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JPH11177085A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

Info

Publication number
JPH11177085A
JPH11177085A JP9336741A JP33674197A JPH11177085A JP H11177085 A JPH11177085 A JP H11177085A JP 9336741 A JP9336741 A JP 9336741A JP 33674197 A JP33674197 A JP 33674197A JP H11177085 A JPH11177085 A JP H11177085A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
metal silicide
insulating film
film
gate electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9336741A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masanori Tsukamoto
雅則 塚本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP9336741A priority Critical patent/JPH11177085A/en
Publication of JPH11177085A publication Critical patent/JPH11177085A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 たとえ半導体装置のプロセス中の熱処理等に
よって金属シリサイド層の細線部分にて抵抗上昇が生じ
ても、配線による寄生抵抗の増大を抑制できるようにす
る。 【解決手段】 半導体装置1は、半導体基板3上にライ
ン状のゲート電極7が形成され、ゲート電極7の両側の
半導体基板3の表層にソース・ドレインの拡散層10が
形成されている。またゲート電極7と絶縁された状態で
拡散層10の表層の全域にわたって金属シリサイド層8
が形成されており、半導体基板3上に少なくともゲート
電極7と金属シリサイド層8とを覆う状態に絶縁膜12
が形成されている。そして金属シリサイド層8上の絶縁
膜12に、ゲート電極7の長さ方向に沿いかつ金属シリ
サイド層8に達する深さに溝13が形成され、溝13内
に埋め込み導電層14が埋め込まれた構成になってい
る。
[PROBLEMS] To suppress an increase in parasitic resistance due to wiring even if a resistance rise occurs in a thin line portion of a metal silicide layer due to heat treatment or the like during a process of a semiconductor device. In a semiconductor device, a linear gate electrode is formed on a semiconductor substrate, and a source / drain diffusion layer is formed on a surface layer of the semiconductor substrate on both sides of the gate electrode. The metal silicide layer 8 covers the entire surface of the diffusion layer 10 while being insulated from the gate electrode 7.
Is formed on the semiconductor substrate 3 so as to cover at least the gate electrode 7 and the metal silicide layer 8.
Are formed. A groove 13 is formed in the insulating film 12 on the metal silicide layer 8 so as to extend along the length direction of the gate electrode 7 and reach the metal silicide layer 8, and a buried conductive layer 14 is buried in the groove 13. It has become.

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、半導体装置に関
し、詳細には半導体基板の拡散層表層に金属シリサイド
層が形成された半導体装置に関する。
The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly, to a semiconductor device in which a metal silicide layer is formed on a surface of a diffusion layer of a semiconductor substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、情報処理システムのコストの低減
・低消費電力化・高速化を目的に、同一チップにメモリ
素子とロジック素子とを混載した半導体装置の開発が進
められている。特に三次元グラフィックス等への半導体
装置の応用にあたっては、高速データ転送化のためにバ
ンド幅の広いメモリ素子が必要であり、これは大容量の
メモリ素子を高速のロジック素子に混載することによっ
て達成される。
2. Description of the Related Art In recent years, a semiconductor device in which a memory element and a logic element are mixedly mounted on the same chip has been developed for the purpose of reducing the cost, reducing the power consumption, and increasing the speed of an information processing system. In particular, when applying semiconductor devices to three-dimensional graphics, etc., a memory device with a wide bandwidth is required for high-speed data transfer, and this is achieved by mixing large-capacity memory devices with high-speed logic devices. Achieved.

【0003】ロジック素子では、寄生抵抗や寄生容量が
高速化を妨げる要因となる。そこで、寄生抵抗や寄生容
量の低減を目的として、図7(a)に示すように、半導
体基板51の表層に形成したソース・ドレインの拡散層
52表層および半導体基板57上に形成したゲート電極
53上に、例えばチタンシリサイド(TiSix )層や
コバルトシリサイド(CoSix )層等の金属シリサイ
ド層54を自己整合的に形成した、いわゆるサリサイド
(Self-Aligned Silicide)構造が採用されている。サリ
サイドの形成によって、拡散層52の抵抗値は数Ω/□
程度に低減されている。
In a logic element, a parasitic resistance and a parasitic capacitance are factors that hinder speeding up. Therefore, in order to reduce the parasitic resistance and the parasitic capacitance, as shown in FIG. 7A, the source / drain diffusion layer 52 formed on the surface of the semiconductor substrate 51 and the gate electrode 53 formed on the semiconductor substrate 57 are formed. above, for example, titanium silicide (TiSi x) layer, cobalt silicide (CoSi x) layer or the like of the metal silicide layer 54 was formed in a self-aligned manner, so-called salicide (self-aligned silicide) structure is employed. Due to the formation of salicide, the resistance value of the diffusion layer 52 is several Ω / □.
To a degree.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、このロジッ
ク素子にダイナミックアクセスランダムメモリ(DRA
M)のようなメモリ素子を混載する場合には、金属シリ
サイド層を形成した後にメモリセルを形成するための高
温プロセスが付加されることになる。例えば、メモリ素
子のキャパシタのキャパシタ絶縁膜を酸化シリコン(S
iO2 )膜と窒化シリコン(SiN)膜との複合膜であ
るいわゆるNO膜で形成する際等である。その結果、耐
熱性の低い金属シリサイド層が凝集して抵抗が上昇して
しまい、ロジック素子の性能を低下させる。上記熱処理
による抵抗上昇は、金属シリサイド層の細線部分で特に
顕著に起こる。
However, a dynamic access random memory (DRA) is added to this logic element.
When a memory element such as M) is mixedly mounted, a high-temperature process for forming a memory cell after forming a metal silicide layer is added. For example, a capacitor insulating film of a capacitor of a memory element is formed of silicon oxide (S
For example, when a so-called NO film which is a composite film of an iO 2 ) film and a silicon nitride (SiN) film is formed. As a result, the metal silicide layer having low heat resistance aggregates to increase the resistance, thereby deteriorating the performance of the logic element. The increase in resistance due to the heat treatment is particularly remarkable in the thin line portion of the metal silicide layer.

【0005】最近では、例えばチタン(Ti)に5%程
度のタングステン(W)を添加することによって800
℃程度まで抵抗上昇のない耐熱性の高いサリサイドが得
られるプロセスが開発されている(IEDM Tech.Dig.,(19
96) K.Fujii et al.,p.451)。しかし、DRAMのメモ
リセルに上記したNO膜のキャパシタ絶縁膜を採用する
場合には、さらに高温の熱処理プロセスに耐え得る耐熱
性が必要になるため、やはり金属シリサイド層の抵抗上
昇を招く恐れがある。
Recently, for example, by adding about 5% of tungsten (W) to titanium (Ti), 800
A process has been developed to obtain a high heat-resistant salicide with no increase in resistance up to about ℃ (IEDM Tech.Dig., (19
96) K. Fujii et al., P. 451). However, when the above-described capacitor insulating film of the NO film is used for the memory cell of the DRAM, heat resistance that can withstand a heat treatment process at a higher temperature is required, which may cause an increase in the resistance of the metal silicide layer. .

【0006】また、金属シリサイド層の耐熱温度の範囲
で形成できる酸化タンタル(TaO 5 )やビスマス・ス
トロンチウム・チタン・酸化チタンで構成されたBST
等の高誘電体膜をキャパシタ絶縁膜として用いることに
より、メモリセルの形成温度を低温化することも検討さ
れている。しかし、キャパシタの電極の形成方法や加工
等に課題があり、未だ実用段階でない。なお、サリサイ
ドプロセスにおいても、コンタクト抵抗を低減するため
に金属シリサイド層と拡散層との界面の不純物濃度を増
加すると、サリサイドの形成にあたって金属シリサイド
層の細線部分で抵抗上昇が生じることが知られている。
Further, the range of the heat resistant temperature of the metal silicide layer
Tantalum oxide (TaO) Five) And bismuth su
BST composed of trontium, titanium and titanium oxide
Use of high dielectric film such as
Considering lowering the formation temperature of memory cells
Have been. However, the formation method and processing of the capacitor electrode
There is a problem in this, etc., and it is not yet a practical stage. Salisai
To reduce contact resistance
The impurity concentration at the interface between the metal silicide layer and the diffusion layer
In addition, when forming salicide, metal silicide
It is known that resistance increases in the thin line portions of the layer.

【0007】一方、DRAMを形成した後、図7(b)
に示すように拡散層52上の絶縁膜55に、ゲート電極
53に沿いかつ拡散層52に接続する状態で導電材料か
らなる埋め込み導電層(BMD;Buried Metal on Diff
usion layer)56を形成し、このような埋め込み導電層
56による拡散層52の裏打ちによって拡散層52を低
抵抗化する技術が本発明者らによって報告されている
(Symp.on VLSI Tech.(1997) M.Tsukamoto et al.,p.23
)。埋め込み導電層56を構成する導電材料としては、
例えばWが用いられている。
On the other hand, after forming the DRAM, FIG.
As shown in FIG. 3, a buried conductive layer (BMD) made of a conductive material is formed on the insulating film 55 on the diffusion layer 52 along the gate electrode 53 and connected to the diffusion layer 52.
The present inventors have reported a technique for forming a diffusion layer 52 by forming a ionic layer 56 and lowering the resistance of the diffusion layer 52 by backing the diffusion layer 52 with such a buried conductive layer 56 (Symp. on VLSI Tech. (1997). ) M. Tsukamoto et al., P.23
). As a conductive material constituting the buried conductive layer 56,
For example, W is used.

【0008】しかし、埋め込み導電層56は、その形成
プロセスが自己整合プロセスでないため、ゲート電極5
3およびフィールド絶縁膜57との離し距離を確保しつ
つ形成される。その結果、拡散層52位置の半導体基板
51と埋め込み導電層56との接触面積が小さくなって
これらの間のコンタクト抵抗が増加し、かつトランジス
タと埋め込み導電層56との距離も長くなり、微細化に
伴って配線によるトランジスタの寄生抵抗が大きくなる
問題が生じる。
However, since the buried conductive layer 56 is not formed by a self-alignment process,
3 and a distance from the field insulating film 57. As a result, the contact area between the semiconductor substrate 51 and the buried conductive layer 56 at the position of the diffusion layer 52 is reduced, the contact resistance between them is increased, and the distance between the transistor and the buried conductive layer 56 is increased. Accordingly, there arises a problem that the parasitic resistance of the transistor due to the wiring increases.

