JPH01137666A - 半導体記憶装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体記憶装置及びその製造方法

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JPH01137666A
JPH01137666A JP62296669A JP29666987A JPH01137666A JP H01137666 A JPH01137666 A JP H01137666A JP 62296669 A JP62296669 A JP 62296669A JP 29666987 A JP29666987 A JP 29666987A JP H01137666 A JPH01137666 A JP H01137666A
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/30DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/31DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells having a storage electrode stacked over the transistor
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
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    • H10B12/02Manufacture or treatment for one transistor one-capacitor [1T-1C] memory cells
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    • H10B12/033Making the capacitor or connections thereto the capacitor extending over the transistor

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 本発明は半導体記憶装置及びその製造方法、特に高集積
、高性能のダイナミックランダムアクセスメモリ(DR
AM)セルの構造とその形成方法に関し、 先に設けたビット線を絶縁する絶縁膜上に蓄積電極を形
成し、メモリセルの蓄積電極面積を同一平面内に積層し
て増加させ蓄積容量を増加させることを目的とし、 その装置を半導体基板に、不純物拡散層、ゲート電極か
ら成る転送トランジスタと、ビット線とM積電極、誘電
体膜及び対向電極からなる蓄積容量とを有する半導体記
憶装置において、前記蓄積電極が先に形成したビット線
を絶縁する絶縁膜上に設けられていることを含み構成し
、その第1の製造方法を半導体基板に、フィールド絶縁
膜と、不純物拡散層と、ゲート電極とを形成する工程と
、 前記半導体基板上に第1の絶縁膜を形成し、その後該絶
縁膜を選択的に除去して開口し、開口部を形成する工程
と、 前記開口部を設けた半導体基板上に第1の導電体膜を形
成し、その後該第1の導電体膜をパターニングし、ビッ
ト線を形成する工程と、前記ビット線を設けた半導体基
板に第2の絶縁膜を形成し、その後該絶縁膜と前記第1
の絶縁膜とを選択的に除去して開口し、開口部を形成す
る工程と、 前記開口部を設けた半導体基板に所望の膜厚の第2の導
電体膜を形成し、その後該第2の導電体膜を選択的に除
去して蓄積1を極を形成する工程と、前記第2の導電体
膜の露出面に誘電体膜を形成する工程とを有することを
含み構成し、その第2の製造方法をフィールド絶縁膜と
、不純物拡散層と、ゲート電極と開口部を有する第1の
絶縁膜とを形成した半導体基板上に第1の導電体膜を選
択的に形成し、ビット線を形成する工程と、 前記ビット線を形成した半導体基板の全面に第2の絶縁
膜を形成する工程と、 前記第2の絶縁膜上の全面に第3の絶縁膜及び導電体膜
の二層を順次N回積層し、その最上部に第3の絶8i!
膜を形成する工程と、 前記第4の絶縁膜、N回積層した第3の絶縁膜及び第2
の導電体nりとを3AjR的に除去して開口し、開口部
を形成する工程と、 前記開口部を設けた半導体基板上の全面に第3の導電体
膜を形成する工程と、 前記第223の導電体膜及び第4の絶縁膜とを選択的に
除去して蓄積電極を形成する工程と、前記半導体基板を
