JP2006060137A - Semiconductor memory device and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は半導体記憶装置およびその製造方法に関し、特にダイナミックランダムアクセスメモリー(DRAM)である半導体記憶装置とその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor memory device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a semiconductor memory device which is a dynamic random access memory (DRAM) and a manufacturing method thereof.
近年のVLSI等の半導体装置においては3年で7割の縮小化を実現し、高集積化および高性能化を達成してきた。
例えば、スイッチング用の1トランジスタ(メタル−酸化物−半導体積層体型電界効果トランジスタ;MOSFET)と1メモリキャパシタから1つのメモリセルが構成されるMOS型DRAMは、半導体デバイスにおけるプロセスドライバーとして高集積化の一途をたどっている。
装置の微細化に伴い、メモリセル面積は縮小化されるので、メモリキャパシタの占有面積も縮小化している。
In recent years, semiconductor devices such as VLSI have been reduced by 70% in three years to achieve higher integration and higher performance.
For example, a MOS type DRAM in which one memory cell is composed of one transistor for switching (metal-oxide-semiconductor stacked field effect transistor; MOSFET) and one memory capacitor is highly integrated as a process driver in a semiconductor device. It is going on.
As the device is miniaturized, the area of the memory cell is reduced, so that the area occupied by the memory capacitor is also reduced.
しかしながら、動作マージンを確保し、アルファー線によるソフトエラー耐性を確保して記憶したデータの信頼性を高めるために、メモリキャパシタの蓄積容量はDRAMの世代にかかわらず1ビットあたり20〜30fFと一定値に保たれている。
従って、メモリキャパシタは微細化するに従い、その占有面積を縮小化しているにもかかわらず、その蓄積容量は必要量確保する必要があり、そのための様々な工夫がなされてきた。
However, in order to secure an operating margin and to secure the soft error tolerance due to alpha rays, the storage capacity of the memory capacitor is a constant value of 20 to 30 fF per bit regardless of the generation of the DRAM. It is kept in.
Therefore, as the memory capacitor is miniaturized, it is necessary to secure the required amount of the storage capacity, although the occupied area is reduced, and various contrivances have been made for that purpose.
例えば、容量絶縁膜の膜厚を薄くする方法や、容量絶縁膜としてより比誘電率の高い材料を用いて蓄積容量を増加させるなどの方法が開発されている。
一方で、キャパシタの電極構造も工夫が加えられており、様々な構造を有するものが開発されている。メモリキャパシタは記憶ノード電極(キャパシタのトランジスタに接続している電極)とプレート電極(キャパシタの接地している電極)とその間の容量絶縁膜とを有しており、例えば、キャパシタを積み上げ式に構成するスタック型や、半導体基板に対して深さ方向に記憶ノード電極を形成するトレンチ型などの構造とすることで、記憶ノード電極とプレート電極の対向する面の表面積を増加させることにより、キャパシタの蓄積容量を増加させることができる。
For example, a method of reducing the film thickness of the capacitor insulating film or a method of increasing the storage capacity using a material having a higher relative dielectric constant as the capacitor insulating film has been developed.
On the other hand, the electrode structure of the capacitor has been devised, and those having various structures have been developed. The memory capacitor has a storage node electrode (electrode connected to the capacitor transistor), a plate electrode (electrode grounded to the capacitor), and a capacitance insulating film therebetween, for example, the capacitors are configured in a stacked manner By increasing the surface area of the opposing surface of the storage node electrode and the plate electrode by using a stack type structure or a trench type structure in which the storage node electrode is formed in the depth direction with respect to the semiconductor substrate, The storage capacity can be increased.
特許文献1には、上記のスタック型のメモリキャパシタを有するDRAMが開示されている。
シリコン半導体基板に、MOSトランジスタが形成されており、これを被覆して層間絶縁膜が形成されており、トランジスタの一方のソース・ドレイン領域に接続してビット線が形成されている。これを被覆して層間絶縁膜が形成れており、トランジスタの他方のソース・ドレイン領域に接続して記憶ノードコンタクトプラグが形成されており、これに下層側から記憶ノード電極、容量絶縁膜、プレート電極が積層して、メモリキャパシタが形成されている。
上記のDRAMは、いわゆるCOB(Capacitor Over Bitline)型の構造となっている。
Patent Document 1 discloses a DRAM having the above-described stack type memory capacitor.
A MOS transistor is formed on a silicon semiconductor substrate, an interlayer insulating film is formed so as to cover the MOS transistor, and a bit line is formed in connection with one source / drain region of the transistor. An interlayer insulating film is formed so as to cover this, and a storage node contact plug is formed by connecting to the other source / drain region of the transistor, and a storage node electrode, a capacitor insulating film, a plate are formed on the lower layer side. The electrodes are stacked to form a memory capacitor.
The above DRAM has a so-called COB (Capacitor Over Bitline) type structure.
また、特許文献2には、上記のトレンチ型のメモリキャパシタを有するDRAMが開示されている。
図10はトレンチ型のメモリキャパシタを有するDRAMの要部断面図である。
シリコンの半導体基板に設けられた活性領域となる半導体領域112上に、ゲート絶縁膜119を介してゲート電極120が形成されており、ゲート電極の両側部における半導体領域112中に不純物領域121aを含むソース・ドレイン領域が形成されており、MOSトランジスタが構成されている。ゲート電極の両側部にはサイドウォール絶縁膜122が形成されている。
Patent Document 2 discloses a DRAM having the above-described trench type memory capacitor.
FIG. 10 is a cross-sectional view of a main part of a DRAM having a trench type memory capacitor.
