DE4119918A1

DE4119918A1 - Halbleitereinrichtung und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE4119918A1
Application number: DE4119918A
Authority: DE
Inventors: Masahiro Shimizu; Takehisa Yamaguchi; Natsuo Ajika
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-06-18
Filing date: 1991-06-17
Publication date: 1991-12-19
Anticipated expiration: 2011-06-18
Also published as: ITMI911649A1; JPH0449656A; DE4119918C2; ITMI911649A0; KR920005814A; KR940007460B1; JP2564972B2; IT1248495B

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Halbleiterspeicherein richtung und Verfahren zu deren Herstellung und im besonderen auf eine Halbleiterspeichereinrichtung, z. B. einen dynami schen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (im folgenden als DRAM bezeichnet) mit einen Feldeffekttransistor und einen Konden sator aufweisenden Speicherzellen und ein Verfahren zur Her stellung derselben.

In den letzten Jahren ist die Nachfrage nach Halbleiterspei chereinrichtungen infolge der bemerkenswerten Verbreitung von Informationsverarbeitungsausrüstungen wie etwa Computern schnell angestiegen. Außerdem sind Halbleiterspeichereinrich tungen mit hoher Speicherkapazität und der Fähigkeit zum Hochgeschwindigkeitsbetrieb gefragt. Vor diesem Hintergrund schreitet die technische Entwicklung bezüglich eines hohen Integrationsgrades, hoher Ansprechgeschwindigkeit und hoher Zuverlässigkeit von Halbleiterspeichereinrichtungen voran.

Unter den Halbleiterspeichereinrichtungen gibt es den DRAM, der zur wahlfreien Eingabe und Ausgabe gespeicherter Informa tionen in der Lage ist. Allgemein ist ein DRAM mit einer Speicherzellenanordnung, die ein Speichergebiet zum Speichern einer großen Anzahl von Informationsbits ist, und peripheren Schaltungen zum Zugriff von außen und zur Ausgabe nach außen versehen.

Fig. 5 ist ein Blockschaltbild, das den allgemeinen Aufbau eines DRAM illustriert. Nach Fig. 5 weist ein DRAM 50 eine Speicherzellenanordnung 51, einen Reihen- und Spaltenadreß puffer 52, einen Reihendecoder 53 und einen Spaltendecoder 54, einen Lese-Auffrisch-Verstärker 55, einen Dateneingabe puffer 56 und einen Datenausgabepuffer 57 und einen Taktgene rator 58 auf. Die Speicherzellenanordnung 51 dient zum Spei chern eines Datensignals der zu speichernden Information. Der Reihen- und Spaltenadreßpuffer 52 dient der Aufnahme der Adreßsignale A₀ bis A₉ von außerhalb zur Auswahl einer Speicherzelle, die die Einheitsspeicherschaltung bildet. Der Reihendecoder 53 und der Spaltendecoder 54 dienen zum Spezi fizieren einer Speicherzelle durch Decodieren des Adreß signals. Der Lese-Auffrisch-Verstärker 55 dient zum Verstär ken und Auslesen des in der spezifizierten Speicherzelle ge speicherten Signals. Der Dateneingabepuffer 56 und der Daten ausgabepuffer 57 dienen zur Dateneingabe/-ausgabe. Der Takt generator 58 erzeugt ein Taktsignal, das als Steuersignal für jedes Teil dient.

In der Vergangenheit ist über mehr als zehn Jahre der Inte grationsgrad des obigen DRAM in jeweils drei Jahren um je weils den Faktor 4 erhöht worden. Es gibt kein Anzeichen für eine Verlangsamung dieser Entwicklung, nachdem das derzeitige Vier-Megabit-Niveau erreicht wurde, und die Entwicklung scheint sich in der Zukunft fortzusetzen. Ein hoher Integra tionsgrad hängt jedoch weitgehend von der Miniaturisierung der Speicherzellen ab. Infolge der Verringerung der Kapazität als Folge der Miniaturisierung tauchten die Probleme der so genannten Soft-Errors usw. auf. Um diese Probleme zu lösen und eine Kapazität zu gewährleisten, die höher als ein be stimmter Wert ist, wurde eine Speicherzelle des Aufbaus ent wickelt, daß sie einen Trench-Kondensator, der durch Ätzen eines Halbleitersubstrates in Grabenform gebildet wird, oder einen Stapelkondensator, der auf dem Halbleitersubstrat ge stapelt wird, o. ä. enthält.

Fig. 6 ist eine Ausschnittsdarstellung in einer Draufsicht, die die planare Anordnung von Speicherzellen eines DRAM mit Stapelkondensatoren zeigt, wie sie z. B. aus der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 60-2784 (1985) bekannt ist. Fig. 7 ist ein Schaltbild, das die Ersatzschaltung für 4 Bit der Speicherzellen, die die Speicherzellenanordnung nach Fig. 6 bilden, angibt. Die Speicherzellenanordnung weist eine Mehr zahl von Wortleitungen WL, die sich parallel in Reihenrich tung erstrecken, und eine Mehrzahl von Bitleitungspaaren BL, auf, die sich parallel in Spaltenrichtung erstrecken. Nach den Fig. 6 und 7 sind Speicherzellen C₀₀, C₀₁ in der Umgebung der Kreuzungen der Wortleitungen WL₀₀, WL₀₁ mit der Bitlei tung BL₀₀ angeordnet. Speicherzellen C₀₂, C₀₃ sind in der Um gebung der Kreuzungen der Wortleitungen WL₀₂, WL₀₃ mit der Bitleitung angeordnet. Der Kondensator jeder Speicher zelle ist mit einer unteren Elektrode E₀₀ und einer oberen Elektrode E₀₁ und einer (in Fig. 6 nicht gezeigten) Oxid schicht zwischen diesen Elektroden ausgeführt. In Fig. 6 sind Bitleitungen BL₀₀, über ein Kontaktloch CH mit einem Störstellendiffusionsgebiet eines Halbleitersubstrates ver bunden. In Fig. 7 ist ein Paar von Bitleitungen BL₀₀, parallel zueinander in bezug auf einen Leseverstärker SA an geordnet. Eine solche Anordnung von Bitleitungen wird als ge falteter Bitleitungstyp bezeichnet. Der Leseverstärker SA dient zum Nachweis und zum Verstärken eines Signals aus jeder Speicherzelle C.

Fig. 8 ist eine ausschnittsweise Querschnittsdarstellung, die den längs der Linie VIII-VIII in Fig. 6 zu sehenden Aufbau im Querschnitt zeigt. Der Aufbau einer Speicherzelle eines DRAM mit einem herkömmlichen Stapelkondensator wird unter Bezug nahme auf Fig. 8 beschrieben.

Auf einer vorbestimmten Oberfläche eines p-Si-Halbleitersub strates 31 ist eine Feldoxidschicht 32 als Elementisolations gebiet gebildet. Durch die Feldoxidschicht 32 ist ein Insel bereich als Elementbildungsbereich elektrisch isoliert. Im Inselbereich sind n⁺-Source-/Drain-Gebiete 33 und 34 derart gebildet, daß zwischen ihnen ein vorbestimmter Abstand be steht. Zwischen den n⁺-Source-/Drain-Gebieten 33 und 34 ist ein Kanalgebiet 35 gebildet. Auf dem Kanalgebiet 35 ist eine Gateoxidschicht 36 gebildet. Auf der Gateoxidschicht 36 ist, sich in eine Richtung, die die Richtung der Kanallänge des Kanalgebietes 35 im rechten Winkel kreuzt, eine eine Polysi liziumschicht aufweisende Gateelektrode (Wortleitung WL₀₁) 37 gebildet. Ein Zwischenschichtoxidfilm 38 ist so gebildet, daß er die Oberfläche der Gateelektrode 37 bedeckt. Eine Wortlei tung (WL₀₂) 39 weist eine Polysiliziumschicht auf und ist auf der Feldoxidschicht 32 gebildet. Ein Zwischenschichtoxidfilm 40 ist so gebildet, daß er die Oberfläche der Wortleitung (WL₀₂) 39 bedeckt.

