JP2004200688A - Dram cell having mos capacitor, and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はDRAMセル及びその製造方法に関するもので、特に、少ない容量のメモリを必要とするCD−R/Wやゲーム機器などの電子機器に適合したMOSキャパシターを有するDRAMセル及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a DRAM cell and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a DRAM cell having a MOS capacitor suitable for an electronic device such as a CD-R / W or a game device requiring a small amount of memory, and a method of manufacturing the same. It is.
一般に、メモリ装置はデータを格納しおいて必要とする時に取り出して見ることができる装置を指し、主に、DRAM(Dynamic Random Access Memory)を中心とする半導体メモリから、マグネチックディスク、光ディスクなどの多様な種類がある。このなかでも半導体メモリは小型であり高い信頼度を持っていて、安価で製造が可能である長所を持っているだけでなく、相対的に高速動作が可能である長所がある。そのため、コンピュータの内部に位置するメインメモリやマイクロ・プロセッサ内の内蔵メモリ、キャッシュメモリ形態で広く使われている。 2. Description of the Related Art In general, a memory device refers to a device that can store data so that the data can be retrieved and viewed when needed. The memory device mainly includes a semiconductor memory centered on a DRAM (Dynamic Random Access Memory), a magnetic disk, an optical disk, and the like. There are various types. Among them, the semiconductor memory has advantages that it is compact, has high reliability, is inexpensive and can be manufactured, and can operate at a relatively high speed. Therefore, it is widely used as a main memory located in a computer, a built-in memory in a microprocessor, and a cache memory.
DRAMの単位セルは、ローアドレスにより駆動するワードラインと、コラムアドレスにより駆動するビットラインと、ビットラインにドレーンが連結してワードラインにゲートが連結するセルトランジスターと、セルトランジスターのソースに連結したキャパシターで構成される。 A DRAM unit cell is connected to a word line driven by a row address, a bit line driven by a column address, a cell transistor having a drain connected to the bit line and a gate connected to the word line, and a source connected to the cell transistor. Consists of a capacitor.
このようなDRAMセルの読み取り/書き込みは次の通り動作する。任意のワードラインがアクティブになれば、該当ワードラインに連結したセルトランジスターがターンオンし、セルトランジスターのドレーンを通じてビットラインの電圧が印加しながら、キャパシターのストレージノード電極に電荷が蓄積される。この時、ビットラインに印加される電圧は、0VまたはVdd(駆動電圧)が供給される。そしてキャパシターのプレートノード電極には一定の電源電圧が供給されるが、総じて駆動電圧(Vdd)の半分程度である。 Reading / writing of such a DRAM cell operates as follows. When a word line is activated, a cell transistor connected to the word line is turned on, and charges are stored in a storage node electrode of a capacitor while a voltage of a bit line is applied through a drain of the cell transistor. At this time, 0V or Vdd (drive voltage) is supplied as a voltage applied to the bit line. A constant power supply voltage is supplied to the plate node electrode of the capacitor. However, the power supply voltage is about half of the drive voltage (Vdd) as a whole.
一方、DRAMセルでMOS(Metal−Oxide−Silicon)キャパシターを使用する場合、一般的な積層型キャパシターに比べてロジック工程(logic process)をそのまま使用できる長所がある。 On the other hand, when a MOS (Metal-Oxide-Silicon) capacitor is used in a DRAM cell, there is an advantage that a logic process can be used as it is as compared with a general stacked capacitor.
