JPH0379072A - Semiconductor memory device and manufacturing method - Google Patents

Semiconductor memory device and manufacturing method

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JPH0379072A
JPH0379072A JP1215590A JP21559089A JPH0379072A JP H0379072 A JPH0379072 A JP H0379072A JP 1215590 A JP1215590 A JP 1215590A JP 21559089 A JP21559089 A JP 21559089A JP H0379072 A JPH0379072 A JP H0379072A
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JP
Japan
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film
insulating film
forming
etching
semiconductor
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JP1215590A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiharu Watanabe
渡辺 寿治
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

PURPOSE:To enable the formation of a large capacitor in a small formation area on a substrate by forming an etching stopper film which has a first etching rate and a second etching rate on the surfaces of a third insulation film which includes the side of an opening and a first semiconductor region, and carrying out anisotropic etching suitable to each etching rate. CONSTITUTION:A silicon nitriding film 9 is formed on the surfaces of a silicon oxidizing film 7 which includes the side of an opening section 8 and the source diffusion layer 5 on the bottom of the opening section 8. After a polycrystal silicon layer 10 is deposited on the silicon nitriding film 9, a second layer silicon nitriding film 11 is formed on this polycrystal silicon layer 10. Then, anisotropic etching is carried out so as to eliminate the silicon nitriding film 11 but the film on the side of the opening section 8 is excluded and different anisotropic etching is further carried out so as to eliminate the polysilicon layer 10 but the layer on the bottom of the opening section 8 is excluded. Then, similar anisotropic etching is further carried out so as to eliminate the silicon nitriding film 9 but the film on the side of the opening section 8 is excluded. It is, therefore, possible to increase the surface area of the electrode and form a large capacitor by turning the region of the capacitor into pleated waves in this manner.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は半導体記憶装置、特にダイナミックRAMの
メモリセルにおけるキャパシタおよびその製造方法に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a capacitor in a semiconductor memory device, particularly a memory cell of a dynamic RAM, and a method for manufacturing the same.

(従来の技術) ダイナミック型RAM (以下、DRAMと称する)の
高集積化に伴ない、メモリセルのキャパシタの占有面積
は制限され、ますます小さくなってきた。しかしながら
、α線によるソフトエラーを防止するためにはこの限ら
れた面積内で十分なキャパシタの容量を確保する必要が
ある。
(Prior Art) As dynamic RAMs (hereinafter referred to as DRAMs) become highly integrated, the area occupied by capacitors in memory cells is restricted and becomes smaller and smaller. However, in order to prevent soft errors caused by α rays, it is necessary to ensure sufficient capacitance within this limited area.

第3図は従来のDRAMの構成を示す断面図である。P
型シリコン基板2!に形成された素子分離領域22によ
り分離された基板上に、ゲート酸化WA23およびゲー
ト電極24が形成され、その両側の基板表面にN1型の
ソース拡散層25、ドレイン拡散層2Gで構成されるメ
モリセルのMOS)ランジスタ27が形成されている。
FIG. 3 is a sectional view showing the structure of a conventional DRAM. P
Type silicon substrate 2! A gate oxidation WA 23 and a gate electrode 24 are formed on a substrate separated by an element isolation region 22 formed on the substrate, and a memory structure is formed with an N1 type source diffusion layer 25 and a drain diffusion layer 2G on the substrate surface on both sides. A cell MOS transistor 27 is formed.

MOS)ランジスタ27を覆う層間絶縁膜28にはソー
ス拡散層25表面が露出する開口部29が形成されてお
り、この部分を用いてキャパシタが形成されている。二
のキャパシタはその表面積を増大させるため開口部z9
の側壁面から延長するように突出した側壁@30が形成
されている。これにより、開口部29周辺の層間絶縁膜
28上から側壁膜30表面およびソース拡散層25を被
覆する一方のキャパシタ電極31が形成され、キャパシ
タ用の酸化膜32を挟んで他方のキャパシタ電極33が
形成されている。また、上層には層間絶縁膜34を介し
て金属配線35が形成され、層間絶縁1184のコンタ
クトホール3BによりMOSトランジスタ17のドレイ
ン拡散層2Bと接続されている。
An opening 29 through which the surface of the source diffusion layer 25 is exposed is formed in the interlayer insulating film 28 covering the MOS transistor 27, and a capacitor is formed using this portion. The second capacitor has an opening z9 to increase its surface area.
A protruding side wall @30 is formed to extend from the side wall surface. As a result, one capacitor electrode 31 is formed to cover the surface of the sidewall film 30 and the source diffusion layer 25 from above the interlayer insulating film 28 around the opening 29, and the other capacitor electrode 33 is formed with the oxide film 32 for the capacitor in between. It is formed. Furthermore, a metal wiring 35 is formed in the upper layer via an interlayer insulating film 34, and is connected to the drain diffusion layer 2B of the MOS transistor 17 through a contact hole 3B in an interlayer insulating film 1184.

