JPH03283658A - Semiconductor storage device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor storage device and manufacture thereof

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JPH03283658A
JPH03283658A JP2084371A JP8437190A JPH03283658A JP H03283658 A JPH03283658 A JP H03283658A JP 2084371 A JP2084371 A JP 2084371A JP 8437190 A JP8437190 A JP 8437190A JP H03283658 A JPH03283658 A JP H03283658A
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contact
bit line
insulating film
storage node
forming
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Hiroshi Takatou
高東 宏
Naoko Okabe
岡部 直子
Takashi Yamada
敬 山田
Kazumasa Sunochi
一正 須之内
Satoshi Inoue
聡 井上
Akihiro Nitayama
仁田山 晃寛
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Abstract

PURPOSE:To attain miniaturization by a method wherein a conductor of one remainder of storage node contacts or bit line contacts is positioned above a storage node electrode and others which are buried. CONSTITUTION:On the occasion of formation of a storage node contact 14, it is brought into contact with the upper side of a polycrystalline Si film which is buried beforehand up to a higher position than a gate electrode 6, and a bit line 22 already formed is positioned in a groove. Since this bit line 22 is provided at a lower position than the polycrystalline Si film, occurrence of short circuit with the bit line 22 is prevented. By bringing a storage node contact 19 and a bit line contact into contact with the upper side of the polycrystalline Si film buried beforehand up to the position higher than the gate electrode 6, besides, the possibility of occurrence of short circuit with the gate electrode 6 is eliminated. According to this constitution, a miniaturized semiconductor storage device can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、半導体記憶装置およびその製造方法に係り、
特にMOSFETやDRAM等におけるコンタクトの形
成方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a semiconductor memory device and a method for manufacturing the same;
In particular, it relates to a method of forming contacts in MOSFETs, DRAMs, etc.

(従来の技術) 近年、半導体技術の進歩、特に微細加工技術の進歩によ
り、いわゆるMOS型DRAMの高集積化、大容量化が
急速に進められている。
(Prior Art) In recent years, due to advances in semiconductor technology, particularly advances in microfabrication technology, so-called MOS type DRAMs are rapidly becoming more highly integrated and have larger capacities.

この高集積化に伴い、情報(電荷)を蓄積するキャパシ
タの面積は減少し、この結果メモリ内容が誤って読み出
されたり、あるいはa線等によりメモリ内容が破壊され
るソフトエラーなどが問題になっている。
With this increase in integration, the area of capacitors that store information (charge) has decreased, resulting in problems such as erroneous reading of memory contents or soft errors in which memory contents are destroyed by A-rays, etc. It has become.

このような問題を解決し、高集積化、大容量化をはかる
ための方法の1つとして、MOSキャパシタをメモリセ
ル領域上に積層し、該キャパシタの1電極と、半導体基
板上に形成されたスイッチングトランジスタの1電極と
を導通させるようにすることにより、実質的にキャパシ
タの占有面積を拡大し、MOSキャパシタの静電容量を
増大させるようにした積層型メモリセルと呼ばれるメモ
リセル構造が提案されている。
One way to solve these problems and achieve higher integration and larger capacity is to stack MOS capacitors on the memory cell area, and connect one electrode of the capacitor with a MOS capacitor formed on the semiconductor substrate. A memory cell structure called a stacked memory cell has been proposed in which the area occupied by the capacitor is substantially expanded and the capacitance of the MOS capacitor is increased by making the MOS capacitor electrically conductive with one electrode of the switching transistor. ing.

この積層型メモリセルは、第4図(a)乃至第4図(C
)に示すように、p型のシリコン基板101内に形成さ
れた素子分離絶縁膜102によって素子分離された1メ
モリセル領域内に、n−膨拡散層からなるソース・ドレ
イン領域104a、104bと、ソース・ドレイン領域
104a、104b間にゲート絶縁膜105を介してゲ
ート電極1()6とを形成しスイッチングトランジスタ
としてのMOSFETを構成すると共に、この上層にM
OSFETのソース領域104 aにコンタクトするよ
うにMOSFETのゲート電極106および隣接メモリ
セルのMOSFETのゲート電極(ワード線)上に絶縁
膜107を介して形成された第1のキャパシタ電極11
0と、第2のキャパシタ電極112によってキャパシタ
絶縁膜111を挾みキャパシタを形成してなるものであ
る。
This stacked memory cell is shown in FIGS. 4(a) to 4(C).
), source/drain regions 104a and 104b made of n-swelled diffusion layers are provided in one memory cell region separated by an element isolation insulating film 102 formed in a p-type silicon substrate 101; A gate electrode 1 ( ) 6 is formed between the source/drain regions 104 a and 104 b via a gate insulating film 105 to constitute a MOSFET as a switching transistor.
A first capacitor electrode 11 is formed on the gate electrode 106 of the MOSFET and the gate electrode (word line) of the MOSFET of the adjacent memory cell via an insulating film 107 so as to contact the source region 104a of the OSFET.
0 and a capacitor insulating film 111 is sandwiched between a second capacitor electrode 112 to form a capacitor.

かかる構造では、素子面積を増大させることなく、容量
の増大をはかることができる。
With such a structure, the capacitance can be increased without increasing the element area.

しかしながら、このような積層型メモリセル構造のDR
AMにおいても、高集積化に伴う素子の微細化が進むに
つれて、ストレージノード・コンタクトとゲート電極と
の間の距離(第4図(a)にJ!■で示す)およびビッ
ト線コンタクトとゲート電極との間の距離(第4図(a
)に12で示す)も縮めざるを得なくなってきている。
However, the DR of such a stacked memory cell structure
Even in AM, as elements become finer due to higher integration, the distance between the storage node contact and the gate electrode (indicated by J!■ in Fig. 4(a)) and the distance between the bit line contact and the gate electrode become smaller. (Figure 4 (a)
) and 12) have also had to be reduced.

