JPH11135739A - Dramチップの改良された製造法 - Google Patents

Dramチップの改良された製造法

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JPH11135739A
JPH11135739A JP10243665A JP24366598A JPH11135739A JP H11135739 A JPH11135739 A JP H11135739A JP 10243665 A JP10243665 A JP 10243665A JP 24366598 A JP24366598 A JP 24366598A JP H11135739 A JPH11135739 A JP H11135739A
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フー イン
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 添加不純物の横方向拡散が防止されおよび接
合部における高電界によるストレスが小さい、DRAM
チップの製造法を提供する。 【解決手段】 DRAMチップ10のメモリ・セル・ア
レイ領域12の中に、メモリ・セル・ゲート26が沈着
される。DRAMチップの周縁領域の中に、周縁ゲート
32が沈着される。基板の第1チャンネル領域および第
2チャンネル領域の主として外側に配置された基板の複
数個の第1ソース領域およびドレイン領域30の中に、
第1添加不純物が第1濃度を有するように注入される。
次に、側壁が周縁ゲート32に隣接して作成される。そ
れと同時に、DRAMチップ10のメモリ・セル・アレ
イ領域の上に、絶縁体層28が作成される。DRAMチ
ップ10の周縁領域14の中の基板の複数個の第2ソー
ス領域およびドレイン領域36の中に、第2添加不純物
が第2濃度を有するように注入される。この第2添加不
純物の注入は、側壁および絶縁体層により阻止される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、全体的にいえば、
半導体デバイスに関する。さらに詳細にいえば、本発明
はDRAMチップを製造するための改良された方法に関
する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】ダイナミック・ランダ
ム・アクセス・メモリ(DRAM、dynamic random acc
ess memory)アレイを製造する際、典型的な場合、ゲー
ト材料はチャンネル領域の上の絶縁体層の上でパターン
に作成される。ゲート材料は、典型的な場合、ゲートの
頂部の上に沈着された絶縁性の誘電体材料により取り囲
まれ、およびゲートの側面の全体が薄い側壁により取り
囲まれる。この誘電体材料は、ゲートの両側に作成され
る自己整合したソース接触体およびドレイン接触体から
ゲートを絶縁する役割を果たす。
【0003】DRAMアレイでは、典型的な場合には、
絶縁体側壁の厚さはアレイの設計ルールとピッチとによ
り決定される。例えば、0.3マイクロメートルの設計
ルールおよび0.6マイクロメートルのピッチ設計の場
合、側壁の厚さは500オングストローム〜700オン
グストロームであることができる。さらに小型の設計ル
ールの場合には、側壁の厚さは300オングストローム
よりもさらに小さくすることができる。
【0004】DRAMアレイはチップの上で、典型的な
場合には、金属・酸化物・半導体電界効果トランジスタ
(MOSFET)を備えた周縁回路により取り囲まれ
る。チップを製造する際の効率を最大にするために、D
RAMアレイを作成するのに用いられるゲートの沈着お
よび絶縁の段階を用いて、典型的には、周縁MOSFE
Tゲートの作成が同時に行われる。その結果、周縁MO
SFETゲートを絶縁する側壁は、DRAMアレイの中
の側壁と同じ厚さを有するであろう。
【0005】この周縁側壁の厚さは、MOSFETゲー
ト絶縁体側壁に対して最適の厚さではないかも知れな
い。例えば、ソース領域およびドレイン領域の多量に不
純物が添加された部分をチャンネル領域から分離するた
めに、ソース/ドレイン注入は、典型的には、ゲートお
よび周縁MOSFETの作成の後に周縁MOSFETに
対して実行される。この分離は、ソース/ドレイン添加