このように、基板表面上の比較的小さい面積で、なるべ
く大きい容量を持つようにキャパシタ電極が形成される
。このキャパシタの製造方法の一部分の工程を第4図(
a)、(b)の断面図を参照して説明する。まず、MO
Sトランジスタ27のソース拡散層25の表面が露出す
る開口部29が形成された7000人程度0膜厚の層間
絶縁膜28全面に、減圧CVD等によりシリコン窒化膜
41を形成する。
In this way, the capacitor electrode is formed in a relatively small area on the substrate surface so as to have as large a capacitance as possible. A part of the process for manufacturing this capacitor is shown in Figure 4 (
This will be explained with reference to the cross-sectional views in a) and (b). First, M.O.
A silicon nitride film 41 is formed by low pressure CVD or the like on the entire surface of the interlayer insulating film 28 having a thickness of about 7,000 0, in which the opening 29 through which the surface of the source diffusion layer 25 of the S transistor 27 is exposed is formed.

その後、RI E (reacNve Jon etc
hing)法による異方性エツチングを行い、シリコン
窒化膜41を開口部29の側面にのみ残して除去する(
第4図(a))。次に、層間絶縁膜28をフッ化アンモ
ニウムで3000人程度エフチングすることにより、層
間絶縁11A2gの膜厚を薄くし、シリコン窒化H41
が開口部外に突出するようにする(第4図(b))。そ
の後、第3図のようにキャパシタ電極31.キャパシタ
用の酸化膜32、キャパシタ電極33を形成する。
After that, RI E (reacNve Jon etc.
Anisotropic etching is performed using the hing method to remove the silicon nitride film 41, leaving it only on the side surfaces of the opening 29.
Figure 4(a)). Next, the interlayer insulating film 28 is etched with ammonium fluoride to reduce the film thickness of the interlayer insulating film 11A2g, and silicon nitride H41
so that it protrudes outside the opening (Fig. 4(b)). Thereafter, as shown in FIG. 3, the capacitor electrode 31. An oxide film 32 for a capacitor and a capacitor electrode 33 are formed.

ところで、この製造方法によりキャパシタを製造すると
、問題が生じる。第4図(b)のように層間絶縁膜2B
をエッチバックする工程では、エツチング時間を設定し
て層間絶縁膜28のエツチングを途中で止めるため、層
間絶縁膜28をどの程度残すかその膜厚制御性に欠けて
おり、下層にあるMOS)ランジスタ27のゲート電極
24との層間耐圧が弱くなる可能性が多分にあり、最悪
の場合にはショートする危険性がある。
However, when a capacitor is manufactured using this manufacturing method, a problem arises. As shown in FIG. 4(b), the interlayer insulating film 2B
In the process of etching back the interlayer insulating film 28, the etching time is set and the etching of the interlayer insulating film 28 is stopped midway through, so it is difficult to control the thickness of the interlayer insulating film 28, and it is difficult to control the thickness of the interlayer insulating film 28. There is a high possibility that the interlayer breakdown voltage between the gate electrode 27 and the gate electrode 24 will be weakened, and in the worst case, there is a risk of a short circuit.

(発明が解決しようとする課題) このように従来では層間絶縁膜のエツチングを途中で止
めるため、この層間絶縁膜をどの程度残すかその膜厚制
御性に欠けており、下層にあるMOS)ランジスタのゲ
ート電極との層間耐圧が弱くなるという欠点がある。
(Problem to be Solved by the Invention) In this way, in the conventional method, etching of the interlayer insulating film is stopped midway through, so it is difficult to control the thickness of the interlayer insulating film to determine how much of the interlayer insulating film is left. The disadvantage is that the interlayer breakdown voltage with the gate electrode becomes weaker.

