JP3522926B2 - Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device - Google Patents
Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、電気的特性を劣
化させることなく、セルフアライメント法にてコンタク
トホールの形成を行うことができる半導体装置および半
導体装置の製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device in which a contact hole can be formed by a self-alignment method without deteriorating electrical characteristics and a method for manufacturing the semiconductor device.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年の半導体装置の高集積化にともな
い、パターンサイズは微細化され、写真製版時のアライ
メントずれに対するマージンが減少している。そのた
め、コンタクトホール形成時に、実際のコンタクトホー
ルにて露出される半導体基板の幅すなわち、コンタクト
ホールサイズよりも、大きなサイズを有するマスクパタ
ーンを形成し、周囲のエッチングされても差し障りのな
い膜のエッチング選択性を利用してコンタクトホールを
形成するセルフアライメント法が提案されている。2. Description of the Related Art With the recent high integration of semiconductor devices, the pattern size has been miniaturized and the margin for misalignment during photolithography has been reduced. Therefore, at the time of forming the contact hole, a mask pattern having a size larger than the width of the semiconductor substrate exposed in the actual contact hole, that is, the contact hole size is formed, and the surrounding film is etched without any trouble even if it is etched. A self-alignment method of forming a contact hole by utilizing selectivity has been proposed.
【0003】図5および図6はセルフアライメント法に
よるコンタクトホールの製造方法を示す断面図である。
次いでこの半導体装置の製造方法について説明する。ま
ず、半導体基板1上に素子分離領域2を形成し、半導体
基板1上にゲート絶縁膜3を積層する。次に、半導体基
板1上の所望の箇所にゲート電極4および保護膜5を形
成し、次に、保護膜5および素子分離領域2をマスクと
して半導体基板1に不純物を注入し第1の拡散層6を形
成する(図5(a))。5 and 6 are sectional views showing a method of manufacturing a contact hole by the self-alignment method.
Next, a method of manufacturing this semiconductor device will be described. First, the element isolation region 2 is formed on the semiconductor substrate 1, and the gate insulating film 3 is laminated on the semiconductor substrate 1. Next, the gate electrode 4 and the protective film 5 are formed at desired locations on the semiconductor substrate 1, and then impurities are implanted into the semiconductor substrate 1 using the protective film 5 and the element isolation region 2 as a mask to form a first diffusion layer 6 is formed (FIG. 5A).
【0004】次に、ゲート電極4および保護膜5の側壁
にサイドウォール7を形成し、次に、保護膜5、素子分
離領域2およびサイドウォール7をマスクとして半導体
基板1に第1の拡散層6の不純物の濃度より高い濃度に
て不純物を注入し第2の拡散層8を形成し、第1の拡散
層6および第2の拡散層8にてLDD構造9を形成する
(図5(b))。次に、全面にシリコン酸化膜10およ
びエッチングストッパ膜11を順次積層する。次に、シ
リコン酸化膜を積層し、例えばRIEなどでエッチバッ
クを行い平坦化された層間絶縁膜12を形成する(図5
(c))。Next, sidewalls 7 are formed on the sidewalls of the gate electrode 4 and the protective film 5, and then the first diffusion layer is formed on the semiconductor substrate 1 using the protective film 5, the element isolation region 2 and the sidewall 7 as a mask. Impurities are implanted at a concentration higher than that of the impurities of No. 6 to form the second diffusion layer 8, and the LDD structure 9 is formed of the first diffusion layer 6 and the second diffusion layer 8 (FIG. )). Next, the silicon oxide film 10 and the etching stopper film 11 are sequentially laminated on the entire surface. Next, a silicon oxide film is laminated and etched back by RIE or the like to form a planarized interlayer insulating film 12 (FIG. 5).
(C)).
【0005】次に、層間絶縁膜12上にレジストを塗布
し写真製版によりパターニングを行いレジスト膜13を
形成する。次に、レジスト膜13をマスクとし、エッチ
ングストッパ膜11をエッチングストッパとして、層間
絶縁膜12を例えばRIEを用いてドライエッチングを
行い開口部14を形成する(図6(a))。この際、エ
ッチングストッパ膜11はエッチングストッパとして働
くものの若干のエッチングは伴う。そして、エッチング
ストッパ膜11には保護膜5上の平坦部分Aの箇所と、
サイドウォール7上の傾斜部分Bの箇所とが存在する。
よって、エッチングに用いられるイオンのスパッタリン
グにより、エッチングストッパ膜11は平坦部分Aより
傾斜部分Bの方が速くエッチングされている。Next, a resist is applied on the interlayer insulating film 12 and patterned by photolithography to form a resist film 13. Next, using the resist film 13 as a mask and the etching stopper film 11 as an etching stopper, the interlayer insulating film 12 is dry-etched using, for example, RIE to form an opening 14 (FIG. 6A). At this time, the etching stopper film 11 functions as an etching stopper but is accompanied by some etching. The etching stopper film 11 has a flat portion A on the protective film 5,
There is an inclined portion B on the sidewall 7.
Therefore, the etching stopper film 11 is etched faster in the inclined portion B than in the flat portion A due to the sputtering of ions used for etching.
【0006】次に、レジスト膜13をマスクとして開口
部14にて露出されたエッチングストッパ膜11および
シリコン酸化膜10を半導体基板1が露出するまでエッ
チングしコンタクトホール15を形成する。次に、レジ
スト膜13を除去装置により除去し、ビット線となる電
極膜16をコンタクトホール15を介して積層する(図
6(b))。このように、エッチングストッパ膜11に
傾斜部分Bが存在すると、平坦部分Aより傾斜部分Bの
方がエッチングされやすいため、傾斜部分Bにおいてエ
ッチングストッパ膜11がエッチングストッパとしての
機能を十分に果たさず、エッチングされてしまい、延い
てはゲート電極4を取り囲む絶縁膜としての保護膜5お
よびサイドウォール7がエッチングされ薄くなる。よっ
て、ゲート電極4と電極膜16との耐圧不良により短絡
を引き起こし、正常に動作しなくなる場合がある。Next, using the resist film 13 as a mask, the etching stopper film 11 and the silicon oxide film 10 exposed in the opening 14 are etched until the semiconductor substrate 1 is exposed to form a contact hole 15. Next, the resist film 13 is removed by a removing device, and the electrode film 16 to be the bit line is laminated via the contact hole 15 (FIG. 6B). As described above, when the inclined portion B is present in the etching stopper film 11, the inclined portion B is more easily etched than the flat portion A, so that the etching stopper film 11 does not sufficiently function as an etching stopper in the inclined portion B. The protective film 5 and the side wall 7 as an insulating film surrounding the gate electrode 4 are etched and thinned. Therefore, a short circuit may be caused due to a poor withstand voltage between the gate electrode 4 and the electrode film 16, and the gate electrode 4 may not operate normally.
【0007】また、このことを簡単に回避する方法とし
て、エッチングストッパ膜11またはシリコン酸化膜1
0の膜厚を十分に厚くする方法も考えられる。しかし、
このような方法で対応すると、ゲート電極4と電極膜1
6との短絡は防止できるものの、表面全体の段差が著し
く大きくなり、後工程においてプロセスに問題が生じる
こととなる。As a method for easily avoiding this, the etching stopper film 11 or the silicon oxide film 1 is used.
A method of making the film thickness of 0 sufficiently thick is also conceivable. But,
In response to such a method, the gate electrode 4 and the electrode film 1
Although a short circuit with 6 can be prevented, the step difference on the entire surface becomes extremely large, which causes a problem in the process in the subsequent process.