図1は従来技術に係るMOSキャパシターを有するDRAMセル構造を示した垂直断面図である。図1を参照すれば、DRAMセルの垂直断面構造は、半導体基板10と、ウェル(well)12と、素子分離膜14と、基板の全面に蒸着されたゲート絶縁膜16と、ゲート絶縁膜16の上部に各々形成されたセルトランジスター3のゲート電極18及びMOSキャパシター4のプレートノード電極20と、基板内に形成されたセルトランジスター3のソース/ドレーン24と、層間絶縁膜26のコンタクト電極28を通じてソース/ドレーン24と連結したビットライン30で構成されている。
FIG. 1 is a vertical sectional view showing a DRAM cell structure having a MOS capacitor according to the prior art. Referring to FIG. 1, a vertical sectional structure of a DRAM cell includes a semiconductor substrate 10, a well 12, an
図1において、MOSキャパシター4のストレージノード電極は、プレートノード電極20の下部に位置したウェル12領域であり、これら電極間の絶縁体膜はゲート絶縁膜16である。そしてセルトランジスター3のゲート電極18はワードラインとして使われる。
In FIG. 1, the storage node electrode of the MOS capacitor 4 is a region of the well 12 located below the
このような構成を有するDRAMセルは、信号を伝えるセルトランジスター3のソースに連結するMOSキャパシター4のストレージノードのウェル12に格納される。しかし、MOSキャパシターを有するDRAMセルは、積層型キャパシターに比べてロジック工程をそのまま使用できる長所にもかかわらず、ストレージノードに使われるウェル12にデータが格納されるので、漏れ電流がたくさん流れ、リフレッシュ時間(refresh time)が短くなる問題点がある。 The DRAM cell having such a configuration is stored in the well 12 of the storage node of the MOS capacitor 4 connected to the source of the cell transistor 3 transmitting a signal. However, although the DRAM cell having the MOS capacitor has the advantage that the logic process can be used as it is in comparison with the stacked capacitor, data is stored in the well 12 used as a storage node. There is a problem that the refresh time is shortened.
このような従来技術の問題点を解決するための本発明の目的は、MOSキャパシターを使用するDRAMセルにおいてプレートノード電極を基板の活性領域とし、ストレージノード電極をT字状の導電パターンに使用することによって、MOSキャパシター容量を増加させストレージノード電極を活性領域にて使用する場合に現れる漏れ電流損失を防止できるMOSキャパシターを有するDRAMセルを提供することにある。 An object of the present invention to solve the problems of the prior art is to use a plate node electrode as an active region of a substrate and a storage node electrode as a T-shaped conductive pattern in a DRAM cell using a MOS capacitor. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a DRAM cell having a MOS capacitor capable of increasing the capacitance of the MOS capacitor and preventing a leakage current loss when the storage node electrode is used in an active region.
本発明の他の目的は、MOSキャパシターのプレートノード電極を基板の活性領域とし、基板内にトレンチにT字状ストレージノード電極を形成することによって、MOSキャパシター容量を増加させながらストレージノード電極を活性領域にて使用する場合に現れる漏れ電流損失を防止できるMOSキャパシターを有するDRAMセルの製造方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to form a T-shaped storage node electrode in a trench in a substrate using a plate node electrode of a MOS capacitor as an active region of a substrate, thereby activating the storage node electrode while increasing the capacitance of the MOS capacitor. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a DRAM cell having a MOS capacitor capable of preventing a leakage current loss occurring when used in a region.
前述の目的を達成するために、本発明のMOSキャパシターを有するDRAMセルは、セルトランジスター及びキャパシターを有するDRAMセルにおいて、ロー(row)アドレスにより駆動するワードラインと、コラム(column)アドレスにより駆動するビットラインと、前記ビットラインにソースが連結して前記ワードラインにゲート電極が連結するセルトランジスターと、前記セルトランジスターのドレーンにストレージノード電極が連結して半導体基板の活性領域に形成されたプレートノード電極と、前記ストレージノード電極とプレートノード電極間の絶縁体薄膜を有するMOSキャパシターと、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a DRAM cell having a MOS capacitor according to the present invention is driven by a word line driven by a row address and a column address in a DRAM cell having a cell transistor and a capacitor. A bit line, a cell transistor having a source connected to the bit line and a gate electrode connected to the word line, and a plate node formed on an active region of the semiconductor substrate having a storage node electrode connected to a drain of the cell transistor. An electrode, and a MOS capacitor having an insulating thin film between the storage node electrode and the plate node electrode.
ここで、前記ストレージノード電極は、前記活性領域のトレンチを通じてT字状構造を持つことが良い。 Here, the storage node electrode may have a T-shaped structure through a trench of the active region.
また、前記プレートノード電極には、電源電圧が供給される電源ラインが連結することが好ましい。 Preferably, a power line to which a power voltage is supplied is connected to the plate node electrode.
