JPH022672A - 半導体メモリセルとその製造方法 - Google Patents
半導体メモリセルとその製造方法Info
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- JPH022672A JPH022672A JP63149722A JP14972288A JPH022672A JP H022672 A JPH022672 A JP H022672A JP 63149722 A JP63149722 A JP 63149722A JP 14972288 A JP14972288 A JP 14972288A JP H022672 A JPH022672 A JP H022672A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B12/00—Dynamic random access memory [DRAM] devices
- H10B12/30—DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
- H10B12/37—DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells the capacitor being at least partially in a trench in the substrate
Landscapes
- Element Separation (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は大規模化に好適な1トランジスタ・1キャパシ
タ型半導体メモリセル及びその製造方法に関するもので
ある。
タ型半導体メモリセル及びその製造方法に関するもので
ある。
MOSダイナミックメモリは1970年のIKビットダ
イナミック・ランダム・アクセスメモリの発売を出発点
として、これ以後3年に4倍の割合で大規模化がなされ
、そのメモリセルの面積は一世代に0.3〜0.4倍に
縮小されてきた。
イナミック・ランダム・アクセスメモリの発売を出発点
として、これ以後3年に4倍の割合で大規模化がなされ
、そのメモリセルの面積は一世代に0.3〜0.4倍に
縮小されてきた。
メモリ・セルの縮小化に伴い解決すべき問題点としてセ
ル容量の確保、ソフトエラー、セル間干渉。
ル容量の確保、ソフトエラー、セル間干渉。
セル構造の3次元化による段差の改善がある。
これらの問題を解決する方法の一つに1985年秋季第
46回応用物理学会学術講演会4a−V−8423ペー
ジに「分離部に埋め込んだ積層型メモリーセル」と題し
て発表された方法がある。
46回応用物理学会学術講演会4a−V−8423ペー
ジに「分離部に埋め込んだ積層型メモリーセル」と題し
て発表された方法がある。
この方法によれば、第3図に示すように、シリコン基板
28に形成された溝内に電荷蓄積電極30、容量絶縁膜
31、セルプレート32を含むキャパシタ部を埋め込む
ことによりセル面積を増大させることなく、大きな容量
を確保できる。さらに溝内をフィールド酸化膜29で覆
うことにより、セル−セル間の干渉を抑えるとともに、
ソフトエラーに対する耐性を高められる。
28に形成された溝内に電荷蓄積電極30、容量絶縁膜
31、セルプレート32を含むキャパシタ部を埋め込む
ことによりセル面積を増大させることなく、大きな容量
を確保できる。さらに溝内をフィールド酸化膜29で覆
うことにより、セル−セル間の干渉を抑えるとともに、
ソフトエラーに対する耐性を高められる。
しかし、このような構造においては、電荷蓄積電極30
がトランジスタの拡散層35の上側に接続されているた
めに、この電荷蓄積電極30とトランジスタ拡散層35
とのコンタクト(以下、セル・コンタク1〜と呼ぶ)に
相当する平面面積が必要となり、セル面積を縮小する上
で大きな制限となっている。
がトランジスタの拡散層35の上側に接続されているた
めに、この電荷蓄積電極30とトランジスタ拡散層35
とのコンタクト(以下、セル・コンタク1〜と呼ぶ)に
相当する平面面積が必要となり、セル面積を縮小する上
