DE69033841T2 - DRAM-Zelle mit Grabenkondensator und vergrabenen Seitenkontakten - Google Patents

DRAM-Zelle mit Grabenkondensator und vergrabenen Seitenkontakten

Info

Publication number
DE69033841T2
DE69033841T2 DE69033841T DE69033841T DE69033841T2 DE 69033841 T2 DE69033841 T2 DE 69033841T2 DE 69033841 T DE69033841 T DE 69033841T DE 69033841 T DE69033841 T DE 69033841T DE 69033841 T2 DE69033841 T2 DE 69033841T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
forming
trench
silicon dioxide
conductive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69033841T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69033841D1 (de
Inventor
Gishi Chung
Coleman, Jr.
Randy Mckee
Bing-Whey Shen
Kiyoshi Shirai
Clarence Teng
Masaaki Yashiro
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Texas Instruments Inc
Original Assignee
Texas Instruments Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Texas Instruments Inc filed Critical Texas Instruments Inc
Application granted granted Critical
Publication of DE69033841D1 publication Critical patent/DE69033841D1/de
Publication of DE69033841T2 publication Critical patent/DE69033841T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/01Manufacture or treatment
    • H10B12/02Manufacture or treatment for one transistor one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/03Making the capacitor or connections thereto
    • H10B12/038Making the capacitor or connections thereto the capacitor being in a trench in the substrate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Description

    GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet des Entwurfs und der Herstellung integrierter Schaltungen. Genauer bezieht sich die vorliegende Erfindung auf das Gebiet dynamischer Schreib-Lese-Speichermatrizen, dynamischer Schreib-Lese-Speicherzellen und anderer dynamischer Schreib-Lese- Speicherstrukturen und der Verfahren zur Herstellung dieser Strukturen.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Das Streben nach der Entwicklung immer kleinerer dynamischer Schreib- Lese-Speicherzellen (DRAM-Zellen) und verwandter Strukturen ist ein wohlbekanntes Ziel. Bei der Herstellung integrierter Schaltungen sind bestimmte Kosten unabhängig davon, welche integrierte Schaltung hergestellt wird, verhältnismäßig fest. Somit schafft die höhere Speicherdichte auf einer einzelnen integrierten Schaltung dadurch, daß diese Festkosten über eine größere Speicherkapazität verteilt werden, auf Pro-Bit-Grundlage eine höhere Wirtschaftlichkeit. Außerdem ermöglicht die höhere Speicherablagekapazität eine höhere Speicherkapazität der Endanwenderprodukte wie etwa der Computer in einem kleineren Gehäuse. Somit wird der Wert für den Kunden erhöht. Da 50% oder mehr der Fläche eines DRAMs für die Speicherzelle selbst verwendet werden, ermöglicht die Verringerung der Speicherzellengröße, Speicherzellen in weitaus größerer Anzahl in dem DRAM anzuordnen.
  • Es wurden mehrere Techniken entwickelt, um zu versuchen, die Größe der Speicherzellen zu verringern. Beispielsweise wurde die Grundzelle des dynamischen Schreib-Lese-Speichers auf ein Minimum von Komponenten, d. h. auf einen Transistor und einen an die Source des Transistors angeschlossenen Kondensator, reduziert. Der Transistor ermöglicht den Zugriff auf die im Kondensator gespeicherte Ladung, wobei die gespeicherte Ladung die Daten repräsentiert. Der erste Schritt bei der Verringerung der Größe der DRAM-Zellen war die effektive Integration des Transfer-Transistors und des Kondensators. Ein Beispiel hierfür findet sich in Kuo "Random Access Memory Cell with Different Capacitor and Transistor Oxide Thickness", US-Patent Nr. 4.240.092, erteilt am 16. Dezember 1980 und auf den Anmelder dieser Anmeldung übertragen. Kuo ist ein Beispiel einer "HyC"-Zelle. Wenn die Dichte der DRAMs steigt, werden die Beschränkungen der Hy-C-Zelle offensichtlich. Um eine genaue Datenspeicherung und -wiedergewinnung zu schaffen, muß die Kapazität des Ablagetransistors so groß wie möglich sein. Die Kapazität des Ablagetransistors ist aber direkt proportional zur Fläche zwischen den Platten des Kondensators. Dies führt in einer planaren Kondensatorzelle wie der Hy-C-Zelle zu einer grundlegenden Abwägung zwischen der Zellengröße und der Zellenkapazität.