Eine eine Polysiliziumschicht aufweisende untere Kondensatorelektrode (E₀₀) 41 ist im Kontakt mit dem n⁺- Source-/Drain-Gebiet 34 gebildet. Außerdem ist die untere Kondensatorelektrode 41 so gebildet, daß sie sich auf der Oxidschicht 32 erstreckt und mit dem Zwischenschichtoxidfilm 38 dazwischen auf der Gateelektrode 37 und mit dem Zwischen schichtoxidfilm 40 dazwischen auf der Wortleitung 39 gebildet ist. Ein Zwischenschichtoxidfilm 42 ist so gebildet, daß er die Oberfläche der unteren Kondensatorelektrode (E₀₀) 41 be deckt. Eine obere Kondensatorelektrode (Plattenelektrode E₀₁) 43, die eine Polysiliziumschicht aufweist, ist so gebildet, daß sie mit dem dazwischengelegten Zwischenschichtoxidfilm 42 der Oberfläche der unteren Kondensatorelektrode (E₀₀) 41 ge genüberliegt.

Auf der gesamten Oberfläche des p-Si-Halbleitersubstrates 31 ist zur Bedeckung des auf die oben beschriebene Weise ausge führten Kondensators eine PSG-Schicht 44 gebildet. Ein Kon taktloch (CH) 45 ist in der PSG-Schicht 44 so gebildet, daß die Oberfläche des n⁺-Source-/Drain-Gebietes 33 dort freige legt ist. Eine Bitleitung (BL₀₀) 46 ist über das Kontaktloch (CH) 45 mit dem n⁺-Source-/Drain-Gebiet 33 verbunden. Die Bitleitung 46 weist eine Aluminium enthaltende Metallschicht auf und ist so gebildet, daß sie sich in eine Richtung längs der Richtung der Kanallänge des Kanalgebietes 35 erstreckt.

Eine herkömmliche Speicherzelle 47 ist so ausgeführt, wie oben beschrieben. Gemäß dem Aufbau dieser Speicherzelle er strecken sich ein Teil der unteren Kondensatorelektrode 41 und der oberen Kondensatorelektrode 43 mit Krümmungen bis oberhalb der Gateelektrode 37 und der Wortleitung 39. Im Er gebnis dessen ist es möglich, die Kondensatorfläche zu ver größern und zu sichern, daß die Kapazität größer als ein kon stanter Wert ist.

Bei der oben beschriebenen herkömmlichen Speicherzelle 47 sind die untere Kondensatorelektrode 41 und die obere Konden satorelektrode 43 so gebildet, daß sie auf der Oberfläche des p-Si-Halbleitersubstrates 31 gestapelt sind. Dies bewirkt, daß die Stufe zwischen der oberen Oberfläche der PSG-Schicht 44 als die untere Kondensatorelektrode 41 und die obere Kon densatorelektrode 43 bedeckende Schicht und der Oberfläche des p-Si-Halbleitersubstrates 31 größer wird. Infolgedessen wächst auch das Aspektverhältnis des Kontaktlochs 45 zum Ver binden der Bitleitung 46 mit dem n⁺-Source-/Drain-Gebiet 33 an. Das Anwachsen des Flächenverhältnisses verschlechtert die Vollständigkeit der Bedeckung der Oberfläche des PSG-Films im Kontaktloch 45 durch die Bitleitung 46. Damit trat das Pro blem auf, daß es tendentiell zu Unterbrechungen der Bitlei tung innerhalb des Kontaktlochs 45 kam und die Zuverlässig keit der Halbleiterspeichereinrichtung verschlechtert wurde.

Außerdem gab es das Problem, daß zur Bildung des Kontaktlochs 45 mit hohem Flächen- bzw. Längenverhältnis, wie oben beschrieben, ein Pho tolithographieprozeß mit extrem hoher Genauigkeit erforder lich ist, und dies in den Herstellungsprozeß ein technisches Problem einbringt.

Weiterhin ist in der oben beschriebenen herkömmlichen Speicherzelle 47 die Gateelektrode (Wortleitung) 37 gleich laufend mit der Erhöhung des Integrationsgrades verkleinert. Damit gab es die Möglichkeit, daß beim Stromfluß in der Gate elektrode 37 der Widerstand wächst und das Ansprechen auf ein Signal verzögert ist. Damit war es erforderlich, sich einer weiteren Geschwindigkeitserhöhung ohne Ansprechverzögerung gegenüber dem Signal zuzuwenden.

Es war außerdem erforderlich, einen Aufbau einer Speicher zelle zu verwirklichen, bei der die Kapazität eines Kondensa tors hinreichend konstant gehalten werden kann, wenn eine Speicherzelle weiter miniaturisiert wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Aufbau und ein Verfahren zur Herstellung eines Feldeffekttransistors anzugeben, bei dem die Erhöhung des Widerstandes beim Stromfluß in der Gate elektrode verhindert wird und der für Hochgeschwindigkeitsbe trieb geeignet ist, einen Aufbau anzugeben, bei dem eine oberhalb eines konstanten Wertes liegende Kapazität des Kon densators gesichert werden kann, und die Abnahme der Zuver lässigkeit infolge von Unterbrechungen der Bitleitung in einer Halbleiterspeichereinrichtung zu verhindern.

Mit dem Verfahren zur Herstellung einer solchen Halbleiter speichereinrichtung sollen leitende Schichten wie die Bitlei tung usw. mit einem Störstellengebiet ohne Ausführung eines photolithographischen Prozesses mit hoher Präzision verbunden werden.

Ein Feldeffekttransistor nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Halbleitersubstrat eines ersten Leitungs typs, ein Paar von Störstellengebieten eines zweiten Lei tungstyps, eine erste leitende Schicht, eine zweite leitende Schicht und eine Gatelektrode auf. Das Halbleitersubstrat hat eine Hauptoberfläche. Die Störstellengebiete sind so gebildet, daß zwischen ihnen zum Ausbilden eines Kanalgebietes auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates ein Abstand besteht. Die erste leitende Schicht ist so gebildet, daß sie elek trisch mit einem der Störstellengebiete verbunden ist. Die zweite leitende Schicht ist so gebildet, daß sie mit dem an deren Störstellengebiet elektrisch verbunden ist. Die Gatelektrode ist auf dem Kanalgebiet gebildet. Die Gatelek trode enthält einen ersten Teil, einen zweiten Teil und einen dritten Teil. Der erste Teil ist auf dem Kanalgebiet mit ei ner dazwischengelegten ersten Isolierschicht gebildet. Der zweite Teil erstreckt sich vom ersten Teil aus und ist auf der Oberfläche der ersten leitenden Schicht mit einer zweiten dazwischengelegten Isolierschicht gebildet. Der dritte Teil erstreckt sich vom ersten Teil aus und ist auf der Oberfläche der zweiten leitenden Schicht mit einer dazwischengelegten dritten Isolierschicht gebildet.

Eine Halbleiterspeichereinrichtung nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Halbleitersubstrat eines ersten Leitungstyps, ein Paar von Störstellengebieten eines zweiten Leitungstyps, eine Gateelektrode, eine erste leitende Schicht, eine Kondensatorelektrode, eine weitere Kondensator elektrode und eine zweite leitende Schicht auf. Die Störstel lengebiete sind so gebildet, daß zwischen ihnen in Richtung der Kanallänge ein Abstand besteht, wodurch ein Kanalgebiet auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates gebildet wird. Die Gateelektrode ist auf dem Kanalgebiet mit einer er sten dazwischenliegenden Isolierschicht gebildet. Die erste leitende Schicht ist so gebildet, daß sie elektrisch mit einem der Störstellengebiete verbunden ist. Die eine Konden satorelektrode ist so gebildet, daß sie elektrisch mit der ersten leitenden Schicht verbunden ist. Die andere Kondensa torelektrode ist so gebildet, daß sie der Oberfläche der einen Kondensatorelektrode mit einer dazwischengelegten dielektrischen Schicht gegenüberliegt. Die zweite leitende Schicht bildet einen Teil der Wortleitung und ist so gebil det, daß sie elektrisch mit der Gatelektrode verbunden ist. Die zweite leitende Schicht enthält einen ersten Teil und einen zweiten Teil. Der erste Teil ist so gebildet, daß er im Kontakt mit der Oberfläche der Gateelektrode steht. Der zweite Teil erstreckt sich vom ersten Teil aus und ist auf der anderen Elektrode des Kondensators mit einer zweiten da zwischengelegten Isolierschicht gebildet.

