JP2001028450A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacture thereof

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JP2001028450A
JP2001028450A JP11201590A JP20159099A JP2001028450A JP 2001028450 A JP2001028450 A JP 2001028450A JP 11201590 A JP11201590 A JP 11201590A JP 20159099 A JP20159099 A JP 20159099A JP 2001028450 A JP2001028450 A JP 2001028450A
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JP
Japan
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polycrystalline silicon
plug
conductivity type
forming
lower electrode
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JP11201590A
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Japanese (ja)
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Satoru Shimizu
悟 清水
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Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enlarge the area of the p-n junction plane to the area of a polydiode forming region to make it usable for highly integrated semiconductor memory by forming the p-n junction plane with substantially horizontal section of a plug to the top or bottom end face or a substrate surface. SOLUTION: An n-type polycrystalline Si layer is deposited by the CVD method so as to fill up openings 6 and cover a layer insulation film 5, the n-type polycrystalline Si layer on the layer insulation film 5 is removed by the etch back method, with leaving n-type polycrystalline Si plugs 7 in only the openings 6, and then BF2 ions are implanted to form p-type polycrystalline Si plugs 8 on substantially upper halves of the n-type polycrystalline Si plugs 7. As the result the n-type and p-type polycrystalline Si plugs 7, 8 form junctions which are substantially parallel to on a Si substrate 1, thus forming p-n junction planes 9. Since the sectional area of the opening 6 is the p-n junction area, the p-n junction area can be enlarged.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、縦型ポリダイオー
ドに関し、特に、高集積化された半導体記憶装置のチャ
ージポンプ型昇圧回路に用いられる縦型ポリダイオード
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vertical poly-diode, and more particularly to a vertical poly-diode used in a charge pump type booster circuit of a highly integrated semiconductor memory device.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体記憶装置では、電源電圧を所定の
電圧に昇圧するために、一般にダイオードとキャパシタ
からなるチャージポンプ型昇圧回路が組み込まれる。図
7、8は、この昇圧回路に用いられるポリダイオードの
断面図と平面図である。これらの図に示すように、ポリ
ダイオードは、シリコン(Si)基板101を有する。
シリコン基板101上には、二酸化珪素(SiO2)層
102が形成されている。二酸化珪素層102は、その
一部に、薄層のp型(p+)多結晶シリコン層104と
n型(n+)多結晶シリコン層103とを支持してお
り、これらの2つの多結晶シリコン層103、104の
間にPN接合部105が形成されている。二酸化珪素層
102はまた、層間絶縁膜106で被覆されている。層
間絶縁膜106には、多結晶シリコン層103、104
の上に、この層間絶縁膜106を貫通する開口部が形成
されており、これらの開口部は、それぞれタングステン
プラグ107で埋められている。層間絶縁膜106はま
た、その表面であって、タングステンプラグ107の上
に、アルミニウム電極108を支持しており、これによ
り多結晶シリコン層103、104がタングステンプラ
グ106を介してアルミニウム電極108に電気的に接
続されている。
2. Description of the Related Art A semiconductor memory device generally incorporates a charge pump type booster circuit including a diode and a capacitor in order to boost a power supply voltage to a predetermined voltage. 7 and 8 are a cross-sectional view and a plan view of a poly-diode used in the booster circuit. As shown in these drawings, the polydiode has a silicon (Si) substrate 101.
On a silicon substrate 101, a silicon dioxide (SiO 2 ) layer 102 is formed. The silicon dioxide layer 102 partially supports a thin p-type (p + ) polycrystalline silicon layer 104 and an n-type (n + ) polycrystalline silicon layer 103. A PN junction 105 is formed between the silicon layers 103 and 104. The silicon dioxide layer 102 is also covered with an interlayer insulating film 106. The polycrystalline silicon layers 103 and 104 are provided in the interlayer insulating film 106.
Are formed through the interlayer insulating film 106, and these openings are filled with tungsten plugs 107, respectively. The interlayer insulating film 106 also supports the aluminum electrode 108 on the surface thereof and on the tungsten plug 107, so that the polysilicon layers 103 and 104 are electrically connected to the aluminum electrode 108 through the tungsten plug 106. Connected.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、図7、8に示
すポリダイオードでは、PN接合部105は、p型多結
晶シリコン層104とn型多結晶シリコン層103との
接続部に、シリコン基板101表面に対して略垂直方向
に設けられているので、両多結晶シリコン層103、1
04の接合面積は小さい。特に、半導体記憶装置等の高
集積化された半導体装置にポリダイオードを組み込む場
合、多結晶シリコン層の膜厚は素子構造上の制限を受
け、多結晶シリコン膜の膜厚を厚くしてPN接合面積を
大きくすることは困難である。このため、ポリダイオー
ドに所定の電圧を印加しても、両多結晶シリコン層10
3、104の間に必要な電流が得られなかった。
However, in the polysilicon diode shown in FIGS. 7 and 8, the PN junction 105 is connected to the connection between the p-type polysilicon layer 104 and the n-type polysilicon layer 103 by a silicon substrate. 101, the two polycrystalline silicon layers 103, 1
04 has a small bonding area. In particular, when a poly-diode is incorporated into a highly integrated semiconductor device such as a semiconductor memory device, the thickness of the polycrystalline silicon layer is limited by the element structure, and the thickness of the polycrystalline silicon film is increased to increase the PN junction. It is difficult to increase the area. For this reason, even if a predetermined voltage is applied to the polysilicon diode, both polycrystalline silicon layers 10
The required current was not obtained between 3,104.

【0004】そこで、本発明は、高集積化された半導体
記憶装置に用いることができる、小型でかつPN接合面
積の大きい縦型ポリダイオードを提供することを目的と
する。
It is an object of the present invention to provide a small-sized vertical poly-diode having a large PN junction area, which can be used for a highly integrated semiconductor memory device.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】そこで、発明者は鋭意研
究の結果、下部電極と上部電極との間の絶縁膜に埋め込
んだプラグを多結晶シリコンで形成し、その断面等をP
N接合面として用いることにより、高集積化された半導
体装置でもPN接合面を大きくできること、プラグの径
を変えることにより、PN接合面の面積を任意に設定で
きることを見出し、本発明を完成した。
Therefore, as a result of diligent research, the present inventors have formed a plug buried in an insulating film between a lower electrode and an upper electrode with polycrystalline silicon, and formed a cross section of the plug with a polycrystalline silicon.
The present inventors have found that the use of the N-junction surface makes it possible to increase the PN junction surface even in a highly integrated semiconductor device, and that the area of the PN junction surface can be arbitrarily set by changing the diameter of the plug.

