JPH01243460A - Manufacture of semiconductor storage device - Google Patents

Manufacture of semiconductor storage device

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Publication number
JPH01243460A
JPH01243460A JP63069445A JP6944588A JPH01243460A JP H01243460 A JPH01243460 A JP H01243460A JP 63069445 A JP63069445 A JP 63069445A JP 6944588 A JP6944588 A JP 6944588A JP H01243460 A JPH01243460 A JP H01243460A
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JP
Japan
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electrode
film
drain
source
trench
Prior art date
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Pending
Application number
JP63069445A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masakazu Sagawa
雅一 佐川
Hiroko Kaneko
兼子 宏子
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPH01243460A publication Critical patent/JPH01243460A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/30DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/37DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells the capacitor being at least partially in a trench in the substrate

Abstract

PURPOSE:To enable electrically positive connection by conducting silicidation extending from the surface of a source or a drain on the trench side of the source or the drain in a switching MISFET over the surface of the upper end of an electrode in the trench. CONSTITUTION:A trench 9 is cut to the main surface of a semiconductor substrate 1, electrodes 11, 13 are formed into the trench 9, a switching MISFET is shaped near the trench 9, and silicidation or selective CVD is performed extending over the surface of the upper end of the electrode 13 from the surface of a source or a drain on the trench side in the source or the drain (an n<-> type semiconductor region 6). Consequently, since the source or the drain 6 and the electrode 13 are connected, a silicide film or a silicon film can be shaped onto the surface of the electrode 13 and the surface of the source or drain 6 in the switching MISFET even when an silicon oxide film slightly remains on these surfaces. Accordingly, the laminated electrode and the source or the drain can be connected electrically and positively.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体記憶装置に関し、特に、ダイナミック
RAMに適用して有効な技術に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor memory device, and particularly to a technique that is effective when applied to a dynamic RAM.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

ダイナミックRAMのメモリセルは、スイッチングMI
SFETと容量素子とからなるが、メモリセルの微細化
を図るため、前記容量素子の一つとしてトレンチキャパ
シタが開発された(エクステンプイド アブストラクト
 オン ザ ナインティース カンファレンス オン 
ソリッドステートデバセズ アンド マテリアルズ ト
ウキヨウ   1 9 8 7y  p  p  1 
5〜1 8  rExtended  Abstra−
cts of the 19th Conferenc
e on 5olid 5tateD−evices 
and Materials TokyoJ ) a 
このトレンチキャパシタは、例えば以下のような構造に
なっている。すなわち、半導体基板の主面に溝を堀り、
この溝の中に底抜と側壁を有し上部が開口された筒状の
プレート電極を埋め込む。プレート電極と半導体基板の
間は酸化シリコン膜で絶縁する。そして、プレート電極
の中に誘電体膜を介して蓄積電極を埋め込む。この??
f&電極の上端部は、前記溝の側面の酸化シリコン膜を
選択的に除去して露出させた半導体基板の側面に接続さ
れる。そして、半導体基板の前記蓄積電極が接続されて
いる部分の近傍にはn゛型半導体領域が形成してあり、
このn°型半導体領域をスイッチングMISFETのソ
ース又はドレインの一方と一体化することにより。
Dynamic RAM memory cells are switching MI
It consists of an SFET and a capacitive element, and in order to miniaturize memory cells, a trench capacitor was developed as one of the capacitive elements.
Solid State Devices & Materials Tokyo 1 9 8 7y p p 1
5-1 8 rExtended Abstra-
cts of the 19th Conference
e on 5olid 5tateD-evices
and Materials TokyoJ) a
This trench capacitor has, for example, the following structure. That is, by digging a groove in the main surface of a semiconductor substrate,
A cylindrical plate electrode having a bottom and side walls and an open top is embedded in this groove. The plate electrode and the semiconductor substrate are insulated with a silicon oxide film. Then, a storage electrode is embedded in the plate electrode via a dielectric film. this? ?
The upper end of the f& electrode is connected to the side surface of the semiconductor substrate exposed by selectively removing the silicon oxide film on the side surface of the trench. An n-type semiconductor region is formed near a portion of the semiconductor substrate to which the storage electrode is connected;
By integrating this n° type semiconductor region with either the source or drain of the switching MISFET.

蓄積電極と前記ソース又はドレインの接続を行っている
。また、蓄積電極の上はワード線が延在するので、酸化
シリコン膜からなる層間絶縁膜が設けられている。
The storage electrode and the source or drain are connected. Further, since the word line extends above the storage electrode, an interlayer insulating film made of a silicon oxide film is provided.

