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JPS6249650A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JPS6249650A
JPS6249650A JP60190704A JP19070485A JPS6249650A JP S6249650 A JPS6249650 A JP S6249650A JP 60190704 A JP60190704 A JP 60190704A JP 19070485 A JP19070485 A JP 19070485A JP S6249650 A JPS6249650 A JP S6249650A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
layer
film
capacity
dielectric film
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.)
Granted
Application number
JP60190704A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0650765B2 (ja
Inventor
Mitsuru Sakamoto
充 坂本
Keimei Mikoshiba
御子柴 啓明
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC 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 NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP60190704A priority Critical patent/JPH0650765B2/ja
Priority to EP86104427A priority patent/EP0201706B1/en
Priority to DE8686104427T priority patent/DE3681490D1/de
Publication of JPS6249650A publication Critical patent/JPS6249650A/ja
Publication of JPH0650765B2 publication Critical patent/JPH0650765B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/30DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/37DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells the capacitor being at least partially in a trench in the substrate

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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置に関し、特に絶縁ゲート型電界効果
トランジスタを含む半導体装置に関する。
〔従来の技術〕
シリコン半導体基板に搭載してなる半導体記憶装置の大
容量化・高密度化は、新規な回路構成の考案、半導体基
板表面の微細加工技術の発展と共に急速な進展をしてい
る。従来、この種の半導体装置は、情報蓄積部が1個の
絶縁ゲート型電界効果トランジスタ(以下MIS  F
ETと称す)と1個の情報蓄積容量部で構成され、しか
も情報蓄積容量部が単一のシリコン半導体基板に延在し
てなる溝表面に形成した構造となっている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述した従来の半導体装置は、溝表面に形成した絶縁膜
を誘■゛体膜とし、この誘電体膜を挾んで溝に埋込んだ
容量電極とシリコン基板とで容量部を形成し、この容量
部の一方の!極となるシリコンンの基板側溝表面に重荷
を蓄積するような構造になっているため、さらに高密窒
化し情報蓄fljF芥量部間隔が狭くなってくると、情
報蓄積容量部間の腎゛気的干渉が顕著となり、正常な情
報蓄積が不可能となる欠点を有している。これは情報蓄
積の電位によシリコン酸化に空乏層が生じ、蓄えた情報
電荷が隣接した他の情報蓄積容量部に移つてしまうため
であり、更にこのシリコン表面に生じる空乏層はリーク
電流を増加させるため、蓄積した電荷が消失し易くする
。又、α粒子の透過によるソフトエラーが起り易くなる
。このようなことから従来の半導体装置の構造では半導
体記憶装置の素子密度をさらに向上する事はむずかしい
という問題がありた。
本発明の目的は、情報蓄積容量部相互の電気的干渉を減
らし、半導体記憶装置の素子密度をさらに向上させるこ
とが出来る半導体装置を提供することにある。
〔問題点を解決する九めの手段〕
本発明の半導体装置は、不純物濃度が10〜1021原
子/Cm3を含有する一導電型半導体基板表面に一導電
型で不純物濃度が10〜10 原子の側壁部に沿って誘
電体膜を設け、該誘電体膜を被覆し前記溝を埋込む姿態
に容量電極を設け、前記半導体基板上に絶縁ゲート型電
、界効果トランジスタを設け、前記容量電極を該絶縁ゲ
ート型電界効果トランジスタのソースに接続されて成る
〔実施例〕
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
第1図は本発明の第1の実施例を示す断面図である。
この実施例は、先ず、比抵抗が0.001〜0.01Ω
−CmのP″型シリコン基板101上に比抵抗が0.1
〜lOΩ−cmで膜厚が1〜5μmのP型シリコン層1
02を設け、さらにP型シリコン層102コン層102
e面からP++型シリコン基板101に延在した深さが
2〜10μmの溝を形成し、この溝表面にシリコン酸化
膜又はシリコン窒化膜等の誘電体膜104を設ける。更
に、この誘電体膜104を被覆してN型の不純物を含む
多結晶シリコン等で容量電極105設け、誘電体膜10
4を挾んで容量電極105とP+“型シリコン基板10
1並びにP型シリコン層102との間で情報蓄積部の容
量部を形成する。更に、情報を出し入れする為のMIS
 FET、HN型シリコン層のドレイン領域107及び
ソース領域108並びにP型シリコン層102の上にゲ
ート絶縁膜109を介して設けられたゲート電極106
とで構成される。そして、ソース領域108はN型シリ
コン層のコンタクト領域110を通して容量電極105