【0006】即ち、本発明は、基板上の絶縁膜上に設け
られた第1の導電型の多結晶シリコン領域と第2の導電
型の多結晶シリコン領域との間にPN接合面を形成した
縦型ポリダイオードを含む半導体装置であって、該基板
上の絶縁膜上に積層された下部電極と、該下部電極を覆
うように形成された絶縁層と、該絶縁層上に積層された
上部電極と、該絶縁層に設けられた開口部に埋め込ま
れ、その上端と下端が該上部電極と該下部電極にそれぞ
れ接続されたプラグとを含み、該プラグが多結晶シリコ
ンからなり、該プラグの上端面、下端面、又は該基板表
面に対して略水平方向の該プラグの断面がPN接合面で
あることを特徴とする縦型ポリダイオードを含む半導体
装置である。このように、PN接合面を基板に略水平方
向に設けることにより、従来の横型ポリダイオードに比
べて、ポリダイオード形成領域の面積に対するPN接合
面の面積を大きくすることができる。従って、高集積化
された半導体装置にポリダイオードを組み込む場合で
も、PN接合面積を大きくすることができ、ポリダイオ
ードを流れる電流を大きくすることができる。
That is, according to the present invention, a PN junction surface is formed between a first conductivity type polysilicon region and a second conductivity type polysilicon region provided on an insulating film on a substrate. A semiconductor device including a vertical poly-diode, comprising: a lower electrode laminated on an insulating film on the substrate; an insulating layer formed to cover the lower electrode; and an upper layer laminated on the insulating layer. An electrode, a plug buried in an opening provided in the insulating layer, the upper end and the lower end of which include a plug connected to the upper electrode and the lower electrode, respectively, wherein the plug is made of polycrystalline silicon; A semiconductor device including a vertical poly-diode, wherein a cross section of the plug in a direction substantially horizontal to an upper end surface, a lower end surface, or the substrate surface is a PN junction surface. As described above, by providing the PN junction surface in the substrate in a substantially horizontal direction, the area of the PN junction surface with respect to the area of the poly-diode formation region can be increased as compared with the conventional horizontal polysilicon diode. Therefore, even when a polydiode is incorporated in a highly integrated semiconductor device, the PN junction area can be increased, and the current flowing through the polydiode can be increased.

【0007】上記プラグが、該開口部の該基板側に埋め
込まれた第1の導電型の多結晶シリコンと、その上に埋
め込まれた第2の導電型の多結晶シリコンとからなり、
これらの多結晶シリコンの境界面が上記PN接合面であ
っても良い。
The plug comprises a first conductivity type polycrystalline silicon buried on the substrate side of the opening, and a second conductivity type polycrystalline silicon buried thereon.
The boundary surface between these polycrystalline silicons may be the PN junction surface.

【0008】上記プラグが第1の導電型の多結晶シリコ
ンからなり、上記上部電極が第2の導電型の多結晶シリ
コンからなり、これらの多結晶シリコンの境界面が上記
PN接合面であっても良い。
The plug is made of polycrystalline silicon of the first conductivity type, the upper electrode is made of polycrystalline silicon of the second conductivity type, and the boundary between these polycrystalline silicons is the PN junction surface. Is also good.

【0009】上記プラグが第1の導電型の多結晶シリコ
ンからなり、上記下部電極が第2の導電型の多結晶シリ
コンからなり、これらの多結晶シリコンの境界面が上記
PN接合面であっても良い。
The plug is made of polycrystalline silicon of the first conductivity type, the lower electrode is made of polycrystalline silicon of the second conductivity type, and the boundary between these polycrystalline silicons is the PN junction surface. Is also good.

【0010】上記プラグの下端部が上記下部電極に埋め
込まれ、該下端部の側壁部と該下部電極との境界面が、
更に上記PN接合面となることが好ましい。かかる構造
にすることにより、更に、PN接合面の面積を大きくす
ることが可能となる。
A lower end of the plug is embedded in the lower electrode, and a boundary surface between a side wall of the lower end and the lower electrode is
Further, it is preferable to form the PN junction surface. With this structure, the area of the PN junction surface can be further increased.

【0011】また、本発明は、基板に略平行なPN接合
面を備えた縦型ポリダイオードを有する半導体装置の製
造方法であって、該基板上の絶縁膜上に下部電極を形成
し、絶縁膜を形成して該下部電極を覆う工程と、該絶縁
膜に開口部を形成し、該開口部の底面に該下部電極を露
出させる工程と、該開口部内の下部に第1の導電型の多
結晶シリコンプラグを形成し、その上に第2の導電型の
多結晶シリコンプラグを形成し、該基板に略水平となる
これらの多結晶シリコンプラグの境界面をPN接合面と
する接合面形成工程と、該絶縁膜上に、該第2の導電型
の多結晶シリコンプラグに接続した上部電極を形成する
工程とを備え、該接合面形成工程が、該第1の導電型の
多結晶シリコンプラグで該開口部を埋め、その上部から
第2の導電型のイオンを注入して、該第1の導電型の多
結晶シリコンプラグの上部を第2の導電型に変えて該第
2の導電型の多結晶シリコンプラグとする工程を含むこ
とを特徴とする縦型ポリダイオードを有する半導体装置
の製造方法でもある。かかる製造方法では、第1の導電
型の多結晶シリコンプラグの一部を第2の導電型に変え
てPN接合を形成するため、製造工程の簡略化を図るこ
とができる。
The present invention also relates to a method of manufacturing a semiconductor device having a vertical type poly-diode having a PN junction surface substantially parallel to a substrate, wherein a lower electrode is formed on an insulating film on the substrate, Forming a film to cover the lower electrode, forming an opening in the insulating film, exposing the lower electrode on a bottom surface of the opening, and forming a first conductive type in a lower portion of the opening. A polycrystalline silicon plug is formed, a polycrystalline silicon plug of the second conductivity type is formed thereon, and a junction surface is formed having a boundary surface between these polycrystalline silicon plugs, which is substantially horizontal to the substrate, as a PN junction surface. Forming an upper electrode connected to the polycrystalline silicon plug of the second conductivity type on the insulating film, wherein the step of forming the bonding surface comprises forming the polycrystalline silicon of the first conductivity type. The opening is filled with a plug, and the second conductive type Implanting the first conductive type polycrystalline silicon plug to convert the upper portion of the first conductive type polycrystalline silicon plug to the second conductive type to form the second conductive type polycrystalline silicon plug. It is also a method for manufacturing a semiconductor device having a poly-type diode. In such a manufacturing method, since a PN junction is formed by changing a part of the first conductivity type polycrystalline silicon plug to the second conductivity type, the manufacturing process can be simplified.