本発明の他の目的を達成するために、本発明のMOSキャパシターを有するDRAMセルは、セルトランジスター及びキャパシターを有するDRAMセルにおいて、半導体基板の活性領域と、前記活性領域の一部であるプレートノード電極と、前記活性領域のトレンチを通じてT字状構造を有するストレージノード電極と、前記プレートノード電極及びストレージノード電極間の絶縁体薄膜からなるMOSキャパシターと、前記活性領域の上部面に形成されたゲート絶縁膜及びゲート電極と、前記活性領域内に形成されたソース/ドレーンを含むセルトランジスターと、前記MOSキャパシター及びセルトランジスターが形成された構造物に蒸着された層間絶縁膜と、前期層間絶縁膜のコンタクトホールを通じて前記セルトランジスターのソース/ドレーンまたは前記MOSキャパシターのストレージノード電極が連結したコンタクト電極と、前記コンタクト電極を通じて前記ドレーンと前記ストレージノード電極が連結する配線と、前記コンタクト電極を通じて前記ソースが連結したビットラインを備えることを特徴とする。 In order to achieve another object of the present invention, a DRAM cell having a MOS capacitor according to the present invention is a DRAM cell having a cell transistor and a capacitor, wherein an active region of a semiconductor substrate and a plate node which is a part of the active region are provided. An electrode, a storage node electrode having a T-shaped structure through the trench of the active region, a MOS capacitor comprising an insulating thin film between the plate node electrode and the storage node electrode, and a gate formed on an upper surface of the active region An insulating film and a gate electrode, a cell transistor including a source / drain formed in the active region, an interlayer insulating film deposited on the structure where the MOS capacitor and the cell transistor are formed, and an interlayer insulating film. Through the contact hole, the source of the cell transistor A contact electrode connected to the storage node electrode of the MOS capacitor, a wiring connecting the drain to the storage node electrode through the contact electrode, and a bit line connected to the source through the contact electrode. Features.
ここで、前記MOSキャパシターは前記トレンチの下部を絶縁物質で満たす充填膜をさらに含むことが良い。 Here, the MOS capacitor may further include a filling layer filling a lower portion of the trench with an insulating material.
また、前記プレートノード電極には、前記層間絶縁膜の他のコンタクト電極を通じて電源電圧が供給される電源ラインが連結したことが良い。 Also, a power supply line to which a power supply voltage is supplied through another contact electrode of the interlayer insulating film may be connected to the plate node electrode.
さらに、前記MOSキャパシターのトレンチは、少なくとも一つ以上つながる屈曲したトレンチであることが好ましい。 Further, it is preferable that the trench of the MOS capacitor is a bent trench connected to at least one or more.
さらに、前記MOSキャパシターのストレージノード電極と前記セルトランジスターのゲート電極は、その側壁にサイドウェルスペーサーをさらに備えることが好ましい。 The storage node electrode of the MOS capacitor and the gate electrode of the cell transistor preferably further include a side well spacer on a side wall.
また、本発明の他の目的を達成するために、MOSキャパシターを有するDRAMセルの製造方法は、セルトランジスター及びキャパシターを有するDRAMセルの製造方法において、半導体基板の活性領域の一部にトレンチを形成する段階と、前記活性領域に不純物を注入する段階と、前記トレンチが形成された基板の全面に絶縁体薄膜を形成すると共に、ゲート絶縁膜を形成する段階と、前記結果物にトレンチが埋め込まれるよう導電膜を蒸着し、これをパターニングして前記T字状構造を有するストレージノード電極を形成すると共に、前記セルトランジスターのゲート電極を形成する段階と、前記結果物に不純物を注入して前記セルトランジスターのソース/ドレーンを形成する段階と、前記結果物の全面に層間絶縁膜を形成して前記層間絶縁膜にコンタクトホールを形成した後、前記コンタクトホールに導電膜を埋め込んで前記セルトランジスターのソース/ドレーンまたは前記MOSキャパシターのストレージノード電極が連結したコンタクト電極を形成する段階と、前記層間絶縁膜の上部に導電膜を蒸着してこれをパターニングし、前記コンタクト電極を通じて前記ドレーンと前記ストレージノード電極が連結する配線と前記ソースが連結したビットラインを形成する段階と、を含むことを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a DRAM cell having a MOS capacitor, comprising: forming a trench in a part of an active region of a semiconductor substrate in the method of manufacturing a DRAM cell having a cell transistor and a capacitor; Performing a step of implanting impurities into the active region, forming an insulating thin film and forming a gate insulating film on the entire surface of the substrate on which the trench is formed, and embedding the trench in the resultant. Depositing a conductive film and patterning the same to form a storage node electrode having the T-shaped structure and forming a gate electrode of the cell transistor; and implanting impurities into the resultant to form the cell. Forming a source / drain of the transistor and forming an interlayer insulating film on the entire surface of the resultant structure; Forming a contact hole in the interlayer insulating film, burying a conductive film in the contact hole to form a contact electrode connected to a source / drain of the cell transistor or a storage node electrode of the MOS capacitor; Depositing a conductive film on top of the substrate, patterning the conductive film, and forming a bit line connecting the source and a line connecting the drain and the storage node electrode through the contact electrode. .