  • Zur Minimierung des von der Speicherzelle belegten Flächeninhalts bei Aufrechterhaltung einer angemessenen Ablagekondensatorkapazität wurden vertikale Kondensatorstrukturen entwickelt. Ein Beispiel einer solchen Struktur findet sich in Sunami, "Cell Structures for Featured DRAMs", International Electron Devices Meeting Technical Digest (1985), Abhandlung 29.1, S. 694-697. In einigen Fällen ist der Kondensator auf einem in die Oberfläche des Substrats geätzten Graben gebildet. Ein Beispiel hierfür findet sich in Ishiuchi u. a., "Submicron CMOS Technologies for 4Megabit Dynamic RAM", International Electron Devices Meeting Technical Digest (1985), Abhandlung 29.4, S. 706-709. In anderen Fällen wurde ein Stapel- oder Mehrplattenkonzept untersucht, das einen vertikal gestapelten Kondensator schafft. Ein Beispiel hierfür findet sich in Sunami u. a., oben.
  • Die Schwierigkeiten hinsichtlich der Herstellung des Ablagekondensators in einem Graben haben viel Komplexität in die Herstellung der DRAM-Zellen gebracht. Siehe beispielsweise Baglee u. a., US-Patent Nr. 4.721.987, "Trench Capacitor Process for High Density Dynamic RAM", erteilt am 26. Januar 1988 und auf den Anmelder dieser Anmeldung übertragen. Obgleich der Ablagekondensator selbst verkleinert worden ist, haben die zusätzlichen Schwierigkeiten beim Verbinden des Transfer-Transistors mit dem Kondensator Anforderungen an die Abstandstoleranzen eingeführt und die Komplexität der Leckkomponenten erhöht. Diese haben alle komplexe Verarbeitungsschritte und eine zusätzliche belegte Fläche zur Herstellung der DRAM-Zellen erforderlich gemacht.
  • In EP-A-O 264 858 ist eine DRAM-Zelle mit einem gemeinsam genutzten Grabenablagekondensator mit an einer Seitenwand definierten Brückenkontakten, Gate-Elektroden und einem zugehörigen Transistor beschrieben. Die Struktur enthält einen Graben, der Polysilicium enthält und die Kondensatorplatten definiert, sowie dielektrische Schichten aus dem gleichen Material. Ferner enthält die Struktur einen Oberflächen-Seitenwandkontakt zur Herstellung eines elektrischen Kontakts zwischen den Kondensatorplatten jeder Zelle eines zugehörigen Transistors. In diesem Dokument gibt es keine Lehre eines seitlichen Kontakts unter der Oberfläche.
  • Patent Abstracts of Japan, Bd. 13, Nr. 468, und JP-A-1.183.152 lehrt einen verborgenen Leiter, der einen vergrabenen seitlichen Kontakt zwischen einem N+-Gebiet und einer Kondensatorplatte bildet. Ein P+-Gebiet wirkt als zweite Kondensatorplatte für die in diesem Dokument beschriebene DRAM-Zelle. Die Struktur besitzt eine einzige leitende Schicht und eine einzige isolierende Schicht in dem Graben. Es gibt keine Lehre einer ersten und einer zweiten isolierenden Schicht sowie einer ersten und einer zweiten leitenden Schicht.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die im Stand der Technik aufgetretenen Schwierigkeiten werden mit einem Verfahren zum Herstellen einer DRAM-Zelle wie in Anspruch 1 definiert überwunden.
  • Vorteilhafte Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Die vorliegende Erfindung wird am besten verstanden mit Bezug auf die im folgenden beschriebenen Ausführungsformen in Verbindung mit der hiermit gegebenen Zeichnung, in der:
  • Fig. 1 ein schematisches Seitenansichts-Diagramm einer durch ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung gebildeten DRAM-Zelle ist;
  • Fig. 2 ein elektrischer Schaltplan ist, der den elektrischen Betrieb der in Fig. 1 gezeigten DRAM-Zelle zeigt;
  • Fig. 3A bis 3Q schematische Diagramme sind, die Verarbeitungsschritte zur Herstellung der in Fig. 1 gezeigten DRAM-Zelle zeigen, wobei sämtliche Figuren außer Fig. 3 schematische Seitenansichts-Diagramme sind, während Fig. 3 ein schematisches Draufsichts-Diagramm ist; und
  • Fig. 4 ein Draufsichts-Diagramm einer Matrix von Speicherzellen wie etwa der in Fig. 1 gezeigten DRAM-Zelle ist.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Fig. 1 ist ein schematisches Seitenansichts-Diagramm einer DRAM-Zelle mit einem Poly-Poly-Kondensator 213. Die Wortleitung 260 steuert die Leitung zwischen den Source/Drain-Bereichen 268, die somit einen Transfer-Transistor 211 aufweisen. Der SourcelDrain-Bereich 268 und die diffundierte Kontaktzone 248 sind beides diffundierte N-Zonen, die somit eine leitende Einheit aufweisen. Wenn durch den Transfer-Transistor 211 über die Bitleitung 272 Daten an den Kontaktpunkt 248 angelegt werden, wird durch den polykristallinen Silicium- Stopfen 246 Strom zur Ablageplatte 228 geleitet. Die Ablageplatte 228 bildet über das Dielektrikum 232 zwischen der Ablageplatte 228 und der Feldplatte 238 den Kondensator.
