DE19726069A1 - Halbleitereinrichtung und zugehöriges Herstellungsverfahren - Google Patents
Halbleitereinrichtung und zugehöriges HerstellungsverfahrenInfo
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- H10B12/00—Dynamic random access memory [DRAM] devices
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- H10B12/02—Manufacture or treatment for one transistor one-capacitor [1T-1C] memory cells
- H10B12/03—Making the capacitor or connections thereto
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- H—ELECTRICITY
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Halbleitereinrichtungen und das
zugehörige Herstellungsverfahren, und im besonderen auf eine Halbleitereinrichtung wie zum
Beispiel ein dynamischer Speicher für wahlfreien Zugriff (weiter unten bezeichnet als "DRAM"),
in dem ein Kondensator zur Ansammlung von Ladungen als Information ohne Schwierigkeit
gebildet werden kann und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Einrichtung.
In den vergangenen Jahren gibt es mit der bemerkenswerten Verbreitung von
Informationsausrüstungen wie zum Beispiel der Computergeräte eine stark ansteigende
Nachfrage nach Halbleitereinrichtungen. Von einem funktionellen Blickwinkel aus werden
Geräte nachgefragt, die eine größere Speicherkapazität besitzen und hohe
Betriebsgeschwindigkeiten aufweisen. Um diese Anforderungen zu erfüllen, sind technologische
Entwicklungen im Gange, die mit Halbleitereinrichtungen zusammenhängen, welche eine höhere
Integrationsdichte, eine schnellere Zugriffszeit und eine höhere Betriebssicherheit bzw.
Zuverlässigkeit aufweisen.
Unter den Halbleiter-Speichereinrichtungen erlaubt der DRAM eine wahlfreie
Eingabe/Ausgabe von Speicherinformation. Der DRAM beinhaltet allgemein ein
Speicherzellenfeld, einen Speicherbereich zur Ansammlung einer Vielzahl von Stücken der
Speicherinformation und eine periphere Schaltungsanordnung, die für die Eingabe/Ausgabe
von/nach außen nötig ist.
Fig. 11 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines allgemeinen DRAM zeigt.
Bezug nehmend auf Fig. 11 beinhaltet ein DRAM 150 eine Speicherzellenanordnung
(Speicherzellenfeld) 151 zur Ansammlung eines Datensignals, das die Speicherinformation
repräsentiert, einen Zeilen/Spalten-Adreßpuffer 152 zum Empfang eines extern angelegten
Adreßsignals für die Auswahl einer Speicherzelle, die eine Einheit eines Speicherschaltkreises
bildet, einen Zeilendecodierer 153 und einen Spaltendecodierer zur Bestimmung der
Speicherzelle durch Decodieren des Adreßsignals, einen Lese-Auffrisch-Verstärker 155 zur
Verstärkung und zum Lesen eines Signals, das in der bestimmten Speicherzelle gesammelt
wurde, einen Dateneingabe-Puffer 156 und einen Datenausgabe-Puffer 157 zur
Eingabe/Ausgabe der Daten und einen Taktimpulsgenerator 158 zur Erzeugung eines
Taktsignals. Die Speicherzellenanordnung 151, welche ein großes Gebiet auf dem Halbleiterchip
einnimmt, besitzt eine Vielzahl von Speicherzellen, welche in einer Matrix angeordnet sind und
von denen jede einzelne eine Einheitsspeicherinformation sammelt.
Fig. 12 ist ein Diagramm, das eine Schaltung zeigt, die äquivalent zu Speicherzellen für
4 Bits in der Speicherzellenanordnung ist. Bezug nehmend auf Fig. 12 beinhaltet eine
Speicherzelle eine Bitleitung 214, einen MOS (Metal-Oxide-Semiconductor = Metall-Oxid-
Halbleiter) Transistor 215, einen Kondensator 216, dessen eine Elektrode mit dem MOS-
Transistor 215 verbunden ist, und eine Wortleitung 217. Die Information ist im Kondensator
216 als Ladung gesammelt. Jede Speicherzelle, die in Fig. 12 gezeigt wird, ist eine
Speicherzelle des sogenannten Ein-Transistor-ein-Kondensator-Typs, die von einem einzigen
MOS Transistor 215 und einem einzigen Kondensator 216, die miteinander verbunden sind,
gebildet wird. Die Speicherzelle dieses Typs ist wegen ihrer einfachen Struktur vorteilhaft bei
der Vergrößerung der Integrationsdichte der Speicherzellenanordnung und wird häufig in einem
DRAM verwendet, der eine hohe Kapazität erfordert.
Inzwischen erfordern höhere Integrationsdichten von Halbleitereinrichtungen eine höhere
Integrationsdichte einer Speicherzellenanordnung, welche ebenfalls einen großen Platz in einer
Halbleitereinrichtung beansprucht. Um die Speicherzellenanordnung zu verkleinern, sollte auch
ein Teil der Speicherzelle, der den Kondensator bildet, in seiner Größe reduziert werden. Eine
Verkleinerung eines Kondensators in seiner Größe reduziert jedoch die Menge an Ladung, die
als Information im Kondensator gesammelt werden soll (die Ladungsmenge, die in einer 1 Bit
Speicherzelle gesammelt wird).
Falls die Ladungsmenge, die in einer 1 Bit-Speicherzelle gesammelt werden soll, kleiner
ist als ein fester Wert, wird der Betrieb des DRAM als Speichereinrichtung instabil, was zu einer
verringerten Zuverlässigkeit führt. Zu diesem Zwecke wurden Versuche in Betracht gezogen,
die Fläche der Oberfläche der Elektrode eines Kondensators weiter zu vergrößern.
Eine Halbleiter-Speichereinrichtung und ein zugehöriges Herstellungsverfahren, welche
in der Japanischen Offenlegungsschrift Nr. 6-310672 beschrieben werden, werden zur
Illustration beschrieben.
Fig. 13 zeigt einen Querschnitt einer Speicherzelle in einem DRAM der beschriebenen
Art. Bezug nehmend auf Fig. 13, ist ein Paar von Diffusionsschichten 112 und 113 des n⁺-
Typs, die Source/Drain-Bereiche eines NMOS-Transistors, in einem p-Typ-Substrat 111
gebildet. Ein Feld-Oxidfilm 119 ist ausgebildet, um den NMOS-Transistor von einem anderen
MOS-Transistor elektrisch zu trennen. Zwischen dem Paar von Diffusionsschichten 112 und
113 des n⁺-Typs auf dem p-Substrat 111 ist ein Gate (Wortleitung) 115 ausgebildet, begraben
über einem Gate-Oxidfilm unter einem Polysiliziumfilm.