A
また、MOSトランジスタから所定の間隙をおいて、半導体基板にトレンチ110aが形成されており、トレンチ110aの底部から途中の深さまでトレンチ110aの内壁面を被覆して容量絶縁膜(不図示)が形成されている。容量絶縁膜が形成されている領域の半導体基板中には不純物拡散領域であるプレート電極が形成されており、一方、容量絶縁膜の内側には第1導電層(不図示)が埋め込まれて形成されている。
In addition, a
容量絶縁膜の上端からトレンチ110aの縁部近傍まで、トレンチ110aの内壁面を被覆してカラー(Collar)絶縁膜115が形成されており、その内側に第1導電層に接続して第2導電層117が形成されている。
また、カラー絶縁膜115の上端からトレンチ110aの縁部まで、トレンチ110aの内壁面を被覆して、膜厚の薄いBS(埋め込みストラップ:Buried−Strap)絶縁膜115bが形成されており、その内側に第2導電層117に接続して、PやAsなどの導電性不純物を含有するポリシリコンなどからなる第3導電層117aが形成されている。さらに、BS絶縁膜115bを介して第3導電層117aに対向するように、半導体領域112中において不純物領域121aに接続するようにBS拡散層117bが形成されている。
第1導電層、第2導電層117および第3導電層117aから記憶ノード電極が構成されており、記憶ノード電極の第1導電層部分とプレート電極が容量絶縁膜を介して対向しており、メモリキャパシタが構成されている。
A collar
Further, a thin BS (Buried-Strap) insulating
A storage node electrode is composed of the first conductive layer, the second
BS拡散層117bは、第3導電層117aに含まれるPやAsなどの導電性不純物が、ウェル形成、素子分離形成およびトランジスタ形成工程の熱処理プロセスにより、シリコン基板のトレンチ110aと第3導電層117aの界面部分に形成された薄いBS絶縁膜115bを介して半導体領域112中に拡散して形成されたものである。
上記のコンタクト構造は埋め込みストラップ(BS)と呼ばれ、BS拡散層117bと薄いBS絶縁膜115bを介した埋め込み部において、メモリセルトランジスタのソース・ドレイン領域である不純物領域121aとトレンチ型キャパシタの記憶ノード電極を構成する第3導電層117aとの電気的接続が実現されている。
In the
The above contact structure is called a buried strap (BS). In the buried portion through the
ところで、DRAMの集積化に伴い、キャパシタ容量およびデータ保持特性をどう向上させるかという大きな課題の中で、キャパシタ容量の観点からはメモリセルシュリンクによるキャパシタ面積の縮小、データ保持特性の観点ではジャンクションリーク、サブスレッシュホールドリークが問題となる。
上記課題に対しては様々な技術検討が報告されているが、キャパシタ容量とデータ保持特性の両立は非常に困難である。
例えば、キャパシタ容量を増大させるために高誘電率膜を用いると、キャパシタ電極間リークが増大してしまう。また、ジャンクションリークを抑えるために、ストレージノード拡散層濃度を薄くすると、拡散層シート抵抗が上昇し、セルトランジスタの駆動力劣化に繋がる。こういった寄生抵抗によりDRAMマクロのランダムアクセススピードが低速になり、高性能向けの要求を十分満たせないという問題がある。
Various technical studies have been reported for the above problem, but it is very difficult to achieve both capacitor capacity and data retention characteristics.
For example, if a high dielectric constant film is used to increase the capacitance of the capacitor, leakage between the capacitor electrodes increases. Further, if the storage node diffusion layer concentration is reduced in order to suppress junction leakage, the diffusion layer sheet resistance increases, leading to deterioration of the driving capability of the cell transistor. Due to such parasitic resistance, the random access speed of the DRAM macro becomes low, and there is a problem that the demand for high performance cannot be sufficiently satisfied.
解決しようとする問題点は、キャパシタ容量およびデータ保持特性をさらに向上させることが困難であるという点である。 The problem to be solved is that it is difficult to further improve the capacitor capacity and data retention characteristics.
本発明の半導体記憶装置は、半導体基板と、前記半導体基板に形成されたトランジスタと、前記半導体基板に形成されたトレンチに形成され、前記トランジスタの一方のノードに接続する第1記憶ノード電極を有する第1メモリキャパシタと、前記トランジスタを被覆して形成された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に形成され、前記一方のノードに接続する第2記憶ノード電極を有する第2メモリキャパシタと、前記層間絶縁膜を貫通して形成され、前記第1記憶ノード電極と前記第2記憶ノード電極を接続する記憶ノードコンタクトプラグとを有し、前記第1メモリキャパシタ、前記第2メモリキャパシタおよび前記トランジスタを有するメモリセルが複数個配置されている。 The semiconductor memory device of the present invention has a semiconductor substrate, a transistor formed in the semiconductor substrate, and a first storage node electrode formed in a trench formed in the semiconductor substrate and connected to one node of the transistor. A first memory capacitor; an interlayer insulating film formed to cover the transistor; a second memory capacitor formed on the interlayer insulating film and having a second storage node electrode connected to the one node; A storage node contact plug formed through the interlayer insulating film and connecting the first storage node electrode and the second storage node electrode; and the first memory capacitor, the second memory capacitor, and the transistor A plurality of memory cells are arranged.
上記の本発明の半導体記憶装置は、半導体基板に形成されたトランジスタと、半導体基板に形成されたトレンチに形成された第1メモリキャパシタと、トランジスタを被覆する層間絶縁膜上に形成された第2メモリキャパシタを有するメモリセルが複数個配置されている。
ここで、第1記憶ノード電極と第2記憶ノード電極は層間絶縁膜を貫通する記憶ノードコンタクトプラグによって接続されて同電位とされ、ともにトランジスタの一方のノードに接続されている。
The semiconductor memory device of the present invention described above includes a transistor formed on a semiconductor substrate, a first memory capacitor formed in a trench formed in the semiconductor substrate, and a second layer formed on an interlayer insulating film covering the transistor. A plurality of memory cells having memory capacitors are arranged.
Here, the first storage node electrode and the second storage node electrode are connected to each other by a storage node contact plug that penetrates the interlayer insulating film to have the same potential, and both are connected to one node of the transistor.
本発明の半導体記憶装置の製造方法は、半導体基板にトレンチを形成する工程と、前記トレンチに第1記憶ノード電極を有する第1メモリキャパシタを形成する工程と、前記トレンチから所定の距離を離間して前記半導体基板にトランジスタを形成する工程と、前記トランジスタおよび前記第1メモリキャパシタを被覆して層間絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜に少なくとも前記第1記憶ノード電極の表面に達する記憶ノードコンタクトホールを開口する工程と、前記記憶ノードコンタクトホール内に前記第1記憶ノード電極に接続する記憶ノードコンタクトプラグを形成する工程と、前記層間絶縁膜上に前記記憶ノードコンタクトプラグに接続する第2記憶ノード電極を有する第2メモリキャパシタを形成する工程とを有し、前記第1メモリキャパシタを形成する工程、前記トランジスタを形成する工程、前記記憶ノードコンタクトホールを開口する工程および/あるいは前記記憶ノードコンタクトプラグを形成する工程において、前記第1記憶ノード電極および前記第2記憶ノード電極が、前記トランジスタの一方のノードに接続するように形成する。 The method of manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention includes a step of forming a trench in a semiconductor substrate, a step of forming a first memory capacitor having a first storage node electrode in the trench, and a predetermined distance from the trench. Forming a transistor on the semiconductor substrate, forming an interlayer insulating film covering the transistor and the first memory capacitor, and storing at least the surface of the first storage node electrode on the interlayer insulating film Opening a node contact hole; forming a storage node contact plug connected to the first storage node electrode in the storage node contact hole; and connecting a storage node contact plug to the storage node contact plug on the interlayer insulating film. Forming a second memory capacitor having two storage node electrodes, In the step of forming one memory capacitor, the step of forming the transistor, the step of opening the storage node contact hole and / or the step of forming the storage node contact plug, the first storage node electrode and the second storage node An electrode is formed so as to be connected to one node of the transistor.