  • Fig. 2 ist ein elektrischer Schaltplan, der den elektrischen Betrieb der in Fig. 1 gezeigten DRAM-Zelle zeigt. Die entsprechenden Bezugszeichen in Fig. 2 entsprechen den in Fig. 1 gezeigten Komponenten.
  • Die Fig. 3A bis 3Q sind schematische Diagramme, die die Verarbeitungsschritte zur Herstellung der in Fig. 1 gezeigten Speicherzelle zeigen. Das Substrat 210 ist ein kristallines Siliciumsubstrat, das bis auf eine Leitfähigkeit von etwa 0,9 Ohm-Zentimetern P-dotiert ist. Auf der Oberfläche des Substrats 210 wird durch thermische Oxidation in einer Sauerstoffumgebung während etwa 50 Minuten bei einer Temperatur von etwa 950ºC eine Siliciumdioxidschicht 212 gebildet, um eine Siliciumdioxidschicht von etwa 350 Angstrom zu erzeugen (10 Angstrom = 1 nm). Die Siliciumnitridschicht 214 wird durch Niederdruck- Gasphasenabscheidung nach chemischem Verfahren mit einer Dicke von etwa 1300 Angstrom gebildet. Die Siliciumdioxidschicht 216 ist Siliciumdioxid, das mit der Gasphasenabscheidung nach chemischem Verfahren mit einer Dicke von etwa 5000 Angstrom abgeschieden und gehärtet wird, um eine Hartmaske zu erzeugen, um dort, wo dies in Fig. 3A angegeben ist, die Gräben 218 und 220 zu ätzen. Daraufhin wird auf der Oberfläche der Siliciumdioxidschicht 216 ein (nicht gezeigtes) Photoresistmuster gebildet, das zum Ätzen der Siliciumdioxidschicht 216, der Siliciumnitridschicht 214 und der Siliciumdioxidschicht 212 zum Erzeugen der in Fig. 3A gezeigten Öffnungen 218 und 220 verwendet wird.
  • Die Gräben 218 und 220 werden im Substrat 210 mit den beispielsweise in Douglas u. a., "Trench Etch Process for a Single-wafer RIE Dry Etch Reactor", US-Patent Nr. 4.784.720, erteilt am 15. November 1988 und auf den Anmelder dieser Anmeldung übertragen, beschriebenen Ätztechniken gebildet. Daraufhin wird an den Wänden der Gräben 218 und 220 mit thermischer Oxidation in einer Dampfumgebung bei etwa 900ºC während etwa 10 Minuten eine dünne Siliciumdioxidschicht mit einer Dicke von 250 Angstrom gebildet. Daraufhin wird auf der Oberfläche der Siliciumdioxidschicht in Silan eine Schicht aus Siliciumdioxid mit einer Dicke von etwa 750 Angstrom abgeschieden, um die in Fig. 3B gezeigte Siliciumdioxid-Verbundschicht 222 zu bilden. Daraufhin wird mit der Gasphasenabscheidung nach chemischem Verfahren eine Schicht aus insitu-dotiertem polykristallinem Silicium 224 mit einer Dicke von etwa 1000 Angstrom abgeschieden. Daraufhin wird mit der Gasphasenabscheidung nach chemischem Verfahren eine Schicht aus TEOS-Siliciumdioxid 226 mit einer Dicke von etwa 500 Angstrom abgeschieden. Daraufhin wird eine Schicht des Photoresists 229 mit einer Dicke von etwa 10.000 Angstrom abgeschieden, um die in Fig. 3B gezeigte Struktur zu erzeugen. Daraufhin wird die Photoresistschicht 229 ohne Verwendung einer Maske überall mit Licht belichtet.
  • Die Wellenlänge, die Intensität und die Belichtungszeit werden so gewählt, daß die obere Schicht der Photoresistschicht 229 belichtet wird, während der Teil der Photoresistschicht 229 in den Gräben 218 und 220 unbelichtet bleibt. Daraufhin wird der belichtete Photoresist mit üblichen Entwicklungstechniken entfernt, um den wie in Fig. 3C gezeigten Rest der Photoresistschicht 229 zurückzulassen.