【0012】また、本発明は、基板に略平行なPN接合
面を備えた縦型ポリダイオードを有する半導体装置の製
造方法であって、該基板上の絶縁膜上に下部電極を形成
し、絶縁膜を形成して該下部電極を覆う工程と、該絶縁
膜に開口部を形成し、該開口部の底面に該下部電極を露
出させる工程と、該開口部内の下部に第1の導電型の多
結晶シリコンプラグを形成し、その上に第2の導電型の
多結晶シリコンプラグとを形成し、該基板に略水平とな
るこれらの多結晶シリコンプラグの境界面をPN接合面
とする接合面形成工程と、該絶縁膜上に、該第2の導電
型の多結晶シリコンプラグに接続された上部電極を形成
する電極形成工程とを備え、該接合形成工程が、該開口
部を埋め込むように、第1の導電型の多結晶シリコン層
を該絶縁膜上に堆積させ、その上部から第2の導電型の
イオンを注入して該第1の導電型の多結晶シリコン層の
上部を第2の導電型に変え、該下部電極に接続された第
1の導電型の多結晶シリコンプラグと、その上に設けら
れた第2の導電型の多結晶シリコンプラグとを該開口部
内に形成する工程を含み、該電極形成工程が、該第2の
導電型のイオンの注入により第2の導電型に変えられた
該絶縁膜上の多結晶シリコン層を、該上部電極に加工す
る工程を含むことを特徴とする縦型ポリダイオードを有
する半導体装置の製造方法でもある。かかる製造方法を
用いることにより、第2の導電型の多結晶シリコンプラ
グと上部電極とを同時に形成することができ、製造工程
の簡略化が可能となる。
The present invention also relates to a method of manufacturing a semiconductor device having a vertical type poly-diode having a PN junction surface substantially parallel to a substrate, comprising: forming a lower electrode on an insulating film on the substrate; Forming a film to cover the lower electrode, forming an opening in the insulating film, exposing the lower electrode on a bottom surface of the opening, and forming a first conductive type in a lower portion of the opening. A polycrystalline silicon plug is formed, a polycrystalline silicon plug of the second conductivity type is formed thereon, and a junction plane having a PN junction plane between the polycrystalline silicon plugs, which is substantially horizontal to the substrate, is formed. Forming an upper electrode connected to the polycrystalline silicon plug of the second conductivity type on the insulating film, the bonding forming step filling the opening. And depositing a polycrystalline silicon layer of the first conductivity type on the insulating film. Then, ions of the second conductivity type are implanted from the upper portion to change the upper portion of the polycrystalline silicon layer of the first conductivity type to the second conductivity type, and the first conductivity type connected to the lower electrode. Forming a polycrystalline silicon plug of the second conductivity type and a second conductivity type polycrystalline silicon plug provided thereon in the opening, wherein the electrode forming step includes the step of forming ions of the second conductivity type. A method of manufacturing a semiconductor device having a vertical poly-diode, comprising a step of processing the polycrystalline silicon layer on the insulating film, which has been changed to the second conductivity type by implantation, into the upper electrode. By using such a manufacturing method, the second conductivity type polycrystalline silicon plug and the upper electrode can be formed at the same time, and the manufacturing process can be simplified.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】実施の形態1.図1は、本実施の
形態1にかかるポリダイオードの製造工程を示す半導体
装置の部分断面図であり、これらの図を用いて半導体装
置の構成をその製造工程と共に説明する。本製造工程で
は、まず、図1(a)に示すように、シリコン基板1上
に、例えば、フィールド酸化法等を用いて、膜厚約20
00〜5000Å(オングストローム)程度のSiO2
絶縁膜2を形成する。続いて、膜厚が約1000Å、不
純物濃度が5×1020/cm3のn型多結晶シリコン層
と、周知のCVD法(化学的気相成長法)やPVD法
(物理的気相成長法)で形成した膜厚約1000ÅのW
Si層を、SiO2絶縁膜2上に順次積層する。更に、
写真製版技術を用いて、n型多結晶シリコン下部電極
3、WSi下部電極4からなる下部電極を所定の位置に
形成する。続いて、膜厚約5000ÅのSiO2からな
る層間絶縁膜5を、CVD法等で堆積する。更に、写真
製版技術を用いて、層間絶縁膜5に、例えば、直径約
0.3μmの開口部6を形成し、開口部6の底面に、W
Si電極4の表面を露出させる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a semiconductor device showing a manufacturing process of the poly-diode according to the first embodiment. The configuration of the semiconductor device will be described with reference to these drawings together with the manufacturing process. In this manufacturing process, first, as shown in FIG. 1A, a film thickness of about 20 is formed on the silicon substrate 1 by using, for example, a field oxidation method or the like.
SiO 2 of about 00-5000Å (angstrom)
An insulating film 2 is formed. Subsequently, an n-type polycrystalline silicon layer having a thickness of about 1000 ° and an impurity concentration of 5 × 10 20 / cm 3 is combined with a known CVD (chemical vapor deposition) or PVD (physical vapor deposition) method. ) Formed with a film thickness of about 1000 °
Si layers are sequentially stacked on the SiO 2 insulating film 2. Furthermore,
Using photolithography technology, a lower electrode composed of an n-type polycrystalline silicon lower electrode 3 and a WSi lower electrode 4 is formed at a predetermined position. Subsequently, an interlayer insulating film 5 made of SiO 2 having a thickness of about 5000 ° is deposited by a CVD method or the like. Further, an opening 6 having a diameter of, for example, about 0.3 μm is formed in the interlayer insulating film 5 by using a photoengraving technique.
The surface of the Si electrode 4 is exposed.

【0014】次に、図1(b)に示すように、例えば、
膜厚が約8000Å、不純物濃度が約5×1020/cm
3のn型多結晶シリコン層を、開口部6を埋めこみ更に
層間絶縁膜5上を覆うようにCVD法等で堆積し、エッ
チバック法等により層間絶縁膜5上のn型多結晶シリコ
ン層を除去することにより、開口部6内にのみn型多結
晶シリコンプラグ7を残す。続いて、多結晶シリコンプ
ラグ7の約上半分がp型に反転するように、例えば、加
速エネルギが20KeV、ドーズ量が約5×1015/c
2の条件でBF2をイオン注入し、n型多結晶シリコン
プラグ7のほぼ上半分にp型多結晶シリコンプラグ8を
形成する。この結果、n型多結晶シリコンプラグ7とp
型多結晶シリコンプラグ8とは、シリコン基板1に略平
行な接合部を形成し、これがPN接合面9となる。この
場合、開口部6の断面積がPN接合部の面積となるた
め、所望のPN接合面積となるように、開口部6の断面
積を設定できる。
Next, for example, as shown in FIG.
The film thickness is about 8000Å and the impurity concentration is about 5 × 10 20 / cm
3 of the n-type polycrystalline silicon layer, further deposited by CVD or the like so as to cover the interlayer insulating film 5 above the embedded openings 6, the n-type polycrystalline silicon layer on the interlayer insulating film 5 by etching back method The removal leaves the n-type polycrystalline silicon plug 7 only in the opening 6. Subsequently, for example, the acceleration energy is 20 KeV and the dose is about 5 × 10 15 / c so that about the upper half of the polycrystalline silicon plug 7 is inverted to p-type.
BF 2 is ion-implanted under the condition of m 2 , and a p-type polycrystalline silicon plug 8 is formed in substantially the upper half of the n-type polycrystalline silicon plug 7. As a result, the n-type polycrystalline silicon plug 7 and p
The mold polycrystalline silicon plug 8 forms a substantially parallel junction with the silicon substrate 1, which becomes a PN junction surface 9. In this case, since the cross-sectional area of the opening 6 is the area of the PN junction, the cross-sectional area of the opening 6 can be set so as to have a desired PN junction area.