このため、ストレージノードとゲート電極との間および
ビット線とゲート電極との間の短絡を招き昌く、これが
信頼性低下の原因となっている。
This often leads to short circuits between the storage node and the gate electrode and between the bit line and the gate electrode, which causes a decrease in reliability.

そこで、メモリセル占有面積の縮小化にもがかわらず、
ストレージノードとゲート電極との間およびビット線と
ゲート電極との間の短絡を防11ニすべく、ストレージ
ノードコンタクトおよびまたはビット線コンタクトの少
なくとも一方は、ゲート電極上に第1の層間絶縁膜を形
成した後、第1のコンタクトを形成してこの第1のコン
タクト内に導電体を埋め込み、さらにこの上層に第2の
層間絶縁膜を形成し、この第2の層間絶縁膜の一部を選
択的にエツチングし、前記導電体を露出せしめるように
第2のコンタクトを形成するm造が提案されている(特
願平1−233815号)。
Therefore, despite the reduction in the area occupied by memory cells,
In order to prevent short circuits between the storage node and the gate electrode and between the bit line and the gate electrode, at least one of the storage node contact and/or the bit line contact has a first interlayer insulating film on the gate electrode. After the formation, a first contact is formed and a conductor is embedded in this first contact, and a second interlayer insulating film is further formed on this first contact, and a part of this second interlayer insulating film is selected. Japanese Patent Application No. 1-233815 has proposed a structure in which a second contact is formed by etching the conductor to expose the conductor.

すなわち、第5図(a)乃至第5図(d)に、この積層
形メモリセル構造の一例のDRAMのビット線方向に隣
接する2ビット分を示す平面図、そのA−A’断面図、
B−B’断面図およびc−c’断面図を示す。
That is, FIGS. 5(a) to 5(d) are a plan view showing two bits adjacent in the bit line direction of a DRAM having an example of this stacked memory cell structure, and a sectional view taken along the line AA',
A BB' sectional view and a cc' sectional view are shown.

このDRAMは、MOSFETのゲート電極206の上
および側壁は絶縁膜207および絶縁膜208で覆われ
ており、ビット線コンタクトおよびストレージノードコ
ンタクトは、ソース・ドレイン領域204a、204b
にコンタクトするとノ(にゲート電極よりも高い位置ま
で埋め込むように形成された埋め込み層としての多結晶
シリコン層216にコンタクトするように形成されかつ
、ゲート電極に極めて近接した状態で形成されているこ
とを特徴とするもので、他部については第4図に示した
従来例の積層形メモリセル構造のDRAMと同様である
In this DRAM, the top and sidewalls of the gate electrode 206 of the MOSFET are covered with an insulating film 207 and an insulating film 208, and the bit line contacts and storage node contacts are formed in source/drain regions 204a and 204b.
When in contact with the polycrystalline silicon layer 216 as a buried layer, which is formed to be buried to a higher level than the gate electrode, the polycrystalline silicon layer 216 is formed in extremely close proximity to the gate electrode. Other parts are similar to the conventional DRAM having a stacked memory cell structure shown in FIG.

この構造によれば、ストレージノードコンタクトおよび
ビット線コンタクトが、あらかじめゲート電極よりも高
い位置まで埋め込まれた多結晶シリコン膜(導体層)上
にコンタクトするように形成されればよいため、この多
結晶シリコン層の高さとゲート電極の高さとを層間絶縁
膜のエツチング速度に応じてそれぞれ適切に設定するよ
うにすれば、第2のコンタクトがこの多結晶シリコン層
からずれて形成された場合にも、ゲート電極と第2のコ
ンタクトドのショートを完全に防止することができる。
According to this structure, the storage node contact and the bit line contact need only be formed so as to be in contact with the polycrystalline silicon film (conductor layer) buried in advance to a higher position than the gate electrode. If the height of the silicon layer and the height of the gate electrode are set appropriately depending on the etching rate of the interlayer insulating film, even if the second contact is formed offset from this polycrystalline silicon layer, Short-circuiting between the gate electrode and the second contact can be completely prevented.

このため、この例におけるビット線コンタクトのよう・
に高いアスペクト比を有するコンタクトを形成する際に
も、オーバーエツチングにょるL(板のえぐれを防止す
ることができ、信頼性の高いメモリセルを得ることがで
きる。
Therefore, like the bit line contact in this example,
Even when forming a contact having a high aspect ratio, it is possible to prevent the plate from gouging due to over-etching, and a highly reliable memory cell can be obtained.

また、フォトリソグラフィ技術における合わせずれによ
るゲート電極とのショートを防ぐことができ、合わせず
れを考慮したパターンの余裕を省くことができるため、
メモリセルの微細化をはかることが可能となる。
In addition, it is possible to prevent short circuits with the gate electrode due to misalignment in photolithography technology, and it is possible to eliminate margins in the pattern that take misalignment into account.
It becomes possible to miniaturize memory cells.

(発明が解決しようとする課[1) しかしながら、このような構造をとる場合にも、Sii
絡を防止することができるのは第2のコンタクトに関し
てのみであり、その後におこなわれる第3のコンタクト
の形成時には依然として短絡のおそれがある。
(Issue [1] to be solved by the invention) However, even when such a structure is adopted, Sii
It is only possible to prevent short circuits with respect to the second contact; there is still a risk of short circuits during the subsequent formation of the third contact.

