JPH0281470A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH0281470A
JPH0281470A JP63232808A JP23280888A JPH0281470A JP H0281470 A JPH0281470 A JP H0281470A JP 63232808 A JP63232808 A JP 63232808A JP 23280888 A JP23280888 A JP 23280888A JP H0281470 A JPH0281470 A JP H0281470A
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Junichi Matsuda
順一 松田
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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
    • H10B12/31DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells having a storage electrode stacked 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】 (イ)産業上の利用分野 メモリセルのキャパシタのプレート電極を自己整合でビ
ット線コンタクト電極と絶縁する構造を有する半導体装
置の製造方法に関する。
従来より様々なセル構造が提案されているが、特に大容
量の高集積DRAMを実現するためには、トレンチ型容
量セルや積層型容量セル(STC: 5tacked 
Capacitor)を用いる必要がある。
トレンチ型では、トレンチを深くしたり、分離併合型を
採用することにより容量を大きくできるのに対して、S
TCではメモリセルの段差を考慮すると蓄積容量には限
界がある。しかしSTCはトレンチ型に比べて従来から
のプロセスが使い易く、不良解析なども行い易いという
特徴かある。
最近上記特徴を生かし、蓄積容量の限界を緩和できる新
しいSTCセル構造(自己整合STCセル構造)が提案
され、セル面積を大きくすることなく蓄積容量だけを実
質的に増加できるようになった。
(ロ)従来の技術 第2図(a)〜(c)は従来例の自己整合STCDRA
Mセルの製造工程断面図である。
同図(a)において、(101)はP型Si基板、(1
02)はN+型共通S/D領域、(103)はキャパシ
タのストレージノードと接触するN3型他のS/D領域
、(104)はLOGO3技術により形成されたフィー
ルドSiO2膜、(106)はゲート電極である第1の
ポリシリコン膜、(107)はゲート電極絶縁用のSi
O2膜、(110)はキャパシタのストレーレノードで
ある第2のポリシリコン膜、(111)はキャパシタの
容量絶縁膜、(113)はキャパシタのプレート電極で
ある第3のポリシリコン膜、(114)は層間絶縁膜で
ある第3のSiO2膜、(121)はストレージノード
である第2のポリシリコン膜(110)とN”型膜のS
/D領域<103)とをコンタクトするための第1の開
口部、(122)はビット線電極とN+型共通S/D領
域とをコンタクトするための第2の開口部、(154)
はプレート電極である第3のポリジノコン膜(113)
とビット線電極とを絶縁するための絶縁膜を形成するだ
めの第4のSiO2膜である。
この構造は通常のよく知られた工程により形成される。
そして次にRI F (Reactive Ion E
tching )技術による異方性エツチングにより同
図(b)に示すようにプレート絶縁用サイドウオールが
形成される。
次に同図(C)に示すようにビット線電極であるN1型
第4のポリシリコン膜(116)が形成される。
そして絶縁用及び表面平坦用BPSG膜(118)が堆
積され第3の開口部(123)を開けた後ポリサイドビ
ット線配線電極(119)が形成されてビット線電極の
N1型第4のボリシリニフン膜(116)とコンタクト
する。
以上のように作製された自己整合STCセルはプレート
絶縁用サイドウオールを自己整合的に形成しているので
プレート電極とピント線電極の電気的ショートを防ぐた
めのマスク合わせ余裕度は最小にすることができ、その
結果セル面積を小さくでき単位セル当りの蓄積容量を増
加することができる。
(ハ)発明が解決しようとする課題 しかし上述の従来方法によると、第3図の従来例の製造