Eine Halbleiterspeichereinrichtung nach einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Halbleitersubstrat eines ersten Leitungstyps, eine erste Isolierschicht, ein Paar von Störstellengebieten eines zweiten Leitungstyps, eine erste leitende Schicht und eine zweite leitende Schicht auf. Die erste Isolierschicht ist so gebildet, daß sie einen Element bildungsbereich auf der Hauptoberfläche des Halbleitersub strates abtrennt. Die Störstellengebiete sind so gebildet, daß zwischen ihnen in Richtung der Kanallänge ein Zwischen raum zur Bildung eines Kanalgebietes im Elementbildungsbe reich besteht und daß sie der ersten Isolierschicht benach bart sind. Die erste leitende Schicht bildet einen Teil einer Bitleitung und ist so gebildet, daß sie elektrisch mit einem der Störstellengebiete verbunden ist. Die erste leitende Schicht enthält einen ersten Teil und einen zweiten Teil. Der erste Teil ist so gebildet, daß er im Kontakt mit der Ober fläche von einem der Störstellengebiete steht. Der zweite Teil erstreckt sich vom ersten Teil aus und ist auf der er sten Isolierschicht benachbart zu einem der Störstellenge biete gebildet. Die zweite leitende Schicht ist so gebildet, daß sie elektrisch mit einer zu einem Kondensator gehörenden Elektrode und mit dem anderen der Störstellengebiete verbun den ist. Die zweite leitende Schicht enthält einen ersten Teil und einen zweiten Teil. Der erste Teil ist so gebildet, daß er im Kontakt mit der Oberfläche des anderen der Stör stellengebiete steht. Der zweite Teil erstreckt sich vom ersten Teil und ist auf der ersten Isolierschicht benachbart zum anderen der Störstellengebiete gebildet.

Nach einem Verfahren zur Herstellung eines Feldeffekttransi stors nach einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird zuerst auf der Hauptoberfläche eines Halbleitersub strates eines ersten Leitungstyps eine erste Isolierschicht zur Abtrennung eines Elementbildungsbereiches gebildet. Eine erste leitende Schicht wird in einem Teil des Elementbil dungsbereiches und auf der zu diesem Teil benachbarten ersten Isolierschicht gebildet. Eine zweite leitende Schicht wird auf einem Teil eines von der ersten leitenden Schicht im Ele mentbildungsbereich getrennten Gebietes und auf der ersten Isolierschicht benachbart zu diesem Teil gebildet. Eine zweite Isolierschicht wird auf einer Seitenfläche der ersten leitenden Schicht gebildet. Eine dritte Isolierschicht wird auf der Seitenfläche der zweiten leitenden Schicht gebildet. Eine Gateelektrode wird auf dem Elementbildungsbereich zwi schen der zweiten Isolierschicht und der dritten Isolier schicht mit einer dazwischengelegten vierten Isolierschicht und auf der ersten leitenden Schicht und der zweiten leiten den Schicht mit einer dazwischengelegten fünften Isolier schicht gebildet. Ein Paar von Störstellengebieten eines zweiten Leitungstyps wird durch Einführen von Verunreinigun gen des zweiten Leitungstyps in den Elementbildungsbereich unter Nutzung der Gatelektrode als Maske gebildet. Die Stör stellengebiete werden so gebildet, daß zwischen ihnen ein Zwischenraum zur Bildung eines Kanalgebietes im Elementbil dungsbereich vorhanden ist.

Nach einem Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterspei chereinrichtung nach einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird zuerst ein Feldeffekttransistor wie oben be schrieben gebildet. Eine Elektrode eines Kondensators wird so gebildet, daß sie elektrisch mit der ersten leitenden Schicht verbunden ist. Eine weitere Elektrode des Kondensators wird so gebildet, daß sie der Oberfläche der einen Kondensator elektrode mit einer dazwischengelegten dielektrischen Schicht gegenüberliegt und sich auf der eine Bitleitung bildenden zweiten leitenden Schicht erstreckt. Eine sechste Isolier schicht wird so gebildet, daß sie die andere Kondensatorelek trode bedeckt. Ein Kontaktloch wird so gebildet, daß ein Teil der Oberfläche der Gateelektrode durch selektives Entfernen der sechsten Isolierschicht freigelegt wird. Eine Wortleitung wird so gebildet, daß sie über das Kontaktloch mit der Gatelektrode verbunden ist.

Beim Feldeffekttransistor nach dem ersten Aspekt der vorlie genden Erfindung sind beide Enden der Gatelektrode so gebil det, daß sie sich längs der Richtung der Kanallänge bis ober halb der ersten leitenden Schicht und der zweiten leitenden Schicht hinauf erstrecken. Auch wenn der Elementbildungsbe reich, insbesondere das Kanalgebiet, entsprechend einer hohen Integrationsrate der Halbleiterspeichereinrichtung ver kleinert wird, kann damit die Querschnittsfläche längs der Richtung der Kanallänge der Gatelektrode größer als ein kon stanter Wert gehalten werden. Damit wird es möglich, das An wachsen des Widerstandes bei einem Stromfluß in der Gateelek trode zu verhindern.

Bei der Halbleiterspeichereinrichtung nach dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Kondensator so gebildet sein, daß er niedriger als eine Wortleitung und weiterhin oberhalb einer mit dem anderen Störstellengebiet verbundenen Bitleitung angeordnet ist. Dies vergrößert die Möglichkeiten bei der Bildung des Kondensators. Der Kondensator ist schließlich so gebildet, daß er sich von oberhalb der Gate elektrode bis oberhalb der Bitleitung erstreckt. Es ist da mit, da die Fläche des Kondensators vergrößert werden kann, möglich, eine Halbleiterspeichereinrichtung bereitzustellen, bei der die Kapazität eines Kondensators bei der Verkleine rung einer Speicherzelle hinreichend erhalten werden kann.

Bei einer Halbleiterspeichereinrichtung nach dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die eine Bitleitung bildende erste leitende Schicht elektrisch mit dem Störstel lengebiet verbunden, ohne daß sie sich durch ein Kontaktloch hindurch erstreckt. Die Bitleitung ist damit elektrisch mit dem Störstellengebiet verbunden, ohne daß sie über einen Stufenteil läuft. Das bedeutet, daß das mit einem hohen Inte grationsgrad einer Halbleiterspeichereinrichtung einherge hende Anwachsen des Aspektverhältnisses den Verbindungsaufbau der Bitleitung nicht beeinflußt. Es ist damit möglich, eine aus dem Anwachsen des Aspektverhältnisses herrührende Unter brechung der Bitleitung zu verhindern und eine Halbleiter speichereinrichtung mit hoher Zuverlässigkeit bereitzustel len.

Beim Herstellungsverfahren eines Feldeffekttransistors nach dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die er ste leitende Schicht und die zweite leitende Schicht so ge bildet, daß sie ohne Erstreckung durch ein dazwischengelegtes Kontaktloch mit dem Elementbildungsbereich verbunden sind. Die Gateelektrode wird auf der ersten leitenden Schicht und der zweiten leitenden Schicht gebildet. Die Störstellenge biete sind im Elementbildungsbereich durch Einführen von Ver unreinigungen in den Elementbildungsbereich unter Nutzung der Gateelektrode als Maske gebildet. Dies ermöglicht es, die erste leitende Schicht und die zweite leitende Schicht ohne Ausführung eines photolithographischen Prozesses mit hoher Präzision mit den Störstellengebieten zu verbinden. Damit wird der Herstellungsprozeß des Feldeffekttransistors verein facht.