次に、前記蓄積電極とソース又はドレインの一方を接続
するための前記n゛型半導体領域の形成方法を説明する
と、このn゛型半導体領域は前記蓄積電極の中のリンC
P)を、蓄積電極と半導体基板の接続部分を通して拡散
させて形成する。次に。
Next, a method for forming the n-type semiconductor region for connecting the storage electrode with either the source or the drain will be explained.
P) is formed by diffusing through the connection portion between the storage electrode and the semiconductor substrate. next.

前記蓄積電極の上の層間絶縁膜となる酸化シリコン膜は
、蓄積電極の表面を熱酸化して形成する。
A silicon oxide film serving as an interlayer insulating film on the storage electrode is formed by thermally oxidizing the surface of the storage electrode.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

本発明者は、前記トレンチキャパシタについて検討した
結果1次の問題点を見出した。
The inventor of the present invention discovered the first problem as a result of studying the trench capacitor.

すなわち、前述したトレンチキャパシタは、蓄積電極の
上端部を溝の側壁で半導体基板に接続させるため、その
溝の側壁の酸化シリコン膜をエツチングする必要があっ
た。しかしながら、この溝の側壁の酸化シリコン膜のエ
ツチングが不完全な場合が多く、蓄積電極の上端部が半
導体基板に接続されないことがあった。このように、蓄
積電極が半導体基板に接続されないと、その蓄積電極か
らの不純物の拡散で形成する前記n゛型半導体領域が形
成されず、トレンチキャパシタをスイッチングMISF
ETに接続することができなくなるという問題があった
That is, in the trench capacitor described above, in order to connect the upper end of the storage electrode to the semiconductor substrate through the sidewalls of the trench, it was necessary to etch the silicon oxide film on the sidewalls of the trench. However, the etching of the silicon oxide film on the sidewalls of this trench is often incomplete, and the upper end of the storage electrode is sometimes not connected to the semiconductor substrate. In this way, if the storage electrode is not connected to the semiconductor substrate, the n-type semiconductor region formed by diffusion of impurities from the storage electrode will not be formed, and the trench capacitor will not be connected to the switching MISF.
There was a problem that it became impossible to connect to ET.

また、前記蓄積電極の上の層間絶縁膜を全てのメモリセ
ルで充分な絶縁破壊耐圧が得られるように厚く形成しよ
うとすると、熱酸化時間を長くしなければならず、する
と前記蓄積電極からの不純物の拡散で形成したn1型半
導体領域の拡散が大きくなりすぎ、隣りのメモリセルと
の間の分離距離が小さくなり、素子分離が不完全になる
という問題が生じる。このため、前記蓄積電極の上の絶
縁膜を充分厚く形成することができず、メモリセルの中
には、蓄積電極とワード線との間の絶縁膜の絶縁破壊耐
圧が不充分なものが生じるという問題もあった。
Furthermore, in order to form the interlayer insulating film on the storage electrode thickly so as to obtain sufficient dielectric breakdown voltage in all memory cells, the thermal oxidation time must be lengthened, and the A problem arises in that the diffusion of the n1 type semiconductor region formed by impurity diffusion becomes too large, and the separation distance between adjacent memory cells becomes small, resulting in incomplete element isolation. For this reason, the insulating film on the storage electrode cannot be formed sufficiently thick, and some memory cells have insufficient dielectric breakdown voltage of the insulating film between the storage electrode and the word line. There was also the problem.

本発明の目的は、メモリセルの蓄積電極とソース又はド
レインの間を電気的に確実に接続することができる技術
を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a technique that can reliably electrically connect a storage electrode and a source or drain of a memory cell.

本発明の他の目的は、メモリセルの蓄積電極とワード線
との間に絶縁破壊耐圧が充分な絶縁膜を形成することが
できる技術を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a technique that can form an insulating film with sufficient dielectric breakdown voltage between a storage electrode of a memory cell and a word line.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、メモリセルがスイッチングMISFETとト
レンチキャパシタを備えた半導体記憶装置の製造方法に
おいて、半導体基板の主面に溝を堀った後、該溝の中に
電極を形成する工程と、前記半導体基板の主面の前記溝
の近傍にスイッチングMISFETを形成する工程と、
該MISFETのソース又はトレインのうち前記溝側の
ソース又はドレインの表面から前記溝の中の電極の上端
の表面に渡ってシリサイプ−ジョンを行うことにより前
記ソース又はドレインと電極を接続する工程とを備えた
ものである。
That is, in a method of manufacturing a semiconductor memory device in which a memory cell includes a switching MISFET and a trench capacitor, a step of forming an electrode in the groove after digging a groove in the main surface of the semiconductor substrate; forming a switching MISFET near the groove on the main surface;
connecting the source or drain and the electrode by performing silicidation from the surface of the source or drain on the groove side of the source or train of the MISFET to the upper end surface of the electrode in the groove; It is prepared.

