JP3077891B2 - Semiconductor device memory cell and method of manufacturing the same - Google Patents

Semiconductor device memory cell and method of manufacturing the same

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JP3077891B2
JP3077891B2 JP08140395A JP14039596A JP3077891B2 JP 3077891 B2 JP3077891 B2 JP 3077891B2 JP 08140395 A JP08140395 A JP 08140395A JP 14039596 A JP14039596 A JP 14039596A JP 3077891 B2 JP3077891 B2 JP 3077891B2
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plate electrode
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film
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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、半導体装置メモリ
セル及びその製造方法に関し、特にダイナミック型ラン
ダムアクセスメモリ(DRAM)のセルのスタック型電
荷蓄積容量部の構造及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory cell and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a structure of a stack type charge storage capacitor of a dynamic random access memory (DRAM) and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】図12は、従来例の半導体装置メモリセ
ル部の模式断面図である。
2. Description of the Related Art FIG. 12 is a schematic sectional view of a memory cell portion of a conventional semiconductor device.

【0003】一個のMOSトランジスタと一個のキヤパ
シタによりメモリセルを構成するいわゆるMOS型DR
AMは、高集積化の一途を辿っている。高集積化に伴っ
て情報を記憶するキャパシタの面積が減少し、従って蓄
積される電荷量が減少する。この結果、メモリ内容が破
壊されるといった間題が生じている。
A so-called MOS type DR in which a memory cell is constituted by one MOS transistor and one capacitor
AM continues to be highly integrated. As the degree of integration increases, the area of a capacitor for storing information decreases, and thus the amount of stored charge decreases. As a result, there is a problem that the contents of the memory are destroyed.

【0004】この様な問題を解決するため、蓄積電極を
挟むようにしてプレート電極を設ける構造が提案されて
いる。特開平2−205069において提案された製造
方法について、図12を用いて説明する。図12におい
て、1はp型シリコン(p−Si)基板、2はセル領域
を分離するフイールドニ酸化シリコン膜、3はゲート二
酸化シリコン膜、4は多結晶シリコン(ポリSi)より
なるゲート電極かつワード線、5はn 型拡散層のソー
ス領域、6はn 型拡散層のドレイン領域、7は二酸化
シリコン(SiO2 )膜等よりなりゲート電極を覆う絶
縁膜、8はポリSiよりなる下側の第1のプレート電
極、9はポリSiによって形成されn 型拡散層のソー
ス領域5に接続している蓄積電極、10は二酸化シリコ
ン(SiO 2 )膜等よりなり下側の第1のプレート電極
8と蓄積電極9との間に容量を形成する容量絶縁膜、1
1はポリSi膜よりなる上側の第2のプレート電極、1
2は窒化シリコン(Si34)膜或いはSiO2 膜十S
34膜等よりなり上側の第2のプレート電極llと蓄
積電極9との間に容量を形成する容量絶縁膜、13は燐
珪酸ガラス(PSG)等の層間絶縁膜、14はアルミニ
ウム(Al)等のビット線である。以上の様に従来例に
よれば、ゲート電極4の上方及びフイールド絶縁膜の上
方の領域で、蓄積電極9がその上下に容量絶縁膜10,
12を介して第1のプレート電極8と第2のプレート電
極11の両方と電荷蓄積容量部を形成する。そのため
に、蓄積電荷量を減少させずに大幅なセル占有面積の減
少が可能である。
In order to solve such a problem, a storage electrode is required.
There has been proposed a structure in which a plate electrode is provided so as to sandwich it.
I have. Manufacturing proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-2005069
The method will be described with reference to FIG. FIG. 12
1 is a p-type silicon (p-Si) substrate, 2 is a cell region
Field oxide silicon film that separates
Silicon oxide film, 4 from polycrystalline silicon (poly Si)
Gate electrode and word line 5 and n Type diffusion layer saw
Area, 6 is n Drain region of type diffusion layer, 7 is dioxide
Silicon (SiOTwo ) It is composed of a film and covers the gate electrode.
The edge film 8 is a lower first plate electrode made of poly-Si.
The pole 9 is made of poly-Si and n Type diffusion layer saw
The storage electrode connected to the storage region 5 is made of silicon dioxide.
(SiO Two ) Lower first plate electrode made of a film or the like
A capacitor insulating film forming a capacitor between the storage electrode 8 and the storage electrode 9;
Reference numeral 1 denotes an upper second plate electrode made of a poly-Si film;
2 is silicon nitride (SiThreeNFour) Film or SiOTwo Membrane S
iThreeNFourThe upper second plate electrode 11
A capacitance insulating film for forming a capacitance between the electrode and the product electrode 9;
An interlayer insulating film such as silicate glass (PSG);
Bit line of aluminum (Al) or the like. As described above,
According to the above description, above the gate electrode 4 and above the field insulating film.
In the one region, the storage electrode 9 is provided above and below the capacitor insulating film 10,
The first plate electrode 8 and the second plate electrode 8
A charge storage capacitor portion is formed with both of the poles 11. for that reason
In addition, the cell occupation area can be significantly reduced without reducing the amount of stored charge.
Less is possible.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の方法で
は、第1のプレート電極8をパターニングする工程が新
たに必要となり、時間と費用が余計にかかり問題であっ
た。本発明の目的は、この様な題点を解決するために、
少ない工程で蓄積電荷量を減少させずに大幅なセル占有
面積の減少が可能であるスタツク型電荷蓄積容量部の構
造及びその製造方法を提供することである。
However, in the conventional method, a step of patterning the first plate electrode 8 is newly required, which is time-consuming and expensive. An object of the present invention is to solve such a problem.
An object of the present invention is to provide a structure of a stack type charge storage capacitor portion capable of greatly reducing the cell occupation area without reducing the amount of stored charge in a small number of steps, and a method of manufacturing the same.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために、蓄積電極の下側に容量絶縁膜を介して
位置する第1のプレート電極をゲート電極と同じ形状に
もしくはビット線と同じ形状にパターニングすること
で、第1のプレート電極をパターニングするための工程
を省略することができ、容量絶縁膜を介して蓄積電極の
第1、第2のプレート電極両方と電荷蓄積容量電部を形
成し、充分な電荷を蓄えることができるスタック型電荷
蓄積容量部の構造及びその製造方法を提供する。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, a first plate electrode located below a storage electrode via a capacitor insulating film is formed in the same shape as a gate electrode or a bit electrode. By patterning in the same shape as the line, the step of patterning the first plate electrode can be omitted, and both the first and second plate electrodes of the storage electrode and the charge storage capacitor can be interposed via the capacitor insulating film. Provided is a structure of a stack-type charge storage capacitor section which can form an electric section and store sufficient charges, and a method of manufacturing the same.

【0007】本発明の構造を用いると、第lのプレート
電極をゲート電極と、もしくはビット線と同―の工程で
パターニングできるので、少ない工程数の増加で第1、
第2のプレート電極両方と容量部を形成する蓄積電極を
形成することができる。このため、蓄積電極面積が増加
して、充分な電荷を蓄積することができるので、大幅な
セル占有面横の減少が可能であり、信頼性の高い製品を
安価に提供することができる。
When the structure of the present invention is used, the first plate electrode can be patterned in the same step as the gate electrode or the bit line.
It is possible to form both the second plate electrode and the storage electrode forming the capacitor. As a result, the area of the storage electrode increases, and sufficient charge can be stored, so that the width of the cell occupation surface can be significantly reduced, and a highly reliable product can be provided at low cost.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態例につい
て図面を参照して説明する。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0009】図1(a)〜(h)は、本発明の半導体装
置メモリセルの一実施形態例の製造方法を工程順に示す
メモリセル部の、図3(b)の線A−A’模式断面図、
図2は、本例のメモリセル部製品の、図3(b)の線A
−A’模式断面図、図3(a),(b)は、本例のメモ
リセル部の模式平面図、図4(a),(b),(c)
は、本例の半導体装置の周辺回路部のゲート電極と配線
層とのコンタクトの摸式断面図である。
FIGS. 1A to 1H are schematic views of a memory cell portion showing a method of manufacturing an embodiment of a semiconductor memory cell according to the present invention in the order of steps, taken along line AA ′ of FIG. 3B. Sectional view,
FIG. 2 shows a line A of FIG. 3B of the memory cell part product of this example.
FIG. 3A is a schematic cross-sectional view, and FIGS. 3A and 3B are schematic plan views of the memory cell portion of the present example, and FIGS. 4A, 4B, and 4C.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a contact between a gate electrode and a wiring layer of a peripheral circuit portion of the semiconductor device of the present example.