【0015】最後に、図1(c)に示すように、p型多
結晶シリコンプラグ8の上端に接続するように、層間絶
縁膜5上にアルミニウム層を例えば膜厚約3500Åに
形成し、写真製版技術を用いて上部電極10に加工す
る。かかる工程で、本実施の形態にかかる縦型ポリダイ
オードが完成する。
Finally, as shown in FIG. 1C, an aluminum layer is formed to a thickness of, for example, about 3500 ° on the interlayer insulating film 5 so as to be connected to the upper end of the p-type polycrystalline silicon plug 8. The upper electrode 10 is processed using a plate making technique. Through these steps, the vertical type poly diode according to the present embodiment is completed.

【0016】このように、図1(c)の縦型ポリダイオ
ードでは、多結晶シリコンプラグのシリコン基板1に略
水平な断面がPN接合面となるため、高集積化された半
導体装置に組み込んだ場合でも、横型ポリダイオードよ
りPN接合面積を大きくすることができる。また、多結
晶シリコンプラグの径を変えることにより、所望の接合
面積を得ることができ、接合面積の設計の自由度が大き
くなる。
As described above, in the vertical type poly-diode of FIG. 1 (c), since a substantially horizontal cross section of the polycrystalline silicon plug in the silicon substrate 1 is a PN junction surface, it is incorporated in a highly integrated semiconductor device. Even in this case, the PN junction area can be made larger than that of the lateral type poly-diode. Also, by changing the diameter of the polycrystalline silicon plug, a desired bonding area can be obtained, and the degree of freedom in designing the bonding area increases.

【0017】実施の形態2.図2は、本実施の形態2に
かかるポリダイオードの製造工程を示す半導体装置の部
分断面図である。本製造工程では、まず、上記実施の形
態1と同様の工程を用いて、図2(a)に示すように、
シリコン基板1上にSiO2絶縁膜2を積層し、このS
iO2絶縁膜2上の所定の領域にn型多結晶シリコン下
部電極3を形成する。続いて、n型多結晶シリコン下部
電極3上に形成した層間絶縁膜5に、下部電極3が露出
するように開口部6を形成する。
Embodiment 2 FIG. FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the semiconductor device, illustrating a manufacturing process of the polysilicon diode according to the second embodiment. In the present manufacturing process, first, as shown in FIG.
An SiO 2 insulating film 2 is laminated on a silicon substrate 1,
An n-type polycrystalline silicon lower electrode 3 is formed in a predetermined region on the iO 2 insulating film 2. Subsequently, an opening 6 is formed in the interlayer insulating film 5 formed on the n-type polycrystalline silicon lower electrode 3 so that the lower electrode 3 is exposed.

【0018】次に、図2(b)に示すように、上記実施
の形態1と同様の工程で、開口部6内に、不純物濃度が
約5×1020/cm3のn型多結晶シリコンプラグ7を
形成する。
Next, as shown in FIG. 2 (b), by the same steps as the first embodiment, the opening 6, n-type polycrystalline silicon impurity concentration of about 5 × 10 20 / cm 3 The plug 7 is formed.

【0019】次に、例えば、膜厚が約2000Åで、不
純物濃度が約5×1020/cm3のp型多結晶シリコン
層を、n型多結晶シリコンプラグ7の上面と接続するよ
うに全面に堆積し、写真製版技術を用いて、図2(c)
に示すようなp型多結晶シリコンからなる上部電極11
を形成する。かかる工程で、本実施の形態にかかる縦型
ポリダイオードが完成する。
Next, for example, a film thickness of about 2000 Å, the impurity concentration of p-type polycrystalline silicon layer of about 5 × 10 20 / cm 3, so as to be connected to the upper surface of the n-type polycrystalline silicon plug 7 entire 2 (c) using photoengraving technology
Upper electrode 11 made of p-type polycrystalline silicon as shown in FIG.
To form Through these steps, the vertical type poly diode according to the present embodiment is completed.

【0020】このように、図2(c)のポリダイオード
では、n型多結晶シリコンプラグ7と、p型多結晶シリ
コン上部電極11との接合面がPN接合面となるため、
高集積化された半導体装置に組み込んだ場合でも、横型
ポリダイオードよりPN接合面積を大きくすることがで
きる。また、多結晶シリコンプラグの径を変えることに
より、所望の接合面積を得ることができ、接合面積の設
計の自由度が大きくなる。特に、本実施の形態にかかる
工程ではイオン注入を用いず、上記実施の形態1に比べ
て製造工程の簡略化が図れる。
As described above, in the polydiode of FIG. 2C, the junction surface between the n-type polycrystalline silicon plug 7 and the p-type polycrystalline silicon upper electrode 11 is a PN junction surface.
Even when the semiconductor device is incorporated in a highly integrated semiconductor device, the PN junction area can be made larger than that of the lateral type poly-diode. Also, by changing the diameter of the polycrystalline silicon plug, a desired bonding area can be obtained, and the degree of freedom in designing the bonding area increases. In particular, in the process according to the present embodiment, ion implantation is not used, and the manufacturing process can be simplified as compared with the first embodiment.

【0021】実施の形態3.図3は、本実施の形態3に
かかるポリダイオードの製造工程を示す半導体装置の部
分断面図である。本製造工程では、まず、上記実施の形
態2と同様の工程を用いて、図3(a)に示すように、
シリコン基板1上にSiO2絶縁膜2を積層し、このS
iO2絶縁膜2上の所定の領域にn型多結晶シリコン下
部電極3を形成する。続いて、n型多結晶シリコン下部
電極3上に形成した層間絶縁膜5に、下部電極3が露出
するように開口部6を形成する。続いて、開口部6内を
埋めるように、不純物濃度が約5×1020/cm3のn
型多結晶シリコンを、CVD法等で層間絶縁膜5上に堆
積する。次に、写真製版技術を用いて、n型多結晶シリ
コンを、図3(a)のような形状に加工する。更に、加
速エネルギが20KeV、ドーズ量が約5×1015/c
2の条件でBF2をイオン注入する。
Embodiment 3 FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the semiconductor device illustrating a manufacturing process of the polysilicon diode according to the third embodiment. In the present manufacturing process, first, as shown in FIG.
An SiO 2 insulating film 2 is laminated on a silicon substrate 1,
An n-type polycrystalline silicon lower electrode 3 is formed in a predetermined region on the iO 2 insulating film 2. Subsequently, an opening 6 is formed in the interlayer insulating film 5 formed on the n-type polycrystalline silicon lower electrode 3 so that the lower electrode 3 is exposed. Subsequently, an n concentration of about 5 × 10 20 / cm 3 is set so as to fill the opening 6.
Type polycrystalline silicon is deposited on interlayer insulating film 5 by a CVD method or the like. Next, the n-type polycrystalline silicon is processed into a shape as shown in FIG. Further, the acceleration energy is 20 KeV and the dose is about 5 × 10 15 / c.
BF 2 is ion-implanted under the condition of m 2 .