例えば、第2のコンタクトをビット線コンタクトとじた
場合、確かに、このビット線コンタクトの開孔時には確
かに上述したような理由にょリゲート電極とのショート
は防止することができるが、その後、ビット線電極と形
成し、第2の層間絶縁膜を形成し、続いてストレージノ
ードコンタクトと[2ての第3のコンタクトを前記埋め
込み層(多結晶シリコン層)に対して開孔する場合には
、この多結晶シリコン層はビット線電極よりも低い位置
となるため、このストレージノードコンタクトとビット
線間のショートが発生するという問題がある。
For example, when the second contact is connected to the bit line contact, it is true that when the bit line contact is opened, short circuit with the gate electrode can be prevented for the reasons mentioned above, but after that, the bit line contact is closed. An electrode is formed, a second interlayer insulating film is formed, and then a storage node contact and a third contact are formed in the buried layer (polycrystalline silicon layer). Since the polycrystalline silicon layer is located at a lower level than the bit line electrode, there is a problem in that a short circuit occurs between the storage node contact and the bit line.

本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、メモリセ
ル占有面積の縮小化にもががゎ・らず、ビット線とゲー
ト電極、ストレージノード電極とビット線、ストレージ
ノード電極とゲート電極との短絡を防止し、小型で信頼
性の高いメモリセルを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and does not struggle with reducing the area occupied by memory cells, and is capable of connecting bit lines and gate electrodes, storage node electrodes and bit lines, and storage node electrodes and gate electrodes. The purpose is to prevent short circuits and provide a small and highly reliable memory cell.

(Il[1を解決するための手段) そこで本発明では、ゲート電極上に第1の層間絶縁膜を
形成した後、ストレージノードコンタクトおよびビット
線コンタクトの形成部に、第1のコンタクトを形成して
この第1のコンタクト内に導電体を埋め込み、ストレー
ジノード電極またはビット線のいずれか一方を埋め込む
ための溝およびこれに連設して、第1のコンタクトのう
ち、該当するコンタクト内の前記導電体にコンタクトす
る第2のコンタクトを形成し、この溝内に、ストレージ
ノード電極またはビット線を埋め込み、ストレージノー
ドコンタクトまたはビット線コンタクトのうちの残りの
一方の前記導電体が、すでに埋め込まれているストレー
ジノード電極あるいはビット線よりも上層に位置するよ
うにしている。
(Means for Solving Il[1) Therefore, in the present invention, after forming a first interlayer insulating film on the gate electrode, a first contact is formed in the formation portion of the storage node contact and the bit line contact. A conductive material is buried in the first contact of the lever, and a groove for burying either a storage node electrode or a bit line is connected to the groove, and the conductive material is embedded in the corresponding contact among the first contacts. forming a second contact in contact with the body, embedding a storage node electrode or a bit line in the trench, the conductor of the remaining one of the storage node contact or the bit line contact being already embedded; It is located in a layer above the storage node electrode or bit line.

(作用) 上記構成によれば、ストレージノードコンタクト、ビッ
ト線コンタクトのうちの後で形成するコンタクトの開孔
に際し、すでに形成されているストレージノード電極ま
たはビット線が、埋め込み導体層の高さより下にあるた
め、これらとのショートが発生するおそれはない。また
、それよりも上層に形成されているゲート電極とのショ
ートの発生の心配はない。
(Function) According to the above configuration, when forming a hole for a storage node contact or a bit line contact to be formed later, the storage node electrode or bit line that has already been formed is placed below the height of the buried conductor layer. Therefore, there is no risk of short-circuiting with these. Further, there is no fear of short-circuiting with the gate electrode formed in an upper layer.

(実施例) 以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に
説明する。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図<a>乃至第1図(c)に、本発明実施例の積層
形メモリセル構造のDRAMのビット線方向に隣接する
2ビット分を示す平面図、そのA−A断面図、B−B’
断面図を示す。
FIG. 1<a> to FIG. 1(c) are a plan view showing two bits adjacent in the bit line direction of a DRAM having a stacked memory cell structure according to an embodiment of the present invention, a sectional view taken along line A-A, and B. -B'
A cross-sectional view is shown.

、:(7)DRAMでは、MOSFETのゲート電極6
の上および側壁は絶縁膜7および絶縁膜8で覆われてお
り、ビット線コンタクトおよびストレージノードコンタ
クトは、ソース・ドレイン領域4a、4bにコンタクト
すると共にゲート電極6よりも高い位置まで埋め込むよ
うに形成された埋め込み層としての多結晶シリコン層1
6にコンタクトするように形成されかつ、ビット線は溝
17内に埋め込まれ、該多結晶シリコン層16よりも低
い位置に位置するように、ゲート電極に極めて近接した
状態で形成されていることを特徴とするもので、他部に
ついては第5図に示した従来例の積層形メモリセル構造
のDRAMと同様である。
, :(7) In DRAM, the gate electrode 6 of MOSFET
The top and side walls are covered with an insulating film 7 and an insulating film 8, and a bit line contact and a storage node contact are formed to contact the source/drain regions 4a and 4b and to be buried to a level higher than the gate electrode 6. Polycrystalline silicon layer 1 as a buried layer
6, and the bit line is buried in the trench 17 and is formed in close proximity to the gate electrode so as to be located at a lower position than the polycrystalline silicon layer 16. Other parts are similar to the conventional DRAM having a stacked memory cell structure shown in FIG.