【0008】従来、このことを解決するために以下の2
つの方法の提案がなされている。例えば、特開平6−1
51352号公報に示された半導体装置について説明す
る。図7および図8は従来の半導体装置を示す断面図で
ある。次いでこの半導体装置の製造方法について上記従
来例を交えて説明する。まず、上記従来例と同様の工程
を経て図5(a)に示すように半導体基板1上に素子分
離領域2、ゲート絶縁膜3、ゲート電極4、保護膜5お
よび第1の拡散層6を形成する。次に、全面にエッチン
グストッパ膜17を積層する(図7(a))。Conventionally, in order to solve this, the following 2
One method proposal has been made. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-1
The semiconductor device disclosed in Japanese Patent No. 51352 will be described. 7 and 8 are cross-sectional views showing a conventional semiconductor device. Next, a method of manufacturing this semiconductor device will be described with reference to the above conventional example. First, as shown in FIG. 5A, the element isolation region 2, the gate insulating film 3, the gate electrode 4, the protective film 5, and the first diffusion layer 6 are formed on the semiconductor substrate 1 through the same steps as in the conventional example. Form. Next, the etching stopper film 17 is laminated on the entire surface (FIG. 7A).
【0009】次に、エッチングストッパ膜17上にシリ
コン酸化膜18を積層する(図7(b))。次にシリコ
ン酸化膜18を例えばRIEを用いてエッチバックを行
い、エッチングストッパ膜17およびシリコン酸化膜1
8から成るサイドウォール19を形成する。次に、素子
分離領域2、サイドウォール19およびエッチングスト
ッパ膜17をマスクとして、半導体基板1に第1の拡散
層6の不純物の濃度より高い濃度にて不純物を注入し第
2の拡散層20を形成し、第1の拡散層6および第2の
拡散層20にてLDD構造21を形成する(図7
(c))。次に、全面に層間絶縁膜22を積層する。Next, a silicon oxide film 18 is laminated on the etching stopper film 17 (FIG. 7B). Next, the silicon oxide film 18 is etched back by using, for example, RIE to etch the etching stopper film 17 and the silicon oxide film 1.
A side wall 19 of 8 is formed. Next, using the element isolation region 2, the sidewall 19 and the etching stopper film 17 as a mask, impurities are injected into the semiconductor substrate 1 at a concentration higher than that of the first diffusion layer 6 to form the second diffusion layer 20. Then, the LDD structure 21 is formed by the first diffusion layer 6 and the second diffusion layer 20 (FIG. 7).
(C)). Next, the interlayer insulating film 22 is laminated on the entire surface.
【0010】次に、層間絶縁膜22上にレジストを塗布
し写真製版によりパターニングを行いレジスト膜23を
形成する(図7(d))。次に、レジスト膜23をマス
クとし、エッチングストッパ膜17をエッチングストッ
パとして、層間絶縁膜22を半導体基板1が露出するま
で例えばRIEを用いてドライエッチングを行い、コン
タクトホール24を形成する(図8(a))。この際、
サイドウォール19としてのシリコン酸化膜18は膜減
りする。次に、レジスト膜23を除去装置により除去
し、ビット線となる電極膜25をコンタクトホール24
を介して積層する(図8(b))。Next, a resist is applied on the interlayer insulating film 22 and patterned by photolithography to form a resist film 23 (FIG. 7 (d)). Next, using the resist film 23 as a mask and the etching stopper film 17 as an etching stopper, the interlayer insulating film 22 is dry-etched using, for example, RIE until the semiconductor substrate 1 is exposed to form a contact hole 24 (FIG. 8). (A)). On this occasion,
The silicon oxide film 18 as the sidewall 19 is thinned. Next, the resist film 23 is removed by a removing device, and the electrode film 25 to be a bit line is formed in the contact hole 24.
It is laminated via (FIG. 8B).
【0011】このようにエッチングストッパ膜17を形
成すればエッチングストッパ膜17は全ての箇所におい
て平坦であるため、上記したようなエッチングストッパ
膜17が不必要にエッチングされることは生じなくな
る。しかし、実際には、サイドウォール19を形成する
工程において、エッチングストッパ膜17を保護膜5上
に残存させたままサイドウォール19を形成することは
困難であり、図9に示すように保護膜5上のエッチング
ストッパ膜17はエッチングされてしまう。When the etching stopper film 17 is formed in this manner, the etching stopper film 17 is flat in all places, so that the etching stopper film 17 is not unnecessarily etched as described above. However, in reality, it is difficult to form the sidewall 19 while leaving the etching stopper film 17 on the protective film 5 in the step of forming the sidewall 19, and as shown in FIG. The upper etching stopper film 17 is etched.
【0012】よって、保護膜5上のエッチングストッパ
膜17がなくなってしまい図8(a)に示したようなコ
ンタクトホール24を形成する際に、レジスト膜23の
パターニングが少しでもズレれば保護膜5がエッチング
されて薄くなる。よって、ゲート電極4と電極膜25と
の耐圧不良による短絡を引き起こし、正常に動作しなく
なる場合がある。また、エッチングストッパ膜17が直
接半導体基板1に接する箇所を生じるため、エッチング
ストッパ膜17の応力により半導体基板1に結晶欠陥が
生じることとなる。Therefore, if the etching stopper film 17 on the protective film 5 is lost and the contact hole 24 as shown in FIG. 5 is etched and thinned. Therefore, a short circuit may occur due to a poor breakdown voltage between the gate electrode 4 and the electrode film 25, and the gate electrode 4 may not operate normally. Further, since the etching stopper film 17 has a portion directly in contact with the semiconductor substrate 1, the stress of the etching stopper film 17 causes crystal defects in the semiconductor substrate 1.
【0013】次に、例えば特開平5−13434号公報
に示された半導体装置について説明する。図10は従来
の半導体装置を示す断面図である。次いでこの半導体装
置の製造方法について上記従来例を交えて説明する。ま
ず、上記従来例と同様の工程を経て図5(a)に示すよ
うに半導体基板1上に素子分離領域2、ゲート絶縁膜
3、ゲート電極4、保護膜5および第1の拡散層6を形
成する。次に、全面にシリコン酸化膜26およびエッチ
ングストッパ膜27を順次積層する。次に、エッチング
ストッパ膜27上にシリコン酸化膜を積層し、例えばR
IEを用いてエッチバックを行い、平坦化された層間絶
縁膜28を形成する(図10(a))。Next, a semiconductor device disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-13434 will be described. FIG. 10 is a cross-sectional view showing a conventional semiconductor device. Next, a method of manufacturing this semiconductor device will be described with reference to the above conventional example. First, the element isolation region 2, the gate insulating film 3, the gate electrode 4, the protective film 5, and the first diffusion layer 6 are formed on the semiconductor substrate 1 as shown in FIG. Form. Next, a silicon oxide film 26 and an etching stopper film 27 are sequentially laminated on the entire surface. Next, a silicon oxide film is laminated on the etching stopper film 27 and, for example, R
Etch back is performed using IE to form a planarized interlayer insulating film 28 (FIG. 10A).
【0014】次に、層間絶縁膜28上にレジストを塗布
し写真製版によりパターニングを行いレジスト膜29を
形成する。次に、レジスト膜29をマスクとし、エッチ
ングストッパ膜27をエッチングストッパとして、層間
絶縁膜28を例えばRIEを用いてドライエッチングを
行い、開口部30を形成する(図10(b))。この
際、エッチングストッパ膜27は全ての箇所において平
坦であるため、上記したようなエッチングストッパ膜2
7が不必要にエッチングされることは生じなくなる。Next, a resist is applied on the interlayer insulating film 28 and patterned by photolithography to form a resist film 29. Next, using the resist film 29 as a mask and the etching stopper film 27 as an etching stopper, the interlayer insulating film 28 is dry-etched using, for example, RIE to form an opening 30 (FIG. 10B). At this time, since the etching stopper film 27 is flat in all places, the etching stopper film 2 as described above is formed.
