル
    MISFET形成領域に第2導電型の不純物を導入し、
    ソース領域及びドレイン領域を形成する工程と、前記第
    2マスクを除去する工程とを具備したことを特徴とする
    半導体集積回路装置の製造方法。 10、夫々、ゲート電極の側壁に選択的に側壁絶縁膜を
    形成した第1チャネル型の第1MISFET、第2チャ
    ネル型の第2MISFET及びメモリセルを構成する第
    1又は第2チャネル型の第3MISFETを有する半導
    体集積回路装置の製造方法において、前記第1MISF
    ET形成領域、第2MISFET形成領域、第3MIS
    FET形成領域の夫々のゲート電極を覆うように、基板
    全面に絶縁膜を形成する工程と、前記第1MISFET
    形成領域の前記絶縁膜に異方性エッチングを施し、該絶
    縁膜で側壁絶縁膜を形成する工程と、前記第2MISF
    ET形成領域の前記絶縁膜に異方性エッチングを施し、
    該絶縁膜で側壁絶縁膜を形成する工程とを具備し、前記
    第1MISFETの側壁絶縁膜を形成する工程の前或は
    後、又は第2MISFETの側壁絶縁膜を形成する工程
    の後に、前記第3MISFET形成領域の前記絶縁膜に
    異方性エッチングを施し、該絶縁膜で側壁絶縁膜を形成
    する工程を具備したことを特徴とする半導体集積回路装
    置の製造方法。 11、夫々、ゲート電極の側壁に選択的に側壁絶縁膜を
    形成した第1チャネル型の第1MISFET、第2チャ
    ネル型の第2MISFETを有し、同様に、ゲート電極
    の側壁に選択的に側壁絶縁膜を形成した第1又は第2チ
    ャネル型の第3MISFETとこの第3MISFETの
    ゲート電極よりも上層の導電層で形成される容量素子と
    の直列回路からなるメモリセルを有する半導体集積回路
    装置の製造方法において、前記第1MISFET形成領
    域、第2MISFET形成領域、第3MISFET形成
    領域の夫々のゲート電極を覆うように、基板全面に絶縁
    膜を形成する工程と、前記第3MISFET形成領域の
    前記絶縁膜に異方性エッチングを施し、該絶縁膜で側壁
    絶縁膜を形成する工程と、前記容量素子を形成する工程
    と、前記第1MISFET形成領域の前記絶縁膜に異方
    性エッチングを施し、該絶縁膜で側壁絶縁膜を形成する
    工程と、前記第2MISFET形成領域の前記絶縁膜に
    異方性エッチングを施し、該絶縁膜で側壁絶縁膜を形成
    する工程とを具備したことを特徴とする半導体集積回路
    装置の製造方法。 12、前記容量素子は、誘電体膜を介在させて導電膜を
    重ね合わせた、スタックドキャパシタ構造で構成されて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第11項に記載の
    半導体集積回路装置の製造方法。
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