不純物のチャンネルへの横方向拡散を防止するために必
要であり、そしてソース・チャンネル接合およびドレイ
ン・チャンネル接合における高い電界によりMOSFE
Tに加えられるストレスを小さくするために必要であ
る。
【0006】したがって、もしDRAMの設計ルールが
周縁領域の中に十分に厚い側壁を許容しないならば、チ
ャンネルの中への横方向拡散のために与えられた実効チ
ャンネル長を保持するのに、周縁MOSFETの物理的
チャンネル長を増加させなければならない。ソース・チ
ャンネル接合およびドレイン・チャンネル接合における
増大したストレスのために、周縁MOSFETの特性が
また影響を受けるであろう。
【0007】
【課題を解決するための手段】したがって、DRAMチ
ップの製造法において、先行技術の欠点および欠陥を処
理することが要請されている。
【0008】DRAMチップを作成する改良された方法
が開示される。この方法に従い、DRAMチップのメモ
リ・セル・アレイ領域の中に、メモリ・セル・ゲートが
沈着される。メモリ・セル・ゲートは、基板の第1チャ
ンネル領域の上に配置される。DRAMチップの周縁領
域の中に、周縁ゲートが沈着される。この周縁ゲート
は、基板の第2チャンネル領域の上に配置される。基板
の第1チャンネル領域および第2チャンネル領域の主と
して外側に配置された基板の複数個の第1ソース領域お
よびドレイン領域の中に、第1添加不純物が第1濃度を
有するように注入される。次に、側壁が周縁ゲートに隣
接して作成される。それと同時に、DRAMチップのメ
モリ・セル・アレイ領域の上に、絶縁体層が作成され
る。DRAMチップの周縁領域の中の基板の複数個の第
2ソース領域およびドレイン領域の中に、第2添加不純
物が第2濃度を有するように注入される。この第2添加
不純物の注入は、側壁および絶縁体層により阻止され
る。
【0009】本発明の1つの実施例では、第1添加不純
物と第2添加不純物とは同じであり、そして複数個の第
2領域の中の添加不純物濃度は複数個の第1領域の中の
添加不純物濃度よりも大きい。
【0010】本発明の1つの技術的な利点は、この方法
により、多量の不純物が添加された領域をチャンネル領
域から分離したまま、さらに多量の不純物が添加された
ソース領域およびドレイン領域をDRAMチップの周縁
領域の中に作成することが可能であることである。また
別の技術的な利点は、チャンネル領域への拡散が減少す
ることであり、それによりさらに小型の設計ルールを用
いることが可能になることである。また別の技術的な利
点は、ソース・チャンネル接合およびドレイン・チャン
ネル接合におけるストレスが減少することである。さら
に、前記で説明した方法はDRAMセル・アレイそれ自
身の作成には影響を与えない。なおさらに別の技術的な
利点は、この方法で付加される段階は本質的に自己整合
な段階であるために、DRAMチップの製造工程全体の
「マスキング・レベル」が増加しないことである。
【0011】
【発明の実施の形態】添付図面を参照しての下記説明に
より、本発明をさらに完全に理解することができ、そし
て本発明のその他の特徴および利点をさらに完全に理解
することができる。
【0012】図1は、DRAMチップ10の一部分の平
面図である。DRAMチップ10は、メモリ・セル・ア
レイ領域12および周縁回路領域14を有する。メモリ
・セル・アレイ領域12は、複数個のワード線路16お
よび複数個の活性領域18を有する。フィールド酸化物
20が活性領域18を取り囲んでいる。
【0013】周縁領域14には、1個の活性領域22と
1個のワード線路24とが例示の目的で示されている。
けれども、周縁領域14は多数個のMOSFETや他の
回路エレメントを有することが可能であることは理解さ
れるであろう。
【0014】図2A〜図2Dは、本発明に従ってDRA
Mチップ10を製造する方法を示した図である。図2A
は、DRAMチップ10の横断面を示した図である。メ
モリ・セル・アレイ領域12の中では、ワード線路16
の断面を備えた2個のゲート26が絶縁体層27の上に
配置され、そして1個の活性領域18を横断して延長さ
れている。活性領域18は、従来の方法を用いて作成さ
れた不純物が添加されたウエルで構成されることができ
る。ゲート26は、多結晶シリコンまたは他の導電材料
で構成することができる。分離トレンチの中に配置され
るフィールド酸化物20は、活性領域18を隣接する活