7 is no longer unnecessarily etched.
【0015】次に、レジスト膜27をマスクとし開口部
30にて露出されているシリコン酸化膜26およびエッ
チングストッパ膜27を半導体基板1が露出するまでエ
ッチングし、コンタクトホール31を形成する(図10
(c))。次にレジスト膜29を除去装置により除去
し、ビット線となる電極膜32をコンタクトホール31
を介して積層する(図10(d))。Next, using the resist film 27 as a mask, the silicon oxide film 26 and the etching stopper film 27 exposed in the opening 30 are etched until the semiconductor substrate 1 is exposed to form a contact hole 31 (FIG. 10).
(C)). Next, the resist film 29 is removed by a removing device, and the electrode film 32 to be the bit line is formed in the contact hole 31.
It is laminated via (FIG. 10D).
【0016】このようにエッチングストッパ膜27を形
成すればエッチングストッパ膜27は全ての箇所におい
て平坦であるため、上記したようなエッチングストッパ
膜27が不必要にエッチングされることは生じなくな
る。また、サイドウォールを形成していないので、保護
膜5上のエッチングストッパ膜27がエッチングストッ
パとして利用する以前になくなることもない。しかしな
がら、サイドウォールを形成しないため、不純物の拡散
層が一層のみとなりLDD構造を有することができな
い。When the etching stopper film 27 is formed in this way, the etching stopper film 27 is flat in all places, so that the etching stopper film 27 is not unnecessarily etched as described above. Further, since the side wall is not formed, the etching stopper film 27 on the protective film 5 does not disappear before being used as an etching stopper. However, since the side wall is not formed, there is only one impurity diffusion layer and it is not possible to have an LDD structure.
【0017】図11に半導体基板のシリコン酸化膜を不
純物の一層のみのトランジスタとLDD構造を有するト
ランジスタとの各ゲート長(L)に対して、ゲート電圧
(Vg)およびドレイン電圧(Vd)をそれぞれ2.5
V、また、基板側電圧(Vb)を1V印加した際、ドレ
イン/ソース間の電流値(lds)を示す。そして、各
ドレイン/ソース間の電流値(lds)すなわち各電流
駆動能力を同一ゲート長で比較してわかるように、不純
物の一層のみのトランジスタの電流駆動能力はLDD構
造のトランジスタの電流駆動能力より劣っている。よっ
て、例えばDRAMの周辺回路部に用いられるトランジ
スタをこのように形成すれば、アクセス時間が遅くなり
DRAMの性能が低下することとなる。FIG. 11 shows a gate voltage (Vg) and a drain voltage (Vd) for each gate length (L) of a transistor having a silicon oxide film of a semiconductor substrate having only one impurity and a transistor having an LDD structure. 2.5
It shows the current value (lds) between the drain and the source when V and the substrate side voltage (Vb) of 1 V are applied. As can be seen by comparing the current values (lds) between the drains / sources, that is, the current drivability with the same gate length, the current drivability of the transistor having only one impurity layer is better than that of the LDD structure transistor. Inferior Therefore, for example, if the transistors used in the peripheral circuit portion of the DRAM are formed in this way, the access time becomes long and the performance of the DRAM deteriorates.
【0018】[0018]
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置は以
上のように構成されているので、セルフアライメント法
にてコンタクトホールを形成する際、半導体装置の電気
的特性の劣化は否めないという問題点があった。Since the conventional semiconductor device is constructed as described above, when the contact hole is formed by the self-alignment method, deterioration of the electrical characteristics of the semiconductor device cannot be denied. was there.
【0019】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、半導体装置の電気的特性を劣化
させることなく、セルフアライメント法にてコンタクト
ホールを形成することができる半導体装置および半導体
装置の製造方法を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and a semiconductor device in which a contact hole can be formed by a self-alignment method without deteriorating the electrical characteristics of the semiconductor device, and It is an object to provide a method for manufacturing a semiconductor device.
【0020】[0020]
【課題を解決するための手段】この発明に係る請求項1
の半導体装置は、第1の領域と第2の領域とを備えた半
導体基板の両領域の上部に不純物が注入されて形成され
た第1の拡散層と、半導体基板上の各第1の拡散層間上
にゲート絶縁膜を介して形成された複数の第1の配線層
と、第1の領域上に形成された第1の配線層上に第1の
配線層を覆うように順次積層され形成されたシリコン酸
化膜およびエッチングストッパ膜と、第2の領域上に形
成された第1の配線層の側壁にシリコン酸化膜、エッチ
ングストッパ膜および絶縁膜が順次積層されて成るサイ
ドウォールと、サイドウォールの周囲の半導体基板上部
に不純物が注入されて形成され、第1の拡散層の不純物
濃度より不純物濃度が高い第2の拡散層と、エッチング
ストッパ膜、絶縁膜および半導体基板を覆うとともに、
上面が平坦化されて形成された層間絶縁膜と、第1の領
域上に形成された第1の拡散層に達するまで層間絶縁
膜、エッチングストッパ膜およびシリコン酸化膜を貫通
して形成された第1のコンタクトホールと、第2の領域
上に形成された第2の拡散層に達するまで層間絶縁膜を
貫通して形成された第2のコンタクトホールと、各コン
タクトホールを介してそれぞれ形成された第2の配線層
とを備えたものである。[Means for Solving the Problems] Claim 1 according to the present invention
In the semiconductor device described above, a first diffusion layer formed by implanting impurities into both regions of a semiconductor substrate having a first region and a second region, and first diffusion layers on the semiconductor substrate. A plurality of first wiring layers formed on the interlayers with a gate insulating film interposed therebetween and a first wiring layer formed on the first region and sequentially stacked so as to cover the first wiring layer. A silicon oxide film and an etching stopper film, a sidewall formed by sequentially laminating a silicon oxide film, an etching stopper film and an insulating film on the sidewall of the first wiring layer formed on the second region, and a sidewall. A second diffusion layer, which is formed by implanting impurities into the upper part of the semiconductor substrate around, and has an impurity concentration higher than that of the first diffusion layer, the etching stopper film, the insulating film, and the semiconductor substrate, and
An interlayer insulating film formed by planarizing the upper surface and a first insulating film formed by penetrating the interlayer insulating film, the etching stopper film and the silicon oxide film until reaching the first diffusion layer formed on the first region. A first contact hole, a second contact hole formed through the interlayer insulating film until reaching the second diffusion layer formed on the second region, and each contact hole. And a second wiring layer.
【0021】また、この発明に係る請求項2の半導体装
置は、請求項1において、第1の領域をメモリセル形成
部とし、第2の領域を周辺回路形成部としたものであ
る。A semiconductor device according to a second aspect of the present invention is the semiconductor device according to the first aspect, wherein the first region is a memory cell forming portion and the second region is a peripheral circuit forming portion.
【0022】また、この発明に係る請求項3の半導体装
置は、請求項1または請求項2において、層間絶縁膜が
シリコン酸化膜、エッチングストッパ膜がシリコン窒化
膜にて成るものである。A semiconductor device according to a third aspect of the present invention is the semiconductor device according to the first or second aspect, wherein the interlayer insulating film is a silicon oxide film and the etching stopper film is a silicon nitride film.