ここで、前記MOSキャパシターのトレンチは、少なくとも一つ以上つながる屈曲したトレンチで形成することが良い。 Here, it is preferable that the trench of the MOS capacitor is formed by a bent trench that connects at least one or more.
また、前記活性領域に不純物を注入する前に、前記トレンチの下部を絶縁物質で満たす充填膜をさらに形成することが良い。 In addition, before injecting impurities into the active region, it is preferable to further form a filling film for filling a lower portion of the trench with an insulating material.
さらに、前記充填膜は、前記MOSキャパシターのストレージノード領域のトレンチに形成されたり、または前記半導体基板の素子分離領域のトレンチに形成されることが好ましい。 Preferably, the filling film is formed in a trench in a storage node region of the MOS capacitor or in a trench in an element isolation region of the semiconductor substrate.
さらに、前記MOSキャパシターのストレージノード領域のトレンチに形成される充填膜は、トレンチの上部面または一定部分まで埋め込まれることが好ましい。 Further, it is preferable that the filling film formed in the trench in the storage node region of the MOS capacitor is buried to an upper surface or a certain portion of the trench.
またさらに、前記セルトランジスターのソース/ドレーンを形成する前に、前記MOSキャパシターのストレージノード電極と前記セルトランジスターのゲート電極の側壁にサイドウェルスペーサーをさらに形成することが好ましい。 Preferably, before forming the source / drain of the cell transistor, a side well spacer is further formed on a sidewall of the storage node electrode of the MOS capacitor and a gate electrode of the cell transistor.
またさらに、前記層間絶縁膜の上部に導電膜を蒸着してこれをパターニングする際、前記層間絶縁膜の他のコンタクト電極を通じて前記プレートノード電極に電源電圧が供給される電源ラインを形成することが好ましい。 Further, when depositing a conductive film on the interlayer insulating film and patterning the conductive film, a power supply line for supplying a power supply voltage to the plate node electrode through another contact electrode of the interlayer insulating film may be formed. preferable.
本発明は、MOSキャパシターを使用するDRAMセルで電源が供給されるプレートノード電極を寄生抵抗及び容量の大きい基板の活性領域、すなわちウェルとして使用するので、信号の速度を向上させることができる。 According to the present invention, a plate node electrode to which power is supplied in a DRAM cell using a MOS capacitor is used as an active region of a substrate having a large parasitic resistance and capacitance, that is, a well, so that a signal speed can be improved.
そして、本発明は、MOSキャパシターのストレージノード電極を活性領域上部の導電膜にて使用することによって、従来のDRAMセルでストレージノード電極を活性領域にて使用する場合に現れる漏れ電流損失を防止でき、セルの読み取り/書き込み時間を短縮できる。 Further, according to the present invention, by using the storage node electrode of the MOS capacitor as the conductive film on the active region, it is possible to prevent the leakage current loss that occurs when the storage node electrode is used in the active region in the conventional DRAM cell. In addition, the cell read / write time can be reduced.
また、本発明は、MOSキャパシター領域にトレンチを形成してT字状構造のストレージノード電極を製造することにより、MOSキャパシター容量を増加させることができる。 In addition, according to the present invention, by forming a trench in a MOS capacitor region to manufacture a storage node electrode having a T-shaped structure, the capacitance of the MOS capacitor can be increased.