この発明は上記のような事情を考慮してなされたもので
あり、その目的は、基板上での形成面積が小さい領域で
、大きい容量を持ったキャパシタ電極を有した高信頼性
の半導体記憶装置およびその製造方法を提供することに
ある。
This invention was made in consideration of the above circumstances, and its purpose is to provide a highly reliable semiconductor memory device having a capacitor electrode with a large capacitance in a small area on a substrate. and its manufacturing method.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) この発明の半導体記憶装置は第1導電型の半導体基体と
、前記基体上に選択的に形成された素子分離用としての
第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜に囲まれた前記基板
上に形成された第2の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜上に
選択的に形成された第1の導電体層と、前記第1導電型
の半導体基体の表面に選択的に形成された第2導電型の
第1、第2の半導体領域と、前記第1の導電体層上に積
層され、前記第1、第2の半導体領域の表面が露出する
ような開口部が設けられた第3の絶縁膜と、前記第3の
絶縁膜における開口部内底面から環状に突出して設けら
れた凸壁と、前記凸壁側表面を含む前記開口部内壁面全
域および第3の絶縁膜上に選択的に形成された第1の多
結晶半導体層からなる第1の電極と、前記第1の電極上
に形成されたキャパシタ用の酸化膜と、前記キャパシタ
用の酸化膜上に形成された第2の多結晶半導体層からな
る第2の電極と、前記第2の半導体領域の露出部分を除
く全面に形成された第4の絶縁膜と、前記第2の半導体
領域の露出部分を含む全面に形成された第2の導電体層
とから構成される。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) A semiconductor memory device of the present invention includes a semiconductor substrate of a first conductivity type, and a first insulating film for element isolation selectively formed on the substrate. a second insulating film formed on the substrate surrounded by the first insulating film; a first conductor layer selectively formed on the second insulating film; first and second semiconductor regions of a second conductivity type selectively formed on the surface of a semiconductor substrate of one conductivity type; and the first and second semiconductor regions laminated on the first conductor layer; a third insulating film provided with an opening such that the surface of the region is exposed; a convex wall protruding annularly from the inner bottom surface of the opening in the third insulating film; and a surface on the side of the convex wall. a first electrode made of a first polycrystalline semiconductor layer selectively formed on the entire inner wall surface of the opening and on the third insulating film; and an oxide film for a capacitor formed on the first electrode. , a second electrode made of a second polycrystalline semiconductor layer formed on the oxide film for the capacitor, and a fourth insulating film formed on the entire surface of the second semiconductor region except for exposed portions; and a second conductor layer formed over the entire surface including the exposed portion of the second semiconductor region.

この発明の半導体記憶装置の製造方法は第1導電型の半
導体基体上に素子分離用としての第1の絶縁膜を選択的
に形成する工程と、前記第1の絶縁膜に囲まれた前記基
板上に第2の絶縁膜を形成する工程と、前記第2の絶縁
膜上に第1の導電体層を選択的に形成する工程と、前記
第1導電型の半導体基体の表面に不純物を導入して第2
導電型の第1・第2の半導体領域を選択的に形成する工
程と、前記第1の導電体層を含む基板全面に第3の絶縁
膜を形成する工程と、前記第3の絶縁膜に対し、前記第
1、第2の半導体領域の表面が露出するような開口部を
形成する工程と、前記開口部側面を含む第3の絶縁膜上
および前記第1の半導体領域の表面上に第1のエッチン
グ・レートを有するエッチング・ストッパ膜を形成する
工程と、前記第1のエッチング・ストッパ膜上に第2の
エツチング争レートを有する第2のエッチング・ストッ
パ膜を形成する工程と、前記第2のエッチング・ストッ
パ膜上に第1のエツチング會レートを有する凸壁形成用
の膜を形成する工程と、前記凸壁形成用の膜を前記第1
のエツチングやレートに適合した異方性のエツチング技
術によりエツチングし、側壁として前記開口部内の側面
に残す工程と、前記第2のエッチング・ストッパ膜を前
記第2のエッチング・レートに適合した異方性のエツチ
ング技術によりエツチングし゛、この第2のエッチング
・ストッパ膜を開口部内の底部に残す工程と、前記第1
のエッチング・ストッパ膜を前記第1のエッチング・レ
ートに適合した異方性のエツチング技術によりエツチン
グし、この第1のエッチング・ストッパ膜を開口部内の
側面に残す工程と、前記開口部内壁面全域および第3の
絶縁膜上に第1の多結晶半導体層からなる第1の電極を
選択的に形成する工程と、前記第1の電極上に酸化法に
よりキャパシタ用の酸化膜を形成する工程と、前記キャ
パシタ用の酸化膜上に第2の多結晶半導体層からなる第
2の電極を形成する工程と、前記第2の半導体領域の露
出部分を除く全面に第4の絶縁膜を形成する工程と、前
記第2の半導体領域の露出部分を含む全面に第2の導電
体層を形成する工程とから構成される。
The method for manufacturing a semiconductor memory device of the present invention includes the steps of selectively forming a first insulating film for element isolation on a semiconductor substrate of a first conductivity type, and the substrate surrounded by the first insulating film. forming a second insulating film on the second insulating film; selectively forming a first conductive layer on the second insulating film; and introducing impurities into the surface of the first conductive type semiconductor substrate. and second
selectively forming first and second semiconductor regions of conductive type; forming a third insulating film over the entire surface of the substrate including the first conductor layer; and forming a third insulating film on the third insulating film. On the other hand, a step of forming an opening such that the surfaces of the first and second semiconductor regions are exposed, and a step of forming an opening on a third insulating film including a side surface of the opening and on a surface of the first semiconductor region. forming an etching stopper film having a second etching rate on the first etching stopper film; forming a second etching stopper film having a second etching rate on the first etching stopper film; forming a convex wall forming film having a first etching rate on the second etching stopper film;
etching using an anisotropic etching technique adapted to the etching rate of the etching process, and leaving the second etching stopper film on the side surface of the opening as a sidewall; etching using a conventional etching technique, leaving this second etching stopper film at the bottom of the opening;
etching the etching stopper film using an anisotropic etching technique adapted to the first etching rate, leaving the first etching stopper film on the side surface of the opening, and etching the entire inner wall surface of the opening and selectively forming a first electrode made of a first polycrystalline semiconductor layer on a third insulating film; forming an oxide film for a capacitor on the first electrode by an oxidation method; forming a second electrode made of a second polycrystalline semiconductor layer on the oxide film for the capacitor; and forming a fourth insulating film on the entire surface of the second semiconductor region except for exposed portions. , forming a second conductor layer on the entire surface including the exposed portion of the second semiconductor region.