【0023】また、この発明に係る請求項4の半導体装
置は、請求項3において、エッチングストッパ膜の膜厚
が300オンク゛ストロームないし1000オンク゛ストローム、エッチン
グストッパ膜の下部に形成されたシリコン酸化膜の膜厚
が150オンク゛ストロームないし500オンク゛ストロームと成るもので
ある。A semiconductor device according to a fourth aspect of the present invention is the semiconductor device according to the third aspect, wherein the thickness of the etching stopper film is 300 angstroms to 1000 angstroms, and the thickness of the silicon oxide film formed below the etching stopper film. Is 150 angstroms to 500 angstroms.
【0024】また、この発明に係る請求項5の半導体装
置の製造方法は、第1の領域および第2の領域とを備え
た半導体基板の両領域上にゲート絶縁膜を介して第1の
配線層を形成し、各第1の配線層をマスクとして半導体
基板上に不純物を注入し第1の拡散層を形成し、各第1
の配線層を覆うようにシリコン酸化膜、エッチングスト
ッパ膜および絶縁膜を順次積層し、第1の領域上をレジ
スト膜にて覆う。そして、第2の領域上に形成された第
1の配線層上の絶縁膜、エッチングストッパ膜およびシ
リコン膜を異方性エッチングし、第1の配線層の側壁に
のみ残存させ、第1の配線層の側壁にシリコン酸化膜、
エッチングストッパ膜および絶縁膜から成るサイドウォ
ールを形成し、サイドウォール、第1の配線層およびレ
ジスト膜をマスクとして半導体基板上に不純物を注入し
第1の拡散層不純物濃度より不純物濃度が高い第2の拡
散層を形成し、レジスト膜を除去し、各第1の配線層、
サイドウォールおよび半導体基板を覆うとともに、上面
が平坦化された層間絶縁膜を積層する。そして、第1の
領域上の第1の拡散層上に対応する層間絶縁膜および絶
縁膜のエッチングをエッチングストッパ膜をエッチング
ストッパとして行い開口部を形成するとともに、第2の
領域上の第2の拡散層上に対応する層間絶縁膜のエッチ
ングを第2の拡散層が露出するまで行いコンタクトホー
ルを形成し、開口部にて露出するエッチングストッパ膜
およびシリコン酸化膜を第1の拡散層が露出するまでエ
ッチングしコンタクトホールを形成し、各コンタクトホ
ールを介して第2の配線層をそれぞれ形成するものであ
る。According to a fifth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device, the first wiring is formed on both regions of the semiconductor substrate having the first region and the second region via the gate insulating film. A layer is formed, impurities are injected into the semiconductor substrate using each first wiring layer as a mask to form a first diffusion layer, and each first
A silicon oxide film, an etching stopper film, and an insulating film are sequentially stacked so as to cover the wiring layer, and the first region is covered with a resist film. Then, the insulating film, the etching stopper film, and the silicon film on the first wiring layer formed on the second region are anisotropically etched to remain only on the side wall of the first wiring layer. Silicon oxide film on the sidewall of the layer,
A sidewall formed of an etching stopper film and an insulating film is formed, impurities are implanted into the semiconductor substrate by using the sidewall, the first wiring layer, and the resist film as a mask, and the impurity concentration is higher than that of the first diffusion layer. A diffusion layer is formed, the resist film is removed, each first wiring layer,
Top surface while covering the sidewall and semiconductor substrate
And a flattened interlayer insulating film is laminated. Then, the interlayer insulating film and the insulating film corresponding to the first diffusion layer on the first region are etched by using the etching stopper film as an etching stopper to form an opening, and the second insulating layer on the second region is formed. The corresponding interlayer insulating film is etched on the diffusion layer until the second diffusion layer is exposed to form a contact hole, and the etching stopper film and the silicon oxide film exposed at the opening are exposed to the first diffusion layer. Etching is performed to form contact holes, and the second wiring layer is formed through each contact hole.
【0025】[0025]
実施の形態1.以下、この発明の実施の形態を図につい
て説明する。図1ないし図4はこの発明の実施の形態1
のレジストを示す断面図である。次いで、実施の形態1
の半導体装置の製造方法について第1の領域としてメモ
リセル部(紙面上左側)と第2の領域として周辺回路部
(紙面上右側)とを有するDRAMを用いて説明する。
まず、従来の場合と同様に、半導体基板1上に素子分離
領域2を形成し、半導体基板1上に例えばシリコン酸化
膜を堆積させゲート絶縁膜3を形成する。次に、例えば
多結晶シリコン膜およびシリコン酸化膜を順次堆積し、
写真製版によるパターニングされレジスト膜を用いこれ
をマスクとしてエッチングを行い、所定のパターンのゲ
ート絶縁膜3、第1の配線層としてのゲート電極4およ
び保護膜5を形成する(図1(a))。この際、メモリ
セル形成部上の各ゲート電極4の間隔は周辺回路形成部
上の各ゲート電極4の間隔よりせまい。Embodiment 1. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 4 show Embodiment 1 of the present invention.
3 is a cross-sectional view showing the resist of FIG. Then, the first embodiment
The method of manufacturing a semiconductor device will be described using a DRAM having a memory cell portion (left side on the paper surface) as a first area and a peripheral circuit portion (right side on the paper surface) as a second area.
First, similarly to the conventional case, the element isolation region 2 is formed on the semiconductor substrate 1, and, for example, a silicon oxide film is deposited on the semiconductor substrate 1 to form the gate insulating film 3. Next, for example, a polycrystalline silicon film and a silicon oxide film are sequentially deposited,
Etching is performed using a resist film patterned by photoengraving as a mask to form a gate insulating film 3 having a predetermined pattern, a gate electrode 4 as a first wiring layer, and a protective film 5 (FIG. 1A). . At this time, the distance between the gate electrodes 4 on the memory cell formation portion is smaller than the distance between the gate electrodes 4 on the peripheral circuit formation portion.
【0026】次に、ゲート電極4をマスクとして、不純
物として例えば、リンをイオン注入しn型のソース/ド
レイン領域と成る第1の拡散層6を形成する(図1
(b))。この際の不純物の注入量は、短チャネル効果
抑制の効果が得られるように低濃度の設定しておく。Next, using the gate electrode 4 as a mask, phosphorus, for example, is ion-implanted as an impurity to form a first diffusion layer 6 serving as an n-type source / drain region (FIG. 1).
(B)). The impurity implantation amount at this time is set to a low concentration so that the effect of suppressing the short channel effect can be obtained.
【0027】次に、表面全体を絶縁するためにシリコン
酸化膜33を例えば150オンク゛ストローム堆積し、この上に
例えば窒化膜から成るエッチングストッパ膜34を例え
ば500オンク゛ストローム堆積する。次に、このエッチングス
トッパ膜34上に絶縁膜35を堆積する(図1
(c))。この際、シリコン酸化膜33の役割は窒化膜
にて成るエッチングストッパ膜34が直接半導体基板1
やゲート電極4に接しないようにするためのものであ
る。シリコン酸化膜33が存在することよりエッチング
ストッパ膜34と半導体基板1との応力ストレスによる
結晶欠陥が低減し、および、ゲート電極4のホットキャ
リア耐性が向上する。Next, a silicon oxide film 33 is deposited, for example, 150 angstrom to insulate the entire surface, and an etching stopper film 34 made of a nitride film, for example, is deposited 500 angstrom on the silicon oxide film 33. Next, the insulating film 35 is deposited on the etching stopper film 34 (see FIG. 1).
(C)). At this time, the silicon oxide film 33 plays a role of the etching stopper film 34 made of a nitride film directly on the semiconductor substrate 1.