【0009】以上のことから、たとえ半導体装置のプロ
セス中の熱処理や、金属シリサイド層と拡散層との界面
における不純物濃度の増加によって金属シリサイド層の
細線部分にて抵抗上昇が生じても、配線による寄生抵抗
の増大を抑制できる半導体装置の開発が切望されてい
る。
As described above, even if the resistance rises at the fine line portion of the metal silicide layer due to the heat treatment during the process of the semiconductor device or the increase in the impurity concentration at the interface between the metal silicide layer and the diffusion layer, the wiring is not affected. Development of a semiconductor device capable of suppressing an increase in parasitic resistance has been keenly desired.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】そこで上記課題を解決す
るために本発明に係る半導体装置は、半導体基板上にラ
イン状のゲート電極が形成され、ゲート電極の両側の半
導体基板の表層に拡散層が形成されている。またゲート
電極と絶縁された状態で拡散層の表層の全域にわたって
金属シリサイド層が形成されており、半導体基板上に少
なくともゲート電極と金属シリサイド層とを覆う状態に
絶縁膜が形成されている。そして金属シリサイド層上の
絶縁膜に、ゲート電極の長さ方向に沿いかつ金属シリサ
イド層に達する深さに溝が形成され、溝内に埋め込み導
電層が埋め込まれた構成になっている。
In order to solve the above-mentioned problems, a semiconductor device according to the present invention has a linear gate electrode formed on a semiconductor substrate, and a diffusion layer formed on the surface of the semiconductor substrate on both sides of the gate electrode. Are formed. Further, a metal silicide layer is formed over the entire surface of the diffusion layer while being insulated from the gate electrode, and an insulating film is formed on the semiconductor substrate so as to cover at least the gate electrode and the metal silicide layer. A groove is formed in the insulating film on the metal silicide layer along the length direction of the gate electrode and at a depth reaching the metal silicide layer, and a buried conductive layer is buried in the groove.

【0011】本発明において埋め込み導電層は、金属シ
リサイド層上の絶縁膜にゲート電極の長さ方向に沿って
形成されかつ金属シリサイド層に達する深さに形成され
た溝内に埋め込まれたものであるため、この金属シリサ
イド層に電気的に接続された状態で金属シリサイド層上
に形成されたものとなる。よって、埋め込み導電層は、
拡散層位置の半導体基板と金属シリサイド層を介して接
続されかつ拡散層を裏打ちした状態で設けられたものと
なるため、埋め込み導電層が拡散層に対して非常に抵抗
の低い材料で形成されたものであれば、拡散層を抵抗を
低減させるいわゆるBMDとなる。
In the present invention, the buried conductive layer is formed in the insulating film on the metal silicide layer along the length direction of the gate electrode and buried in a groove formed to a depth reaching the metal silicide layer. Therefore, the metal silicide layer is formed on the metal silicide layer while being electrically connected to the metal silicide layer. Therefore, the buried conductive layer is
The buried conductive layer was formed of a material having a very low resistance to the diffusion layer because it was connected to the semiconductor substrate at the diffusion layer position via the metal silicide layer and was provided with the diffusion layer being backed. If so, it becomes a so-called BMD that reduces the resistance of the diffusion layer.

【0012】本発明では、このような埋め込み導電層が
拡散層位置の半導体基板上に金属シリサイド層を介して
設けられているため、後の高温プロセスにより、あるい
は金属シリサイド層と拡散層との界面の不純物濃度の増
加により金属シリサイド層の細線部分にて抵抗が上昇し
ても、埋め込み導電層によって拡散層の抵抗は低減され
る。よって、半導体装置に形成される配線による半導体
装置の寄生抵抗が低減される。また金属シリサイド層が
拡散層の全域にわたって形成されているため、拡散層位
置の半導体基板上に直接BMDを形成した従来の半導体
装置に比較して、半導体基板に対する埋め込み導電層の
接触面積が増加したものとなる。この結果、半導体基板
と埋め込み導電層との間のコンタクト抵抗が低減され
る。
In the present invention, since such a buried conductive layer is provided on the semiconductor substrate at the position of the diffusion layer via the metal silicide layer, an interface between the metal silicide layer and the diffusion layer is formed by a high temperature process later. Even if the resistance increases in the thin line portion of the metal silicide layer due to the increase in the impurity concentration, the buried conductive layer reduces the resistance of the diffusion layer. Therefore, parasitic resistance of the semiconductor device due to wiring formed in the semiconductor device is reduced. Further, since the metal silicide layer is formed over the entire region of the diffusion layer, the contact area of the buried conductive layer with respect to the semiconductor substrate is increased as compared with a conventional semiconductor device in which a BMD is formed directly on the semiconductor substrate at the position of the diffusion layer. It will be. As a result, the contact resistance between the semiconductor substrate and the buried conductive layer is reduced.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る半導体装置の
実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明の第
1実施形態を示す要部側断面図であり、NチャネルMO
S型電界効果トランジスタ(以下、NMOSFETと記
す)とPチャネルMOS型電界効果トランジスタ(以
下、PMOSFET)とから構成される相補型MOSト
ランジスタ(CMOSFET)に本発明を適用した場合
のNMOSFET部分を示したものである。NMOSF
ETとPMOSFETとは導電型が異なる以外は略同じ
ように構成されているため、第1の実施形態の説明では
NMOSFETを例にとって述べ、PMOSFETにつ
いての説明を省略する。
Embodiments of a semiconductor device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional side view of a main part showing a first embodiment of the present invention,
The NMOSFET portion when the present invention is applied to a complementary MOS transistor (CMOSFET) composed of an S type field effect transistor (hereinafter, referred to as NMOSFET) and a P channel MOS type field effect transistor (hereinafter, PMOSFET) is shown. Things. NMOSF
Since the ET and the PMOSFET have substantially the same configuration except that they have different conductivity types, the first embodiment will be described using the NMOSFET as an example and the description of the PMOSFET will be omitted.

【0014】図1に示すようにこの半導体装置1のNM
OSFET2部分では、シリコン(Si)基板からなる
半導体基板3上にNMOSFET2の形成領域を他の形
成領域から電気的に分離するフィールド酸化膜4が形成
されている。また半導体基板3のNMOSFET2の形
成領域にNMOSチャネル領域5が形成されている。さ
らにNMOSFET2の形成領域における半導体基板3
上には、例えば5nm程度の厚みのゲート酸化膜6を介
してN+ 型のゲート電極7が形成されている。
As shown in FIG. 1, the NM of the semiconductor device 1
In the OSFET 2 portion, a field oxide film 4 is formed on a semiconductor substrate 3 made of a silicon (Si) substrate to electrically separate a formation region of the NMOSFET 2 from other formation regions. Further, an NMOS channel region 5 is formed in a region of the semiconductor substrate 3 where the NMOSFET 2 is formed. Further, the semiconductor substrate 3 in the formation region of the NMOSFET 2
An N + -type gate electrode 7 is formed thereon via a gate oxide film 6 having a thickness of, for example, about 5 nm.

【0015】N+ 型のゲート電極7は、例えばN型不純
物であるヒ素(As)が高濃度に導入された200nm
程度の厚みのポリシリコン(Poly−Si)膜からなり、
PMOSFETのゲート電極に連続して形成されてライ
ン状に形成されている。このゲート電極7上には、例え
ばTiSix 層からなる金属シリサイド層8が形成され
ている。なお、金属シリサイド層8は、TiSix 層に
限られることはなく、その他、CoSix 層,タングス
テンシリサイド(WSix )層,ニッケルシリサイド
(NiSix )層等の高融点金属シリサイド層等で構成
することも可能である。
The N + -type gate electrode 7 is, for example, 200 nm in which arsenic (As), which is an N-type impurity, is introduced at a high concentration.
It consists of a polysilicon (Poly-Si) film with a thickness of about
A line is formed continuously with the gate electrode of the PMOSFET. This on the gate electrode 7, for example, a metal silicide layer 8 consisting of TiSi x layer is formed. The metal silicide layer 8 is not limited to the TiSi x layer, other, CoSi x layer, a tungsten silicide (WSi x) layer, composed of nickel silicide (NiSi x) layer refractory metal silicide layer such as such It is also possible.

【0016】ゲート電極7の側壁には、例えばSiO2
からなるサイドウォール9が形成されている。またゲー
ト電極7の両側でかつサイドウォール9の直下の半導体
基板3の表層には、N型のLDD(Lightly Doped Drai
n)領域10が形成されている。さらにサイドウォール9
より外側の半導体基板3の表層には、本発明の拡散層と
なるN型のソース・ドレインの拡散層11がLDD領域
10から連続して形成されている。この拡散層11は、
コンタクト抵抗の低減を目的として、高濃度に不純物を
導入したものとなっている。
On the side wall of the gate electrode 7, for example, SiO 2
Is formed. Further, on the surface layer of the semiconductor substrate 3 on both sides of the gate electrode 7 and immediately below the sidewall 9, an N-type LDD (Lightly Doped Draid) is provided.
n) A region 10 is formed. Further sidewall 9
An N-type source / drain diffusion layer 11 serving as a diffusion layer of the present invention is formed continuously from the LDD region 10 on the outer surface of the semiconductor substrate 3 on the outer side. This diffusion layer 11
In order to reduce contact resistance, impurities are introduced at a high concentration.

【0017】そして、拡散層11の表層の全域にわたっ
て、ゲート電極7上と同様の金属シリサイド層8が形成
されている。金属シリサイド層8は、例えば、半導体基
板3のSiおよびゲート電極7のPoly−Siを選択的に
シリサイド化することによって形成されたものからな
り、ゲート電極7とはサイドウォール9によって絶縁さ
れた状態で設けられている。一方、PMOSFETの形
成領域においても、チャネル領域等の導電型が異なる以
外はNMOSFET2と同様に構成されている。
The same metal silicide layer 8 as that on the gate electrode 7 is formed over the entire surface of the diffusion layer 11. The metal silicide layer 8 is formed, for example, by selectively silicifying Si of the semiconductor substrate 3 and Poly-Si of the gate electrode 7, and is insulated from the gate electrode 7 by the sidewall 9. It is provided in. On the other hand, the PMOSFET formation region has the same configuration as the NMOSFET 2 except that the conductivity type of the channel region and the like is different.

【0018】半導体基板3上には、少なくともゲート電
極7と金属シリサイド層8とを覆うように、表面が平坦
化された絶縁膜12が形成されている。絶縁膜12は、
例えば、金属シリサイド層8を凝集させない低い温度で
表面の平坦化が可能な膜で形成されている。例えば、化
学的機械的研磨(CMP)法によって平坦化が可能な膜
や、金属シリサイド層8を凝集させない低い温度でリフ
ローによる平坦化が可能な膜等からなる。前者の膜とし
ては例えば、化学的気相成長法(CVD法)によって形
成された不純物を含まないSiO2 膜(以下、NSG膜
と記す)が挙げられ、後者の膜としては例えばボロン−
ホスホシリケートガラス(BPSG)膜が挙げられる。
On the semiconductor substrate 3, an insulating film 12 having a flattened surface is formed so as to cover at least the gate electrode 7 and the metal silicide layer 8. The insulating film 12
For example, it is formed of a film whose surface can be flattened at a low temperature that does not cause the metal silicide layer 8 to aggregate. For example, it is made of a film that can be planarized by a chemical mechanical polishing (CMP) method, a film that can be planarized by reflow at a low temperature that does not cause the metal silicide layer 8 to aggregate, and the like. The former film includes, for example, an impurity-free SiO 2 film (hereinafter, referred to as an NSG film) formed by a chemical vapor deposition method (CVD method), and the latter film includes, for example, boron-containing film.
A phosphosilicate glass (BPSG) film is mentioned.