(作 用) この発明では、キャパシタ部分製造用の開口部内に環状
に突出して設けられた凸壁により、第1の多結晶半導体
層を凸壁側表面を含む前記開口部内壁面全域および第3
の絶縁膜上に選択的に形成して、キャパシタの第1電極
をひだ状の波形電極とすることによって、電極面の表面
積を大きく、もって容量の大きなキャパシタが形成され
る。このキャパシタの製造方法では、第1のエッチング
・ストッパ膜により、第1の導電体層上の層間絶縁膜を
エツチングしないようにして層間耐圧を下げないように
する。また、第1のエッチング・ストッパ膜は第2のエ
ッチング・ストッパ膜とそのエッチング・レートが異な
っており、構造が微細なひだ状の波形電極をセルファラ
インで製造する。
(Function) In the present invention, the convex wall provided in an annular manner protrudes within the opening for manufacturing the capacitor part, so that the first polycrystalline semiconductor layer is coated over the entire inner wall surface of the opening, including the surface on the convex wall side, and the third polycrystalline semiconductor layer.
By forming the first electrode of the capacitor selectively on the insulating film and making the first electrode of the capacitor a corrugated electrode, the surface area of the electrode surface is increased, thereby forming a capacitor with a large capacitance. In this capacitor manufacturing method, the first etching stopper film prevents the interlayer insulating film on the first conductor layer from being etched, so that the interlayer breakdown voltage does not decrease. Further, the first etching stopper film has a different etching rate from the second etching stopper film, and a corrugated electrode with a fine corrugated structure is manufactured using the Selfa line.

(実施例) 以下、図面を参照してこの発明を実施例により説明する
(Examples) Hereinafter, the present invention will be explained by examples with reference to the drawings.

第1図(a)〜(【)はこの発明に係るダイナミック型
RAM (以下、DRAMと称する)におけるメモリセ
ルの製造方法の主要な工程を示す断面図である。すなわ
ち、まず、P型シリコン基板1に素子分離領域としての
フィールド酸化膜2を形成する。その後、フィールド酸
化膜2で囲まれた基板1の表面に、ゲート酸化膜3およ
びゲート電極4を選択的に形成する。次に、ゲート電極
4およびフィールド酸化膜2をマスクとして例えばP(
リン)をイオン注入することにより、N+型のソース拡
散層5、ドレイン拡散層6を形成する。
FIGS. 1A to 1B are cross-sectional views showing the main steps of a method for manufacturing a memory cell in a dynamic RAM (hereinafter referred to as DRAM) according to the present invention. That is, first, a field oxide film 2 is formed on a P-type silicon substrate 1 as an element isolation region. Thereafter, a gate oxide film 3 and a gate electrode 4 are selectively formed on the surface of the substrate 1 surrounded by the field oxide film 2. Next, using the gate electrode 4 and field oxide film 2 as a mask, for example, P(
By ion-implanting phosphorus), an N+ type source diffusion layer 5 and drain diffusion layer 6 are formed.