This is to prevent the gate electrode 4 and the gate electrode 4 from coming into contact with each other. The presence of the silicon oxide film 33 reduces crystal defects due to stress stress between the etching stopper film 34 and the semiconductor substrate 1, and improves the hot carrier resistance of the gate electrode 4.
【0028】次にレジストを塗布し、写真製版によりメ
モリセル形成部上のみレジスト膜36を残存させる。次
に、レジスト膜36をマスクとして、絶縁膜35を例え
ばRIEを用いてエッチバックし、シリコン酸化膜33
a、エッチングストッパ膜34aおよび絶縁膜35aか
ら成るサイドウォール37を周辺回路形成部上のゲート
電極4および保護膜5の側壁にのみ形成する。次に、こ
のサイドウォール37、ゲート電極4およびレジスト膜
36をマスクとして、不純物を半導体基板1に注入し、
第1の拡散層6の不純物の濃度より高い濃度の第2の拡
散層38を形成し、第1の拡散層6および第2の拡散層
38にて成るLDD構造39を周辺回路形成部上のゲー
ト電極4の周辺にのみ形成する(図2(a))。Next, a resist is applied, and the resist film 36 is left only on the memory cell forming portion by photolithography. Next, using the resist film 36 as a mask, the insulating film 35 is etched back by using, for example, RIE, and the silicon oxide film 33 is etched.
A side wall 37 composed of a, the etching stopper film 34a and the insulating film 35a is formed only on the side walls of the gate electrode 4 and the protective film 5 on the peripheral circuit forming portion. Next, impurities are implanted into the semiconductor substrate 1 using the sidewalls 37, the gate electrodes 4 and the resist film 36 as a mask,
A second diffusion layer 38 having a concentration higher than the impurity concentration of the first diffusion layer 6 is formed, and an LDD structure 39 composed of the first diffusion layer 6 and the second diffusion layer 38 is formed on the peripheral circuit formation portion. It is formed only around the gate electrode 4 (FIG. 2A).
【0029】次に、レジスト膜36をレジスト除去装置
にて除去し、全面にシリコン酸化膜を堆積し、例えばR
IEなどでエッチバックし平坦化し層間絶縁膜40を形
成する(図2(b))。次に、レジストを塗布し、写真
製版によりレジスト膜41を形成する(図3(a))。
この際、セルフアライメント法によりコンタクトホール
を形成するため、実際のコンタクト開口部d′より大き
い開口寸法dにてパターニングを行う。図3(a)にお
いては、レジスト膜41の重ね合わせがズレ寸法xずれ
た場合について示す。周辺回路形成部上ではマージンm
がズレ寸法xと比較して十分に大きいため、レジスト膜
41の開口寸法dとゲート電極4とが重なることはな
い。Next, the resist film 36 is removed by a resist removing device, and a silicon oxide film is deposited on the entire surface.
It is etched back by IE or the like to be flattened to form an interlayer insulating film 40 (FIG. 2B). Next, a resist is applied and a resist film 41 is formed by photolithography (FIG. 3A).
At this time, since the contact hole is formed by the self-alignment method, patterning is performed with an opening dimension d larger than the actual contact opening d '. In FIG. 3A, the case where the registration of the resist films 41 is shifted by the displacement dimension x is shown. Margin m on the peripheral circuit formation part
Is sufficiently larger than the deviation dimension x, the opening dimension d of the resist film 41 and the gate electrode 4 do not overlap.
【0030】次に、レジスト膜41をマスクとし、エッ
チングストッパ膜34がエッチングストッパとなる、例
えばC4F8等のガスを用いたドライエッチング、窒化膜
とシリコン酸化膜とのエッチング選択比が10より大き
い条件にて、層間絶縁膜40および絶縁膜35をエッチ
ングする。そして、メモリセル形成部上にはエッチング
ストッパ膜34が露出した開口部42を形成し、周辺回
路形成部上には半導体基板1が露出したコンタクトホー
ル43を形成する(図3(b))。この際、エッチング
ストッパ膜34は全ての箇所において平坦であるため、
従来にて示したように、エッチングストッパ膜34がエ
ッチングされる箇所は生じない。Next, using the resist film 41 as a mask and the etching stopper film 34 as an etching stopper, for example, dry etching using a gas such as C 4 F 8 or the like, and the etching selectivity of the nitride film and the silicon oxide film is 10. The interlayer insulating film 40 and the insulating film 35 are etched under larger conditions. Then, an opening 42 where the etching stopper film 34 is exposed is formed on the memory cell formation portion, and a contact hole 43 where the semiconductor substrate 1 is exposed is formed on the peripheral circuit formation portion (FIG. 3B). At this time, since the etching stopper film 34 is flat in all places,
As shown in the related art, there is no place where the etching stopper film 34 is etched.
【0031】次に、例えばエッチングガスをCF4等の
ガスに変え連続してドライエッチングで、窒化膜とシリ
コン酸化膜とのエッチング選択比が1程度の条件にて、
開口部42にて露出したエッチングストッパ膜34およ
びシリコン酸化膜33をエッチングし、メモリセル形成
部上の半導体基板1の表面を露出させコンタクトホール
44を形成する(図4(a))。Next, for example, the etching gas is changed to a gas such as CF 4 and the like is continuously dry-etched under the condition that the etching selection ratio between the nitride film and the silicon oxide film is about 1.
The etching stopper film 34 and the silicon oxide film 33 exposed in the opening 42 are etched to expose the surface of the semiconductor substrate 1 on the memory cell formation portion to form a contact hole 44 (FIG. 4A).
【0032】次に、レジスト膜41をレジスト除去装置
により除去し、第2の配線層としてのビット線となる電
極膜45を堆積する(図4(b))。尚、上記した工程
中では不純物の注入を便宜上n型のもののみ示したが、
当然のことながらCOMSを形成する上では、図示した
箇所をレジスト膜にて覆い図示されていない箇所にp型
の不純物を注入する工程が、n型の不純物注入の工程と
同様に行われていることは言うまでもない。Next, the resist film 41 is removed by a resist removing device, and an electrode film 45 to be a bit line as a second wiring layer is deposited (FIG. 4B). In the above process, only n-type impurities are shown for the sake of convenience.
As a matter of course, in forming the COMS, the step of covering the illustrated portion with the resist film and injecting the p-type impurity into the not-illustrated portion is performed in the same manner as the n-type impurity implantation step. Needless to say.
【0033】上記のように構成された実施の形態1の半
導体装置はセルフアライメント法にてコンタクトホール
を形成する際、メモリセル形成部上のゲート電極4の側
壁にはサイドウォールを形成せず、ゲート電極4上のエ
ッチングストッパ膜34を全ての箇所にて平坦にし、開
口部42形成時にエッチングストッパ膜34が確実にエ
ッチングストッパとして機能しコンタクトホール44を
ゲート電極4と電極膜45との短絡を生じることなく形
成することができる。また、周辺回路形成部上のゲート
電極4の側壁にはサイドウォール37が形成され、ゲー
ト電極4上ではエッチングストッパ膜34が存在しない
ものの、マージンmが大きいため、コンタクトホール4
3をゲート電極4と電極膜45との短絡を生じることな
く形成することができる。In the semiconductor device of the first embodiment configured as described above, when the contact hole is formed by the self-alignment method, the sidewall is not formed on the side wall of the gate electrode 4 on the memory cell forming portion, The etching stopper film 34 on the gate electrode 4 is flattened at all places, and the etching stopper film 34 surely functions as an etching stopper when the opening 42 is formed, so that the contact hole 44 short-circuits the gate electrode 4 and the electrode film 45. It can be formed without occurring. Further, the sidewall 37 is formed on the side wall of the gate electrode 4 on the peripheral circuit formation portion, and the etching stopper film 34 does not exist on the gate electrode 4, but the margin m is large, so that the contact hole 4 is formed.