【0019】金属シリサイド層8上の絶縁膜12には、
ゲート電極7の長さ方向に沿いかつ金属シリサイド層8
に達する深さに溝13が形成されている。溝13は、少
なくともその幅に対して2倍以上の長さがあり、例えば
1μm以上の長さに形成されている。そして、溝13内
には、拡散層11の抵抗を低減するための埋め込み導電
層14が埋め込まれている。したがって、埋め込み導電
層14は、その幅に対して2倍以上の長さ、例えば配線
と同様に1μm以上の長さに形成されたライン状のもの
からなる。
The insulating film 12 on the metal silicide layer 8 includes
Metal silicide layer 8 along the length direction of gate electrode 7
The groove 13 is formed at a depth reaching. The groove 13 is at least twice as long as its width, for example, is formed to have a length of 1 μm or more. A buried conductive layer 14 for reducing the resistance of the diffusion layer 11 is buried in the groove 13. Therefore, the buried conductive layer 14 is formed in a line shape having a length twice or more the width thereof, for example, a length of 1 μm or more like the wiring.

【0020】この埋め込み導電層14を構成する導電材
料は、拡散層11に対して非常に低い抵抗のものであれ
ばいかなる材料を用いることが可能である。そのような
導電材料としては、例えば、Wやアルミニウム(A
l),銅(Cu)およびAl−Cuの合金層,シリサイ
ド層が挙げられるが、例えばWを用いた場合には、埋め
込み特性のよいCVD法によって溝13内に良好に埋め
込まれた埋め込み導電層14を得ることが可能である。
As the conductive material forming the buried conductive layer 14, any material can be used as long as it has a very low resistance to the diffusion layer 11. Examples of such a conductive material include W and aluminum (A
1), an alloy layer of copper (Cu) and Al—Cu, and a silicide layer. For example, when W is used, a buried conductive layer satisfactorily buried in the groove 13 by a CVD method having good burying characteristics. 14 can be obtained.

【0021】この埋め込み導電層14は、ゲート電極7
の長さ方向に沿う溝13内に埋め込まれたライン状のも
のである。また溝13が、金属シリサイド層8上の絶縁
膜12に金属シリサイド層8に達する深さに形成されて
いるため、金属シリサイド層8上にこの金属シリサイド
層8に電気的に接続された状態に形成されている。よっ
てこの低抵抗の埋め込み導電層14は、拡散層11位置
の半導体基板3と金属シリサイド層8を介して接続され
かつ拡散層11を裏打ちする、いわゆるBMDとなって
いる。
The buried conductive layer 14 is formed on the gate electrode 7.
Is a line-shaped one embedded in the groove 13 along the length direction. Since the groove 13 is formed in the insulating film 12 on the metal silicide layer 8 to a depth reaching the metal silicide layer 8, the groove 13 is formed on the metal silicide layer 8 in a state electrically connected to the metal silicide layer 8. Is formed. Therefore, the low-resistance buried conductive layer 14 is a so-called BMD that is connected to the semiconductor substrate 3 at the position of the diffusion layer 11 via the metal silicide layer 8 and backs the diffusion layer 11.

【0022】そして、図示しないが絶縁膜12上に層間
絶縁膜が形成され、さらに層間絶縁膜にコンタクト部が
形成されるとともに層間絶縁膜上に例えばAlからなる
配線が形成されてCMOSFETからなる半導体装置1
が構成されている。
Although not shown, an interlayer insulating film is formed on the insulating film 12, a contact portion is formed on the interlayer insulating film, and a wiring made of, for example, Al is formed on the interlayer insulating film to form a semiconductor made of a CMOSFET. Apparatus 1
Is configured.

【0023】次に、上記した半導体装置1の製造方法を
図2(a)〜(c)および図3(c),(d)を用いて
説明する。ここでも、NMOSFET2部分の形成プロ
セスに基づいて説明を行い、PMOSFET部分の形成
プロセスの説明を省略する。
Next, a method of manufacturing the above-described semiconductor device 1 will be described with reference to FIGS. 2 (a) to 2 (c) and FIGS. 3 (c) and 3 (d). Here, description will be made based on the process of forming the NMOSFET 2 portion, and description of the process of forming the PMOSFET portion will be omitted.

【0024】半導体装置1を製造するにあたっては、ま
ず図2(a)に示すように、LOCOS法、例えば95
0℃のウエット酸化により、半導体基板3上にフィール
ド酸化膜4を形成する。 次にNMOSFETを形成す
る領域の半導体基板3に、Pウエル領域形成のためのイ
オン注入、トランジスタのパンチスルー阻止を目的とし
た埋め込み層を形成するためイオン注入、およびVthの
調整のためのイオン注入等を行って、NMOSチャネル
領域5を形成する。
In manufacturing the semiconductor device 1, first, as shown in FIG.
A field oxide film 4 is formed on the semiconductor substrate 3 by wet oxidation at 0 ° C. Next, ion implantation for forming a P-well region, ion implantation for forming a buried layer for preventing punch-through of a transistor, and ion implantation for adjusting Vth are performed on the semiconductor substrate 3 in a region where an NMOSFET is to be formed. Are performed to form the NMOS channel region 5.

【0025】続いて、例えば水素と酸素との混合ガスを
用いかつ雰囲気温度を850℃程度とした条件によるパ
イロジェニック酸化によって、露出している半導体基板
3の表面、つまりNMOSチャネル領域5にゲート酸化
膜6を例えば5nm程度の膜厚に形成する。その後、減
圧下におけるCVD法(以下、LP−CVD法と記す)
によって、フィールド酸化膜4上およびゲート酸化膜6
上にPoly−Si膜(図示省略)を堆積する。ここでは、
例えばシラン(SiH4 )ガスを原料ガスとし、堆積温
度を620℃程度とした条件によるLP−CVD法によ
り200nm程度の厚みのPoly−Si膜を形成する。
Subsequently, a gate oxide is formed on the exposed surface of the semiconductor substrate 3, that is, the NMOS channel region 5, by pyrogenic oxidation using a mixed gas of hydrogen and oxygen at an ambient temperature of about 850 ° C. The film 6 is formed to a thickness of, for example, about 5 nm. Thereafter, a CVD method under reduced pressure (hereinafter, referred to as an LP-CVD method)
Thus, on the field oxide film 4 and the gate oxide film 6
A Poly-Si film (not shown) is deposited thereon. here,
For example, a poly-Si film having a thickness of about 200 nm is formed by an LP-CVD method using silane (SiH 4 ) gas as a source gas and a deposition temperature of about 620 ° C.

【0026】次いでPoly−Si膜上に、リソグラフィ技
術(レジスト塗布、露光、現像、ベーキング等)によっ
てパターニングを行ったレジストマスク(図示省略)を
形成する。続いてこのレジストマスクを用いて異方性エ
ッチングを行うことにより、Poly−Si膜をゲート電極
7のパターンに加工する。このときの異方性エッチング
は、例えば塩素(Cl2 )ガスおよび酸素(O2 )ガス
を用いたECR(Electron Cyclotron Resonance) エッ
チングで行う。その後、レジストマスクを除去する。
Next, a resist mask (not shown) is formed on the Poly-Si film by lithography (resist coating, exposure, development, baking, etc.). Subsequently, the Poly-Si film is processed into a pattern of the gate electrode 7 by performing anisotropic etching using the resist mask. The anisotropic etching at this time is performed by, for example, ECR (Electron Cyclotron Resonance) etching using chlorine (Cl 2 ) gas and oxygen (O 2 ) gas. After that, the resist mask is removed.

【0027】続いて、半導体基板3にAs+ をイオン注
入し、図2(b)に示すようN型のLDD領域10を形
成する。このイオン注入は、例えば、イオンエネルギー
を20keV、ドーズ量を5×1013個/cm2 とした
条件で行う。さらにLP−CVD法により半導体基板3
全面にSiO2 膜を堆積し、その後、異方性エッチング
によってSiO2 膜をエッチバックすることによりゲー
ト電極7の側壁にサイドウォール9を形成する。次い
で、半導体基板3にAs+ を例えば、イオンエネルギー
を20keV、ドーズ量を5×1015個/cm2 とした
条件でイオン注入し、半導体基板3の表層にN型の不純
物を高濃度に導入したソース・ドレインの拡散層11を
形成する。この際、ゲート電極7にも同時にAsが高濃
度に導入される。
Subsequently, As + ions are implanted into the semiconductor substrate 3 to form an N-type LDD region 10 as shown in FIG. This ion implantation is performed, for example, under the conditions where the ion energy is 20 keV and the dose is 5 × 10 13 / cm 2 . Further, the semiconductor substrate 3 is formed by the LP-CVD method.
An SiO 2 film is deposited on the entire surface, and thereafter, the SiO 2 film is etched back by anisotropic etching to form sidewalls 9 on the side walls of the gate electrode 7. Then, As +, for example, in the semiconductor substrate 3, introducing ion energy 20 keV, a dose of 5 × 10 ion-implanted with 15 / cm 2 and the conditions, the N-type impurity at a high concentration in the surface layer of the semiconductor substrate 3 The source / drain diffusion layer 11 is formed. At this time, As is also introduced into the gate electrode 7 at a high concentration.

【0028】続いて例えば、約1000℃、10秒間程
度の条件の急速加熱アニーリング(Rapid Tharmal Anne
aling;RTA)により、先にイオン注入した不純物等を
活性化し、NMOSFET2を得る。またPMOSFE
Tについても、NMOSFET2と異なる導電型の不純
物を用いる以外は上記と同様に形成され、これによって
CMOSFET構造とすることができる。
Subsequently, for example, rapid thermal annealing (rapid thermal annealing at about 1000 ° C. for about 10 seconds) is performed.
Through the aling; RTA), the impurity or the like which has been ion-implanted earlier is activated, and the NMOSFET 2 is obtained. Also PMOSFE
T is also formed in the same manner as described above except that impurities of a conductivity type different from that of the NMOSFET 2 are used, whereby a CMOSFET structure can be obtained.

【0029】その後、例えばスパッタリング法によっ
て、半導体基板3の全面にTi膜(図示省略)を例えば
20nm〜30nm程度の厚みに堆積する。続いて例え
ば、650℃、30秒間の条件のRTAによって、Ti
膜と拡散層11表層のSiとをシリサイド化反応させる
とともに、ゲート電極7上のPoly−SiとTi膜とをシ
リサイド化反応させ、TiSix 層を形成する。そし
て、硫酸(H2 SO4 )および過酸化水素(H2 2
の混合薬液によってフィールド酸化膜4上およびサイド
ウォール9上の未反応Ti膜を除去する。その後、例え
ば、800℃程度、約30秒間の条件にてアニーリング
を行ってTiSix 層を相転移させ、図2(c)に示す
ように拡散層11の表層とゲート電極7上とに低抵抗な
TiSix 層からなる金属シリサイド層8を得る。
Thereafter, a Ti film (not shown) is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 3 to a thickness of, for example, about 20 nm to 30 nm by, for example, a sputtering method. Subsequently, for example, by RTA at 650 ° C. for 30 seconds, Ti
A membrane and a diffusion layer 11 surface layer of Si causes silicidation reaction, the Poly-Si and Ti film on the gate electrode 7 is silicidation reaction to form a TiSi x layer. Then, sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and hydrogen peroxide (H 2 O 2 )
The unreacted Ti film on the field oxide film 4 and the side wall 9 is removed by the mixed chemical solution. Thereafter, annealing is performed, for example, at about 800 ° C. for about 30 seconds to cause a phase transition of the TiSi x layer, and a low resistance is formed on the surface layer of the diffusion layer 11 and on the gate electrode 7 as shown in FIG. A metal silicide layer 8 made of a TiSi x layer is obtained.