【0022】この結果、図3(b)に示すように、開口
部6内に埋めこまれたn型多結晶シリコンの上方及び層
間絶縁膜5上のn型多結晶シリコンの導電型が反転し、
p型多結晶シリコン層12となる。p型多結晶シリコン
層12のうち、開口部6内に埋めこまれた部分は、p型
多結晶シリコンプラグとなり、n型多結晶シリコンプラ
グ7との接続面にPN接合面を形成する。又、層間絶縁
膜5上に積層された部分は、パターニングされてp型多
結晶シリコン上部電極となる。かかる工程で、本実施の
形態にかかる縦型ポリダイオードが完成する。
As a result, as shown in FIG. 3B, the conductivity type of the n-type polycrystalline silicon above the n-type polycrystalline silicon buried in the opening 6 and on the interlayer insulating film 5 is inverted. ,
It becomes the p-type polycrystalline silicon layer 12. The portion of the p-type polycrystalline silicon layer 12 buried in the opening 6 becomes a p-type polycrystalline silicon plug, and forms a PN junction surface at a connection surface with the n-type polycrystalline silicon plug 7. The portion laminated on the interlayer insulating film 5 is patterned to form a p-type polycrystalline silicon upper electrode. Through these steps, the vertical type poly diode according to the present embodiment is completed.

【0023】このように、図3(b)の縦型ポリダイオ
ードでは、n型多結晶シリコンプラグ7と、p型多結晶
シリコン層12との接合面がPN接合面となるため、高
集積化された半導体装置に組み込んだ場合でも、横型ポ
リダイオードに比べてPN接合面積を大きくすることが
できる。また、多結晶シリコンプラグの径を変えること
により、所望の接合面積を得ることができ、接合面積の
設計の自由度が大きくなる。特に、本実施の形態にかか
る工程では、開口部に埋めこまれたp型多結晶シリコン
プラグと、絶縁層上に形成されたp型多結晶シリコン上
部電極とが、p型多結晶シリコン層12として、1回の
イオン注入で一体形成されるため、製造工程の簡略化が
図れる。
As described above, in the vertical type poly-diode of FIG. 3B, since the junction surface between the n-type polycrystalline silicon plug 7 and the p-type polycrystalline silicon layer 12 is a PN junction surface, high integration is achieved. PN junction area can be increased as compared with a lateral type poly-diode even when incorporated in a semiconductor device that has been manufactured. Also, by changing the diameter of the polycrystalline silicon plug, a desired bonding area can be obtained, and the degree of freedom in designing the bonding area increases. In particular, in the process according to the present embodiment, the p-type polycrystalline silicon plug buried in the opening and the p-type polycrystalline silicon upper electrode formed on the insulating layer are connected to the p-type polycrystalline silicon layer 12. However, since they are integrally formed by one ion implantation, the manufacturing process can be simplified.

【0024】実施の形態4.図4は、本実施の形態4に
かかるポリダイオードの製造工程を示す半導体装置の部
分断面図である。本製造工程では、まず、上記実施の形
態2と同様の工程を用いて、シリコン基板1上にSiO
2絶縁膜2を積層し、このSiO2絶縁膜2上の所定の領
域にn型多結晶シリコン下部電極3を形成する。
Embodiment 4 FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the semiconductor device illustrating the steps of manufacturing the polydiode according to the fourth embodiment. In this manufacturing process, first, using the same process as in the second embodiment, SiO 2 is formed on the silicon substrate 1.
Two insulating films 2 are stacked, and an n-type polycrystalline silicon lower electrode 3 is formed in a predetermined region on the SiO 2 insulating film 2.

【0025】次に、図4(b)に示すように、SiO2
層間絶縁膜5を形成し、写真製版技術を用いて、n型多
結晶シリコン下部電極3が露出するように開口部6を形
成する。かかる開口部6は、例えば、直径が約0.3μ
mであり、層間絶縁膜5をエッチングした後に、更にn
型多結晶シリコン下部電極3を深さ方向に500Åエッ
チングして、n型多結晶シリコン下部電極3内にも開口
部6’を形成する。
Next, as shown in FIG. 4 (b), SiO 2
An interlayer insulating film 5 is formed, and an opening 6 is formed by photolithography so that the n-type polycrystalline silicon lower electrode 3 is exposed. The opening 6 has, for example, a diameter of about 0.3 μm.
m, and after etching the interlayer insulating film 5, n
The lower portion of the n-type polycrystalline silicon electrode 3 is etched by 500 ° in the depth direction to form an opening 6 ′ also in the n-type polycrystalline silicon lower electrode 3.

【0026】次に、図4(c)に示すように、膜厚が約
8000Å、不純物濃度が約5×1020/cm3のn型
多結晶シリコン層を、開口部6を埋めこむように層間絶
縁膜5上にCVD法等により堆積し、開口部6内にのみ
p型多結晶シリコンプラグ7が残るように、層間絶縁膜
5上のn型多結晶シリコン層を例えばエッチバック法に
より除去する。この場合、p型多結晶シリコンプラグ7
は、n型多結晶シリコン下部電極3に設けた開口部6’
にも埋め込まれる。一方、n型多結晶シリコン下部電極
3からの引出し線を形成するために、n型多結晶シリコ
ン下部電極3に達するように、層間絶縁膜5に開口部1
3が形成される。
Next, as shown in FIG. 4 (c), a film thickness of about 8000 Å, the impurity concentration of the n-type polycrystalline silicon layer of about 5 × 10 20 / cm 3, an interlayer to embed an opening 6 The n-type polycrystalline silicon layer on the interlayer insulating film 5 is removed by, for example, an etch-back method so that the p-type polycrystalline silicon plug 7 is left only in the opening 6 by depositing on the insulating film 5 by a CVD method or the like. . In this case, the p-type polycrystalline silicon plug 7
Is an opening 6 ′ provided in the n-type polycrystalline silicon lower electrode 3.
Embedded in On the other hand, in order to form a lead from n-type polycrystalline silicon lower electrode 3, opening 1 is formed in interlayer insulating film 5 so as to reach n-type polycrystalline silicon lower electrode 3.
3 is formed.