  • Daraufhin wird die Siliciumdioxidschicht 226 mit C&sub2;F&sub6;/CHF&sub3;-Plasma geätzt. Daraufhin wird die polykristalline Siliciumdioxidschicht 224 mit 3F&sub6;-Plasma geätzt. Wie in Fig. 3D gezeigt ist, bilden die verbleibenden Teile der polykristallinen Siliciumdioxidschicht 224 die polykristalline Siliciumplatte 228 und die polykristalline Siliciumplatte 230. Daraufhin wird der Rest des Photoresists 229 und der Siliciumdioxidschicht 226 mit naßchemischen Ätztechniken entfernt, wobei die Struktur aus Fig. 3E verbleibt. Daraufhin wird mit niedriger Gasphasenabscheidung nach chemischem Verfahren eine Schicht aus Siliciumnitrid abgeschieden, um die in Fig. 3F gezeigte Siliciumnitridschicht 232 zu erzeugen. Daraufhin wird eine Schicht aus polykristallinem Silicium mit einer Dicke von etwa 6000 Angstrom abgeschieden, die, wie in Fig. 3 G gezeigt ist, die Gräben 218 und 220 vollständig füllt. Nach dem mit Bezug auf Fig. 3H beschriebenen Ätzen bildet die polykristalline Siliciumschicht 238 die Feldplatte 238.
  • Wie in Fig. 3H gezeigt ist, wird daraufhin auf der Oberfläche der polykristallinen Siliciumschicht 238 eine Schicht aus Photoresist 239 abgeschiedenen und strukturiert. Daraufhin wird die polykristalline Siliciumschicht 238 mit kombiniertem anisotropen und isotropen Ätzen geätzt, um geneigte Seitenwände und somit die in Fig. 3H gezeigte Struktur zu erzeugen. Daraufhin werden die Siliciumnitridschicht 232, die Siliciumdioxidschicht 222 und die Siliciumnitridschicht 214 mit anisotropen Ätztechniken wie etwa dem reaktiven Ionenätzen in einem C&sub2;F&sub6;/CHF&sub3;-Plasma entfernt. Somit verbleibt die Struktur aus Fig. 3H.
  • Daraufhin wird die Struktur aus Fig. 3H einem isotropen Siliciumdioxidätzen wie etwa einem naßchemischen Ätzen in Fluorwasserstoffsäure zum Entfernen des oberen Teils der Siliciumdioxidschicht 221 und zum Entfernen eines Teils der Siliciumdioxidschicht 221 zwischen dem Substrat 210 und den Platten 228 und 230 ausgesetzt, um die in Fig. 31 gezeigten Öffnungen 240 zu erzeugen.
  • Daraufhin wird die Photoresistschicht 239 mit üblichen Photoresist- Entfernungstechniken entfernt.
  • Daraufhin wird auf der Struktur aus Fig. 31 eine Schicht aus polykristallinem Silicium 242 abgeschieden, um überall eine dünne polykristalline Siliciumschicht zu erzeugen und, wie in Fig. 3 J gezeigt ist, die Öffnungen 240 zu füllen. Daraufhin wird die Struktur aus Fig. 3 J einem isotropen Ätzen wie etwa einem Kohlenstoff-Tetrafluor-Plasma ausgesetzt, um den oberen Teil der polykristallinen Siliciumschicht 242 zu entfernen.
  • Wie in Fig. 3K gezeigt ist, verbleibt ein Teil der polykristallinen Siliciumschicht 242 in den Öffnungen 240, um die polykristallinen Silicium- Stopfen 246 zu bilden. Die Dotierungsatome diffundieren von den Ablageplatten 228 und 230 und bilden die diffundierten Zonen 248. Diese Technik zum Bilden der Kontakte aus den diffundierten Zonen 248 in den Platten 228 und 230 ist in der gleichzeitig anhängigen Anmeldung lfd. Nr. 122.604, jetzt US-Patent Nr. 4.939.104, gezeigt, die hiermit durch Literaturhinweis eingefügt ist. Daraufhin wird die resultierende Struktur thermisch oxidiert, um die in Fig. 3K gezeigte Siliciumdioxidschicht 244 zu bilden. In einer alternativen Ausführungsform verbleiben die Siliciumnitridschicht 214 und die Siliciumdioxidschicht 212 in diesem Schritt und werden als Oxidationsmaske zum Schutz des Grabengebiets während des Oxidierens der polykristallinen Siliciumschicht 238 verwendet. Daraufhin werden die Siliciumnitridschicht 214 und die Siliciumdioxidschicht 212 entfernt, während ein zweiter thermischer Oxidationsschritt zum Bilden des Teils der Siliciumdioxidschicht 244 auf dem Graben verwendet wird. Dieser Prozeß ermöglicht eine stärkere Steuerung der relativen Dicke der zwei Teile der Siliciumdioxidschicht 244.
  • Daraufhin wird auf der Oberfläche der Struktur aus Fig. 3K eine (nicht gezeigte) Schicht aus Siliciumnitrid mit einer Dicke von etwa 1000 Angstrom gebildet, die anisotrop geätzt wird, um die in Fig. 3L gezeigten Siliciurrinitrid- Seitenwandschichten 250 zu erzeugen. Die Siliciumnitrid-Seitenwandschichten 250 schaffen eine Abdichtung der Ecke der Platten 232 und helfen, während der nachfolgenden Abscheidung und des Ätzens der leitenden Schichten die Bildung leitender Fäden auf den Seiten der Siliciumdioxidschicht 244 zu verhindern.