等方性エツチングして、前記第3.4の絶縁膜を除去す
る工程とを有することを含み構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体記憶装置及びその製造方法に関するもの
であり、更に詳しく言えば高集積、高性能のダイナミッ
クランダムアクセスメモリ(DRAM)セルの構造とそ
の形成方法に関するものである。
〔従来の技術] 第8図は従来例に係るDRAMセルに係る説明図である
同図(a)はDRAMセルの電気回路図である。
図において、Tはデータ(電荷)を転送するMOSトラ
ンジスタ等により構成される転送トランジスタ、Cは電
荷を蓄積する蓄積容量、WLはワード線、BLはビット
線である。なお、6は蓄積電極、7は誘電体膜、8は対
向電極である。
同図(b)はDRAMセル構造を示す断面図である。図
において、lはP型エピタキシ+ル層等のSi基板、2
は選択ロコス法等により形成されるフィールド酸化膜(
SiOJ臭)、3.4はA3イオン等を拡散して形成さ
れる不純物拡散層であり、転送トランジスタTのソース
又はドレインである。
5はワード線WLを絶縁する絶縁膜であり、CvD#化
膜(SiJ4膜又は5iO1膜)等である。6はポリS
i膜に不純物イオンをドープして形成される1を極であ
り、蓄積容量Cを構成するM積電極である。7は5i(
h膜や5iJa膜等の絶縁膜により形成される誘電体膜
である。8はポリSi膜に不純物イオンをドープして形
成される電極であり、蓄積容量Cを構成する対向電極で
ある。9は対向電極8を絶縁する絶縁膜であり、PSG
膜等である。
10はビット線BLのコンタクトホールである。
なおWLは、ポリS1膜等により形成される転送トラン
ジスタTのゲート電極であり、ワード線である。また、
BLは不純物をドープしたポリSi膜又はポリサイド膜
により形成されるビット線である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで従来例によれば、半導体記憶装置の集積度の増
加と、半導体素子の微細化とに従って、DRAMのメモ
リセルの面積はますます縮小化される。
このため下記のような問題点がある、 (1)M積電極面積に依有するメモリセルの蓄積容量C
が少なくなる。
(2)蓄積容量Cが減少したことによりα線入射による
ソフトエラーが増大する。
(3)ビット線、コンタクトホールのアスペクト比が大
きくなりパターン形成が困難になる。
(4)ビット線BL同志の分離部分の間隔が狭い。
(5)ビット線BLとワード線WLとの位置合わせ余裕
が少なくなる。
(6)絶縁耐圧が落ちて誤動作をする。
本発明は係る従来例の問題点に鑑み創作されたものであ
り先に設けたビット線を絶縁する絶縁膜上に蓄積電極を
形成し、メモリセルの蓄積電極面積を同一平面内に立体
的に増加させて、蓄積容量を増加させることを可能とす
る半導体記憶装置及びその製造方法の提供を目的とする
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の半導体記憶装置及びその製造方法は、その一実
施例を第1〜4図に示すように、その装置を半導体基板
11又は31に、不純物拡散層13.14又は33.3
4、ゲート1lit極WL、、WL4又はWLs 、W
L−、ビア トvABL+、B L 21−B L 2
2、BL、又はBL、がら成る転送トランジスタT+ 
、Tz 、Ts又はT4と、蓄積電極20a、25a又
は45a1誘電体膜21.26又は46及び対向電極2
2227又は47からなるM積容1c+ 1cz 、C
3又はC4とを有する半導体記憶装置において、 前記蓄積電極20a、25a又は45aが先に形成した
ビット線B L+ 、B LX、〜B L13、BL。
又はBL、を絶縁する絶縁膜18、23.3日上に設け
られていることを特徴とし、 その第1の製造方法を半導体基板11に、フィールド酸
化膜12と、不純物拡散層13.14と、ゲート電極W
L、 、WL4とを形成する工程と、前記半導体基板1
1上の全面に第1の絶縁膜を形成し、その後該絶縁膜1
5を選択的に除去して開口し、開口部16を形成する工
程と、前記開口部I6を設けた半導体基板11上の全゛
面に第1の多結晶半導体膜17を形成し、その後該多結
晶半導体膜17を選択的に除去し、ビット線BL、を形
成する工程と、 前記ビット線BLIを設けた半導体基板11の全面に第
2の絶縁膜18を形成し、その後該絶縁膜18と前記第
1の絶縁膜とを選択的に除去して開口し、開口部19を
形成する工程と、前記開口部19を設けた半導体基板1