上記の本発明の半導体記憶装置の製造方法は、半導体基板にトレンチを形成し、トレンチに第1記憶ノード電極を有する第1メモリキャパシタを形成する。
次に、トレンチから所定の距離を離間して半導体基板にトランジスタを形成し、トランジスタおよび第1メモリキャパシタを被覆して層間絶縁膜を形成する。
次に、層間絶縁膜に少なくとも第1記憶ノード電極の表面に達する記憶ノードコンタクトホールを開口し、記憶ノードコンタクトホール内に第1記憶ノード電極に接続する記憶ノードコンタクトプラグを形成する。
次に、層間絶縁膜上に記憶ノードコンタクトプラグに接続する第2記憶ノード電極を有する第2メモリキャパシタを形成する。
ここで、第1メモリキャパシタを形成する工程、トランジスタを形成する工程、記憶ノードコンタクトホールを開口する工程および/あるいは記憶ノードコンタクトプラグを形成する工程において、第1記憶ノード電極および第2記憶ノード電極が、トランジスタの一方のノードに接続するように形成する。
In the method of manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention, a trench is formed in a semiconductor substrate, and a first memory capacitor having a first storage node electrode is formed in the trench.
Next, a transistor is formed on the semiconductor substrate at a predetermined distance from the trench, and an interlayer insulating film is formed covering the transistor and the first memory capacitor.
Next, a storage node contact hole reaching at least the surface of the first storage node electrode is opened in the interlayer insulating film, and a storage node contact plug connected to the first storage node electrode is formed in the storage node contact hole.
Next, a second memory capacitor having a second storage node electrode connected to the storage node contact plug is formed on the interlayer insulating film.
Here, in the step of forming the first memory capacitor, the step of forming the transistor, the step of opening the storage node contact hole and / or the step of forming the storage node contact plug, the first storage node electrode and the second storage node electrode Is connected to one node of the transistor.
本発明の半導体記憶装置は、キャパシタ容量およびデータ保持特性を向上させることが可能である。 The semiconductor memory device of the present invention can improve capacitor capacity and data retention characteristics.
本発明の半導体記憶装置の製造方法は、キャパシタ容量およびデータ保持特性を向上させた半導体記憶装置を製造することが可能である。 The method for manufacturing a semiconductor memory device of the present invention can manufacture a semiconductor memory device with improved capacitor capacity and data retention characteristics.
以下に、本発明に係る半導体記憶装置であるランダムアクセスメモリ(DRAM)とその製造方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of a random access memory (DRAM), which is a semiconductor memory device according to the present invention, and a manufacturing method thereof will be described below with reference to the drawings.
第1実施形態
図1は本実施形態に係る半導体記憶装置(DRAM)の等価回路図である。
複数本のワード線(WL1,WL2,・・・)とビット線(BL1,BL2,・・・)の交差点において、マトリクス状に複数個のメモリセルが設けられている。
各メモリセルは、ゲート電極がワード線(WL1.WL2,・・・)に接続されているスイッチング用の1つのトランジスタTrと、トランジスタTrの一方のソース・ドレインに並列に接続された2つのメモリキャパシタ(Ct,Cs)とを有する。トランジスタTrの他方のソース・ドレインはビット線(BL1,BL2,・・・)に接続されている。
First Embodiment FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of a semiconductor memory device (DRAM) according to this embodiment.
A plurality of memory cells are provided in a matrix at intersections of a plurality of word lines (WL1, WL2,...) And bit lines (BL1, BL2,...).
Each memory cell includes one transistor Tr for switching whose gate electrode is connected to a word line (WL1.WL2,...) And two memories connected in parallel to one source / drain of the transistor Tr. And capacitors (Ct, Cs). The other source / drain of the transistor Tr is connected to bit lines (BL1, BL2,...).
図2(a)は本実施形態に係る半導体記憶装置(DRAM)の構造を示す模式断面図であり、図2(b)は要部拡大断面図である。
例えばシリコンの半導体基板に設けられた活性領域となるp型の半導体領域12上に、酸化シリコンなどからなるゲート絶縁膜19を介して、例えばポリシリコンあるいはポリサイドなどからなるゲート電極20が形成されており、ゲート電極20の両側部における半導体領域12中に、エクステンション領域と呼ばれる低濃度不純物領域(21a,21b)と高濃度不純物領域23を含むn型のソース・ドレイン領域が形成されており、半導体領域12にチャネル形成領域を有するnチャネル型のMOSトランジスタが構成されている。ゲート電極の両側部にはサイドウォール絶縁膜22が形成されている。
FIG. 2A is a schematic cross-sectional view showing the structure of the semiconductor memory device (DRAM) according to the present embodiment, and FIG. 2B is an enlarged cross-sectional view of the main part.