【0010】先ず従来例と同様に図1(a)の様に、シ
リコンから成るp型半導体基板1の上面側を、熱二酸化
シリコン膜から成る素子分離絶縁膜2で分離する。
First, as in the conventional example, as shown in FIG. 1A, the upper surface side of a p-type semiconductor substrate 1 made of silicon is separated by an element isolation insulating film 2 made of a thermal silicon dioxide film.

【0011】次に、図1(b)の様に、メモリセル内
に、膜厚120Å程度の熱二酸化シリコン膜から成るゲ
ート絶縁膜3及び素子分離絶縁膜2を介して、膜厚30
00Å程度の減圧気相成長法(CVD)による多結晶シ
リコンから成るゲート電極材料4、膜厚4000Å程度
の例えば常圧CVDによる二酸化シリコン膜から成る絶
縁膜15、膜厚3000Å程度の常圧CVDによる多結
晶シリコンから成る第1のプレート電極材料16を順に
堆積し、図示しないフォトレジストを所定の形状にパタ
ーニングする。このフォトレジストをマスクとしてゲー
ト電極材料4、絶縁膜15、第1のプレート電極材料1
6を異方性エッチングする。この異方性エッチングは、
例えば反応性イオンエッチングで、先ず第1のプレート
電極材料16をエッチングガスCl2 流量200scc
m、HBr流量200sccm、圧力300mTor
r、RFパワー200Wの条件でエッチングし、次に、
絶縁膜l5をエッチングガスCF4 流量40sccm、
CHF3 流量400sccm、Ar流量800scc
m、圧力800mTorr、RFパワー800Wの条件
でエッチングし、さらにゲート電極材料4をエッチング
ガスCl2 流量200sccm、HBr流量200sc
cm、圧力300mTorr、RFパワー200Wの条
件でエッチングする。また、この例に限らず絶縁膜15
は、BPSG(Boron Phospho Sili
cate Glass)膜やPSG膜等の絶縁膜でもよ
い。同様に第1のプレート電極材料16は、タングステ
ンシリサイド等の導電体膜でもよい。p型シリコン基板
1中でn型となる燐又は砒素を、エネルギー30keV
で1El3cm-2程度注入し、n- 型拡散層のソース領
域5とn- 型拡散層のドレイン領域6を形成する。
Next, as shown in FIG. 1B, a gate insulating film 3 made of a thermal silicon dioxide film having a thickness of about 120.degree.
A gate electrode material 4 made of polycrystalline silicon of about 00 ° by reduced pressure vapor deposition (CVD), an insulating film 15 of about 4000 ° in thickness, for example, a silicon dioxide film by normal pressure CVD, and a normal pressure CVD of about 3000 ° in thickness. A first plate electrode material 16 made of polycrystalline silicon is sequentially deposited, and a photoresist (not shown) is patterned into a predetermined shape. Using this photoresist as a mask, gate electrode material 4, insulating film 15, first plate electrode material 1
6 is anisotropically etched. This anisotropic etching
For example, by reactive ion etching, first, the first plate electrode material 16 is etched with an etching gas Cl 2 flow rate of 200 scc.
m, HBr flow rate 200sccm, pressure 300mTorr
r, etching under the condition of RF power 200W,
An insulating film 15 is formed by etching gas CF 4 at a flow rate of 40 sccm,
CHF 3 flow rate 400sccm, Ar flow rate 800scc
m, pressure 800 mTorr, RF power 800 W, and further, the gate electrode material 4 is etched with an etching gas Cl 2 flow rate of 200 sccm and an HBr flow rate of 200 sc
Etching is performed under the conditions of cm, pressure 300 mTorr, and RF power 200 W. Further, the present invention is not limited to this example.
Is a BPSG (Boron Phospho Sili)
(Cate Glass) film or PSG film. Similarly, the first plate electrode material 16 may be a conductor film such as tungsten silicide. Phosphorous or arsenic that becomes n-type in the p-type silicon substrate 1 is converted to an energy of 30 keV.
In injected about 1El3cm -2, n - source region of the diffusion layer 5 and n - drain regions 6 of the diffusion layer.

【0012】次に、図1(c)の様に、ゲート電極4と
第1のプレート電極16を膜厚3000Å程度の常圧C
VD二酸化シリコン膜から成る絶縁膜7で覆う。
Next, as shown in FIG. 1 (c), the gate electrode 4 and the first plate electrode 16 are laid at a normal pressure of about 3000.degree.
It is covered with an insulating film 7 made of a VD silicon dioxide film.

【0013】次に、図1(d)の様に、異方性エッチン
グにより、第lのプレート電極16の上面を露出させ、
ゲート電極4の側壁絶縁膜7を形成する。
Next, as shown in FIG. 1D, the upper surface of the first plate electrode 16 is exposed by anisotropic etching.
The side wall insulating film 7 of the gate electrode 4 is formed.

【0014】次に、図1(e)の様に、第1のプレート
電極16表面の自然二酸化シリコン膜を弗酸等により除
去した後、全面に膜厚80Å程度の減圧CVDによる窒
化シリコン膜を形成し、800℃程度のスチーム酸化を
行い二酸化シリコン膜圧換算で50Å程度度の容量絶縁
膜10を形成する。
Next, as shown in FIG. 1 (e), after the natural silicon dioxide film on the surface of the first plate electrode 16 is removed by hydrofluoric acid or the like, a silicon nitride film of about 80.degree. Then, steam oxidation is performed at about 800 ° C. to form a capacitive insulating film 10 of about 50 ° in terms of silicon dioxide film pressure.

【0015】次に、図1(f)の様に、n- 型拡散層の
ソース領域5の一部を図示しないフォトレジストをマス
クにした異方性エッチングにより露出させ、膜厚300
0Å程度の常圧CVDによる多結晶シリコンから成る蓄
積電極材料9を堆積し、図示しないフォトレジストをマ
スクにした異方性エッチング(例えば、反応性イオンエ
ッチングでエッチングガスCl2 流量200sccm、
HBr流量100sccm、圧力500mTorr、R
Fパワ一250Wの条件)により蓄積電極9を、容量絶
縁膜10を介して第1のプレート電極16と対面する様
に形成する。
Next, as shown in FIG. 1F, a part of the source region 5 of the n -type diffusion layer is exposed by anisotropic etching using a photoresist (not shown) as a mask, and a film thickness of 300 nm is formed.
A storage electrode material 9 made of polycrystalline silicon is deposited by atmospheric pressure CVD of about 0 °, and anisotropic etching (for example, etching gas Cl 2 flow rate of 200 sccm by reactive ion etching using a photoresist (not shown) as a mask) is used.
HBr flow rate 100sccm, pressure 500mTorr, R
The storage electrode 9 is formed so as to face the first plate electrode 16 via the capacitor insulating film 10 under the condition of F power of 250 W).

【0016】次に、図1(g)の様に、蓄積電極9表面
の自然二酸化シリコン膜を弗酸等により除去した後、全
面に膜厚80Å程度の減圧CVDによる窒化シリコン膜
を形成し、800℃程度のスチーム酸化を行い容量絶縁
膜12を形成する。
Next, as shown in FIG. 1 (g), after removing the natural silicon dioxide film on the surface of the storage electrode 9 with hydrofluoric acid or the like, a silicon nitride film is formed on the entire surface by a reduced pressure CVD with a thickness of about 80 °, The capacity insulating film 12 is formed by performing steam oxidation at about 800 ° C.