1の全面に所望の膜厚の不純物イオンを含有する多結晶
半導体膜20を形成し、その後該多結晶半導体膜20を
選択的に除去して蓄積電極20aを形成する工程と、 前記多結晶半導体膜20の露出面に誘電体膜21を形成
する工程とを有することを特徴とし、その第2の製造方
法をフィールド酸化膜32と、不純物拡1133.34
と、ゲート電極WL5、WL6と開口部36を有する第
1の絶縁膜35とを形成した半導体基板31上に第1の
多結晶半導体膜37を選択的に形成し、ビット線BL4
を形成する工程と、 前記ビット線BL、を形成した半導体基板31の全面に
耐熱酸化性絶縁1!5!38を形成する工程と、前記耐
熱酸化性絶縁膜38上の全面に第2の絶縁膜39.41
及び不純物イオンを含有する多結晶半導体膜40.42
の二層を順次N回積層し、その最上部に第3の絶縁膜4
3を形成する工程と、前記第3の絶縁膜43、N回積層
した第2の絶縁膜39.41及び不純物イオンを含有し
た第2多結晶半導体膜40.42とを選択的に除去して
開口し、開口部44を形成する工程と、前記開口部44
を設けた半導体基板31上の全面に不純物イオンを含有
した第3の多結晶半導体膜45を形成する工程と、 前記第223の多結晶半導体膜4o、42245及び第
223の絶縁膜39.41.43とを選択的に除去して
蓄積電極45aを形成する工程と、 前記半導体基板31を等方性エツチングして、前記第2
23の絶縁膜39.41.43を除去する工程とを有す
ることを特徴とし、上記目的を達成する。
〔作 用〕
本発明の半導体記憶装置によれば、蓄積電極は先に形成
したビット線を絶縁する絶縁膜上に設けられている。こ
れにより、蓄積電極を立体的に形成してもビット線コン
タクトホールアスペクト比を小さくすることが可能とな
る。さらに、蓄積電極を立体的積層構造又は断面樹枝構
造とすることにより蓄積電極面積を増加することができ
、従って蓄積容量を従来に比べて数倍増加させることが
できる。
また、本発明の製造方法によれば、先に形成したビット
線の絶縁膜を、異性性エツチングにより自己整合的に開
口する開口部により電極コンタクトホールの位置合わせ
をすることが可能となる。
さらに隣接するビット線同志の分離間隔を広(している
ので絶縁耐圧を向上させることが可能となる。
また、本発明の製造方法によれば、第2の絶縁膜と、不
純物イオンを含有する第1の多結晶半導体膜とを二層に
積層する工程をN回継続することと、該N回継続した該
絶縁膜と該多結晶半導体膜とを選択的に除去することと
、その後にN回継続した該絶縁膜のみを等方性エツチン
グにより除去することにより断面樹枝構造の蓄積電極を
形成することが可能となる。
〔実施例〕
次に図を参照しながら本発明の実施例について説明する
第1〜7図は本発明の実施例に係る半導体記憶装置及び
その製造方法の説明図であり、第1図は本発明の第1の
実施例に係る第1のDRAMセルの構造図を示している
同図(a)、(b)は第1のDRAMセルの断面図であ
り、同図(c)はその平面図である。なお、同図(a)
は同図(C)のA−A ’矢視断面図であり、同図(b
)は同図(c)のB−B ’矢視断面図である。図にお
いて、11はエピタキシャル層等のSt基板、12は選
択ロコス酸化されたフィールド酸化膜、13.14はA
s”イオン等の不純物を熱拡散して形成される不純物拡
散層であり、転送トランジスタT、のソースやドレイン
である。W L ! 、W L <はポリSi膜等によ
り形成されるゲート電極であり、DRAMセルにおける
ワード線である。
15はゲート電極WL3、WL、を絶縁するゲート酸化
膜等の絶縁膜であり、5iJs r!、SiO□膜によ
り形成される。BL、はビット線であり、不純物を含有
するポリSi膜17やポリサイド膜により形成される。
18はビット線BL、を絶縁するSiO□膜である。こ
れ等により転送トランジスタT1を構成する。
また20aは、所望の膜厚により不純物を含有したポリ
Si膜により形成される蓄積電極である。
21は誘電体膜であり、蓄積電極20aを熱処理するこ
とにより形成される。なお、22は不純物を含有したポ
リ5iWJ、により形成され、る対向電極であり、蓄積
電極20aと誘電体11!J21と共に蓄積容量C3を
形成する。また、同図(c)において、16はビット線
BL、のコンタクトホールである。
これ等により第1のDRAMセルを構成する。
第2図は本発明の第2の実施例に係るDRAMセルの構
造図であり、同図(a)、(b)はその断面図、同(b
)はその平面図である。なお、図において、T2は転送