方法に係る自己整合STCDRAMセルの問題点説明図
に示すように、キャパシタのプレート電極の第3のポリ
シリコン膜(113)とビット線電極の第4のポリシリ
コン膜(第2図(C)の(116))とを絶縁するため
のプレート絶縁用サイドウオール(164)を形成する
ため、RIEの異方性エツチングを行う際ゲート電極で
ある第1のボッシリコン膜(106)を絶縁するSiか
膜(107)までもエツチングされ(RIEのためエツ
チングされたSiO2膜(174)として図に点線で表
わされている)、初期に予定していたビット線−ゲート
電極間の絶縁耐圧よりも低下してくる問題が起きている
そこで本発明はマスク合わせ余裕度を最小にしたまま絶
縁耐圧の劣化も防止し、半導体集積回路の高密度化・性
能の向上を図ることを目的とするものである。
(ニ)課題を解決するための手段 上記課題は、メモリセルのキャパシタのプレート電極を
自己整合で絶縁する構造を有する半導体装置の製造方法
において、 一導寛型の半導体基板上に少なくとも側面と上面とがS
iカ膜で覆われた第1のポリシリコンからなる一定の間
隔をあけて配置される一対のゲート電極を形成する工程
と、 該一対のゲート電極ではさまれた該半導体基板表面には
他の導電型の共通のS/D領域を該共通のS/D領域と
は該一対のゲート電極に対してそれぞれ反対側の該半導
体基板表面には他の導電型の他のS/D領域を形成する
工程と、 該半導体基板が露出している表面に第1のSin。
膜を形成する工程と、 全面に耐酸化性絶縁膜を堆積する工程と、第1の開口部
を設け該半導体基板表面の該他のS/D領域を露出する
工程と、 全面に第2のポリシリコン膜を堆積して他の導電型の不
純物を導入する工程と、 少なくとも該第1の開口部を覆うように、多くとも該共
通のS/D領域上には延在しないように該第2のポリシ
リコン膜をパターニングしてエツチング除去する工程と
、 該第2のポリシリコン膜を完全に覆うように第2のSi
O2膜とその上に第2のSiN膜を形成する工程と、 全面に第3のポリシリコン膜を堆積して他の導電型の不
純物を導入する工程と、 少なくとも該第2の5ift膜と第2のSiN膜とで完
全に覆われた該第2のポリシリコン膜を完全に覆うよう
に、多くとも該共通のS/D領域上には延在しないよう
に、該第3のポリシリコン膜をパターニングしてエツチ
ング除去し、第2の開口部を設けて前記耐酸化性絶縁膜
を露出する工程と、全面に第3のSiO2膜を堆積する
工程と、少なくとも該一対のゲート電極上の第3のポリ
シリコン膜がそれぞれ露出するように、該第3のSiO
2膜をパターニングしてエツチング除去し第3の開口部
を設ける工程と、 該露出した第3のポリシリコン膜を酸化して第4のSi
O2膜を形成する工程と、 該第2の開口部に露出した該耐酸化性絶縁膜と第1のS
iO2膜とを除去して、該半導体基板表面の共通のS/
D領域を露出する工程と 全面に第4のポリシリコン膜を堆積して他の導電型の不
純物を導入する工程と、 少なくとも該第3の開口部を完全に覆うように、第4の
ポリシリコン膜をパターニングしてエツチング除去する
工程とを含むことによって達成される。
(*)作用 即ち、本発明は少なくともゲート電極の上面と側面とを
覆っているSiO2膜上及び共通のS/D領域上に耐酸
化性絶縁膜を形成しておき、プレート電極のポリシリコ
ンの側面を熱酸化してプレート絶縁用サイドウオールを
形成する際ゲート電極上面・側面及び共通のS/D領域
にSin、が新たに形成されないようにしておくことに
より再度ビット線コンタクト用の窓を開けるためのエツ
チングを行う必要はなくゲートの上面・側面のSiO2
膜が薄くなることはなく、ビット線−ゲート間の絶縁耐
圧の劣化が防止される。
また同時にプレート絶縁用サイドウオールは自己整合的
に形成されるので高密度化が図れる。
(へ)実施例 以下、本発明を図示の一実施例により具体的に説明する
第1図(、)〜(f)は本発明の一実施例のSTCDR
AMセルの製造工程断面図である。同図において特許請
求の範囲の請求項1に記載の耐酸化性絶縁膜はSiN膜
としである。
先ず同図(a)に示すように、P型Si基板(1)に通
常のよく知られたSTCDRAMセルの製造工程により
LDD構造のMOSFETを有するセルを形成する。
同図(a)において、(2)はN3型共通のS/D領域
、(3)はN+型型膜S/D領域、(4)はフィールド
Si占膜、(5)はゲートSiO2膜、(6)は第1の
ポリシリコン膜からなるゲート電極、(7)はゲート電
極(6)を絶縁するS xO*膜、(8)は厚さ150
人のブロック用第1のSiO2膜である。