For example, a
また、MOSトランジスタから所定の間隙をおいて、半導体基板に、例えば5〜6μm程度の深さのトレンチ10aが形成されており、トレンチ10aの底部から途中の深さまでトレンチ10aの内壁面を被覆して、例えばSiNあるいはSiONなどからなる第1容量絶縁膜13が形成されている。第1容量絶縁膜13が形成されている領域の半導体基板中には不純物拡散領域である第1プレート電極11が形成されており、一方、第1容量絶縁膜の内側には第1導電層14が埋め込まれて形成されている。
Further, a
第1容量絶縁膜13の上端からトレンチ10aの縁部まで、トレンチ10aの内壁面を被覆してカラー(Collar)絶縁膜15が形成されており、その内側に第1導電層14に接続して第2導電層17が形成されている。
また、カラー絶縁膜15の上端近傍は、薄膜化された領域15aとなっており、第2導電層17は薄膜化された領域15aの部分で記憶ノードコンタクトに寄与する接触面積が増大されている。
上記の第2導電層17は、カラー絶縁膜15の薄膜化された領域15aの途中の深さまでの膜厚で形成されており、その上層においてトレンチ10aの縁部まで、例えば酸化シリコンなどのトレンチ上部絶縁膜18が形成されている。
A
Further, the vicinity of the upper end of the
The second
ここで、第1導電層14および第2導電層17から、第1記憶ノード電極が構成されており、第1記憶ノード電極の第1導電層14と第1プレート電極11とが第1容量絶縁膜13を介して対向しており、トレンチ型の第1メモリキャパシタCtが構成されている。
上記のカラー絶縁膜15は、トレンチ型の第1メモリキャパシタCtとトランジスタを分離するために形成された絶縁膜である。
Here, a first storage node electrode is constituted by the first
The
MOSトランジスタと第1メモリキャパシタとを被覆して、例えば酸化シリコンからなる第1層間絶縁膜24が形成されている。
第1層間絶縁膜24には、これを貫通してトランジスタの高濃度不純物領域に達するビットコンタクトホールBCが開口され、例えばポリシリコンなどからなるビットコンタクトプラグ25が埋め込まれて形成されており、これに接続してビット線26がパターン形成されている。
A first
A bit contact hole BC is formed in the first
ビット線26を被覆して、例えば酸化シリコンからなる第2層間絶縁膜27が形成されている。第1層間絶縁膜24および第2層間絶縁膜27を合わせて、本発明の層間絶縁膜に相当する。
第2層間絶縁膜27および第1層間絶縁膜24と、トレンチ上部絶縁膜18を貫通して、第1記憶ノード電極を構成する第2導電層17の表面およびトランジスタの一方のソース・ドレイン領域である低濃度不純物領域21aの表面に達するように記憶ノードコンタクトホールNCが開口され、記憶ノードコンタクトプラグ28が第2導電層17の表面と低濃度不純物領域21aの表面の両者に接続するように、埋め込まれて形成されている。記憶ノードコンタクトホールNCは、例えばポリシリコン、あるいはチタン/酸化チタンをバリアメタルとしたタングステンなどからなる。
A second
On the surface of the second
第2層間絶縁膜27の上層に、例えば酸化シリコンからなる第3層間絶縁膜29が形成されている。
第3層間絶縁膜29には、記憶ノードコンタクトプラグ28の上端近傍を露出させ、スタック型の第2メモリキャパシタの第2記憶ノード電極の型となる開口部29aが形成されている。
上記の開口部29aの内壁面を被覆して、記憶ノードコンタクトプラグ28に接続するように、例えばポリシリコンなどからなる第2記憶ノード電極30が形成されている。第2記憶ノード電極30の表面には、静電容量を増大するための凹凸が設けられている。
A third
The third
A second
第2記憶ノード電極30の上層に、例えばSiNあるいはSiONなどからなる第2容量絶縁膜31が形成されており、さらにその上層に例えばポリシリコンなどからなる第2プレート電極32が形成されている。
このように、第2記憶ノード電極30と第2プレート電極32とが第2容量絶縁膜31を介して対向しており、スタック型の第2メモリキャパシタCsが構成されている。
A second
As described above, the second
また、例えば不図示の領域において、第1プレート電極11と第2プレート電極32が接続されている構成となっていてもよい。
Further, for example, the
上記の構成の本実施形態の半導体記憶装置(DRAM)によれば、第1記憶ノード電極と第2記憶ノード電極は層間絶縁膜を貫通する記憶ノードコンタクトプラグによって接続されて同電位とされ、ともにトランジスタの一方のノードに接続されており、即ち、トレンチ型の第1メモリキャパシタとスタック型の第2メモリキャパシタを並列に接続した構造となっており、総計のセル容量はそれぞれのキャパシタ容量の総和となる。キャパシタに電荷を蓄積する場合には、第1記憶ノード電極と第2記憶ノード電極が同じ電位となるように蓄積し、放出する場合にも同じ電位となるように放出する。
これによって、キャパシタ容量を従来よりも増大させ、データ保持特性を向上させることが可能である。
According to the semiconductor memory device (DRAM) of the present embodiment configured as described above, the first storage node electrode and the second storage node electrode are connected to each other by the storage node contact plug that penetrates the interlayer insulating film and have the same potential. It is connected to one node of the transistor, that is, it has a structure in which a trench type first memory capacitor and a stack type second memory capacitor are connected in parallel, and the total cell capacity is the sum of the respective capacitor capacities. It becomes. When accumulating charges in the capacitor, the first storage node electrode and the second storage node electrode are accumulated so as to have the same potential, and when they are discharged, they are discharged so as to have the same potential.
As a result, the capacitance of the capacitor can be increased as compared with the conventional case, and the data retention characteristics can be improved.
記憶ノードコンタクトプラグとキャパシタの記憶ノード電極の表面およびセルトランジスタのソース・ドレイン領域である拡散層との界面においては、接触面積を増大させることが界面抵抗を下げるために重要である。
本実施形態のDRAMにおいては、カラー絶縁膜15の上端部分に薄膜化した領域を設けることにより、上記接触面積を増大させており、これによって従来の埋め込みストラップ構造に比べて、界面抵抗を1桁〜2桁下げることが可能である。
また、記憶ノードコンタクトプラグが記憶ノード電極の表面およびセルトランジスタのソース・ドレイン領域である拡散層の両者に接続する表面ストラップ型となっており、界面抵抗低減によってON電流の増大を図ることができる。
さらに図10に示すようなBS拡散層が形成されていないので、特に微細化を進めた場合においてトランジスタのパンチスルー特性が改善される。
In the interface between the storage node contact plug and the surface of the storage node electrode of the capacitor and the diffusion layer which is the source / drain region of the cell transistor, increasing the contact area is important for reducing the interface resistance.
In the DRAM of this embodiment, the contact area is increased by providing a thinned region at the upper end portion of the
Further, the storage node contact plug is a surface strap type in which both the surface of the storage node electrode and the diffusion layer which is the source / drain region of the cell transistor are connected, and the ON current can be increased by reducing the interface resistance. .
Further, since the BS diffusion layer as shown in FIG. 10 is not formed, the punch-through characteristics of the transistor are improved particularly when miniaturization is advanced.
次に、本実施形態のDRAMの製造方法について、図3〜7の製造方法の製造工程を示す断面図を参照して説明する。
まず、図3(a)に示すように、シリコンの半導体基板10に、深さ5〜6μm程度のトレンチ10aをパターン形成する。
次に、図3(b)に示すように、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition)法により、例えばAsなどのn型の導電性不純物をドープした酸化シリコン膜10bを堆積する。
次に、フォトリソグラフィー工程によりトレンチ内部を保護するレジスト膜(不図示)をパターン形成し、得られたレジスト膜をエッチングなどにより上面からトレンチ10aの所定の深さまで除去する。次に、レジスト膜で保護されている部分を除く酸化シリコン膜10bを除去し、さらにレジスト膜を除去する。次に、アニール処理を行い、酸化シリコン膜10bからAsなどのn型の導電性不純物を半導体基板10中に拡散させ、n型の導電性不純物拡散領域である第1プレート電極11を形成する。半導体基板において第1プレート電極11よりも上層に相当する部分はトランジスタなどが形成される活性領域となるp型の半導体領域12となる。
Next, a manufacturing method of the DRAM of this embodiment will be described with reference to cross-sectional views showing manufacturing steps of the manufacturing method of FIGS.