トランジスタ、C2は蓄積容量であり、第1の実施例と
同じ符号は同じ機能を有している。また、16a、16
bはビット線BL21、BL2□のコンタクトホールで
あり、第1の実施例と異なるのはビット線BL22.B
L2□等のコンタクトホール16a、16b等の位置を
ずらした点である。すなわち第2の実施例では、ビット
線BL22のコンタクトホール16aと他のビット線B
L、□との間隔や、同様にビット線BL、□のコンタク
トホール16bと他のビット線BL2゜との間隔を第1
の実施例の場合よりも広くして、絶縁耐圧の向上を図っ
ている。なお、その形成方法は第1の実施例に比べて、
転送トランジスタT2のソース用の不純物拡散層を拡張
することやそのコンタクトホール16a、16b等のレ
ジストパターンを変更することにより行い、他の形成工
程は第1の実施例と同様に行う。
第3図は本発明の第3の実施例に係る゛第3のDRAM
セルの構造図であり、同図(a)、(b)は、その断面
図、同図(c)はその平面図である。
なお、同図(a)は同図(c)のA−A ’矢視断面図
であり、同図(b)は同図(c)のB−B’矢視断面図
である。図において、T3は転送トランジスタ、C7は
蓄積容量であり、第1の実施例と同じ符号のものは同じ
機能を有している。なお、25aは蓄積電極、26は誘
電体膜、27は対向電極である。また第1の実施例と異
なるのは、ドレイン13と蓄積電極25aとを接続する
ための開口部24や、不図示のビット線のコンタクトホ
ールが絶縁膜15と5iO1膜18.23とをRIE等
の異方性エツチングにより自己整合的に形成されている
点である。これにより、電極コンタクトホールの位置合
わせが容易になり、ビット線同志の間隔を広くすること
ができ、絶縁耐圧を高くすることが可能となる。
第4図は本発明の第4の実施例に係る第4のDRAMセ
ルの構造図であり、同図(a)は第4のDRAMセルの
断面図、同図(c)はその平面図である。
なお、同図(a)は同図(c)のA−A ’矢視断面図
であり、同図(b)は同図(C)のB−B’矢視断面図
である。また、第1の実施例と異なるのは、蓄積容量を
形成する蓄積電極が断面樹枝構造を有している点である
。すなわち図において、31はエピタキシャル層等のS
i基板、32は選択ロコス酸化されたフィールド酸化膜
、33.34はAs”イオン等の不純物を熱拡散して形
成される不純物拡散層であり、転送トランジスタT4の
ソースやドレインである。WLs 、WLsはポリSi
膜等により形成される電極であり、DRAMセルのワー
ド線である。
35はゲート電極W L s 、W L bを絶縁する
ゲート酸化膜等の絶縁膜であり、Si3N、膜や5if
t膜により形成される。BL、はビット線であり、不純
物イオンを含有するポリ5ii37やポリサイド膜によ
り形成される。38はビット線BL4を絶縁するSi+
Na膜である。これ等により転送トランジスタT4を構
成する。
また、45aはビット線BL、を絶縁する5iJ4膜上
に形成される蓄積電極であり、不純物イオンを含有する
ポリSi膜により形成される断面樹枝構造を存している
。46は誘電体膜であり、蓄積電極45aを熱処理する
ことにより形成される。なお、47は不純物イオンを含
有したポリSi膜により形成される対向電極であり、蓄
積電t145aと誘電体膜46と共に蓄積容量C4を形
成する。
これ等により第4のDRAMセルを構成し、蓄積電Fi
45aが断面樹枝構造を有していることから蓄積電極面
積を多くすることができる。これにより蓄積電1c、を
従来に比べて数倍大きくすることが可能となる。
第5図は本発明の第1実施例に係る第1のDRAMセル
の形成工程図である。なお、同図(al)〜(f4)は
第1のDRAMセルのA−A ’断面の形成工程図であ
り、同図(a2)〜(f8)はそのB−B ’断面の形
成工程図である。
図において、まずD型エピタキシャル層等のSi基板1
1に選択ロコス法等により熱酸化して、フィールド酸化
膜12を形成し、さらに所望のAs”イオン等の不純物
イオンをSii仮1仮定1入する。
その後熱処理をし、n゛不純物拡散層13.14を形成
する。なおn゛不純物拡散層13.14は、転送トラン
ジスタT1のソース、ドレインとなる。
さらに選択ロコス法等により形成した不図示の5iot
膜(ゲート酸化膜)を介してポリSi膜によりゲート電
極WL、 、WL、を形成する。なおゲート?lt極w
L、 、WL、はDRAMセルにおけるワード線となる
(同図(a1)、(a1))。
次いで、ゲート電極WL、 、WL、を膜厚1000人
