JP2723530B2 - ダイナミック型ランダムアクセスメモリ装置の製造方法 - Google Patents

ダイナミック型ランダムアクセスメモリ装置の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はMOS型ダイナミック型ランダムアクセスメモ
リ(DRAM)装置の製造方法に関し、特に溝型積層型キャ
パシタを半導体基板表面上部の絶縁膜中に形成すること
によりセル面積を大きくする事なく容量の増大を達成す
ることができるDRAM装置の製造方法に関する。
[従来の技術] 従来、この種のMOS型DRAM装置のキャパシタ部の技術
としては、第5図のように、フィールド酸化膜ワード線
などの段部を利用しキャパシタの表面積を増やす積層型
キャパシタ方式および第6図のように半導体基板表面に
溝を形成し、溝内壁を蓄積電荷領域としてキャパシタの
表面積を増やす溝型キャパシタ方式がある。図において
1は半導体基板、2はフィールド酸化膜、3はゲート酸
化膜、4はゲート電極、5はソース・ドレイン領域、6
はCVD酸化膜、17は層間絶縁膜、18はデジット線、19は
カバー膜である。
[発明が解決しようとする問題点] しかし上述した従来のキャパシタ技術では、まず第5
図の積層型キャパシタでは、フィールド酸化膜、ワード
線などによる段差が小さいため、表面積はプレーナー型
容量と比べ、それほど増えない事により容量を増加させ
るためには、メモリセルの占有面積を大きくしなければ
いけないという欠点がある。また溝型キャパシタでは、
半導体基板に溝を形成するため、溝を深く掘ることによ
りメモリセルを大きくする事なくキャパシタを増加させ
ることができるが、溝を深く掘るほどに蓄積電荷リーク
が大きくなり、また隣接する溝間隔をお互いの溝から広
がる空乏層が接触しない程度まで広くし、溝間リークを
起こさないようにする必要があるという欠点がある。
[発明の従来技術に対する相違点] 上述した従来のキャパシタ技術に対し、本発明は半導
体基板表面に被着させた絶縁膜に溝を掘り、溝内壁に沿
って積層型キャパシタを形成することにより、従来の積
層型キャパシタの様に、セル面積を大きくする事なく、
該絶縁膜の厚さを厚くし、溝深さを深くすることにより
キャパシタ表面積を大きくでき、しかも従来の溝キャパ
シタの様に蓄積電荷のリークを招く事がないという相違
点を有する。
[問題点を解決するための手段] 本発明のダイナミック型ランダムアクセス型メモリ装
置の製造方法は、半導体基板上にゲート電極の上部及び
側面が第1の絶縁膜で覆われたMOS型トランジスタを形
成する工程と、前記MOS型トランジスタのソース、ドレ
イン領域上及び前記第1の絶縁膜上を含む全面に窒化膜
を形成する工程と、前記窒化膜上に第2の絶縁膜を形成
する工程と、前記MOS型トランジスタのソース、ドレイ
ンの一方の領域上を含む所定部分の前記第2の絶縁膜を
選択的に除去し前記窒化膜が露出したキャパシタ用溝を
形成する工程と、前記露出した窒化膜を除去し前記MOS
型トランジスタのソース、ドレインの一方の領域を露出
させる工程と、前記キャパシタ用溝の底部及び側面に第
1の多結晶シリコン膜を形成する工程と、前記第1の多
結晶シリコン膜上にキャパシタ絶縁膜を形成する工程
と、前記キャパシタ絶縁膜上に第2の多結晶シリコン膜
を形成する工程とを有することを特徴とする。
[実施例] 次に本発明について実施例を用いて説明する。
第1a図は本発明の第1実施例の平面図、第1b図は第1a
図におけるA−A′方向の縦断面図である。第2a図〜第
2d図は本実施例の工程を示す縦断面図である。第2a図は
周知の方法で半導体基板1表面に素子分離領域(フィー
ルド酸化膜)2形成後MOS型トランジスタを形成したも
のである。本MOS型トランジスタはゲート酸化膜3形成
5ゲート電極4となる導電性薄膜およびその上に化学的
気相成長法により第1の酸化膜(CVD酸化膜)を被着し
た後パターニングを行い第1の基板と逆導電型の不純物
をイオン注入する工程と、第2のCVD酸化膜を被着し、
異方性エッチングによりエッチバックを行いゲート電極
側面に酸化膜を形成してから、基板と逆導電型の該第1
の基板と逆導電型の不純物より高濃度の第2の不純物を
イオン注入することにより、自己整合的にソース・ドレ
イン領域5を形成する工程を経てゲート電極4表面が酸
化膜6で覆われたLDD型のトランジスタとして形成され
ている。
第2b図はMOS型トランジスタ形成後に約0.1〜0.15μm
の膜厚の窒化膜7および約4.0〜5.0μmの膜厚のボロフ
ォスフォ・シリケート・ガラス(BPSG)膜8を被着した
後、該BPSG膜8の所定の場所に前述した窒化膜7をスト
ッパーとして、異方性エッチングを行いキャパシタ用溝
9、コンタクト用溝10を形成したものである。第2c図は
該キャパシタ用溝9及びコンタクト用溝10底部の窒化膜
7をエッチング除去した後、基板と逆導電型の不純物が
ドーピングされた第1の多結晶シリコン11を被着したも
のである。該第1の多結晶シリコンはキャパシタ9およ
びコンタクト10用溝底部において、該トランジスタのリ
ース・ドレイン領域5とコンタクトを取っている。ここ
で該第1の多結晶シリコン11をコンタクト用溝の開孔径
の半径以上の膜厚で被着することにより、コンタクト用