Beim Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterspeicherein richtung nach dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Bitleitung so gebildet , daß sie ohne dazwischenlie gendes Kontaktloch mit einem Störstellengebiet verbunden ist. Der Kondensator ist so gebildet, daß er sich auf der Bitlei tung erstreckt. Eine Stufe bei der Ausbildung eines Kontakt lochs zum Verbinden der Bitleitung wird damit unnötig. Ande rerseits ist die Gateelektrode so gebildet, daß sie sich in Richtung der Kanallänge auf die mit der einen Kondensator elektrode verbundene erste leitende Schicht und die die Bit leitung bildende zweite leitende Schicht erstreckt. Es ist nicht erforderlich, das zur Verbindung der Wortleitung mit der Gateelektrode gebildete Kontaktloch so auszuführen, daß es die Oberfläche des Halbleitersubstrates erreicht. Insbe sondere wird das Flächenverhältnis des Kontaktlochs herunter gedrückt, so daß es niedrig ist. Demzufolge ist es möglich, sowohl die Bitleitung mit dem Störstellengebiet ohne Ausfüh rung eines photolithographischen Prozesses mit hoher Genauig keit als auch die Wortleitung mit der Gateelektrode leicht zu verbinden. Dies erleichtert die Herstellung einer Halbleiter speichereinrichtung.

Wie oben beschrieben, ist es bei der vorliegenden Erfindung möglich, einen Feldeffekttransistor anzugeben, bei dem ein Anwachsen des Widerstandes beim Stromfluß in einer Gateelek trode verhindert werden kann und der sich für eine Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit eignet. Außerdem ist es möglich, eine Halbleiterspeichereinrichtung bereitzustellen, bei der die Kondensatorfläche vergrößert und die Kapazität des Kon densators im Falle der Miniaturisierung der Speicherzelle hinreichend auf einem bestimmten Wert gehalten werden kann. Weiterhin wird eine Halbleiterspeichereinrichtung bereitge stellt, bei der Unterbrechungen der Bitleitung infolge eines großen Flächenverhältnisses verhindert werden können und die eine große Zuverlässigkeit aufweist. Weiterhin ist es mög lich, eine leitende Schicht mit einem Störstellengebiet ohne Ausführen eines photolithographischen Prozesses mit hoher Ge nauigkeit zu verbinden, wodurch die Herstellung eines Feld effekttransistors oder einer Halbleiterspeichereinrichtung vereinfacht wird.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Erläuterung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine Ausschnittsdarstellung (Draufsicht), die die planare Anordnung einer Halblei terspeichereinrichtung nach einer Ausfüh rungsform zeigt;

Fig. 2 eine Ausschnittsdarstellung (Querschnitt), die einen Querschnitt längs der Linie II-II in Fig. 1 zeigt;

Fig. 3 eine Ausschnittsdarstellung (Querschnitt), die eine Querschnittsdar stellung längs der Linie III-III in Fig. 1 zeigt;

Fig. 4A bis 4G Ausschnittsdarstellungen (Querschnitte), die die Querschnitte bei jeweils aufein anderfolgenden Stufen eines Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitereinrich tung nach einer Ausführungsform zeigen;

Fig. 5 ein Blockschaltbild, das den gesamten Aufbau eines herkömmlichen dynamischen Speichers mit wahlfreiem Zugriff (DRAM) zeigt;

Fig. 6 eine Ausschnittsdarstellung (Draufsicht), die die Anordnung einer Speicherzelle in der Ebene eines herkömmlichen DRAM zeigt;

Fig. 7 ein Ersatzschaltbild, das der planaren Anordnung der Speicherzelle in Fig. 6 entspricht;

Fig. 8 eine Ausschnittsdarstellung (Querschnitt), die den Aufbau längs der Linie VIII-VIII in Fig. 6 im Querschnitt verdeutlicht.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 wird der Aufbau eines Speicherzellengebietes eines DRAM entspechend einer Ausfüh rungsform beschrieben.

Wie in Fig. 1 gezeigt, sind in der Umgebung der Kreuzungen einer Wortleitung WL₁ mit Bitleitungen , BL₀ Speicherzel len C₀, C₁ angeordnet. Speicherzellen C₂, C₃ sind in der Um gebung der Kreuzungen der Wortleitung WL₂ mit den Bitleitun gen BL₀, gebildet. Eine Speicherzelle C₄ ist in der Umge bung der Kreuzung der Wortleitung WL₀ mit der Bitleitung gebildet. Eine Speicherzelle C₅ ist in der Umgebung der Kreu zung der Wortleitung WL₃ mit der Bitleitung gebildet. Jeder Kondensator einer Speicherzelle ist mit einer unteren Elektrode E₀, einer oberen Elektrode E₁ und einer (in Fig. 1 nicht gezeigt) zwischen diesen Elektroden vorgesehenen Oxid schicht ausgeführt. Die Wortleitungen WL₀ bis WL₃ sind über ein Kontaktloch CH₀ mit einer Gateelektrode verbunden. Die untere Elektrode E₀ ist über ein Kontaktloch CH₁ mit einer leitenden Schicht D₀ verbunden.

Wie in Fig. 2 gezeigt, ist auf der Hauptoberfläche eines p- Si-Halbleitersubstrates 1 mit einer Störstellenkonzentration von 1×10¹⁵ cm^-3 und einem Widerstand von 10 Ω×cm eine Feld oxidschicht 2 gebildet. Ein n⁺-Source-/Drain-Gebiet 3 mit einer Störstellenkonzentration von etwa 1×10²⁰ cm^-3 ist in dem durch die Feldoxidschicht 2 abgetrennten Inselgebit gebil det. Ein n⁺-Source-/Drain-Gebiet 4 mit einer Störstellenkon zentration von etwa 1×10²⁰ cm^-3 ist in einem durch die Feldoxidschicht 2 getrennten Inselgebiet auf die gleiche Weise wie das n⁺-Source-/Drain-Gebiet 3 gebildet. Zwischen den n⁺-Source-/Drain-Gebieten 3 und 4 ist ein Kanalgebiet 5 gebildet. Eine Gateoxidschicht 6 ist auf dem Kanalgebiet 5 gebildet. Eine leitende Schicht (die Bitleitung BL₀) 7, die eine Polysiliziumschicht aufweist, ist im Kontakt mit dem n⁺- Source-/Drain-Gebiet 3 mit einem Teil und in elektrischer Verbindung mit dem n⁺-Source-/Drain-Gebiet 3 gebildet. Die leitende Schicht (Bitleitung) 7 ist so gebildet, daß sie sich auf die Oberfläche der Feldoxidschicht 2 und längs einer Richtung, die die Richtung der Kanallänge des Kanalgebietes 5 im rechten Winkel schneidet, erstreckt. Eine leitende Schicht (D₀) 8 ist mit einem Ende im Kontakt mit dem n⁺-Source- /Drain-Gebiet 4 und in elektrischer Verbindung mit diesem ge bildet. Die leitende Schicht 8 weist eine Polysiliziumschicht auf und ist so gebildet, daß sie sich auf der Oberfläche der Feldoxidschicht 2 erstreckt. Eine leitende Schicht (die Bit leitung ) 9 weist eine Polysiliziumschicht auf und ist so gebildet, daß sie sich auf der Oberfläche der Feldoxidschicht 2 und längs einer Richtung, die die Richtung der Kanallänge des Kanalgebietes 5 im rechten Winkel schneidet, erstreckt. Eine leitende Schicht (die Bitleitung ) 10 weist eine Polysiliziumschicht auf und ist so gebildet, daß sie sich auf der Oberfläche der Feldoxidschicht 2 und in einer Richtung, die die Richtung der Kanallänge des Kanalgebietes 5 in einem rechten Winkel schneidet, erstreckt, auf dieselbe Weise, wie die Bitleitung () 9 gebildet ist.

Wie in Fig. 2 gezeigt, ist auf dem n⁺-Source-/Drain-Gebiet 3 mit der dazwischenliegenden Bitleitung (BL₀) 7 oder auf dem n⁺-Source-/Drain-Gebiet 4 mit der dazwischenliegenden leiten den Schicht (D₀) 8 ein Zwischenschichtoxidfilm 11 gebildet. Weiterhin ist, wie in Fig. 3 gezeigt, der Zwischenschicht oxidfilm so gebildet, daß er sich auf der Oberfläche der Feldoxidschicht 2 in einer Richtung erstreckt, die die Rich tung der Kanallänge des Kanalgebietes 5 im rechten Winkel kreuzt. Wie in Fig. 2 gezeigt, steht eine Seitenwandoxid schicht 12 im Kontakt mit der Oberfläche des n⁺-Source- /Drain-Gebietes 3. Die Oxidschicht 12 ist auf der Seitenflä che der Bitleitung (BL₀) 7 und des Zwischenschichtoxidfilms 11 gebildet. Eine Seitenwandoxidschicht 12 ist des weiteren in Kontakt mit der Oberfläche des n⁺-Source-/Drain-Gebietes 4 auf den Seitenflächen der leitenden Schicht (D₀) 8 und des Zwischenschichtoxidfilms 11 gebildet. Eine Seitenwandoxid schicht 13 ist in Kontakt mit der Feldoxidschicht 2 auf den Seitenflächen der leitenden Schicht (D₀) 8, der Bitleitung () 9 oder der Bitleitung () 10 gebildet.