で大きな制限となっている。
図中33は層間絶縁膜、34はゲート電極である。
本発明の目的は上記従来のセル・コンタクトで必要とさ
れた平面面積を縮小できる半導体メモリセルの構造とそ
の製造方法を提供することにある。
れた平面面積を縮小できる半導体メモリセルの構造とそ
の製造方法を提供することにある。
C3[を解決するための手段〕
前記目的を達成するため、本発明の半導体メモリセルに
おいては、半導体基板及び該半導体基板の表面に形成さ
れた半導体膜をその構成要素の一部とする電界効果トラ
ンジスタと、前記半導体基板の溝内に埋込まれたキャパ
シタ部とを有し、該キャパシタ部の一方の電極を形成す
る前記溝内に付された導電膜を前記半導体膜と同一の立
上り高さに延設して両膜を連続させたものである。
おいては、半導体基板及び該半導体基板の表面に形成さ
れた半導体膜をその構成要素の一部とする電界効果トラ
ンジスタと、前記半導体基板の溝内に埋込まれたキャパ
シタ部とを有し、該キャパシタ部の一方の電極を形成す
る前記溝内に付された導電膜を前記半導体膜と同一の立
上り高さに延設して両膜を連続させたものである。
また、本発明の半導体メモリセルの製造方法においては
、単結晶半導体基板上に第一の絶縁体膜を形成する工程
と、該第一の絶縁体膜に開口部を設ける工程と、該開口
部を単結晶半導体で埋める工程と、該単結晶半導体を内
壁の一部として有する溝を形成する工程と、前記溝の内
壁を第二の絶縁体膜で覆う工程と、全面に半導体膜を堆
積する工程と、前記単結晶半導体上の前記半導体膜を単
結晶半導体膜化する工程とを含むものである。
、単結晶半導体基板上に第一の絶縁体膜を形成する工程
と、該第一の絶縁体膜に開口部を設ける工程と、該開口
部を単結晶半導体で埋める工程と、該単結晶半導体を内
壁の一部として有する溝を形成する工程と、前記溝の内
壁を第二の絶縁体膜で覆う工程と、全面に半導体膜を堆
積する工程と、前記単結晶半導体上の前記半導体膜を単
結晶半導体膜化する工程とを含むものである。
以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説
明する。
明する。
第1図は本発明の一実施例により得られるメモリセルの
構造を示す断面図である。
構造を示す断面図である。
第1図において1本発明はシリコン基板1上に電界効果
トランジスタとキャパシタ部とを有している。電界効果
トランジスタは、シリコン基板1に形成された拡散層9
,9と、ゲート酸化膜7を介して積層されたゲート電極
8を含み、ゲート電極8は層間絶縁膜6に埋め込まれ、
層間絶縁膜6に積層されたビット線11がコンタクト孔
10を通して拡散層9に接続されている。キャパシタ部
はシリコン基板1上のシリコン酸化膜2に形成された溝
内に埋め込まれたセルプレート5と、電荷蓄積電極3と
1両者を隔離する容量絶縁膜4とからなり、電荷蓄積電
極3を拡散層9と同一の立上り高さに延設して電極3と
拡散層9とを連続させている。
トランジスタとキャパシタ部とを有している。電界効果
トランジスタは、シリコン基板1に形成された拡散層9
,9と、ゲート酸化膜7を介して積層されたゲート電極
8を含み、ゲート電極8は層間絶縁膜6に埋め込まれ、
層間絶縁膜6に積層されたビット線11がコンタクト孔
10を通して拡散層9に接続されている。キャパシタ部
はシリコン基板1上のシリコン酸化膜2に形成された溝
内に埋め込まれたセルプレート5と、電荷蓄積電極3と
1両者を隔離する容量絶縁膜4とからなり、電荷蓄積電
極3を拡散層9と同一の立上り高さに延設して電極3と
拡散層9とを連続させている。
電荷M積電極3と拡散M9とは後に説明するように溝の
内面を含んでウェハの全面に形成された同一膜厚の多結
晶シリコン膜の部分をそれぞれに加工したものである。
内面を含んでウェハの全面に形成された同一膜厚の多結
晶シリコン膜の部分をそれぞれに加工したものである。
第2図(a)〜(j)は本発明の詳細な説明するために
1トランジスタ・1キヤパシタ型メモリセルの製造工程
における基板の断面構造を順を追って示した断面図であ
る。以後説明の便のためトランジスタはnチャネル型を
