DE2650708A1 - Speicherkondensator - Google Patents

Speicherkondensator

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DE2650708A1 DE19762650708 DE2650708A DE2650708A1 DE 2650708 A1 DE2650708 A1 DE 2650708A1 DE 19762650708 DE19762650708 DE 19762650708 DE 2650708 A DE2650708 A DE 2650708A DE 2650708 A1 DE2650708 A1 DE 2650708A1
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Guenther Dipl Ing Meusburger
Hans-Joerg Dipl Ing Pfleiderer
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Siemens AG
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Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT 3 Unser Zeichen
Berlin und München VPA Tg ρ 7 1 5 0 BRD
Speicherkondensator
Die Erfindung bezieht sich auf einen Speicherkondensator, insbesondere auf einen Speicherkondensator für Ein-Transistor-Speicherelemente, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Solche Kondensatoren für Ein-Transistor-Speicherelemente sind bekannt. Sie bestehen beispielsweise aus einer an der Oberfläche eines Halbleiterkörpers durch Dotierung erzeugten Elektrode und einer darüber angeordneten Metallelektrode, die durch eine elektrisch isolierende Schicht von der durch die Dotierung erzeugten Elektrode getrennt ist. Beispielsweise ist in der DT-PS 2 148 948 eine solche Anordnung beschrieben.
Bei der ¥eiterentwicklung von dynamischen Halbleiterspeicherelementen, insbesondere von Ein-Transistor-Speicherelementen, ist es ein Ziel, die Speicherkondensatoren der Ein-Transistor-Speicherelemente mit möglichst großer Kapazität auf einer möglichst kleinen Fläche herzustellen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einenSpeicherkondensator für ein Speicherelement, insbesondere für ein EinTransistor-Speicherelement anzugeben, der die oben angeführten Bedingungen erfüllt.
Diese Aufgabe wird durch einen wie eingangs bereits erwähnten Kondensator gelöst, der durch die in dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 aufgeführten Merkmale gekennzeichnet ist.
20.10.1976 /VP 17 Ht^ 3
Vorteilhafterweise weisen die erfindungsgemäßen Kondensatoren eine um etwa 80 % erhöhte Speicherkondensatorfläche auf.
Weitere Erläuterungen zur Erfindung gehen aus der Beschreibung lind d?n Figuren hervor.
Die Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Speicherkondensator.
Die Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung einen Querschnitt . durch eine Weiterbildung der Erfindung.
In der Fig. 1 ist das Halbleitersubstrat, in dem der erfindungsgemäße Kondensator aufgebaut ist, mit 1 bezeichnet. Vorzugsweise besteht dieses Substrat aus einem etwa 5"^-cm Siliziumsubstrat. An der Oberfläche des Substrates sind in der aus der Fig. 1 ersichtlichen Weise durch anisotrope Ätzung V-förmige Rillen 2 und 3 erzeugt. Beispielsweise weisen die Flanken dieser Rillen einen Winkel 4 von 60° auf. Die anisotrope Ätzung der Rillen 2 und 3, für die in der Fig. 1 Maßangaben eingetragen sind, wird beispielsweise wie folgt durchgeführt.
Beispielsweise trägt eine erwärmte NaOH- oder KOH-Lösung (100)- bzw. (HO)-Ebenen schneller ab als (I11)-Ebenen.Ih der Literaturstelle Bogenschützt, "Ätzpraxis für Halbleiter", Seite 102 Hanser Verlag, München 1967 sind hierfür beispielsweise Ätzraten und Rezepturen angegeben. Unter Verwendung von SiO2 als Maskierung entstehen Ätzgruben mit dem Winkel von 54,7° ent-■ sprechend dem Winkel zwischen der (100) - und der (I11)-Ebene.
Nach der wie oben vorgeschriebenen Verformung der Oberfläche im Bereich des Speicherkondensators erfolgt mit an sich bekannten Verfahrensschritten die Herstellung der Diffusion 5 unterhalb der Flanken der Rillen 2 und 3r das Aufbringen der Isolierschicht 6 auf der Oberfläche des Substrates 1 und auf der Diffusion 5, die Herstellung des Dünnoxids 61 oberhalb der Gräben 2 und 3 und schließlich das Aufbringen der Leiterbahn 7 auf der Dünnoxidschicht 61. Diese Leiterbahn 7, die vorzugsweise aus Aluminium oder Polysilizium besteht, stellt die eine Elektrode des
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Kondensators dar. Die Diffusion 5 stellt die andere Elektrode und die Dünnoxidschicht 61, die vorzugsweise eine Dicke von etwa 0,12 /um aufweist, das Dielektrikum des Kondensators dar.
Unter Zugrundelegung der in Fig. 1 angegebenen Maße ergibt sich für zwei. Rillen bei einem Winkel von 60° eine Erhöhung der Speicherkondensatorfläche von etwa 80 %. Vorteilhafterweise können dadurch einfachere Bewerterschaltungen konzipiert und/oder höhere Bitdichten erreicht v/erden.
In der Fig. 2 ist eine v/eitere Ausführungsform der Erfindung dagestellt. Mit dieser Ausführungsform läßt sich bei einem Winkel 4 von 6O° eine Verdopplung der Speicherfläche erreichen, wobei anstelle der in der Fig. 1 dargestellten Gräben 2 und 3 bei der Ausführungsform nach der Fig. 2 eine pyramidenförmige Grube vorgesehen ist. In der aus der Fig. 2 ersichtlichen Weise ist diese Grube an der Oberfläche des Halbleitersubstrates 1 angeordnet und durch einen anisotropen Ätzschritt erzeugt. In an sich bekannten Verfahrensschritten ist in dem Substrat 1 unterhalb der -Flanken der pyramidenförmigen Grube 3' eine Diffusion 5' erzeugt. Oberhalb der Diffusion 5' ist ebenfalls in an sich bekannter Weise die Dünnoxidschicht 61' erzeugt. Auf der Dünnoxidschicht 61' ist eine Leiterbahn 7' aufgebracht. Die Leiterbahn 71 besteht vorzugsweise aus Aluminium oder Polysilizium und die Dünnoxidschicht 61', deren Dicke vorzugsweise 0,12/Um beträgt, aus SiO2-
Beim Aufbau von Ein-Transistor-Speicherelementen wird der Transistor des Ein-Transistor-Speicherelementes in demselben Substrat 1 wie der erfindungsgemäße Kondensator angeordnet.
Dabei wird das Diffusionsgebiet 5 bzw. 5' des Kondensators so hergestellt, daß es elektrisch direkt mit dem Source- bzw, Drainbereich des Auswahltransistors des Ein-Transistor-Speicherelementes verbunden ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kondensators ist keine Diffusionsschicht 5 bzw. 5' vorgesehen. Als zweite Elektrode dient in diesem Fall eine Inversionsschicht,
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die durch Anlegen eines geeigneten Potentials an die Leiterbahn 7 bzw. 7' des Konfensators an der Oberfläche des Substrates 1 ausgebildet wird.
10 Patentansprüche
2 Figuren
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Claims (12)