Wie in Fig. 2 gezeigt, ist eine Gateelektrode 14 mit ihrer unteren Oberfläche in Kontakt mit der Gateoxidschicht 6 in einem durch die Feldoxidschicht 2 abgetrennten Inselgebiet so gebildet, daß ihre Seitenfläche sich in die Richtung der Kanallänge des Kanalgebietes 5 in Kontakt mit der Oberseite des Zwischenschichtoxidfilms 11 und der Seitenwandoxidschicht 12 erstreckt. Weiterhin ist, wie in Fig. 3 gezeigt, die Gate elektrode 14 mit ihrer Unterseite in Kontakt mit dem Zwi schenschichtoxidfilm 11 auf der Feldoxidschicht 2 in einer die Richtung der Kanallänge des Kanalgebietes 5 kreuzenden Richtung sich erstreckend gebildet. Die Gatelektrode 14 weist eine Polysiliziumschicht unter Hinzufügung von Phosphor auf. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist auf der Oberfläche der Gateelek trode 14 ein Zwischenschichtoxidfilm 15 gebildet. Auf den Oberflächen der Bitleitung (BL₀) 7, der leitenden Schicht (D₀) 8, der Bitleitung () 9 und der Bitleitung () 10 ist eine Titansilizidschicht 16 gebildet. Ein Kontaktloch (CH₁) 17 ist so angeordnet, daß ein Teil der auf der Oberflä che der leitenden Schicht (D₀) 8 gebildeten Titansilizid schicht 16 freigelegt wird. Ein Zwischenschichtoxidfilm 18 ist auf der gesamten Oberfläche des p-Si-Halbleitersubstrates 1 mit Ausnahme eines Teiles der leitenden Schicht (D₀) 8 und eines Teiles der Gateelektrode 14 gebildet. Eine Seitenwand oxidschicht 19 ist im Kontakt mit der Titansilizidschicht 16 auf der leitenden Schicht (D₀) 8 auf Seitenflächen des Zwi schenschichtoxidfilms 11, der Gateelektrode 14 und des Zwi schenschichtoxidfilms 15 gebildet.

Eine untere Kondensatorelektrode (E₀) 20 ist so gebildet, daß sie über das Kontaktloch (CH₁) 17 elektrisch mit der Titansi lizidschicht 16 verbunden ist. Die untere Kondensatorelek trode 20 weist eine Polysiliziumschicht auf und ist so gebil det, daß sie sich auf die Oberseite der Bitleitung (BL₀) 7 erstreckt. Auf der Oberfläche der unteren Kondensatorelek trode 20 ist eine dielektrische Schicht 21 gebildet. Eine obere Kondensatorelektrode (Plattenelektrode E₁) 22 ist so gebildet, daß sie mit der dazwischengelegten dielektrischen Schicht 21 der Oberfläche der unteren Kondensatorelektrode 20 gegenüberliegt. Auf der gesamten Oberfläche des p-Si-Halblei tersubstrates 1 ist zur Bedeckung der oberen Kondensatorelek trode 22 eine BPSG-Schicht 23 gebildet.

Die Speicherzellen (C₁, C₂) 24 und 25 sind wie oben beschrie ben ausgeführt.

Wie in Fig. 3 gezeigt, ist ein Kontaktloch (CH₀) 26 so ange ordnet, daß ein Teil der Oberfläche der Gateelektrode 14 freigelegt wird. Eine Wortleitung (WL₁) 27 ist über das Kon taktloch (CH₀) 26 elektrisch mit der Gateelektrode 14 verbun den. Eine Wortleitung 27 ist so gebildet, daß sie sich längs der Richtung der Kanallänge des Kanalgebietes 5 erstreckt.

Nun wird unter Bezugnahme auf die Fig. 4A bis 4G ein Verfah ren zur Herstellung der Speicherzellen 24 und 25, die wie oben beschrieben ausgeführt sind, beschrieben.

Zuerst wird, wie in Fig. 4A gezeigt, auf einer Hauptoberflä che eines p-Si-Halbleitersubstrates 1 mit einer Störstellen konzentration von etwa 1×10¹⁵ cm^-3 und einem Widerstand von 10 Ω×cm selektiv eine Oxidationsbehandlung ausgeführt. Eine Feldoxidschicht 2 wird so gebildet, daß sie einen vorbestimm ten Elementbildungsbereich abtrennt. Auf der gesamten Ober fläche des p-Si-Halbleitersubstrates 1 wird mittels eines CVD-Verfahrens eine Polysiliziumschicht gebildet. Die Polysi liziumschicht wird in dem Gebiet eines Teiles der Feldoxid schicht 2 geätzt, und eine Polysiliziumschicht 5a wird gebil det.

Danach wird, wie in Fig. 4B gezeigt, auf der gesamten Ober fläche des p-Si-Halbleitersubstrates 1 durch ein CVD-Verfah ren eine Oxidschicht gebildet. In einem Teil des durch die Feldoxidschicht 2 abgetrennten Inselgebietes werden Bitlei tungen 7, 9 und 10 und die leitende Schicht durch Ätzen der Oxidschicht und der Polysiliziumschicht 5a gebildet. Zu die sem Zeitpunkt wird auf den Bitleitungen 7, 9 und 10 und der leitenden Schicht 8 ein Zwischenschichtoxidfilm 11 gebildet.

Dann wird auf der gesamten Oberfläche des p-Si-Halbleitersub strates 1 durch ein CVD-Verfahren eine Oxidschicht gebildet. Die Seitenwandoxidschicht 12 wird auf den Seitenflächen der Bitleitung 9, der leitenden Schicht 8 und des Zwischen schichtoxidfilm 11 im durch die Feldoxidschicht 2 abgetrenn ten Inselgebiet durch Entfernen der Oxidschicht mittels einer anisotropen reaktiven Ionenätztechnik gebildet.

Wie in Fig. 4C gezeigt, wird auf der freigelegten Oberfläche des p-Si-Halbleitersubstrates 1 eine Gateoxidschicht 6 gebil det. Dann werden eine mit Phosphor dotierte Polysilizium schicht und eine Oxidschicht aufeinanderfolgend auf die ge samte Oberfläche des p-Si-Halbleitersubstrates 1 durch ein CVD-Verfahren laminiert. Auf der Polysiliziumschicht und der Oxidschicht wird eine Atzbearbeitung derart ausgeführt, daß ein Teil der Polysiliziumschicht und der Oxidschicht auf dem durch die Feldoxidschicht 2 abgetrennten Inselgebiet (siehe Fig. 4C) und der zum Inselgebiet benachbarten Feldoxidschicht 2 (siehe Fig. 3) verbleiben. Dadurch werden die Gateelektrode 14 und der Zwischenschichtoxidfilm 15 gebildet. Zu dieser Zeit wird der Zwischenschichtoxidfilm 11, der in einem ande ren Gebiet als unterhalb der Gateelektrode 14 gebildet ist, so geätzt, daß ein Teil der Oberflächen der Bitleitungen 7, 9 und 10 und der leitenden Schicht 8 freigelegt wird. Des wei teren wird auf den Seitenflächen der auf der Feldoxidschicht 2 gebildeten Bitleitungen 7, 9 und 10 und leitenden Schicht 8 eine Seitenwandoxidschicht 13 gebildet.