  • Daraufhin wird auf der Oberfläche der Struktur aus Fig. 3L eine Schicht aus polykristallinem Silicium 252 mit einer Dicke von etwa 5000 Angstrom gebildet. Die polykristalline Siliciumschicht 252 wird durch In-situ-Dotierung bis auf eine Leitfähigkeit von etwa 0,005 Ohm-Zentimeter dotiert. Daraufhin wird auf der Oberfläche der polykristallinen Siliciumschicht 252 eine Schicht aus TEOS- Siliciumdioxid 254 mit einer Dicke von etwa 2500 Angstrom gebildet. Daraufhin wird eine (nicht gezeigte) Schicht aus strukturiertem Photoresist zum Ätzen der polykristallinen Siliciumschicht 252 und der Siliciumdioxidschicht 254 verwendet, um die in Fig. 3N gezeigten Wortleitungen 256, 258, 260, 262 und 264 zu erzeugen.
  • Fig. 30 ist eine Draufsicht der resultierenden Struktur, die das Grabengebiet als Substrat 210 zeigt. Es wird angemerkt, daß die Öffnung bis auf die Fläche des in den Gräben 218 und 220 gebildeten Kondensators verläuft. Diese Überschneidung berücksichtigt Versetzungen sowie den optimalen Abstand des resultierenden Transistors ohne die zusätzlichen Ausrichtungszwischenräume beispielsweise zwischen dem Graben 218 und der Wortleitung 260. Da zwischen dem Graben 218 und der Wortleitung 260 kein Ausrichtungszwischenraum erforderlich ist, werden keine zusätzlichen Diffusionen benötigt, wobei zwischen der Wortleitung 260 und dem Graben 218 ein absolut minimaler Zwischenraum erzeugt werden kann.
  • Daraufhin wird die Struktur aus Fig. 3N einer Ionenimplantation von Phosphor- oder Arsen-Ionen mit einer Energie von etwa 60 Kiloelektronenvolt und einer Dichte von etwa 4 · 10¹³ Ionen pro Zentimeter² ausgesetzt. Dadurch werden die in Fig. 3P gezeigten schwach dotierten Source/Drain-Bereiche 266 gebildet. Daraufhin wird mit der Gasphasenabscheidung nach chemischem Verfahren eine Schicht aus Siliciumdioxid mit einer Dicke von etwa 1500 Angstrom abgeschieden, die daraufhin mit anisotropem Ätzen geätzt wird, um die in Fig. 3Q gezeigten Siliciumdioxid-Seitenwandschichten 267 zu erzeugen. Daraufhin wird die Struktur aus Fig. 3Q einer Ionenimplantation von Arsenionen mit einer Energie von etwa 150 Kiloelektronenvolt und einer Dichte von etwa 3 · 10¹&sup5; Ionen pro Zentimeter² ausgesetzt. Alternativ können die schwach dotierten Gebiete 266 weggelassen werden, wobei nach Bildung der Seitenwand- Oxidschichten 267 eine Doppelimplantation mit einer Arsen-Ionenimplantation von Arsen-Ionen mit einer Energie von etwa 150 Kiloelektronenvolt und einer Dichte von etwa 3 · 10¹&sup5; Ionen pro Zentimeter² plus einer Phosphor- Ionenimplantation von Phosphor-Ionen in einer Energie von etwa 85 Kiloelektronenvolt in einer Dichte von etwa 4 · 1014 Ionen pro Zentimeter² verwendet werden kann. Wegen des höheren Diffusionsvermögens der Phosphoratome in Silicium werden schwach dotierte Drain-Gebiete gebildet, die die Source/Drain-Gebiete 268 umgeben und somit, wie in Fig. 3Q gezeigt ist, einen Ersatz für die schwach dotierten Gebiete 266 schaffen.
  • Da sich die Grabenöffnung mit dem Kondensatorgebiet überschneidet, schafft das SourcelDrain-Gebiet 268, wie in Fig. 1 gezeigt ist, zwischen der Wortleitung 260 und der diffundierten Zone 248 eine leitende Verbindung für den Transistor 211. Selbst bei einer Versetzung wird ein Transistor gebildet, der das dotierte Gebiet 248 als Source/Drain-Bereich verwendet, und somit ein funktionierender Durchlaßtransistor erzeugt. Diese Struktur läßt eine Versetzung zu, so daß Versetzungstoleranzen zwischen der Wortleitung 216 und dem Kondensator 213 weggelassen werden können.