【0027】次に、図4(d)に示すように、開口部1
3には、タングステンが埋めこまれタングステンプラグ
14が形成され、最後に、p型多結晶シリコンプラグ
7、タングステンプラグ14上にそれぞれアルミニウム
電極11が形成される。かかる工程で、本実施の形態に
かかる縦型ポリダイオードが完成する。
Next, as shown in FIG.
3, tungsten is buried to form a tungsten plug 14, and finally, an aluminum electrode 11 is formed on the p-type polycrystalline silicon plug 7 and the tungsten plug 14, respectively. Through these steps, the vertical type poly diode according to the present embodiment is completed.

【0028】このように、図4(d)の縦型ポリダイオ
ードでは、p型多結晶シリコンプラグ7と、n型多結晶
シリコン下部電極12とは、p型多結晶シリコンプラグ
7の端部下面だけでなく、端部側面でも接合面を形成す
るため、PN接合面をより広くすることができる。この
ため、高集積化された半導体装置に組み込んだ場合で
も、横型ポリダイオードに比べて、PN接合面の面積を
大きくすることができる。なお、特開平1−19679
5号公報にも縦型ポリダイオードが開示されているが、
本発明にかかる縦型ポリダイオードは、例えば、プラグ
の直径が0.3μmとなるような、高集積化された半導
体装置に使用される点で上記公報記載のポリダイオード
とは異なっている。即ち、本発明は、高集積化された小
型のポリダイオードに関するものであるため、多結晶シ
リコンプラグの端部下面だけでなく、端部側面にもPN
接合面を形成することにより、ダイオードの電流特性に
大きく寄与することができる。
As described above, in the vertical type poly-diode of FIG. 4D, the p-type polycrystalline silicon plug 7 and the n-type polycrystalline silicon lower electrode 12 are connected to the lower surface of the end of the p-type polycrystalline silicon plug 7. In addition, since the bonding surface is formed on the side surface of the end, the PN bonding surface can be made wider. For this reason, even when incorporated in a highly integrated semiconductor device, the area of the PN junction surface can be increased as compared with the lateral type poly-diode. In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-19679
No. 5 also discloses a vertical poly diode,
The vertical type poly-diode according to the present invention is different from the poly-diode described in the above publication in that it is used for a highly integrated semiconductor device in which the diameter of a plug is 0.3 μm, for example. That is, since the present invention relates to a highly integrated and small-sized poly-diode, not only the lower surface of the end of the polycrystalline silicon plug but also the side surface of the end of the polycrystalline silicon plug have a PN.
Forming the junction surface can greatly contribute to the current characteristics of the diode.

【0029】また、多結晶シリコンプラグの径を変える
ことにより、所望の接合面積を得ることができ、接合面
積の設計の自由度が大きくなる。
By changing the diameter of the polycrystalline silicon plug, a desired bonding area can be obtained, and the degree of freedom in designing the bonding area increases.

【0030】また、従来の横型ポリダイオードでは、写
真製版技術を用いて、所定のポリシリコン領域に、n型
イオンとp型イオンをそれぞれ注入して、n型多結晶シ
リコン領域103とp型多結晶シリコン領域104を形
成する。このため、写真製版のずれによるPN接合部の
位置のずれを考慮すると、n型多結晶シリコン領域10
3と、p型多結晶シリコン領域104との上に形成する
コンタクト109間の間隔は、例えば0.35μmルー
ルのプロセスでは、少なくとも約1μmとする必要があ
る。また、コンタクト109は、n型多結晶シリコン領
域103、p型多結晶シリコン領域104の端部から、
最低0.3μm程度のマージンをとって形成しなければ
ならない。従って、コンタクト109の直径を0.3μ
mとした場合、図5に示すように、ポリダイオード形成
領域の横方向の長さは、最低2.2μm必要となる。
Further, in the conventional lateral polysilicon diode, n-type ions and p-type ions are respectively implanted into predetermined polysilicon regions using a photolithography technique, so that the n-type polysilicon region 103 and the p-type A crystalline silicon region 104 is formed. For this reason, considering the shift of the position of the PN junction due to the shift of the photolithography, the n-type polysilicon region 10
The distance between the contact 109 and the contact 109 formed on the p-type polycrystalline silicon region 104 needs to be at least about 1 μm, for example, in a 0.35 μm rule process. Further, the contact 109 is formed from the end of the n-type polycrystalline silicon region 103 and the end of the p-type polycrystalline silicon region 104.
It must be formed with a margin of at least about 0.3 μm. Therefore, the diameter of the contact 109 is set to 0.3 μm.
In the case of m, as shown in FIG. 5, the lateral length of the polysilicon formation region needs to be at least 2.2 μm.

【0031】一方、多結晶シリコン領域103、104
の膜厚を1000Åとした場合、例えば、面積が1μm
2のPN接合を形成するためには、ポリダイオード形成
領域の縦方向の長さは10μm必要となる。
On the other hand, the polysilicon regions 103 and 104
When the film thickness is 1000 °, for example, the area is 1 μm
In order to form two PN junctions, the length of the polysilicon formation region in the vertical direction must be 10 μm.

【0032】従って、横型ポリダイオード形成領域の面
積は、2.2μm×10μmで、22μm2となる。
Accordingly, the area of the lateral type polysilicon diode forming region is 2.2 μm × 10 μm, that is, 22 μm 2 .

【0033】これに対して、本実施の形態にかかる縦型
ポリダイオードでは、コンタクト109の断面積がPN
接合面積となるため(ここでは、プラグ側壁部に形成さ
れるPN接合面の面積は考慮しない)、コンタクトの直
径が0.3μmの場合、コンタクト1個あたりのPN接
合面積は、(0.3/2μm)2×3.14で、約0.
07μm2となる。従って、1μm2のPN接合面積を得
るためには、15個のコンタクト109が必要となる。
On the other hand, in the vertical polysilicon diode according to the present embodiment, the cross-sectional area of the contact 109 is PN.
Since the contact area is equal to the contact area (here, the area of the PN junction surface formed on the plug side wall is not considered), when the contact diameter is 0.3 μm, the PN junction area per contact is (0.3 / 2 μm) 2 × 3.14, approx.
07 μm 2 . Therefore, to obtain a PN junction area of 1 μm 2 , 15 contacts 109 are required.

【0034】これを、横型ポリダイオードと同様に0.
35μmルールで形成すると、写真製版時に隣り合った
コンタクト109が干渉しないためには、各コンタクト
109間の間隔を最低0.8μmとしなければならな
い。従って、図6に示すように、ポリシリコン領域の端
部からのマージンを0.3μmとし、コンタクト109
を5×3の配置とした場合、横方向の長さが4.1μ
m、縦方向の長さが2.5μmのポリシリコン領域が必
要となる。
This is set to 0.
When formed according to the 35 μm rule, the interval between the contacts 109 must be at least 0.8 μm in order to prevent interference between the adjacent contacts 109 during photolithography. Therefore, as shown in FIG. 6, the margin from the end of the polysilicon region is set to 0.3 μm and the contact 109
Is 5 × 3, the horizontal length is 4.1 μ
m, a polysilicon region having a vertical length of 2.5 μm is required.