その後、全面に例えばCVD (化学気相成長)法によ
りシリコン酸化膜7を4000人程度堆積し、その後、
ソース拡散層5上のシリコン酸化膜7の一部を選択的に
エツチングし、開口部8を形成する(第1図(a))。
After that, about 4000 silicon oxide films 7 are deposited on the entire surface by, for example, CVD (chemical vapor deposition), and then,
A portion of the silicon oxide film 7 on the source diffusion layer 5 is selectively etched to form an opening 8 (FIG. 1(a)).

次に、開口部8側面を含むシリコン酸化膜7上および開
口部8底部のソース拡散層5の表面上にシリコン酸化膜
7のエツチングQストッパ膜として膜厚が1000人程
度0シリコン窒化膜9を減圧CVD法により形成する。
Next, a silicon nitride film 9 with a thickness of approximately 1000 mm is deposited as an etching Q stopper film for the silicon oxide film 7 on the silicon oxide film 7 including the side surfaces of the opening 8 and on the surface of the source diffusion layer 5 at the bottom of the opening 8. It is formed by a low pressure CVD method.

その後、シリコン窒化膜9上に多結晶シリコン層10を
堆積した後、この多結晶シリコン層lO上に2層目のシ
リコン窒化膜11を1000人程度形成する(第1図(
b))。
After that, a polycrystalline silicon layer 10 is deposited on the silicon nitride film 9, and then a second silicon nitride film 11 is formed on this polycrystalline silicon layer 10 by about 1000 people (see FIG. 1).
b)).

次に、RIE法による異方性エツチングを行い、シリコ
ン窒化膜11を開口部8の側面にのみ残して除去する。
Next, anisotropic etching is performed using the RIE method to remove the silicon nitride film 11, leaving it only on the side surfaces of the opening 8.

このときのRIE法は、シリコン窒化gt1のエッチン
グ・レートが高くなるような異方性エツチングであり、
多結晶シリコン層10の有するエッチング・レートは極
めて低くなるので、下層の多結晶シリコン層10がエツ
チング。ストッパトシて作用し、多結晶シリコン層10
上のシリコン窒化膜11のエツチング終了時点が検出で
きる(第1図(C))。
The RIE method at this time is anisotropic etching that increases the etching rate of silicon nitride gt1,
Since the etching rate of the polycrystalline silicon layer 10 is extremely low, the underlying polycrystalline silicon layer 10 is etched. The stopper acts as a polycrystalline silicon layer 10.
The end point of etching of the upper silicon nitride film 11 can be detected (FIG. 1(C)).

次に、RIE法による異方性エツチングを行い、多結晶
シリコン層lOを開口部8の底部にのみ残して除去する
。このときのRIE法は、多結晶シリコン層10のエッ
チング・レートが高くなるような異方性エツチングであ
り、シリコン窒化膜9,11の有するエッチング・レー
トは極めて低くなるので、下層のシリコン窒化膜9がエ
ッチング・ストッパとして作用し、シリコン酸化膜9上
の多結晶シリコン層lOのエツチング終了時点が検出で
きる。
Next, anisotropic etching is performed using the RIE method to remove the polycrystalline silicon layer 10, leaving it only at the bottom of the opening 8. The RIE method at this time is an anisotropic etching that increases the etching rate of the polycrystalline silicon layer 10, and the etching rate of the silicon nitride films 9 and 11 is extremely low. 9 acts as an etching stopper, and the point in time when etching of the polycrystalline silicon layer lO on the silicon oxide film 9 is completed can be detected.

こうして、開口部8内には、底面に露出したシリコン窒
化膜9を囲むように環状に突出したシリコン窒化111
1が形成され、キャパシタ用の溝12がドーナツ状に形
成される(第1図(d))。
In this way, inside the opening 8, a silicon nitride film 111 protrudes annularly so as to surround the silicon nitride film 9 exposed on the bottom surface.
1 is formed, and a groove 12 for a capacitor is formed in a donut shape (FIG. 1(d)).