First, as shown in FIG. 3A, a
Next, as shown in FIG. 3B, a
Next, a resist film (not shown) for protecting the inside of the trench is patterned by a photolithography process, and the obtained resist film is removed from the upper surface to a predetermined depth of the
次に、図4(a)に示すように、酸化シリコン膜10bを除去した後、例えばCVD法により、トレンチ10aの内壁面を被覆してSiNあるいはSiONなどを堆積させ、第1容量絶縁膜13を形成する。
次に、例えばCVD法によりトレンチ10aの内部を埋め込んでポリシリコンを堆積させ、第1導電層14を形成する。
この後、エッチングなどにより第1導電層14を上面から第1プレート電極11の上端の深さまで除去する。次に、第1導電層14からはみ出している部分の第1容量絶縁膜13を除去する。
これにより、第1導電層14と第1プレート電極11が第1容量絶縁膜を介して対向するトレンチ型の第1メモリキャパシタCtを形成する。
Next, as shown in FIG. 4A, after removing the
Next, polysilicon is deposited by filling the inside of the
Thereafter, the first
As a result, a trench-type first memory capacitor Ct is formed in which the first
次に、図4(b)に示すように、例えばTEOS(tetraethylorthosilicate)を原料とするCVD法により、トレンチ10aの内壁面および第1導電層14の上面を被覆して酸化シリコンを30nmの膜厚で堆積させ、異方性エッチングなどによりトレンチ10aの外部および第1導電層14の上部に相当する酸化シリコンを除去してカラー絶縁膜15を形成する。
次に、フォトリソグラフィー工程によりトレンチ内部を保護するレジスト膜16をパターン形成し、得られたレジスト膜をエッチングなどにより上面からトレンチ10aの上端近傍の所定の深さまで除去する。次に、レジスト膜で保護されている部分を除いて、ウェットエッチングによりカラー絶縁膜15を薄膜化する。薄膜化されていない部分の膜厚が30nmであるのに対して、例えば薄膜化された領域15aの膜厚は10nm程度となる。
Next, as shown in FIG. 4B, for example, by CVD using TEOS (tetraethylorthosilicate) as a raw material, the inner wall surface of the
Next, a resist
次に、図5(a)に示すように、レジスト膜16を除去し、例えばCVD法によりトレンチ10aの内部を埋め込んでポリシリコンを堆積させ、第2導電層17を形成する。
この後、エッチングなどにより第2導電層17を上面からカラー絶縁膜15の薄膜化された領域15aの途中の深さまで除去する。
Next, as shown in FIG. 5A, the resist
Thereafter, the second
次に、図5(b)に示すように、不図示の領域で素子分離絶縁膜を形成する。このとき、第2導電層17の上層においてトレンチ10aの縁部まで、例えば酸化シリコンなどからなるトレンチ上部絶縁膜18が形成される。
次に、例えば熱酸化法によりゲート絶縁膜19を形成し、CVD法によりゲート電極20を形成し、ゲート電極20およびゲート絶縁膜19をパターン加工して、ゲート電極をマスクとする不純物イオン注入工程により、ゲート電極20の両側部における半導体基板の半導体領域12中に低濃度不純物領域(21a,21b)を形成する。
次に、ゲート電極20の両側部にサイドウォール絶縁膜22を形成し、このサイドウォール絶縁膜22をマスクとする不純物イオン注入工程により、低濃度不純物領域21bに接続する高濃度不純物領域23を形成する。このとき、ゲート電極20とトレンチ部分の間の領域はレジスト膜などで保護して高濃度不純物領域を形成させず、トレンチ側のソース・ドレイン領域が低濃度不純物領域21aのみからなるようにする。これは、トレンチ側のソース・ドレイン領域に対する電界強度を下げて、データ保持特性を向上させるためである。
Next, as shown in FIG. 5B, an element isolation insulating film is formed in a region not shown. At this time, a trench upper insulating
Next, for example, a
Next, sidewall insulating
次に、図6(a)に示すように、例えばCVD法により全面に酸化シリコンを堆積させ、第1層間絶縁膜24を形成する。
次に、トランジスタのソース・ドレイン領域を構成する高濃度不純物領域23に達するビットコンタクトホールBCをパターン開口し、例えばCVD法などによりポリシリコンなどの導電体を埋め込み、ビットコンタクトプラグ25を形成する。
次に、例えばCVD法などにより全面にポリシリコンなどを堆積し、ビットコンタクトプラグ25に接続するようにパターン加工して、ビット線26を形成する。
Next, as shown in FIG. 6A, silicon oxide is deposited on the entire surface by, eg, CVD, and a first
Next, a bit contact hole BC reaching the high-
Next, polysilicon or the like is deposited on the entire surface by, for example, a CVD method, and patterned so as to be connected to the
次に、図6(b)に示すように、例えばCVD法によりビット線26を被覆して全面に酸化シリコンを堆積させ、第2層間絶縁膜27を形成する。
次に、第1記憶ノード電極を構成する第2導電層17の表面およびトランジスタのトレンチ側のソース・ドレイン領域である低濃度不純物領域21aの表面に達する記憶ノードコンタクトホールNCを開口する。
次に、記憶ノードコンタクトホールNC内に、例えばCVD法などによりポリシリコンなどの導電体で埋め込み、あるいはスパッタリング法によりチタン/酸化チタンのバリアメタルを形成した後、タングステンなどの導電体で埋め込み、第2導電層17の表面および低濃度不純物領域21aの表面に接続するように記憶ノードコンタクトプラグ28を形成する。
Next, as shown in FIG. 6B, the second
Next, the storage node contact hole NC reaching the surface of the second
Next, the storage node contact hole NC is filled with a conductor such as polysilicon by CVD or the like, or a barrier metal of titanium / titanium oxide is formed by sputtering and then buried with a conductor such as tungsten. Storage
次に、図7に示すように、第2層間絶縁膜27の上層に、例えばCVD法により酸化シリコンを堆積して第3層間絶縁膜29を形成し、フォトリソグラフィー工程により記憶ノードコンタクトプラグ28の上端近傍を露出させ、スタック型の第2メモリキャパシタの第2記憶ノード電極の型となる開口部29aを形成する。
Next, as shown in FIG. 7, a third
次に、図2(a)に示すように、例えばCVD法により、開口部29aの内壁面を被覆してポリシリコンなどを堆積させ、記憶ノードコンタクトプラグ28に接続する第2記憶ノード電極30を形成する。
このとき、表面処理などを施して、第2記憶ノード電極30の表面に、静電容量を増大するための凹凸が設けることができる。
Next, as shown in FIG. 2A, the second
At this time, surface treatment or the like may be performed to provide unevenness for increasing the capacitance on the surface of the second
次に、第2記憶ノード電極30の上層に、例えばCVD法によりSiNあるいはSiONなどを堆積させて第2容量絶縁膜31を形成し、さらにその上層に例えばポリシリコンを堆積させて第2プレート電極32を形成し、第2記憶ノード電極30と第2プレート電極32とが第2容量絶縁膜31を介して対向しており、スタック型の第2メモリキャパシタCsを形成する。
以上で、図2(a)および(b)に示す構造のDRAMを製造することができる。
Next, on the upper layer of the second
As described above, the DRAM having the structure shown in FIGS. 2A and 2B can be manufactured.