【0035】従って、縦型ポリダイオード形成領域の面
積は、4.1μm×2.5μmで、10.25μm2
なる。即ち、上記横型ポリダイオードに比べて、ポリダ
イオード形成領域の面積は、47%程度に小さくでき
る。これは、特に、高集積化された半導体記憶装置にチ
ャージポンプ型昇圧回路を形成する場合に有利である。
なお、図中、コンタクト109の断面は正方形で示した
が、実際の形状は円形となる。なお、プラグ側壁部にも
PN接合面を形成することにより、更に、縦型ポリダイ
オード形成領域の面積を小さくできる。
Therefore, the area of the vertical polysilicon diode forming region is 4.1 μm × 2.5 μm, which is 10.25 μm 2 . That is, the area of the poly-diode formation region can be reduced to about 47% as compared with the horizontal type poly-diode. This is particularly advantageous when a charge pump type booster circuit is formed in a highly integrated semiconductor memory device.
Although the cross section of the contact 109 is shown as a square in the drawing, the actual shape is a circle. By forming a PN junction surface also on the plug side wall portion, the area of the vertical polysilicon diode formation region can be further reduced.

【0036】なお、本実施の形態1〜4では、多結晶シ
リコンプラグを3つ形成する場合について説明したが、
多結晶シリコンプラグは、1つであっても、それ以上で
あっても構わない。また、n型導電体とp型導電体の導
電型を逆に形成することも可能である。
In the first to fourth embodiments, the case where three polycrystalline silicon plugs are formed has been described.
The number of polycrystalline silicon plugs may be one or more. Further, the conductivity types of the n-type conductor and the p-type conductor can be reversed.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
にかかる縦型ポリダイオードでは、多結晶シリコンプラ
グの水平面がPN接合面となるため、横型ポリダイオー
ドに比べてPN接合面の面積を大きくでき、ダイオード
に流す電流量を大きくできる。これは、特に、高集積化
された半導体装置に組み込む場合に有効である。
As is clear from the above description, in the vertical type poly-diode according to the present invention, since the horizontal plane of the polycrystalline silicon plug is the PN junction, the area of the PN junction is smaller than that of the horizontal type poly-diode. It is possible to increase the amount of current flowing through the diode. This is particularly effective when incorporated into a highly integrated semiconductor device.

【0038】また、多結晶シリコンプラグの径を変える
ことにより、容易に所望の接合面積を得ることができ、
必要な電流量を得ることができる。
By changing the diameter of the polycrystalline silicon plug, a desired bonding area can be easily obtained.
The required amount of current can be obtained.

【0039】また、本発明にかかる縦型ポリダイオード
では、多結晶シリコンプラグの側面の一部もPN接合面
となるため、PN接合面積を更に大きくでき、ダイオー
ドに流す電流量を大きくできる。
Further, in the vertical polydiode according to the present invention, a part of the side surface of the polycrystalline silicon plug also becomes a PN junction surface, so that the PN junction area can be further increased and the amount of current flowing through the diode can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施の形態1にかかる縦型ポリダイ
オードの製造工程を示す部分断面図である。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a vertical polysilicon diode according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の実施の形態2にかかる縦型ポリダイ
オードの製造工程を示す部分断面図である。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a step of manufacturing the vertical type poly-diode according to the second embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の実施の形態3にかかる縦型ポリダイ
オードの製造工程を示す部分断面図である。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a step of manufacturing the vertical type polysilicon diode according to the third embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の実施の形態4にかかる縦型ポリダイ
オードの製造工程を示す部分断面図である。
FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a manufacturing step of a vertical poly-diode according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】 横型ポリダイオードの平面図である。FIG. 5 is a plan view of a horizontal type poly diode.

【図6】 縦型ポリダイオードの平面図である。FIG. 6 is a plan view of a vertical type poly diode.

【図7】 従来の横型ポリダイオードの断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of a conventional horizontal poly diode.