Eine untere Kondensatorelektrode ist aus Polysiliziumfilmen 132 und 133 gebildet, und
der Polysiliziumfilm 133 ist elektrisch verbunden mit der Diffusionsschicht 112 des n⁺-Typs. Ein
Polysiliziumfilm 118, der eine obere Kondensatorelektrode bildet, ist auf dem Polysiliziumfilm
133 mit einem dünnen Film 117 zwischen den beiden ausgebildet, wobei der Film 117 eine hohe
Dielektrizitätskonstante besitzt. Ein Isolierfilm 121 ist auf dem Substrat einschließlich dem
Kondensator aufgebracht. Eine Bitleitung 122, die mit der Diffusionsschicht 113 des n⁺-Typs
elektrisch verbunden ist, ist ausgebildet.
In der oben beschriebenen Speicherzelle können der äußere periphere Teil A des
Polysiliziumfilms 133, der der unteren Elektrode des Kondensators entspricht, und eine seitliche
Oberfläche der Ausnehmung D, der in der Nachbarschaft des Zentrums des Polysiliziumfilms
133 ausgebildet ist, die Fläche der Oberfläche der Kondensatorelektrode weiter vergrößern.
So wird die Kapazität zur Ansammlung von Ladung im Kondensator gesichert und der Betrieb
des DRAM kann stabilisiert werden.
Nun wird die oben beschriebene Halbleiterspeichereinrichtung und das zugehörige
Herstellungsverfahren unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren beschrieben werden.
Bezug nehmend auf Fig. 14, ist der Feld-Oxidfilm 119, das Paar von
Diffusionsschichten 112 und 113 des n⁺-Typs und die Wortleitung 115, die als Gateelektrode
funktioniert, auf einem p-Typ-Substrat 111 ausgebildet. Dann wird eine Zwischenschicht-
Isolierschicht (im folgenden auch isolierender Film genannt) 114 aus einem Siliziumoxidfilm, der
ungefähr 3000×10-10 m dick ist, mittels Niedrigdruck-CVD geformt. Bezug nehmend auf Fig.
15 ist ein Siliziumnitridfilm 131, der ungefähr 500×10-10 m dick ist, mittels Niedrigdruck CVD
auf dem isolierenden Film 114 gebildet. Bezug nehmend auf Fig. 16, ist ein Polysiliziumfilm
132, der ungefähr 6000×10-10 m dick ist, auf dem Siliziumnitridfilm 131 mittels Niedrigdruck-
CVD gebildet. Anisotropes Ätzen wird dann ausgeführt, um ein zentrales Loch C zu formen
und damit eine Oberfläche des Siliziumnitridfilms 131 freizulegen.
Bezug nehmend auf Fig. 17 wird ein Siliziumoxidfilm, der ungefähr 3000×10-10 m dick
ist, auf dem Polysiliziumfilm 132 einschließlich dem zentralen Loch C mittels CVD bei
Atmosphärendruck gebildet. Der Siliziumoxidfilm wird insgesamt rückgeätzt und ein
Seitenwand-Abstandshalter 135 wird nur auf der inneren Wand des zentralen Lochs C gebildet.
Bezug nehmend auf Fig. 18 wird unter Verwendung von Seitenwand-Abstandshalter
135 und dem Polysiliziumfilm 132 als Maske ein Kontaktloch D geformt durch einen
selbstabgleichenden Kontaktprozeß. Bezug nehmend auf Fig. 19 wird ein naßchemisches
Ätzen mit Flußsäure ausgeführt, um ausschließlich den Seitenwand-Abstandshalter zu entfernen,
wobei der Siliziumnitridfilm 131 bleibt.
Bezug nehmend auf Fig. 20 wird ein 500×10-10 in dicker Polysiliziumfilm 133 auf dem
Polysiliziumfilm 132 mittels Niedrigdruck-CVD gebildet. Danach werden die Polysiliziumfilme
132 und 133 einem anisotropen Ätzen unterzogen, um die untere Elektrode 116 des
Kondensators in einer vorgeschriebenen Form zu bilden.
Bezug nehmend auf Fig. 13 wird ein Siliziumnitridfilm auf dem Polysiliziumfilm 133
mittels Niedrigdruck-CVD geformt. Der Siliziumnitridfilm wird oxidiert, um den dünnen Film
117, der eine hohe Dielektrizitätskonstante besitzt, zu bilden. Der Polysiliziumfilm 118, der die
obere Kondensator-Elektrode bilden soll, wird über dem dünnen Film 117 geformt. Ein
Isolierfilm 121 wird gebildet, um den Polysiliziumfilm 118 zu bedecken. Die Bitleitung 122 wird
auf dem isolierenden Film 121 ausgebildet. Die Bitleitung 122 wird elektrisch verbunden mit der
Diffusionsschicht 113 des n⁺-Typs. Durch diese Schritte wird die Speicherzelle im DRAM
hergestellt.
Die Druckschrift offenbart, daß gemäß des Verfahrens das Kontaktloch 134 durch den
selbstabgleichenden Kontaktprozeß erzeugt wird, wobei als Maske der Seitenwand-
Abstandshalter 135 und der Siliziumnitridfilm 131 im Schritt, der in Fig. 18 gezeigt wird,
verwendet wird, und daß daher das Kontaktloch 134 an einer optimalen Position gebildet
werden kann.
In den neuesten Halbleitereinrichtungen werden jedoch sogar höhere Integrationsdichten
verlangt. Um diese Anforderung zu erfüllen wurde vorgeschlagen, einen Speicherknoten, der die
untere Elektrode eines Kondensators sein soll, dicker zu bilden, wobei ein Kondensator mit
einem Speicherknoten, der eine vergrößerte Fläche der Seitenoberfläche aufweist, entsteht. In
der Halbleitereinrichtung, die einen solchen dick ausgebildeten Speicherknoten aufweist (unten
bezeichnet als "Dickfilm-Speicherknoten"), muß ein Kontaktloch mit einem hohen
Geometrieverhältnis gebildet werden, um eine Leitung, die auf dem Dickfilm-Speicherknoten
gebildet wird, und eine Halbleitereinrichtung, wie z. B. ein Transistor, der unter dem Dickfilm-
Speicherknoten liegt, elektrisch zu verbinden. Genauer ausgedrückt, das Verhältnis des
Durchmessers des Kontaktlochs im Vergleich zur Tiefe muß groß genug sein. Das Bilden eines
solchen Kontaktloches ist schwierig. Um die Bitleitung 122 und die Diffusionsschicht 113 des
n⁺-Typs, die in Fig. 13 gezeigt werden, elektrisch zu verbinden, muß zum Beispiel ein tiefes
Kontaktloch zur Verfügung gestellt werden.
Um dies zu vermeiden, wird die Bitleitung 122 unter dem Kondensator gebildet. Der
Siliziumoxidfilm 114 muß daher noch dicker sein, um die Bitleitung 122 einzubetten. In diesem
Fall wird im Schritt, der in Fig. 18 gezeigt ist, die Entfernung von der oberen Oberfläche des
Polysiliziumfilms 132 zur Oberfläche der Diffusionsschicht 112 des n⁺-Typs vergrößert. Falls
der Kontakt-Durchmesser des Kontaktloches 134 0.3 µm beträgt, muß das Geometrieverhältnis
des Kontaktloches ungefähr 6 oder mehr betragen, um eine Öffnung der oberen Oberfläche des
Polysiliziumfilms 132 zur Oberfläche der Diffusionsschicht 112 des n⁺-Typs zu bilden. Solch ein
Kontaktloch ist sehr schwierig zu formen.