次に、第1図Cc)と同様のRIE法による異方性エツ
チングを行い、シリコン窒化膜9を開口部8の側面にの
み残して除去する。これにより、開口部8の一部底面に
ソース拡散領域5が露出する。その後、露出したソース
拡散領域5を含む開口部8内壁面全域および第3の絶縁
膜上に多結晶シリコン層を形成し、バターニングして一
方のキャパシタ電極13を形成する。続いて、キャパシ
タ電極13の表面にキャパシタ酸化膜!4を形成した後
、キャパシタ用の酸化膜14上に他方のキャパシタ電極
15を形成することにより、キャパシタ16を形成する
 (第1図(e))。
Next, anisotropic etching is performed using the RIE method similar to that shown in FIG. As a result, the source diffusion region 5 is exposed at a portion of the bottom surface of the opening 8. Thereafter, a polycrystalline silicon layer is formed over the entire inner wall surface of the opening 8 including the exposed source diffusion region 5 and on the third insulating film, and is patterned to form one capacitor electrode 13. Next, a capacitor oxide film is formed on the surface of the capacitor electrode 13! 4, the other capacitor electrode 15 is formed on the oxide film 14 for the capacitor, thereby forming the capacitor 16 (FIG. 1(e)).

次に、全面に層間絶縁膜を堆積した後、トランジスタの
ドレイン領域6の一部が露出するようにバターニングし
、アルミニウムによるドレイン電極18を形成する (
第1図(f))。
Next, after depositing an interlayer insulating film over the entire surface, patterning is performed so that a part of the drain region 6 of the transistor is exposed, and a drain electrode 18 made of aluminum is formed.
Figure 1(f)).

このような製造方法によれば、キャパシタ部分製造用の
開口部8内に環状に突出して形成されたシリコン窒化膜
llの凸壁により、キャパシタ部分の領域をひだ状の波
形とすることによって、電極面の表面積を大きく、もっ
て容量の大きなキャパシタが形成される。また、このキ
ャパシタを製造するにあたり、それぞれエッチング・レ
ートが異なる膜材料を組み合わせてキャパシタ部分の領
域を形成するので、エツチング制御が容易にでき、構造
が微細なひだ状の波形電極をセルファラインで製造され
る。
According to such a manufacturing method, the convex wall of the silicon nitride film 11 formed in an annular manner in the opening 8 for manufacturing the capacitor part makes the region of the capacitor part have a corrugated shape, thereby forming the electrode. A capacitor with a large capacitance is formed by increasing the surface area of the surface. In addition, in manufacturing this capacitor, the capacitor region is formed by combining film materials with different etching rates, making it easy to control etching, and manufacturing microscopic corrugated corrugated electrodes on the Selfa line. be done.

なお、エッチング・レートが異なる膜材料の組み合わせ
はこの実施例における、シリコン窒化膜9−多結晶シリ
コン層lO−シリコン窒化膜11の代わりに、シリコン
窒化膜(9)−多結晶シリコン層(10)−シリコン酸
化膜(11)または、多結晶シリコン層(9)−シリコ
ン窒化膜(10)−多結晶シリコン層(11)または、
多結晶シリコン層(9)−シリコン酸化膜(lO)−多
結晶シリコン層(11)等の組み合わせを用いても実現
できる。
Note that the combination of film materials with different etching rates is silicon nitride film (9)-polycrystalline silicon layer (10) instead of silicon nitride film 9-polycrystalline silicon layer lO-silicon nitride film 11 in this embodiment. - silicon oxide film (11) or polycrystalline silicon layer (9) - silicon nitride film (10) - polycrystalline silicon layer (11) or
It can also be realized using a combination such as a polycrystalline silicon layer (9), a silicon oxide film (lO), and a polycrystalline silicon layer (11).

また、キャパシタの電極面の表面積をさらに大きくし、
容量の大きなキャパシタを形成したい場合、第2図のよ
うにドーナツ状の溝12の外周を第1図の実施例のもの
より大きく取ることによって実現できる。この場合の開
口部8は、層間絶縁膜7において、ゲート電極3の一部
上層にも開けられる恐れがあるため、例えば、層間絶縁
膜7の層間における所定の層間面上にエツチングストッ
パ層(図示せず)を挿入するなどして、その位置Aで開
口部8の形成を終了させる必要がある。さらに、シリコ
ン窒化膜盲の凸壁にかこまれた内部をエツチングしてソ
ース拡散領域5を露出させる場合にも、開口部以外の層
間絶縁膜7表面上にエツチングストッパ層(図示せず)
を設けるとよい。
In addition, the surface area of the electrode surface of the capacitor is further increased,
If it is desired to form a capacitor with a large capacity, this can be achieved by making the outer circumference of the donut-shaped groove 12 larger than that of the embodiment shown in FIG. 1, as shown in FIG. In this case, the opening 8 may be formed in the interlayer insulating film 7 in a part of the upper layer of the gate electrode 3. Therefore, for example, an etching stopper layer (Fig. It is necessary to complete the formation of the opening 8 at the position A by, for example, inserting a hole (not shown). Furthermore, when exposing the source diffusion region 5 by etching the inside surrounded by the convex wall of the silicon nitride film, an etching stopper layer (not shown) is added on the surface of the interlayer insulating film 7 other than the opening.
It is a good idea to provide

[発明の効果] 以上説明したようにこの発明によれば、大きい容量を持
ったキャパシタ電極を有した高信頼性の半導体記憶装置
およびその製造方法を提供することができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to provide a highly reliable semiconductor memory device having a capacitor electrode with a large capacity, and a method for manufacturing the same.