また、例えば不図示の領域において、第1プレート電極11と第2プレート電極32が接続されるようにプラグなどを形成することができる。
Further, for example, a plug or the like can be formed so that the
上記の本実施形態に係る半導体記憶装置(DRAM)の製造方法によれば、トレンチ型の第1メモリキャパシタとスタック型の第2メモリキャパシタを並列に接続した構造に製造することができる。上記のような簡易な方法により、総計のセル容量はそれぞれのキャパシタ容量の総和となるので、キャパシタ容量を従来よりも増大させ、データ保持特性を向上させることが可能な半導体記憶装置を製造できる。 According to the method of manufacturing a semiconductor memory device (DRAM) according to the above-described embodiment, it is possible to manufacture a structure in which a trench-type first memory capacitor and a stack-type second memory capacitor are connected in parallel. By the simple method as described above, the total cell capacity is the sum of the respective capacitor capacities, so that it is possible to manufacture a semiconductor memory device capable of increasing the capacitor capacity and improving the data retention characteristics.
また、本実施形態のDRAMの製造方法においては、カラー絶縁膜15の上端部分に薄膜化した領域を設けることにより、記憶ノードコンタクトプラグとキャパシタの記憶ノード電極の表面の接触面積を増大させることができ、これによって従来の埋め込みストラップ構造に比べて、界面抵抗を1桁〜2桁下げることが可能である。
また、記憶ノードコンタクトプラグが記憶ノード電極の表面およびセルトランジスタのソース・ドレイン領域である拡散層の両者に接続する表面ストラップ型として、界面抵抗低減によってON電流の増大を図ることができる。
In the DRAM manufacturing method of the present embodiment, the contact area between the storage node contact plug and the surface of the storage node electrode of the capacitor can be increased by providing a thinned region at the upper end portion of the
Further, as the surface strap type in which the storage node contact plug is connected to both the surface of the storage node electrode and the diffusion layer which is the source / drain region of the cell transistor, the ON current can be increased by reducing the interface resistance.
第2実施形態
図8(a)は本実施形態に係る半導体記憶装置(DRAM)の構造を示す模式断面図であり、図8(b)は要部拡大断面図である。
本実施形態に係るDRAMは、トレンチ内において、カラー絶縁膜15が第1容量絶縁膜13の上端からトレンチ10aの縁部近傍までの範囲で形成されており、カラー絶縁膜15の上端からトレンチ10aの縁部まで、トレンチ10aの内壁面を被覆して、例えば1nm程度の膜厚である薄いBS(埋め込みストラップ:Buried−Strap)絶縁膜15bが形成されており、その内側に第2導電層17に接続して、PやAsなどの導電性不純物を含有するポリシリコンなどからなる第3導電層17aが形成されている。
また、BS絶縁膜15bを介して第3導電層17aに対向するように、半導体領域12中において不純物領域21aに接続するようにBS拡散層17bが形成されている。
上記の点以外は、実質的に第1実施形態に係る半導体記憶装置(DRAM)と同様である。
Second Embodiment FIG. 8A is a schematic sectional view showing a structure of a semiconductor memory device (DRAM) according to this embodiment, and FIG. 8B is an enlarged sectional view of a main part.
In the DRAM according to the present embodiment, in the trench, the
A
Except for the above points, the semiconductor memory device (DRAM) according to the first embodiment is substantially the same.
上記の構造において、BS拡散層17bは、第3導電層17aに含まれるPやAsなどの導電性不純物が、ウェル形成、素子分離形成およびトランジスタ形成工程の熱処理プロセスにより、シリコン基板のトレンチ10aと第3導電層17aの界面部分に形成された薄いBS絶縁膜15bを介して半導体領域12中に拡散して形成されたものである。
上記のコンタクト構造は埋め込みストラップ(BS)と呼ばれ、BS拡散層17bと薄いBS絶縁膜15bを介した埋め込み部において、メモリセルトランジスタのソース・ドレイン領域である低濃度不純物領域21aとトレンチ型の第1メモリキャパシタCtの記憶ノード電極を構成する第3導電層17aとの電気的接続が実現されている。
さらに、本実施形態のDRAMにおいては、記憶ノードコンタクトプラグが記憶ノード電極の表面およびセルトランジスタのソース・ドレイン領域である拡散層の両者に接続する表面ストラップ型ともなっている。この構造により、界面抵抗低減が実現され、ON電流の増大を図ることができる。
In the above structure, the
The above contact structure is called a buried strap (BS). In the buried portion through the
Further, in the DRAM of this embodiment, the storage node contact plug is a surface strap type in which it is connected to both the surface of the storage node electrode and the diffusion layer which is the source / drain region of the cell transistor. With this structure, the interface resistance can be reduced and the ON current can be increased.
さらに、第1実施形態と同様に、本実施形態の半導体記憶装置(DRAM)によれば、トレンチ型の第1メモリキャパシタとスタック型の第2メモリキャパシタを並列に接続した構造となっており、総計のセル容量はそれぞれのキャパシタ容量の総和となり、キャパシタ容量を従来よりも増大させ、データ保持特性を向上させることが可能である。 Further, similarly to the first embodiment, according to the semiconductor memory device (DRAM) of the present embodiment, the trench type first memory capacitor and the stack type second memory capacitor are connected in parallel. The total cell capacity is the sum of the respective capacitor capacities, and it is possible to increase the capacitor capacity as compared with the conventional case and improve the data retention characteristics.
第3実施形態
図9(a)は本実施形態に係る半導体記憶装置(DRAM)の構造を示す模式断面図であり、図9(b)は要部拡大断面図である。
本実施形態に係るDRAMは、記憶ノードコンタクトプラグが記憶ノード電極の表面のみと接続しており、表面ストラップ型ではなく、BS拡散層17bと薄いBS絶縁膜15bを介した埋め込み部において、メモリセルトランジスタのソース・ドレイン領域である低濃度不純物領域21aとトレンチ型の第1メモリキャパシタCtの第1記憶ノード電極を構成する第3導電層17aとの電気的接続が実現されている。
上記の点以外は、実質的に第2実施形態に係る半導体記憶装置(DRAM)と同様である。
Third Embodiment FIG. 9A is a schematic cross-sectional view showing the structure of a semiconductor memory device (DRAM) according to this embodiment, and FIG. 9B is an enlarged cross-sectional view of a main part.