程度のSiO□膜15膜上5絶縁し、不図示のレジスト
膜をマスクにしてSiO*膜15をRIB等の異方性エ
ツチングにより開口し、開口部16を形成する。なお開
口部16はビット線のコンタクトホールとなる。また異
方性エツチングに使用する工2チングガスはCF、10
□である(同図(bl)、(bz))。
さらに、開口部16を設けたSI基板11の全面に膜厚
1000人程度0不純物イオンをドープしたボ’JSi
膜17を減圧CVD法等により形成し、不図示のレジス
ト膜をマスクにして、RIE法等によりパターニングす
る(同図(C4)(cz ) )。
次にパターニングしたポリ5ill々17上の全面に絶
縁膜18として5iOt膜や5iJ4膜を形成し、その
後不図示のレジスト膜をマスクとして、絶縁膜18と5
iOz膜15とを開口し、開口部19を設ける。なお開
口部19は蓄積電極のコンタクトホールとなる(同図(
dl)、(dz ) )。
次いで開口部19を設けたSi基板11の全面に所望の
膜厚により不純物を含有したポリSi膜20を形成し、
その後不図示のレジスト膜をマスクにして、ポリ5il
fi20をRIE等の異方性エツチングによりパターニ
ングする。なおポリSi膜20をパターニングすること
により蓄積電極20aを形成する。またエツチングガス
はCC1,102である(同図(e1)、(C2))。
さらに、蓄積電極20aを熱処理して、SiO□膜等の
誘電体膜2Iを形成する(同図(f1)、(C2))。
なお、同図(f1)、(C2)の形成工程後は、従来と
同様に不図示の対向電極22として、不純物イオンを含
有したポリSi膜を誘電体膜21の全面に形成する。こ
れにより第1図(a)、(b)に示すような第1のDR
AMセルを製造することができる。
第6図は本発明の第3の実施例に係る第3のDRAMセ
ルの形成工程図である。
なお、第3の実施例に係る形成工程図において、同図(
a1)、(bl)及び(C2)、(b2)に係る形成工
程は、第5図に示す第1の実施例に係る形成工程図(a
l)、(b+ )及び(C2)、(b2)の形成工程と
同様であるため説明を省略する。
すなわち、m続して開口部16を設けたSi基板11の
全面に不純物を含有したポリSi膜17又はポリシリサ
イド膜と、5i02膜18とを低圧CVD法により形成
する(同図(cl)、(cz ) )。
次に、不図示のレジスト膜をマスクとして、ビット線B
L3となるポリSi膜17をRIE等の異方性エンチン
グによりパターニングする。このときポリSi膜17上
に5in2膜18を残す(同図(dl)、(dz))。
さらにポリ5i19.17をパターニングしたSi基板
11の全面に膜厚1000人程度0不iO□膜23をC
VD法等により形成する(同図(el)、(C2))。
次いで、転送トランジスタT3部分にレジスト膜をマス
クにしてビット線BL、のコンタクトホール用の開口部
24をRIE等の異方性エツチングにより形成する。な
お開口部24は自己整合的に形成することができる(同
図(「l)、(C2))。
さらに、第1の実施例と同様に開口部24を設けたSi
基板11の全面に所望の膜厚のポリSi膜25を減圧C
VD法等により形成する。その後不図示のレジスト膜を
マスクにしてポリSi膜25をRIE等の異方性エツチ
ングによりパターニングする。なおポリSi膜25をパ
ターニングすることにより蓄積電極25aを形成する(
同図(gl)、(gz))。
その後の形成工程は、従来と同様に蓄積電極25aを熱
処理して、5in2膜等の誘電体II!!26を形成し
、さらに対向電極27として、不純物イオンを含有した
ポリSi膜を誘電体Pfi26の全面に形成する。これ
により第3図に示すような第3のDRAMセルを製造す
ることができる。
第7図は、本発明の第4の実施例に係る第4のDRAM
セルの形成工程図である。なお、同図(a1) 〜(i
2)は第4のDRAMセルのA−A’矢視断面の形成に
係る工程図であり、同図(C2)〜(12)はそのB−
8’矢視断面の形成工程図である。
図において、まず第1の実施例と同様に、P型エピタキ
シャル層等のSi基板31に選択ロコス法等により熱酸
化して、フィールド酸化II!J32を形成し、さらに
所望のA s ”イオン等の不純物イオンをSi基板3
1に注入する。
その後熱処理をし、n°不純物拡散層33.34を形成
する。なおn゛不純物拡散7133.34は転送トラン
ジスタT4のソース、ドレインとなる。
さらに、不図示のSiO2膜(ゲート酸化膜)を介して
、ポリSi膜等によりゲート電極WL、 、WL。
を形成する。なお、ゲート電極WL、 、WL、はDR
AMセルにおけるワード線となる(同図(a+)、(a
z ) )。
次いで、ゲート電極WL、 、WL、を膜厚1000人
程度0耐iO□膜又は5i2N、膜等の絶縁IPJ35
により絶縁し、不図示のレジスト膜をマスクにして絶縁
膜35をRIE等の異方性エツチングにより開口し、開
口部36を形成する。なお、開口部36はビット線のコ
ンタクトホールとなる。また、異方性エツチングに使用
するエツチングガスはCF。
10□である(同図(bl)、(bi)。
さらに、開口部36を設けたSi基板31の全面に11
91′71000人程度の不純物イオンを含有したポリ
Si膜37を減圧CVD法等により形成し、不図示のレ
ジスト膜をマスクにしてRIE法等によりパターニング
する(同図(C4)、(c−))。
次に本実施例では、パターニングしたポリSi膜37上
の全面に膜厚1000人程度0耐熱酸化性絶縁膜として
Si+Na膜3日を形成する(同図(d1)、(d2)
)。
次に、5iJ4膜3日を形成したSi基板31の全面に
、膜W−1000人程度のs鈍物、Il!J39と同1
Iffi厚の不純物イオンを含有したポリSi膜40を
順次積層し、さらに同膜厚のStO□v40と不純物イ
オンを含有したポリ5iWX42とを積層し、最上部に
5tozll!J43を形成する。なお、SiO□膜と
不純物イオンを含有したポリ5ilpJの二層を形成す
る工程は所望によりN回繰り返して行う(同図(el)
、(e2))。
次いで、不図示のレジス+−aをマスクとして、選択的
にN+1回積層した5iO1膜と、N面積層したポリS
i膜と、Si3N4膜3日と、絶縁膜35とをRIE法
等の異方性エツチングにより除去して開口し、開口部4
4を形成する。なお、エツチングガスはSi0g膜、5
iJn膜に対してCF410□、ポリ5illiに対し
てCCl410xを用いる(同図(f1)、(f2))
さらに開口部44を設けたSing膜43膜種3にV厚
1000人程度の不鈍物を含有したポリSi膜45を減
圧CVD法等により形成する(同図(g+ )、(gz
 ) )。
その後、不図示のレジスト膜をマスクにしてボ’JSi
膜45.42240と、Sing膜43膜種3.39と
をRIE法等の異方性エツチングによりパターニングす
る(同図(h1)、(hZ))。
次にHF(フッ酸)等の等方性エツチングにより、パタ
ーニングしたSiO□膜43.41、とを全面除去し蓄
積電極45aを形成する。なお、ビット線BL4を形成
するポリSi膜37とゲート電極W L s 、W L
6 トラtlAut ル5isN4v、3 B ハHF
液に暴れても、エツチングされない。また蓄積電極45
aは断面樹枝構造となる(同図(11)、(i1))。
また、SiO□膜39は省略しても構わない。
なお、同図(11)、(12)の形成工程後は従来と同
様に蓄積電極45aを熱処理して、SiO2膜等の誘電
体1!J46を形成し、その後対向電極47として不純
物イオンを含有したポリSi膜を全面に形成することに
より行う。
これにより第4図に示すような転送トランジスタT4と
蓄積容量C4を有する第4のDRAMセルを製造するこ
とができる。
このようにして、M積電極20a、25a及び45aは
先に形成したビット線BL、 、BL、、BL、及びB
L4を絶縁する絶縁膜18.23及び38上に設けられ
ている。これにより蓄積電極20a、25a及び45a
を立体的に形成してもビット綿B L+ 、 B Lt
 、B Lz及びBL4のコンタクトホールのアスペク
ト比を小さくすることが可能となる。さらに、蓄積電極
20a、25aを立体的積層構造、蓄積電極45aを断
面樹枝構造とすることにより、蓄積電極面積を増加する
ことができ、従って蓄積容量C+ 、Cz 、Cx及び
C4を従来に比べて数倍増加させることが可能となる。
また、本発明の第3製造方法によれば、先に形成したビ
ット線BL□の絶縁膜18.23をRIE等の異方性エ
ツチングにより自己整合的に開口する開口部24により
電極コンタクトホールの位置合わせをすることが可能と
なる。さらに隣接するビット線BLz1とBLlや、B
L22とBLt3同志の分離間隔を広くしているので絶
縁耐圧を向上させることが可能となる。
また、本発明の第4の製造方法によれば、SiO2膜3
9.41.43と不純物イオンを含有するポリSi膜4
0.42245とを二層にする工程を8回継続すること
と、該N@継続したSiO□膜39.41.43 ト該
ホ’) Srn* 40.42245とt−パターニン
グして、その後に8回継続したSing膜39.41.