性領域から分離する役割を果たす。
【0015】それぞれのゲート26の上には絶縁体層2
8が配置される。絶縁体層28は、絶縁体層27と同じ
ように、二酸化シリコン、窒化シリコンまたは他の絶縁
体材料で構成することができる。ゲート26および絶縁
体層28は、従来の方法に従って沈着され、そしてパタ
ーンに作成され、そしてエッチングが行われる。ゲート
26が作成された後、少量の不純物が添加されたドレイ
ン(LDD、lightlydoped drain )注入がよく知られ
た方法を用いて実行され、それによりソース領域および
ドレイン領域30が作成される。この注入は、リン、ヒ
素またはアンチモンのようなN形添加不純物を用いて実
行することができる。またはそれとは異なって、P形添
加不純物を用いることもできる。ゲート26および絶縁
体層28は、注入がゲート26の下の領域に到達するの
を防止する。
【0016】周縁領域14では、1個のゲート32およ
び絶縁体層34が活性領域22の上に配置される。ゲー
ト32および絶縁体層34は、メモリ・セル・アレイ領
域12の中のゲート26および絶縁体層28と同時に作
成される。メモリ・セル・アレイ領域12の中にソース
領域およびドレイン領域30を作成するLDD注入はま
た、周縁領域14の中に少量の不純物が添加された領域
36を形成する。
【0017】図2Bに示されているように、また別の絶
縁体層が沈着され、そして異方的エッチング剤を用いて
エッチングが行われ、それにより、ゲート26のまわり
の絶縁体側壁38とゲート32のまわりの絶縁体側壁4
0とが作成される。またはそれとは異なって、側壁38
および側壁40が連続した絶縁体層の部分を形成するよ
うに、絶縁体層がエッチングされないで残されることが
できる。絶縁体側壁38および絶縁体側壁40は、絶縁
体層28および絶縁体層34と同じ材料で構成されるこ
とが好ましい。絶縁体側壁38および絶縁体側壁40
は、例えば0.16マイクロメートルの設計ルールおよ
び0.32マイクロメートルのピッチ設計では、100
オングストロームと500オングストロームとの間の厚
さを有することができる。側壁38および側壁40の形
成は、特定のDRAMチップ10の設計仕様に従い、前
記で説明したLDD注入の前または後に行うことができ
る。
【0018】図2Cに示されているように、また別の絶
縁体層42が沈着され、そして異方的エッチング剤を用
いてエッチングが行われる。この異方的エッチングの結
果、周縁領域14の中のゲート32のまわりに付加的な
側壁44が形成される。絶縁体層42は、側壁38およ
び側壁40を作成するのに用いられた絶縁体材料とは異
なる絶縁体材料で構成されることが好ましい。側壁38
および側壁40を除去することなく、絶縁体層42を選
択的エッチング剤を用いたエッチングにより除去するこ
とができることが好ましい。
【0019】絶縁体層42は、メモリ・セル・アレイ領
域12に対し、ピッチ、すなわち隣接するゲート26の
間の距離、よりも大きいまたはほぼ等しい厚さを有する
ように沈着されることが好ましい。したがって、絶縁体
層42に異方的エッチング剤を用いてエッチングが行わ
れる時、ゲート26の間の絶縁体層42の領域はこのエ
ッチング剤により除去されない。下記で説明する理由に
より、このことは重要である。この最小限の厚さを越え
る絶縁体層42の好ましい厚さは、周縁領域14の中の
側壁44の要求された厚さにより決定される。
【0020】図2Dに示されているように、次にソース
/ドレイン注入が実行される。この注入により、周縁領
域14の中にソース領域およびドレイン領域46が作成
される。この注入には、少量の不純物が添加された領域
36を作成するのに用いられたのと同じN形添加不純物
を用いることができる。ソース領域およびドレイン領域
46の不純物添加量は、少量の不純物が添加された領域
36の不純物添加量よりも多い。けれども、側壁44は
このソース/ドレイン注入を阻止するので、少量の不純
物が添加された領域36だけがゲート32の下にあるチ
ャンネル領域の境界を定める。したがって、多量の不純
物が添加されたソース領域およびドレイン領域46の利
点を得ることができ、一方、ソース/ドレイン添加不純
物のチャンネルの中への横方向拡散が原因で生ずる、お
よびソース・チャンネル接合およびドレインチャンネル
接合における高い電界によるMOSFETデバイスに及