すなわち、比抵抗5Ω・C−程度のp型のシリコン基板
1内に形成された素子分離絶縁膜2によって分離された
活性化領域内に、ソース・ドレイン領域を構成するn−
膨拡散層4a、4bと、これらソース・ドレイン領域間
にゲート絶縁膜5を介して形成されたゲート電極6とに
よってMOSFETを構成すると共に、この上層に形成
される層間絶縁膜13内に形成された第1のコンタクト
14を介して、このn−膨拡散層4aおよび4bにコン
タクトするように埋め込ろ層としての多結晶シリコン層
16が形成され、この多結晶シリコン層16にコンタク
トするとともにこの多結晶シリコン層16よりも低い位
置になるように、層間絶縁膜13内に形成された溝17
内に多結晶シリコン層23が埋め込まれビット線を構成
している。
That is, in the active region separated by the element isolation insulating film 2 formed in the p-type silicon substrate 1 with a specific resistance of about 5 Ω·C-, the n-
A MOSFET is constituted by the expansion diffusion layers 4a and 4b and a gate electrode 6 formed between these source and drain regions with a gate insulating film 5 interposed therebetween. A polycrystalline silicon layer 16 as a buried layer is formed so as to be in contact with the n-swelled diffusion layers 4a and 4b via the first contact 14. A groove 17 is formed in the interlayer insulating film 13 at a position lower than the polycrystalline silicon layer 16.
A polycrystalline silicon layer 23 is embedded therein to constitute a bit line.

そして、さらにこの多結晶シリコン層16にコンタクト
するようにストレージノード電極26が形成されて上層
のプレート電極28との間にキャパシタ絶縁膜27を介
在せしめることによりキャパシタを形成している。
A storage node electrode 26 is further formed in contact with this polycrystalline silicon layer 16, and a capacitor is formed by interposing a capacitor insulating film 27 between it and the upper plate electrode 28.

そしてゲート電極6はメモリアレイの一方向に連続的に
配列されてワード線を構成している。
The gate electrodes 6 are continuously arranged in one direction of the memory array to form word lines.

次に、このDRAMの製造方法について図面を参照しつ
つ説明する。
Next, a method for manufacturing this DRAM will be explained with reference to the drawings.

第2図(a)乃至第2図(0)および第2図(^)乃至
第2図(E)はこのDRAMの製造]二程を示す図であ
り、各図において(a)乃至(a)は第1図(a)のA
−A’断面図、(A)乃至(1シ)はB−B’断面図に
相当するものである。
FIGS. 2(a) to 2(0) and FIGS. 2(^) to 2(E) are diagrams showing the second process of manufacturing this DRAM, and in each figure, (a) to (a ) is A in Figure 1(a)
-A' sectional views, (A) to (1) correspond to BB' sectional views.

ます、第2図(a)および第2図(^)に示すように、
比抵抗5Ω・C−程度のpmのシリコン基板1の表面に
、通常のLOCO3法により素子分離絶縁膜2およびパ
ンチスルーストッパ用のp−u拡散層3を形成した後、
熱酸化法により膜厚Ion−程度の酸化シリコン膜から
なるゲート絶縁膜5を形成した後、ゲート電極材料とし
ての多結晶シリコン膜や金属膜あるいはポリサイド膜を
全面に堆積し、さらにこの上層にCVD法により酸化シ
リコン膜等の絶縁膜を膜厚100〜300 ns程度堆
積し、フォトリソ技術および異方性エツチング技術を用
いてゲート電極6およびゲート電極6上の絶縁膜7を同
時にパターニングする。
As shown in Figure 2 (a) and Figure 2 (^),
After forming an element isolation insulating film 2 and a PU diffusion layer 3 for a punch-through stopper on the surface of a pm silicon substrate 1 with a resistivity of about 5 Ω·C by the usual LOCO3 method,
After forming a gate insulating film 5 made of a silicon oxide film with a thickness of approximately Ion- by a thermal oxidation method, a polycrystalline silicon film, a metal film, or a polycide film as a gate electrode material is deposited on the entire surface, and then CVD is applied to the upper layer. An insulating film such as a silicon oxide film is deposited to a thickness of about 100 to 300 ns by a method, and the gate electrode 6 and the insulating film 7 on the gate electrode 6 are simultaneously patterned using photolithography and anisotropic etching.

そして、このゲート電極6をマスクとしてAsイオンを
イオン注入し、n−型拡散層からなるソース・ドレイン
領域4a、4bを形成し、スイッチングトランジスタと
してのMOSFETを形成する。この拡散層の深さは、
例えば150 n−程度とする。この後、CVD法によ
り、膜厚100ns程度以下の酸化シリコン層からなる
絶縁膜を全面に堆積し、反応性イオンエツチング法によ
り、全面をエツチングし、ゲート電極6の側面に自己整
合的に側壁絶縁膜8を残置せしめる。
Using this gate electrode 6 as a mask, As ions are implanted to form source/drain regions 4a and 4b consisting of n-type diffusion layers, thereby forming a MOSFET as a switching transistor. The depth of this diffusion layer is
For example, it is set to about 150 n-. Thereafter, an insulating film made of a silicon oxide layer with a film thickness of about 100 ns or less is deposited on the entire surface using the CVD method, and the entire surface is etched using the reactive ion etching method to insulate the side walls in a self-aligned manner on the side surfaces of the gate electrode 6. The membrane 8 is left behind.