3 can be formed without causing a short circuit between the gate electrode 4 and the electrode film 45.
【0034】そして、メモリセル形成部上のゲート電極
では一層の第1の拡散層6のみの形成となっているが、
アクセス速度を向上させる必要性が周辺回路形成部上の
ゲート電極と比較して少ないので、半導体装置としての
電気的特性を劣化させることはない。また、周辺回路形
成部上のゲート電極では第1の拡散層6と第2の拡散層
38とから成るLDD構造37を形成するようにしてい
るので、コンタクト抵抗を下げ、アクセス速度を向上さ
せ、電気的特性を向上させることができる。In the gate electrode on the memory cell formation portion, only one first diffusion layer 6 is formed.
Since it is less necessary to improve the access speed as compared with the gate electrode on the peripheral circuit formation portion, the electrical characteristics of the semiconductor device are not deteriorated. Further, since the LDD structure 37 composed of the first diffusion layer 6 and the second diffusion layer 38 is formed at the gate electrode on the peripheral circuit formation portion, the contact resistance is lowered and the access speed is improved. The electrical characteristics can be improved.
【0035】実施の形態2.上記実施の形態1ではエッ
チングストッパ膜34を500オンク゛ストローム、また、シリ
コン酸化膜33を150オンク゛ストロームにて堆積する例を示
したが、これに限られることはなく、エッチングストッ
パ膜34がエッチングストッパとして機能すること、シ
リコン酸化膜33がエッチングストッパ膜34と半導体
基板1との応力ストレスを緩和すること、且つ、エッチ
ング選択性を考慮に入れると、エッチングストッパ膜3
4は300オンク゛ストロームないし1000オンク゛ストローム、また、
シリコン酸化膜33は150オンク゛ストロームないし500オンク
゛ストロームの範囲の内で堆積させれば、上記実施の形態1と
同様の効果を奏することができる。Embodiment 2. In the above-described first embodiment, an example in which the etching stopper film 34 is deposited at 500 angstroms and the silicon oxide film 33 is deposited at 150 angstroms is shown, but the invention is not limited to this, and the etching stopper film 34 functions as an etching stopper. If the silicon oxide film 33 relaxes the stress stress between the etching stopper film 34 and the semiconductor substrate 1 and the etching selectivity is taken into consideration, the etching stopper film 3
4 is 300 angstroms or 1000 angstroms,
If the silicon oxide film 33 is deposited within the range of 150 angstroms to 500 angstroms, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
【0036】実施の形態3.上記各実施の形態ではエッ
チングストッパ膜34として窒化膜、また、層間絶縁膜
40としてシリコン酸化膜を例に説明したが、これに限
られることはなく、層間絶縁膜40とエッチングストッ
パ膜34とのエッチング選択比が十分に大きくエッチン
グストッパ膜34が層間絶縁膜40エッチングの際にエ
ッチングストッパとして機能するものであれば何れでも
よいことは言うまでもない。Embodiment 3. In each of the above-described embodiments, the nitride film is used as the etching stopper film 34 and the silicon oxide film is used as the interlayer insulating film 40. However, the present invention is not limited to this, and the interlayer insulating film 40 and the etching stopper film 34 may be combined. It goes without saying that any material may be used as long as the etching selection ratio is sufficiently large and the etching stopper film 34 functions as an etching stopper when the interlayer insulating film 40 is etched.
【0037】[0037]
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項1によ
れば、第1の領域と第2の領域とを備えた半導体基板の
両領域の上部に不純物が注入されて形成された第1の拡
散層と、半導体基板上の各第1の拡散層間上にゲート絶
縁膜を介して形成された複数の第1の配線層と、第1の
領域上に形成された第1の配線層上に第1の配線層を覆
うように順次積層され形成されたシリコン酸化膜および
エッチングストッパ膜と、第2の領域上に形成された第
1の配線層の側壁にシリコン酸化膜、エッチングストッ
パ膜および絶縁膜が順次積層されて成るサイドウォール
と、サイドウォールの周囲の半導体基板上部に不純物が
注入されて形成され、第1の拡散層の不純物濃度より不
純物濃度が高い第2の拡散層と、エッチングストッパ
膜、絶縁膜および半導体基板を覆うとともに、上面が平
坦化されて形成された層間絶縁膜と、第1の領域上に形
成された第1の拡散層に達するまで層間絶縁膜、エッチ
ングストッパ膜およびシリコン酸化膜を貫通して形成さ
れた第1のコンタクトホールと、第2の領域上に形成さ
れた第2の拡散層に達するまで層間絶縁膜を貫通して形
成された第2のコンタクトホールと、各コンタクトホー
ルを介してそれぞれ形成された第2の配線層とを備える
ようにしたので、セルフアライメント法にてコンタクト
ホールを形成する際に第1の配線層と第2の配線層とが
短絡せず、且つ、所望のアクセス速度に応じた第1およ
び第2の拡散層を形成できるため、半導体装置の電気的
特性が劣化せず、且つ、半導体装置の信頼性を損なうこ
とのない半導体装置を提供することができる。As described above, according to the first aspect of the present invention, the first region formed by injecting impurities into both upper portions of the semiconductor substrate having the first region and the second region is formed. One diffusion layer, a plurality of first wiring layers formed on the respective first diffusion layers on the semiconductor substrate via a gate insulating film, and a first wiring layer formed on the first region A silicon oxide film and an etching stopper film, which are sequentially stacked so as to cover the first wiring layer, and a silicon oxide film and an etching stopper film on the sidewall of the first wiring layer formed on the second region. And a sidewall formed by sequentially stacking insulating films, a second diffusion layer formed by injecting impurities into the upper portion of the semiconductor substrate around the sidewall, and having a higher impurity concentration than that of the first diffusion layer, Etching stopper film, insulating film and half Covering the body substrate, the top surface flat
The inter-layer insulating film formed by being supported and the first inter-layer insulating film, the etching stopper film, and the silicon oxide film formed through the inter-layer insulating film until reaching the first diffusion layer formed on the first region. A contact hole, a second contact hole formed through the interlayer insulating film until reaching the second diffusion layer formed on the second region, and a second contact hole formed through each contact hole. Since the first wiring layer and the second wiring layer are not short-circuited when the contact hole is formed by the self-alignment method, the first wiring layer according to the desired access speed can be provided. Since the first and second diffusion layers can be formed, it is possible to provide a semiconductor device in which the electrical characteristics of the semiconductor device are not deteriorated and the reliability of the semiconductor device is not impaired.
【0038】また、この発明の請求項2によれば、請求
項1記載の半導体装置において、第1の領域をメモリセ
ル形成部とし、第2の領域を周辺回路形成部としたの
で、所望のアクセス速度に対応してメモリセル形成部お
よび周辺回路形成部を形成するため、半導体装置の電気
的特性を劣化せず、且つ、半導体装置の信頼性を損なう
ことのない半導体装置を提供することができる。According to a second aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the first aspect, the first region serves as a memory cell forming portion and the second region serves as a peripheral circuit forming portion. Since the memory cell formation portion and the peripheral circuit formation portion are formed according to the access speed, it is possible to provide a semiconductor device that does not deteriorate the electrical characteristics of the semiconductor device and does not impair the reliability of the semiconductor device. it can.