【0017】次に、図1(h)の様に、容量絶縁膜12
の上に膜厚3000Å程度の多結晶シリコンから成る第
2のプレート電極を形成する。図2の様に、膜厚1μm
程度のBPSG膜から成る層間絶縁膜13を堆積し、n
- 型拡散層のドレイン領域6の一部を図示しないフォト
レジストをマスクにした異方性エッチングにより露出さ
せ、ビットコンタクト19を形成し、膜厚2000Å程
度のタングステンシリサイドもしくはタングステンシリ
サイドとタングステンとの複合膜から成るビット線14
を形成する。
Next, as shown in FIG.
A second plate electrode made of polycrystalline silicon having a thickness of about 3000 ° is formed thereon. As shown in FIG.
An interlayer insulating film 13 made of a BPSG film having a thickness of about
- a photoresist (not shown) a portion of the drain region 6 of the diffusion layer is exposed by anisotropic etching using the mask, the bit contact 19 is formed, the composite of tungsten silicide or tungsten silicide and tungsten having a thickness of about 2000Å Bit line 14 made of film
To form

【0018】また、本実施形態例を図3(a),(b)
の様形状のメモリセルに適用した場合、第1のプレート
電極16によって増加する蓄積容量部の蓄積電極面積
は、第1のプレート電極16と蓄積電極9とが重なって
いる部分22であり、第1のプレート電極16がない場
合より、図3(a),(b)共におよそ20%増加す
る。この様に蓄えることのできる容量が増加するので大
幅なセル占有面横の減少が可能であり、信頼性の高い製
品を安価に提供することができる。
FIGS. 3A and 3B show the present embodiment.
When the present invention is applied to a memory cell having such a shape, the storage electrode area of the storage capacitor portion increased by the first plate electrode 16 is a portion 22 where the first plate electrode 16 and the storage electrode 9 overlap, and 3 (a) and 3 (b) are increased by about 20% compared to the case where one plate electrode 16 is not provided. Since the capacity that can be stored is increased in this manner, the width of the cell occupation surface can be significantly reduced, and a highly reliable product can be provided at low cost.

【0019】さらに、本発明では第1のプレート電極を
パターニングする工程をゲート電極形成と同時に行うこ
とができるので、従来例と比ベてパターニングのための
フォトレジストの塗布、目合わせ、霧光、現像、エッチ
ング、フオトレジスト除去の工程を減らすことができ、
生産性が向上する。
Furthermore, in the present invention, the step of patterning the first plate electrode can be performed simultaneously with the formation of the gate electrode, so that the application of photoresist for patterning, alignment, fog light, Development, etching and photoresist removal steps can be reduced,
Productivity is improved.

【0020】ところで、本発明の場合は、ワード線4の
上に第1のプレート電極16があるので、ワード線4に
コンタクトを接続するには、図4(a),(b),
(c)の様にする。層間絶縁膜13上からワード線4の
一部が露出するまで異方性エッチングを行い、膜厚20
00Å程度の例えば常圧CVDによる二酸化シリコン膜
から成る絶縁膜l7を推積する。次に、異方性エッチン
グにより絶縁膜17をエッチバックしてコンタクト18
の側壁に絶縁層を作りワード線4の一部を露出させ、配
線層相21を形成する。
By the way, in the case of the present invention, since the first plate electrode 16 is provided on the word line 4, to connect a contact to the word line 4, FIGS.
(C). Anisotropic etching is performed until a part of the word line 4 is exposed from above the interlayer insulating film 13, and a film thickness of 20
An insulating film 17 made of, for example, a silicon dioxide film by normal pressure CVD of about 00 ° is deposited. Next, the insulating film 17 is etched back by anisotropic etching to form the contact 18.
Then, an insulating layer is formed on the side wall of the substrate to expose a part of the word line 4 to form a wiring layer phase 21.

【0021】また、第1のプレート電極16と第2のプ
レート電極11は、周辺回路部で電気的に接続すること
で同一の電位にできる。
Further, the first plate electrode 16 and the second plate electrode 11 can be set to the same potential by being electrically connected in the peripheral circuit section.

【0022】次に、第2の実施形態例を説明する。Next, a second embodiment will be described.

【0023】図5(a)〜(h)は、第2の実施形態例
の製造方法を工程順に示すメモリセル部の、図3(b)
の線A−A’相当模式断面図である。
FIGS. 5A to 5H show the manufacturing method of the second embodiment in the order of the steps in the memory cell portion shown in FIG.
3 is a schematic sectional view corresponding to line AA ′ of FIG.

【0024】図5(a)の様に、絶縁膜15を堆積する
までの工程は第1の実施形態例と同様に行う。次に、膜
厚6000Å程度の常圧CVDによる多結晶シリコンか
ら成る第1のプレート電極材料16を堆積する。この第
1のプレート電極材料16の膜厚は、素子分離絶縁膜2
とゲート絶縁膜3との段差h(図5(a)参照。)以上
である。 次に、図示しないフォトレジストを所定の形
状にパターニングする。このフォトレジストをマスクと
してゲート電極材料4、絶縁膜15、第1のプレート電
極材料16を異方性エッチングする。この異方性エッチ
ングは、例えば、反応性イオンエッチングでエッチング
ガスCl2 流量200sccm、HBr流量200sc
cm、圧力300mTorr、RFパワー200Wの条
件で行う。また、この例に限らず絶縁膜15は、BPS
G膜やPSG膜等の絶縁膜でもよい。同様に第1のプレ
ート電極材料l6は、タングステンシリサイド等の導電
体膜でもよい。p型シリコン基板l中でn型となる燐又
は砒素を、エネルギー30keVで1El3cm-2程度
注入し、n−型拡散層のソース領域5とn−型拡散層の
ドレイン領域6を形成する。
As shown in FIG. 5A, steps up to the deposition of the insulating film 15 are performed in the same manner as in the first embodiment. Next, a first plate electrode material 16 made of polycrystalline silicon is deposited by atmospheric pressure CVD with a film thickness of about 6000 °. The film thickness of the first plate electrode material 16 is
Step h between the gate insulating film 3 and the gate insulating film 3 (see FIG. 5A). Next, a photoresist (not shown) is patterned into a predetermined shape. Using this photoresist as a mask, the gate electrode material 4, the insulating film 15, and the first plate electrode material 16 are anisotropically etched. This anisotropic etching is performed, for example, by reactive ion etching with an etching gas Cl 2 flow rate of 200 sccm and an HBr flow rate of 200 sc
cm, pressure 300 mTorr, and RF power 200 W. Further, the insulating film 15 is not limited to this example.
An insulating film such as a G film or a PSG film may be used. Similarly, the first plate electrode material 16 may be a conductor film such as tungsten silicide. Phosphorous or arsenic that becomes n-type is implanted in the p-type silicon substrate 1 at an energy of 30 keV and about 1 El3 cm −2 to form a source region 5 of the n − type diffusion layer and a drain region 6 of the n − type diffusion layer.

【0025】次に、図5(b)の様に、ゲート電極4と
第1のプレート電極16を膜厚6000Å程度の無機S
OG等の平坦性の良い絶縁膜23で覆う。
Next, as shown in FIG. 5B, the gate electrode 4 and the first plate electrode 16 are made of inorganic S
It is covered with an insulating film 23 having good flatness such as OG.

【0026】次に、図5(c)の様に、CMP(Che
mical MechanicalPolishin
g)により、第1のプレート電極16の上面を露出させ
る。この時、ゲート絶縁膜3上の第lのプレート電極1
6bと素子分離絶縁膜2上の第lのプレート電極16a
とが共に露出する様な膜厚、即ち「第1のプレート電極
16a上の絶縁膜23の膜厚」と「素子分離絶縁膜2と
ゲート絶縁膜3との段差」と「研磨のマージン分」との
合計膜厚だけ研磨する。
Next, as shown in FIG. 5C, the CMP (Che
mechanical MechanicalPolish
By g), the upper surface of the first plate electrode 16 is exposed. At this time, the first plate electrode 1 on the gate insulating film 3
6b and the first plate electrode 16a on the element isolation insulating film 2.
Are exposed together, that is, "the thickness of the insulating film 23 on the first plate electrode 16a", "the step between the element isolation insulating film 2 and the gate insulating film 3", and "the polishing margin". Is polished by the total film thickness.