  • Daraufhin wird eine Schicht aus Bor-Phosphor-Siliciumdioxid mit einer Dicke von etwa 2000 Angstrom abgeschieden. Diese Schicht verbleibt im unverdichteten Zustand, wobei auf der Oberfläche der Siliciumdioxidschicht 270 ein (nicht gezeigtes) Resistmuster gebildet wird. Daraufhin wird die Siliciumdioxidschicht 270 etwa 15 Sekunden lang in einer Lösung aus 10%-iger Fluorwasserstoffsäure geätzt. Zum Entfernen der Siliciumdioxidschicht 251 über dem diffundierten Source/Drain-Bereich 268 wird ein schnelles reaktives Ionenätzen mit Tetrafluorkohlenstoff verwendet. Daraufhin wird eine Schicht aus polykristallinem Silicium 272 mit einer Dicke von etwa 3500 Angstrom abgeschieden, die in situ dotiert wird, um eine Leitfähigkeit von etwa 40 Ohm pro Zentimeter² zu erzeugen. Da die TEOS-Siliciumdioxidschichten 234 und die Seitenwand-Siliciumdioxidschichten 267 gegenüber dem Ätzen mit 10%-iger Fluorwasserstoffsäure beständig sind, ist der Kontakt der polykristallinen Siliciumschicht 272 auf die Wortleitungen 262 und 260 ausgerichtet und automatisch selbstjustierend. Somit ist für die Bildung des Bitleitungskontakts 271 keine Ausrichtungstoleranz auf den diffundierten Source/Drain-Bereich 268 erforderlich. Da keine Ausrichtungstoleranzen erforderlich sind, kann eine dichtere Matrix gebildet werden.
  • Fig. 4 ist eine Draufsicht einer Speichermatrix mit der Speicherzelle aus Fig. 1. Die Anordnung aus Fig. 4 ist ähnlich der aus Fig. 2, wobei wegen der Verwendung ähnlicher Selbstjustierungstechniken und der Überschneidung zwischen dem Grabengebiet und dem Kondensatorgebiet eine ähnliche Anordnung, die eine optimale Dichte erzeugt, geschaffen wird. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, kann somit mit 0,6-Mikrometer-Linien mit 0,1-Mikrometer-Ausrichtungstoleranzen eine Speicherzelle 274 mit einer Fläche von 1,5 Mikrometern · 2,6 Mikrometern gebildet werden.
  • Obgleich hier eine bestimmte Ausführungsform eines Prozesses gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben wird, soll diese nicht als Beschränkung des Umfangs der vorliegenden Erfindung verstanden werden. Im Licht der Lehre dieser Beschreibung werden dem Fachmann auf dem Gebiet weitere Ausführungsformen klar. Obgleich die Ausführungsform die Verwendung von kristallinem Silicium zeigt, können beispielsweise andere Halbleitermaterialien wie etwa Galliumarsenid verwendet werden.

Claims (7)

1. Verfahren zum Herstellen einer DRAM-Zelle mit den Schritten:
Bilden eines Grabens (218, 200) in einem Substrat (210);
Bilden einer ersten isolierenden Schicht (222) mit einem ersten isolierenden Material auf einer Fläche des Grabens;
Bilden einer ersten leitenden Schicht (228) auf der ersten isolierenden Schicht;
Bilden einer zweiten isolierenden Schicht (232) auf der ersten leitenden Schicht, wobei die zweite isolierende Schicht ein zweites isolierendes Material aufweist;
Bilden einer zweiten leitenden Schicht (238) auf der zweiten isolierenden Schicht, so daß ein Kondensator (213) entsteht;
Entfernen eines Teils der ersten isolierenden Schicht zwischen der Fläche des Grabens und der ersten leitenden Schicht durch selektives Ätzen in bezug auf die erste leitende Schicht zur Erzeugung einer sich in den Graben erstreckenden Vertiefung (240);
Füllen der Vertiefung mit einem leitenden Material (242, 246);
Bilden eines Feldeffekttransistors (211) auf dem Substrat angrenzend an den Graben, wobei ein SourcelDrain-Bereich (268) des Transistors leitend mit dem leitenden Material verbunden ist.
2. Verfahren nach Anpruch 1, bei welchem ferner der Transistor und das leitende Material über einen vergrabenen seitlichen Kontakt leitend miteinander verbunden werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei welchem ferner der vergrabene seitliche Kontakt durch Bilden einer diffundierten Zone (218) in dem Substrat erzeugt wird, indem Dotierungsatome aus der ersten leitenden Schicht durch das leitende Material in das Substrat diffundiert werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das Bilden der ersten und zweiten Schichten das Bilden der Schichten aus der Gruppe von Materialien umfaßt, die aus Siliziumdioxid, Siliziumnitrid und Tantaloxid besteht.
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei welchem ferner die erste Schicht so gewählt wird, daß sie aus Siliziumdioxid besteht und die zweite Schicht so gewählt wird, daß sie aus Siliziumnitrid besteht.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem ferner die zweite leitenden Schicht an ein Bezugspotential anlegbar ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem ferner die erste und die zweite leitende Schicht und das leitende Material aus polykristallinem Silizium gebildet werden.
