JPH0226065A - スタックキャパシタdramセル及びその製造方法 - Google Patents
スタックキャパシタdramセル及びその製造方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
面積で高容量のキャパシタを得ることができるスタック
キャパシタ(3tach CapaOitOr)DR
AMセル及びその製造方法に関するものである。
各々のセルから必要なキャパシタの容Oをそのまま維持
しながらそのキャパシタが占有するチップ上の面積を最
小化するための努力が傾注されてきた。
最大化させることができるトレンチキャパシタ形DRA
Mセルとスタックキャパシタ形DRAMセルが登場され
ており、これは半導体装置特に、DRAMの高集積化に
大きな寄与をすることになりました。
タックキャパシタ形DRAMセルの製造方法を、その垂
直断面図に図示した第1図を参照して説明すると次の通
りである。
ティブ領域を限定してフィールドオキサイド(Oxid
e)34を形成した後、不純物を注入してP+層を形成
する工程と、 次に、ゲートポリ35とソース及びドレイン領域を形成
してトランジスタを形成した後、トランジスタのソース
領域にコンタクトを作ってストリッジポリ41を堆積し
て上記のストリッジポリ41を限定蝕刻する工程と、 上記ストリッジポリ41を酸化させてキャパシタ誘電層
46を形成した後、プレートポリ48をjtMI4L、
、次にオキサイド(Oxide)49、ポリサイド50
、B PSG51及びメタル52を順次に形成する工
程を通ってスタックキャパシタ形DRAMセルを製造す
る。
キャパシタの有効面積はストリッジポリ41の上部と側
面の面積となるが、今までは、スタックキャパシタの有
効面積を増加させるためにセルの面に堆積される上記ス
トリッジポリ41の厚みを増加させてきていた。
積を増加させることにだけで充分なキャパシタの容量も
確保するのには、少なくとも^集積メモリでは困難であ
る。なぜならば、4MDRAMセルの面積は10μ鴎2
程度であるが、16MDRAMセルの場合その面積は5
8m2程度に減少されるためである。また、セルの前面
からストリッジポリの厚みを増加させることはセルのト
ポ0ジ(topoloOV)の悪化を招来して、ストリ
ッジポリのバターニング(patternina)ばか
りでなくビットライン及びメモリのパターンの形成をも
難しくするので、現在の単層のオキサイド〈0x1do
)又は多層のオキサイド(Oxide)−ナイトライド
−オキサイド(Oxide)を誘電初層にする時、上記
の従来の方法から4MDRAM以上の高集積DRAMセ
ルを製造することが困難となる。
合に1セル当りのキャパシタの電荷蓄積8騰が急に減少
するためです。
のであって、限定されたキャパシタの面積からスタック
キャパシタの有効面積を最大化させることによって16
MDRAMを製造することができるスタックキャパシタ
DRAMセルと、その製造方法を提供することを目的と
したものである。
ルドオキサイド(Oxide)の上部にてだけ厚く形成
され、上記ストリッジポリの境界部分の下部ではアンダ
カットが形成されるものでキャパシタの有効面積が最大
化になるスタックキャパシタDRAMセルの構造にあり
、また上記DRAMセルを製造する方法であり、PW3
基板上にトランジスタインタポリ絶縁層とを形成した後
、ここに1次ポリを堆積する第1工程と、サドルマスク
を用いてストリッジポリをフィールドオキサイド(Ox
ide)上部に厚く形成しその他の部分くビットライン
コンタクト部分等)には薄く形成する第2工程と、全面
にCVDオキサイド(Oxide)を形成した後セルの
単位別に限定蝕刻し、蝕刻された上記CV[5オキサイ
ド(Oxide)の境界部分にエッチバックを通したオ
キサイド(Oxide)スペーサを形成する第3工程と
、 上記CVDオキサイド(Oxide)パターンをマスク
としてストリッジポリを蝕刻し、次にアイソトロビック
蝕剣法によりCVDオキサイド(Oxide)を蝕刻し
てストリッジポリにアンダーカットが形成されるように
する第4工程と、 全面にキャパシタ誘導層を形成しプレートポリを堆積し
た後、プレートポリの表面を酸化させてポリオキサイド
(Oxide)を形成する第5工程と、通常のビットラ
インの形成工程等を通って高集積DRAMセルを製造す
ることができるセルの製造方法にある。
を説明する。
成する。
にP形不純物を注入しフィールドオキサイド(Oxid
e) 4を形成する。これによってP+層のチャンネル
ストップ領域が形成される。
トランジスタのスレッショルド電圧を調節するためのイ
オンを注入し、ポリを堆積させた後、ゲートポリオキサ
イド(Oxide) 6を形成し、これを限定蝕刻して
ゲートポリ5を形成する。
)スペーサ7を形成した後、イオンを注入してトランジ