Das herkömmliche Verfahren der Herstellung einer Halbleitereinrichtung führt auch zu
dem folgenden Problem. Im Schritt in Fig. 19 wird die Zwischenschicht 114 aus einem
Siliziumoxidfilm, der sich unter dem Siliziumnitridfilm 131 befindet, manchmal geätzt während
der Abtragung des Seitenwand-Abstandshalters eines Siliziumoxidfilms mittels naßchemischem
Ätzen, bei der der darunter liegende Siliziumnitridfilm 131 belassen wird. Genauer gesagt kann
trotz unterschiedlicher Bildungsprozesse - der Seitenwand-Abstandshalter und der isolierende
Zwischenschicht-Film 114 sind beide aus einem Siliziumoxidfilm gemacht - der isolierende
Zwischenschicht-Film 114 gleichzeitig mit dem Ätzen des Seitenwand-Abstandshalters geätzt
werden. In einem solchen Fall steht ein Teil des Siliziumnitridfilms 131 wie ein Dachvorsprung
an der Seitenoberfläche des Kontaktloches hervor. Falls der Polysiliziumfilm 133, der in Fig.
20 gezeigt wird, in diesem Stadium aufgebracht wird, hält der Dachvorsprung den
Polysiliziumfilm 133 davon ab, die innere Oberfläche des Kontaktloches 134 gut zu bedecken,
und der Polysiliziumfilm 133 und die Diffusionsschicht 112 des n⁺-Typs können manchmal nicht
gut elektrisch verbunden werden.
Die vorliegende Erfindung richtet sich auf eine Lösung eines solchen Problems, und es ist
eine Aufgabe der Erfindung, eine Halbleitereinrichtung anzugeben, die eine gute elektrische
Charakteristik durch Erreichen einer guten elektrischen Verbindung zwischen dem Kondensator
und dem Transistor aufweist, und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen
Halbleitereinrichtung anzugeben.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Halbleitereinrichtung nach Anspruch 1 bzw. ein
Verfahren nach Anspruch 5.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Eine Halbleitereinrichtung beinhaltet in einem ersten Aspekt der Erfindung eine leitende
Schicht, eine isolierende Schicht, einen säulenformigen, leitenden Korpusabschnitt, eine untere
Elektrode und eine obere Elektrode. Die leitende Schicht ist auf einer Hauptoberfläche eines
Halbleitersubstrats gebildet. Der isolierende Film ist auf der Hauptoberfläche der
Halbleitersubstrats einschließlich der leitenden Schicht gebildet. Der säulenförmige leitende
Korpusabschnitt ist aus einem leitenden Korpus gebildet, der ein Kontaktloch füllt, das im
isolierenden Film vorgesehen ist, um eine Oberfläche der leitenden Schicht freizulegen, und
zwar so, daß nicht das obere Ende des Kontaktloches überschritten wird. Die untere Elektrode
beinhaltet einen ersten leitenden Korpusabschnitt und einen zweiten leitenden Korpusabschnitt.
Die obere Elektrode beinhaltet einen dritten leitenden Korpusabschnitt. Der erste leitende
Korpusabschnitt ist in einem vorgeschriebenen Bereich auf dem isolierenden Film einschließlich
eines oberen Teils des Kontaktloches gebildet und hat einen Öffnungsabschnitt, um mindestens
eine obere Endoberfläche des säulenformigen leitenden Korpusabschnitts freizulegen. Der
zweite leitende Korpusabschnitt ist in dem Öffnungsbereich ausgebildet, auf der
Seitenoberfläche der Öffnung, auf der Oberfläche des isolierenden Films, auf der oberen
Endoberfläche des säulenförmigen leitenden Korpusabschnitts und auf einer oberen Oberfläche
des ersten leitenden Korpusabschnitts und verbindet elektrisch den säulenformigen leitenden
Korpusabschnitt und den ersten leitenden Korpusabschnitt. Der dritte leitende Korpusabschnitt
ist auf der Oberfläche der unteren Elektrode mit einem dielektrischen Film, der dazwischen
gesetzt ist, gebildet.
In dieser Struktur ist die untere Elektrode einschließlich des ersten und zweiten leitenden
Korpusabschnitts, in der der erste leitende Korpusabschnitt elektrisch verbunden ist mit dem
säulenformigen leitenden Korpusabschnitt durch den zweiten leitenden Korpusabschnitt,
elektrisch verbunden mit der leitenden Schicht durch den säulenformigen leitenden
Korpusabschnitt. Der säulenformige leitende Korpusabschnitt, der mit der leitenden Schicht in
Verbindung steht, wird innerhalb des Kontaktloches im isolierenden Film gebildet. Der zweite
leitende Korpusabschnitt wird gebildet, um den Öffnungsabschnitt zu bedecken, der im ersten
leitenden Korpusabschnitt entsteht und mindestens die obere Endoberfläche des säulenformigen
leitenden Korpusabschnitts freilegt. Daher hat der Öffnungsteil eine Tiefe, die ungefähr genauso
groß ist wie die Dicke des ersten leitenden Korpusabschnitts, und kann ohne Schwierigkeit
gebildet werden. Als Folge kann eine Halbleitereinrichtung mit einer guten elektrischen
Verbindung zwischen der unteren Elektrode und der leitenden Schicht ohne Schwierigkeit
gebildet werden, was zu einer Verbesserung in der elektrischen Charakteristik führt.
Vorzugsweise hat die Halbleitereinrichtung außerdem einen Bereich eines ersten
Leitungstyps, ein Paar von Dotierungsbereichen eines zweiten Leitungstyps und eine
Gateelektrode. Der Bereich des ersten Leitungstyps wird in der Hauptoberfläche des
Halbleitersubstrats gebildet. Das Paar von Dotierungsbereichen des zweiten Leitungstyps wird
in einer vorgeschriebenen Entfernung voneinander in dem Bereich des ersten Leitungstyps
geformt. Die Gateelektrode wird auf dem Bereich des ersten Leitungstyps zwischen dem Paar
von Dotierungsbereichen mit einem Film dazwischen, der das Gate isoliert, aufgebracht. Die
leitende Schicht schließt eine der zwei Dotierungsbereiche ein.
Die Gateelektrode und das Paar von Dotierungsbereichen werden zusammengeschlossen,
um einen einzelnen Transistor zu bilden. Eine Ein-Transistor-ein-Kondensator-Speicherzelle
wird so geformt.
Noch bevorzugter ist der Öffnungsabschnitt so ausgebildet, daß der erste leitende
Korpusabschnitt in zwei Teile getrennt wird.