1.1 Kondensator, bei dem auf einem Substrat aus Halbleitermaterial eine elektrisch isolierende Schicht aufgebracht ist, und bei dem auf der elektrisch isoli erenden Schicht eine Elektrode aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet , daß an der Oberfläche des Halbleitersubstrates (1) infolge einer anisotropen Ätzung Vertiefungen (2, 3, 31) erzeugt sind, daß auf die Flanken dieser Vertiefungen (2, 3, 3') eine Dünnoxidschicht (61, 61·) aufgebracht ist, daß auf der Dünnoxidschicht (61, 61·) eine Elektrode (7, 71) aufgebracht ist.
2. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net , daß als Vertiefung anisotrop geätzte V-förmige Rillen (2, 3) vorgesehen sind.
3. Kondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net , daß als Vertiefung an der Oberfläche des Halbleitersubstrates (1) anisotrop geätzte Gräben (2, 3) vorgesehen sind, deren Flanken einen Flankenwinkel (4) von etwa 60° aufweisen, wobei die Gräben in einem Abstand (52) voneinander angeordnet sind.
4. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet , daß unterhalb der Dünnoxidschicht ein Diffusionsbereich, der entgegengesetzt zum Substrat (1) dotiert ist, vorgesehen ist. •
5. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
ζ e i ch η e t , daß unterhalb der Dünnoxidschicht (61) eine Inversionsschicht erzeugbar ist.
6. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net , daß die Vertie fung eine pyramidenförmige Vertiefung (3·) ist.
7. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 6,dadurch ge
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kennzeichnet , daß das Substrat (1) aus Silizium
besteht.
8. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge kennzeichnet , daß die elektrisch isolierende
Schicht aus SiO2 besteht.
9. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Leiterbahn (7, 71) aus Aluminium oder Polysilizium besteht.
10. Verwendung eines Kondensators nach einem der Ansprüche 1 bis 9, im Zusammenhang mit einem Ein-Transistor-Speicherelement.
11. Verfahren zur Herstellung eines Kondensators nach einem der Ansprüche 1 Ms 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Oberfläche des HalbleiterSubstrats (1) anisotrop geätzt wird, wobei durch diese Ätzung in der Oberfläche Vertiefungen (2, 3, 31) erzeugt werden, daß auf die Planken dieser Vertiefungen eine Dünnoxidschicht (61, 61') aufgebracht wird, und daß auf dieser Dümioxiäschicht eine Elektrode (7, 71) erzeugt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Herstellung der Dünnoxidschicht an den Planken ein entgegengesetzt zum Substrat (1) dotierter Diffusionsbereich erzeugt wird.
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