次に、第2図(b)乃至第2図(B)に示すように、こ
の上層に、熱酸化法により、膜厚20nm程度の酸化シ
リコン膜を形成した後、全面にCVD法により層間絶縁
膜としての酸化シリコン膜13を堆積し、続いて、フォ
トリソ法および反応性イオンエツチングにより、この層
間絶縁膜13をパタニングし、第1のストレージノード
コンタクト14および第1のビット線コンタクト15を
同時に形成する。このとき、フォトリソ法を用いてレジ
ストをパターニングした後、等方性エツチングを行い、
さらに異方性エツチングを行うことによって上方部分に
のみ広いコンタクト孔を形成することも可能である。ま
た、フォトリソ法を用いてレジストをパターニングした
後、異方性エツチングを行い、コンタクトを開口した後
、さらに等方性エツチングを行うことによって上、刃部
を広げ、上方部分にのみ広いコンタクト孔を形成するこ
とも可能である。
Next, as shown in FIGS. 2(b) and 2(B), a silicon oxide film with a thickness of about 20 nm is formed on this upper layer by thermal oxidation, and then interlayer insulation is formed by CVD over the entire surface. A silicon oxide film 13 is deposited as a film, and then this interlayer insulating film 13 is patterned by photolithography and reactive ion etching to simultaneously form a first storage node contact 14 and a first bit line contact 15. do. At this time, after patterning the resist using photolithography, isotropic etching is performed.
Furthermore, by performing anisotropic etching, it is also possible to form a wide contact hole only in the upper portion. In addition, after patterning the resist using photolithography, anisotropic etching is performed to open the contacts, and then isotropic etching is performed to widen the upper blade part and create a wide contact hole only in the upper part. It is also possible to form

この後、高濃度にリンドープされた多結晶シリコンWk
16を膜厚がコンタクト孔14.15の短辺の1/2以
上となるように堆積しくここで短辺の172以上となる
ように堆積するのは、完全にコンタクト孔を埋め込むた
めである)、その後層間絶縁膜の表面が露出するまで全
面をエツチングすることにより、多結晶シリコン膜16
をコンタクト内にのみ残留せしめる。ここでこの多結晶
シリコン膜のドーピングは、500人程度の薄い多結晶
シリコン膜を堆積した後、例えばAsイオンをイオン注
入し、さらにコンタクト孔の短辺の1/2以上となるよ
うに多結晶シリコン膜を再び堆積し、Asイオンをイオ
ン注入した後、CVD法により酸化シリコン膜を堆積し
、熱処理を行うという方法によることも可能である。
After this, highly phosphorus-doped polycrystalline silicon Wk
16 is deposited so that the film thickness is 1/2 or more of the short side of the contact hole 14.15.The reason why it is deposited so that the film thickness is 172 or more of the short side is to completely fill the contact hole.) Then, by etching the entire surface of the interlayer insulating film until the surface is exposed, the polycrystalline silicon film 16 is etched.
remains only within the contact. Here, the doping of this polycrystalline silicon film is carried out by depositing a thin polycrystalline silicon film of about 500 layers, then implanting, for example, As ions into the polycrystalline silicon film so that the polycrystalline silicon film becomes more than 1/2 of the short side of the contact hole. It is also possible to deposit a silicon film again, implant As ions, deposit a silicon oxide film by CVD, and perform heat treatment.

さらにまた、この]ニ程では、多結晶シリコン膜を全面
に埋め込んだ後、エッチバックするという方法を用いた
が、例えば、多結晶シリコン膜あるいは単結晶シリコン
膜を選択的にコンタクト孔内のみに成長させるという方
法をとるようにしてもよい。
Furthermore, in the second step, a method was used in which a polycrystalline silicon film was buried over the entire surface and then etched back. You may take the method of growing it.

この後、フォトリソ法および反応性イオンエツチングに
より、ビット線形成位置に溝17を形成する。このとき
溝の深さは、ゲート電極よりも上になるようにする。こ
こでRは、溝形成のためのマスクパターンである。
Thereafter, a groove 17 is formed at the bit line forming position by photolithography and reactive ion etching. At this time, the depth of the groove is set to be above the gate electrode. Here, R is a mask pattern for forming grooves.

そして、第2図(C)および第2図(C)に示すように
、全面酸化を行い、多結晶シリコン層16の表面を酸化
膜で覆う。これにより、ビット線形成用の前記溝17の
形成の際に、合わせずれにより、ストレージノードコン
タクト部の多結晶シリコン層が露出した場合にもビット
線との短絡は防止される。
Then, as shown in FIGS. 2(C) and 2(C), the entire surface is oxidized to cover the surface of the polycrystalline silicon layer 16 with an oxide film. Thereby, even if the polycrystalline silicon layer of the storage node contact portion is exposed due to misalignment during the formation of the trench 17 for forming the bit line, a short circuit with the bit line can be prevented.

この後、第2のビット線コンタクトを形成し、ビット線
電極となる多結晶シリコン層22をビット線満17が十
分に埋まるように堆積し、拡散層4aとの導通をとる。
Thereafter, a second bit line contact is formed, and a polycrystalline silicon layer 22, which will become a bit line electrode, is deposited so that the bit line 17 is sufficiently filled to establish electrical conduction with the diffusion layer 4a.

この後、第2図(d)および第2図(D>に示すように
、埋め込み層である多結晶シリコン層16よりも低い位
置まで全面エツチングによりエッチバックし、さらにビ
ット線の低抵抗化のために選択的エピタキシャル成長法
により、ビット線上22にのみ、タングステン層23を
成長せしめ、さらに第2の層間絶縁膜24を堆積して平
坦化を行い、第2のストレージノードコンタクトを形成
する。
After that, as shown in FIG. 2(d) and FIG. 2(D>), the entire surface is etched back to a position lower than the buried layer polycrystalline silicon layer 16, and furthermore, the resistance of the bit line is lowered. Therefore, a tungsten layer 23 is grown only on the bit line 22 by selective epitaxial growth, and a second interlayer insulating film 24 is deposited and planarized to form a second storage node contact.

ここでRは、第2のストレージノードコンタクトを形成
のためのマスクパターンである。
Here, R is a mask pattern for forming the second storage node contact.