【0030】次いで、図3(d)に示すように、半導体
基板3全面に例えばCVD法によって絶縁膜12を堆積
し、続いて絶縁膜12の表面を平坦化する。平坦化の方
法としてはCMP法があるが、金属シリサイド層8が凝
集しない範囲の温度であればBPSG膜のリフロー等に
よる方法を採用してもよい。
Next, as shown in FIG. 3D, an insulating film 12 is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 3 by, for example, a CVD method, and then the surface of the insulating film 12 is planarized. As a method of flattening, there is a CMP method, but a method such as reflow of the BPSG film may be adopted as long as the temperature is within a range where the metal silicide layer 8 does not aggregate.

【0031】次にリソグラフィ技術によって絶縁膜12
上にレジストパターン(図示省略)を形成し、このレジ
ストパターンをマスクとした異方性エッチングを行っ
て、拡散層11上の絶縁膜12にゲート電極7の長さ方
向に沿う溝13を形成する。この際、溝13の底部から
拡散層11上の金属シリサイド層8の表面が露出するよ
うに溝13を形成する。また異方性エッチングは、例え
ばフロロカーボン系のガスを用いて行う。
Next, the insulating film 12 is formed by a lithography technique.
A resist pattern (not shown) is formed thereon, and anisotropic etching is performed using the resist pattern as a mask to form a groove 13 along the length direction of the gate electrode 7 in the insulating film 12 on the diffusion layer 11. . At this time, the groove 13 is formed such that the surface of the metal silicide layer 8 on the diffusion layer 11 is exposed from the bottom of the groove 13. The anisotropic etching is performed using, for example, a fluorocarbon-based gas.

【0032】溝13の形成で用いたレジストパターンを
除去した後は、図3(e)に示すように、例えばCVD
法によって、溝13内を埋め込む状態で絶縁膜12上に
例えばW膜からなる導電材料膜14aを堆積する。そし
て、絶縁膜12の表面が露出するまで導電材料膜14a
を全面エッチバックすることにより、図1に示したWの
埋め込み導電層14を得る。この後は図示しないが、絶
縁膜12上に層間絶縁膜を形成し、層間絶縁膜にAl等
の配線材料を用いてコンタクト部を形成するとともに層
間絶縁膜上に配線を形成する。以上の工程によって、第
1実施形態のCMOSFETからなる半導体装置1が完
成する。
After the resist pattern used for forming the groove 13 is removed, as shown in FIG.
By a method, a conductive material film 14a made of, for example, a W film is deposited on the insulating film 12 so as to fill the trench 13. Then, the conductive material film 14a is exposed until the surface of the insulating film 12 is exposed.
Is etched back to obtain the buried conductive layer 14 of W shown in FIG. Thereafter, although not shown, an interlayer insulating film is formed on the insulating film 12, a contact portion is formed using a wiring material such as Al for the interlayer insulating film, and a wiring is formed on the interlayer insulating film. Through the above steps, the semiconductor device 1 including the CMOSFET of the first embodiment is completed.

【0033】このように製造される半導体装置1にあっ
ては、コンタクト抵抗の低減を目的として、高濃度に不
純物を導入した拡散層11を形成しているため、金属シ
リサイド層8の抵抗が細線部分で上昇するいわゆる細線
効果が生じ易くなっている。しかしながら、拡散層11
の表層に形成された金属シリサイド層8上に、BMDと
なる埋め込み導電層14が形成されているため、拡散層
11の抵抗が低減されている。また埋め込み導電層14
が拡散層11よりも格段に抵抗の低いWからなるため、
埋め込み導電層14の抵抗も低減するとができる。よっ
て、配線によるNMOSFET2およびPMOSFET
の寄生抵抗の低減を図ることができる。
In the semiconductor device 1 manufactured as described above, since the diffusion layer 11 into which impurities are introduced at a high concentration is formed for the purpose of reducing the contact resistance, the resistance of the metal silicide layer 8 becomes thinner. The so-called thin line effect which rises in the portion is easily generated. However, the diffusion layer 11
Since the buried conductive layer 14 serving as a BMD is formed on the metal silicide layer 8 formed on the surface layer of the above, the resistance of the diffusion layer 11 is reduced. Also, the buried conductive layer 14
Is made of W having much lower resistance than the diffusion layer 11,
The resistance of the buried conductive layer 14 can also be reduced. Therefore, NMOSFET2 and PMOSFET by wiring
Can be reduced.

【0034】また、半導体基板3と埋め込み導電層14
との間の金属シリサイド層8が拡散層11の全域にわた
って形成されているため、拡散層位置の半導体基板上に
直接BMDを形成した従来の半導体装置に比較して、半
導体基板3に対する埋め込み導電層14の接触面積が増
加したものとなる。さらに、拡散層11に高濃度の不純
物を導入していることから、拡散層11の固有抵抗率
(ρc)も低減されている。その結果、半導体基板3と
埋め込み導電層14との間のコンタクト抵抗の低減を図
ることができる。なお、埋め込み導電層14と金属シリ
サイド層8との間のコンタクト抵抗は、金属シリサイド
層8と半導体基板3との間のコンタクト抵抗に比較して
十分に低い。したがって、第1実施形態によれば、高速
動作する半導体装置1を実現することができる。
The semiconductor substrate 3 and the buried conductive layer 14
Is formed over the entire region of the diffusion layer 11, the buried conductive layer for the semiconductor substrate 3 is compared with the conventional semiconductor device in which the BMD is formed directly on the semiconductor substrate at the position of the diffusion layer. 14 has an increased contact area. Further, since a high concentration of impurities is introduced into the diffusion layer 11, the specific resistivity (ρc) of the diffusion layer 11 is also reduced. As a result, the contact resistance between the semiconductor substrate 3 and the buried conductive layer 14 can be reduced. Note that the contact resistance between buried conductive layer 14 and metal silicide layer 8 is sufficiently lower than the contact resistance between metal silicide layer 8 and semiconductor substrate 3. Therefore, according to the first embodiment, the semiconductor device 1 that operates at high speed can be realized.

【0035】次に、本発明に係る半導体装置の第2実施
形態を図4に示す要部断面図に基づいて説明する。な
お、図4において第1実施形態と同一の形成要素には同
一の符号を付すこととする。
Next, a second embodiment of the semiconductor device according to the present invention will be described with reference to a sectional view of a main part shown in FIG. In FIG. 4, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

【0036】第2実施形態の半導体装置20はその表面
において、第1領域であるロジック素子33の形成領域
(以下、ロジック領域と記す)20aと、ロジック領域
20aを避けた位置に形成された第2領域であるDRA
M34のメモリセル領域20bとを有して構成されてい
る。ロジック領域20aは例えばCMOSFETにより
構成されている。そして、高速性能が要求される領域で
あることから、CMOSFETのNMOSFET2およ
びPMOSFET(図示省略)の拡散層11の表層に金
属シリサイド層8が形成されるとともに金属シリサイド
層8上に埋め込み導電層14を備えている。なお、以下
のロジック領域20aの説明では、NMOSFET2の
部分に基づいて説明を行いPMOSFETの部分につい
ての説明を省略する。
The semiconductor device 20 of the second embodiment has, on its surface, a first region, that is, a formation region (hereinafter referred to as a logic region) 20a of the logic element 33 and a second region formed at a position avoiding the logic region 20a. DRA which is two areas
M34 memory cell region 20b. The logic area 20a is constituted by, for example, a CMOSFET. Since the high-speed performance is required, the metal silicide layer 8 is formed on the surface of the diffusion layer 11 of the NMOSFET 2 and the PMOSFET (not shown) of the CMOSFET, and the buried conductive layer 14 is formed on the metal silicide layer 8. Have. In the following description of the logic region 20a, the description will be made based on the portion of the NMOSFET 2, and the description of the portion of the PMOSFET will be omitted.

【0037】一方、メモリセル領域20bは、各セルが
例えばNMOSFET2およびキャパシタ27により構
成されている。そして、低リーク電流特性が要求される
領域であることから、NMOSFET2の拡散層11の
表層に金属シリサイド層8が形成されておらず、埋め込
み導電層14も有していない領域となっている。
On the other hand, each cell of the memory cell region 20b is constituted by, for example, the NMOSFET 2 and the capacitor 27. Since this is a region where low leakage current characteristics are required, the metal silicide layer 8 is not formed on the surface of the diffusion layer 11 of the NMOSFET 2 and the buried conductive layer 14 is not provided.

【0038】すなわち、ロジック領域20aおよびメモ
リセル領域20bの半導体基板3にはフィールド酸化膜
4が形成されており、ロジック領域20aおよびメモリ
セル領域20bのフィールド酸化膜4で分離された各N
MOSFET2の形成領域の半導体基板3には、NMO
Sチャネル領域5が形成されている。さらに各NMOS
FET2の形成領域における半導体基板3上には、ゲー
ト酸化膜6を介してゲート電極21が形成されている。
ゲート電極21は、例えば、100nm程度の厚みのPo
ly−Si層21aと、100nm程度の厚みのWSix
膜21bと、150nm程度の厚みのNSG膜からなる
オフセット酸化膜21cとがこの順に積層形成されたも
ので構成されている。このゲート電極21はライン状に
形成されている。
That is, a field oxide film 4 is formed on the semiconductor substrate 3 in the logic region 20a and the memory cell region 20b, and each N separated by the field oxide film 4 in the logic region 20a and the memory cell region 20b.
The semiconductor substrate 3 in the formation region of the MOSFET 2 has an NMO
An S channel region 5 is formed. In addition, each NMOS
On the semiconductor substrate 3 in the region where the FET 2 is formed, a gate electrode 21 is formed via the gate oxide film 6.
The gate electrode 21 has a thickness of, for example, about 100 nm.
and ly-Si layer 21a, of 100nm thickness of about WSi x
The film 21b and the offset oxide film 21c made of an NSG film having a thickness of about 150 nm are formed by laminating in this order. This gate electrode 21 is formed in a line shape.

【0039】ゲート電極21の側壁にはサイドウォール
9が形成されている。またゲート電極21の両側でかつ
サイドウォール9の直下の半導体基板3の表層には、N
型のLDD領域10が形成されている。さらにサイドウ
ォール9より外側の半導体基板3の表層には、コンタク
ト抵抗の低減を目的として高濃度に不純物が導入された
N型のソース・ドレインの拡散層11がLDD領域10
から連続して形成されている。
The side wall 9 is formed on the side wall of the gate electrode 21. The surface layer of the semiconductor substrate 3 on both sides of the gate electrode 21 and immediately below the sidewall 9 has N
The LDD region 10 is formed. Further, in the surface layer of the semiconductor substrate 3 outside the side wall 9, an N-type source / drain diffusion layer 11 into which impurities are introduced at a high concentration for the purpose of reducing contact resistance is provided in the LDD region 10.
And is formed continuously.

【0040】そして、ロジック領域20aにおける拡散
層11の表層には、この拡散層11全域にわたって、例
えばTiSix 層からなる金属シリサイド層8が形成さ
れている。金属シリサイド層8は、例えば、半導体基板
3のSiを選択的にシリサイド化することによって形成
されたものからなる。一方、ロジック領域20aのPM
OSFETの形成領域においても、チャネル領域等の導
電型が異なる以外はNMOSFET2と同様に構成され
ている。
[0040] Then, the surface of the diffusion layer 11 in the logic region 20a, over the diffusion layer 11 throughout, for example, a metal silicide layer 8 consisting of TiSi x layer is formed. The metal silicide layer 8 is formed, for example, by selectively silicifying Si of the semiconductor substrate 3. On the other hand, PM in the logic area 20a
The OSFET formation region is configured similarly to the NMOSFET 2 except that the conductivity type of the channel region and the like is different.

【0041】メモリセル領域20bの半導体基板3上に
は、ゲート電極21およびサイドウォール9を覆うよう
にして例えば10nm程度の厚みのSiO2 膜22が形
成されている。そしてロジック領域20aおよびメモリ
セル領域20bの半導体基板3上に、ゲート電極21,
サイドウォール9,金属シリサイド層8,SiO2 膜等
22を覆うようにして第1層間絶縁膜23が形成されて
いる。メモリセル領域20bの第1層間絶縁膜23上に
は、図示しないコンタクト部を介して拡散層11に接続
するビット線24が設けられている。このビット線24
は、例えばPoly−Si層24a上にWSix 層24bを
積層したW−ポリサイド層からなる。
On the semiconductor substrate 3 in the memory cell region 20b, an SiO 2 film 22 having a thickness of, for example, about 10 nm is formed so as to cover the gate electrode 21 and the side wall 9. Then, on the semiconductor substrate 3 in the logic region 20a and the memory cell region 20b, the gate electrode 21,
A first interlayer insulating film 23 is formed so as to cover the side wall 9, the metal silicide layer 8, the SiO 2 film 22 and the like. On the first interlayer insulating film 23 in the memory cell region 20b, a bit line 24 connected to the diffusion layer 11 via a contact portion (not shown) is provided. This bit line 24
Is, for example, a W- polycide layer formed by laminating a WSi x layer 24b on the Poly-Si layer 24a.

【0042】ロジック領域20aおよびメモリセル領域
20bの第1層間絶縁膜23上には、第2層間絶縁膜2
5が形成されている。メモリセル領域20bにおける第
1層間絶縁膜23および第2層間絶縁膜25には、拡散
層11に達する深さのコンタクトホール26aが形成さ
れており、コンタクトホール26a内に導電材料が埋め
込まれて拡散層11に接続するコンタクト部26が設け
られている。またメモリセル領域20bにおける第2層
間絶縁膜25上には、このコンタクト部26を介して拡
散層11と接続するDRAM34のキャパシタ27が設
けられている。
The second interlayer insulating film 2 is formed on the first interlayer insulating film 23 in the logic region 20a and the memory cell region 20b.
5 are formed. In the first interlayer insulating film 23 and the second interlayer insulating film 25 in the memory cell region 20b, a contact hole 26a having a depth reaching the diffusion layer 11 is formed. A contact portion 26 connected to the layer 11 is provided. On the second interlayer insulating film 25 in the memory cell region 20b, a capacitor 27 of the DRAM 34 connected to the diffusion layer 11 via the contact portion 26 is provided.

【0043】キャパシタ27は、例えばスタック型のも
のからなる。図4では一例として、有底筒状をなして第
2層間絶縁膜25上に形成されたノード電極27aと、
ノード電極27aの表面に沿って形成されたキャパシタ
絶縁膜27bと、キャパシタ絶縁膜27bの表面に形成
されたプレート電極27cとから構成されたキャパシタ
27を示してある。ノード電極27aおよびプレート電
極27cは、例えば不純物が導入されたPoly−Si膜で
形成され、キャパシタ絶縁膜27bは例えばSiO2
とSiN膜とを積層したNO膜で形成されている。な
お、キャパシタ絶縁膜27bは、その他の誘電体膜で形
成されていてもよく、またSiO2 膜とSiN膜とのい
ずれか一方で形成されていてもよい。
The capacitor 27 is of, for example, a stack type. In FIG. 4, as an example, a node electrode 27a formed on the second interlayer insulating film 25 in a bottomed cylindrical shape,
The capacitor 27 includes a capacitor insulating film 27b formed along the surface of the node electrode 27a and a plate electrode 27c formed on the surface of the capacitor insulating film 27b. The node electrode 27a and the plate electrode 27c are formed of, for example, a Poly-Si film into which impurities are introduced, and the capacitor insulating film 27b is formed of, for example, an NO film in which a SiO 2 film and a SiN film are stacked. Note that the capacitor insulating film 27b may be formed of another dielectric film, or may be formed of one of an SiO 2 film and a SiN film.

【0044】さらに、ロジック領域20aおよびメモリ
セル領域20bの第2層間絶縁膜25上には、メモリセ
ル領域20bにおいてはキャパシタ27を覆うようにし
て表面が平坦化された第3層間絶縁膜28が形成されて
いる。第3層間絶縁膜28は、例えば、金属シリサイド
層8を凝集させない比較的低い温度で表面の平坦化が可
能なNSG膜やBPSG膜等で形成されている。第1層
間絶縁膜23,第2層間絶縁膜25および第3層間絶縁
膜28が本発明の絶縁膜に相当するものとなる。
Further, on the second interlayer insulating film 25 in the logic region 20a and the memory cell region 20b, a third interlayer insulating film 28 whose surface is planarized so as to cover the capacitor 27 in the memory cell region 20b. Is formed. The third interlayer insulating film 28 is formed of, for example, an NSG film or a BPSG film whose surface can be flattened at a relatively low temperature without causing the metal silicide layer 8 to aggregate. The first interlayer insulating film 23, the second interlayer insulating film 25, and the third interlayer insulating film 28 correspond to the insulating film of the present invention.

【0045】そして、ロジック領域20aにおける第3
層間絶縁膜28,第2層間絶縁膜25および第1層間絶
縁膜23には、金属シリサイド層8上に、ゲート電極2
1の長さ方向に沿いかつ金属シリサイド層8に達する深
さに溝13が形成されている。溝13内には、拡散層1
1の抵抗を低減するための例えばWからなる埋め込み導
電層14が埋め込まれている。この埋め込み導電層14
は、前述した第1実施形態と同様、拡散層11位置の半
導体基板3と金属シリサイド層8を介して接続されかつ
拡散層11を裏打ちする、いわゆるBMDである。
Then, the third in the logic area 20a
The gate electrode 2 is formed on the metal silicide layer 8 in the interlayer insulating film 28, the second interlayer insulating film 25, and the first interlayer insulating film 23.
A groove 13 is formed at a depth along the length direction 1 and reaching the metal silicide layer 8. The diffusion layer 1 is provided in the groove 13.
The embedded conductive layer 14 made of, for example, W for reducing the resistance of the semiconductor device 1 is buried. This buried conductive layer 14
Is a so-called BMD that is connected to the semiconductor substrate 3 at the position of the diffusion layer 11 via the metal silicide layer 8 and backs the diffusion layer 11, as in the first embodiment described above.

【0046】またロジック領域20aおよびメモリセル
領域20bの第3層間絶縁膜28上には、ロジック領域
20aにおいては埋め込み導電層14を覆うようにして
第4層間絶縁膜29が形成されている。ロジック領域2
0aにおける第4層間絶縁膜29には、埋め込み導電層
14に達する深さのコンタクトホール30aが形成され
ており、このコンタクトホール30a内には例えばWか
らなる導電材料が埋め込まれた状態に埋め込み導電層1
4と接続するWープラグ30が形成されている。
A fourth interlayer insulating film 29 is formed on the third interlayer insulating film 28 in the logic region 20a and the memory cell region 20b so as to cover the buried conductive layer 14 in the logic region 20a. Logic area 2
In the fourth interlayer insulating film 29a at 0a, a contact hole 30a having a depth reaching the buried conductive layer 14 is formed. In the contact hole 30a, a conductive material made of W is buried, for example. Layer 1
4 are formed.

【0047】メモリセル領域20bの周辺部における第
4層間絶縁膜29および第3層間絶縁膜28には、キャ
パシタ27のプレート電極27cに達する深さのコンタ
クトホール31aが形成されており、このコンタクトホ
ール31a内には例えばWからなる導電材料が埋め込ま
れてプレート電極27cに接続するWープラグ31が形
成されている。そして第4層間絶縁膜29上には、W−
プラグ30,31に接続する状態に、またロジック領域
20aにてCMOSFET回路を形成する状態に、例え
ばAlからなる配線32が形成されて、ロジック素子3
3とDRAM34のメモリセルとが混載した半導体装置
20が構成されている。
A contact hole 31a having a depth reaching the plate electrode 27c of the capacitor 27 is formed in the fourth interlayer insulating film 29 and the third interlayer insulating film 28 in the peripheral portion of the memory cell region 20b. A conductive material made of, for example, W is buried in 31a to form a W-plug 31 connected to the plate electrode 27c. Then, on the fourth interlayer insulating film 29, W-
In a state of being connected to the plugs 30 and 31 and a state of forming a CMOSFET circuit in the logic region 20a, a wiring 32 made of, for example, Al is formed, and the logic element 3 is formed.
3 and a memory cell of the DRAM 34 are mounted together.

【0048】次に、上記した半導体装置20の製造方法
を図5(a)〜(d)および図6(e),(f)を用い
て説明する。ここでも、NMOSFET2部分の形成プ
ロセスに基づいて説明を行い、PMOSFET部分の形
成プロセスの説明を省略する。また図5および図6で
は、図面右側をロジック領域20a,左側をメモリセル
領域20bとして示す。
Next, a method of manufacturing the semiconductor device 20 will be described with reference to FIGS. 5 (a) to 5 (d) and FIGS. 6 (e) and 6 (f). Here, description will be made based on the process of forming the NMOSFET 2 portion, and description of the process of forming the PMOSFET portion will be omitted. 5 and 6, the right side of the drawing is shown as a logic area 20a, and the left side is shown as a memory cell area 20b.

【0049】半導体装置20を製造するにあたっては、
まず図2(a)に示すように、LOCOS法、例えば9
50℃のウエット酸化により、半導体基板3上にフィー
ルド酸化膜4を形成する。次にロジック領域20aおよ
びメモリセル領域20bのNMOSFETを形成する位
置の半導体基板3に、Pウエル領域形成のためのイオン
注入、トランジスタのパンチスルー阻止を目的とした埋
め込み層を形成するためイオン注入、およびVthの調整
のためのイオン注入等を行って、NMOSチャネル領域
5を形成する。
In manufacturing the semiconductor device 20,
First, as shown in FIG. 2A, the LOCOS method,
A field oxide film 4 is formed on the semiconductor substrate 3 by wet oxidation at 50 ° C. Next, ion implantation for forming a P-well region and ion implantation for forming a buried layer for preventing punch-through of a transistor are performed on the semiconductor substrate 3 at positions where NMOSFETs in the logic region 20a and the memory cell region 20b are to be formed. And an ion implantation for adjusting Vth is performed to form an NMOS channel region 5.

【0050】続いて、例えば水素と酸素との混合ガスを
用いかつ雰囲気温度を850℃程度とした条件によるパ
イロジェニック酸化によって、露出している半導体基板
3の表面、つまりNMOSチャネル領域5にゲート酸化
膜6を例えば5nm程度の膜厚に形成する。
Subsequently, a gate oxide is formed on the exposed surface of the semiconductor substrate 3, ie, the NMOS channel region 5, by pyrogenic oxidation using a mixed gas of hydrogen and oxygen at an ambient temperature of about 850 ° C. The film 6 is formed to a thickness of, for example, about 5 nm.

【0051】その後、リンをドーピングしたPoly−Si
層21aを堆積する。ここでは、例えば、SiH4 ガス
およびホスフィン(PH3 )ガスを原料ガスとし、堆積
温度を550℃程度とした条件によるLP−CVD法に
より、アモルファスSi(a−Si)層21dを100
nm程度の厚みに形成する。次いでこの上層に、例え
ば、六フッ化タングステン(WF6 )およびジクロロシ
ラン(SiCl2 2 )を原料ガスとし、堆積温度を5
80℃程度とした条件によるLP−CVD法により、W
Six 膜21bを100nm程度堆積する(図示省
略)。さらにWSix膜21b上に、例えば堆積温度4
20℃程度とした条件によるCVD法によりNSG膜か
らなるオフセット酸化膜21cを150nm程度堆積す
る(図示省略)。
After that, phosphorus-doped Poly-Si
The layer 21a is deposited. Here, for example, the amorphous Si (a-Si) layer 21d is formed by a LP-CVD method using SiH 4 gas and phosphine (PH 3 ) gas as source gases at a deposition temperature of about 550 ° C.
It is formed to a thickness of about nm. Then, for example, tungsten hexafluoride (WF 6 ) and dichlorosilane (SiCl 2 H 2 ) are used as a source gas, and the deposition temperature is set to 5
By the LP-CVD method under the condition of about 80 ° C., W
Si x film 21b and is deposited to a thickness of about 100 nm (not shown). On further WSi x film 21b, for example, deposition temperature 4
An offset oxide film 21c made of an NSG film is deposited to a thickness of about 150 nm by a CVD method at about 20 ° C. (not shown).

【0052】次いでNSG膜21c上に、リソグラフィ
技術によってパターニングを行ったレジストマスク(図
示省略)を形成し、このレジストマスクを用いて異方性
エッチングを行うことによりNSG膜21cをゲート電
極21のパターンに加工する。このときの異方性エッチ
ングは、例えばフロロカーボンガスを用いた反応性イオ
ンエッチングで行う。続いて、例えば、Cl2 ガスおよ
びO2 ガスを用いたECRエッチングにを行って、WS
x 膜21bおよびa−Si層21dを図4に示したゲ
ート電極21のパターンに加工する(以下、加工されて
得たパターンをゲート電極パターン211と記す)。そ
の後、レジストマスクを除去する。
Next, a resist mask (not shown) patterned by lithography is formed on the NSG film 21c, and the NSG film 21c is subjected to anisotropic etching using the resist mask to form a pattern of the gate electrode 21. Process into The anisotropic etching at this time is performed by, for example, reactive ion etching using a fluorocarbon gas. Subsequently, for example, by performing ECR etching using Cl 2 gas and O 2 gas, WS
i x film 21b and a-Si layer 21d is processed into a pattern of the gate electrode 21 shown in FIG. 4 (hereinafter, referred pattern obtained is processed to the gate electrode pattern 211). After that, the resist mask is removed.

【0053】続いて、半導体基板3にAs+ のイオン注
入を、例えばイオンエネルギーを20keV、ドーズ量
を5×1013個/cm2 とした条件で行い、図5(b)
に示すようN型のLDD領域10を形成する。さらにL
P−CVD法により半導体基板3全面にSiO2 膜を堆
積し、その後、異方性エッチングによってSiO2 膜を
エッチバックすることによりゲート電極パターン211
の側壁にサイドウォール9を形成する。次いで、半導体
基板3にAs+ を例えば、イオンエネルギーを20ke
V、ドーズ量を5×1015個/cm2 とした条件でイオ
ン注入し、半導体基板3の表層にN型の不純物を高濃度
に導入したソース・ドレインの拡散層11を形成する。
Subsequently, As + ions are implanted into the semiconductor substrate 3 under the conditions that the ion energy is 20 keV and the dose is 5 × 10 13 / cm 2 , for example, as shown in FIG.
An N-type LDD region 10 is formed as shown in FIG. Further L
A SiO 2 film is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 3 by the P-CVD method, and thereafter, the SiO 2 film is etched back by anisotropic etching to form the gate electrode pattern 211.
Side walls 9 are formed on the side walls of the. Next, As + is applied to the semiconductor substrate 3, for example, by ion energy of 20 ke.
V and ions are implanted under the conditions of a dose of 5 × 10 15 / cm 2 to form a source / drain diffusion layer 11 in which N-type impurities are introduced at a high concentration in the surface layer of the semiconductor substrate 3.

【0054】続いて例えば、約1000℃、10秒間程
度の条件のRTAにより、先にイオン注入した不純物等
を活性化し、ロジック領域20a,メモリセル領域20
bにてNMOSFET2を形成する。またロジック領域
20aのPMOSFETについても、NMOSFET2
と異なる導電型の不純物を用いる以外は上記と同様の形
成され、これによってCMOSFET構造とすることが
できる。なお、このRTAによってゲート電極21のパ
ターンのa−Si層21dの結晶化が生じてPoly−Si
層21aとなる。その結果、Poly−Si層21a,WS
x 層21b,およびオフセット酸化膜21cからなる
ゲート電極21が得られる。
Subsequently, for example, the impurity or the like which has been ion-implanted previously is activated by RTA at about 1000 ° C. for about 10 seconds, and the logic area 20 a and the memory cell area 20 are activated.
b, an NMOSFET 2 is formed. Also, for the PMOSFET in the logic region 20a, the NMOSFET2
Except for using an impurity of a different conductivity type from that of the first embodiment, a CMOSFET structure can be obtained. Note that the RTA causes crystallization of the a-Si layer 21d of the pattern of the gate electrode 21 so that Poly-Si
It becomes the layer 21a. As a result, the Poly-Si layer 21a, WS
i x layer 21b, and a gate electrode 21 consisting of offset oxide film 21c is obtained.

【0055】次に例えばCVD法によって、ロジック領
域20aおよびメモリセル領域20bの半導体基板3上
にゲート電極21を覆う状態で10nm程度の厚みのS
iO 2 膜22を堆積した後、リソグラフィ技術によって
パターニングしたレジストマスク(図示省略)を形成す
る。そしてレジストマスクを用いて異方性エッチングを
行うことにより、図5(c)に示すようにロジック領域
20aのみSiO2 膜22を除去する。
Next, the logic area is formed, for example, by the CVD method.
Area 20a and memory cell area 20b on semiconductor substrate 3
To a thickness of about 10 nm while covering the gate electrode 21.
iO TwoAfter depositing the film 22, by lithography technique
Form a patterned resist mask (not shown)
You. Then anisotropic etching using a resist mask
By doing so, the logic area as shown in FIG.
20a only SiOTwoThe film 22 is removed.

【0056】その後、例えばスパッタリング法によっ
て、半導体基板3の全面にTi膜(図示省略)を例えば
30nm程度の厚みに堆積する。続いて例えば、650
℃、30秒間の条件のRTAによって、Ti膜と拡散層
11表層のSiとをシリサイド化反応させてTiSix
層を形成する。そして、H2 SO4 およびH2 2 の混
合薬液によってフィールド酸化膜4上,サイドウォール
9上,メモリセル領域20bのみに形成されたSiO2
膜22上の未反応Ti膜を除去した後、例えば、800
℃程度、約30秒間の条件にてアニーリングを行ってT
iSix 層を相転移させ、ロジック領域20aの拡散層
11の表層のみに低抵抗なTiSix 層からなる金属シ
リサイド層8を形成する。
Thereafter, a Ti film (not shown) is deposited to a thickness of, for example, about 30 nm on the entire surface of the semiconductor substrate 3 by, for example, a sputtering method. Then, for example, 650
The Ti film and the Si of the surface layer of the diffusion layer 11 are silicided by RTA at 30 ° C. for 30 seconds to form a TiSi x
Form a layer. Then, H 2 SO 4 and on H 2 O 2 field oxide film 4 by mixing chemical solution, on the side walls 9, SiO 2 formed only in the memory cell region 20b
After removing the unreacted Ti film on the film 22, for example, 800
Annealing at about 30 ° C. for about 30 seconds.
i Si x layer was phase transition to form a metal silicide layer 8 made of low resistance TiSi x layer only on the surface of the diffusion layer 11 in the logic region 20a.

【0057】次いで、図5(d)に示すように、ロジッ
ク領域20aおよびメモリセル領域20bの半導体基板
3上に例えばCVD法によって第1層間絶縁膜23を堆
積し、続いてメモリセル領域20bの第1層間絶縁膜2
3およびSiO2 膜22に拡散層11に通じるコンタク
ト部(図示省略)を形成する。その後、メモリセル領域
20bの第1層間絶縁膜23上に上記コンタクト部に接
続する状態で、例えばPoly−Si層24aとWSix
24bからなるW−ポリサイド層のビット線24を形成
する。さらに、ロジック領域20aおよびメモリセル領
域20bの第1層間絶縁膜23上に、ビット線24を覆
う状態で第2層間絶縁膜25を形成する。
Next, as shown in FIG. 5D, a first interlayer insulating film 23 is deposited on the semiconductor substrate 3 in the logic region 20a and the memory cell region 20b by, for example, the CVD method. First interlayer insulating film 2
3 and a contact portion (not shown) communicating with the diffusion layer 11 is formed in the SiO 2 film 22. Then, in a state to be connected to the contact portion on the first interlayer insulating film 23 in the memory cell area 20b, for example to form a bit line 24 made of Poly-Si layer 24a and the WSi x layer 24b W- polycide layer. Further, a second interlayer insulating film 25 is formed on the first interlayer insulating film 23 in the logic region 20a and the memory cell region 20b so as to cover the bit line 24.

【0058】次に、メモリセル領域20bにおける第1
層間絶縁膜23および第2層間絶縁膜25に、拡散層1
1に達する深さのコンタクトホール26aを開口し、コ
ンタクトホール26a内に導電材料を埋め込んで拡散層
11に接続するコンタクト部26を設ける。そしてメモ
リセル領域20bにおける第2層間絶縁膜25上に、例
えば不純物を含むPoly−Si膜でノード電極27aを形
成し、ノード電極27aの表面にSiO2 膜とSiN膜
とを積層したNO膜を用いてキャパシタ絶縁膜27bを
形成する。さらにキャパシタ絶縁膜27bの表面に不純
物を含むPoly−Si膜でプレート電極27cを形成し
て、ノード電極27a,キャパシタ絶縁膜27b,プレ
ート電極27cからなり、コンタクト部26を介して拡
散層11と接続するキャパシタ27を得る。
Next, the first in the memory cell region 20b
The diffusion layer 1 is formed on the interlayer insulating film 23 and the second interlayer insulating film 25.
A contact hole 26a having a depth reaching 1 is formed, and a contact portion 26 connected to the diffusion layer 11 is provided by burying a conductive material in the contact hole 26a. Then, on the second interlayer insulating film 25 in the memory cell region 20b, for example, a node electrode 27a is formed of a Poly-Si film containing impurities, and an NO film in which a SiO 2 film and a SiN film are stacked on the surface of the node electrode 27a is used. The capacitor insulating film 27b is formed by using this. Further, a plate electrode 27c is formed of a poly-Si film containing impurities on the surface of the capacitor insulating film 27b, and includes a node electrode 27a, a capacitor insulating film 27b, and a plate electrode 27c, and is connected to the diffusion layer 11 via the contact portion 26. The capacitor 27 is obtained.