【0027】次に、図5(d)の様に、第1のプレート
電極16表面の白然二酸化シリコン膜を洗浄等により除
去した後、全面に膜厚80Å程度の減圧CVDによる窒
化シリコン膜を形成し、800℃程度のスチーム酸化を
行い二酸化シリコン膜厚換算で50Å程度の容量絶縁膜
10を形成する。
Next, as shown in FIG. 5D, after removing the white silicon dioxide film on the surface of the first plate electrode 16 by washing or the like, a silicon nitride film of about 80 ° in thickness is formed on the entire surface by low pressure CVD. Then, steam oxidation is performed at about 800 ° C. to form a capacitance insulating film 10 of about 50 ° in terms of silicon dioxide film thickness.

【0028】次に、図5(e)の様に、図示しないフォ
トレジストを所定の形状にパターニングする。このフォ
トレジストをマスクにして、異方性エッチングを行い容
量コンタクト20を形成する。
Next, as shown in FIG. 5E, a photoresist (not shown) is patterned into a predetermined shape. Using this photoresist as a mask, anisotropic etching is performed to form a capacity contact 20.

【0029】後は、第1の実施形態例と同様にして、図
5(f)、(g)、(h)の様になる。
After that, as shown in FIGS. 5F, 5G, and 5H, as in the first embodiment.

【0030】第2の実施形態例によれば、窒化シリコン
膜等から成る容量絶縁膜10が直接半導体基板1に触れ
ることがないので、半導体基板1表面のリ−ク電流が増
加する心配がなく、信頼性の高い製品を提供することが
できる。
According to the second embodiment, since the capacitance insulating film 10 made of a silicon nitride film or the like does not directly touch the semiconductor substrate 1, there is no fear that the leakage current on the surface of the semiconductor substrate 1 increases. We can provide highly reliable products.

【0031】次に、第3の実施形態例を説明する。Next, a third embodiment will be described.

【0032】図6(a)〜(e)は、第3の実施形態例
の製造方法を工程順に示すメモリセル部の、図3(b)
の線A−A’相当模式断面図である。
FIGS. 6A to 6E show the manufacturing method of the third embodiment in the order of steps in the memory cell portion of FIG.
3 is a schematic sectional view corresponding to line AA ′ of FIG.

【0033】図1(c)までの工程は、第1の実施形態
例と同様に行う。但し、絶縁膜7は、素子分離絶縁膜2
上のワード線4の間隔の2分の1以上の膜厚とする。
The steps up to FIG. 1C are performed in the same manner as in the first embodiment. However, the insulating film 7 is the element isolation insulating film 2
The thickness is set to be at least half the interval between the upper word lines 4.

【0034】次に、図6(a)の様に、絶縁膜7を異方
性エッチングにより、第1のプレート電極16の上面を
露出させ、さらに、第1のプレート電極16の側面の一
部もしくは全部を露出させる。この異方性エッチング
は、第1のプレート電極16の上面が露出してからさら
に第1のプレート電極l6の膜厚程度行えば良い。素子
分離絶縁膜2上のワード線4間の絶縁膜7の膜厚が充分
大きいので、その直下の素子分離絶縁膜2は、この異方
性エッチングによってエッチングされない。
Next, as shown in FIG. 6A, the upper surface of the first plate electrode 16 is exposed by anisotropic etching of the insulating film 7, and a part of the side surface of the first plate electrode 16 is further removed. Or expose all. This anisotropic etching may be performed about the thickness of the first plate electrode 16 after the upper surface of the first plate electrode 16 is exposed. Since the film thickness of the insulating film 7 between the word lines 4 on the element isolation insulating film 2 is sufficiently large, the element isolation insulating film 2 immediately thereunder is not etched by this anisotropic etching.

【0035】この後の工程は、第1の実施形態例と同様
に行う。[図6(b)〜(e)] 第3の実施形態例によれば、図6(e)の様に、第1の
プレート電極16の上面だけでなく側面も容量絶縁膜1
0を介して蓄積電極9と対向するので、第1の実施形態
例より大きな電荷を蓄えることができる容量部を形成す
る。その増加分は、第1のプレート電極16の側面積即
ちプレート電極材料の膜厚によって決る。第1の実施形
態例よりさらにおよそ30%大きな電荷を蓄えることが
できる容量部を形成する。よって、信頼性の高い製品を
提供することができる。
The subsequent steps are performed in the same manner as in the first embodiment. [FIGS. 6B to 6E] According to the third embodiment, as shown in FIG. 6E, not only the upper surface but also the side surface of the first plate electrode 16 has the capacitance insulating film 1.
Since it is opposed to the storage electrode 9 via 0, a capacitance portion capable of storing a larger charge than in the first embodiment is formed. The increase is determined by the side area of the first plate electrode 16, that is, the thickness of the plate electrode material. A capacitance portion capable of storing an electric charge approximately 30% larger than that of the first embodiment is formed. Therefore, a highly reliable product can be provided.

【0036】次に、第4の実施形態例を説明する。Next, a fourth embodiment will be described.

【0037】図7(a)〜(f)は、第4の実施形態例
の製造方法を工程順に示すメモリセル部の、図3(b)
の線A−A’相当模式断面図である。
FIGS. 7A to 7F are sectional views of the memory cell portion showing the manufacturing method of the fourth embodiment in the order of steps.
3 is a schematic sectional view corresponding to line AA ′ of FIG.

【0038】図1(c)までの工程は、第1の実施形態
例と同様に行う。
The steps up to FIG. 1C are performed in the same manner as in the first embodiment.

【0039】次に、図7(a)の様に、無機SOG等の
平坦性の良い絶縁物23を表面に堆積する。
Next, as shown in FIG. 7A, an insulator 23 having good flatness such as inorganic SOG is deposited on the surface.

【0040】次に、第3の実施形態例と同様な異方性エ
ッチングにより、第1のプレート電極16の側面の一部
もしくは全部を露出させる。
Next, a part or all of the side surface of the first plate electrode 16 is exposed by anisotropic etching similar to that of the third embodiment.

【0041】後の工程は、第2の実施形態例と同様に行
う。[図7(c)〜(e)] 第4の実施形態例によれば、窒化シリコン膜等から成る
容量絶縁膜10が直接半導体基板1に触れることがない
ので、半導体基板l表面のリーク電流が増加する心配が
なく、かつ、図7(f)の様に、第1のプレート電極1
6の上面だけでなく側面も容量膜10を介して蓄積電極
9と対向するので、よって、第3の実施形態例よりもさ
らに信頼性の高い製品を提供することができる。
The subsequent steps are performed in the same manner as in the second embodiment. [FIGS. 7 (c) to 7 (e)] According to the fourth embodiment, since the capacitance insulating film 10 made of a silicon nitride film or the like does not directly touch the semiconductor substrate 1, the leakage current on the surface of the semiconductor substrate l There is no concern about the increase of the first plate electrode 1 as shown in FIG.
Since not only the upper surface but also the side surface of the capacitor 6 is opposed to the storage electrode 9 via the capacitance film 10, it is possible to provide a product with higher reliability than the third embodiment.

【0042】次に、第5の実施形態例を説明する。Next, a fifth embodiment will be described.

【0043】図8(a)〜(f)は、第5の実施形態例
の製造方法を工程順に示すメモリセル部の、図3(b)
の線A−A’相当模式断面図である。
FIGS. 8A to 8F are views of the memory cell section showing the manufacturing method of the fifth embodiment in the order of steps, and FIGS.
3 is a schematic sectional view corresponding to line AA ′ of FIG.

【0044】図5(c)までの工程は、第2の実施形態
例と同様に行う。
The steps up to FIG. 5C are performed in the same manner as in the second embodiment.

【0045】次に、図8(a)の様に、無機SOG等の
平担性の良い絶縁物23を表面に堆積する。
Next, as shown in FIG. 8A, an insulator 23 having good flatness, such as inorganic SOG, is deposited on the surface.

