JPH1092933A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
止して高集積化された半導体装置の特性を向上させる製
造方法を提供する。 【解決手段】 セル領域と周辺領域の活性領域にゲート
電極を形成すると共に、周辺領域ではフィールド領域2
2にもゲート電極24を形成させ、双方の領域の活性領
域のソース/ドレイン領域27を露出させると同時にフ
ィールド領域に形成させたゲート電極のキャップ絶縁膜
25を露出させる。しかる後、その露出させたキャップ
絶縁膜を選択除去して、しかる後それぞれのコンタクト
ホールを介した金属配線32を施す。
Description
方法に関するもので、特に高集積化された半導体装置の
信頼性を向上させることができる半導体装置の製造方法
に関するものである。
に伴い、素子のサイズが減少し、配線が微細化し、多層
化されることにより、トポロジー(topology)を有する
部分やコンタクトホール又はバイアホール等の内部にお
いてステップカバレージが大切な問題となっている。従
って、このような接続孔の形成による問題を解決するた
めに、DRAMでは自己整列コンタクトホールの形成方
法が提案されている。自己整列コンタクトホールの形成
方法は、絶縁膜を2重に構成し、上層絶縁膜のホールを
形成する際に露出される下層絶縁膜がエッチングされな
いようにしたものである。
れた従来の半導体装置の製造方法を以下説明する。図
1、2は、その半導体装置の製造方法を示す工程断面図
である。図はメモりセル領域とメモリセルを駆動させる
ための回路を設ける周辺領域を共に図示したものであ
る。まず、図1(a)に示すように、半導体基板1のセ
ル領域、周辺領域ともに、フィールド領域と活性領域と
を定め、それぞれに各素子間の隔離のためのフィールド
酸化膜2を形成する。その全面に第1絶縁層3、ポリシ
リコン層4、第2絶縁層5を順次に形成する。
縁層5上に第1フォトレジスト(図示せず)を塗布した
後、露光及び現像工程を介して第1フォトレジストをパ
ターニングする。次に、パターニングされた第1フォト
レジストをマスクにして第2絶縁層5、ポリシリコン層
4、第1絶縁層3を選択的に除去してゲート電極を形成
する。第1絶縁層3はゲート絶縁膜として使用し、第2
絶縁層5はキャップゲート絶縁膜として使用する。キャ
ップゲート絶縁膜の物質は窒化物である。次いで、前記
ゲート電極をマスクとした低濃度のソース/ドレイン不
純物イオン注入を実施して低濃度の不純物領域を形成す
る。そして、ゲート電極を含んだ基板1上に第3絶縁層
を形成した後にエッチバックして前記ゲート電極の両側
面にゲート側壁6を形成する。その後、第2フォトレジ
スト(図示せず)を堆積させて、周辺領域だけを露出さ
せ、前記ゲート電極と側壁6をマスクに用いて高濃度の
ソース/ドレイン不純物イオン注入を実施してLDD構
造を有するソース/ドレイン不純物領域7を形成する。
第2絶縁層5と第3絶縁層は、後工程で形成される自己
整列コンタクトホールの形成時に下部絶縁層の役割をす
る。
を含んだ全面に第4絶縁層9を形成した後、前記第4絶
縁層9上に第3フォトレジスト10を塗布する。第4絶
縁層9は、層間絶縁層であり、その物質は酸化物であ
る。そして、図2(d)に示すように、露光及び現像工
程を介して前記第3フォトレジスト10をパターニング
してコンタクトホールの形成される箇所を定める。この
コンタクトホールの形成される箇所は、最初は周辺領域
のみである。
トレジスト10をマスクに用いて、図2(e)に示すよ
うに、図示されたように、周辺領域の二つのゲート電極
の間の第4絶縁層9を選択的に除去して基板1の表面が
露出されるようにコンタクトホール11を形成すると同
時に、フィールド絶縁膜の上に形成させたゲート電極の
上側の第4絶縁層9とキャップゲート絶縁層として使わ
れる第2絶縁層5とを選択的に除去して、前記ゲート電
極の表面の一部が露出されるコンタクトホール11aを
形成する。そして、前記第3フォトレジスト10を除去
する。この第4絶縁層9のエッチングによって形成され
たコンタクトホールの実際の面積は、前記第3フォトレ
ジスト10によって決められた面積に比べて小さい。こ