Daher kann, falls der Designmaßstab verkleinert werden soll, um Halbleitereinrichtungen
mit einer höheren Dichte zu produzieren, die Größe der unteren Elektrode reduziert werden
während die Öffnungsdurchmesser des Öffnungsabschnitts und des Kontaktloches noch
beibehalten werden. In anderen Worten, falls die Größe der unteren Elektrode so verkleinert
wird, daß der Öffnungsdurchmesser des Öffnungsabschnitts verhältnismäßig vergrößert wird
und die untere Elektrode in zwei geteilt wird mit dem Öffnungsabschnitt dazwischen, kann eine
gute elektrische Verbindung zwischen der unteren Elektrode und der leitenden Schicht erreicht
werden. Als Folge kann eine Halbleitereinrichtung mit einer guten elektrischen Charakteristik
gebaut werden.
Außerdem ist es vorzuziehen, wenn der zweite leitende Korpusabschnitt feine
Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche hat.
Daher wächst die Fläche der Oberfläche des zweiten leitenden Korpusabschnitts weiter
an und eine größere Menge von Ladungen kann gesammelt werden zwischen der unteren
Elektrode und der oberen Elektrode. Als Folge können die elektrischen Charakteristika, wie z. B.
die Speicherhalteeigenschaft der Halbleitereinrichtung noch mehr verbessert werden.
Ein Verfahren, eine Halbleitereinrichtung herzustellen, schließt in einem zweiten Aspekt
der Erfindung folgende Schritte ein. Eine erste leitende Schicht wird auf einer Hauptoberfläche
eines Halbleitersubstrats gebildet. Ein isolierender Film wird auf der Hauptoberfläche geformt,
so daß die erste leitende Schicht bedeckt ist. Ein Kontaktloch wird im isolierenden Film
geformt, um die Oberfläche der ersten leitenden Schicht freizulegen. Eine zweite leitende
Schicht wird in einem vorgeschriebenen Bereich auf dem isolierenden Film gebildet
einschließlich der Innenseite des Kontaktloches. Ein Öffnungsabschnitt wird in der zweiten
leitenden Schicht gebildet, um eine Oberfläche des isolierenden Films freizulegen und eine obere
Endoberfläche der zweiten leitenden Schicht, die innerhalb des Kontaktloches unterhalb der
Oberfläche des isolierenden Films gebildet wird, freizulegen. Eine dritte leitende Schicht wird
auf der Seitenfläche des Öffnungsabschnitts, der Oberfläche des isolierenden Films, der oberen
Endoberfläche der zweiten leitenden Schicht und der oberen Oberfläche der zweiten leitenden
Schicht aufgebracht. Eine vierte leitende Schicht wird auf der zweiten und dritten leitenden
Schicht gebildet mit einem dielektrischen Film dazwischen.
In dieser Struktur füllt während des Bildens der zweiten leitenden Schicht auf dem
isolierenden Film die zweite leitende Schicht auch das Kontaktloch. Die dritte leitende Schicht
bedeckt die Innenseite des Öffnungsabschnitts, der die obere Endoberfläche der zweiten
leitenden Schicht freilegt, welche das Kontaktloch in der zweiten leitenden Schicht auf dem
isolierenden Film füllt. Die Tiefe der Öffnung muß nur virtuell gleich sein der Dicke der zweiten
leitenden Schicht auf dem isolierenden Film. Daher ist es nicht nötig, einen relativ tiefen
Öffnungsabschnitt zu bilden, was die Erzeugung des Öffnungsabschnitts erleichtert. Die zweite
leitende Schicht auf dem isolierenden Film ist mit der zweiten leitenden Schicht innerhalb des
Kontaktloches, das im isolierenden Film gebildet wurde, über die dritte leitende Schicht
elektrisch verbunden, und die zweite leitende Schicht innerhalb des Kontaktloches ist elektrisch
verbunden mit der ersten leitenden Schicht. Als Folge kann eine Halbleitereinrichtung mit einer
guten elektrischen Verbindung zwischen der ersten leitenden Schicht und der zweiten und
dritten leitenden Schicht ohne Schwierigkeiten gebildet werden.
Der Schritt der Bildens des Öffnungsabschnitts schließt vorzugsweise einen Schritt der
Teilung der zweiten leitenden Schicht in zwei Teile ein.
Daher kann der Öffnungsabschnitt, falls eine vorgeschriebene Größe der zweiten
leitenden Schicht verringert wird, um Halbleitereinrichtungen mit einer höheren Dichte zu
bauen, ohne eine Verkleinerung seines Durchmessers und des Durchmessers des Kontaktloches
gebildet werden. Genauer gesagt wird der Durchmesser des Öffnungsabschnitts im Verhältnis
größer sein als die vorgeschriebene Größe der zweiten leitenden Schicht und die zweite leitende
Schicht wird in zwei Teile geteilt mit dem Öffnungsabschnitt dazwischen. Die so in zwei Teile
getrennte zweite leitende Schicht ist elektrisch verbunden mit der ersten leitenden Schicht über
die dritte leitende Schicht. So kann die Halbleitereinrichtung unter der Notwendigkeit einer
höheren Dichte ohne Schwierigkeiten gebaut werden.
Das Herstellungsverfahren schließt ferner vorzugsweise folgende Schritte ein. Ein
Bereich eines ersten Leitungstyps wird auf einer Hauptoberfläche eines Halbleitersubstrats
gebildet. Ein Paar von Dotierungsbereichen eines zweiten Leitungstyps werden in einer
vorgeschriebenen Entfernung voneinander in dem Bereich des ersten Leitungstyps gebildet. Eine
Gateelektrode wird auf dem Bereich des ersten Leitungstyps zwischen dem Paar von
Dotierungsbereichen mit einem das Gate isolierenden Film dazwischen aufgebracht. Ein
isolierender Film wird auf der Hauptoberfläche gebildet um die Gateelektrode zu bedecken.
So wird durch die Erzeugung der Gateelektrode und des Paares von Dotierungsbereichen
ein einzelner Transistor gebildet. Als Folge kann eine Speicherzelle, die einen Transistor und
einen Kondensator einschließt, gebildet werden.
Außerdem ist es vorzuziehen, wenn der Schritt des Bildens der dritten leitenden Schicht
einen Schritt des Bildens eines Polysiliziumfilms, der feine Unregelmäßigkeiten aufweist,
einschließt.
Die Fläche der Oberfläche der dritten leitenden Schicht wird so vergrößert und eine
größere Menge von Ladung kann zwischen der dritten leitenden Schicht und der vierten
leitenden Schicht gesammelt werden. Als Folge können die elektrischen Charakteristika, wie die
Speicherhalteeigenschaft der Halbleitereinrichtung weiter verbessert werden.
Der Schritt des Bildens der zweiten leitenden Schicht schließt vorzugsweise einen Schritt
des Bildens eines Polysiliziumfilmes, der mit Phosphor dotiert ist, ein. So wird der elektrische
Widerstand der zweiten leitenden Schicht erniedrigt, wobei die Betriebscharakteristik der
Halbleitereinrichtung verbessert wird.
Die oben genannten und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden offenbarer von der folgenden detaillierten Beschreibung der
vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.
Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht, die eine Halbleitereinrichtung zeigt gemäß einer
ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht, die einen Schritt in einem Verfahren zu Herstellung
der Halbleitereinrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt;
die Fig. 3 bis 8 sind Querschnittsansichten, die aufeinanderfolgend die Schritte, die
dem Schritt in Fig. 2 folgen, zeigen gemäß der Ausführungsform;
Fig. 9 ist eine Draufsicht, die eine Halbleitereinrichtung im Schritt zeigt, die in Fig. 8
dargestellt ist, gemäß der Ausführungsform;
Fig. 10 ist eine Draufsicht, die eine Halbleitereinrichtung im Schritt der Fig. 8 zeigt
gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 11 ist ein Blockdiagramm, das einen herkömmlichen DRAM zeigt;
Fig. 12 ist ein Diagramm, das eine Schaltung zeigt, die äquivalent ist zur Speicherzelle
im herkömmlichen DRAM;
Fig. 13 ist eine Ansicht, die einen Querschnitt des herkömmlichen DRAM zeigt;
Fig. 14 ist eine Querschnittsansicht, die einen Schritt in einem Verfahren der
Herstellung eines herkömmlichen DRAM zeigt; und
die Fig. 15 und 20 sind Querschnittsansichten, die aufeinanderfolgende Schritte,
welche dem Schritt in Fig. 14 folgen, zeigen.
Eine Halbleitereinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird in
Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden. Fig. 1 zeigt einen
Querschnitt der Halbleitereinrichtung. Unter Bezug auf Fig. 1 wird ein MOS-Transistor T
einschließlich einer Gateelektrode 3 auf einem Halbleitersubstrat 1 mit einem das Gate
isolierenden Film 2 dazwischen sowie ein Paar von Source/Drain-Bereichen 4a und 4b gebildet.
Der MOS-Transistor T ist elektrisch isoliert von einem anderen MOS-Transistor (nicht gezeigt)
durch einen trennenden Oxidfilm 11.
Ein Siliziumoxidfilm 5 ist zum Bedecken des MOS-Transistors T ausgebildet. Ein
Kontaktloch 6 ist im Siliziumoxidfilm 5 gebildet, um eine Oberfläche des Source/Drain-Bereichs
4a freizulegen. Ein säulenförmiger leitender Polysiliziumkorpus 7b füllt das Kontaktloch 6. Der
säulenförmige leitende Polysiliziumkorpus 7b und der Source/Drain-Bereich 4a sind an einem
Kontakt 6a elektrisch verbunden.
Ein Speicherknoten 7a, der einen ersten Polysiliziumfilm 7c und einen zweiten
Polysiliziumfilm 7d aufweist, ist auf dem Siliziumoxidfilm 5 gebildet. Der Speicherknoten 7a
bildet eine untere Elektrode des Kondensators. Der Speicherknoten 7a ist elektrisch verbunden
mit dem säulenförmigen, leitenden Polysiliziumkorpus 7b durch den zweiten Polysiliziumfilm
7d. Wie später beschrieben werden wird, ist die Struktur des Speicherknotens 7a von oben
gesehen wie in Fig. 9 gezeigt.
Eine Zellplatte 9 ist auf der Oberfläche von Speicherknoten 7a mit einem den
Kondensator isolierenden Film 8 dazwischen gebildet. Die Zellplatte 9 bildet eine obere
Elektrode des Kondensators. Eine Zwischenschicht-Isolierschicht (im folgenden auch
isolierender Film genannt) 10 ist gebildet, um die Zellplatte 9 zu bedecken.
In der Halbleitereinrichtung, wie sie oben beschrieben ist, ist eine
Speicherknotenausnehmung 7e von der oberen Oberfläche des Speicherknotens 7a aus bis in die
Nähe der Oberfläche des Siliziumoxidfilms 5 vorgesehen. Die Fläche der Oberfläche der
Elektrode des Kondensators wird vergrößert durch die Anwesenheit der Seitenfläche der
Speicherknotenausnehmung 7e und eine größere Menge von Ladung, die im Kondensator
gesammelt ist, kann gesichert werden. Man beachte, daß die Verwendung eines
Polysiliziumfilms mit einer sogenannten rauhen Oberfläche, der feine Unregelmäßigkeiten auf
seiner Oberfläche hat, als der zweite Polysiliziumfilm 7d weiter eine noch größere Menge von
im Kondensator gesammelter Ladung sichert.
Insbesondere muß, falls der Speicherknoten, der eine solche Struktur hat, ein Dickfilm-
Speicherknoten ist, eine Bitleitung unter dem Speicherknoten wie oben beschrieben gebildet
werden. Um die Bitleitung zu begraben, muß die Dicke des Siliziumoxidfilms 5 größer
ausgebildet werden. In so einem Fall war es schwierig, ein Kontaktloch zur elektrischen
Verbindung des Speicherknotens und des Source/Drain-Bereichs gemäß des herkömmlichen
Herstellungsverfahrens wie oben beschrieben zu bilden. Die Halbleitereinrichtung, die eine
Struktur gemäß einer Ausführungsform der Erfindung hat, kann diesen Nachteil lösen. Nun
folgt eine Beschreibung von Herstellungsschritten im Kontext.
Bezug nehmend auf Fig. 2 wird ein Trennoxidfilm 11 auf einem Halbleitersubstrat 1 des
p-Typs mittels LOCOS gebildet. Eine Gateelektrode 3 wird geformt über dem das Gate
isolierenden Film 2. Danach werden unter Verwendung der Gateelektrode 3 als Maske Ionen
implantiert, um ein Paar von Source/Drain-Bereichen 4a und 4b des n-Typs zu formen und so
einen MOS-Transistor T zu bilden. Dann wird ein Siliziumoxidfilm 5a mittels CVD oder
ähnlichem gebildet zum Bedecken des MOS-Transistors T. Ein Kontaktloch zur Freilegung
einer Oberfläche des Source/Drain-Bereichs 4b wird im Siliziumoxidfilm 5a gebildet. Ein
Polysiliziumfilm wird mittels CVD auf den Siliziumoxidfilm 5a ausgebildet zum Füllen des
Kontaktloches. Der Polysiliziumfilm wird mit einer vorgeschriebenen photolithographischen
Technik geätzt, um eine Bitleitung 16 zu bilden. Die Bitleitung 16 ist elektrisch verbunden mit
dem Source/Drain-Bereich 4b. Ein Siliziumoxidfilm 5b wird mittels CVD auf dem
Siliziumoxidfilm 5a gebildet, um die Bitleitung 16 zu bedecken. Man beachte, daß in Fig. 2 die
Bitleitung 16 durch die gestrichelte Linie gekennzeichnet wird, weil sie im bzw. durch
Siliziumoxidfilm 5 begraben ist. Die Bitleitung wird in den Ansichten, die die folgenden Schritte
zeigen, weggelassen.