〔作用〕[Effect]

上述した手段によれば、シリサイプ−ジョンは、蓄積電
極の表面やスイッチングMISFETのソース又はドレ
インの表面に酸化シリコン膜が少し残在していても、そ
れらの表面にシリサイド膜あるいはポリシリコン膜を形
成することができるので、前記蓄積電極とソース又はド
レインの間を確実に接続することができる。
According to the above-mentioned method, even if a small amount of silicon oxide film remains on the surface of the storage electrode or the source or drain of the switching MISFET, silicide film or polysilicon film can be formed on the surface of the storage electrode or the source or drain of the switching MISFET. Therefore, the storage electrode and the source or drain can be reliably connected.

また、蓄積電極とスイッチングMISFETのソース又
はドレインとの接続に、その蓄積電極から半導体基板中
への不純物の拡散によるn゛型半導体領域を使用してい
ないため、そのn′″型半導体領域が大きく延びて隣り
のメモリセルとの素子分離が不完全になることを防止す
るために蓄積電極の上面の熱酸化時間が制限されること
がないので、蓄積電極の上面を充分に長い時間熱酸化し
て厚い酸化シリコン膜を形成することができる。したが
って、蓄積電極とワード線との間に充分な絶縁破壊耐圧
を有する絶縁膜を形成することができる。
In addition, since an n'-type semiconductor region formed by diffusion of impurities from the storage electrode into the semiconductor substrate is not used to connect the storage electrode to the source or drain of the switching MISFET, the n'''-type semiconductor region is large. Since there is no limit to the thermal oxidation time of the upper surface of the storage electrode in order to prevent incomplete device isolation from the adjacent memory cell, the upper surface of the storage electrode can be thermally oxidized for a sufficiently long time. Therefore, an insulating film having sufficient dielectric breakdown voltage can be formed between the storage electrode and the word line.

これらのことにより、半導体記憶装置の電気的信頼性を
向上することができる。
These things can improve the electrical reliability of the semiconductor memory device.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下1本発明の一実施例の半導体装置の製造方法を図面
を用いて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は、本発明の一実施例の半導体装置の製造方法で
形成したダイナミックRAMのメモリセルの平面図。
FIG. 1 is a plan view of a dynamic RAM memory cell formed by a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

第2図は、第1図に示したメモリセルの■−■切断線に
おける断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the memory cell shown in FIG. 1 taken along the line ■--■.

第1図及び第2図において、1はp゛゛単結晶シリコン
からなる半導体基板であり、2は酸化シリコン膜からな
るフィールド絶縁膜である。フィールド絶縁膜2の下に
はP型チャネルストッパ領域3が設けである。メモリセ
ルはスイッチングMIS FETとトレンチキャパシタ
からなるが、前記スイッチングMISFETは、酸化シ
リコン膜からなるゲート絶縁膜4と、例えば多結晶シリ
コン膜の上にタングステンシリサイド膜等の金属シリサ
イド膜を形成した2層膜からなるゲート電極5と、ソー
ス、ドレイン領域となるn°型半導体領域6とで構成さ
れている。ゲート電極5はワード線を兼ねている。そし
て、ゲート電極5の上には酸化シリコン膜7が設けられ
、またゲート電極5の側面には酸化シリコン膜からなる
サイドウオール8が設けられている。一方、トレンチキ
ャパシタは、半導体基板1の主面のスイッチングMIS
FETの近傍に堀った溝9の中に設けられており、例え
ば多結晶シリコン膜からなるプレート電極11と、例え
ば窒化シリコン膜と酸化シリコン膜との2層膜からなる
誘電体膜12と、例えば多結晶シリコン膜からなる蓄積
電極13とで構成されている。
In FIGS. 1 and 2, 1 is a semiconductor substrate made of p-single crystal silicon, and 2 is a field insulating film made of silicon oxide film. A P-type channel stopper region 3 is provided below the field insulating film 2. The memory cell consists of a switching MISFET and a trench capacitor, and the switching MISFET consists of a gate insulating film 4 made of a silicon oxide film and a two-layer structure in which a metal silicide film such as a tungsten silicide film is formed on a polycrystalline silicon film. It is composed of a gate electrode 5 made of a film, and n° type semiconductor regions 6 that serve as source and drain regions. The gate electrode 5 also serves as a word line. A silicon oxide film 7 is provided on the gate electrode 5, and a side wall 8 made of a silicon oxide film is provided on the side surface of the gate electrode 5. On the other hand, the trench capacitor is a switching MIS on the main surface of the semiconductor substrate 1.
A plate electrode 11 made of, for example, a polycrystalline silicon film, and a dielectric film 12 made of a two-layer film of, for example, a silicon nitride film and a silicon oxide film, which are provided in a groove 9 dug in the vicinity of the FET. For example, the storage electrode 13 is made of a polycrystalline silicon film.

なお、溝9を示すための引き出し線は、溝9の壁面を示
している。プレート電極11は、溝9の底において半導
体基板1に接続しており、このプレート電極11と半導
体基板1の接続部分の周囲にはn゛゛半導体領域10が
設けられている。このn゛゛半導体領域10は、それぞ
れのトレンチキャパシタのプレート電極11を接続して
おり、メモリマットの周辺部で1 / 2 V c c
例えば2.5vを給電する配線に接続されている。また
、溝9の側壁には酸化シリコン膜からなる絶縁膜19が
設けられており、プレート電極11と半導体基板1(P
゛型領領域の間を絶縁している。プレート電極11は底
板と側壁を有し上端が開口された筒のような形状をして
おり。
Note that the lead line for indicating the groove 9 indicates the wall surface of the groove 9. The plate electrode 11 is connected to the semiconductor substrate 1 at the bottom of the groove 9, and an n'' semiconductor region 10 is provided around the connecting portion between the plate electrode 11 and the semiconductor substrate 1. This n゛゛ semiconductor region 10 connects the plate electrodes 11 of each trench capacitor, and has a voltage of 1/2 V c c at the peripheral part of the memory mat.
For example, it is connected to wiring that supplies 2.5V. Further, an insulating film 19 made of a silicon oxide film is provided on the side wall of the groove 9, and the plate electrode 11 and the semiconductor substrate 1 (P
It insulates between the ゛-type regions. The plate electrode 11 has a bottom plate and side walls, and has a cylinder-like shape with an open top end.

この筒のようなプレート電極11の中に誘電体膜12を
介して蓄積電極13が埋め込まれている。14は蓄積電
極13とゲート電極(ワード線)5を絶縁する層間絶縁
膜であり、酸化シリコン膜からなっている。
A storage electrode 13 is embedded in this cylinder-like plate electrode 11 with a dielectric film 12 interposed therebetween. 14 is an interlayer insulating film that insulates the storage electrode 13 and the gate electrode (word line) 5, and is made of a silicon oxide film.

スイッチングMISFETの溝9側のn−型半導体領域
6と、蓄積電極13は、それられの表面に形成したチタ
ンシリサイド(TiSi、)膜15が接続している。チ
タンシリサイド膜15は、データ線18が接続される側
のn−型半導体領域6の表面にも形成されている。なお
、第1図では、チタンシリサイド膜15が設けられてい
る部分を斜線を付して示している。チタンシリサイド膜
15は、蓄積電極13の上では、その表面のできるだけ
多くの部分例えば半分程度に設けられており、またn−
型半導体領域6の表面では、サイドウオール8及びゲー
ト電極5から露出している部分のほぼ全域に形成されて
いる。チタンシリサイド膜15の抵抗値が非常に小さい
ので、蓄積電極13とn゛゛半導体領域6の接続抵抗が
小さくなっている。また、ゲート電極5の両側部のそれ
ぞれのn−型半導体領域6の表面にチタンシリサイド膜
15を設けていることにより、スイッチングMISFE
Tが導通している時の例えばデータ線18が接続してい
る方のチタンシリサイド膜15からその下のn−型半導
体領域6.チャネル領域(反転層)、溝9側のn−型半
導体領域6゜その上のチタンシリサイド膜15までの抵
抗値を小さくできる。これにより、スイッチングMIS
FETの動作速度の向上を図ることができる。
The n-type semiconductor region 6 on the trench 9 side of the switching MISFET and the storage electrode 13 are connected by a titanium silicide (TiSi) film 15 formed on their surfaces. The titanium silicide film 15 is also formed on the surface of the n-type semiconductor region 6 on the side to which the data line 18 is connected. In FIG. 1, the portion where the titanium silicide film 15 is provided is shown with diagonal lines. The titanium silicide film 15 is provided on as much of the surface of the storage electrode 13 as possible, for example, about half, and is provided on the n-
On the surface of the type semiconductor region 6, it is formed over almost the entire area exposed from the sidewall 8 and the gate electrode 5. Since the resistance value of the titanium silicide film 15 is very small, the connection resistance between the storage electrode 13 and the n' semiconductor region 6 is small. Further, by providing a titanium silicide film 15 on the surface of each n-type semiconductor region 6 on both sides of the gate electrode 5, the switching MISFE
When T is conductive, for example, from the titanium silicide film 15 connected to the data line 18 to the underlying n-type semiconductor region 6. The resistance value from the channel region (inversion layer) to the n-type semiconductor region 6° on the trench 9 side to the titanium silicide film 15 thereon can be reduced. This allows switching MIS
The operating speed of the FET can be improved.

16は酸化シリコン膜やリンシリケートガラス(PSG
)膜からなる層間絶縁膜であり、17はデータ線18を
チタンシリサイド膜15を介してスイッチングMISF
ETに接続するための接続孔である。データ線18は、
例えばアルミニウム膜からなっている。
16 is silicon oxide film or phosphosilicate glass (PSG)
) film, and 17 is a switching MISF which connects the data line 18 via the titanium silicide film 15.
This is a connection hole for connecting to ET. The data line 18 is
For example, it is made of an aluminum film.

次に、前記メモリセルの具体的な製造方法を説明する。Next, a specific method of manufacturing the memory cell will be described.

第3図乃至第6図は、第1図及び第2図に示したメモリ
セルの製造工程における第2図と同一部分の断面図であ
る。
3 to 6 are cross-sectional views of the same portion as FIG. 2 in the manufacturing process of the memory cell shown in FIGS. 1 and 2.

本実施例のメモリセルの製造方法は、まず第3図に示す
ように、半導体基板1の主面の所定部分にフィールド絶
縁膜2とp型チャネルストッパ領域3を形成する。次に
、半導体基板1の主面のフィールド絶縁膜2から露出し
た部分の所定位置に溝9を堀り、この後1例えばCVD
で溝9の中及び半導体基板1の上に酸化シリコン膜19
を形成し。
In the method for manufacturing the memory cell of this embodiment, first, as shown in FIG. 3, a field insulating film 2 and a p-type channel stopper region 3 are formed on a predetermined portion of the main surface of a semiconductor substrate 1. Next, a trench 9 is dug at a predetermined position in a portion of the main surface of the semiconductor substrate 1 exposed from the field insulating film 2, and then a groove 9 is formed, for example, by CVD.
A silicon oxide film 19 is formed in the groove 9 and on the semiconductor substrate 1.
form.

これを異方性ドライエツチングでエツチングして。This was etched using anisotropic dry etching.

溝9の側壁のみに酸化シリコン膜19を残す。次に。Silicon oxide film 19 is left only on the side walls of trench 9. next.

溝9の中及び半導体基板1の上にポリシリコン膜11を
形成し、これにリン(P)を拡散させて導電化を図る。
A polysilicon film 11 is formed in the groove 9 and on the semiconductor substrate 1, and phosphorus (P) is diffused into it to make it conductive.

このとき、溝9の底から半導体基板1の中へリン(P)
が拡散されてn゛型半導体領域10が形成される。次に
、溝9の中にレジスト膜を埋め込み、これをマスクにし
て前記ポリシリコン膜11の溝9の上端の部分及び半導
体基板1の上の部分をエツチングする。このエツチング
でプレート電極11が完成する。エツチング後、溝9の
中のレジスト膜を除去する。次に、プレート電極11の
表面に1例えばCVDによる窒化シリコン膜を使って誘
電体膜12を形成する。次に1例えばCVDでポリシリ
コン膜を溝9の中に埋め込んで蓄積電極13を形成する
。蓄積電極13となるポリシリコン膜には例えばリン(
P)を拡散させて導電化を図る。
At this time, phosphorus (P) flows from the bottom of the groove 9 into the semiconductor substrate 1.
is diffused to form an n-type semiconductor region 10. Next, a resist film is buried in the trench 9, and using this as a mask, the upper end portion of the trench 9 and the portion above the semiconductor substrate 1 of the polysilicon film 11 are etched. This etching completes the plate electrode 11. After etching, the resist film in the groove 9 is removed. Next, a dielectric film 12 is formed on the surface of the plate electrode 11 using, for example, a silicon nitride film formed by CVD. Next, a storage electrode 13 is formed by filling the trench 9 with a polysilicon film by, for example, CVD. For example, phosphorus (
P) is diffused to make it conductive.

次に、蓄積電極13を成しているポリシリコン膜を熱酸
化して酸化シリコン膜からなる層間絶縁膜14を形成す
る。
Next, the polysilicon film forming the storage electrode 13 is thermally oxidized to form an interlayer insulating film 14 made of a silicon oxide film.