れは、前記ゲート電極の側面に形成された側壁6により
前記側壁6の占める面積だけ小さくなるからである。
4絶縁層9を含んだ全面に第4フォトレジスト10aを
塗布する。そして露光及び現像工程で前記セル領域の活
性領域に設けられた二つのゲート電極の間の第4フォト
レジスト10aをパターニングする。次いで、図2
(g)に示すように、前記パターニングされた第4フォ
トレジスト10aをマスクに用いて基板1の表面が露出
されるように第4絶縁層9を選択的に除去してコンタク
トホールを形成する。そのコンタクトホールを含んだ基
板1の全面に配線のための金属層12を形成した後、フ
ォトリソグラフィ工程を介して前記金属層12をパター
ニングして配線を形成する。
造方法は、次のような問題点があった。第1に、キャッ
プゲート絶縁層(第2絶縁層)と層間絶縁層(第4絶縁
層)のエッチング選択比が互いに異なるため、周辺領域
でキャップゲート絶縁層(第2絶縁層)をエッチングす
る時に、同時にコンタクトホール11を形成させている
が、そのとき基板の表面が必要以上にエッチングされて
ソース/ドレインのコンタクトホールのパターン形成が
不良となる。それによって、素子の特性が低下する。第
2に、周辺領域とセル領域を別途の感光膜を使用してパ
ターニングするため、正確に整列されない。
めのもので、エッチング工程時に生じ得る基板の損傷を
防止して高集積化された半導体装置の特性を向上させる
ことができる半導体装置の製造方法を提供するを目的と
ある。
造方法は、セル領域と周辺領域とからなる半導体基板の
活性領域と周辺領域のフィールド酸化膜の上にキャップ
絶縁膜を上面に有するゲート電極を形成するステップ
と、前記ゲート電極をマスクに用いて基板に低濃度不純
物イオンを注入した後、前記ゲート電極の両側面に側壁
を形成するステップと、前記周辺領域にのみ高濃度の不
純物イオンを注入してLDD構造のソース/ドレイン領
域を形成するステップと、前記基板を含んだ全面に絶縁
層を形成した後、セル領域及び周辺領域のソース/ドレ
イン領域が露出されると共に、前記周辺領域のフィール
ド酸化膜上に形成されたゲート電極のキャップ絶縁膜が
露出されるようにコンタクトホールを形成するステップ
と、前記露出されたキャップ絶縁膜を選択的に除去して
ゲート電極の表面を露出させるステップと、前記基板を
含んだ全面に金属層を形成した後、パターニングして配
線ラインを形成するステップとを備えることを特徴とす
る。
態の製造方法を説明する。図3、4は、上記実施形態の
製造方法を示す工程断面図である。まず、図3(a)に
示すように、セル領域と周辺回路領域とに区分され、フ
ィールド領域と活性領域とが定められた半導体基板21
のフィールド領域に各素子間の隔離のためのフィールド
酸化膜22を形成する。そして、全面に第1絶縁層2
3、ポリシリコン層24、第2絶縁層25を順次に形成
する。第2絶縁層25はキャップゲート絶縁層であり、
その物質は窒化物である。
縁層25上に第1フォトレジスト(図示せず)を塗布し
た後、露光及び現像工程を介して第1フォトレジストを
パターニングする。次に、パターニングされた第1フォ
トレジストをマスクにして第1絶縁層25、ポリシリコ
ン層24、第1絶縁層23を選択的に除去してセル領域
及び周辺領域にそれぞれキャップゲート絶縁層を有する
ゲート電極を形成する。セル領域のゲート電極と周辺領
域の一部のゲート電極とは、周辺領域のフィールド酸化
膜22に形成させたゲート電極とは段差を有する。図に
おいては最も右側のものが一段と高い。次いで、前記ゲ
ート電極をマスクとした低濃度のソース/ドレイン不純
物イオン注入を実施して基板21に低濃度の不純物領域
を形成する。ゲート電極を含んだ基板21上に第3絶縁
層を形成した後、エッチバックして前記ゲート電極の両
側面にゲート側壁26を形成する。その後、セル領域を
マスキングする第2フォトレジストのマスク(図示せ
ず)、及び前記ゲート電極と側壁26をマスクに用いて
高濃度のソース/ドレイン不純物イオン注入を実施す
る。したがって、ソース/ドレイン不純物領域27のう
ち、前記周辺領域のみがLDD構造となっている。以上
は従来の方法と格別の差異はない。
1を含んだ全面に第4絶縁層29を形成した後、前記第