また、本発明は、ロジックプロセスをそのまま使用することができ、工程時間が短縮できる。 Further, according to the present invention, the logic process can be used as it is, and the process time can be reduced.
以下、本発明を実施するための最良の形態(以下、実施例という)について図面を参照して説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention (hereinafter, referred to as an example) will be described with reference to the drawings.
図2は本発明に係るMOSキャパシターを有するDRAMセルのレイアウト図である。図2を参照すれば、本発明のDRAMセルレイアウトはローアドレスにより駆動するワードライン(ゲート電極)112と、コラムアドレスにより駆動するビットライン130と、ビットライン113にソース118が連結してワードラインにゲート電極112が連結するセルトランジスターを具備する。そしてセルトランジスターのドレーン118にストレージノード電極114が連結する。その上、本発明のDRAMセルにおいて、半導体基板の活性領域のウェル102が、電源電圧が供給されるプレートノード電極に使われてMOSキャパシターを構成するようになる。本発明においてはウェル102のプレートノード電極にコンタクト電極132を通じて電源電圧が供給される電源ライン134が連結する。
FIG. 2 is a layout diagram of a DRAM cell having a MOS capacitor according to the present invention. Referring to FIG. 2, a DRAM cell layout according to the present invention includes a word line (gate electrode) 112 driven by a row address, a
前記レイアウト図で図面符号122、124、126はコンタクト電極を示すものである。そして、図面符号11はMOSキャパシターのトレンチ形成時、トレンチの下部に充填される膜を除去する際に使われるマスク領域を示すものである。
In the layout diagram,
本発明のDRAMセルにおいて、MOSキャパシターは電源電圧が供給されるプレートノード電極をウェルに使用して信号電荷が蓄積されるストレージノード電極114を活性領域上部の導電膜として使用することによって、ストレージノード電極を活性領域とする時より読み取り/書き込み動作時、基板に流れる漏れ電流損失がなくなってデータのアクセス時間が短くなる。
In the DRAM cell of the present invention, the MOS capacitor uses a plate node electrode to which a power supply voltage is supplied as a well and uses a
図3は図2でA−A'線に沿った垂直断面図で、図4は図2でB−B'線に沿った垂直断面図である。 FIG. 3 is a vertical sectional view taken along line AA 'in FIG. 2, and FIG. 4 is a vertical sectional view taken along line BB' in FIG.
これらの図面を参照すれば、本発明のDRAMセルは、半導体基板100の活性領域のウェル102と、活性領域102のトレンチ106を通じてT字状構造を有するストレージノード電極114と、プレートノード電極及びストレージノード電極114間の絶縁体薄膜110、111からなるMOSキャパシター4が形成されている。そして活性領域の上部面にゲート絶縁膜110及びゲート電極112が形成されていて、活性領域内にソース/ドレーン118が形成されたセルトランジスター3を備えている。
Referring to these drawings, the DRAM cell of the present invention includes a
また、MOSキャパシター4及びセルトランジスター3が形成された構造物には、層間絶縁膜120が蒸着されており、層間絶縁膜120のコンタクトホールを通じてセルトランジスター3のソース/ドレーン118またはMOSキャパシター4のストレージノード電極114が連結したコンタクト電極122、124、126と、コンタクト電極122、124を通じてドレーンとストレージノード電極114が連結する配線128が形成されて、他のコンタクト電極126を通じてソースが連結したビットライン130が形成される。
In addition, an
本発明のDRAMセルにおいて、MOSキャパシター4にはトレンチ106の下部を絶縁物質で満たす充填膜108がさらに形成されているが、この時トレンチにだけ充填膜108を残すために図2のマスク11を利用する。またMOSキャパシター4のストレージノード電極114とセルトランジスター3のゲート電極112の側壁には、各々絶縁物質からなるサイドウェルスペーサー116が形成されて構造物の側面を絶縁させる。
In the DRAM cell of the present invention, the MOS capacitor 4 is further formed with a filling
図4に示すように、本発明のMOSキャパシター4のストレージノード電極114は下部膜が埋め込まれるトレンチが少なくとも一つ以上つながる屈曲したトレンチで構成されていて、平面上に形成される積層型MOSキャパシターに比べて高容量のキャパシタンスを確保することができる。
As shown in FIG. 4, the