用いた例を示す。pチャネル型にするには一般にシリコ
ン基板と拡散層の導電型をそれぞれnチャネルの場合と
逆にすれば良t)。
1トランジスタ・1キヤパシタ型メモリセルの製造工程
における基板の断面構造を順を追って示した断面図であ
る。以後説明の便のためトランジスタはnチャネル型を
用いた例を示す。pチャネル型にするには一般にシリコ
ン基板と拡散層の導電型をそれぞれnチャネルの場合と
逆にすれば良t)。
第2図(a)において、面方位(100) P型シリコ
ン基板12に熱酸化によりシリコン酸化膜13を形成す
る。次に、第2図(b)のように、シリコン酸化膜13
上にフォトリソグラフィー技術を用い、レジスト14を
形成し、これをマスクとしてシリコン基板12が露出す
るまでエツチングを行い開口部を設ける。
ン基板12に熱酸化によりシリコン酸化膜13を形成す
る。次に、第2図(b)のように、シリコン酸化膜13
上にフォトリソグラフィー技術を用い、レジスト14を
形成し、これをマスクとしてシリコン基板12が露出す
るまでエツチングを行い開口部を設ける。
続いてその開口部をジードロとして、選択エピタキシャ
ル成長法により開口部を埋め、第2図(c)に示す選択
エピタキシャル層を得る。次に第2図(,1)に示すよ
うにレジスト14をマスクとして選択エピタキシャル層
15と、シリコン酸化膜13と、シリコン基板12によ
り側壁が構成される溝16をエツチングにより形成する
。次いで、露出しているシリコン基板12及び選択エピ
タキシャル層15を熱酸化し、第2図(e)の構造を得
る。その後、溝16をレジスト14で埋め、エッチパッ
クすることにより、第2図(f)のようにシリコン酸化
膜13のうち選択エピタキシャル層15の上のシリコン
酸化膜13のみを除去する。続いて、第2図(2)に示
すようにウェハ全面に多結晶シリコン膜17を形成する
。続いて、第2図(ト)の状態において、炉アニール、
レーザアニール、もしくは電子ビームアニールなどの方
法を用いて選択エピタキシャル層15上の多結晶シリコ
ン膜17のみを単結晶シリコン膜19とし、さらにフォ
トリソグラフィー技術とエツチング技術により多結晶シ
リコン膜17を第2図(i)に示す形状に形成し、次に
、レジスト14をマスクとして溝内にリンもしくはヒ素
を注入し、溝16の内部にある多結晶シリコン膜17に
導電性をもたせてこれを電荷蓄積電極18とする。さら
に、電荷蓄積電極18上を熱酸化した後、減圧CVD法
により多結晶シリコン暎を堆積させ、フォトリソグラフ
ィー技術とドライエツチング技術を用いて第2図(j)
に示される容量絶縁膜20と、セルプレート21の構造
を得る。その後、単結晶シリコン膜19上に950℃酸
素雰囲気中で厚さ200人のゲート酸化膜22を形成し
、さらに減圧CVD法により多結晶シリコン膜を厚さ約
0.5μm堆積した後リンを拡散し、フォトリソグラフ
ィー技術とエツチング技術を用いてゲート電極23を形
成する。
ル成長法により開口部を埋め、第2図(c)に示す選択
エピタキシャル層を得る。次に第2図(,1)に示すよ
うにレジスト14をマスクとして選択エピタキシャル層
15と、シリコン酸化膜13と、シリコン基板12によ
り側壁が構成される溝16をエツチングにより形成する
。次いで、露出しているシリコン基板12及び選択エピ
タキシャル層15を熱酸化し、第2図(e)の構造を得
る。その後、溝16をレジスト14で埋め、エッチパッ
クすることにより、第2図(f)のようにシリコン酸化
膜13のうち選択エピタキシャル層15の上のシリコン
酸化膜13のみを除去する。続いて、第2図(2)に示
すようにウェハ全面に多結晶シリコン膜17を形成する
。続いて、第2図(ト)の状態において、炉アニール、
レーザアニール、もしくは電子ビームアニールなどの方
法を用いて選択エピタキシャル層15上の多結晶シリコ
ン膜17のみを単結晶シリコン膜19とし、さらにフォ
トリソグラフィー技術とエツチング技術により多結晶シ
リコン膜17を第2図(i)に示す形状に形成し、次に
、レジスト14をマスクとして溝内にリンもしくはヒ素
を注入し、溝16の内部にある多結晶シリコン膜17に