43のみを等方性エンチングにより除去することにより
断面樹枝構造の蓄積電極45aを形成することが可能と
なる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、先に形成したビッ
ト線の絶縁をする絶縁膜上に立体積層構造のM JII
電極を形成することができる。これにより、蓄積容量を
従来に比べて2〜3倍程度増加させることが可能となる
また本発明によれば、蓄積容量を増加させることができ
るのでα線入射等によるソフトエラーを大幅に低減する
こと、及びビット線等の絶縁耐圧を良くすることができ
るので、DRAMセルのメモリ特性の信頬度の向上を図
ることが可能となる。
従って高集積、超微細化するDRAMセル等の半導体記
憶装置を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例に係る第1のDRAMセ
ルの構造図、 第2図は本発明の第2の実施例に係る第2のDRAMセ
ルの構造図、 第3図は本発明の第3の実施例に係る第3のDRAMセ
ルの構造図、 第4図は本発明の第4の実施例に係る第4のDRAMセ
ルの構造図、 第5図は本発明の第1の実施例に係る第1のDRAMセ
ルの形成工程図、 第6図は本発明の第3の実施例に係る第3のDRAMセ
ルの形成工程図、 第7図は本発明の第4の実施例に係る第4のDRAMセ
ルの形成工程図、 第8図は従来例に係るDRAMセルの説明図である。 (符号の説明) T、T+ 〜T4・・・転送トランジスタ、C,C,〜
C4・・・蓄積容量、 1.11.31・・・Si基板(半導体基板)、221
2232・・・フィールド酸化膜、3.13.33・・
・ドレイン(不純物拡散Jり、4.14.34・・・ソ
ース(不純物拡散層)、15・・・5iJ4膜又は5i
(b膜(絶縁膜)、6.20a、25a、45a・・・
蓄積電極、7.21,26.46・・・誘電体膜、8.
22,27.47・・・対向電極、9・・・psc膜、 10・・・ビット線のコンタクトホール、1B、23,
35,39,41.43・・・S i Oz * (絶
Xi Ft )、38・・・5iJa膜(耐熱酸化性絶
縁膜)、17.20,25,37,40,42245・
・・ポリ5ill導電体膜)、 19.24・・・開口部(蓄積電極コンタクト部分)、
16.36・・・開口部(ソースコンタクト部分)、W
L、WL、〜W L a・・・ワード線(ゲート電極)
、BL、BL、〜BL1、BL21〜BL22・・・ビ
ット線。 $1Ocy+葛1の亥ヤクダ肱渾る舅7のDI?A/−
kJLeQ桿tic$望9毛I7I嘱2のf全便・11
17手6葛2めDi?Aμくlしの僕五回第2 図(イ
の71・) <a+ ””ft” 萼3<7)*’J/F’LC4B%31Q
Dl?Mイa+m?alrffi第 3 図(釉f) (C) 孝4’9目の拓3のず1セイクIt<j系6訪3めD/
?AΔ負しめギ角っ五dろIgsrton (dl) (el)     ” 矛tυf4の第1め實燭例LCj15葛I(d2) b2) ry?A/71ow+F4.frjxt@20al!f
nfE;擢 (fl) 〉ト・麺字二13fi乙へ?61ごり1*イ夛・1して
イ璃6る4(f2) VJ7DF?A)4こル久形爪夏矛1図図(すの3) (dl) 一8ギ叩の芽8のt権拶11に=j未るメ3の4第6 (da L)l?AMぞル♂形以エギ自2 図(イの2) (fl) ブト笥朝の芽36)支−F&例tてイ」しる垢3(f2
) θ5l)FA/’I匂しの着やρに丁才穎咥う図(イの
、3)

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板(11又は31)に、不純物拡散層(
    13、14又は33、34)、ゲート電極(WL_3、
    、WL_4又はWL_5、WL_6)から成る転送トラ
    ンジスタ(T_1、T_2、T_3又はT_4)と、ビ
    ット線(BL_1、BL_2_1〜BL_2_3、BL
    _3又はBL_4)と蓄積電極(20a、25a又は4
    5a)、誘電体膜(21、26又は46)及び対向電極
    (22、27又は47)からなる蓄積容量(C_1、C
    _2、C_3又はC_4)とを有する半導体記憶装置に
    おいて、 前記蓄積電極(20a、25a又は45a)が先に形成
    したビット線(BL_1、BL_2_1〜BL_2_3
    、BL_3又はBL_4)を絶縁する絶縁膜(18、2
    3、38)上に設けられていることを特徴とする半導体
    記憶装置。
  2. (2)前記ビット線(BL_2_1〜BL_2_3)の
    コンタクトホール(16a、16b)の中心が隣接する