前述のような構造を有する本発明のDRAMセルは、書き込み動作時、ビットライン130にデータ信号が供給されると、ワードラインのゲート電極112にハイレバルの電圧が供給され、セルトランジスター3がオンになる。セルトランジスター3のドレーン118を通じて信号電荷がMOSキャパシターのストレージノード電極114に蓄積される。
In the DRAM cell of the present invention having the above-described structure, when a data signal is supplied to the
これと反対に、読み取り動作時、ワードラインのゲート電極112にハイレバルの電圧が供給され、セルトランジスター3がオンになれば、ストレージノード電極114に蓄積された信号を伝えるドレーンにおいてソースを通じてビットライン130に伝えられる。
On the other hand, during a read operation, when a high level voltage is supplied to the
図5aから図5iは本発明の一実施例によってMOSキャパシターを有するDRAMセルの製造工程を順に示す工程図である。本実施例はMOSキャパシターの製造工程を中心としてDRAMセルの製造工程を説明する。 5A to 5I are process diagrams sequentially illustrating a process of manufacturing a DRAM cell having a MOS capacitor according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, the manufacturing process of a DRAM cell will be described mainly on the manufacturing process of a MOS capacitor.
まず、図5aに示すように、半導体基板100としてシリコン基板にパッド酸化膜103a及びハードマスク膜103bを順に積層し、その上にMOSキャパシタートレンチ領域を定義するフォトレジストパターン105を形成する。
First, as shown in FIG. 5A, a pad oxide film 103a and a hard mask film 103b are sequentially stacked on a silicon substrate as a
そして、前記フォトレジストパターン105を利用したドライエッチング工程として、ハードマスク膜103b及びパッド酸化膜103aをパターニングしながら所定の深さまで基板100をエッチングし、図5bのようなトレンチ106を形成する。そして、前記フォトレジストパターン105とハードマスク膜103b及びパッド酸化膜103aを除去する。この時、本発明に係るMOSキャパシターのトレンチ106は少なくとも一つ以上つながる屈曲したトレンチで形成されてキャパシター容量を増加させることができる。
Then, as a dry etching process using the
続いて、図5cに示すように、前記結果物に充填膜(gap−fill layer)108としてHLD(High Temperature Low Pressure Dielectric)膜を蒸着し、これを平坦化してトレンチ106を絶縁物質で埋め込む。このようなMOSキャパシターのトレンチ及び充填膜108の製造工程時、DRAMセルの素子分離膜、例えばシャロートレンチ(shallow trench)素子分離膜の製造工程も共に進行することができる。
Subsequently, as shown in FIG. 5C, a high temperature low pressure dielectric (HLD) film is deposited on the resultant material as a gap-
続いて、前記半導体基板100内に不純物注入工程、例えばp−ウェル工程を進行し、基板内にセルの活性領域でありながらMOSキャパシターのプレートノード電極に使われるウェル102を形成する。そして、前記ウェル内にn−チャンネル工程、スレッショルド電圧の調節などを進行して基板内に追加に不純物イオンを注入する。
Subsequently, an impurity implantation process, for example, a p-well process, is performed in the
一方、前記MOSキャパシター領域のトレンチに埋め込まれた充填膜108はトレンチの上部面または一定の部分まで埋め込まれるか、MOSキャパシター容量を増加させるためにトレンチの一定部分まで埋め込まれるようにすることが好ましい。このために次の通り工程を進行する。
Meanwhile, it is preferable that the filling
図5dに示すように、前記半導体基板の全面に絶縁体薄膜110aを薄く蒸着し、その上にはMOSキャパシタートレンチ領域をオープンするフォトレジストパターン113を形成する。そして、前記フォトレジストパターン113により開放された充填膜108の上部の絶縁体薄膜110aをエッチングして除去する。その後、フォトレジストパターン113を除去する。この時、図面には示さなかったが、前記フォトレジストパターン113はトレンチ領域だけでなく、MOSキャパシター領域とセルトランジスターのゲート絶縁膜領域を定義する。これによって、フォトレジストパターン113を利用したエッチング工程時、MOSキャパシターの絶縁体薄膜及びゲート絶縁膜が共にパターニングできる。これに伴い、図5eに示すように、前記MOSキャパシターの絶縁体薄膜110及びセルトランジスターのゲート絶縁膜(不図示)がパターニングされる。
As shown in FIG. 5D, a thin
続いて、前記露出した充填膜108を選択的にエッチングし、トレンチの一部を満たすようにした後、トレンチの側壁に絶縁物質からなるサイドウェルスペーサー111を形成する。この時サイドウェルスペーサーはMOSキャパシターの絶縁体薄膜にて使用する。