DE69033841T 1989-07-25 1990-07-18 DRAM-Zelle mit Grabenkondensator und vergrabenen Seitenkontakten Expired - Fee Related DE69033841T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/385,327 US4978634A (en) 1989-07-25 1989-07-25 Method of making trench DRAM cell with stacked capacitor and buried lateral contact

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69033841D1 DE69033841D1 (de) 2001-12-06
DE69033841T2 true DE69033841T2 (de) 2002-05-29

Family

ID=23520952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69033841T Expired - Fee Related DE69033841T2 (de) 1989-07-25 1990-07-18 DRAM-Zelle mit Grabenkondensator und vergrabenen Seitenkontakten

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4978634A (de)
EP (1) EP0418491B1 (de)
JP (1) JPH03149875A (de)
KR (1) KR100198769B1 (de)
DE (1) DE69033841T2 (de)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5064498A (en) * 1990-08-21 1991-11-12 Texas Instruments Incorporated Silicon backside etch for semiconductors
US5097381A (en) * 1990-10-11 1992-03-17 Micron Technology, Inc. Double sidewall trench capacitor cell
US5065273A (en) * 1990-12-04 1991-11-12 International Business Machines Corporation High capacity DRAM trench capacitor and methods of fabricating same
EP0550255B1 (de) * 1991-12-31 1998-03-11 STMicroelectronics, Inc. Seitenwand-Abstandsstruktur für Feldeffekttransistor
US5363327A (en) * 1993-01-19 1994-11-08 International Business Machines Corporation Buried-sidewall-strap two transistor one capacitor trench cell
US5429978A (en) * 1994-06-22 1995-07-04 Industrial Technology Research Institute Method of forming a high density self-aligned stack in trench
US5595926A (en) * 1994-06-29 1997-01-21 Industrial Technology Research Institute Method for fabricating a DRAM trench capacitor with recessed pillar
US5627092A (en) * 1994-09-26 1997-05-06 Siemens Aktiengesellschaft Deep trench dram process on SOI for low leakage DRAM cell
US5444013A (en) * 1994-11-02 1995-08-22 Micron Technology, Inc. Method of forming a capacitor
KR100212419B1 (ko) * 1995-11-06 1999-08-02 김영환 디램의 전하저장전극 콘택홀 형성방법
US6083849A (en) 1995-11-13 2000-07-04 Micron Technology, Inc. Methods of forming hemispherical grain polysilicon
US5926717A (en) * 1996-12-10 1999-07-20 Advanced Micro Devices, Inc. Method of making an integrated circuit with oxidizable trench liner
EP0973203A3 (de) * 1998-07-17 2001-02-14 Infineon Technologies AG Halbleiterschicht mit lateral veränderlicher Dotierung und Verfahren zu dessen Herstellung
JP3205306B2 (ja) * 1998-12-08 2001-09-04 松下電器産業株式会社 半導体装置およびその製造方法
TW463311B (en) * 2000-10-02 2001-11-11 United Microelectronics Corp Manufacturing method of bit line
US6686235B2 (en) 2001-04-12 2004-02-03 Micron Technology, Inc. Buried digit spacer-separated capacitor array
US8872344B2 (en) 2010-06-09 2014-10-28 Texas Instruments Incorporated Conductive via structures for routing porosity and low via resistance, and processes of making
JP5581853B2 (ja) * 2010-06-30 2014-09-03 富士通セミコンダクター株式会社 半導体装置およびその製造方法
WO2019161166A1 (en) 2018-02-16 2019-08-22 Avx Corporation Self-aligning capacitor electrode assembly having improved breakdown voltage

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5812739B2 (ja) * 1975-05-07 1983-03-10 株式会社日立製作所 半導体記憶装置
US4225945A (en) * 1976-01-12 1980-09-30 Texas Instruments Incorporated Random access MOS memory cell using double level polysilicon
JPS5511365A (en) * 1978-07-11 1980-01-26 Pioneer Electronic Corp Semiconductor memory
JPS5681968A (en) * 1979-12-07 1981-07-04 Toshiba Corp Manufacture of semiconductor device
US4353086A (en) * 1980-05-07 1982-10-05 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Silicon integrated circuits
US4397075A (en) * 1980-07-03 1983-08-09 International Business Machines Corporation FET Memory cell structure and process
JPS58154256A (ja) * 1982-03-10 1983-09-13 Hitachi Ltd 半導体装置
JPS5982761A (ja) * 1982-11-04 1984-05-12 Hitachi Ltd 半導体メモリ
JPS59161860A (ja) * 1983-03-07 1984-09-12 Hitachi Ltd 半導体メモリ装置