層間絶縁膜14の形成時において、本実施例では、蓄積
電極13と、スイッチングMI 5FETのソース又は
ドレインとの接続に蓄積電極(ポリシリコン)13から
の不純物の拡散によるn゛型半導体領域を使用していな
いため、前記層間絶縁膜14を形成するための熱酸化の
時間がそのn+型半導体領域の拡散のしすぎを防止する
ために制限されることがなく、シたがって蓄積電極13
を充分に長い時間をかけて酸化して厚い層間絶縁膜14
を形成することができる。
In this embodiment, when forming the interlayer insulating film 14, an n-type semiconductor region formed by diffusion of impurities from the storage electrode (polysilicon) 13 is used to connect the storage electrode 13 with the source or drain of the switching MI 5FET. Therefore, the time for thermal oxidation to form the interlayer insulating film 14 is not limited to prevent excessive diffusion of the n+ type semiconductor region, and therefore the storage electrode 13
is oxidized for a sufficiently long time to form a thick interlayer insulating film 14.
can be formed.

層間絶縁膜14を形成した後、半導体基板1の主面の露
出している部分を熱酸化して酸化シリコン膜からなるゲ
ート絶縁膜4を形成する。次に、第4図に示すように、
例えばCVDでポリシリコン膜と、例えばタングステン
シリサイ′ド(WSi、)膜を下から順に積層し、さら
にこの上に酸化シリコン膜7を形成した後、これらをパ
ターニングしてゲート電極5を形成し、またゲート電極
5と同一パターンの酸化シリコン膜7を形成する。次に
After forming the interlayer insulating film 14, the exposed portion of the main surface of the semiconductor substrate 1 is thermally oxidized to form the gate insulating film 4 made of a silicon oxide film. Next, as shown in Figure 4,
For example, by CVD, a polysilicon film and, for example, a tungsten silicide (WSi) film are laminated in order from the bottom, and then a silicon oxide film 7 is formed on top of this, and then these are patterned to form the gate electrode 5. Also, a silicon oxide film 7 having the same pattern as the gate electrode 5 is formed. next.

ゲート電極5と酸化シリコン膜7をマスクにして、例え
ばリン(P)のイオン注入を行ってソース。
Using the gate electrode 5 and the silicon oxide film 7 as a mask, ions of, for example, phosphorus (P) are implanted to form a source.

ドレインとなるn−型半導体領域6を形成する。次に、
例えばCVDで半導体基板1の上全面に酸化シリコン膜
を形成し、これを異方性ドライエツチングでn゛型半導
体領域6の表面及び蓄積電極13の表面が露出するまで
エツチングしてサイドウオール8を形成する。サイドウ
オール8を形成するときのエツチングは、露出する蓄積
電極13及びn−型半導体領域6の表面をエツチングの
終点として正確に行うことができるので、酸化シリコン
膜19をエツチングしてしまうことがなく、蓄積電極1
3と半導体基板1の絶縁を良好な状態で保つことができ
る。次に、例えばスパッタで半導体基板1の上全面にチ
タン(Ti)膜を形成し、この後アニール(A r +
 N、雰囲気、600℃)して、第6図に示すように、
前記チタン膜と、蓄積電極(ポリシリコン)13及びn
−型半導体領域(単結晶シリコン)6のそれぞれの表面
のシリサイプ−ジョンを行う。このシリサイプ−ジョン
によって、蓄積電極13及びn−型半導体領域6の表面
ではチタンシリサイド(TiSi2)膜15が形成され
る。これに対して、フィールド絶縁膜2.酸化シリコン
膜7゜サイドウオール8の上では前記チタン膜が窒化チ
タン(TiN)膜15Aとなる。この窒化チタン膜15
AをH2O2,NH4OH,H20混合液でエツチング
して、前記チタンシリサイド膜15のみを残す。
An n-type semiconductor region 6 that will become a drain is formed. next,
For example, a silicon oxide film is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 1 by CVD, and this is etched by anisotropic dry etching until the surface of the n-type semiconductor region 6 and the surface of the storage electrode 13 are exposed to form the sidewall 8. Form. Etching when forming the sidewall 8 can be performed accurately with the exposed surfaces of the storage electrode 13 and the n-type semiconductor region 6 as the etching end points, so that the silicon oxide film 19 is not etched. , storage electrode 1
3 and the semiconductor substrate 1 can be maintained in a good state. Next, a titanium (Ti) film is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 1 by sputtering, for example, and then annealed (A r +
N, atmosphere, 600°C), as shown in Figure 6,
The titanium film and the storage electrode (polysilicon) 13 and n
A silicidation process is performed on each surface of the - type semiconductor region (single crystal silicon) 6. Due to this silicidation, a titanium silicide (TiSi2) film 15 is formed on the surfaces of the storage electrode 13 and the n-type semiconductor region 6. On the other hand, field insulating film 2. On the silicon oxide film 7° sidewall 8, the titanium film becomes a titanium nitride (TiN) film 15A. This titanium nitride film 15
A is etched using a mixed solution of H2O2, NH4OH, and H20, leaving only the titanium silicide film 15.

チタンシリサイド膜15は、露出している蓄積電極13
.n−型半導体領域6のそれぞれの表面に位置合せをせ
ずに自己整合で形成される。また、一般的に金属は酸化
シリコン膜をシリコンに還元する作用があり、それがチ
タンは特に顕著であるので、蓄積電極13やn°型半導
体領域6の上に酸化シリコン膜が少し残在していてもチ
タンシリサイド膜15を形成することができる。なお、
チタンに代って。
The titanium silicide film 15 covers the exposed storage electrode 13.
.. They are formed in self-alignment without alignment on each surface of the n-type semiconductor region 6. Additionally, metals generally have the effect of reducing silicon oxide films to silicon, and this is particularly noticeable with titanium, so a small amount of silicon oxide film may remain on the storage electrode 13 and the n° type semiconductor region 6. The titanium silicide film 15 can be formed even if In addition,
Instead of titanium.

タングステン(W)やモリブデン(Mo)のいわゆる高
融点金属を使用することができる。
So-called high melting point metals such as tungsten (W) and molybdenum (Mo) can be used.

前記チタンシリサイド膜15を形成した後、第2図に示
した層間絶縁膜16.接続孔17.データ線18のそれ
ぞれを形成する。
After forming the titanium silicide film 15, the interlayer insulating film 16 shown in FIG. Connection hole 17. Each of the data lines 18 is formed.

なお、蓄積電極13とn−型半導体領域6の接続をチタ
ンシリサイド膜15で接続する代りに、選択CVDで蓄
積電極13の表面からn−型半導体領域6の表面に渡っ
てシリコン膜を成長させて接続することもできる。選択
CVDは、ガスの成分がSiH、CR−H2−HCQ 
、ガス圧が70To r rで行われ、さらに成長され
るシリコン膜を導電化するためにPH3ガスを導入して
行う。
Note that instead of connecting the storage electrode 13 and the n-type semiconductor region 6 with the titanium silicide film 15, a silicon film is grown from the surface of the storage electrode 13 to the surface of the n-type semiconductor region 6 by selective CVD. You can also connect using In selective CVD, the gas components are SiH, CR-H2-HCQ
, the gas pressure is 70 Torr, and PH3 gas is introduced to make the silicon film to be grown conductive.

また、蓄積電極13及びn−型半導体領域6の表面を露
出させるためのエツチングは、サイドウオール8を形成
するためのエツチングとは別に、レジスト膜を使って行
うようにしてもよい。このようにすると、サイドウオー
ル8を形成するときにオーバエツチングを行わないよう
にできるので、フィールド絶縁膜2の膜厚の低下すなわ
ち絶縁破壊耐圧の低下を防止できる。
Further, the etching for exposing the surfaces of the storage electrode 13 and the n-type semiconductor region 6 may be performed separately from the etching for forming the sidewall 8 using a resist film. In this way, over-etching can be avoided when forming the sidewall 8, so that a decrease in the film thickness of the field insulating film 2, that is, a decrease in dielectric breakdown voltage can be prevented.

以上の説明かられかるように1、本実施例によれば、半
導体基板1の主面に溝9を堀った後、該溝9の中に電極
(プレート電極13)を形成し、前記半導体基板1の主
面の前記溝9の近傍にスイッチングMISFETを形成
し、該MISFETのソース又はドレイン(n−型半導
体領域6)のうち前記溝側のソース又はドレイン6の表
面から前記溝9の中の電極13の上端の表面に渡ってシ
リサイプ−ジョンあるいは選択CVDを行うことにより
前記ソース又はドレイン6と電極13を接続することに
より、シリサイプ−ジョンは、電極13の表面やスイッ
チングMISFETのソース又はドレイン6の表面に少
し酸化シリコン膜が残在していても、それらの表面にシ
リサイド膜あるいはシリコン膜を形成することができる
ので、前記電極13とソース又はドレイン6の間を電気
的に確実に接続することができる。
As can be seen from the above description, 1. According to this embodiment, after trenches 9 are dug in the main surface of the semiconductor substrate 1, electrodes (plate electrodes 13) are formed in the trenches 9, and the semiconductor A switching MISFET is formed in the vicinity of the groove 9 on the main surface of the substrate 1, and the source or drain (n-type semiconductor region 6) of the MISFET is formed from the surface of the source or drain 6 on the groove side into the groove 9. By connecting the source or drain 6 and the electrode 13 by performing silicidation or selective CVD over the upper surface of the electrode 13, the silicidation can be performed on the surface of the electrode 13 or the source or drain of the switching MISFET. Even if a small amount of silicon oxide film remains on the surface of the electrode 13, a silicide film or a silicon film can be formed on the surface, so that the electrode 13 and the source or drain 6 can be electrically connected reliably. can do.