導電性をもたせてこれを電荷蓄積電極18とする。さら
に、電荷蓄積電極18上を熱酸化した後、減圧CVD法
により多結晶シリコン暎を堆積させ、フォトリソグラフ
ィー技術とドライエツチング技術を用いて第2図(j)
に示される容量絶縁膜20と、セルプレート21の構造
を得る。その後、単結晶シリコン膜19上に950℃酸
素雰囲気中で厚さ200人のゲート酸化膜22を形成し
、さらに減圧CVD法により多結晶シリコン膜を厚さ約
0.5μm堆積した後リンを拡散し、フォトリソグラフ
ィー技術とエツチング技術を用いてゲート電極23を形
成する。
次いで、自己整合的にヒ素を加速エネルギー150Ke
Vで5X101s■−2注入し拡散層24を形成した後
、CVDシリコン酸化膜よりなる層間絶縁膜25を厚さ
約0.5p堆積し、コンタクト孔26を開孔し、アルミ
に代表されるビット線27を形成すると第2図(j)に
示すような構造のメモリセルが得られる。
Vで5X101s■−2注入し拡散層24を形成した後
、CVDシリコン酸化膜よりなる層間絶縁膜25を厚さ
約0.5p堆積し、コンタクト孔26を開孔し、アルミ
に代表されるビット線27を形成すると第2図(j)に
示すような構造のメモリセルが得られる。
本実施例によって得られるメモリセルにおいては、スイ
ッチングトランジスタと電荷蓄積電極との接合部分すな
わちセル・コンタクトが占有する平面面積が選択エピタ
キシャル層15の側壁酸化膜とスイッチングトランジス
タのチャネル幅で決まる微小な面積となり、メモリセル
面積の縮小に好適である。
ッチングトランジスタと電荷蓄積電極との接合部分すな
わちセル・コンタクトが占有する平面面積が選択エピタ
キシャル層15の側壁酸化膜とスイッチングトランジス
タのチャネル幅で決まる微小な面積となり、メモリセル
面積の縮小に好適である。
以上本発明の一実施例において、第2図(d)の工程で
は、シリコン基板12が露出するまでエツチングし、溝
16の深さがシリコン酸化膜13の膜厚と等しくなるよ
うにしたが、溝16はその側壁の一部が選択エピタキシ
ャル層で構成されていることのみが必要であり、溝16
の底部はシリコン酸化膜13中にあっても、シリコン基
板12中にあっても良い。
は、シリコン基板12が露出するまでエツチングし、溝
16の深さがシリコン酸化膜13の膜厚と等しくなるよ
うにしたが、溝16はその側壁の一部が選択エピタキシ
ャル層で構成されていることのみが必要であり、溝16
の底部はシリコン酸化膜13中にあっても、シリコン基
板12中にあっても良い。
すなわち、溝16の深さは実施例に限定されるものでは
ない。また、本実施例においては、容量絶縁膜としてシ
リコンの熱酸化膜を用いるとしたが、容量値を大きくす
ることを主目的としてシリコン酸化膜とシリコン窒化膜
のどちらか一方あるいは両方を用いて1層〜3層構造と
しても本発明の特徴が損なわれることはない。
ない。また、本実施例においては、容量絶縁膜としてシ
リコンの熱酸化膜を用いるとしたが、容量値を大きくす
ることを主目的としてシリコン酸化膜とシリコン窒化膜
のどちらか一方あるいは両方を用いて1層〜3層構造と
しても本発明の特徴が損なわれることはない。
以上のように本発明によれば、セル・コンタクトの平面
面積はシリコン基板と電荷蓄積電極とを分離する絶縁膜
の膜厚とスイッチングトランジスタのチャネル幅との積
で決まるため、セル面積を大幅に縮小でき、また、セル
・コンタクトは自己整合的に形成されるため、セル面積
の縮小に極めて有利である。
面積はシリコン基板と電荷蓄積電極とを分離する絶縁膜
の膜厚とスイッチングトランジスタのチャネル幅との積
で決まるため、セル面積を大幅に縮小でき、また、セル
・コンタクトは自己整合的に形成されるため、セル面積
の縮小に極めて有利である。
第1図は本発明の一実施例により得られるメモリセルの
構造を示す断面図、第2図(a)〜(j)は本発明の一
実施例におけるメモリセルの製造工程を順を追って示し
た断面図、第3図は従来のメモリセルの構造を示す断面
図である。 1.12・・・シリコン基板 2,13・・・シリ
コン酸化膜3.18・・・電荷蓄積電極 4,20
・・・容量絶縁膜5.21・・・セルプレート 6