さらに、第2図(e)および第2図(E)に示すように
、このようにして第2のストレージノードコンタクト2
5を形成した後、全面に多結晶シリコン膜を堆積し、ド
ーピングを行った後、フォトリソ法および反応性イオン
エツチングにより、パタニングし多結晶シリコン層16
に導通するようにストレージノード電極26を形成する
。そしてこの上層にCVD法により膜厚10n−の窒化
シリコン膜を堆積した後、約900℃程度の水蒸気雰囲
気中で30分程度酸化して、酸化シリコン膜を形成し、
窒化シリコン膜と酸化シリコン膜との2層膜からなるキ
ャパシタ絶縁膜27を形成する。
Furthermore, as shown in FIG. 2(e) and FIG. 2(E), in this way the second storage node contact 2
After forming the polycrystalline silicon layer 16, a polycrystalline silicon film is deposited on the entire surface, doped, and then patterned by photolithography and reactive ion etching to form the polycrystalline silicon layer 16.
A storage node electrode 26 is formed so as to be electrically conductive. Then, after depositing a silicon nitride film with a thickness of 10 nm on this upper layer by the CVD method, oxidation is performed for about 30 minutes in a water vapor atmosphere at about 900°C to form a silicon oxide film.
A capacitor insulating film 27 consisting of a two-layer film of a silicon nitride film and a silicon oxide film is formed.

そしてさらにこの上層に、多結晶シリコン膜を堆積し、
ドーピングを行った後、フォトリソ法および反応性イオ
ンエツチングにより、パターニングしプレート電極28
を形成する。
Then, a polycrystalline silicon film is further deposited on this upper layer,
After doping, the plate electrode 28 is patterned by photolithography and reactive ion etching.
form.

この後、保護膜としての酸化シリコン膜を形成し、第1
図(a)乃至第1図(C)に示したようなりRAMが完
成する。
After this, a silicon oxide film is formed as a protective film, and the first
The RAM is completed as shown in FIGS. 1A to 1C.

この方法によれば、第2のストレージノードコンタクト
の形成に際し、あらかじめゲート電極よりも高い位置ま
で埋め込まれた多結晶シリコン膜上にコンタクトするよ
うに形成されればよく、すでに形成されているビット線
は、溝内に形成され、この多結晶シリコン膜よりも低い
位置にあるため、ビット線とのショートのおそれはない
According to this method, when forming the second storage node contact, it is only necessary to form the second storage node contact so as to contact the polycrystalline silicon film buried in advance to a higher position than the gate electrode, and the second storage node contact may be formed in contact with the already formed bit line. is formed in the trench and is located at a lower position than this polycrystalline silicon film, so there is no risk of short-circuiting with the bit line.

また、ストレージノードコンタクトおよびビット線コン
タクトが、あらかじめゲート電極よりも高い位置まで埋
め込まれた多結晶シリコン膜上にコンタクトするように
形成されればよいため、ゲート電極とのショートの発生
のおそれはない。また、コンタクト形成に要するエツチ
ング時間を短縮することができる。
In addition, since the storage node contact and the bit line contact only need to be formed in contact with the polycrystalline silicon film that has been buried to a higher level than the gate electrode, there is no risk of short-circuiting with the gate electrode. . Furthermore, the etching time required for contact formation can be shortened.

このため、この実施例におけるビット線コンタク:・の
ように高いアスペクト比を有するコンタクトを形成する
際にも、オーバーエツチングにょる基板のえぐれを防止
することができ、信頼性の高いメモリセルを得ることが
できる。
Therefore, even when forming a contact with a high aspect ratio such as the bit line contact in this embodiment, it is possible to prevent the substrate from gouging due to overetching, resulting in a highly reliable memory cell. be able to.

また、フォトリソグラフィ技術における合わせずれによ
る、ビット線とストレージノード電極、ビット線および
ストレージノード電極のそれぞれとゲート電極とのショ
ートを防ぐことができ、合わせずれを考慮したパターン
の余裕を省くことができるため、メモリセルの微細化を
はかることが可能となる。
In addition, it is possible to prevent short circuits between the bit line and the storage node electrode, and between the bit line and the storage node electrode and the gate electrode due to misalignment in photolithography technology, and it is possible to eliminate margins in the pattern that take misalignment into account. Therefore, it becomes possible to miniaturize memory cells.

さらに、このようにビット線の上にキャパシタを形成す
るようにすれば、ビット線をプレート電極で覆いシール
ドする構造となるため、セルが微細化されても隣り合う
ビット線間の干渉による誤動作の発生を防止することが
できる。
Furthermore, by forming a capacitor on the bit line in this way, the bit line is covered with a plate electrode and shielded, which prevents malfunctions due to interference between adjacent bit lines even when cells are miniaturized. Occurrence can be prevented.

なお、これらの実施例では、ビット形成後にストレージ
ノードコンタクトの形成を行うようにしているが、第3
図(a)乃至第3図(C)に−例を示すように、ストレ
ージノードコンタクトを形成したのちにビット線を形成
することも可能である。
Note that in these examples, the storage node contact is formed after the bit formation, but the third
It is also possible to form the bit lines after forming the storage node contacts, as shown in examples in FIGS. 3(a) to 3(c).

なお、各部の符号は前記実施例に準するものとする。Note that the reference numerals of each part correspond to those in the above embodiment.