スタのソースとドレイン領域とを形成する。
ド(Oxide) 8、ナイトライド9、CVDオキサ
イド(Oxide) 10を順次に形成した後1次ポリ
11を300OA程度に堆積する。
ライド9、CVDオキサイド(,0xide) 10ハ
1次ポリ11とゲートポリ5とのインタポリ絶縁層とな
り、この時、上記1次ポリ11は本来n+でドーピング
されたポリを堆積するか又は通常のポリを堆積した後イ
オン注入を通ってn+トド−ングさせることができる。
sk) 23を用いて、セルとセルとを分離するフィー
ルドオキサイド(Oxide) 4上部の1次ポリ11
だけを残して蝕刻した後、次の工程にてキャパシタの一
つの電極となる2次ポリ11′とトランジスタとのソー
スを連結させるためのベリドコンタクト12を限定して
形成する。この時、1次ポリ11を堆積する前にベリド
コンタクト12を先に形成することもできる。
オキサイド(Oxide) 14を1500A〜300
0Aの厚みで形成する。
積層構造からなるストリッジポリ13上のCVDオキサ
イド(Oxide) 14をセルの単位で限定蝕刻した
後、上記CVDオキサイド(0×1do)14の側面に
オキサイド(Oxide)スペーサ15を形成する。上
記のオキサイド(Oxide)スペーサ15は上記CV
Dオキサイド(OXide)上に更にCVDオキサイド
(Oxide)を形成した後、エッチバックを通って形
成する。この時、上記オキサイド(OX1de)スペー
サ15の大きさは2次ポリ11−の亀刻最小線幅によっ
て決定される。
イド(Oxide) 14とオキサイド(Oxide)
スペーサ15によるパターンをマスクとして露出された
部分のストリッジポリ13を蝕刻した後、上記CVDオ
キサイド(Oxide)パターンとストリッジポリ13
とを連続に蝕刻することによって露出されるCVDオキ
サイド10をアイソロピック蝕刻法を通って除去する。
ド(0xlde) 10がその内側の方にもつと蝕刻さ
れることによって上記ストリッジポリ13の境界部分、
すなわちゲートポリ5の上部の一側とフィールドオキサ
イド(Oxide) 4の上部の一側等ではアンダカッ
トが発生される。従ってストリッジポリ13の露出部位
が増加される。
ストリッジポリは1次ポリ11と2次ポリ11′との積
層構造で形成されるのでその断面積が広く形成される。
サイド(Oxide) 11を蝕刻する時、ゲートポリ
5上のCVDオキサイド(Oxide) 8を保護して
、次の工程で堆積されるプレートポリ17とゲートポリ
5との端落現象を防止する。
レートポリ17を1500A程度に堆積させた後、これ
を限定蝕刻し、上記プレートポリ17を酸化させて10
00A程度のプレートポリオキサイド(Oxide)
18を形成する。
の上に低温酸化法を用いて表面の平坦化のためのBPS
G19を塗布し、マスクを用いてビットラインコンタク
トを形成した後、ポリサイド20を堆積させる。
ン用コンタクトを形成した後メタルを堆積させて上記メ
タリ22をバターニングする。
2図及び第3図で図示したごとく、キャパシタ用ストリ
ッジポリがフィールドオキサイド(Oxide) 4の
上部にて厚く形成されるのでキャパシタの曲面(有効面
積)が大きく形成され、またストリッジポリ13の境界
部分の直下にてアンダカットが発生されるので、ストリ
ッジポリ13の露出部位が増加されてキャパシタの有効
面積が広く形成される構造を持つようになる。
S E W (S addled and W r
apped) スタックキャパシタセルといいますが、
これはキャバシタの有効面積を増加させるための積層構
造のストリッジポリがサドルマスクによって形成され、
また上記ストリッジポリの境界面に形成されるアンダカ
ット部分がキャパシタの誘電体層で包まれるからである
。
又は上記の工程によって製造されるDRAMセルにおけ
る特有の効果を説明すると次の通りである。
ドオキサイド(Oxide)上部では厚く形成されるし
、ビットラインのコンタクト部位では簿く形成されるの
で、キャパシタの有効面積が増加しながらセルのトポ0
ジが改善される効果を同時に達成することができる。
リッジポリ間の間隔を狭くすることができるのでストリ
ッジポリの面積を大きくすることができ、ここでもキャ
パシタの有効面積を増加させることができる。
ド(Oxide)、が内側の方にもっと蝕刻されてアン
ダカットが存在するので、ここでもキャパシタの有効面
積を大きく増加させることができる。
積を大きく増加させることができるので、DRAMセル
の面積を縮小することができ、16MDRAM級の高集
積メモリを製造することができる。
発明のDRAMセルの平面レイアウト図、 第3図は第2図のA−A−線垂直断面図、第4図は第2
図の8−8′線垂直断面図、第5図<a )乃至第5図
(9)は本発明のDRAMセルの製造方法を説明するた