Dann werden von der Oberseite der Bitleitung 7 und der lei tenden Schicht 8 unter Nutzung der Gateelektrode 14 und des Zwischenschichtoxidfilms 15 als Masken Arsenionen in die Oberfläche des p-Si-Halbleitersubstrates 1 mit den Bedingun gen einer Beschleunigungsspannung von 50 keV und einer Dosie rung von 4×10¹⁵ cm^-2 implantiert. Das Ausführen einer Wär mebehandlung bei einer Temperatur von etwa 900°C bewirkt, daß die auf die Bitleitung 7 und leitende Schicht 8 implantier ten Ionen im p-Si-Halbleitersubstrat 1 verteilt werden. Dies bewirkt die Bildung von n⁺-Source-/Drain-Gebieten 3 und 4 mit einer Störstellenkonzentration von etwa 1×10²⁰ cm^-3 in dem der Bitleitung 7 und der leitenden Schicht 8 benachbarten Ge biet des p-Si-Halbleitersubstrates 1. Zwischen den n⁺-Source- /Drain-Gebieten 3 und 4 wird ein Kanalgebiet 5 gebildet.

Wie in Fig. 4D gezeigt, wird auf der gesamten Oberfläche des p-Si-Halbleitersubstrates durch ein Sputterverfahren eine Titanschicht gebildet. Das Ausführen einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur von etwa 600 bis 700°C mittels eines Lampenausheilverfahrens bewirkt, daß das die Bitleitungen 7, 9 und 10 und die leitende Schicht 8 bildende Polysilizium und Titan eine Silizidreaktion zeigen. Dann wird der auf der Feldoxidschicht 2, der Seitenwandoxidschicht 13 und dem Zwi schenschichtoxidfilm 15 gebildete Titanfilm mit einer Lösung aus Ammoniumhydroxid/Wasserstoffperoxid (NH₃×H₂O/H₂O₂) wegge ätzt. Das Ausführen einer Wärmebehandlung bei einer Tempera tur oberhalb 800°C unter Verwendung des Lampenausheilverfah rens bewirkt, daß eine Titansilizidschicht 16 gebildet wird.

Wie in Fig. 4E gezeigt, wird auf der gesamten Oberfläche des p-Si-Halbleitersubstrates 1 durch ein CVD-Verfahren eine Oxidschicht gebildet. Das selektive Ausführen eines anisotro pen reaktiven Ionenätzprozesses auf der Oxidschicht bewirkt, daß ein Teil der auf der leitenden Schicht 8 und der Gate elektrode 14 gebildeten Oxidschicht entfernt wird. Infolge dessen wird ein Kontaktloch 17 derart gebildet, daß ein Teil der Oberfläche der Titansilizidschicht 16, die auf der Ober fläche der leitenden Schicht 8 gebildet ist, freigelegt wird. Zu diesem Zeitpunkt bildet der verbliebene, nicht entfernte Teil der Oxidschicht den Zwischenschichtoxidfilm 18. Eine Seitenwandoxidschicht 19 wird auf den Seitenflächen der Zwi schenschichtoxidfilme 11 und 15 und der Gateelektrode 14 ge bildet.

Wie in Fig. 4F gezeigt, wird auf der gesamten Oberfläche des p-Si-Halbleitersubstrates 1 durch ein CVD-Verfahren eine Polysiliziumschicht gebildet. Ein Teil der Polysilizium schicht wird über das Kontaktloch 17 mit der Titansilizid schicht 16 verbunden, und auf die Polysiliziumschicht wird ein Ätzverfahren derart angewendet, daß sie, sich nach ober halb der Bitlinie 7 erstreckend, verbleibt. Auf diese Weise wird die untere Kondensatorelektrode 20 gebildet.

Wie in Fig. 4G gezeigt, wird auf der Oberfläche der unteren Kondensatorelektrode 20 durch ein CVD-Verfahren eine Nitrid schicht gebildet. Dann wird eine Oxidschicht auf der Nitrid schicht durch Ausführen einer Wärmebehandlung in oxidierender Atmosphäre gebildet. Auf diese Weise wird die dielektrische Schicht 21 gebildet. Dann wird durch ein CVD-Verfahren auf der gesamten Oberfläche der Gateelektrode 14, die auf der Feldoxidschicht 2 gebildet ist, mit Ausnahme eines Gebietes eines Teiles der Gateelektrode 14, eine Polysiliziumschicht gebildet. Dies bewirkt die Bildung der oberen Kondensator elektrode (Plattenelektrode) 22, die mit der dazwischenlie genden dielektrischen Schicht 21 der unteren Kondensatorelek trode 20 gegenüberliegt. Auf der gesamten Oberfläche des p- Si-Halbleitersubstrates 1 wird durch ein CVD-Verfahren eine BPSG-Schicht 23 gebildet. Wie in Fig. 3 gezeigt, werden in einem Teil des Bereiches, in dem die obere Kondensatorelek trode 22 nicht gebildet ist, die Zwischenschichtoxidfilme 15, 18 und die BPSG-Schicht 23 geätzt. Dies führt durch Freilegen eines Teils der Oberfläche der Gateelektrode 14 zur Ausbil dung eines Kontaktloches 26. Auf der gesamten Oberfläche des p-Si-Halbleitersubstrates 1 wird durch ein Sputterverfahren eine Aluminium enthaltende Metallschicht gebildet. Auf die Metallschicht wird ein Ätz-Bearbeitungsschritt so angewandt, daß ein Teil der Metallschicht über das Kontaktloch 26 elek trisch mit der Gateelektrode 14 verbunden ist und sich längs der Richtung der Kanallänge des Kanalgebietes 5 erstreckend verbleibt. Auf diese Weise wird eine Wortleitung 27 nach Fig. 3 gebildet. Damit werden die Speicherzellen 24 und 25 fertig gestellt.

Bei einer wie oben beschrieben ausgeführten Halbleiterspei chereinrichtung sind beide sich in Richtung der Kanallänge des Kanalgebietes 5 erstreckende Enden der Gateelektrode 14 so gebildet, daß sie sich jeweils bis oberhalb des Zwischen schichtoxidfilms 11 auf der Bitleitung 7 oder des Zwischen schichtoxidfilms 11 auf der leitenden Schicht 8 erstrecken. Dementsprechend wächst die Querschnittsfläche der Gateelek trode 14 längs der Richtung der Kanallänge des Kanalgebietes 5 an. Infolgedessen ist es möglich, das Anwachsen des Wider standes beim Stromfluß in der Gateelektrode 14 zu verhindern. Damit wird eine Verzögerung im Ansprechen auf ein Signal ver hindert und die Arbeitsgeschwindigkeit erhöht. Es ist damit möglich, eine für eine Geschwindigkeitserhöhung geeignete Halbleiterspeichereinrichtung bereitzustellen.

Andererseits ist der Kondensator oberhalb der Bitleitung 7 und der leitenden Schicht 8 und unterhalb der Wortleitung 27 angeordnet. Dies erhöht die Freiheit des den Kondensator bil denden Gebietes. Der Kondensator kann so gebildet werden, daß er sich über die Gateelektrode 14 bis oberhalb der Bitleitung 7 hin erstreckt. Es ist damit möglich, eine Halbleiterspei chereinrichtung bereitzustellen, bei der die Kondensatorflä che erhöht ist und die Kapazität des Kondensators bei der Miniaturisierung der Speicherzelle auf einem ausreichend großen Wert gehalten werden kann.

Die Bitleitung 7 und die leitende Schicht 8 sind mit dem n⁺- Source-/Drain-Gebiet 3 bzw. dem n⁺-Source-/Drain-Gebiet 4 ohne Kontaktlöcher verbunden. Dies ermöglicht es, daß die Bitleitung 7 mit dem im Silizium-Halbleitersubstrat 1 gebil deten Source-/Drain-Gebiet 3 ohne störende Beeinflussung durch den Stufenteil der Schichtstruktur verbunden ist. Dies bedeutet, daß die Verbindung zwischen der Bitleitung und dem Störstellengebiet ohne Beeinflussung durch das Flächenverhält nis ausgeführt werden kann. Dementsprechend wird eine Unter brechung der Bitleitung 7 verhindert, und es ist möglich, eine Halbleiterspeichereinrichtung mit hoher Zuverlässigkeit bereitzustellen.