ぼすストレスが原因で生ずる、負の効果を最小限にする
ことができる。多量の不純物が添加されたソース領域お
よびドレイン領域が必要とされないメモリ・セル・アレ
イ領域12では、ソース/ドレイン注入は絶縁体層42
により阻止される。
【0021】DRAMチップ10の処理をさらに進める
前に、側壁38および側壁40には影響を与えない選択
的エッチング剤を用いて、メモリ・セル・アレイ領域1
2から絶縁体層42を除去することができる。この選択
的エッチングに耐える連続した絶縁体層の部分を側壁3
8および側壁40が形成する実施例では、この選択的エ
ッチング段階を実行することが好ましい。この選択的エ
ッチング剤はまた、さらにこの他の役割を果たすことの
ない側壁44を周縁領域14から除去するであろう。ま
たはそれとは異なって、もし絶縁体層42がメモリ・セ
ル・アレイ領域12を空洞のない充填体を形成するなら
ば、絶縁体層42は所定の位置に残ることができる。
【0022】次に、周知の方法に従ってDRAMチップ
10の処理を進めることができる。例えば、ソース領域
およびドレイン領域30および46に接触体を設置する
ことができ、およびメモリ・セル・アレイ領域12およ
び周縁領域14の上にインタレベル絶縁体層を沈着する
ことができる。
【0023】前記で説明した方法により、多量の不純物
が添加された領域をチャンネル領域から分離したまま、
DRAMチップの周縁領域の中にさらに多量の不純物が
添加されたソース領域およびドレイン領域を作成するこ
とができる。このことはチャンネル領域の中への拡散を
減少させ、そしてさらに小型の設計ルールを周縁回路に
対して用いることを可能にする。この方法はまた、ソー
ス・チャンネル接合およびドレイン・チャンネル接合に
おけるストレスを減少させることができる。さらに前記
で説明した方法は、DRAMセル・アレイそれ自身の形
成に影響を与えることはない。さらに、この方法の付加
される段階は本来的に自己整合的であるので、DRAM
チップの全製造工程の「マスキング・レベル」は増加し
ない。
【0024】前記詳細な説明により本発明が具体的に説
明されたが、本発明の範囲内において、形式および細部
においてこの他の種々の変更を行うことが可能であるこ
とは、当業者には理解されるであろう。
【0025】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 (1) DRAMチップのメモリ・セル・アレイ領域の
中で基板の第1チャンネル領域の上に、メモリ・セル・
ゲートを沈着する段階と、DRAMチップの周縁領域の
中で前記基板の第2チャンネル領域の上に、周縁ゲート
を沈着する段階と、前記基板の前記第1チャンネル領域
および前記第2チャンネル領域の外側に主として配置さ
れた前記基板の複数個の第1領域の中に、第1濃度を有
するように第1添加不純物を注入する段階と、前記周縁
ゲートに隣接しおよび前記基板の側壁領域の上に配置さ
れた側壁を作成する段階と、DRAMチップの周縁領域
の中で前記基板の側壁領域の外側に主として配置された
前記基板の複数個の第2領域の中に、第2濃度を有する
ように第2添加不純物を注入する段階と、前記周縁ゲー
トに隣接する前記側壁を作成する前記段階と同時に、D
RAMチップのメモリ・セル・アレイ領域の上に絶縁体
層を作成する段階と、前記絶縁体層により前記第2添加
不純物の注入を阻止する段階と、を有する、DRAMチ
ップを作成する方法。
【0026】(2) 第1項記載の方法において、前記
周縁ゲートに隣接する側壁を形成する前記段階が前記基
板の上に絶縁体層を沈着する段階と、異方的エッチング
剤で前記絶縁体層をエッチングする段階と、を有する、
前記方法。 (3) 第1項記載の方法において、前記第2添加不純
物が前記第1添加不純物で構成される、前記方法。 (4) 第1項記載の方法において、前記第2濃度が前
記第1濃度よりも大きい、前記方法。
【0027】(5) DRAMチップのメモリ・セル・
アレイ領域の中で基板の第1チャンネル領域の上に、メ
モリ・セル・ゲートを沈着する段階と、DRAMチップ
の周縁領域の中で前記基板の第2チャンネル領域の上
に、周縁ゲートを沈着する段階と、前記基板の前記第1
チャンネル領域および前記第2チャンネル領域の外側に
主として配置された前記基板の複数個の第1ソース領域
およびドレイン領域の中に、第1濃度を有するように第