【0046】次に、図8(b)の様に、CMPにより、
第1のプレート電極16の上面を露出させる。この時、
ゲート絶縁膜3上の第lのプレート電極16bと素子分
離絶縁膜2上の第lのプレート電極16aとが共に露出
する様な膜厚、即ち「第1のプレート電極16a上の絶
縁膜23の膜厚」と「素子分離絶縁膜2とゲート絶縁膜
3との段差」と「研磨のマージン分」との合計膜厚だけ
研磨する。
Next, as shown in FIG.
The upper surface of the first plate electrode 16 is exposed. At this time,
The film thickness such that the first plate electrode 16b on the gate insulating film 3 and the first plate electrode 16a on the element isolation insulating film 2 are both exposed, that is, "the thickness of the insulating film 23 on the first plate electrode 16a. Polishing is performed by a total film thickness of "film thickness", "step between element isolation insulating film 2 and gate insulating film 3", and "polishing margin".

【0047】次に、図8(c)の様に、異方性エッチン
グにより、絶縁物23を素子分離絶縁膜2上の第1のプ
レート電極l6aの残りの膜厚程度エッチングする。
Next, as shown in FIG. 8C, the insulator 23 is etched by anisotropic etching to a thickness of the remaining portion of the first plate electrode 16a on the element isolation insulating film 2.

【0048】後の工程は第3の実施形態例と同様に行
う。[図8(d)〜(f)] 第5の実施形態例によれば、窒化シリコン膜等から成る
容量絶縁膜10が直接半導体基板1に触れることがない
ので、半導体基板1表面のリーク電流が増加する心配が
なく、かつ、図8(f)の様に、第1のプレート電極1
6の上面だけでなく側面も容量膜10を介して蓄積電極
9と対向するので、第3の実施形態例よりも信頼性の高
い製品を提供することができる。
The subsequent steps are performed in the same manner as in the third embodiment. [FIGS. 8 (d) to 8 (f)] According to the fifth embodiment, since the capacitor insulating film 10 made of a silicon nitride film or the like does not directly touch the semiconductor substrate 1, the leakage current on the surface of the semiconductor substrate 1 There is no concern about increase of the first plate electrode 1 as shown in FIG.
Since not only the upper surface but also the side surface of the capacitor 6 faces the storage electrode 9 via the capacitance film 10, a product with higher reliability than the third embodiment can be provided.

【0049】次に、第6の実施形態例を説明する。Next, a sixth embodiment will be described.

【0050】図9(a),(b)は、第6の実施形態例
のメモリセル部の模式平面図、図10(a)〜(f)及
び(g)〜(i)は、それぞれ、本例の製造方法を工程
順に示すメモリセル部の、図9(b)の線B−B’、線
C−C’模式断面図である。
FIGS. 9A and 9B are schematic plan views of the memory cell portion of the sixth embodiment, and FIGS. 10A to 10F and FIGS. FIG. 10B is a schematic cross-sectional view of the memory cell section showing the manufacturing method of this example in the order of steps, taken along line BB ′ and line CC ′ in FIG. 9B.

【0051】先ず従来例と同様に図1(a)の様に、シ
リコンから成るp型半導体基板1の上面側を、熱二酸化
シリコン膜から成る素子分離絶縁膜2で分離する。
First, as in the conventional example, as shown in FIG. 1A, the upper surface of a p-type semiconductor substrate 1 made of silicon is separated by an element isolation insulating film 2 made of a thermal silicon dioxide film.

【0052】先ず従来例と同様に図10(a)の様に、
シリコンから成るp型半導体基板1の上面側を、熱二酸
化シリコン膜から成る素子分離膜2で分離する。
First, similarly to the conventional example, as shown in FIG.
The upper surface of a p-type semiconductor substrate 1 made of silicon is separated by an element isolation film 2 made of a thermal silicon dioxide film.

【0053】次に、メモリセル内に、膜厚120Å程度
の熱二酸化シリコン膜から成るゲート絶縁膜3及び素子
分離絶縁膜2を介して、膜厚3000Å程度の減圧気相
成長法(CVD)による多結晶シリコンから成るゲート
電極材料4を堆積し、図示しないフォトレジストを所定
の形状にパターニングする。このフォトレジストをマス
クとしてゲート電極材料4を異方性エッチングする。p
型シリコン基板l中でn型となる燐又は砒素を、エネル
ギー30keVで1El3cm-2程度注入し、n−型拡
散層のソース領域6と図示しないn−型拡散層のドレイ
ン領域5を形成する。次に、ゲート電極4を膜厚300
0Å程度の常圧CVD二酸化シリコン膜から成る絶縁膜
7で覆う。次に、異方性エッチングにより、ゲート電極
4の側壁絶縁膜7を形成する。
Next, in the memory cell, through a gate insulating film 3 made of a thermal silicon dioxide film having a thickness of about 120.degree. A gate electrode material 4 made of polycrystalline silicon is deposited, and a photoresist (not shown) is patterned into a predetermined shape. The gate electrode material 4 is anisotropically etched using the photoresist as a mask. p
Phosphorus or arsenic, which becomes n-type, is implanted in the silicon substrate 1 at an energy of 30 keV to about 1 El3 cm −2 to form a source region 6 of an n − type diffusion layer and a drain region 5 of an n − type diffusion layer (not shown). Next, the gate electrode 4 is formed to a thickness of 300.
It is covered with an insulating film 7 made of a normal pressure CVD silicon dioxide film of about 0 °. Next, the side wall insulating film 7 of the gate electrode 4 is formed by anisotropic etching.

【0054】次に、図10(b)の様に、膜厚5000
Å程度のBPSG膜から成る層間絶縁膜13を堆積し、
n−型拡散層6の一部を図示しないフォトレジストをマ
スクにした異方性エッチングにより露出させ、ビットコ
ンタクト19を形成する。次に、図10(c)の様に、
膜厚2000Åのタングステンシリサイドもしくはタン
グステンシリサイドとタングステンとの複合膜から成る
導電体膜14、膜厚4000Å程度の例えば常圧CVD
による二酸化シリコン膜から成る絶縁膜24、膜厚30
00Å程度の常圧CVDによる他結晶シリコン膜から成
る第1のプレート電極材料25を順に堆積し、図示しな
いフォトレジストをマスクとして導電体膜14、絶縁膜
24、異方性エッチング第1のプレート電極材料25を
異方性エッチングする。この異方性エッチングは、例え
ば、反応性イオネッチングで、先ず第1のプレート電極
材料25をエッチングガスCl2 流量200sccm、
HBr流量200sccm、圧力300mTorr、R
Fパワー200Wの条件でエッチングし、次に、絶縁膜
24をッッチングガスCF4 流量40sccm、CHF
3 流量400sccm、Ar流量800sccm、圧力
800mTorr、RFパワー800Wの条件でエッチ
ングし、さらに導電体膜14をエッチングガスCl2
量200sccm、HBr流量200sccm、圧力3
00mTorr、RFパワー200Wの条件でエッチン
グする。また、この例に限らず絶縁膜24は、BPSG
(Boron Phospho Silicate G
lass)膜やPSG膜等の絶縁膜でもよい。同様に第
1のプレート電極材料25は、タングステンシリサイド
等の導電体膜でもよい。
Next, as shown in FIG.
Depositing an interlayer insulating film 13 of about Å BPSG film;
A bit contact 19 is formed by exposing a part of the n − type diffusion layer 6 by anisotropic etching using a photoresist (not shown) as a mask. Next, as shown in FIG.
Conductor film 14 made of tungsten silicide or a composite film of tungsten silicide and tungsten having a thickness of 2000 .ANG.
Film 24 made of silicon dioxide film with a thickness of 30
A first plate electrode material 25 made of a polycrystalline silicon film is sequentially deposited by atmospheric pressure CVD of about 00 °, and the conductor film 14, the insulating film 24, the anisotropically etched first plate electrode are formed using a photoresist (not shown) as a mask. The material 25 is anisotropically etched. This anisotropic etching is performed, for example, by reactive ion etching. First, the first plate electrode material 25 is etched with an etching gas Cl 2 flow rate of 200 sccm.
HBr flow rate 200sccm, pressure 300mTorr, R
Etching is performed under the condition of F power of 200 W, and then the insulating film 24 is etched with a switching gas CF 4 flow rate of 40 sccm and CHF
3 Etching is performed under the conditions of a flow rate of 400 sccm, an Ar flow rate of 800 sccm, a pressure of 800 mTorr, and an RF power of 800 W. Further, the conductive film 14 is further etched with an etching gas Cl 2 flow rate of 200 sccm, an HBr flow rate of 200 sccm, and a pressure of 3.
Etching is performed under the conditions of 00 mTorr and RF power of 200 W. Further, the insulating film 24 is not limited to this example,
(Boron Phospho Silicate G
(insulation film) such as a glass film or a PSG film. Similarly, the first plate electrode material 25 may be a conductor film such as tungsten silicide.