Bezug nehmend auf Fig. 3 wird der Siliziumoxidfilm 5 einer vorgeschriebenen
Photolithographie unterzogen. Der Siliziumoxidfilm 5 wird anisotrop geätzt, um ein
Kontaktloch 6 zur Freilegung einer Oberfläche des Source/Drain-Bereichs 4a zu öffnen. Der
Kontaktdurchmesser des Kontaktloches 6 beträgt 0,3 µm. Der Polysiliziumfilm 7, der ungefähr
7000×10-10 m dick ist, wird mittels CVD gebildet, um das Kontaktloch 6 zu füllen. Der
Polysiliziumfilm 7 ist am Kontakt 6a elektrisch verbunden mit dem Source/Drain-Bereich 4a.
Bezug nehmend auf Fig. 4 wird der Polysiliziumfilm 7 der vorgeschriebenen
Photolithographie unterzogen, und der Photoresist 12, der ein Öffnungsmuster hat, wird über
dem Kontaktloch 6 gebildet. Es wird angenommen, daß der Durchmesser der Öffnung 0,5 µm
beträgt und der Durchmesser des Kontaktloches 6 ist 0,3 µm oder größer.
Bezug nehmend auf Fig. 5 wird der Polysiliziumfilm 7 unter Verwendung des in Fig. 4
gezeigten Photoresists 12 als Maske anisotrop geätzt, um einen Öffnungsabschnitt 13 zu bilden.
Der Öffnungsabschnitt 13 legt ein Öffnungsende 6b des Kontaktloches 6 frei, in anderen Worten
einen Teil der Oberfläche des Siliziumoxidfilms 5. Unterhalb der Oberfläche des
Siliziumoxidfilms 5 wird die obere Endoberfläche des Polysiliziumfilmes, der das Kontaktloch 6
füllt, freigelegt. Der im Kontaktloch 6 verbleibende Polysiliziumfilm bildet einen säulenformigen
leitenden Polysiliziumkorpus 7b.
Im herkömmlichen Herstellungsverfahren muß die Öffnung so tief wie die Tiefe
kombiniert aus der Dicke von Polysiliziumfilm 7 und der Dicke von Siliziumoxidfilm 5 geformt
sein. In anderen Worten muß ein Öffnungsabschnitt gebildet werden, der ein großes
Geometrieverhältnis hat, und so eine Öffnung war nicht leicht zu bilden. Gemäß des
Herstellungsverfahrens nach einer Ausführungsform der Erfindung ist die Tiefe des
Öffnungsabschnitts 13 virtuell gleich zu der Dicke von Polysiliziumfilm 7. Daher kann der
Öffnungsabschnitt 13 ohne Schwierigkeiten geformt werden. Auch in diesem Schritt sind der
säulenformige leitende Polysiliziumkorpus 7b und der Polysiliziumfilm 7 vorübergehend
voneinander elektrisch getrennt. Danach wird der Photoresist entfernt.
Bezug nehmend auf Fig. 6 wird des weiteren ein Polysiliziumfilm 14 so dick wie
ungefähr 500×10-10 m mittels CVD auf Polysiliziumfilm 7 einschließlich der inneren Oberfläche
des Öffnungsabschnitts 13 gebildet. Der Polysiliziumfilm 7 und der säulenförmige leitende
Polysiliziumkörper 7b sind wieder elektrisch verbunden mit Hilfe des Polysiliziumfilmes 14.
Bezug nehmend auf Fig. 7 wird der Photoresist 15, der ein vorgeschriebenes Muster
hat, gebildet, um den Öffnungsabschnitt 13 einzuschließen. Bezug nehmend auf Fig. 8 werden
unter Verwendung des in Fig. 7 gezeigten Photoresists 15 als Maske die Polysiliziumfilme 14
und 7 anisotrop geätzt, um eine Oberfläche des Siliziumoxidfilms 5 freizulegen. Der Photoresist
wird dann entfernt. So wird ein Speicherknoten 7a bestehend aus dem ersten Polysiliziumfilm 7c
und dem zweiten Polysiliziumfilm 7d gebildet. Der Speicherknoten 7a ist am Kontakt 6a
elektrisch verbunden mit dem Source/Drain-Bereich 4a via dem säulenförmigen leitenden
Polysiliziumkorpus 7b. Eine Speicherknotenausnehmung 7e wird im Speicherknoten 7a geformt.
Eine Ansicht von oben, die den Schritt zeigt, ist in Fig. 9 gegeben. Bezug nehmend auf Fig. 9
bildet die obere Form des Speicherknotens 7a eine fast rechteckige Gestalt aus, wobei die eine
Seite L1 eine Länge von 1,8 µm besitzt und die andere Seite L2 eine Länge von 0,7 µm hat. In
der Nachbarschaft des Zentrums wird die Speicherknotenausnehmung 7e, die einen
Durchmesser von ungefähr 0,65 µm hat, gebildet.
Danach wird, Bezug nehmend auf Fig. 1, eine Zellplatte 9 auf dem Speicherknoten 7a
mit einem den Kondensator isolierenden Film 8 dazwischen gebildet, was den Kondensator
vervollständigt. Eine Zwischenschicht-Isolierschicht 10, wie z. B. ein Siliziumoxidfilm, wird
ausgebildet, um die Zellplatte 9 zu bedecken, was die Halbleitereinrichtung vervollständigt.
Gemäß des oben beschriebenen Herstellungsverfahrens, insbesondere im Schritt, der in
Fig. 5 gezeigt ist, muß nur eine Öffnung gebildet werden, die eine Tiefe hat, die virtuell gleich
ist zu der Dicke des Polysiliziumfilms 7. Solch eine Öffnung kann ohne Schwierigkeiten geformt
werden. Zusätzlich kann der Polysiliziumfilm 14 zur elektrischen Verbindung des
säulenformigen leitenden Korpus 7b, der das Kontaktloch füllt, und des Polysiliziumfilms 7 gut
innerhalb des Öffnungsabschnitts 13 gebildet werden. Außerdem wächst die Fläche der
Oberfläche der Elektrode des Speicherknotens durch die Anwesenheit von Polysiliziumfilm 14,
der innerhalb des Öffnungsabschnitts 13 gebildet wird. So kann eine Halbleitereinrichtung mit
einer guten elektrischen Verbindung zwischen dem Dickfilm-Speicherknoten und dem
Source/Drain-Bereich 4a ohne Schwierigkeiten gebaut werden, und eine Halbleitereinrichtung
mit guten elektrischen Eigenschaften kann geliefert werden.
Eine Halbleitereinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, die
einen reduzierten Platz zum Ausbilden eines Speicherknotens hat, wird als ein Beispiel für eine
Halbleitereinrichtung beschrieben werden, bei der die Integration höherer Dichte erreicht wird.