1添加不純物を注入する段階と、前記周縁ゲートに隣接
して側壁を作成する段階と、DRAMチップの周縁領域
の中の前記基板の複数個の第2ソース領域およびドレイ
ン領域の中に、第2濃度を有するように第2添加不純物
を注入する段階と、前記側壁により前記第2添加不純物
の注入を阻止する段階と、前記周縁ゲートに隣接する前
記側壁を作成する前記段階と同時に、DRAMチップの
メモリ・セル・アレイ領域の上に、絶縁体層を作成する
段階と、前記絶縁体層により前記第2添加不純物の注入
を阻止する段階と、を有する、DRAMチップを作成す
る方法。 (6) 第5項記載の方法において、DRAMチップの
メモリ・セル・アレイ領域から前記絶縁体層を除去する
段階をさらに有する、前記方法。
【0028】(7) DRAMチップ10を作成する改
良された方法が開示される。この方法に従い、DRAM
チップ10のメモリ・セル・アレイ領域12の中に、メ
モリ・セル・ゲート26が沈着される。メモリ・セル・
ゲート26は、基板の第1チャンネル領域の上に配置さ
れる。DRAMチップの周縁領域の中に、周縁ゲート3
2が沈着される。この周縁ゲートは、基板の第2チャン
ネル領域の上に配置される。基板の第1チャンネル領域
および第2チャンネル領域の主として外側に配置された
基板の複数個の第1ソース領域およびドレイン領域30
の中に、第1添加不純物が第1濃度を有するように注入
される。次に、側壁が周縁ゲート32に隣接して作成さ
れる。それと同時に、DRAMチップ10のメモリ・セ
ル・アレイ領域の上に、絶縁体層28が作成される。D
RAMチップ10の周縁領域14の中の基板の複数個の
第2ソース領域およびドレイン領域36の中に、第2添
加不純物が第2濃度を有するように注入される。この第
2添加不純物の注入は、側壁および絶縁体層により阻止
される。1つの実施例では、第1添加不純物と第2添加
不純物とは同じであり、そして複数個の第2領域の中の
添加不純物濃度は複数個の第1領域の中の添加不純物濃
度よりも大きい。この方法により、多量の不純物が添加
された領域をチャンネル領域から分離したまま、さらに
多量の不純物が添加されたソース領域およびドレイン領
域36をDRAMチップの周縁領域の中に作成すること
が可能になる。このことはチャンネル領域への拡散を減
少させ、そしてさらに小型の設計ルールを用いることを
可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従って製造されたDRAMチップの一
部分の平面図。
【図2】本発明に従う製造の種々の段階のDRAMチッ
プの横断面図であって、Aは初期の段階の図、BはAの
次の段階の図、CはBの次の段階の図、DはCの次の段
階の図。
【符号の説明】
10 DRAMチップ 12 メモリ・セル・アレイ領域 14 周縁領域 26 メモリ・セル・ゲート 28 絶縁体層 30 第1ソース領域およびドレイン領域 32 周縁ゲート 36 第2ソース領域およびドレイン領域

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 DRAMチップのメモリ・セル・アレイ
    領域の中で基板の第1チャンネル領域の上に、メモリ・
    セル・ゲートを沈着する段階と、 DRAMチップの周縁領域の中で前記基板の第2チャン
    ネル領域の上に、周縁ゲートを沈着する段階と、 前記基板の前記第1チャンネル領域および前記第2チャ
    ンネル領域の外側に主として配置された前記基板の複数
    個の第1領域の中に、第1濃度を有するように第1添加
    不純物を注入する段階と、 前記周縁ゲートに隣接しおよび前記基板の側壁領域の上
    に配置された側壁を作成する段階と、 DRAMチップの周縁領域の中で前記基板の側壁領域の
    外側に主として配置された前記基板の複数個の第2領域
    の中に、第2濃度を有するように第2添加不純物を注入
    する段階と、 前記周縁ゲートに隣接する前記側壁を作成する段階と同
    時に、DRAMチップのメモリ・セル・アレイ領域の上
    に絶縁体層を作成する段階と、 前記絶縁体層により前記第2添加不純物の注入を阻止す
    る段階と、を有する、DRAMチップを作成する方法。
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