めの各工程別の垂直断面図である。 1・・・P形基板 2 ・P形つェル(Wel+ ) 4・・・フィールドオキサイド(F 1eld Ox
ide)5・・・ゲートポリ 6・・・ゲートポリオキサイド(OXide)7.15
・・・オキサイドスペーサ(Oxide 5pace
r ) 8.10.14・CVDオキサイド(Cheg+1ca
Vapor oepos+t+on 0xide)
9・・・ナイトライド(N 1tride)11・・・
1次ポリ 11′・・・2次ポリ12−・・ベリ
トコンタクト(Buried Contact)13
・・・ストリッジポリ(3torage Po1y
)16・・・キャパシタ誘電層 17 ・・・プレートポリ(P 1ate Po1y
)18・・・プレートポリオキサイド(Oxide)
19.21・・・BPSG (ボロン PSG)22・
・・メタル 23・・・サドルマスク第1図 第2図 第5図(a) 第5図(1)) 第5図(C) 第5図(e) 13(n”) 第5図(k) 第5図(h) 第5図([)
Claims (12)
- (1)電荷蓄積用ストリッジポリの有効面積を増加され
るためのDRAMセルにおいて、 インタポリ絶縁層とキャパシタ誘導体層16との間に形
成されるストリッジポリ13が部分的に厚く形成された
ことを特徴とするスタックキャパシタDRAMセル。 - (2)上記ストリッジポリ13の厚い部分がフィールド
オキサイド(Oxide)4の上部に形成されたことを
特徴とする請求項1記載のスタックキャパシタDRAM
セル。 - (3)上記ストリッジポリ13の厚い部分が1、2次ポ
リ11,11の積層構造から形成されたことを特徴とす
る請求項1又は請求項2記載のスタックキャパシタDR
AMセル。 - (4)上記ストリツジポリ13の境界部分にアンダカッ
トが形成されたことを特徴とする請求項1ないし請求項
3のいずれか記載のスタックキャパシタのDRAMセル
。 - (5)電荷蓄積用ストリッジポリの有効面積を増加させ
るためのDRAMセルにおいて、 ストリッジポリ13の境界部分にアンダカツトが形成さ
れたことを特徴とするスタックキャパシタDRMセル。 - (6)ストリッジポリ13の境界部分にアンダカットを
形成するために上記ストリッジポリ13の直下層に予め
CVDオキサイド(Oxide)10が形成されること
を特徴とする請求項5記載のスタックキャパシタDRA
Mセル。 - (7)DRAMセルの製造方法において、 P形基板1上にゲートポリ5とソース及びドレインを形
成する通常の工程以後、インタポリ絶縁層を形成し1次
ポリ11を堆積する第1工程と、1次ポリ11を部分的
に限定蝕刻し、ベリドコンタクト12を形成した後2次
ポリ11′を堆積する第2工程と、 全面CVDオキサイド(Oxide)14を形成した後
セルの単位に限定蝕刻し蝕刻された上記CVDオキサイ
ド(Oxide)14の境界部分の側面にオキサイド(
Oxide)スペーサ15を形成する第3工程と、 上記CVDオキサイド(Oxide)パターンをマスク
としてストリッジポリ13を蝕刻し、次に露出されたC
VDオキサイド(Oxide)14、15、10を蝕刻
する第4工程と、 全面にキャパシタ誘電層16を形成しプレートポリ17
を形成した後限定蝕刻し、次に上記プレートポリ17の
表面を酸化してプレートポリオキサイド(Oxide)
18を形成する第5工程と、通常のビットラインを形成
する第6工程を通つてスタックキャパシタDRAMセル
を製造する方法。 - (8)インタポリ絶縁層がCVDオキサイド(Oxid
え)8、ナイトライド9、CVDオキサイド(Oxid
e)10の積層構造から形成されることを特徴とする請
求項7記載のスタックキャパシタDRAMセルの製造方
法。 - (9)1次ポリ11が本来n^+でドーピングされたポ
リに直接堆積されるか通常のポリを堆積しイオンを注入
してn^+ドーピングさせる方法中いずれか一つの方法
が使用されることを特徴とする請求項7記載のスタック
キャパシタDRAMセルの製造方法。 - (10)1次ポリ11がフィールドオキサイド(Oxi
de)4の上部にだけ残るようにサドルマスクを用いる
ことを特徴とする請求項7記載のスタックキャパシタD
RAMセルの製造方法。 - (11)オキサイド(Oxide)スペーサ15の大き
さをエッチバックで調節することによってフィールドオ
キサイド(Oxide)4上部のストリッジポリの蝕刻
最小線幅が決定されることを特徴とする請求項7記載の
スタックキャパシタDRAMセルの製造方法。 - (12)ストリッジポリ13の境界部分にてアンダカッ
トが発生するようにCVDオキサイド(Oxide)1
4、15、10を蝕刻する時、イントロピック蝕刻法を
用いることを特徴とする請求項7記載のスタックキャパ
シタDRAMセルの製造方法。
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