【0055】次に、図10(f)の様に、膜厚1μm程
度のBPSG膜から成る絶縁膜27を堆積する。
Next, as shown in FIG. 10F, an insulating film 27 made of a BPSG film having a thickness of about 1 μm is deposited.

【0056】次に、図10(g)の様に、CMPにより
第1のプレート電極材料25の上面を露出させる。もし
くは絶縁膜27の代わりに無機SOG等の平坦性の良い
絶縁物を堆積して、異方性エッチング(例えば、反応性
エッチングイオンで、エッチングガスCF4 流量40s
ccm、CHF3 流量400sccm、Ar流量800
sccm、圧力800mTorr、RFパワー800W
の条件)を行い、第1のプレート電極材料25の上面を
露出させても良い。次に、第1のプレート電極25上面
の自然二酸化シリコン膜を弗酸等により除去した後、全
面に膜厚80Å程度の減圧CVDによる窒化シリコン膜
を形成し、800゜C程度のスチーム酸化を行い二酸化
シリコン厚換算で50Å程度の容量絶縁膜26を形成す
る。
Next, as shown in FIG. 10G, the upper surface of the first plate electrode material 25 is exposed by CMP. Alternatively, an insulator having good flatness such as inorganic SOG is deposited instead of the insulating film 27, and anisotropic etching (for example, reactive etching ions, etching gas CF 4 flow rate 40 s)
ccm, CHF 3 flow rate 400 sccm, Ar flow rate 800
sccm, pressure 800mTorr, RF power 800W
May be performed to expose the upper surface of the first plate electrode material 25. Next, after removing the natural silicon dioxide film on the upper surface of the first plate electrode 25 with hydrofluoric acid or the like, a silicon nitride film is formed on the entire surface by low pressure CVD with a thickness of about 80 °, and steam oxidation is performed at about 800 ° C. A capacitance insulating film 26 having a thickness of about 50 ° in terms of silicon dioxide thickness is formed.

【0057】次に、図10(h)の様に、n−型拡散層
のソース領域5の一部を図示しないフォトレジストをマ
スクにした異方性エッチングにより露出させ、容量コン
タクト20を形成する。次に、膜厚3000Å程度の常
圧CVDによる多結晶シリコンから成る蓄積電極材料9
を堆積し、図示しないフォトレジストをマスクにした異
方性エッチング(例えば、反応性イオンエッチングでエ
ッチングガスCl2 流量200sccm、HBr流量1
00sccm、圧力500mTorr、RFパワー25
0Wの条件)により蓄積電極9を、容量絶縁膜26を介
して第1のプレート電極25と対面する様に形成する。
ここまでの工程のゲート線垂直方向の断面を図10
(d)に示す。次に、蓄積電極9表面の自然二酸化シリ
コン膜を弗酸等により除去した後、全面に80Å程度の
減圧CVDによる窒化シリコン膜を形成し、80゜C程
度のスチーム酸化を行い容量絶縁膜12を形成する。次
に、容量絶縁膜12の上に膜厚3000Å程度の多結晶
シリコンから成る第2のプレート電極11を形成する。
ここまでの工程のゲート線垂直方向の断面を図10
(e)に示す。
Next, as shown in FIG. 10H, a part of the source region 5 of the n − -type diffusion layer is exposed by anisotropic etching using a photoresist (not shown) as a mask to form a capacitor contact 20. . Next, a storage electrode material 9 made of polycrystalline silicon having a film thickness of about 3000.degree.
And anisotropic etching using a photoresist (not shown) as a mask (for example, reactive ion etching using an etching gas Cl 2 flow rate of 200 sccm, an HBr flow rate of 1)
00sccm, pressure 500mTorr, RF power 25
Under the condition of 0 W), the storage electrode 9 is formed so as to face the first plate electrode 25 with the capacitance insulating film 26 interposed therebetween.
FIG. 10 is a cross-sectional view in the vertical direction of the gate line in the steps up to here.
(D). Next, after removing the natural silicon dioxide film on the surface of the storage electrode 9 with hydrofluoric acid or the like, a silicon nitride film is formed on the entire surface by low pressure CVD at about 80 ° C., and steam oxidation is performed at about 80 ° C. to form the capacitance insulating film 12. Form. Next, a second plate electrode 11 made of polycrystalline silicon having a thickness of about 3000 ° is formed on the capacitance insulating film 12.
FIG. 10 is a cross-sectional view in the vertical direction of the gate line in the steps up to here.
(E).

【0058】本実施形態例を、図9(a),(b)の様
なセルの形状に適用した場合、第1のプレート電極25
によって増加する蓄積容量部の蓄積電極面積は、第1の
プレート電極25と蓄積電極9とが重なっている部分2
8であり、第1のプレート電極25がない場合より、図
9(a),(b)共におよそ15%増加する。この様に
たくわえることのできる容量が増加するので大幅なセル
占有面積の減少が可能であり、信頼性の高い製品を安価
に提供することができる。
When this embodiment is applied to the cell shape as shown in FIGS. 9A and 9B, the first plate electrode 25
The storage electrode area of the storage capacitor portion increased by the first plate electrode 25 and the storage electrode 9 overlaps with the portion 2
8, which is about 15% more than in the case where the first plate electrode 25 is not provided. Since the capacity that can be stored is increased in this manner, the cell occupation area can be significantly reduced, and a highly reliable product can be provided at low cost.

【0059】さらに、本発明では第1のプレート電極2
5をパターニングする工程をビット線14形成と同時に
行うことができるので、従来例と比べてpターニングの
ためのフォトレジストの塗布、目合わせ、露光、現像、
エッチング、フォトレジスト除去の工程を減らすことが
でき、生産性が向上する。
Further, in the present invention, the first plate electrode 2
5 can be performed at the same time as the formation of the bit line 14, so that the application of photoresist for p-turning, alignment, exposure, development,
The steps of etching and photoresist removal can be reduced, and the productivity is improved.

【0060】ところで、本実施形態例の場合は、ビット
線14の上に第1のプレート電極25があるので、ビッ
ト線14に上からコンタクトを接続させるには、第1の
実施形態例のワード線の上にコンタクトを接続させる方
法と同様にすればよい。
By the way, in the case of the present embodiment, since the first plate electrode 25 is provided on the bit line 14, it is necessary to connect the contact to the bit line 14 from above by using the word of the first embodiment. What is necessary is just to make the method similar to the method of connecting a contact on a line.

【0061】また、第1のプレート電極25と第2のプ
レート電極11は、周辺回路部で電気的に接続すること
で同一の電位にできる。
The first plate electrode 25 and the second plate electrode 11 can be set to the same potential by being electrically connected in the peripheral circuit section.

【0062】次に、第7の実施形態例を説明する。Next, a seventh embodiment will be described.

【0063】図11(a)〜(d)は、第7の実施形態
例の製造方法を工程順に示すメモリセル部の、図9
(b)の線B−B’相当模式断面図である。
FIGS. 11A to 11D are cross-sectional views of the memory cell portion showing the manufacturing method of the seventh embodiment in the order of steps.
It is a schematic cross section equivalent to line BB 'of (b).

【0064】第6の実施形態例と同様に図11(a)の
様に、ビット線14と絶縁膜24と第1のプレート電極
25を所定の形状にパターニングする。次に、第1のプ
レート電極25の表面の自然二酸化シリコン膜を弗酸等
により除去した後、全面に膜厚80Å程度の減圧CVD
による窒化シリコン膜を形成し、800゜C手度のスチ
ーム酸化を行い容量絶縁膜26を形成する。
As in the sixth embodiment, as shown in FIG. 11A, the bit line 14, the insulating film 24, and the first plate electrode 25 are patterned into a predetermined shape. Next, after removing the natural silicon dioxide film on the surface of the first plate electrode 25 using hydrofluoric acid or the like, the entire surface is subjected to low pressure CVD with a thickness of about 80 °.
To form a capacitor insulating film 26 by performing steam oxidation at a temperature of about 800 ° C.