に電気的に接続されている。最後に、絶縁膜111上に
電極配線112を形成し1本発明の第1の実施例である
半導体装置ができる。ここで、ドレイン領域107をビ
ット線、ゲート電極106をワード線とすれば、本発明
の第1の実施例の半導体装置は半導体記憶装置の情報蓄
積部を構成する。
第2図(a)〜(h)は本発明の第1の実施例を製造す
るための工程順に示した断面図である。
第2図1(a)に示すように、比抵抗が0.001〜0
.01Ω−CiliのP++型シリコン基板101表面
に比抵抗が0.1〜10Ω−C171,膜厚が1〜5 
μm OP型シリコン層102をエビタΦシャル成長又
はCVD法にて堆積した後、このシリコン層102を選
択的にシリコン酸化し絶縁膜103を形成する。
次に、第2図(b)に示すように、パターニングされた
絶縁膜又はホトレジスト膜でエツチング用のマスク材1
13を形成する。
神層102及びP+“型シリコン基板101の所定の領
域をリアクティブ イオン エツチングし、容量溝11
4を形成する。
次に、第2図(d)に示すように、容量溝114の側壁
及びP型シリコン層102表面を被覆する姿態に膜厚4
0〜200人の薄いシリコン酸化−又はシリコン9化膜
を形成し誘電体膜104を被覆110を設けるべ#P型
シリコン層102の表面の誘電体膜104を除去した後
、容量溝〆を埋込むようにN型不純物(例えばリン、砒
素)を含む多結晶シリコンを誘電体膜104を被覆する
姿態で形成し、これを容量電極105とする。この工程
で、多結晶シリコン膜に含有されたN型不純物はコンタ
クト部110となるべき領域に拡散しN+型不純物領域
が形成される。
次に、第2図(f)に示すように、多結晶シリコンより
なる容量電極105表面を熱酸化し、絶縁g!115を
形成する。
更に、第2図(g)に示すように、P型シリコン層10
2の上にゲート酸化膜109を介して、ゲート電極10
6を多結晶シリコン又は高融点金属のシリサイド等で形
成し、このゲート電極106をマスクとしてN型不純物
(例えば砒素原子)をイオン注入法によりP型シリコン
層102表面にと接するように設けられ、互いに電気的
に接続する。
最後に、第2図(h)に示すように、絶縁膜111をC
VD法により形成し、その上にアルミニウム又は高融点
金属等で電極配線112を設ける。
以上、第2図(a)〜(h)で説明した方法により本発
明の第1の実施例の半導体装置ができる。
第3図は本発明の第2の実施例の断面図である。
この第2の実施例はP++++リコン基板101の上に
P型シリコン層102を設け、溝を形成した後、溝を囲
むようKP型シリコン層102ヘホウ素をイオン注入し
P++++濃度不純物領域201を設ける。溝表面はシ
リコン酸化膜又はシリコン窒化膜等の誘電体膜104を
被覆し、P型シリコン層102及びP++型高湯高濃度
不純物領域201表面較的厚い絶縁膜203(例えばシ
リコン窒化膜、シリコン酸化膜)を形成する。更にその
上部に素子分離絶縁層203を介してドレイン領域20
7、ソース領域208及びチャネル領域202を設け、
ゲート絶縁膜209とゲート電極206を形成し、最後
に絶縁膜211を被覆すると本発明の第2の実施例であ
る半導体装置ができる。ここで、ドレイン領域207を
ビット線、ゲート電極206をワード線とすれば、本発
明の第2の実施例の半導体装置は、第1の実施例同様、
半導体記憶装置の情報蓄積部を構成する。
第4図は本発明の第3の実施例の断面図である。
この第3の実施例は基本的には第2の実施例と共通する
部分が多いので、同一のところの説明は省略し異なった
ところだけ説明をする。
この第3の実施例が第2の実施例と異るところは、第2
の実施例のソース領域208の内部に第2の溝を形成し
、その表面にシリコン酸化膜又はシリコン窒化膜で誘電
体膜304を設け、この誘電体膜304を介して電極3
01が形成されている。従って、この第3の実施例では
ソース領域308を挾んで両側に情報蓄積容量部が出来
るので、蓄積容量を上述の第1及び第2の実施例の場合
よりも大きくすることが可能である。
ゲート電極206をワード線とすれば、半導体記憶装置
の情報蓄積部を構成する半導体装置となる。
トランジスタを通して容量部のソース領域と接続してい
る上部容量電極側で行なわれるので、誘電体膜を介した
反対側に高濃度の不純物を有する半導体基板を用いるこ
とにより誘電体膜に接する半導体基板表面の反転を抑え
容量値が低下することを防ぐことができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、高濃度不純物を含む半導
体基板上に同−導雷、型の低濃度不純物を含む半導体層
を設け、その半導体層表面から半導体基板に到る溝を設
け、溝の表面に誘電体膜を介して容量電極を設け、この
容量電極を半導体基板上に設けたMI8  FETのソ
ース電極と接続した構造となっているので、従来構造に
比べて情報蓄積部の間の電気的干渉がなくなり情報蓄積
容量部をせばめることが可能となると共に情報電荷が絶
縁物である誘電体股上に形成した容量電極に蓄わ見られ
るため、リーク電流が減少し情報の保持時間を長くでき
るという効果がある。
更に、本発明では、α粒子の透過によるソフトエラーを
減少させるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例を示す断面図、第2図(
a)〜(h)は本発明の第1の実施例を説明するための
工程順に示した断面図、第3図及び第4図はそれぞれ本
発明の第2及び第3の実施例を示す断面図である。 101・・・・・・P++++リコン基板、102・・
・・・・P型シリコン層、103・・・・・・絶縁膜、
104・・・・・・誘電体膜、105・・・・・・容量
電極、106・・・・・・ゲート絶縁膜、1o7・・・
・・・ドレイン領域、108・・・・・・ソース領域、
1o9・・・・・・ゲート絶縁膜、110・・・・・・
コンタクト領域、111・・・・・・絶縁膜、112・
・・10.電極配線、113・・・・・・マスク材、1
14・・・・・・容量溝、115・・・・・・絶縁膜、
201・・・・・・P++型高湯高濃度不純物領域02
・・・・・・チャネル領域、2o3・・・・・・素子分
離絶縁層、206・・・・・・ゲート電極、207・・
・・・・ドレイン領域、208・・・・・・ソース領域
、209・・・・・・ゲート絶縁膜、211・・・・・
・絶縁膜、301・・・・・・電極、304・・・・・
・誘電体膜、308・・・・・・ソース領域、311・
・・・・・絶縁膜。 \、I ′ v1侶 ((A〕                     
         (e)(b)          
          (t)茅2頂