【図8】 従来の横型ポリダイオードの平面図である。FIG. 8 is a plan view of a conventional horizontal poly diode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板、2 SiO2絶縁膜、3 n型多結
晶シリコン下部電極、4 WSi下部電極、5 層間絶
縁膜、6、6’ 開口部、7 n型多結晶シリコンプラ
グ、8 p型多結晶シリコンプラグ、9 PN接合面、
10 アルミニウム上部電極、11 p型多結晶シリコ
ン上部電極、12 p型多結晶シリコン層、13 開口
部、14 タングステンプラグ。
Reference Signs List 1 silicon substrate, 2 SiO 2 insulating film, 3 n-type polycrystalline silicon lower electrode, 4 WSi lower electrode, 5 interlayer insulating film, 6, 6 ′ opening, 7 n-type polycrystalline silicon plug, 8 p-type polycrystalline silicon Plug, 9 PN junction surface,
10 aluminum upper electrode, 11 p-type polycrystalline silicon upper electrode, 12 p-type polycrystalline silicon layer, 13 opening, 14 tungsten plug.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に設けられた第1の導電型の多結
晶シリコン領域と第2の導電型の多結晶シリコン領域と
の間にPN接合面を形成した縦型ポリダイオードを含む
半導体装置であって、 該基板上に積層された下部電極と、該下部電極を覆うよ
うに形成された絶縁層と、該絶縁層上に積層された上部
電極と、該絶縁層に設けられた開口部に埋め込まれ、そ
の上端と下端が該上部電極と該下部電極にそれぞれ接続
されたプラグとを含み、 該プラグが多結晶シリコンからなり、該プラグの上端
面、下端面、又は該基板表面に対して略水平方向の該プ
ラグの断面がPN接合面であることを特徴とする縦型ポ
リダイオードを含む半導体装置。
1. A semiconductor device including a vertical poly-diode having a PN junction surface formed between a first conductivity type polysilicon region and a second conductivity type polysilicon region provided on a substrate. A lower electrode stacked on the substrate, an insulating layer formed to cover the lower electrode, an upper electrode stacked on the insulating layer, and an opening provided in the insulating layer Embedded therein, the upper and lower ends of which include a plug connected to the upper electrode and the lower electrode, respectively, wherein the plug is made of polycrystalline silicon, and the upper end surface, the lower end surface of the plug, or the substrate surface. A semiconductor device including a vertical poly-diode, wherein a cross section of the plug in a substantially horizontal direction is a PN junction surface.
【請求項2】 上記プラグが、該開口部の該基板側に埋
め込まれた第1の導電型の多結晶シリコンと、その上に
埋め込まれた第2の導電型の多結晶シリコンとからな
り、これらの多結晶シリコンの境界面が上記PN接合面
であることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
A second conductive type polycrystalline silicon buried on the substrate side of the opening, and a second conductive type polycrystalline silicon buried thereon; 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein a boundary surface between these polycrystalline silicons is the PN junction surface.
【請求項3】 上記プラグが第1の導電型の多結晶シリ
コンからなり、上記上部電極が第2の導電型の多結晶シ
リコンからなり、これらの多結晶シリコンの境界面が上
記PN接合面であることを特徴とする請求項1に記載の
半導体装置。
3. The plug according to claim 1, wherein the plug is made of polycrystalline silicon of a first conductivity type, the upper electrode is made of polycrystalline silicon of a second conductivity type, and a boundary surface between these polycrystalline silicon is a PN junction surface. The semiconductor device according to claim 1, wherein:
【請求項4】 上記プラグが第1の導電型の多結晶シリ
コンからなり、上記下部電極が第2の導電型の多結晶シ
リコンからなり、これらの多結晶シリコンの境界面が上
記PN接合面であることを特徴とする請求項1に記載の
半導体装置。
4. The plug is made of polycrystalline silicon of a first conductivity type, the lower electrode is made of polycrystalline silicon of a second conductivity type, and the boundary surface between these polycrystal silicon is the PN junction surface. The semiconductor device according to claim 1, wherein:
【請求項5】 上記プラグの下端部が上記下部電極に埋
め込まれ、該下端部の側壁部と該下部電極との境界面
が、更に上記PN接合面となることを特徴とする請求項
4に記載の半導体装置。
5. The plug according to claim 4, wherein a lower end of the plug is embedded in the lower electrode, and a boundary surface between a side wall of the lower end and the lower electrode further serves as the PN junction surface. 13. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項6】 基板に略平行なPN接合面を備えた縦型
ポリダイオードを有する半導体装置の製造方法であっ
て、 該基板上に下部電極を形成し、絶縁膜を形成して該下部
電極を覆う工程と、 該絶縁膜に開口部を形成し、該開口部の底面に該下部電
極を露出させる工程と、 該開口部内の下部に第1の導電型の多結晶シリコンプラ
グを形成し、その上に第2の導電型の多結晶シリコンプ
ラグを形成し、該基板に略水平となるこれらの多結晶シ
リコンプラグの境界面をPN接合面とする接合面形成工
程と、 該絶縁膜上に、該第2の導電型の多結晶シリコンプラグ
に接続した上部電極を形成する工程とを備え、 該接合面形成工程が、該第1の導電型の多結晶シリコン
プラグで該開口部を埋め、その上部から第2の導電型の
イオンを注入して、該第1の導電型の多結晶シリコンプ
ラグの上部を第2の導電型に変えて該第2の導電型の多
結晶シリコンプラグとする工程を含むことを特徴とする
縦型ポリダイオードを有する半導体装置の製造方法。
6. A method for manufacturing a semiconductor device having a vertical poly-diode having a PN junction surface substantially parallel to a substrate, comprising: forming a lower electrode on the substrate; forming an insulating film on the lower electrode; Forming an opening in the insulating film, exposing the lower electrode on the bottom surface of the opening; forming a first conductivity type polycrystalline silicon plug below the opening; Forming a second conductivity type polycrystalline silicon plug thereon, and forming a PN junction surface between the polycrystalline silicon plugs, which is substantially horizontal to the substrate, and forming a PN junction surface on the insulating film. Forming an upper electrode connected to the second conductivity type polycrystalline silicon plug, wherein the bonding surface forming step fills the opening with the first conductivity type polycrystalline silicon plug; Implanting ions of the second conductivity type from above, A method of manufacturing a semiconductor device having a vertical polysilicon diode, comprising a step of converting an upper portion of a conductive type polycrystalline silicon plug to a second conductive type to form the second conductive type polycrystalline silicon plug. .
【請求項7】 基板に略平行なPN接合面を備えた縦型
ポリダイオードを有する半導体装置の製造方法であっ
て、 該基板上に下部電極を形成し、絶縁膜を形成して該下部
電極を覆う工程と、 該絶縁膜に開口部を形成し、該開口部の底面に該下部電
極を露出させる工程と、 該開口部内の下部に第1の導電型の多結晶シリコンプラ
グを形成し、その上に第2の導電型の多結晶シリコンプ
ラグとを形成し、該基板に略水平となるこれらの多結晶
シリコンプラグの境界面をPN接合面とする接合面形成
工程と、 該絶縁膜上に、該第2の導電型の多結晶シリコンプラグ
に接続された上部電極を形成する電極形成工程とを備
え、 該接合形成工程が、該開口部を埋め込むように、第1の
導電型の多結晶シリコン層を該絶縁膜上に堆積させ、そ
の上部から第2の導電型のイオンを注入して該第1の導
電型の多結晶シリコン層の上部を第2の導電型に変え、
該下部電極に接続された第1の導電型の多結晶シリコン
プラグと、その上に設けられた第2の導電型の多結晶シ
リコンプラグとを該開口部内に形成する工程を含み、 該電極形成工程が、該第2の導電型のイオンの注入によ
り第2の導電型に変えられた該絶縁膜上の多結晶シリコ
ン層を、該上部電極に加工する工程を含むことを特徴と
する縦型ポリダイオードを有する半導体装置の製造方
法。
7. A method for manufacturing a semiconductor device having a vertical poly-diode having a PN junction surface substantially parallel to a substrate, comprising: forming a lower electrode on the substrate; forming an insulating film on the lower electrode; Forming an opening in the insulating film, exposing the lower electrode on the bottom surface of the opening; forming a first conductivity type polycrystalline silicon plug below the opening; Forming a second conductivity type polycrystalline silicon plug thereon, and forming a PN junction surface at a boundary between these polycrystalline silicon plugs which is substantially horizontal to the substrate; Forming an upper electrode connected to the polycrystalline silicon plug of the second conductivity type, wherein the step of forming the junction forms a plurality of polycrystal silicon plugs of the first conductivity type so as to fill the opening. A crystalline silicon layer is deposited on the insulating film, and a Conductivity type by implanting ions alter the top of the first conductivity type polycrystalline silicon layer on the second conductivity type,
Forming a first conductivity type polycrystalline silicon plug connected to the lower electrode and a second conductivity type polycrystalline silicon plug provided thereon in the opening; A step of processing the polycrystalline silicon layer on the insulating film, which has been changed to the second conductivity type by the implantation of the ions of the second conductivity type, into the upper electrode. A method for manufacturing a semiconductor device having a polydiode.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016146428A (en) * 2015-02-09 2016-08-12 トヨタ自動車株式会社 Semiconductor device

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