In the DRAM according to the present embodiment, the storage node contact plug is connected only to the surface of the storage node electrode, and is not a surface strap type, but a memory cell in a buried portion via the
Except for the above points, the semiconductor memory device (DRAM) according to the second embodiment is substantially the same.
第1および第2実施形態と同様に、本実施形態の半導体記憶装置(DRAM)によれば、トレンチ型の第1メモリキャパシタとスタック型の第2メモリキャパシタを並列に接続した構造となっており、総計のセル容量はそれぞれのキャパシタ容量の総和となり、キャパシタ容量を従来よりも増大させ、データ保持特性を向上させることが可能である。 Similar to the first and second embodiments, the semiconductor memory device (DRAM) of this embodiment has a structure in which a trench type first memory capacitor and a stack type second memory capacitor are connected in parallel. The total cell capacity is the sum of the respective capacitor capacities, and it is possible to increase the capacitor capacity as compared with the conventional case and improve the data retention characteristics.
本発明は上記の説明に限定されない。
例えば、メモリセルが1つのトランジスタを有するタイプのDRAMについて説明しているが、複数個のトランジスタを有するメモリセルにも適用できる。
また、トレンチ型の第1メモリキャパシタと、スタック型の第2メモリキャパシタの構造は上記の実施形態において示したものに限らず、例えばトレンチ型ではプレート電極の配置構造などを変更することができる。また、スタック型ではフィン型や一重や二重などの円筒型などの構造を採用することも可能である。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
The present invention is not limited to the above description.
For example, a DRAM in which a memory cell has one transistor has been described. However, the present invention can also be applied to a memory cell having a plurality of transistors.
Further, the structure of the trench-type first memory capacitor and the stack-type second memory capacitor is not limited to that shown in the above embodiment. For example, in the trench type, the arrangement structure of the plate electrodes can be changed. In addition, a stack type structure such as a fin type or a single or double cylindrical type can be adopted.
In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
本発明の半導体記憶装置は、大容量化および微細化が進められたDRAMに適用できる。 The semiconductor memory device of the present invention can be applied to a DRAM whose capacity has been increased and miniaturized.
本発明の半導体記憶装置の製造方法は、大容量化および微細化が進められたDRAMを製造するのに適用できる。 The method for manufacturing a semiconductor memory device of the present invention can be applied to manufacturing a DRAM whose capacity has been increased and miniaturized.
10…半導体基板、10a…トレンチ、10b…酸化シリコン膜、11…第1プレート電極、12…半導体領域、13…第1容量絶縁膜、14…第1導電層(第1記憶ノード電極)、15…カラー絶縁膜、15a…薄膜化された領域、15b…BS絶縁膜、16…レジスト膜、17…第2導電層(第1記憶ノード電極)、17a…第3導電層(第1記憶ノード電極)、17b…BS拡散層、18…トレンチ上部絶縁膜、19…ゲート絶縁膜、20…ゲート電極、21a,21b…低濃度不純物領域、22…サイドウォール絶縁膜、23…高濃度不純物領域、24…第1層間絶縁膜(層間絶縁膜)、25…ビットコンタクトプラグ、26…ビット線、27…第2層間絶縁膜(層間絶縁膜)、28…記憶ノードコンタクトプラグ、29…第3層間絶縁膜、30…第2記憶ノード電極、31…第2容量絶縁膜、32…第2プレート電極、BC…ビットコンタクトホール、BL1,BL2…ビット線、Ct…第1メモリキャパシタ、Cs…第2メモリキャパシタ、NC…記憶ノードコンタクトホール、Tr…トランジスタ、WL1,WL2…ワード線
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記半導体基板に形成されたトランジスタと、
前記半導体基板に形成されたトレンチに形成され、前記トランジスタの一方のノードに接続する第1記憶ノード電極を有する第1メモリキャパシタと、
前記トランジスタを被覆して形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に形成され、前記一方のノードに接続する第2記憶ノード電極を有する第2メモリキャパシタと、
前記層間絶縁膜を貫通して形成され、前記第1記憶ノード電極と前記第2記憶ノード電極を接続する記憶ノードコンタクトプラグと
を有し、
前記第1メモリキャパシタ、前記第2メモリキャパシタおよび前記トランジスタを有するメモリセルが複数個配置されている
半導体記憶装置。 A semiconductor substrate;
A transistor formed on the semiconductor substrate;
A first memory capacitor formed in a trench formed in the semiconductor substrate and having a first storage node electrode connected to one node of the transistor;
An interlayer insulating film formed to cover the transistor;
A second memory capacitor formed on the interlayer insulating film and having a second storage node electrode connected to the one node;
A storage node contact plug formed through the interlayer insulating film and connecting the first storage node electrode and the second storage node electrode;
A semiconductor memory device in which a plurality of memory cells having the first memory capacitor, the second memory capacitor, and the transistor are arranged.
前記半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、
前記ゲート電極の両側部における前記半導体基板中に形成されたソース・ドレイン領域と
を有し、
前記記憶ノードコンタクトプラグがいずれか一方の前記ソース・ドレイン領域の表面と前記第1記憶ノード電極の表面に接続するように形成されている
請求項1に記載の半導体記憶装置。 The transistor is
A gate electrode formed on the semiconductor substrate via a gate insulating film;
A source / drain region formed in the semiconductor substrate on both sides of the gate electrode;
2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the storage node contact plug is formed to be connected to the surface of one of the source / drain regions and the surface of the first storage node electrode.
前記トレンチの内壁面の少なくとも一部を被覆して形成された第1容量絶縁膜と、
前記第1容量絶縁膜を介して前記トレンチに埋め込まれて形成された前記第1記憶ノード電極と、
前記第1容量絶縁膜を介して前記第1記憶ノード電極に対向するように前記半導体基板中に形成された第1プレート電極と
を含む請求項1に記載の半導体記憶装置。 The first memory capacitor includes:
A first capacitance insulating film formed to cover at least a part of the inner wall surface of the trench;
The first storage node electrode embedded in the trench via the first capacitive insulating film;
The semiconductor memory device according to claim 1, further comprising: a first plate electrode formed in the semiconductor substrate so as to face the first storage node electrode with the first capacitor insulating film interposed therebetween.
前記層間絶縁膜上に形成された前記第2記憶ノード電極と、
前記第2記憶ノード電極上に形成された第2容量絶縁膜と、
前記第2容量絶縁膜上に形成された第2プレート電極と
を含む請求項1に記載の半導体記憶装置。 The second memory capacitor is
The second storage node electrode formed on the interlayer insulating film;
A second capacitor insulating film formed on the second storage node electrode;
The semiconductor memory device according to claim 1, further comprising: a second plate electrode formed on the second capacitor insulating film.