次に同図(b)に示すように、全面に厚さ500人の酸
化ブロッキング用第1のSiN膜(9)を形成した後第
1のSiN膜(9)と第1のSiO2膜(8)とを選択
的に除去してキャパシタのストレージノードと他のS/
D領域(3)とを接触するための第1の開口部を開ける
。しかる後、全面にストレージノードとなる厚さ350
0人の第2のポリシリコン膜(10)を堆積しイオン注
入によりリンを導入しNゝ型化する。
次に同図(c)に示すように、上記第2のボリシ」コン
膜(10)を少なくとも第1の開口部を完全に覆うよう
にパターニングしてストレージノードを形成スる0次に
このストレージノードを完全に覆うように容量絶縁膜と
なる厚さ50人の第2のSiか膜と厚さ50人の第2の
SiN膜を形成する。なお第2のSiN膜はピンホール
をなくするために、その表面を酸化処理する。
次に全面に厚さ4000人のプレート電極となる第3の
ポリシリコン膜を堆積しイオン注入によりリンを導入し
N1型化する。
次に同図(d)に示すように、第3のポリシリコン膜を
パターニングしビット線電極と共通S/D領域(2)と
をコンタクトするための第2の開口部(22)を形成す
る。このとき第2の開口部のサイズはビット線電極がコ
ンタクト可能である限りパターニング精度の最小値まで
狭くすることができる。しかる後全面に層間絶縁膜とな
る厚さ4000人の第3の5i0z膜(14)を堆積し
ビット線電極と共通S/D領域とをコンタクトするため
の第3の開口部(23)を形成する。このときこの第3
の開口部(23)は十分なマスク余裕度をもって開けて
も問題はない。
次に同図(e)に示すように、−F記工程の後、酸化性
雰囲気(ウェット酸素) rf−1850°C25分程
度熱処理してプレート電極となる第3のポリシリコン膜
(13)の側面を酸化してプレート絶縁用サイドウオー
ルとなる第4のSiO2膜(17)を厚さ2000人形
成する。このときゲート電極上面・側面と共通のS/D
領域上面には第1のSiN膜〈9〉でカバーされている
ので新たなSiO2膜は形成されない。次に第2の開口
部底面に露出している第1のSiN膜〈9)と第1のS
iO2膜(8)を工/チング除去するのであるが、第1
のSiO2膜(8)は厚さが160人と薄いのでこれを
エツチングしてもゲート電極北面・側面のSiO2膜(
7)の厚さはほとんど減少しない。
次に全面にビット線電極となる第4のポリシリコン膜(
16)を堆積し、次いでイオン注入によりリンを導入し
てN1型化する。
次に同図(f>に示すように第4のポリシリコンm(1
6)をパターニングしてビット線電極(16)を形成す
る。しかる後、絶縁用と表面平坦化用のBPSG膜(1
8)を形成し表面平坦化のため950°Cの熱処理でリ
フローする。次に第4の開口部(24)を形成しポリサ
イドビット線配線電極(19)を堆積して第4の開口部
を介してビットB電極(16)とコンタクトする。
以上耐酸化性絶縁膜としてSiN膜を用いたがこれに限
定されるものではない。又不純物のタイプも上記説明と
は逆タイプでも発明の効果は有効である。
(ト)発明の効果 以上のように本発明によれは、耐酸化性絶縁膜でゲート
電極上面・側面及び共通のS/D領域をカバーしてプレ
ート絶縁用サイドウオールを形成しているので、ビット
線電極を共通のS/D領域とコンタクトする窓の形成の
ための工・ンチングの際ゲート電極上面・側面の絶縁膜
厚がほとんど減少することがなくビット線電極−ゲート
電極間の絶縁耐圧の劣化が防止できかつプレート絶縁用
サイドウオールを自己整合的に形成しているので半導体
集積回路の高密度化が図れる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(f)は本発明の一実施例のSTCDR
AMセルの製造工程断面図、第2図(a)〜(c)は従
来例の自己整合STCDRAMセルの製造工程断面図、
第3図は従来例の製造方法による自己整合STCDRA
Mセルの問題点説明図である。 (符号の説明) (1)、(101)・・・P型Si基板、  (2)、
 (102)・・・N+型共通のS/D領域、 (3)
、 (103)・・・N0型他のS/D領域、 (4)
、 (104)・・・フィールドSiO2膜、(5)。 (105)・・・ゲート5xot膜、 (6/106)
、 (10/110)、 (13/113)、 (16
/116)・・・第1の9第2の、第3の、第4のポリ
シリコン膜、 (7)、 (107)・・・Si占膜、
 (87108)。 (11/111)、 (14/114)、 (17/1