【0065】次に、図11(b)の様に、n−型拡散層
のソース領域5の一部を図示しないフォトレジストをマ
スクにした異方性エッチングにより露出させ、容量コン
タクト20を形成する。次に、膜厚3000Å程度の常
圧CVDによる多結晶シリコンから成る蓄積電極材料9
を堆積し、図示しないフォトレジストをマスクにした異
方性エッチング(例えば、反応性イオンエッチングでエ
ッチングガスCl2 流量200sccm、HBr流量1
00sccm、圧力500mTorr、RFパワー25
0Wの条件)により蓄積電極9を、容量絶縁膜26を介
して第1のプレート電極25と対面する様に形成する。
ここまでの工程のゲート線垂直方向の断面を図10
(d)に示す。次に、蓄積電極9表面の自然二酸化シリ
コン膜を弗酸等により除去した後、全面に80Å程度の
減圧CVDによる窒化シリコン膜を形成し、80゜C程
度のスチーム酸化を行い容量絶縁膜12を形成する。
Next, as shown in FIG. 11B, a part of the source region 5 of the n − -type diffusion layer is exposed by anisotropic etching using a photoresist (not shown) as a mask to form a capacitor contact 20. . Next, a storage electrode material 9 made of polycrystalline silicon having a film thickness of about 3000.degree.
And anisotropic etching using a photoresist (not shown) as a mask (for example, reactive ion etching using an etching gas Cl 2 flow rate of 200 sccm, an HBr flow rate of 1)
00sccm, pressure 500mTorr, RF power 25
Under the condition of 0 W), the storage electrode 9 is formed so as to face the first plate electrode 25 with the capacitance insulating film 26 interposed therebetween.
FIG. 10 is a cross-sectional view in the vertical direction of the gate line in the steps up to here.
(D). Next, after removing the natural silicon dioxide film on the surface of the storage electrode 9 with hydrofluoric acid or the like, a silicon nitride film is formed on the entire surface by low pressure CVD at about 80 ° C., and steam oxidation is performed at about 80 ° C. to form the capacitance insulating film 12. Form.

【0066】次に、図11(d)の様に、容量絶縁膜1
2の上に膜厚3000Å程度の多結晶シリコン膜から成
る第2のプレート電極11を形成する。
Next, as shown in FIG.
A second plate electrode 11 made of a polycrystalline silicon film having a thickness of about 3000.degree.

【0067】本実施形態例によれば、図11(d)の様
に、第1のプレート電極25の上面だけでなく側面も容
量絶縁膜26を介して蓄積電極9と対向するので、第6
の実施形態例よりもさらに信頼性の高い製品を提供する
ことができる。
According to the present embodiment, as shown in FIG. 11D, not only the upper surface but also the side surface of the first plate electrode 25 is opposed to the storage electrode 9 via the capacitor insulating film 26.
It is possible to provide a product with higher reliability than the embodiment.

【0068】以上に示した実施形態例は本発明を適用す
る一例であり、本発明の趣旨に沿うものであれば、本発
明は以上で示した実施形態例に限らず有効である。
The embodiment described above is an example to which the present invention is applied, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, but is effective as long as it meets the gist of the present invention.

【0069】[0069]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、第一のプ
レート電極をゲート電極と、もしくはビット線と同一の
工程でパターニングできるので、少ない工程数の増加で
第1、第2のプレート電極両方と容量を形成する蓄積電
極を形成することができ、したがって蓄積容量面積が第
1のプレート電極がない場合よりも20〜50%程増加
して、充分な電荷を蓄積することができ、大幅なセル占
有面積の減少が可能であり、かつ安価で信頼性の高い半
導体装置を提供することができる効果がある。
As described above, according to the present invention, since the first plate electrode can be patterned in the same step as the gate electrode or the bit line, the first and second plate electrodes can be formed with a small number of steps. It is possible to form a storage electrode that forms a capacitance with both, so that the storage capacitance area can be increased by about 20 to 50% as compared with the case where the first plate electrode is not provided, and a sufficient charge can be stored. Thus, there is an effect that it is possible to provide an inexpensive and highly reliable semiconductor device which can reduce the cell occupation area.

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

【図1】(a)〜(h)は、本発明の半導体装置メモリ
セルの一実施形態例の製造方法を工程順に示すメモリセ
ル部の、図3(b)の線A−A’模式断面図である。
FIGS. 1A to 1H are schematic cross-sectional views of a memory cell portion of a semiconductor device memory cell according to an embodiment of the present invention, taken along line AA ′ of FIG. FIG.

【図2】本例のメモリセル部製品の、図3(b)の線A
−A’模式断面図である。
FIG. 2 is a line A in FIG. 3B of the memory cell part product of the present example.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view taken along line −A ′.

【図3】(a),(b)は、本例のメモリセル部の模式
平面図である。
FIGS. 3A and 3B are schematic plan views of a memory cell section of the present example.

【図4】(a),(b),(c)は、本例の半導体装置
の周辺回路部のゲート電極と配線層とのコンタクトの摸
式断面図である。
FIGS. 4A, 4B, and 4C are schematic cross-sectional views of a contact between a gate electrode and a wiring layer of a peripheral circuit portion of the semiconductor device of the present embodiment.

【図5】(a)〜(h)は、第2の実施形態例の製造方
法を工程順に示すメモリセル部の、図3(b)の線A−
A’相当模式断面図である。
FIGS. 5A to 5H are views showing a manufacturing method according to the second embodiment in the order of steps, and show a line A- in FIG.
FIG. 3 is a schematic sectional view corresponding to A ′.

【図6】(a)〜(e)は、第3の実施形態例の製造方
法を工程順に示すメモリセル部の、図3(b)の線A−
A’相当模式断面図である。
FIGS. 6A to 6E are views showing a manufacturing method of the third embodiment in the order of steps, and show a line A- in FIG.
FIG. 3 is a schematic sectional view corresponding to A ′.

【図7】(a)〜(f)は、第4の実施形態例の製造方
法を工程順に示すメモリセル部の、図3(b)の線A−
A’相当模式断面図である。
FIGS. 7 (a) to 7 (f) show a manufacturing method according to a fourth embodiment in the order of steps in a memory cell portion along a line A- in FIG. 3 (b).
FIG. 3 is a schematic sectional view corresponding to A ′.

【図8】(a)〜(f)は、第5の実施形態例の製造方
法を工程順に示すメモリセル部の、図3(b)の線A−
A’相当模式断面図である。
FIGS. 8A to 8F are cross-sectional views of a memory cell section showing a manufacturing method according to a fifth embodiment in the order of steps, taken along line A-A of FIG.
FIG. 3 is a schematic sectional view corresponding to A ′.

【図9】(a),(b)は、第6の実施形態例のメモリ
セル部の模式平面図である。
FIGS. 9A and 9B are schematic plan views of a memory cell unit according to a sixth embodiment.

【図10】(a)〜(f)及び(g)〜(h)は、それ
ぞれ、本例の製造方法を工程順に示すメモリセル部の、
図9(b)の線B−B’、線C−C’模式断面図であ
る。
10 (a) to (f) and (g) to (h) respectively show a manufacturing method of the present embodiment in the order of steps of a memory cell portion.
FIG. 10B is a schematic cross-sectional view taken along line BB ′ and line CC ′ in FIG.

【図11】(a)〜(d)は、第7の実施形態例の製造
方法を工程順に示すメモリセル部の、図9(b)の線B
−B’相当模式断面図である。
FIGS. 11A to 11D are diagrams illustrating a manufacturing method according to a seventh embodiment in the order of steps in a memory cell portion, taken along line B in FIG. 9B;
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view corresponding to −B ′.