加えて、前記実施例においては積層型メモリセル構造を
有するDRAMについて説明したが、この方法は、積層
型メモリセル構造を有するDRAMに限定されることな
く、アスペクト比の高いコンタクトを形成する工程を含
む他のデバイスの形成に際しても有効な方法である。
In addition, although the above embodiment describes a DRAM having a stacked memory cell structure, this method is not limited to a DRAM having a stacked memory cell structure, and can include the step of forming a contact with a high aspect ratio. It is also an effective method for forming other devices including.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以]−説明してきたように、本発明の゛1′−導体記憶
装置によれば、ゲート電極上に第1の層間絶縁膜を形成
した後、ストレージノードコンタクトおよびビット線コ
ンタクトの形成部に、第1のコンタクトを形成してこの
第1のコンタクト内に導電体を埋め込み、ストレージノ
ード電極またはビット線のいずれか一方を埋め込むため
の溝およびこれに連設して、第1のコンタクトのうち、
該当す6コンタクト内の前記導電体にコンタクトする第
2のコンタクトを形成し、この溝内に、ストレージノー
ド電極またはビット線を埋め込み、ストレジノードコン
タクトまたはビット線コンタクトのうちの残りの一方の
前記導電体が、すでに埋め込まれているストレージノー
ド電極あるいはビット線よりも上層に位置するようにし
ているため、ストレージノードコンタクト、ビット線コ
ンタクトのうちの後で形成するコンタクトの開孔に際し
、すでに形成されているストレージノード電極またはビ
ット線が、埋め込み導体層の高さより下にあるため、こ
れらとのショートが発生するおそれはなく、微細化およ
び信頼性の向上をはかることが可能となる。
As described above, according to the conductive memory device of the present invention, after the first interlayer insulating film is formed on the gate electrode, the storage node contact and the bit line contact are formed in the region where the storage node contact and the bit line contact are formed. forming a first contact and burying a conductor in the first contact; a trench for burying either a storage node electrode or a bit line;
A second contact is formed in contact with the conductor in the corresponding six contacts, a storage node electrode or a bit line is buried in this groove, and the second contact is formed in the groove of the remaining one of the storage node contact or the bit line contact. Because the conductor is located above the storage node electrode or bit line that has already been buried, when the storage node contact or bit line contact is to be formed later, Since the storage node electrode or bit line is located below the height of the buried conductor layer, there is no risk of short-circuiting with these, making it possible to achieve miniaturization and improve reliability.

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

第1図(a)乃至第1図(e)は本発明実施例の積層形
メモリセル構造のDRAMを示す図、第2図(a)、第
2図(A)乃至第2図(e)、第2図(C)は同積層形
メモリセル構造のDRAMの製造工程図、第3図(a)
乃至第3図(e)は本発明の他の実施例の積層形メモリ
セル構造のDRAMを示す図、第4図および第5図はそ
れぞれ従来例の積層形メモリセル構造のDRAMを示す
図である。 1・・・p型のシリコン基板、2・・・素子分離絶縁膜
、3・・・チャネルストッパ、4a、4b・・・ソース
・ドレイン領域、5・・・ゲート絶縁膜、6・・・ゲー
ト電極、7・・・絶縁膜、8・・・側壁絶縁膜、9・・
・酸化シリコン膜、10・・・窒化シリコン膜、11・
・・多結晶シリコン膜、12・・・酸化シリコン膜、1
3・・・層間絶縁膜、14・・・第1のストレージノー
ドコンタクト、1510.第1のビット線コンタクト、
】6・・・多結晶シリコン膜、17・・・溝、18・・
・絶縁膜、1991.第2のストレージノードコンタク
ト、22・・・ビット線、23・・・タングステン層、
24・・・絶縁膜、25・・・第2のビット線コンタク
ト、26・・・ストレージノード電極、27・・・キャ
パシタ絶縁膜、28・・・プレート電極、101・・・
p型のシリコン基板、102・・・素Tf 分Jl 絶
RIII、103−104 a 、  104 b −
・・n−膨拡散層、105・・・ゲート絶縁膜、106
・・・ゲート電極、107・・・絶縁膜、108・・・
ストレージノードコンタクト、11o・・・ストレージ
ノード電極、111・・・キャパシタ絶縁膜、112・
・・プレート電極。 (b) (C) (0) (b) (C) 第2図 (A) (B) 2 (d) (D) (b) 第3図(その1) 3 (C) 第3図 (−i!−かり
1(a) to 1(e) are diagrams showing a DRAM with a stacked memory cell structure according to an embodiment of the present invention, FIG. 2(a), and FIG. 2(A) to FIG. 2(e). , FIG. 2(C) is a manufacturing process diagram of a DRAM with the same stacked memory cell structure, and FIG. 3(a)
FIGS. 3(e) to 3(e) are diagrams showing DRAMs with a stacked memory cell structure according to other embodiments of the present invention, and FIGS. 4 and 5 are diagrams showing DRAMs with a stacked memory cell structure of conventional examples, respectively. be. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... P-type silicon substrate, 2... Element isolation insulating film, 3... Channel stopper, 4a, 4b... Source/drain region, 5... Gate insulating film, 6... Gate Electrode, 7... Insulating film, 8... Side wall insulating film, 9...
・Silicon oxide film, 10...Silicon nitride film, 11.
...Polycrystalline silicon film, 12...Silicon oxide film, 1
3... Interlayer insulating film, 14... First storage node contact, 1510. a first bit line contact;
]6... Polycrystalline silicon film, 17... Groove, 18...
・Insulating film, 1991. second storage node contact, 22... bit line, 23... tungsten layer,
24... Insulating film, 25... Second bit line contact, 26... Storage node electrode, 27... Capacitor insulating film, 28... Plate electrode, 101...
P-type silicon substrate, 102...element Tf min Jl absolute RIII, 103-104 a, 104 b -
... n-swelling diffusion layer, 105 ... gate insulating film, 106
...Gate electrode, 107...Insulating film, 108...
Storage node contact, 11o...Storage node electrode, 111...Capacitor insulating film, 112.
...Plate electrode. (b) (C) (0) (b) (C) Figure 2 (A) (B) 2 (d) (D) (b) Figure 3 (Part 1) 3 (C) Figure 3 (- i!-kari