Eine grundlegende Querschnittsstruktur der Einrichtung ist im wesentlichen identisch zu
derjenigen, die in Fig. 1 gezeigt ist, jedoch ist die Größe des Speicherknotens kleiner in diesem
Fall. Genauer gesagt, bildet der Speicherknoten 7a, Bezug nehmend auf Fig. 10, eine fast
rechtwinklige Form, wobei die eine Seite L3 eine Länge von 1,5 µm und eine andere Seite L4
eine Länge von 0,4 µm hat. Der Öffnungsdurchmesser des Öffnungsabschnitts 13, der in den
Schritten, gezeigt in Fig. 5, gebildet wird, ist größer als die Länge der anderen Seite L4 des
Speicherknotens 7a, der im Schritt in Fig. 8 gebildet wird.
Der erste Polysiliziumfilm 7c ist vorübergehend in zwei Teile elektrisch getrennt mit dem
Öffnungsabschnitt dazwischen unmittelbar nach dem Bilden des Öffnungsabschnitts 13. Dann
werden beide Teile des erste Polysiliziumfilms und der säulenformige leitende
Polysiliziumkorpus elektrisch verbunden über den zweiten Polysiliziumfilm 7d.
In der Struktur muß der Durchmesser des Kontaktloches 6 oder der Durchmesser des
Öffnungsabschnitts nicht reduziert werden, falls der Bereich für das Bilden des Speicherknotens
reduziert wird. Genauer gesagt kann die Größe des Speicherknotens reduziert werden, während
die Größe der Öffnung beibehalten wird, und falls der Durchmesser der Öffnung im Verhältnis
größer ist als die Größe des Speicherknotens, kann die elektrische Verbindung zwischen dem
Speicherknoten und dem Source/Drain-Bereich gut erreicht werden. Außerdem kann ein
Abbildungsgenauigkeits-Spielraum mit dem Kontaktloch, der während der Photolithographie
des Speicherknotens benötigt wird, vorteilhaft vergrößert werden. Da der Durchmesser des
Kontaktloches nicht reduziert werden muß, kann verhindert werden, daß der Kontaktwiderstand
zwischen dem säulenförmigen leitenden Korpus und dem Source/Drain-Bereich anwächst.
Wie beschrieben im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform kann als zweiter
Polysiliziumfilm ein Polysiliziumfilm mit einer sogenannten rauhen Oberfläche, der
Unregelmäßigkeiten auf seiner Oberfläche hat, aufgetragen werden. In diesem Fall kann die
Fläche der Oberfläche des Speicherknotens noch weiter vergrößert werden. Als Beispiel für ein
Verfahren zum Bilden eines solchen Polysiliziumfilms mit einer rauhen Oberfläche kann ein
Verfahren, das in der Japanischen Offenlegungsschrift Nr. 5-55505 offengelegt wurde,
angewendet werden.
Zusätzlich kann ein Polysiliziumfilm, der mit Phosphor dotiert ist, als säulenförmiger
leitender Korpus geformt werden. In diesem Fall kann der elektrische Widerstand des
säulenformigen leitenden Korpus reduziert werden. Als Folge können die elektrischen
Eigenschaften der Einrichtung weiter verbessert werden.
Außerdem versteht es sich von selbst, daß obwohl in den oben bevorzugten
Ausführungsformen das Halbleitersubstrat vom p-Typ und die Source/Drain-Bereiche vom n-
Typ sind, die Erfindung in ähnlicher Weise auf den Fall anwendbar ist, in dem die Leitungstypen
vertauscht werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung im Detail beschrieben und illustriert wurde, ist es
selbstverständlich, daß dasselbe nur zum Zwecke der Illustration und des Beispiels dient und
keine Limitierung darstellt.
Claims (9)
1. Eine Halbleitereinrichtung, mit
einer leitenden Schicht (4a), die auf einer Hauptoberfläche eines Halbleitersubstrats (1) gebildet ist;
einem isolierenden Film (5), der auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1) einschließlich der leitenden Schicht (4a) gebildet ist;
einem säulenformigen leitenden Korpusabschnitt (7b), der in einem Kontaktloch (6) gebildet ist, das in dem isolierenden Film (5) zur Freilegung einer Oberfläche der leitenden Schicht (4a) gebildet ist, wobei der säulenförmige leitende Korpusabschnitt das Kontaktloch (6) bis zu einer Höhe ausfüllt, die niedriger ist als das obere Ende des Kontaktloches;
einer unteren Elektrode (7a), die in einem vorgeschriebenen Bereich auf dem isolierenden Film (5) einschließlich eines oberen Teils des Kontaktloches (6) gebildet ist, wobei die untere Elektrode (7a) einen ersten leitenden Korpusabschnitt (7c), der einen Öffnungsabschnitt (13) besitzt, um mindestens eine obere Endoberfläche des säulenformigen leitenden Korpusabschnitts (7b) freizulegen, und einen zweiten leitenden Korpusabschnitt (7d) einschließt, der in und auf der seitlichen Oberfläche des Öffnungsabschnitts (13), auf der Oberfläche des isolierenden Films (5) und auf der oberen Endoberfläche des säulenformigen leitenden Korpusabschnitts (7b) zur elektrischen Verbindung des leitenden Korpusabschnitts (7b) und des ersten leitenden Korpusabschnitts (7c) gebildet ist, und
einer oberen Elektrode (9), die einen dritten leitenden Korpusabschnitt (9) einschließt, der auf einer Oberfläche der unteren Elektrode (7a) mit einem dielektrischen Film (8) dazwischen gebildet ist.
einer leitenden Schicht (4a), die auf einer Hauptoberfläche eines Halbleitersubstrats (1) gebildet ist;
einem isolierenden Film (5), der auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1) einschließlich der leitenden Schicht (4a) gebildet ist;
einem säulenformigen leitenden Korpusabschnitt (7b), der in einem Kontaktloch (6) gebildet ist, das in dem isolierenden Film (5) zur Freilegung einer Oberfläche der leitenden Schicht (4a) gebildet ist, wobei der säulenförmige leitende Korpusabschnitt das Kontaktloch (6) bis zu einer Höhe ausfüllt, die niedriger ist als das obere Ende des Kontaktloches;
einer unteren Elektrode (7a), die in einem vorgeschriebenen Bereich auf dem isolierenden Film (5) einschließlich eines oberen Teils des Kontaktloches (6) gebildet ist, wobei die untere Elektrode (7a) einen ersten leitenden Korpusabschnitt (7c), der einen Öffnungsabschnitt (13) besitzt, um mindestens eine obere Endoberfläche des säulenformigen leitenden Korpusabschnitts (7b) freizulegen, und einen zweiten leitenden Korpusabschnitt (7d) einschließt, der in und auf der seitlichen Oberfläche des Öffnungsabschnitts (13), auf der Oberfläche des isolierenden Films (5) und auf der oberen Endoberfläche des säulenformigen leitenden Korpusabschnitts (7b) zur elektrischen Verbindung des leitenden Korpusabschnitts (7b) und des ersten leitenden Korpusabschnitts (7c) gebildet ist, und
einer oberen Elektrode (9), die einen dritten leitenden Korpusabschnitt (9) einschließt, der auf einer Oberfläche der unteren Elektrode (7a) mit einem dielektrischen Film (8) dazwischen gebildet ist.