前記トレンチの内壁面の少なくとも一部を被覆して形成された第1容量絶縁膜と、
前記第1容量絶縁膜を介して前記トレンチに埋め込まれて形成された前記第1記憶ノード電極と、
前記第1容量絶縁膜を介して前記第1記憶ノード電極に対向するように前記半導体基板中に形成された第1プレート電極と
を含み、
前記第1プレート電極と前記第2プレート電極が電気的に接続されている
請求項4に記載の半導体記憶装置。 The first memory capacitor includes:
A first capacitance insulating film formed to cover at least a part of the inner wall surface of the trench;
The first storage node electrode embedded in the trench via the first capacitive insulating film;
A first plate electrode formed in the semiconductor substrate so as to face the first storage node electrode through the first capacitor insulating film,
The semiconductor memory device according to claim 4, wherein the first plate electrode and the second plate electrode are electrically connected.
前記トレンチに第1記憶ノード電極を有する第1メモリキャパシタを形成する工程と、
前記トレンチから所定の距離を離間して前記半導体基板にトランジスタを形成する工程と、
前記トランジスタおよび前記第1メモリキャパシタを被覆して層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜に少なくとも前記第1記憶ノード電極の表面に達する記憶ノードコンタクトホールを開口する工程と、
前記記憶ノードコンタクトホール内に前記第1記憶ノード電極に接続する記憶ノードコンタクトプラグを形成する工程と、
前記層間絶縁膜上に前記記憶ノードコンタクトプラグに接続する第2記憶ノード電極を有する第2メモリキャパシタを形成する工程と
を有し、
前記第1メモリキャパシタを形成する工程、前記トランジスタを形成する工程、前記記憶ノードコンタクトホールを開口する工程および/あるいは前記記憶ノードコンタクトプラグを形成する工程において、前記第1記憶ノード電極および前記第2記憶ノード電極が、前記トランジスタの一方のノードに接続するように形成する
半導体記憶装置の製造方法。 Forming a trench in a semiconductor substrate;
Forming a first memory capacitor having a first storage node electrode in the trench;
Forming a transistor on the semiconductor substrate at a predetermined distance from the trench;
Forming an interlayer insulating film covering the transistor and the first memory capacitor;
Opening a storage node contact hole reaching at least the surface of the first storage node electrode in the interlayer insulating film;
Forming a storage node contact plug connected to the first storage node electrode in the storage node contact hole;
Forming a second memory capacitor having a second storage node electrode connected to the storage node contact plug on the interlayer insulating film;
In the step of forming the first memory capacitor, the step of forming the transistor, the step of opening the storage node contact hole and / or the step of forming the storage node contact plug, the first storage node electrode and the second A method of manufacturing a semiconductor memory device, wherein a storage node electrode is formed to be connected to one node of the transistor.
前記半導体基板上にゲート絶縁膜を介してゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極の両側部における前記半導体基板中にソース・ドレイン領域を形成する工程と
を有し、
前記記憶ノードコンタクトホールを開口する工程において、前記第1記憶ノード電極の表面およびいずれか一方の前記ソース・ドレイン領域の表面に達する前記記憶ノードコンタクトホールを開口し、
前記記憶ノードコンタクトプラグを形成する工程において、いずれか一方の前記ソース・ドレイン領域の表面と前記第1記憶ノード電極の表面に接続するように前記記憶ノードコンタクトプラグを形成する
請求項6に記載の半導体記憶装置の製造方法。 The step of forming the transistor comprises:
Forming a gate electrode on the semiconductor substrate via a gate insulating film;
Forming source / drain regions in the semiconductor substrate on both sides of the gate electrode,
In the step of opening the storage node contact hole, the storage node contact hole reaching the surface of the first storage node electrode and one of the source / drain regions is opened,
7. The storage node contact plug is formed so as to be connected to the surface of any one of the source / drain regions and the surface of the first storage node electrode in the step of forming the storage node contact plug. Manufacturing method of semiconductor memory device.
前記トレンチの内壁面から所定の厚さを含む領域における前記半導体基板中に第1プレート電極を形成する工程と、
前記第1プレート電極が形成された前記トレンチの内壁面を被覆して第1容量絶縁膜を形成する工程と、
前記第1容量絶縁膜を介して前記トレンチを導電体で埋め込んで前記第1記憶ノード電極を形成する工程と
を含む請求項6に記載の半導体記憶装置の製造方法。 Forming the first memory capacitor comprises:
Forming a first plate electrode in the semiconductor substrate in a region including a predetermined thickness from an inner wall surface of the trench;
Forming a first capacitor insulating film by covering an inner wall surface of the trench in which the first plate electrode is formed;
The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 6, further comprising: filling the trench with a conductor via the first capacitor insulating film to form the first memory node electrode.
前記層間絶縁膜上に前記記憶ノードコンタクトプラグに接続するように前記第2記憶ノード電極を形成する工程と、
前記第2記憶ノード電極上に第2容量絶縁膜を形成する工程と、
前記第2容量絶縁膜上に第2プレート電極を形成する工程と
を含む請求項6に記載の半導体記憶装置の製造方法。 Forming the second memory capacitor comprises:
Forming the second storage node electrode on the interlayer insulating film so as to connect to the storage node contact plug;
Forming a second capacitor insulating film on the second storage node electrode;
The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 6, further comprising: forming a second plate electrode on the second capacitor insulating film.
前記トレンチの内壁面から所定の厚さを含む領域における前記半導体基板中に第1プレート電極を形成する工程と、
前記第1プレート電極が形成された前記トレンチの内壁面を被覆して第1容量絶縁膜を形成する工程と、
前記第1容量絶縁膜を介して前記トレンチを導電体で埋め込んで前記第1記憶ノード電極を形成する工程と
を含み、
前記第1プレート電極と前記第2プレート電極を電気的に接続する導電層を形成する工程をさらに有する
請求項9に記載の半導体記憶装置の製造方法。 Forming the first memory capacitor comprises:
Forming a first plate electrode in the semiconductor substrate in a region including a predetermined thickness from an inner wall surface of the trench;
Forming a first capacitor insulating film by covering an inner wall surface of the trench in which the first plate electrode is formed;
Forming the first storage node electrode by filling the trench with a conductor via the first capacitor insulating film,
The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 9, further comprising forming a conductive layer that electrically connects the first plate electrode and the second plate electrode.
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US11729965B2 (en) | 2017-01-27 | 2023-08-15 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Capacitor, semiconductor device, and manufacturing method of semiconductor device |
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2004
- 2004-08-23 JP JP2004242547A patent/JP2006060137A/en active Pending
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