また、電極13とスイッチングMISFETのソース又
はドレイン6との接続に、その電極13から半導体基板
1中への不純物の拡散によるn°型半導体領域を使用し
ていないので、電極13の上面の熱酸化でそのn+型半
導体領域が大きく延びて隣りのメモリセルとの素子分離
が不完全になることがなく、電極13の上面を充分に長
い時間熱酸化して厚い酸化シリコン膜14を形成するこ
とができる。こ 7れにより、電極13とこの上に配置
されるワード線(ゲート電極5)との絶縁破壊耐圧を向
上することができる。これらのことにより、半導体記憶
装置の電気的信頼性を向上することができる。
Furthermore, since an n° type semiconductor region formed by diffusion of impurities from the electrode 13 into the semiconductor substrate 1 is not used to connect the electrode 13 to the source or drain 6 of the switching MISFET, the upper surface of the electrode 13 is thermally oxidized. Therefore, the n+ type semiconductor region does not extend greatly and device isolation from adjacent memory cells becomes incomplete, and the upper surface of the electrode 13 can be thermally oxidized for a sufficiently long time to form a thick silicon oxide film 14. can. This makes it possible to improve the dielectric breakdown voltage between the electrode 13 and the word line (gate electrode 5) disposed thereon. These things can improve the electrical reliability of the semiconductor memory device.

以上1本発明を実施例にもとづき具体的に説明したが、
本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であること
は言うまでもない。
The present invention has been specifically explained above based on examples, but
It goes without saying that the present invention is not limited to the embodiments described above, and can be modified in various ways without departing from the spirit thereof.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。
A brief explanation of the effects obtained by typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、トレンチキャパシタの蓄積電極とスイッチン
グMI 5FETのソース又はドレインとの間を電気的
に確実に接続することができる。また、蓄積電極とワー
ド線との間に充分な絶縁破壊耐圧の絶縁膜を形成するこ
とができる。これらにより半導体記憶装置の電気的信頼
性を向上することができる。
That is, the storage electrode of the trench capacitor and the source or drain of the switching MI 5FET can be electrically connected reliably. Further, an insulating film with sufficient dielectric breakdown voltage can be formed between the storage electrode and the word line. These can improve the electrical reliability of the semiconductor memory device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の一実施例の半導体装置の製造方法で
形成したダイナミックRAMのメモリセルの平面図、 第2図は、第1図に示したメモリセルのn −H切断線
における断面図、 第3図乃至第6図は、第1図及び第2図に示したメモリ
セルの製造工程における第2図と同一部分の断面図であ
る。 図中、6・・・n−型半導体領域、7・・・酸化シリコ
ン膜、8・・・サイドウオール、11・・・プレート電
極、12・・・誘電体膜、13・・・蓄積電極、14・
・・層間絶縁膜、15・・・チタンシリサイド膜である
。 第2図 第3図 第4図 1(P−) 第5図 第6図
FIG. 1 is a plan view of a dynamic RAM memory cell formed by a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross section of the memory cell shown in FIG. 1 taken along the n-H cutting line. 3 to 6 are cross-sectional views of the same portion as FIG. 2 in the manufacturing process of the memory cell shown in FIGS. 1 and 2. In the figure, 6... n-type semiconductor region, 7... silicon oxide film, 8... side wall, 11... plate electrode, 12... dielectric film, 13... storage electrode, 14・
...Interlayer insulating film, 15...Titanium silicide film. Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 1 (P-) Figure 5 Figure 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、メモリセルがスイッチングMISFETとトレンチ
キャパシタを備えた半導体記憶装置の製造方法において
、半導体基板の主面に溝を堀った後、該溝の中に電極を
形成する工程と、前記半導体基板の主面の前記溝の近傍
にスイッチングMISFETを形成する工程と、該MI
SFETのソース又はドレインのうち前記溝側のソース
又はドレインの表面から前記溝の中の電極の上端の表面
に渡ってシリサイデーションあるいは選択CVDを行う
ことにより前記ソース又はドレインと電極を接続する工
程とを備えたことを特徴とする半導体記憶装置の製造方
法。
1. In a method of manufacturing a semiconductor memory device in which a memory cell includes a switching MISFET and a trench capacitor, a step of forming an electrode in the groove after digging a groove in the main surface of the semiconductor substrate; forming a switching MISFET near the groove on the main surface;
A step of connecting the source or drain to the electrode by performing silicidation or selective CVD from the surface of the source or drain on the groove side to the upper end surface of the electrode in the groove of the SFET. A method for manufacturing a semiconductor memory device, comprising:
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