,25・・・層間絶縁膜7.22・・・ゲート酸化膜
8,23・・・ゲート電極9.24・・・拡散[1
0,26・・・コンタクト孔11.27・・・ビット線
14・・・レジスト15・・・選択エピタキ
シャル層 16・・・溝17・・・多結晶シリコン膜
19・・・単結晶シリコン膵特許出願人 日本電気
株式会社
構造を示す断面図、第2図(a)〜(j)は本発明の一
実施例におけるメモリセルの製造工程を順を追って示し
た断面図、第3図は従来のメモリセルの構造を示す断面
図である。 1.12・・・シリコン基板 2,13・・・シリ
コン酸化膜3.18・・・電荷蓄積電極 4,20
・・・容量絶縁膜5.21・・・セルプレート 6
,25・・・層間絶縁膜7.22・・・ゲート酸化膜
8,23・・・ゲート電極9.24・・・拡散[1
0,26・・・コンタクト孔11.27・・・ビット線
14・・・レジスト15・・・選択エピタキ
シャル層 16・・・溝17・・・多結晶シリコン膜
19・・・単結晶シリコン膵特許出願人 日本電気
株式会社
Claims (2)
- (1)半導体基板及び該半導体基板の表面に形成された
半導体膜をその構成要素の一部とする電界効果トランジ
スタと、前記半導体基板の溝内に埋込まれたキャパシタ
部とを有し、該キャパシタ部の一方の電極を形成する前
記溝内に付された導電膜を前記半導体膜と同一の立上り
高さに延設して両膜を連続させたことを特徴とする半導
体メモリセル。 - (2)単結晶半導体基板上に第一の絶縁体膜を形成する
工程と、該第一の絶縁体膜に開口部を設ける工程と、該
開口部を単結晶半導体で埋める工程と、該単結晶半導体
を内壁の一部として有する溝を形成する工程と、前記溝
の内壁を第二の絶縁体膜で覆う工程と、全面に半導体膜
を堆積する工程と、前記単結晶半導体上の前記半導体膜
を単結晶半導体膜化する工程とを含むことを特徴とする
半導体メモリセルの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63149722A JPH022672A (ja) | 1988-06-17 | 1988-06-17 | 半導体メモリセルとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63149722A JPH022672A (ja) | 1988-06-17 | 1988-06-17 | 半導体メモリセルとその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH022672A true JPH022672A (ja) | 1990-01-08 |
Family
ID=15481386
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63149722A Pending JPH022672A (ja) | 1988-06-17 | 1988-06-17 | 半導体メモリセルとその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH022672A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6258660B1 (en) | 1997-09-30 | 2001-07-10 | Micron Technology, Inc. | Method of making a self-aligned recessed container cell capacitor |
WO2007032067A1 (ja) * | 2005-09-14 | 2007-03-22 | Fujitsu Limited | 半導体装置とその製造方法 |
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1988
- 1988-06-17 JP JP63149722A patent/JPH022672A/ja active Pending
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