54)・・・第1の、第2の、第3の、第4のSiO2
膜、 (9)、 (12)・・・第1の、第2のSiN
膜、  (21/121 )、 (22/122)、 
(23/123)、 (24)・・・第1の、第2の、
第3の、第4の開口部、 (1B/118)・・・BP
SG膜、 (19/119)・・・ポリサイドビット線
配線寛極、  (164)・・・プレート絶縁用サイド
ウオール、  RIE・・・反応性イオンエツチング、
1.1.・・・イオンインプランテーション。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)メモリセルのキャパシタのプレート電極を自己整
    合で絶縁する構造を有する半導体装置の製造方法におい
    て、 一導電型の半導体基板上に少なくとも側面と上面とがS
    iO_2膜で覆われた第1のポリシリコンからなる一定
    の間隔をあけて配置される一対のゲート電極を形成する
    工程と、 該一対のゲート電極ではさまれた該半導体基板表面には
    他の導電型の共通のS/D領域を該共通のS/D領域と
    は該一対のゲート電極に対してそれぞれ反対側の該半導
    体基板表面には他の導電型の他のS/D領域を形成する
    工程と、 該半導体基板が露出している表面に第1のSiO_2膜
    を形成する工程と、 全面に耐酸化性絶縁膜を堆積する工程と、 第1の開口部を設け該半導体基板表面の該他のS/D領
    域を露出する工程と、 全面に第2のポリシリコン膜を堆積して他の導電型の不
    純物を導入する工程と、 少なくとも該第1の開口部を覆うように、多くとも該共
    通のS/D領域上には延在しないように該第2のポリシ
    リコン膜をパターニングしてエッチング除去する工程と
    、 該第2のポリシリコン膜を完全に覆うように第2のSi
    O_2膜とその上に第2のSiN膜を形成する工程と、 全面に第3のポリシリコン膜を堆積して他の導電型の不
    純物を導入する工程と、 少なくとも該第2のSiO_2膜と第2のSiN膜とで
    完全に覆われた該第2のポリシリコン膜を完全に覆うよ
    うに、多くとも該共通のS/D領域上には延在しないよ
    うに、該第3のポリシリコン膜をパターニングしてエッ
    チング除去し、第2の開口部を設けて前記耐酸化性絶縁
    膜を露出する工程と、全面に第3のSiO_2膜を堆積
    する工程と、少なくとも該一対のゲート電極上の第3の
    ポリシリコン膜がそれぞれ露出するように、該第3のS
    iO_2膜をパターニングしてエッチング除去し第3の
    開口部を設ける工程と、 該露出した第3のポリシリコン膜を酸化して第4のSi
    O_2膜を形成する工程と、 該第2の開口部に露出した該耐酸化性絶縁膜と第1のS
    iO_2膜とを除去して、該半導体基板表面の共通のS
    /D領域を露出する工程と 全面に第4のポリシリコン膜を堆積して他の導電型の不
    純物を導入する工程と、 少なくとも該第3の開口部を完全に覆うように、第4の
    ポリシリコン膜をパターニングしてエッチング除去する
    工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. (2)前記耐酸化性絶縁膜をSiN膜とした請求項1記
    載の半導体装置の製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03151662A (ja) * 1989-11-08 1991-06-27 Sharp Corp 半導体装置の製造方法
JPH0462870A (ja) * 1990-06-25 1992-02-27 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
JPH06314775A (ja) * 1993-04-16 1994-11-08 Hyundai Electron Ind Co Ltd ダイナミックramセル及びその製造方法
US5466637A (en) * 1992-09-09 1995-11-14 Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. Method of making a self-aligned contact in semiconductor device

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