【0039】また、この発明の請求項3によれば、請求
項1または請求項2において、層間絶縁膜がシリコン酸
化膜、エッチングストッパ膜がシリコン窒化膜にて成る
ので、エッチングストッパ膜が確実にエッチングストッ
パとして機能し、第1の配線層と第2の配線層との短絡
を確実に防止できるため、半導体装置の信頼性を損なう
ことのない半導体装置を提供することができる。According to the third aspect of the present invention, in the first or second aspect, since the interlayer insulating film is the silicon oxide film and the etching stopper film is the silicon nitride film, the etching stopper film is surely formed. Since the semiconductor device functions as an etching stopper and can reliably prevent a short circuit between the first wiring layer and the second wiring layer, it is possible to provide a semiconductor device that does not impair the reliability of the semiconductor device.
【0040】また、この発明の請求項4によれば、請求
項3において、エッチングストッパ膜の膜厚が300オン
ク゛ストロームないし1000オンク゛ストローム、エッチングストッパ
膜の下部に形成されたシリコン酸化膜の膜厚が150オン
ク゛ストロームないし500オンク゛ストロームであるので、エッチング
ストッパ膜がより一層確実にエッチングストッパとして
機能し、第1の配線層と第2の配線層との短絡を確実に
防止でき、且つ、エッチングストッパ膜と半導体基板と
の応力ストレスをシリコン酸化膜が確実に緩和するた
め、半導体装置信頼性を損なうことのない半導体装置を
提供することができる。According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, the etching stopper film has a film thickness of 300 Å to 1000 Å, and the silicon oxide film formed below the etching stopper film has a film thickness of 150 Å. Since the thickness is from angstrom to 500 angstrom, the etching stopper film functions as a more reliable etching stopper, a short circuit between the first wiring layer and the second wiring layer can be surely prevented, and the etching stopper film and the semiconductor substrate can be surely prevented. Since the silicon oxide film reliably relieves the stress stress on the semiconductor device, it is possible to provide a semiconductor device that does not impair the reliability of the semiconductor device.
【0041】また、この発明の請求項5によれば、第1
の領域および第2の領域とを備えた半導体基板の両領域
上にゲート絶縁膜を介して第1の配線層を形成し、各第
1の配線層をマスクとして半導体基板上に不純物を注入
し第1の拡散層を形成し、各第1の配線層を覆うように
シリコン酸化膜、エッチングストッパ膜および絶縁膜を
順次積層し、第1の領域上をレジスト膜にて覆う。そし
て、第2の領域上に形成された第1の配線層上の絶縁
膜、エッチングストッパ膜およびシリコン膜を異方性エ
ッチングし、第1の配線層の側壁にのみ残存させ、第1
の配線層の側壁にシリコン酸化膜、エッチングストッパ
膜および絶縁膜から成るサイドウォールを形成し、サイ
ドウォール、第1の配線層およびレジスト膜をマスクと
して半導体基板上に不純物を注入し第1の拡散層不純物
濃度より不純物濃度が高い第2の拡散層を形成し、レジ
スト膜を除去し、各第1の配線層、サイドウォールおよ
び半導体基板を覆うとともに、上面が平坦化された層間
絶縁膜を積層する。そして、第1の領域上の第1の拡散
層上に対応する層間絶縁膜および絶縁膜のエッチングを
エッチングストッパ膜をエッチングストッパとして行い
開口部を形成するとともに、第2の領域上の第2の拡散
層上に対応する層間絶縁膜のエッチングを第2の拡散層
が露出するまで行いコンタクトホールを形成し、開口部
にて露出するエッチングストッパ膜およびシリコン酸化
膜を第1の拡散層が露出するまでエッチングしコンタク
トホールを形成し、各コンタクトホールを介して第2の
配線層をそれぞれ形成するので、セルフアライメント法
にてコンタクトホールを形成する際に第1の配線層と第
2の配線層とが短絡せず、且つ、所望のアクセス速度に
応じた第1および第2の拡散層を形成できるため、半導
体装置の電気的特性が劣化せず、且つ、半導体装置の信
頼性を損なうことのない半導体装置の製造方法を提供す
ることができる。According to claim 5 of the present invention, the first
A first wiring layer is formed on both regions of the semiconductor substrate having the regions 1 and 2 and a gate insulating film, and impurities are implanted into the semiconductor substrate using each of the first wiring layers as a mask. A first diffusion layer is formed, a silicon oxide film, an etching stopper film, and an insulating film are sequentially stacked so as to cover each first wiring layer, and the first region is covered with a resist film. Then, the insulating film, the etching stopper film, and the silicon film on the first wiring layer formed on the second region are anisotropically etched to remain only on the side wall of the first wiring layer.
A side wall made of a silicon oxide film, an etching stopper film and an insulating film is formed on the side wall of the wiring layer, and impurities are injected into the semiconductor substrate by using the side wall, the first wiring layer and the resist film as a mask and the first diffusion is performed. A second diffusion layer having a higher impurity concentration than the layer impurity concentration is formed, the resist film is removed, each first wiring layer, the sidewall and the semiconductor substrate are covered, and an interlayer insulating film having a flat upper surface is laminated. To do. Then, the interlayer insulating film and the insulating film corresponding to the first diffusion layer on the first region are etched by using the etching stopper film as an etching stopper to form an opening, and at the same time, on the second region on the second region. The corresponding interlayer insulating film is etched on the diffusion layer until the second diffusion layer is exposed to form a contact hole, and the etching stopper film and the silicon oxide film exposed at the opening are exposed on the first diffusion layer. Etching is performed to form contact holes, and the second wiring layer is formed through each contact hole. Therefore, when the contact holes are formed by the self-alignment method, the first wiring layer and the second wiring layer are formed. Are not short-circuited, and the first and second diffusion layers can be formed according to the desired access speed, so that the electrical characteristics of the semiconductor device are not deteriorated, and It is possible to provide a manufacturing method that no semiconductor device impairing the reliability of the semiconductor device.
【図1】 この発明の実施の形態1における半導体装置
の製造方法を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 この発明の実施の形態1における半導体装置
の製造方法を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor device in the first embodiment of the present invention.
【図3】 この発明の実施の形態1における半導体装置
の製造方法を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor device in the first embodiment of the present invention.
【図4】 この発明の実施の形態1における半導体装置
の製造方法を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor device in the first embodiment of the present invention.
【図5】 従来の半導体装置の製造方法を示す断面図で
ある。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a conventional method of manufacturing a semiconductor device.
【図6】 従来の半導体装置の製造方法を示す断面図で
ある。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a conventional method of manufacturing a semiconductor device.
【図7】 他の従来の半導体装置の製造方法を示す断面
図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing another conventional method for manufacturing a semiconductor device.
【図8】 従来の半導体装置の製造方法を示す断面図で
ある。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a conventional method of manufacturing a semiconductor device.
【図9】 図7に示した半導体装置の製造方法の問題点
を示した断面図である。9 is a cross-sectional view showing a problem of the method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG.
【図10】 他の従来の半導体装置の製造方法を示す断
面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing another conventional method for manufacturing a semiconductor device.
【図11】 LDD構造を有するトランジスタおよび単
一層の拡散層を有するトランジスタの電気特性を比較す
るための図である。FIG. 11 is a diagram for comparing electrical characteristics of a transistor having an LDD structure and a transistor having a single diffusion layer.