2. Die Halbleitereinrichtung nach Anspruch 1, weiter aufweisend:
einen Bereich (1) eines ersten Leitungstyps, gebildet auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1);
ein Paar von Dotierungsbereichen (4a, 4b) eines zweiten Leitungstyps, gebildet in dem Bereich (1) des ersten Leitungstyps in einer vorgeschriebenen Entfernung voneinander; und
eine Gateelektrode (3), gebildet auf dem Bereich (1) des ersten Leitungstyps zwischen dem Paar der Dotierungsbereiche (4a, 4b) mit einem das Gate isolierenden Film (2) dazwischen, wobei
die leitende Schicht (4a) einen Bereich aus dem Paar der Dotierungsbereiche (4a, 4b) einschließt.
einen Bereich (1) eines ersten Leitungstyps, gebildet auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1);
ein Paar von Dotierungsbereichen (4a, 4b) eines zweiten Leitungstyps, gebildet in dem Bereich (1) des ersten Leitungstyps in einer vorgeschriebenen Entfernung voneinander; und
eine Gateelektrode (3), gebildet auf dem Bereich (1) des ersten Leitungstyps zwischen dem Paar der Dotierungsbereiche (4a, 4b) mit einem das Gate isolierenden Film (2) dazwischen, wobei
die leitende Schicht (4a) einen Bereich aus dem Paar der Dotierungsbereiche (4a, 4b) einschließt.
3. Die Halbleitereinrichtung nach Anspruch i oder 2, bei der
der Öffnungsabschnitt (13) derart gebildet ist, daß der erste leitende Korpusabschnitt (7c)
in zwei Teile getrennt wird.
4. Die Halbleitereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der
der zweite leitende Korpusabschnitt (7d) feine Unregelmäßigkeiten auf seiner Oberfläche
hat.
5. Ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitereinrichtung, das die Schritte
umfaßt:
Bilden einer ersten leitenden Schicht (4a, 4b) auf einer Hauptoberfläche eines Halbleitersubstrats;
Bilden eines isolierenden Films (5) auf der Hauptoberfläche, zum Bedecken der ersten leitenden Schicht (4a, 4b);
Bilden eines Kontaktloches (6) in dem isolierenden Film (5), wobei das Kontaktloch eine Oberfläche der ersten leitenden Schicht (4a) freilegt;
Bilden einer zweiten leitenden Schicht (7c, 7b) in einem vorgeschriebenen Bereich auf dem isolierenden Film (5) einschließlich der Innenseite des Kontaktloches (6);
Bilden eines Öffnungsabschnitts (13) in der zweiten leitenden Schicht (7c, 7b), wobei der Öffnungsabschnitt eine Oberfläche des isolierenden Films (5) und eine obere Endoberfläche der zweiten leitenden Schicht (7b), welche im Kontaktloch (6) ausgebildet ist, auf einer Höhe freilegt, die niedriger ist als die Oberfläche des isolierenden Films (5);
Bilden einer dritten leitenden Schicht (7d) innerhalb und auf der Seitenfläche des Öffnungsabschnitts (13), auf der Oberfläche des isolierenden Films (5) und auf der oberen Endoberfläche der zweiten leitenden Schicht (7b) und auf einer oberen Oberfläche der zweiten leitenden Schicht (7c); und
Bilden einer vierten leitenden Schicht (9) auf der zweiten und dritten leitenden Schicht (7a) mit einem dielektrischen Film (8) dazwischen.
Bilden einer ersten leitenden Schicht (4a, 4b) auf einer Hauptoberfläche eines Halbleitersubstrats;
Bilden eines isolierenden Films (5) auf der Hauptoberfläche, zum Bedecken der ersten leitenden Schicht (4a, 4b);
Bilden eines Kontaktloches (6) in dem isolierenden Film (5), wobei das Kontaktloch eine Oberfläche der ersten leitenden Schicht (4a) freilegt;
Bilden einer zweiten leitenden Schicht (7c, 7b) in einem vorgeschriebenen Bereich auf dem isolierenden Film (5) einschließlich der Innenseite des Kontaktloches (6);
Bilden eines Öffnungsabschnitts (13) in der zweiten leitenden Schicht (7c, 7b), wobei der Öffnungsabschnitt eine Oberfläche des isolierenden Films (5) und eine obere Endoberfläche der zweiten leitenden Schicht (7b), welche im Kontaktloch (6) ausgebildet ist, auf einer Höhe freilegt, die niedriger ist als die Oberfläche des isolierenden Films (5);
Bilden einer dritten leitenden Schicht (7d) innerhalb und auf der Seitenfläche des Öffnungsabschnitts (13), auf der Oberfläche des isolierenden Films (5) und auf der oberen Endoberfläche der zweiten leitenden Schicht (7b) und auf einer oberen Oberfläche der zweiten leitenden Schicht (7c); und
Bilden einer vierten leitenden Schicht (9) auf der zweiten und dritten leitenden Schicht (7a) mit einem dielektrischen Film (8) dazwischen.
6. Das Verfahren nach Anspruch 5, bei dem
der Schritt zum Bilden des Öffnungsabschnitts (13) das Bilden der leitenden Schicht (7c)
derart, daß die zweite leitende Schicht (7c), die auf dem isolierenden Film (5) gebildet wird, in
zwei Teile während des Bildens des Öffnungsabschnitts (13) getrennt wird, einschließt.
7. Das Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, des weiteren die Schritte umfassend:
Bilden eines Bereichs (1) des ersten Leitungstyps auf einer Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1);
Bilden als die erste leitende Schicht (4a, 4b) eines Paars von Dotierungsbereichen (4a, 4b) eines zweiten Leitungstyps in einer vorgeschriebenen Entfernung voneinander in dem Bereich (1) des ersten Leitungstyps; und
Bilden einer Gateelektrode (3) auf dem Bereich (1) des ersten Leitungstyps zwischen dem Paar von Dotierungsbereichen (4a, 4b) mit einem das Gate isolierenden Film (2) dazwischen.
Bilden eines Bereichs (1) des ersten Leitungstyps auf einer Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1);
Bilden als die erste leitende Schicht (4a, 4b) eines Paars von Dotierungsbereichen (4a, 4b) eines zweiten Leitungstyps in einer vorgeschriebenen Entfernung voneinander in dem Bereich (1) des ersten Leitungstyps; und
Bilden einer Gateelektrode (3) auf dem Bereich (1) des ersten Leitungstyps zwischen dem Paar von Dotierungsbereichen (4a, 4b) mit einem das Gate isolierenden Film (2) dazwischen.
8. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei dem
der Schritt des Bildens der dritten leitenden Schicht (7d) das Bilden eines
Polysiliziumfilmes einschließt, der feine Unregelmäßigkeiten auf seiner Oberfläche hat.
9. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei dem
der Schritt des Bildens der zweiten leitenden Schicht (7c, 7b) das Bilden eines
Polysiliziumfilmes einschließt, der mit Phosphor dotiert ist.
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