4絶縁層29上に第3フォトレジスト30を塗布する。
ここで、第4絶縁層29と前記第2絶縁層25のエッチ
ング比は互いに異なる。次に、図4(d)に示すよう
に、露光及び現像工程を介して前記第3フォトレジスト
30をパターニングする。次いで、図4(e)に示すよ
うに、パターニングされた第3フォトレジスト30をマ
スクに用いて第4絶縁層29をパターニングする。その
結果、基板21のソース/ドレイン不純物領域27の部
分が露出されるコンタクトホールが形成され、同時に周
辺領域のフィールド酸化膜22の上に形成されたゲート
電極の上面に形成された第2絶縁層(キャップゲート絶
縁層)25が露出されるコンタクトホールが形成され
る。
ォトレジスト30を除去した後、前記パターニングされ
た第4絶縁層29を含む基板21の全面に第4フォトレ
ジスト31を塗布し、その後、周辺領域のフィールド酸
化膜22上に形成されたゲート電極の部分を除去するよ
うに第4フォトレジスト31パターニングする。そのパ
ターニングされた第4フォトレジスト31と第4絶縁層
29をマスクに用いてフィールド酸化膜22上に形成さ
れたゲート電極の表面の第2絶縁層(キャップゲート絶
縁層)25を選択的に除去する。従って、そのゲート電
極の表面が露出される。次いで、図4(g)に示すよう
に、コンタクトホールを含んだ全面に金属層を形成し、
これを選択的に除去して配線ライン32を形成すると、
本発明の半導体装置の製造工程を完了する。
タクトホールの形成時にキャップゲート絶縁層を独立に
エッチングするので、従来発生していたコンタクトホー
ルの形成時の基板の余分なエッチングを防止することが
でき、素子の特性を向上させる効果がある。又、周辺回
路領域とセル領域とを別々に感光膜を使用してパターニ
ングする際、周辺回路領域はフィールド酸化膜の上に形
成された部分だけに独立にコンタクトホールを形成し、
他はセル領域と一緒にコンタクトホールを形成するの
で、整列の問題がない。
図。
図。
層、24 ポリシリコン膜、25 第2絶縁層、29
第4絶縁層、30、31 フォトレジスト。
Claims (5)
- 【請求項1】 セル領域と周辺領域とからなる半導体基
板の活性領域と、周辺領域のフィールド酸化膜との上に
キャップ絶縁膜を上面に有するゲート電極を形成するス
テップと、 前記ゲート電極をマスクに用いて基板に低濃度不純物イ
オンを注入した後、前記ゲート電極の両側面に側壁を形
成するステップと、 前記周辺領域にのみ高濃度の不純物イオンを注入してL
DD構造のソース/ドレイン領域を形成するステップ
と、 前記基板を含んだ全面に絶縁層を形成した後、セル領域
及び周辺領域のソース/ドレイン領域が露出されると共
に、前記周辺領域のフィールド酸化膜上に形成されたゲ
ート電極のキャップ絶縁膜が露出されるようにコンタク
トホールを形成するステップと、 前記露出されたキャップ絶縁膜を選択的に除去して周辺
領域のフィールド酸化膜上に形成されたゲート電極の表
面を露出させるステップと、 前記基板を含んだ全面に金属層を形成した後、パターニ
ングして配線ラインを形成するステップと、を備えるこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項2】 前記キャップ絶縁膜と絶縁層とはエッチ
ング選択比が互いに異なることを特徴とする請求項1に
記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項3】 前記基板は、第1導電型であり、ソース
/ドレイン不純物領域は、第2導電型であることを特徴
とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項4】 前記第1導電型は、P導電型であり、前
記第2導電型は、N導電型であることを特徴とする請求
項3に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項5】 前記キャップ絶縁膜は窒化膜であること
を特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
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