溝10は第1の多結晶シリコンで埋め込まれ、キャパシタ
用溝9ではキャパシタ用下部電極12が形成される。
本実施例ではコンタクト用溝を一辺0.65μmの正方形
に開孔し、第1の多結晶シリコン膜厚を0.35μmとし
た。
第2d図は該第1の多結晶シリコンを所望のパターンに
パターニングし、キャパシタの下部電極12及びデジット
線とソース・ドレイン領域とのコンタクト仲介導伝物13
とに分離した後キャパシタ絶縁膜14及び基板と逆導電型
の不純物がドーピングされた第2の多結晶シリコン(キ
ャパシタ上部電極)15を被着し、次にキャパシタ用溝を
第3の多結晶シリコン16で埋め込み、所望のパターンに
パターニングを行いキャパシタを形成したものである。
以後は周知の方法で相関絶縁膜17を被着し、コンタク
ト用溝に埋め込まれたコンタクト仲介導伝物13上部にコ
ンタクト孔を設けデジット線18とコンタクトを取りカバ
ー膜19を被着して、第1a図〜第1b図のMOS型DRAM半導体
装置を得る。
第3図は本発明の第2実施例の縦断面図である。第4a
図〜第4b図は本発明の第2実施例の工程順縦断面図の一
部であり第1実施例と異なる工程のみを記述している。
第4a図は第1実施例と同様の工程を経て、第2a図と同様
にLDD形トランジスタを形成した後に、基板と逆導電型
の第1の多結晶シリコンを被着し、所望のパターンにパ
ターニングし、分離溝を形成し、該分離溝に絶縁物であ
るBPSG溝を埋め込んだものである。分離された該第1の
多結晶シリコンはキャパシタ下部電極およびデジット線
とトランジスタのソース・ドレイン領域とのコンタクト
仲介導電物となり、各々トランジスタのソース・ドレイ
ン領域の一方とコンタクトを取っている。第4b図は第1
の多結晶シリコンを絶縁BPSG膜で分離した後にキャパシ
タ領域となる該第1の多結晶シリコン厚膜に溝を形成
し、キャパシタ下部電極を形成したものである。以後は
第1実施例と同様の工程を経て、第3図の構造を得る。
この方法では、第1実施例のようにキャパシタ下部電極
膜厚がコンタクト用溝の開孔径に依存することがないた
めデジット線とトランジスタのソース・ドレイン領域と
のコンタクト仲介導電物13を太く形成できることによ
り、コンタクト抵抗を小さくできるという利点がある。
[発明の効果] 以上説明したように本発明は積層型キャパシタを溝内
壁に沿って形成しており、かつ溝深さを深くしても容易
にデジット線とトランジスタのソース・ドレイン領域と
のコンタクトを取れることにより、セル占有面積を大き
くする事なく、溝深さを深くする程キャパシタ容量を大
きくでき、高集積化を達成する事ができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1a図は本発明の第1実施例を示す平面図、第1b図は第
1a図のA−A′線縦断面図、第2a図〜第2d図は第1実施
例の工程順を示す断面図、第3図は第2実施例の積層型
キャパシタ方式のMOS型DRAM半導体装置の縦断面図、第4
a図〜第4b図は第2実施例の溝キャパシタ方式のMOS型DR
AM半導体装置の製造工程を示す縦断面図、第5図と第6
図は従来例をそれぞれ示す縦断面図である。 1……半導体基板、 2……フィールド酸化膜、 3……ゲート酸化膜、 4……ゲート電極、 5……ソース・ドレイン領域、 6……CVD酸化膜、 7……窒化膜、 8……BSPG膜、 9……キャパシタ溝、 10……コンタクト用溝、 11……第1の多結晶シリコン、 12……キャパシタ下部電極、 13……コンタクト仲介導電物、 14……キャパシタ絶縁膜、 15……キャパシタ上部電極(第2の多結晶シリコン) 16……第3の多結晶シリコン、 17……層間絶縁膜、 18……デジット線、 19……カバー線、 20……蓄積電荷領域、 21……容量電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 27/04 G11C 11/34 352Z 27/088

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基板上にゲート電極の上部及び側面
    が第1の絶縁膜で覆われたMOS型トランジスタを形成す
    る工程と、前記MOS型トランジスタのソース、ドレイン
    領域上及び前記第1の絶縁膜上を含む全面に窒化膜を形
    成する工程と、前記窒化膜上に第2の絶縁膜を形成する
    工程と、前記MOS型トランジスタのソース、ドレインの
    一方の領域上を含む所定部分の前記第2の絶縁膜を選択
    的に除去し前記窒化膜が露出したキャパシタ用溝を形成
    する工程と、前記露出した窒化膜を除去し前記MOS型ト
    ランジスタのソース、ドレインの一方の領域を露出させ
    る工程と、前記キャパシタ用溝の底部及び側面に第1の
    多結晶シリコン膜を形成する工程と、前記第1の多結晶
    シリコン膜上にキャパシタ絶縁膜を形成する工程と、前
    記キャパシタ絶縁膜上に第2の多結晶シリコン膜を形成
    する工程とを有することを特徴とするダイナミック型ラ
    ンダムアクセス型メモリ装置の製造方法。
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