Subsequently, the exposed filling
引続き、図5fに示すように、前記結果物に導電膜114aとしてポリシリコンを蒸着するが、トレンチを完全に満たしながら前記MOSキャパシターの絶縁体薄膜110及びゲート絶縁膜の上部には、一部の厚さが残るように蒸着する。そして図5gに示すように、前記導電膜114aの上部にMOSキャパシターのストレージノード電極及びセルトランジスターのゲート電極領域を定義するフォトレジストパターン115を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 5f, polysilicon is deposited on the resultant structure as a
続いて、前記フォトレジストパターン115により開放された導電膜114aをドライエッチングし、図5hのようにT字状構造を有するMOSキャパシターのストレージノード電極114を形成すると同時にセルトランジスターのゲート電極112を形成する。そしてフォトレジストパターン115を除去する。
Subsequently, the
その次に、図5iに示すように、前記結果物に絶縁膜を蒸着してこれをドライエッチングし、前記MOSキャパシターのストレージノード電極114及びセルトランジスターのゲート電極112の側壁にサイドウェルスペーサー116を形成する。そして、前記サイドウェルスペーサーをマスクとして不純物を注入してセルトランジスターのソース/ドレーン118を形成した後、結果物の全面に層間絶縁膜120を形成してこれを平坦化する。続いて、前記層間絶縁膜120にコンタクトホールを形成した後にコンタクトホールに導電膜を埋め込む。それによって、セルトランジスターのソース/ドレーン118またはMOSキャパシターのストレージノード電極114が連結するコンタクト電極122、124が形成される。
Next, as shown in FIG. 5I, an insulating layer is deposited on the resultant structure and dry-etched, and side well spacers 116 are formed on sidewalls of the
引続き、前記層間絶縁膜120の上部に導電膜を蒸着してこれをパターニングして、コンタクト電極122、124を通じてドレーン118とストレージノード電極114が連結する配線128を形成すると共に、別のコンタクト電極(不図示)を通じてセルトランジスターのソース118が連結するビットライン(不図示)を形成する。
Subsequently, a conductive film is deposited on the
一方、図5iには示さなかったが、前記配線128及びビットラインの製造工程においては、層間絶縁膜120のもう一つのコンタクト電極を通じてプレートノード電極のウェル102に電源電圧が供給される電源ラインを形成する。
On the other hand, although not shown in FIG. 5i, in the manufacturing process of the
一方、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、後述する請求範囲に記載された本発明の技術的思想と範疇内で、当業者により色々な変形が可能である。 On the other hand, the present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made by those skilled in the art within the technical concept and the scope of the present invention described in the claims described below.
100 半導体基板、103a パッド酸化膜、103b ハードマスク、105 フォトレジストパターン、106 トレンチ、108 充填膜、112 ゲート電極、114 ストレージノード電極、130 ビットライン。
Claims (15)
ロー(row)アドレスにより駆動するワードラインと、
コラム(column)アドレスにより駆動するビットラインと、
前記ビットラインにソースが連結して前記ワードラインにゲート電極が連結するセルトランジスターと、
前記セルトランジスターのドレーンにストレージノード電極が連結して半導体基板の活性領域に形成されたプレートノード電極と、前記ストレージノード電極とプレートノード電極間の絶縁体薄膜を有するMOSキャパシターと、を備えることを特徴とするMOSキャパシターを有するDRAMセル。 In a DRAM cell having a cell transistor and a capacitor,
A word line driven by a row address;
A bit line driven by a column address;
A cell transistor having a source connected to the bit line and a gate electrode connected to the word line;
A storage node electrode connected to a drain of the cell transistor, the plate node electrode being formed in an active region of a semiconductor substrate, and a MOS capacitor having an insulating thin film between the storage node electrode and the plate node electrode. A DRAM cell having a MOS capacitor.