【図12】従来例の半導体装置メモリセル部の模式断面
図である。
FIG. 12 is a schematic sectional view of a memory cell portion of a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 p型半導体基板 2 素子分離絶縁膜 3 ゲート絶縁膜 4 ゲート電極かつワード線 5 n−型拡散層のソース領域 6 n−型拡散層のドレイン領域 7,15,17,23,24,27 絶縁膜 8 第1のプレート電極(従来例の) 9 蓄積電極 10,12,26 容量絶縁膜 11 第2のプレート電極 13 層間絶縁膜 l4 ビット線 16 第1のプレート電極(第1〜第5実施形態例
の) 18 コンタクト(周辺回路部でのゲート上ヘの) 19 ビットコンタクト 20 容量コンタクト 21 配線層 22 電荷蓄積容量部(16と9で形成) 25 第1のプレート電極(第6,第7実施形態例
の) 28 電荷蓄積容量部(25と9で形成)
REFERENCE SIGNS LIST 1 p-type semiconductor substrate 2 element isolation insulating film 3 gate insulating film 4 gate electrode and word line 5 source region of n-type diffusion layer 6 drain region of n-type diffusion layer 7, 15, 17, 23, 24, 27 insulation Film 8 First plate electrode (conventional example) 9 Storage electrode 10, 12, 26 Capacitive insulating film 11 Second plate electrode 13 Interlayer insulating film 14 Bit line 16 First plate electrode (first to fifth embodiments) 18 Contact (on the gate in the peripheral circuit section) 19 Bit contact 20 Capacitance contact 21 Wiring layer 22 Charge storage capacitor section (formed of 16 and 9) 25 First plate electrode (Sixth and seventh embodiments) (Of the embodiment) 28 charge storage capacitors (formed of 25 and 9)

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 電荷蓄積容量部とスイッチングトランジ
スタからなる半導体装置メモリセルにおいて、前記スイ
ッチングトランジスタのドレイン側と接続されたビット
線の上に絶縁膜を介したビット線と同じパターンの第1
のプレート電極を有し、第1のプレート電極の上面と容
量絶縁膜を介した蓄積電極とから成る電荷蓄積容量部を
有し、蓄積電極の上面及び側面と容量絶縁膜を介した第
2のプレート電極とから成る電荷蓄積容量部を有するこ
とを特徴とする半導体装置メモリセル。
In a semiconductor device memory cell comprising a charge storage capacitor and a switching transistor, a first pattern having the same pattern as a bit line with an insulating film interposed on a bit line connected to a drain side of the switching transistor.
And a charge storage capacitor portion including an upper surface of the first plate electrode and a storage electrode via a capacitor insulating film, and a second electrode via the upper surface and side surfaces of the storage electrode and the capacitor insulating film. A memory cell for a semiconductor device, comprising: a charge storage capacitor portion including a plate electrode.
【請求項2】 さらに、第1のプレート電極の上面及び
側面と容量絶縁膜を介した蓄積電極とから成る電荷蓄積
容量部を有する請求項記載の半導体装置メモリセル。
2. A further semiconductor device memory cells according to claim 1, further comprising a charge storage capacitor comprising a storage electrode through the upper and side surfaces and the capacitance insulating film of the first plate electrode.
【請求項3】 電荷蓄積容量部とスイッチングトランジ
スタからなる半導体装置メモリセルの製造方法におい
て、 a)第1の導電層の上に第1の絶縁膜を介して第2の導
電層を堆積し、 b)前記第1の導電層と前記第2の導電層とを同時にパ
ターニングし、前記第1の導電層をスイッチングトラン
ジスタのゲート電極となし、前記第2の導電層を第1の
プレート電極となし、 c)前記ゲート電極と前記第1のプレート電極とを第2
の絶縁膜で覆い、 d)前記第1のプレート電極の上面を露出させ、 e)前記第1のプレート電極の上面と第1の容量絶縁膜
を介した蓄積電極とから成る電荷蓄積容量部を形成し、 f)前記蓄積電極の上面と第2の容量絶縁膜を介した第
2のプレート電極とから成る電荷蓄積容量部を形成す
る、ことを特徴とする半導体装置メモリセルの製造方
法。
3. A method of manufacturing a semiconductor device memory cell comprising a charge storage capacitor portion and a switching transistor, comprising: a) depositing a second conductive layer on a first conductive layer via a first insulating film; b) patterning the first conductive layer and the second conductive layer at the same time, forming the first conductive layer as a gate electrode of a switching transistor, and forming the second conductive layer as a first plate electrode; C) connecting the gate electrode and the first plate electrode to a second
D) exposing an upper surface of the first plate electrode; and e) forming a charge storage capacitor portion including the upper surface of the first plate electrode and a storage electrode with a first capacitor insulating film interposed therebetween. F) forming a charge storage capacitor portion comprising an upper surface of the storage electrode and a second plate electrode with a second capacitor insulating film interposed therebetween;
【請求項4】前記工程dにかえて、前記第1のプレート
電極の上面と、側面の一部もしくは全部を露出させ、前記工程eにかえて、 前記第1のプレート電極の上面
と、側面の一部もしくは全部と第1の容量絶縁膜を介し
た蓄積電極とから成る電荷蓄積容量部を形成する、請求
記載の半導体装置メモリセルの製造方法。
And wherein instead of the step d, the upper surface of the first plate electrode, a portion of the side surface or to expose a whole, in place of the step e, the upper surface of the first plate electrode
4. The method according to claim 3 , further comprising forming a charge storage capacitor portion including a part of or all of the side surface and a storage electrode via the first capacitor insulating film.
【請求項5】 電荷蓄積容量部とスイッチングトランジ
スタからなる半導体装置メモリセルの製造方法におい
て、 a)前記スイッチングトランジスタのドレイン側と接続
された第1の導電層の上に第1の絶縁膜を介して第2の
導電層を堆積し、 b)前記第2の導電層の上に第1の容量絶縁膜を堆積
し、 c)前記第1の導電層と前記第2の導電層とを同時にパ
ターニングし、 d)前記第1の容量絶縁膜の上に蓄積電極を形成し、 e)前記蓄積電極の上面及び側面に第2の容量絶縁膜を
堆積し、 f)前記第2の容量絶縁膜の上に第3の導電層を形成す
る、ことを特徴とする半導体装置メモリセルの製造方
法。
5. A method of manufacturing a semiconductor device memory cell comprising a charge storage capacitor portion and a switching transistor, comprising: a) a first insulating film on a first conductive layer connected to a drain side of the switching transistor; Depositing a second conductive layer by b) depositing a first capacitive insulating film on the second conductive layer; c) patterning the first conductive layer and the second conductive layer simultaneously D) forming a storage electrode on the first capacitance insulating film; e) depositing a second capacitance insulating film on the upper surface and side surfaces of the storage electrode; A method for manufacturing a memory cell of a semiconductor device, comprising forming a third conductive layer thereon.
【請求項6】 電荷蓄積容量部とスイッチングトランジ
スタからなる半導体装置メモリセルの製造方法におい
て、 a)前記スイッチングトランジスタのドレイン側と接続
された第1の導電層の上に第1の絶縁膜を介して第2の
導電層を堆積し、 b)前記第1の導電層と前記第2の導電層とを同時にパ
ターニングし、 c)前記第2の導電層の上面及び側面に第1の容量絶縁
膜を堆積し、 d)前記第1の容量絶縁膜の上に蓄積電極を形成し、 e)前記蓄積電極の上面及び側面に第2の容量絶縁膜を
堆積し、 f)前記第2の容量絶縁膜の上に第3の導電層を形成す
る、ことを特徴とする半導体装置メモリセルの製造方
法。
6. A method for manufacturing a memory cell of a semiconductor device comprising a charge storage capacitor and a switching transistor, comprising: a) a first insulating film interposed on a first conductive layer connected to a drain side of the switching transistor. B) simultaneously patterning said first conductive layer and said second conductive layer; c) a first capacitive insulating film on the top and side surfaces of said second conductive layer D) forming a storage electrode on the first capacitive insulating film; e) depositing a second capacitive insulating film on the top and side surfaces of the storage electrode; f) the second capacitive insulating film A method for manufacturing a memory cell of a semiconductor device, comprising forming a third conductive layer on a film.
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