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

第1図(a)〜(f)はそれぞれこの発明の一実施例に
係るダイナミック型RAMのメモリセルの製造方法の主
要な工程を示す断面図、ff12図はこの発明の他の実
施例方法によるダイナミック型RAMのメモリセルの構
成を示す断面図、第3図は従来のダイナミック型RAM
のメモリセルの構成を示す断面図、第4図(a)および
(b)は第3図の構成のメモリセルの製造工程の一部分
を示す断面図である。 1・・・P型半導体基板、2・・・フィールド酸化膜、
3・・・ゲート電極、4・・・ゲート酸化膜、5・・・
ソース拡散層、6・・・ドレイン拡散層、7,17・・
・層間絶縁膜、8・・・開口部、9.11・・・シリコ
ン窒化膜、lO・・・多結晶シリコン層、12・・・溝
、13.15・・・キャパシタ電極、14・・・キャパ
シタ酸化膜、16・・・キャパシタ、18・・・ドレイ
ン電極。
FIGS. 1(a) to 1(f) are cross-sectional views showing the main steps of a method for manufacturing a dynamic RAM memory cell according to an embodiment of the present invention, and FIG. A cross-sectional view showing the configuration of a memory cell of a dynamic RAM, FIG. 3 is a diagram of a conventional dynamic RAM.
FIGS. 4(a) and 4(b) are cross-sectional views showing a part of the manufacturing process of the memory cell having the structure shown in FIG. 3. FIGS. 1... P-type semiconductor substrate, 2... Field oxide film,
3... Gate electrode, 4... Gate oxide film, 5...
Source diffusion layer, 6... Drain diffusion layer, 7, 17...
- Interlayer insulating film, 8... Opening, 9.11... Silicon nitride film, lO... Polycrystalline silicon layer, 12... Groove, 13.15... Capacitor electrode, 14... Capacitor oxide film, 16... Capacitor, 18... Drain electrode.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)第1導電型の半導体基体と、 前記基体上に選択的に形成された素子分離用の第1の絶
縁膜と、 前記第1の絶縁膜に囲まれた前記基板上に形成された第
2の絶縁膜と、 前記第2の絶縁膜上に選択的に形成された第1の導電体
層と、 前記第1導電型の半導体基体の表面に選択的に形成され
た第2導電型の第1、第2の半導体領域と、 前記第1の導電体層上に積層され、前記第1、第2の半
導体領域の表面が露出するような開口部が設けられた第
3の絶縁膜と、 前記第3の絶縁膜における開口部内底面から環状に突出
して設けられた凸壁と、 前記凸壁側表面を含む前記開口部内壁面全域および第3
の絶縁膜上に選択的に形成された第1の多結晶半導体層
からなる第1の電極と、 前記第1の電極上に形成されたキャパシタ用の酸化膜と
、 前記キャパシタ用の酸化膜上に形成された第2の多結晶
半導体層からなる第2の電極と、 前記第2の半導体領域の露出部分を除く全面に形成され
た第4の絶縁膜と、 前記第2の半導体領域の露出部分を含む全面に形成され
た第2の導電体層と を具備したことを特徴とする半導体記憶装置。
(1) a semiconductor substrate of a first conductivity type; a first insulating film for element isolation selectively formed on the substrate; and a semiconductor substrate formed on the substrate surrounded by the first insulating film. a second insulating film; a first conductive layer selectively formed on the second insulating film; and a second conductive type selectively formed on the surface of the first conductive type semiconductor substrate. and a third insulating film laminated on the first conductor layer and provided with an opening through which surfaces of the first and second semiconductor regions are exposed. a convex wall provided to protrude annularly from the inner bottom surface of the opening in the third insulating film; and the entire inner wall surface of the opening including the convex wall side surface and the third insulating film.
a first electrode made of a first polycrystalline semiconductor layer selectively formed on an insulating film; an oxide film for a capacitor formed on the first electrode; and an oxide film for a capacitor formed on the oxide film for the capacitor. a second electrode made of a second polycrystalline semiconductor layer formed on the second semiconductor region; a fourth insulating film formed on the entire surface of the second semiconductor region except for exposed portions; and an exposed portion of the second semiconductor region. 1. A semiconductor memory device comprising: a second conductor layer formed over the entire surface including a portion of the semiconductor memory device.
(2)第1導電型の半導体基体上に素子分離用としての
第1の絶縁膜を選択的に形成する工程と、前記第1の絶
縁膜に囲まれた前記基板上に第2の絶縁膜を形成する工
程と、 前記第2の絶縁膜上に第1の導電体層を選択的に形成す
る工程と、 前記第1導電型の半導体基体の表面に不純物を導入して