Des weiteren wird beim oben beschriebenen Verfahren zur Her stellung einer Halbleiterspeichereinrichtung der Kondensator gebildet, nachdem die Bitleitung 7 so gebildet ist, daß sie ohne Hindurchführung durch ein Kontaktloch mit dem n⁺-Source- /Drain-Gebiet 3 verbunden ist. Damit wird der Schritt des Bildens eines Kontaktloches zum Verbinden der Bitleitung überflüssig. Auf der anderen Seite sind beide Enden der sich in Richtung der Kanallänge des Kanalgebietes 5 erstreckenden Gateelektrode 14 jeweils so gebildet, daß sie sich bis ober halb des Zwischenschichtoxidfilms 11 auf der Bitleitung 7 oder oberhalb des Zwischenschichtoxidfilms 11 auf der leiten den Schicht 8 erstrecken. Das Kontaktloch 26 wird durch Ätzen der Zwischenschichtoxidfilme 15 und 18 und BPSG-Schicht 23, die auf der Gateelektrode 14 gebildet sind, gebildet. Dies ermöglicht es, das Flächenverhältnis des Kontaktlochs 16 zum Verbinden der Wortleitung 27 mit der Gateelektrode 14 zu ver hindern. Dementsprechend ist es möglich, die Bitleitung 7 mit dem n⁺-Source-/Drain-Gebiet 3 und die Wortleitung 27 mit der Gateelektrode 14 ohne Ausführung eines photolithographischen Prozesses mit hoher Genauigkeit zu verbinden. Damit wird die Herstellung der Halbleiterspeichereinrichtung vereinfacht.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist die Gateelek trode 14 aus einer Polysiliziumschicht mit Phosphordotierung ausgeführt. Der gleiche Effekt wie bei dieser Ausführungsform kann jedoch erhalten werden, wenn die Gateelektrode 14 aus einer Refraktärmetallsilizidschicht oder einer Schichtstruk tur einer Refraktärmetallsilizidschicht und einer Polysilizi umschicht gebildet wird.

Darüber hinaus wird bei der oben beschriebenen Ausführungs form durch Herbeiführen einer Silizidreaktion von die Bitlei tungen 7, 9 und 10 und die leitende Schicht 8 bildendem Poly silizium und Titan nach Bildung einer Titanschicht auf der gesamten Oberfläche des p-Si-Halbleitersubstrates 1 durch ein Sputterverfahren eine Titansilizidschicht 16 gebildet. Der gleiche Effekt wie bei dieser Ausführungsform wird jedoch auch erhalten, wenn die Titansilizidschicht 16 durch Herbei führen eines Silizidreaktion von Polysilizium und Titan nach Bildung einer Titanschicht nur auf den Oberflächen der Bit leitungen 7, 9 und 10 und der leitenden Schicht 8 durch ein selektives CVD-Verfahren gebildet wird.

Obgleich in der oben beschriebenen Ausführungsform die Titan silizidschicht auf den Oberflächen der Bitleitungen 7, 9 und 10 und der leitenden Schicht 8 gebildet wird, kann der glei che Effekt wie bei dieser Ausführungsform erreicht werden, wenn eine Molybdänsilizidschicht, eine Wolframsilizidschicht oder ein Tantalsilizidschicht gebildet wird.

Die Speicherzellen 24 und 25 sind bei der oben beschriebenen Ausführungsform auf einem p-Si-Halbleitersubstrat 1 gebildet, der gleiche Effekt kann jedoch erreicht werden, wenn der Lei tungstyp umgekehrt ist und die Speicherzellen auf einem n-Si- Halbleitersubstrat gebildet werden.

Wie oben beschrieben, ist es nach der vorliegenden Erfindung möglich, einen Feldeffekttransistor bereitzustellen, bei dem, wenn in der Gatelektrode ein Strom fließt, ein Anwachsen des Widerstandes auch dann verhindert werden kann, wenn das Ka nalgebiet verkleinert wird, und der für eine Erhöhung der Ar beitsgeschwindigkeit geeignet ist. Es ist auch möglich, eine Halbleiterspeichereinrichtung bereitzustellen, bei der die Kondensatorfläche vergrößert werden kann und die Kapazität des Kondensators im Falle der Miniaturisierung der Speicher zelle auf einem hinreichenden Wert gehalten werden kann. Es ist weiter möglich, eine Halbleiterspeichereinrichtung be reitzustellen, bei der Unterbrechungen der Bitleitung, die durch ein Anwachsen des Flächenverhältnisses bedingt sind, verhindert werden können, und die eine hohe Zuverlässigkeit aufweist. Daneben wird es, da es möglich ist, die leitende Schicht ohne Ausführen eines photolithographischen Prozesses mit hoher Genauigkeit mit dem Störstellengebiet des Halblei tersubstrates zu verbinden, leichter, einen Feldeffekttransi stor oder eine Halbleiterspeichereinrichtung herzustellen.

Claims

1. Feldeffekttransistor mit,
einem Halbleitersubstrat (1) eines ersten Leitfähigkeitstyps mit einer Hauptoberfläche,
einem Paar von Störstellengebieten (3, 4) eines zweiten Leit fähigkeitstyps, die so gebildet sind, daß in Richtung einer Kanallänge zur Ausbildung eines Kanalgebietes (5) auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates ein Abstand zwischen ihnen besteht,
einer ersten leitenden Schicht (7), die so gebildet ist, daß sie mit einem der Störstellengebiete elektrisch verbunden ist,
einer zweiten leitenden Schicht (8), die so gebildet ist, daß sie mit dem anderen der Störstellengebiete elektrisch verbun den ist, und
einer Gateelektrode (14), die auf dem Kanalgebiet gebildet ist, wobei die Gateelektrode,
einen ersten auf dem Kanalgebiet mit einer ersten dazwischen liegenden Isolierschicht (6) gebildeten Teil,
einen zweiten, sich vom ersten Teil erstreckenden und auf der Oberfläche der ersten leitenden Schicht mit dazwischengeleg ten zweiten Isolierschichten (11, 12) gebildeten Teil und
einen dritten, sich vom ersten Teil erstreckenden und auf der Oberfläche der zweiten leitenden Schicht mit dazwischenlie genden dritten Isolierschichten (11, 12) gebildeten Teil ent hält.

2. Feldeffekttransistor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die erste leitende Schicht (7) und die zweite lei tende Schicht (8) einen leitenden Schichtteil enthalten, der so gebildet ist, daß er sich auf einem Elementisolationsge biet (2) erstreckt.

3. Feldeffekttransistor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß
jede der zweiten isolierenden Schichten (11, 12) und der dritten isolierenden Schichten (11, 12) jeweils eine obere Isolierschicht (11), die auf einer oberen Wandung der ersten leitenden Schicht (7) oder der zweiten leitenden Schicht (8) gebildet ist, und
eine Seitenisolierschicht (12) in Kontakt mit dem einen (3) oder dem anderen (4) der Störstellengebiete und auf einer Seitenwand der ersten leitenden Schicht (7) oder der zweiten leitenden Schicht (8) gebildet, enthält.

4. Halbleiterspeichereinrichtung mit,
einem Halbleitersubstrat (1) eines ersten Leitfähigkeitstyps mit einer Hauptoberfläche,
einem Paar von Störstellengebieten (3, 4) eines zweiten Leit fähigkeitstyps, die so gebildet sind, daß zwischen ihnen in Richtung einer Kanallänge zur Ausbildung eines Kanalgebietes (5) auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates ein Ab stand besteht,
einer Gateelektrode (14), die auf dem Kanalgebiet mit einer ersten dazwischenliegenden Isolierschicht (6) gebildet ist, einer ersten leitenden Schicht (8), die so gebildet ist, daß sie elektrisch mit einem der Störstellengebiete verbunden ist,
einer Elektrode (20) eines Kondensators, die so gebildet ist, daß sie elektrisch mit der ersten leitenden Schicht verbunden ist,
einer weiteren Elektrode (22) des Kondensators, die so gebil det ist, daß sie mit einer dazwischengelegten dielektrischen Schicht (21) der Oberfläche der einen Kondensatorelektrode gegenüberliegt, und
einer zweiten leitenden Schicht (27), die so gebildet ist, daß sie elektrisch mit der Gateelektrode verbunden ist und einen Teil einer Wortleitung bildet, wobei die zweite lei tende Schicht einen ersten, in Kontakt mit der Oberfläche der Gateelektrode gebildeten Teil, und
einen zweiten, sich vom ersten Teil erstreckenden und auf der anderen Elektrode (22) des Kondensators mit einer dazwischen liegenden zweiten Isolierschicht (23) gebildeten Teil ent hält.