半導体基板の活性領域と、
前記活性領域の一部であるプレートノード電極と、前記活性領域のトレンチを通じてT字状構造を有するストレージノード電極と、前記プレートノード電極及びストレージノード電極間の絶縁体薄膜からなるMOSキャパシターと、
前記活性領域の上部面に形成されたゲート絶縁膜及びゲート電極と、前記活性領域内に形成されたソース/ドレーンを含むセルトランジスターと、
前記MOSキャパシター及びセルトランジスターが形成された構造物に蒸着された層間絶縁膜と、
前期層間絶縁膜のコンタクトホールを通じて前記セルトランジスターのソース/ドレーンまたは前記MOSキャパシターのストレージノード電極が連結したコンタクト電極と、
前記コンタクト電極を通じて前記ドレーンと前記ストレージノード電極が連結する配線と、
前記コンタクト電極を通じて前記ソースが連結したビットラインを備えることを特徴とするMOSキャパシターを有するDRAMセル。 In a DRAM cell having a cell transistor and a capacitor,
An active region of the semiconductor substrate;
A plate node electrode that is a part of the active region, a storage node electrode having a T-shaped structure through a trench of the active region, a MOS capacitor including an insulating thin film between the plate node electrode and the storage node electrode,
A cell transistor including a gate insulating film and a gate electrode formed on an upper surface of the active region, and a source / drain formed in the active region;
An interlayer insulating film deposited on the structure on which the MOS capacitor and the cell transistor are formed;
A contact electrode connected to a source / drain of the cell transistor or a storage node electrode of the MOS capacitor through a contact hole of the interlayer insulating film;
A wiring connecting the drain and the storage node electrode through the contact electrode;
A DRAM cell having a MOS capacitor, comprising a bit line connected to the source through the contact electrode.
半導体基板の活性領域の一部にトレンチを形成する段階と、
前記活性領域に不純物を注入する段階と、
前記トレンチが形成された基板の全面に絶縁体薄膜を形成すると共に、ゲート絶縁膜を形成する段階と、
前記結果物にトレンチが埋め込まれるよう導電膜を蒸着し、これをパターニングして前記T字状構造を有するストレージノード電極を形成すると共に、前記セルトランジスターのゲート電極を形成する段階と、
前記結果物に不純物を注入して前記セルトランジスターのソース/ドレーンを形成する段階と、
前記結果物の全面に層間絶縁膜を形成して前記層間絶縁膜にコンタクトホールを形成した後、前記コンタクトホールに導電膜を埋め込んで前記セルトランジスターのソース/ドレーンまたは前記MOSキャパシターのストレージノード電極が連結したコンタクト電極を形成する段階と、
前記層間絶縁膜の上部に導電膜を蒸着してこれをパターニングし、前記コンタクト電極を通じて前記ドレーンと前記ストレージノード電極が連結する配線と前記ソースが連結したビットラインを形成する段階と、を含むことを特徴とするMOSキャパシターを有するDRAMセルの製造方法。 In a method of manufacturing a DRAM cell having a cell transistor and a capacitor,
Forming a trench in a portion of the active region of the semiconductor substrate;
Implanting impurities into the active region;
Forming an insulating thin film over the entire surface of the substrate on which the trench is formed, and forming a gate insulating film;
Depositing a conductive film so that a trench is buried in the resultant, patterning the conductive film to form a storage node electrode having the T-shaped structure, and forming a gate electrode of the cell transistor;
Implanting impurities into the resultant to form a source / drain of the cell transistor;
After forming an interlayer insulating film on the entire surface of the resultant structure and forming a contact hole in the interlayer insulating film, a conductive film is buried in the contact hole to form a source / drain of the cell transistor or a storage node electrode of the MOS capacitor. Forming a connected contact electrode;
Depositing a conductive film on the interlayer insulating film, patterning the conductive film, and forming a wiring connecting the drain and the storage node electrode and a bit line connecting the source through the contact electrode. A method for manufacturing a DRAM cell having a MOS capacitor.
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