【0059】さらに、ロジック領域20aおよびメモリ
セル領域20bの第2層間絶縁膜25上に、キャパシタ
27を覆う状態で第3層間絶縁膜28を形成し、この表
面を平坦化する。前述したように、第3層間絶縁膜28
の形成材料膜には、例えば、金属シリサイド層8を凝集
させない比較的低い温度で表面の平坦化が可能なNSG
膜やBPSG膜等を用い、形成材料膜の表面をCMP法
やリフロー等によって平坦化する。
Further, a third interlayer insulating film 28 is formed on the second interlayer insulating film 25 in the logic region 20a and the memory cell region 20b so as to cover the capacitor 27, and the surface is flattened. As described above, the third interlayer insulating film 28
For example, NSG which can planarize the surface at a relatively low temperature without aggregating the metal silicide layer 8
Using a film, a BPSG film, or the like, the surface of the forming material film is planarized by a CMP method, reflow, or the like.

【0060】次にリソグラフィ技術によって第3層間絶
縁膜28上にレジストパターン(図示省略)を形成し、
このレジストパターンをマスクとした異方性エッチング
を行う。これにより図6(e)に示すように、ロジック
領域20aの金属シリサイド層8上の第3層間絶縁膜2
8,第2層間絶縁膜25および第1層間絶縁膜23に、
ゲート電極7の長さ方向に沿う溝13を形成する。この
際、溝13の底部から金属シリサイド層8の表面が露出
するように溝13を形成する。また異方性エッチング
は、例えばフロロカーボン系のガスを用いて行う。
Next, a resist pattern (not shown) is formed on the third interlayer insulating film 28 by a lithography technique,
Anisotropic etching is performed using this resist pattern as a mask. As a result, as shown in FIG. 6E, the third interlayer insulating film 2 on the metal silicide layer 8 in the logic region 20a is formed.
8, the second interlayer insulating film 25 and the first interlayer insulating film 23
A groove 13 is formed along the length direction of the gate electrode 7. At this time, the groove 13 is formed such that the surface of the metal silicide layer 8 is exposed from the bottom of the groove 13. The anisotropic etching is performed using, for example, a fluorocarbon-based gas.

【0061】溝13の形成で用いたレジストパターンを
除去した後は、例えば、CVD法によって、溝13内を
埋め込む状態で第3層間絶縁膜28上にW膜からなる導
電材料膜(図示省略)を堆積する。そして、第3層間絶
縁膜28の表面が露出するまで導電材料膜を全面エッチ
バックすることにより、ロジック領域20aに拡散層1
1位置の半導体基板3と金属シリサイド層8を介して接
続するWの埋め込み導電層14を得る。
After the resist pattern used to form the groove 13 is removed, a conductive material film made of a W film (not shown) is formed on the third interlayer insulating film 28 by, for example, a CVD method so as to fill the groove 13. Is deposited. Then, by etching back the entire surface of the conductive material film until the surface of the third interlayer insulating film 28 is exposed, the diffusion layer 1 is formed in the logic region 20a.
A buried conductive layer 14 of W connected to the semiconductor substrate 3 at one position via the metal silicide layer 8 is obtained.

【0062】次に図6(f)に示すように、ロジック領
域20aおよびメモリセル領域20bの第3層間絶縁膜
28上に第4層間絶縁膜29を形成する。続いてロジッ
ク領域20aへの図示しないダミーパターンの形成とC
MP法とによって第4層間絶縁膜29の表面を平坦化す
ることにより、ロジック領域20aとメモリセル領域2
0bとの段差(グローバル段差)を低減する。
Next, as shown in FIG. 6F, a fourth interlayer insulating film 29 is formed on the third interlayer insulating film 28 in the logic region 20a and the memory cell region 20b. Subsequently, formation of a dummy pattern (not shown) in the logic region 20a and C
By flattening the surface of the fourth interlayer insulating film 29 by the MP method, the logic region 20a and the memory cell region 2 are flattened.
0b (global step) is reduced.

【0063】次いでリソグラフィ技術によって、第4層
間絶縁膜29上にレジストパターン(図示省略)を形成
し、このレジストパターンをマスクとした異方性エッチ
ングを行う。これにより、ロジック領域20aの第4層
間絶縁膜29に埋め込み導電層14に達する状態にコン
タクトホール30aを開口するとともに、メモリセル領
域20bの周辺部における第4層間絶縁膜29および第
3層間絶縁膜28に、キャパシタ27のプレート電極2
7cに達する状態にコンタクトホール31aを開口す
る。上記の異方性エッチングは、例えばフロロカーボン
系のガスを用いて行う。
Next, a resist pattern (not shown) is formed on the fourth interlayer insulating film 29 by a lithography technique, and anisotropic etching is performed using the resist pattern as a mask. As a result, a contact hole 30a is opened so as to reach the buried conductive layer 14 in the fourth interlayer insulating film 29 in the logic region 20a, and the fourth interlayer insulating film 29 and the third interlayer insulating film in the peripheral portion of the memory cell region 20b. 28, the plate electrode 2 of the capacitor 27;
A contact hole 31a is opened so as to reach 7c. The above-described anisotropic etching is performed using, for example, a fluorocarbon-based gas.

【0064】レジストパターンを除去した後、例えば、
CVD法によって、コンタクトホール30a内およびコ
ンタクトホール31a内を埋め込む状態で第4層間絶縁
膜29上にW膜からなる導電材料膜(図示省略)を堆積
する。そして、第4層間絶縁膜29の表面が露出するま
で導電材料膜を全面エッチバックすることにより、ロジ
ック領域20aに埋め込み導電層14に接続するW−プ
ラグ30を得る。これとともに、メモリセル領域20b
に、プレート電極27cに接続するW−プラグ31を得
る。
After removing the resist pattern, for example,
A conductive material film (not shown) made of a W film is deposited on the fourth interlayer insulating film 29 in a state of filling the contact holes 30a and the contact holes 31a by CVD. Then, the W-plug 30 connected to the buried conductive layer 14 in the logic region 20a is obtained by etching back the entire surface of the conductive material film until the surface of the fourth interlayer insulating film 29 is exposed. At the same time, the memory cell region 20b
Then, a W-plug 31 connected to the plate electrode 27c is obtained.

【0065】その後は、既存の配線技術によって、ロジ
ック領域20aおよびメモリセル領域20bの第4層間
絶縁膜29上に、コンタクト部30,31に接続する配
線32(図4参照)を例えばAlで形成し、これにより
ロジック領域20aのCMOSFET回路を得る。以上
の工程によって、ロジック領域20aとDRAM34の
メモリセル領域20bとを備えた第2実施形態の半導体
装置20が製造される。
Thereafter, a wiring 32 (see FIG. 4) for connecting to the contact portions 30 and 31 is formed of, for example, Al on the fourth interlayer insulating film 29 in the logic region 20a and the memory cell region 20b by the existing wiring technology. Thus, a CMOSFET circuit in the logic area 20a is obtained. Through the above steps, the semiconductor device 20 according to the second embodiment including the logic region 20a and the memory cell region 20b of the DRAM 34 is manufactured.

【0066】このように製造される半導体装置20にあ
っては、DRAM34のキャパシタ27のキャパシタ絶
縁膜27bが、高温プロセスで形成されるNO膜で構成
されている。このため、メモリセル領域20bにキャパ
シタ27を形成する際、ロジック領域20aの半導体基
板3上にすでに形成されているいる金属シリサイド層8
が高温にさらされるため、金属シリサイド層8の細線部
分で抵抗上昇が生じ易くなっている。
In the semiconductor device 20 manufactured as described above, the capacitor insulating film 27b of the capacitor 27 of the DRAM 34 is formed of a NO film formed by a high-temperature process. Therefore, when forming the capacitor 27 in the memory cell region 20b, the metal silicide layer 8 already formed on the semiconductor substrate 3 in the logic region 20a is formed.
Is exposed to a high temperature, so that the resistance tends to increase in the thin line portion of the metal silicide layer 8.

【0067】しかしながら、このロジック領域20aに
おいては、拡散層11の表層に形成された金属シリサイ
ド層8上にBMDとなる埋め込み導電層14が形成され
ているため、埋め込み導電層14によって拡散層11の
抵抗が低減されている。また埋め込み導電層14が拡散
層11よりも格段に抵抗の低いWからなるため、埋め込
み導電層14の抵抗も低減するとができる。よって、ロ
ジック領域20aのNMOSFET2およびPMOSF
ETの寄生抵抗の低減を図ることができる。
However, in the logic region 20a, since the buried conductive layer 14 serving as BMD is formed on the metal silicide layer 8 formed on the surface layer of the diffusion layer 11, the buried conductive layer 14 Resistance has been reduced. Further, since the buried conductive layer 14 is made of W having much lower resistance than the diffusion layer 11, the resistance of the buried conductive layer 14 can be reduced. Therefore, the NMOSFET 2 and the PMOSF in the logic region 20a
The parasitic resistance of ET can be reduced.

【0068】また、半導体基板3と埋め込み導電層14
との間の金属シリサイド層8が拡散層11の全域にわた
って形成されているため、第1実施形態と同様、従来に
比較して半導体基板3に対する埋め込み導電層14の接
触面積が増加したものとなる。さらに、拡散層11に高
濃度の不純物を導入していることから、拡散層11の固
有抵抗率(ρc)も低減されている。その結果、ロジッ
ク領域20aにて半導体基板3と埋め込み導電層14と
の間のコンタクト抵抗の低減を図ることができる。な
お、埋め込み導電層14と金属シリサイド層8との間の
コンタクト抵抗は、金属シリサイド層8と半導体基板3
との間のコンタクト抵抗に比較して十分に低い。したが
って、第2実施形態によれば、高速動作するロジック素
子33とDRAM34のメモリセルとを混載した半導体
装置20を実現することができる。
The semiconductor substrate 3 and the buried conductive layer 14
Is formed over the entire region of the diffusion layer 11, so that the contact area of the buried conductive layer 14 with respect to the semiconductor substrate 3 is increased as compared with the related art, as in the first embodiment. . Further, since a high concentration of impurities is introduced into the diffusion layer 11, the specific resistivity (ρc) of the diffusion layer 11 is also reduced. As a result, the contact resistance between the semiconductor substrate 3 and the buried conductive layer 14 in the logic region 20a can be reduced. The contact resistance between the buried conductive layer 14 and the metal silicide layer 8 is determined by the metal silicide layer 8 and the semiconductor substrate 3.
Sufficiently lower than the contact resistance between Therefore, according to the second embodiment, it is possible to realize the semiconductor device 20 in which the logic element 33 operating at a high speed and the memory cell of the DRAM 34 are mixed.