    ビット線(BL_2_2、BL_2_3)に対して該ビ
    ット線間隔(BL_2_1〜BL_2_2、BL_2_
    2〜BL_2_3)の半分より大きく離隔している位置
    に形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項に記載する半導体記憶装置。
  3. (3)前記蓄積電極(25a)と不純物拡散層(13、
    14)とが、絶縁膜(15、18)を自己整合的に開口
    する開口部(24)を介して接合されていることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項に記載する半導体記憶装置
  4. (4)前記蓄積電極(45a)が断面樹枝構造を有して
    いることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載する
    半導体記憶装置。
  5. (5)半導体基板(11)に、フィールド絶縁膜(12
    )と、不純物拡散層(13、14)と、ゲート電極(W
    L_3、WL_4)とを形成する工程と、前記半導体基
    板(11)上に第1の絶縁膜(15)を形成し、その後
    該絶縁膜(15)を選択的に除去して開口し、開口部(
    16)を形成する工程と、 前記開口部(16)を設けた半導体基板(11)上に第
    1の導電体膜(17)を形成し、その後該第1の導電体
    膜(17)をパターニングし、ビット線(BL_1)を
    形成する工程と、 前記ビット線(BL_1)を設けた半導体基板(11)
    に第2の絶縁膜(18)を形成し、その後該絶縁膜(1
    8)と前記第1の絶縁膜とを選択的に除去して開口し、
    開口部(19)を形成する工程と、 前記開口部(19)を設けた半導体基板(11)に所望
    の膜厚の第2の導電体膜(20)を形成し、その後該第
    2の導電体膜(20)を選択的に除去して蓄積電極(2
    0a)を形成する工程と、前記第2の導電体膜(20)
    の露出面に誘電体膜(21)を形成する工程とを有する
    ことを特徴とする半導体記憶装置の製造方法。
  6. (6)前記フィールド酸化膜(12)と、不純物拡散層
    (13、14)と、ゲート電極(WL_3、WL_4)
    と、開口部(16)を有する第1の絶縁膜(15)とを
    形成した半導体基板(11)上に第1の導電体膜(17
    )と第2の絶縁膜(18)とを順次積層する後工程が、 前記第2の絶縁膜(18)と前記第1の導電体膜(17
    )とを選択的に除去してビット線(BL_3)を形成す
    る工程と、 前記ビット線(BL_3)を形成した半導
    体基板(11)に第3の絶縁膜(23)を形成する工程
    と、 前記第3の絶縁膜(23)を形成した半導体基板(11
    )を異方性エッチングして、開口部(24)を自己整合
    的に形成する工程とを有することを特徴とする特許請求
    の範囲第5項に記載する半導体記憶装置の製造方法。
  7. (7)フィールド絶縁膜(32)と、不純物拡散層(3
    3、34)と、ゲート電極(WL_5、WL_6)と開
    口部(36)を有する第1の絶縁膜(35)とを形成し
    た半導体基板(31)上に第1の導電体膜(37)を選
    択的に形成し、ビット線(BL_4)を形成する工程と
    、 前記ビット線(BL_4)を形成した半導体基板(31
    )の全面に第2の絶縁膜(38)を形成する工程と、 前記第2の絶縁膜(38)上の全面に第3の絶縁膜(3
    9、41)及び導電体膜(40、42)の二層を順次N
    回積層(N=0、1、2、…)し、その最上部に第3の
    絶縁膜(43)を形成する工程と、 前記第4の絶縁膜(43)、N回積層した第3の絶縁膜
    (39、41)及び第2の導電体膜(40、42)とを
    選択的に除去して開口し、開口部(44)を形成する工
    程と、 前記開口部(44)を設けた半導体基板(31)上の全
    面に第3の導電体膜(45)を形成する工程と、 前記第2、3の導電体膜(40、42、45)及び第4
    の絶縁膜(41、43)とを選択的に除去して蓄積電極
    (45a)を形成する工程と、前記半導体基板(31)
    を等方性エッチングして、前記第3、4の絶縁膜(39
    、41、43)を除去する工程とを有することを特徴と
    する半導体記憶装置の製造方法。
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