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)一導電型の基板表面に形成されたソース・ドレイ
ン領域およびゲート電極とからなるMOSFETと、 前記ゲート電極の上層を覆う節1の層間絶 縁膜と、 前記第1の層間絶縁膜の、ストレージノー ドコンタクトおよびビット線コンタクトの形成部に形成
された第1のコンタクトと、 前記第1のコンタクト内に前記ゲート電極 よりも高い位置まで埋め込まれた導体層と、ストレージ
ノード電極またはビット線のい ずれか一方に相当する位置の前記第1の層間絶縁膜に形
成された溝と、 前記溝および前記溝に連結すると共に、第 1のコンタクトのうち、該当するコンタクト内の前記導
体層にコンタクトするように形成された第2のコンタク
トと、 前記溝および前記第2のコンタクト内に、 高さが前記導体層よりも低くなるように埋め込まれたス
トレージノード電極、キャパシタ絶縁膜およびプレート
電極からなるキャパシタまたはビット線と、 この上層に形成される第2の層間絶縁膜と、この第2の
層間絶縁膜の、ストレージノー ドコンタクトまたはビット線コンタクトのうちの残りの
一方の前記導体層にコンタクトするように形成された第
3のコンタクトと、 前記第3のコンタクトに接続するように形 成されたストレージノード電極、キャパシタ絶縁膜およ
びプレート電極からなるキャパシタまたはビット線のう
ちの残りの一方とを具備したことを特徴とする積層型キ
ャパシタ構造の半導体記憶装置。
(1) A MOSFET consisting of a source/drain region and a gate electrode formed on the surface of a substrate of one conductivity type, an interlayer insulating film of Node 1 covering the upper layer of the gate electrode, and the first interlayer insulating film. a first contact formed in a storage node contact and bit line contact forming area; a conductor layer buried in the first contact to a level higher than the gate electrode; a groove formed in the first interlayer insulating film at a position corresponding to one of the grooves; and a groove connected to the groove and the conductor layer in the corresponding contact among the first contacts. a second contact formed in the groove, and a capacitor comprising a storage node electrode, a capacitor insulating film, and a plate electrode embedded in the groove and the second contact so that the height thereof is lower than that of the conductor layer; a bit line, a second interlayer insulating film formed on this upper layer, and a second interlayer insulating film formed so as to contact the remaining one of the storage node contact and the bit line contact with the conductor layer. and the remaining one of a capacitor or a bit line formed of a storage node electrode, a capacitor insulating film, and a plate electrode formed to be connected to the third contact. A semiconductor memory device with a stacked capacitor structure.
(2)一導電型の基板表面に形成された素子分離領域内
にソース・ドレイン領域およびゲート電極とからなるM
OSFETを形成するMOSFET形成工程と、 前記ゲート電極上に第1の層間絶縁膜を形 成する第1の層間絶縁膜形成工程と、 前記第1の層間絶縁膜のストレージノード コンタクトおよびビット線コンタクトの形成部に、第1
のコンタクトを形成する第1のコンタクト形成工程と、 前記ソース・ドレイン領域に接続するよう に前記第1のコンタクト内に導体層を埋め込む導体層埋
め込み工程と、 前記第1の層間絶縁膜の表面に、ストレー ジノード電極またはビット線のいずれか一方を埋め込む
ための溝を形成する溝形成工程と、 前記第1のコンタクトのうち、該当するコ ンタクト内の前記導体層にコンタクトする第2のコンタ
クトを形成する第2のコンタクト形成工程と、 前記溝および前記第2のコンタクト内に、 高さが前記導体層よりも低くなるようにストレージノー
ド電極、キャパシタ絶縁膜およびプレート電極からなる
キャパシタまたはビット線を形成するキャパシタまたは
ビット線形成工程と、 この上層に形成される第2の層間絶縁膜を 形成する第2の層間絶縁膜形成工程と、 この第2の層間絶縁膜に対し、ストレージ ノードコンタクトまたはビット線コンタクトのうちの残
りの一方の前記導体層にコンタクトする第3のコンタク
トを形成する第3のコンタクト形成工程と、 前記第3のコンタクト内に露呈する前記導 体層に接続するようにストレージノード電極、キャパシ
タ絶縁膜およびプレート電極からなるキャパシタまたは
ビット線のうちの残りの一方を形成するビット線または
キャパシタ形成工程とを具備したことを特徴とする積層
型キャパシタ構造の半導体記憶装置の製造方法。
(2) An M consisting of a source/drain region and a gate electrode in an element isolation region formed on the surface of a substrate of one conductivity type.
a MOSFET formation step of forming an OSFET; a first interlayer insulating film forming step of forming a first interlayer insulating film on the gate electrode; and formation of a storage node contact and a bit line contact of the first interlayer insulating film. Part 1
a first contact formation step of forming a contact; a conductor layer embedding step of embedding a conductor layer in the first contact so as to be connected to the source/drain region; , a trench forming step of forming a trench for burying either the storage node electrode or the bit line; and forming a second contact that contacts the conductor layer in the corresponding contact among the first contacts. a second contact forming step; forming a capacitor or bit line including a storage node electrode, a capacitor insulating film, and a plate electrode so that the height thereof is lower than that of the conductor layer in the groove and the second contact; A capacitor or bit line forming step; A second interlayer insulating film forming step for forming a second interlayer insulating film formed on this upper layer; A storage node contact or a bit line contact for this second interlayer insulating film. a third contact forming step of forming a third contact that contacts the remaining one of the conductor layers; and a storage node electrode and a capacitor connected to the conductor layer exposed in the third contact. 1. A method of manufacturing a semiconductor memory device having a stacked capacitor structure, comprising a bit line or capacitor forming step of forming the remaining one of the capacitor or bit line consisting of an insulating film and a plate electrode.
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