【0069】また従来、スタック型のキャパシタを有す
るDRAMのメモリセルとロジック素子とを混載した半
導体装置では、メモリセルの周辺部のプレート電極の位
置と、ロジック素子の拡散層の位置との段差が非常に大
きいものとなっている。よって、キャパシタを覆う層間
絶縁膜に形成されるコンタクトホールにおいて、キャパ
シタのプレート電極の上面に達するものは浅く、ロジッ
ク素子の拡散層に達するものは深いものとなる。したが
って、これらのコンタクトホールを同じ条件にて形成す
ることが困難なため、従来では別々に形成している。
Conventionally, in a semiconductor device in which a DRAM memory cell having a stacked capacitor and a logic element are mixedly mounted, a step between the position of a plate electrode at the periphery of the memory cell and the position of a diffusion layer of the logic element is reduced. It is very large. Therefore, in the contact hole formed in the interlayer insulating film covering the capacitor, the one reaching the upper surface of the plate electrode of the capacitor is shallow, and the one reaching the diffusion layer of the logic element is deep. Therefore, since it is difficult to form these contact holes under the same conditions, conventionally, they are separately formed.

【0070】しかしながら、第2実施形態の半導体装置
20では、メモリセル領域20bの第2層間絶縁膜25
上にスタック型のキャパシタ27が設けられているもの
の、キャパシタ27の上層に形成された第3層間絶縁膜
28と第2層間絶縁膜25と第1層間絶縁膜23とに
は、拡散層11に接続した埋め込み導電層14が形成さ
れている。よって、ロジック領域20aの拡散層11
は、埋め込み導電層14の上面(第3層間絶縁膜28の
上面)まで引き上げられた状態になっている。この埋め
込み導電層14の上面位置と、メモリセル領域20bの
キャパシタ27の周辺部におけるプレート電極27cの
上面位置との高さの差はごく僅かである。したがって半
導体装置20は、ロジック領域20aとメモリセル領域
20bとの段差が低減されたものとなる。
However, in the semiconductor device 20 of the second embodiment, the second interlayer insulating film 25 in the memory cell region 20b
Although the stacked capacitor 27 is provided thereon, the third interlayer insulating film 28, the second interlayer insulating film 25, and the first interlayer insulating film 23 formed above the capacitor 27 The connected buried conductive layer 14 is formed. Therefore, the diffusion layer 11 in the logic region 20a
Is pulled up to the upper surface of the buried conductive layer 14 (the upper surface of the third interlayer insulating film 28). The height difference between the upper surface position of the buried conductive layer 14 and the upper surface position of the plate electrode 27c in the periphery of the capacitor 27 in the memory cell region 20b is very small. Therefore, the semiconductor device 20 has a reduced level difference between the logic region 20a and the memory cell region 20b.

【0071】よって、ロジック領域20aにて形成され
た埋め込み導電層14に接続するW−プラグ30の深さ
と、メモリセル領域20bにて形成されたプレート電極
27cに接続するW−プラグ31の深さとを略等しくす
ることができる。結果として、W−プラグ30,31を
得るためのコンタクトホール30a,31aの形成を同
じ工程にて行うことが可能となり、またコンタクトホー
ル30a,31aの微細加工を容易に行うことができる
ので、工程数の削減およびさらなる高集積化を図ること
ができる。
Therefore, the depth of W-plug 30 connected to buried conductive layer 14 formed in logic region 20a and the depth of W-plug 31 connected to plate electrode 27c formed in memory cell region 20b are determined. Can be made substantially equal. As a result, the formation of the contact holes 30a and 31a for obtaining the W-plugs 30 and 31 can be performed in the same step, and the fine processing of the contact holes 30a and 31a can be easily performed. The number can be reduced and higher integration can be achieved.

【0072】またキャパシタ絶縁膜27cにNO膜を用
いているため、立体的なノード電極27aの表面に安定
してキャパシタ絶縁膜27cを形成することができる。
よって、高集積のDRAM34を備えた高信頼性の半導
体装置20を得ることができる。
Since the NO film is used for the capacitor insulating film 27c, the capacitor insulating film 27c can be formed stably on the surface of the three-dimensional node electrode 27a.
Therefore, a highly reliable semiconductor device 20 including the highly integrated DRAM 34 can be obtained.

【0073】[0073]

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る半導体
装置では、BMDである埋め込み導電層が拡散層位置の
半導体基板上に金属シリサイド層を介して設けられてい
るため、金属シリサイド層の細線部分で抵抗が上昇する
場合が生じても、埋め込み導電層によって拡散層の抵抗
を低減でき、寄生抵抗を低減できる。また金属シリサイ
ド層が拡散層の全域にわたって形成されていることによ
り、半導体基板に対する埋め込み導電層の接触面積が増
加したものとなっているので、半導体基板と埋め込み導
電層との間のコンタクト抵抗を低減できる。したがっ
て、高速動作する半導体装置を実現することができる。
As described above, in the semiconductor device according to the present invention, since the buried conductive layer, which is a BMD, is provided on the semiconductor substrate at the diffusion layer position via the metal silicide layer, the fine line of the metal silicide layer is formed. Even if the resistance increases in a portion, the resistance of the diffusion layer can be reduced by the buried conductive layer, and the parasitic resistance can be reduced. In addition, since the metal silicide layer is formed over the entire diffusion layer, the contact area of the buried conductive layer with respect to the semiconductor substrate is increased, so that the contact resistance between the semiconductor substrate and the buried conductive layer is reduced. it can. Therefore, a semiconductor device which operates at high speed can be realized.

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

【図1】本発明に係る半導体装置の第1実施形態を示す
要部側断面図である。
FIG. 1 is a sectional side view of a main part showing a first embodiment of a semiconductor device according to the present invention.

【図2】(a)〜(c)は第1実施形態の半導体装置の
製造方法を工程順に示す要部側断面図である(その
1)。
FIGS. 2A to 2C are main-part side sectional views showing a method of manufacturing the semiconductor device of the first embodiment in the order of steps (part 1);

【図3】(d),(e)は第1実施形態の半導体装置の
製造方法を工程順に示す要部側断面図である(その
2)。
FIGS. 3D and 3E are main-part side sectional views showing a method of manufacturing the semiconductor device of the first embodiment in the order of steps (part 2);

【図4】本発明に係る半導体装置の第2実施形態を示す
要部側断面図である。
FIG. 4 is a side sectional view showing a main part of a second embodiment of the semiconductor device according to the present invention;

【図5】(a)〜(d)は第2実施形態の半導体装置の
製造方法を工程順に示す要部側断面図である(その
1)。
FIGS. 5A to 5D are cross-sectional views of a main part showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment in the order of steps (part 1).

【図6】(e),(f)は第2実施形態の半導体装置の
製造方法を工程順に示す要部側断面図である(その
2)。
FIGS. 6 (e) and 6 (f) are cross-sectional views of essential parts showing a method of manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment in the order of steps (part 2).

【図7】(a)は従来のサリサイド構造を説明するため
の要部側断面図であり、(b)はBMDを説明するため
の要部側断面図である。
FIG. 7A is a cross-sectional view of a main part for explaining a conventional salicide structure, and FIG. 7B is a cross-sectional view of a main part for explaining a BMD.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,20…半導体装置、3…半導体基板、7,21…ゲ
ート電極、8…金属シリサイド層、11…拡散層、12
…絶縁膜、13…溝、14…埋め込み導電層、20a…
ロジック領域(第1領域)、20b…メモリセル領域
(第2領域)、23…第1層間絶縁膜、25…第2層間
絶縁膜、27…キャパシタ、27b…キャパシタ絶縁
膜、28…第3層間絶縁膜、34…DRAM
1, 20 semiconductor device, 3 semiconductor substrate, 7, 21 gate electrode, 8 metal silicide layer, 11 diffusion layer, 12
... insulating film, 13 ... groove, 14 ... buried conductive layer, 20a ...
Logic region (first region), 20b ... memory cell region (second region), 23 ... first interlayer insulating film, 25 ... second interlayer insulating film, 27 ... capacitor, 27b ... capacitor insulating film, 28 ... third interlayer Insulating film, 34 ... DRAM

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 27/108 H01L 27/10 681F 21/8242 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 27/108 H01L 27/10 681F 21/8242

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に形成されたライン状のゲ
ート電極と、 前記ゲート電極の両側の前記半導体基板の表層に形成さ
れた拡散層と、 前記ゲート電極と絶縁された状態で前記拡散層の表層の
全域にわたって形成された金属シリサイド層と、 前記半導体基板上に少なくとも前記ゲート電極と前記金
属シリサイド層とを覆う状態に形成された絶縁膜と、 前記金属シリサイド層上の前記絶縁膜に、前記ゲート電
極の長さ方向に沿いかつ前記金属シリサイド層に達する
深さに形成された溝と、 前記溝内に埋め込まれた埋め込み導電層とを備えている
ことを特徴とする半導体装置。
A linear gate electrode formed on a semiconductor substrate; a diffusion layer formed on a surface of the semiconductor substrate on both sides of the gate electrode; and the diffusion layer insulated from the gate electrode. A metal silicide layer formed over the entire surface layer of; an insulating film formed on the semiconductor substrate so as to cover at least the gate electrode and the metal silicide layer; and the insulating film on the metal silicide layer. A semiconductor device comprising: a groove formed along a length direction of the gate electrode and reaching a depth reaching the metal silicide layer; and a buried conductive layer buried in the groove.
【請求項2】 前記半導体基板は、その表面において、
前記金属シリサイド層を備えた第1領域と、該第1領域
を避けた位置に形成された第2領域とを有して構成され
ていることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
2. The semiconductor substrate according to claim 1, wherein
2. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a first region provided with the metal silicide layer, and a second region formed at a position avoiding the first region.
【請求項3】 前記第2領域は、ダイナミックアクセス
ランダムメモリのメモリセル領域からなることを特徴と
する請求項2記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 2, wherein said second region comprises a memory cell region of a dynamic access random memory.
【請求項4】 前記ダイナミックアクセスランダムメモ
リのキャパシタのキャパシタ絶縁膜は、酸化シリコン膜
または窒化シリコン膜または酸化シリコン膜と窒化シリ
コン膜との複合膜で形成されていることを特徴とする請
求項3記載の半導体装置。
4. The dynamic access random memory capacitor according to claim 3, wherein the capacitor insulating film is formed of a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a composite film of a silicon oxide film and a silicon nitride film. 13. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項5】 前記埋め込み導電層はタングステンから
なることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein said buried conductive layer is made of tungsten.
【請求項6】 前記埋め込み導電層はタングステンから
なることを特徴とする請求項2記載の半導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 2, wherein said buried conductive layer is made of tungsten.
【請求項7】 前記埋め込み導電層はタングステンから
なることを特徴とする請求項3記載の半導体装置。
7. The semiconductor device according to claim 3, wherein said buried conductive layer is made of tungsten.
【請求項8】 前記埋め込み導電層はタングステンから
なることを特徴とする請求項4記載の半導体装置。
8. The semiconductor device according to claim 4, wherein said buried conductive layer is made of tungsten.
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