第2導電型の第1、第2の半導体領域を選択的に形成す
る工程と、 前記第1の導電体層を含む基板全面に第3の絶縁膜を形
成する工程と、 前記第3の絶縁膜に対し、前記第1、第2の半導体領域
の表面が露出するような開口部を形成する工程と、 前記開口部側面を含む第3の絶縁膜上および前記第1の
半導体領域の表面上に第1のエッチング・レートを有す
るエッチング・ストッパ膜を形成する工程と、 前記第1のエッチング・ストッパ膜上に第2のエッチン
グ・レートを有する第2のエッチング・ストッパ膜を形
成する工程と、 前記第2のエッチング・ストッパ膜上に第1のエッチン
グ・レートを有する凸壁形成用の膜を形成する工程と、 前記凸壁形成用の膜を前記第1のエッチング・レートに
適合した異方性のエッチング技術によりエッチングし、
側壁として前記開口部内の側面に残す工程と、 前記第2のエッチング・ストッパ膜を前記第2のエッチ
ング・レートに適合した異方性のエッチング技術により
エッチングし、この第2のエッチング・ストッパ膜を開
口部内の底部に残す工程と、前記第1のエッチング・ス
トッパ膜を前記第1のエッチング・レートに適合した異
方性のエッチング技術によりエッチングし、この第1の
エッチング・ストッパ膜を開口部内の側面に残す工程と
、前記開口部内壁面全域および第3の絶縁膜上に第1の
多結晶半導体層からなる第1の電極を選択的に形成する
工程と、 前記第1の電極上に酸化法によりキャパシタ用の酸化膜
を形成する工程と、 前記キャパシタ用の酸化膜上に第2の多結晶半導体層か
らなる第2の電極を形成する工程と、前記第2の半導体
領域の露出部分を除く全面に第4の絶縁膜を形成する工
程と、 前記第2の半導体領域の露出部分を含む全面に第2の導
電体層を形成する工程と を具備したことを特徴とする半導体記憶装置の製造方法
(2) selectively forming a first insulating film for element isolation on a semiconductor substrate of a first conductivity type; and forming a second insulating film on the substrate surrounded by the first insulating film. selectively forming a first conductive layer on the second insulating film; and introducing an impurity into the surface of the first conductive type semiconductor substrate to form a second conductive type. selectively forming first and second semiconductor regions; forming a third insulating film over the entire surface of the substrate including the first conductor layer; forming an opening such that the surfaces of the first and second semiconductor regions are exposed; and performing first etching on the third insulating film including the side surfaces of the opening and on the surface of the first semiconductor region. - forming an etching stopper film having a second etching rate; forming a second etching stopper film having a second etching rate on the first etching stopper film; and the second etching - forming a film for forming a convex wall having a first etching rate on the stopper film; and forming the film for forming a convex wall by an anisotropic etching technique adapted to the first etching rate. etched,
etching the second etching stopper film using an anisotropic etching technique adapted to the second etching rate; etching the first etching stopper film by an anisotropic etching technique adapted to the first etching rate; leaving the first etching stopper film at the bottom of the opening; a step of selectively forming a first electrode made of a first polycrystalline semiconductor layer over the entire inner wall surface of the opening and on the third insulating film; and a step of forming an oxidation method on the first electrode. forming a second electrode made of a second polycrystalline semiconductor layer on the oxide film for the capacitor, excluding exposed portions of the second semiconductor region; Manufacturing a semiconductor memory device comprising: forming a fourth insulating film over the entire surface; and forming a second conductor layer over the entire surface including the exposed portion of the second semiconductor region. Method.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH03151663A (en) * 1989-11-08 1991-06-27 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor memory device
EP0595360A1 (en) * 1992-10-30 1994-05-04 Nec Corporation Method of manufacturing a semiconductor device having a cylindrical electrode
FR2752494A1 (en) * 1996-08-16 1998-02-20 United Microelectronics Corp SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE AND CAPACITOR ELECTRODE STRUCTURE FOR SUCH DEVICE
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