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 不純物濃度が10^1^8〜10^2^1原子/cm^
    3を含有する一導電型半導体基板表面に一導電型で不純
    物濃度が10^1^4〜10^1^7原子/cm^3を
    含有する半導体層を設け、該半導体層表面から前記一導
    電型半導体基板内部に延在して溝を設け、該溝の側壁部
    に沿って誘電体膜を設け、該誘電体膜を被覆し前記溝を
    埋込む姿態に容量電極を設け、前記半導体基板上に絶縁
    ゲート型電界効果トランジスタを設け、前記容量電極を
    該絶縁ゲート型電界効果トランジスタのソースに接続し
    たことを特徴とする半導体装置。
JP60190704A 1985-04-01 1985-08-28 半導体装置の製造方法 Expired - Lifetime JPH0650765B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60190704A JPH0650765B2 (ja) 1985-08-28 1985-08-28 半導体装置の製造方法
EP86104427A EP0201706B1 (en) 1985-04-01 1986-04-01 Dynamic random access memory device having a plurality of improved one-transistor type memory cells
DE8686104427T DE3681490D1 (de) 1985-04-01 1986-04-01 Dynamische speicheranordnung mit wahlfreiem zugriff mit einer vielzahl von eintransistorspeicherzellen.

Applications Claiming Priority (1)

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JP60190704A JPH0650765B2 (ja) 1985-08-28 1985-08-28 半導体装置の製造方法

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JPS6249650A true JPS6249650A (ja) 1987-03-04
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JPH0650765B2 (ja) 1994-06-29

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