5. Halbleiterspeichereinrichtung nach Anspruch 4, gekenn zeichnet durch eine dritte leitende Schicht (7), die so ge bildet ist, daß sie elektrisch mit dem anderen (3) der Stör stellengebiete verbunden ist und einen Teil einer Bitleitung bildet.

6. Halbleiterspeichereinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, da durch gekennzeichnet, daß die Wortleitung (27) sich in Rich tung der Kanallänge erstreckt und die Bitleitung (7) sich in eine die Richtung der Kanallänge kreuzende Richtung er streckt.

7. Halbleiterspeichereinrichtung mit,
einem Halbleitersubstrat (1) eines ersten Leitfähigkeitstyps mit einer Hauptoberfläche,
einer ersten Isolierschicht (2), die so gebildet ist, daß sie einen Elementbildungsbereich auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates abtrennt,
einem Paar von Störstellengebieten (3, 4) eines zweiten Leit fähigkeitstyps, zwischen denen in Richtung einer Kanallänge zur Ausbildung eines Kanalgebietes (5) im Elementbildungsbe reich ein Abstand vorhanden ist und die so gebildet sind, daß sie der ersten Isolierschicht (2) benachbart sind,
einer ersten leitenden Schicht (7), die so gebildet ist, daß sie elektrisch mit einem (3) der Störstellengebiete verbunden ist und einen Teil einer Bitleitung bildet,
wobei die erste leitende Schicht einen ersten Teil, der so gebildet ist, daß er im Kontakt mit der Oberfläche von einem der Störstellengebiete steht, und einen zweiten Teil, der sich vom ersten Teil aus erstreckt und auf der ersten Isolierschicht benachbart zu einem der Stör stellengebiete gebildet ist, enthält, und
einer zweiten leitenden Schicht (8), die so gebildet ist, daß sie elektrisch mit dem anderen (4) der Störstellengebiete und einer einen Teil eines Kondensators bildenden Elektrode ver bunden ist, wobei die zweite leitende Schicht
einen ersten Teil, der so gebildet ist, daß er im Kontakt mit dem anderen der Störstellengebiete steht, und
einen zweiten Teil, der sich vom ersten Teil aus erstreckt und auf der ersten Isolierschicht benachbart zum anderen der Störstellengebiete gebildet ist, enthält.

8. Halbleiterspeichereinrichtung nach Anspruch 7, gekenn zeichnet durch eine Gateelektrode (14) , die auf dem Kanalge biet (5) mit einer zweiten dazwischengelegten Isolierschicht (6) gebildet ist.

9. Halbleiterspeichereinrichtung nach Anspruch 8, gekenn zeichnet durch eine dritte leitende Schicht (27), die so ge bildet ist, daß sie elektrisch mit der Gateelektrode (14) verbunden ist und einen Teil einer Wortleitung bildet.

10. Halbleiterspeichereinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bitleitung (7) sich in einer die Richtung der Kanallänge kreuzenden Richtung erstreckt und die Wortleitung (27) sich in Richtung der Kanallänge erstreckt.

11. Verfahren zur Herstellung eines Feldeffekttransistors mit den Schritten:
Bilden einer ersten Isolierschicht (2) zur Abtrennung eines Elementbildungsbereiches auf einer Hauptoberfläche eines Halbleitersubstrates (1) eines ersten Leitfähigkeitstyps,
Bilden einer ersten leitenden Schicht (8) auf einem Teil des Elementbildungsbereiches und auf der diesem Teil benachbarten ersten Isolierschicht,
Bilden einer zweiten leitenden Schicht (7) auf einem Teil ei nes Gebietes im Elementbildungsbereich, das von der ersten leitenden Schicht getrennt liegt, und auf der zu diesem Teil benachbarten isolierenden Schicht,
Bilden einer zweiten Isolierschicht (12) auf einer Seitenflä che der ersten leitenden Schicht,
Bilden einer dritten Isolierschicht (12) auf einer Seitenflä che der zweiten leitenden Schicht,
Bilden einer Gateelektrode (14) auf dem Elementbildungsbe reich zwischen der zweiten Isolierschicht (12) und der drit ten Isolierschicht (12) mit einer dazwischengelegten vierten Isolierschicht (6), und auf der ersten leitenden Schicht (8) und der zweiten leitenden Schicht (7) mit einer dazwischenge legten fünften Isolierschicht (11) und
Bilden eines Paares von Störstellengebieten (3, 4) eines zweiten Leitfähigkeitstyps derart, daß zwischen ihnen ein Ab stand zur Bildung eines Kanalgebietes vorhanden ist, im Ele mentbildungsbereich durch Einführen einer Verunreinigung des zweiten Leitfähigkeitstyps in den Elementbildungsbereich un ter Nutzung der Gateelektrode als Maske.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Bildens der Störstellengebiete (3, 4) die Schritte des Implantierens von Verunreinigungsionen in die erste leitende Schicht (8) und die zweite leitende Schicht (7) und des Bildens der Störstellengebiete durch thermisches Diffundieren der Verunreingungsionen von der ersten leitenden Schicht und der zweiten leitenden Schicht in den Elementbil dungsbereich aufweist.

13. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterspeicherein richtung mit den Schritten:
Bilden einer ersten Isolierschicht (2) zur Abtrennung eines Elementbildungsbereiches auf der Hauptoberfläche eines Halb leitersubstrates (1) eines ersten Leitfähigkeitstyps,
Bilden einer ersten leitenden Schicht (8) auf einem Teil des Elementbildungsbereiches und auf der diesem Teil benachbarten ersten Isolierschicht,
Bilden einer zweiten leitenden Schicht (7), die eine Bitlei tung bildet, auf einem von der ersten leitenden Schicht ge trennten Gebiet in Richtung einer Kanallänge zur Bildung ei nes Kanalbereiches im Elementbildungsbereich und auf der zu diesem Teil benachbarten ersten Isolierschicht,
Bilden einer zweiten Isolierschicht (12) auf einer Seitenflä che der ersten leitenden Schicht,
Bilden einer dritten Isolierschicht (12) auf einer Seitenflä che der zweiten leitenden Schicht,
Bilden einer Gateelektrode (14) auf dem Elementbildungsbe reich zwischen der zweiten Isolierschicht und der dritten Isolierschicht mit einer dazwischengelegten vierten Isolier schicht und auf der ersten leitenden Schicht bzw. der zweiten leitenden Schicht mit einer fünften dazwischengelegten Iso lierschicht (11),
Bilden eines Paares von Störstellengebieten (3, 4) des zwei ten Leitfähigkeitstyps derart, daß zwischen ihnen zur Bildung eines Kanalgebietes ein Abstand vorhanden ist, im Elementbil dungsbereich durch Einführen einer Verunreinigung des zweiten Leitfähigkeitstyps in den Elementbildungsbereich unter Nut zung der Gateelektrode als Maske,
Bilden einer Elektrode (20) eines Kondensators so, daß sie elektrisch mit der ersten leitenden Schicht verbunden ist,
Bilden einer weiteren Elektrode (22) des Kondensators so, daß sie der Oberfläche der einen Elektrode (20) des Kondensators mit einer dazwischenliegenden dielektrischen Schicht (21) ge genüberliegt und daß sie sich auf die zweite leitende Schicht erstreckt,
Bilden einer sechsten Isolierschicht (23) so, daß sie die an dere Elektrode (22) des Kondensators bedeckt,
Bilden eines Kontaktlochs (26) so, daß ein Teil der Oberflä che der Gateelektrode (14) freigelegt wird, durch selektives Entfernen der sechsten Isolierschicht und
Bilden einer Wortleitung (27) so, daß sie über das Kontakt loch (26) elektrisch mit der Gateelektrode verbunden ist.