1 半導体基板、3 ゲート絶縁膜、4 ゲート電極、
6 第1の拡散層、33,33a シリコン酸化膜、3
4,34a エッチングストッパ膜、35,35a 絶
縁膜、36 レジスト膜、37 サイドウォール、38
第2の拡散層、40 層間絶縁膜。1 semiconductor substrate, 3 gate insulating film, 4 gate electrode,
6 First diffusion layer, 33, 33a Silicon oxide film, 3
4, 34a etching stopper film, 35, 35a insulating film, 36 resist film, 37 sidewall, 38
Second diffusion layer, 40 Interlayer insulating film.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 27/108 H01L 29/78 301L 29/78 (56)参考文献 特開 平5−90537(JP,A) 特開 平6−177349(JP,A) 特開 昭61−194779(JP,A) 特開 平7−122641(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 29/78 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI H01L 27/108 H01L 29/78 301L 29/78 (56) References JP-A-5-90537 (JP, A) JP-A-6 -177349 (JP, A) JP 61-194779 (JP, A) JP 7-122641 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 29/78
Claims (5)
体基板の上記両領域の上部に不純物が注入されて形成さ
れた第1の拡散層と、上記半導体基板上の上記各第1の
拡散層間上にゲート絶縁膜を介して形成された複数の第
1の配線層と、上記第1の領域上に形成された上記第1
の配線層上に上記第1の配線層を覆うように順次積層さ
れ形成されたシリコン酸化膜およびエッチングストッパ
膜と、上記第2の領域上に形成された上記第1の配線層
の側壁にシリコン酸化膜、エッチングストッパ膜および
絶縁膜が順次積層されて成るサイドウォールと、上記サ
イドウォールの周囲の上記半導体基板上部に不純物が注
入されて形成され、上記第1の拡散層の不純物濃度より
上記不純物濃度が高い第2の拡散層と、上記エッチング
ストッパ膜、上記絶縁膜および上記半導体基板を覆うと
ともに、上面が平坦化されて形成された層間絶縁膜と、
上記第1の領域上に形成された上記第1の拡散層に達す
るまで上記層間絶縁膜、上記エッチングストッパ膜およ
び上記シリコン酸化膜を貫通して形成された第1のコン
タクトホールと、上記第2の領域上に形成された上記第
2の拡散層に達するまで上記層間絶縁膜を貫通して形成
された第2のコンタクトホールと、上記各コンタクトホ
ールを介してそれぞれ形成された第2の配線層とを備え
たことを特徴とする半導体装置。1. A first diffusion layer formed by implanting an impurity into the upper portion of both regions of a semiconductor substrate having a first region and a second region, and each of the first diffusion layers on the semiconductor substrate. A plurality of first wiring layers formed on the first diffusion layer via a gate insulating film, and the first wiring layer formed on the first region.
A silicon oxide film and an etching stopper film, which are sequentially stacked on the wiring layer to cover the first wiring layer, and silicon on the sidewall of the first wiring layer formed on the second region. An impurity is implanted into a sidewall formed by sequentially stacking an oxide film, an etching stopper film, and an insulating film and an upper portion of the semiconductor substrate around the sidewall, and the impurity concentration is higher than the impurity concentration of the first diffusion layer. By covering the second diffusion layer having a high concentration, the etching stopper film, the insulating film and the semiconductor substrate,
In both cases, an interlayer insulating film whose upper surface is flattened ,
A first contact hole formed through the interlayer insulating film, the etching stopper film and the silicon oxide film until reaching the first diffusion layer formed on the first region; Second contact hole formed through the interlayer insulating film until reaching the second diffusion layer formed on the area of the second wiring layer, and a second wiring layer formed through each of the contact holes. A semiconductor device comprising:
1の領域をメモリセル形成部とし、第2の領域を周辺回
路形成部としたことを特徴とする半導体装置。2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first region is a memory cell formation portion and the second region is a peripheral circuit formation portion.
グストッパ膜がシリコン窒化膜にて成ることを特徴とす
る請求項1または請求項2記載の半導体装置。3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the interlayer insulating film is a silicon oxide film and the etching stopper film is a silicon nitride film.
ク゛ストロームないし1000オンク゛ストローム、上記エッチングスト
ッパ膜の下部に形成されたシリコン酸化膜の膜厚が15
0オンク゛ストロームないし500オンク゛ストロームであることを特徴と
する請求項3記載の半導体装置。4. The etching stopper film has a film thickness of 300 Å to 1000 Å, and the silicon oxide film formed under the etching stopper film has a film thickness of 15 Å.
4. The semiconductor device according to claim 3, wherein the semiconductor device has a thickness of 0 angstrom to 500 angstrom.
半導体基板の上記両領域上にゲート絶縁膜を介して第1
の配線層を形成する工程と、上記各第1の配線層をマス
クとして上記半導体基板上に不純物を注入し第1の拡散
層を形成する工程と、上記各第1の配線層を覆うように
シリコン酸化膜、エッチングストッパ膜および絶縁膜を
順次積層する工程と、上記第1の領域上をレジスト膜に
て覆う工程と、上記第2の領域上に形成された上記第1
の配線層上の上記絶縁膜、上記エッチングストッパ膜お
よび上記シリコン膜を異方性エッチングし、上記第1の
配線層の側壁にのみ残存させ、上記第1の配線層の側壁
に上記シリコン酸化膜、上記エッチングストッパ膜およ
び上記絶縁膜から成るサイドウォールを形成する工程
と、上記サイドウォール、上記第1の配線層および上記
レジスト膜をマスクとして上記半導体基板上に不純物を
注入し上記第1の拡散層不純物濃度より不純物濃度が高
い第2の拡散層を形成する工程と、上記レジスト膜を除
去し、上記各第1の配線層、上記サイドウォールおよび
上記半導体基板を覆うとともに、上面が平坦化された層
間絶縁膜を積層する工程と、上記第1の領域上の上記第
1の拡散層上に対応する上記層間絶縁膜および上記絶縁
膜のエッチングを上記エッチングストッパ膜をエッチン
グストッパとして行い開口部を形成するとともに、上記
第2の領域上の上記第2の拡散層上に対応する上記層間
絶縁膜のエッチングを上記第2の拡散層が露出するまで
行いコンタクトホールを形成する工程、上記開口部にて
露出する上記エッチングストッパ膜および上記シリコン
酸化膜を上記第1の拡散層が露出するまでエッチングし
コンタクトホールを形成する工程と、上記各コンタクト
ホールを介して第2の配線層をそれぞれ形成する工程と
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。5. A semiconductor substrate having a first region and a second region, the first region having a gate insulating film interposed between the first region and the second region.
Forming a wiring layer, forming a first diffusion layer by injecting impurities onto the semiconductor substrate using each of the first wiring layers as a mask, and covering each of the first wiring layers. A step of sequentially laminating a silicon oxide film, an etching stopper film, and an insulating film; a step of covering the first region with a resist film; and a step of forming the first region on the second region.
Anisotropically etch the insulating film, the etching stopper film, and the silicon film on the wiring layer to leave only the side wall of the first wiring layer, and the silicon oxide film on the side wall of the first wiring layer. A step of forming a side wall composed of the etching stopper film and the insulating film, and using the side wall, the first wiring layer and the resist film as a mask, impurities are injected into the semiconductor substrate and the first diffusion is performed. Forming a second diffusion layer having an impurity concentration higher than the layer impurity concentration, removing the resist film, covering the first wiring layers, the sidewalls and the semiconductor substrate, and planarizing the upper surface. laminating a layer <br/> insulating film, etching of the interlayer insulating film and the insulating film corresponding to the first of the above region first diffusion layer The etching stopper film is used as an etching stopper to form an opening, and the interlayer insulating film corresponding to the second diffusion layer on the second region is etched until the second diffusion layer is exposed. A step of forming contact holes, a step of etching the etching stopper film and the silicon oxide film exposed in the opening until the first diffusion layer is exposed, and forming the contact holes; And a step of forming the second wiring layer via the interposition, respectively.
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