JPS6012752A (ja) * 1983-07-01 1985-01-23 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 半導体記憶装置およびその製造方法
US4717942A (en) * 1983-07-29 1988-01-05 Nec Corporation Dynamic ram with capacitor groove surrounding switching transistor
JPS6023507B2 (ja) * 1983-11-21 1985-06-07 株式会社日立製作所 半導体記憶装置
JPS60213053A (ja) * 1984-04-09 1985-10-25 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体メモリ素子
JPH0616549B2 (ja) * 1984-04-17 1994-03-02 三菱電機株式会社 半導体集積回路装置
DE3572422D1 (en) * 1984-06-14 1989-09-21 Ibm Dynamic ram cell
JPH079944B2 (ja) * 1984-07-30 1995-02-01 株式会社東芝 半導体メモリ装置
US4797373A (en) * 1984-10-31 1989-01-10 Texas Instruments Incorporated Method of making dRAM cell with trench capacitor
US4791463A (en) * 1984-10-31 1988-12-13 Texas Instruments Incorporated Structure for contacting devices in three dimensional circuitry
JPS61135151A (ja) * 1984-12-05 1986-06-23 Mitsubishi Electric Corp 半導体記憶装置
US4785337A (en) * 1986-10-17 1988-11-15 International Business Machines Corporation Dynamic ram cell having shared trench storage capacitor with sidewall-defined bridge contacts and gate electrodes
US4830978A (en) * 1987-03-16 1989-05-16 Texas Instruments Incorporated Dram cell and method
JPS63260164A (ja) * 1987-04-17 1988-10-27 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体記憶装置及びその製造方法
JPH01183152A (ja) * 1988-01-18 1989-07-20 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体記憶装置及びその製造方法
JPH01192164A (ja) * 1988-01-28 1989-08-02 Fujitsu Ltd 半導体装置とその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP0418491A2 (de) 1991-03-27
US4978634A (en) 1990-12-18
EP0418491B1 (de) 2001-10-31
JPH03149875A (ja) 1991-06-26
EP0418491A3 (en) 1991-09-25
KR100198769B1 (ko) 1999-06-15
DE69033841D1 (de) 2001-12-06
KR910003813A (ko) 1991-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69033841T2 (de) DRAM-Zelle mit Grabenkondensator und vergrabenen Seitenkontakten
DE3882557T2 (de) DRAM-Zelle und Herstellungsverfahren.
DE4236814C2 (de) Verfahren zur Bildung eines Kondensators
DE69014486T2 (de) Halbleiterspeicheranordnung mit Stapelkondensator und Verfahren zu ihrer Herstellung.
EP0744771B1 (de) Verfahren zur Herstellung einer DRAM-Speicherzelle mit vertikalem Transistor
DE4127967C2 (de) MOS-Transistor mit Gate-Drain-Elektrodenüberlapp und Verfahren zu seiner Herstellung
DE19746448B4 (de) DRAM-Zelle mit einem vertikalen Kanal, welche auf einer isolierenden Schicht gebildet ist, sowie ein Herstellungsverfahren für diese DRAM-Zelle
US6090660A (en) Method of fabricating a gate connector
WO1997034323A1 (de) Speicherzellenanordnung mit vertikalen mos-transistoren und deren herstellungsverfahren
EP0744772A1 (de) DRAM-Speicherzelle mit vertikalem Transistor und Verfahren zur Herstellung derselben
DE10195494T5 (de) Halbleiterbauteil und Verfahren zu dessen Herstellung
DE19836965A1 (de) Halbleitervorrichtung mit Kondensator und Verfahren zur Herstellung derselben
DE4113233A1 (de) Halbleiterspeichereinrichtung und verfahren zu deren herstellung
DE10153765A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Dram-Zelle mit einem tiefen Graben
EP0282629B1 (de) Dreidimensionale 1-Transistorzellenanordung für dynamische Halbleiterspeicher mit Grabenkondensator und Verfahren zur Herstellung des Bitleitungskontaktes
EP0875937A2 (de) DRAM-Zellenanordnung und Verfahren zu deren Herstellung
DE69028245T2 (de) Dynamische RAM-Zelle mit hoher Dichte
US5111259A (en) Trench capacitor memory cell with curved capacitors
EP1125328B1 (de) Verfahren zur herstellung einer dram-zellenanordnung
DE4407532C2 (de) DRAM-Speicherzelle und Verfahren zur Herstellung derselben
DE19845004A1 (de) DRAM-Zellenanordnung und Verfahren zu deren Herstellung
EP0925607B1 (de) Verfahren zur herstellung einer dram-zellenanordnung
DE4411851A1 (de) Halbleitervorrichtung mit Grabenisolationsstruktur und Herstellungsverfahren dafür
DE68924582T2 (de) Halbleiterspeicher mit erhöhter Zellkapazität auf beschränkter Zellfläche.
DE19710491A1 (de) Herstellungsverfahren für Halbleiterspeichervorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee