JPH04343266A - 半導体記憶装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体記憶装置及びその製造方法Info
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- JPH04343266A JPH04343266A JP3115158A JP11515891A JPH04343266A JP H04343266 A JPH04343266 A JP H04343266A JP 3115158 A JP3115158 A JP 3115158A JP 11515891 A JP11515891 A JP 11515891A JP H04343266 A JPH04343266 A JP H04343266A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
- H01L21/76895—Local interconnects; Local pads, as exemplified by patent document EP0896365
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B12/00—Dynamic random access memory [DRAM] devices
- H10B12/01—Manufacture or treatment
- H10B12/02—Manufacture or treatment for one transistor one-capacitor [1T-1C] memory cells
- H10B12/03—Making the capacitor or connections thereto
- H10B12/033—Making the capacitor or connections thereto the capacitor extending over the transistor
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B12/00—Dynamic random access memory [DRAM] devices
- H10B12/30—DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
- H10B12/31—DRAM 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スタックト・キャパシ
タの容量を充分に確保できるような構造のセルにおいて
、メモリセルの平面積を小さくできる構造にした半導体
記憶装置に関する。
タの容量を充分に確保できるような構造のセルにおいて
、メモリセルの平面積を小さくできる構造にした半導体
記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のスタック型ダイナミック・ランダ
ム・アクセス・メモリ(Dynamic Randa
m Access Memory:DRAM)の構
造を図7を用いて説明する。
ム・アクセス・メモリ(Dynamic Randa
m Access Memory:DRAM)の構
造を図7を用いて説明する。
【0003】図に於いて、1は半導体基板、2はフィー
ルド酸化膜、3はゲート酸化膜、4は多結晶シリコンか
ら成るゲート電極、6は酸化膜から成るサイドウォール
、7は不純物拡散層、8、14、16は層間絶縁膜、9
は蓄積電極コンタクト、10は容量蓄積電極の一部を成
す第1の導電膜、11は容量蓄積電極の一部を成す第2
の導電膜、12は容量絶縁膜、13は容量対向電極、1
5は高融点金属シリサイドから成るビット線、17はア
ルミ配線をそれぞれ示している。
ルド酸化膜、3はゲート酸化膜、4は多結晶シリコンか
ら成るゲート電極、6は酸化膜から成るサイドウォール
、7は不純物拡散層、8、14、16は層間絶縁膜、9
は蓄積電極コンタクト、10は容量蓄積電極の一部を成
す第1の導電膜、11は容量蓄積電極の一部を成す第2
の導電膜、12は容量絶縁膜、13は容量対向電極、1
5は高融点金属シリサイドから成るビット線、17はア
ルミ配線をそれぞれ示している。
【0004】この半導体記憶装置においては、セルの平
面積を例えば10〔μm2 〕程度以下にした場合でも
、容量蓄積電極10の表面積を充分に広く採ることがで
き、充分なキャパシタ容量を確保できるので、情報電荷
の保持時間が長く、またα線など放射線に起因するソフ
ト・エラーに対する耐性が高いなどの利点がある。
面積を例えば10〔μm2 〕程度以下にした場合でも
、容量蓄積電極10の表面積を充分に広く採ることがで
き、充分なキャパシタ容量を確保できるので、情報電荷
の保持時間が長く、またα線など放射線に起因するソフ
ト・エラーに対する耐性が高いなどの利点がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】近年、半導体記憶装置
は更に微細化される傾向にあり、微細化が進行するにつ
れ、メモリ・セルの平面的な面積の縮小化を要求されて
いる。その場合、メモリセルの面積が例えば5〔μm2
〕程度以下になると、容量蓄積電極11とゲート電極
4の電気的絶縁を保つ為に蓄積電極コンタクト9をゲー
ト電極4から十分な間隔(例えば0.3〔μm〕程度以
上)を取って形成することが困難になってくる。また、
前記間隔を例えば0.2〔μm〕程度以下に小さくする
と従来の構造では容量蓄積電極11とゲート電極4の電
極的絶縁を保てなくなるという問題点があった。
は更に微細化される傾向にあり、微細化が進行するにつ
れ、メモリ・セルの平面的な面積の縮小化を要求されて
いる。その場合、メモリセルの面積が例えば5〔μm2
〕程度以下になると、容量蓄積電極11とゲート電極
4の電気的絶縁を保つ為に蓄積電極コンタクト9をゲー
ト電極4から十分な間隔(例えば0.3〔μm〕程度以
上)を取って形成することが困難になってくる。また、
前記間隔を例えば0.2〔μm〕程度以下に小さくする
と従来の構造では容量蓄積電極11とゲート電極4の電
極的絶縁を保てなくなるという問題点があった。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体記憶装置
に於いては、半導体基板上のフィールド酸化膜およびゲ
ート酸化膜を介してゲート電極が形成され、さらにゲー
ト電極上に絶縁膜およびゲート電極側面に酸化膜から成
るサイドウォールが形成され、さらにその上に層間絶縁
膜に形成されメモリキャパシタに於ける蓄積電極がコン
タクトする窓と前記窓の周囲を囲むように形成され前記
蓄積電極の一部を成す第1の導電膜と、前記第1の導電
膜の少なくとも内側周にコンタクトすると共に前記窓に
コンタクトし前記蓄積電極の一部をなす第2の導電膜と
を備えていることを特徴とする。第2に、半導体基板上
のフィールド酸化膜およびゲート酸化膜を介してゲート
電極が形成され、さらに、ゲート電極の側面に酸化膜か
ら成るサイドウォールが形成され、さらにその上の層間
絶縁膜に形成されメモリキャパシタに於ける蓄積電極が
コンタクトする窓と前記窓の周囲を囲むように形成され
、前記蓄積電極の一部を成す第1の導電膜と該第1の導
電膜と前記コンタクト窓の側面に形成され、ゲート電極
との電気的絶縁を保つ為に形成された酸化膜から成るサ
イドウォールと前記第1の導電膜の少なくとも内側周に
コンタクトすると共に前記窓にコンタクトし前記蓄積電
極の一部をなす第2の導電膜とを備えていることを特徴
とする。
に於いては、半導体基板上のフィールド酸化膜およびゲ
ート酸化膜を介してゲート電極が形成され、さらにゲー
ト電極上に絶縁膜およびゲート電極側面に酸化膜から成
るサイドウォールが形成され、さらにその上に層間絶縁
膜に形成されメモリキャパシタに於ける蓄積電極がコン
タクトする窓と前記窓の周囲を囲むように形成され前記
蓄積電極の一部を成す第1の導電膜と、前記第1の導電
膜の少なくとも内側周にコンタクトすると共に前記窓に
コンタクトし前記蓄積電極の一部をなす第2の導電膜と
を備えていることを特徴とする。第2に、半導体基板上
のフィールド酸化膜およびゲート酸化膜を介してゲート
電極が形成され、さらに、ゲート電極の側面に酸化膜か
ら成るサイドウォールが形成され、さらにその上の層間
絶縁膜に形成されメモリキャパシタに於ける蓄積電極が
コンタクトする窓と前記窓の周囲を囲むように形成され
、前記蓄積電極の一部を成す第1の導電膜と該第1の導
電膜と前記コンタクト窓の側面に形成され、ゲート電極
との電気的絶縁を保つ為に形成された酸化膜から成るサ
イドウォールと前記第1の導電膜の少なくとも内側周に
コンタクトすると共に前記窓にコンタクトし前記蓄積電
極の一部をなす第2の導電膜とを備えていることを特徴
とする。
【0007】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明する
。
。
【0008】図1は本発明の一実施例を説明する半導体
装置の要部平面図であり、メモリセルの平面積を例えば
5〔μm2 〕程度以下にする為に蓄積電極コンタクト
9とゲート電極4との間隔を0〔μm〕にした場合の図
である。図2ほ図1の断面図である。図に於いて1は半
導体基板2はフィールド酸化膜、3はゲート酸化膜、4
はゲート電極5は蓄積電極コンタクト9を開孔する際に
ゲート電極4との電気的絶縁を保つための絶縁膜、6は
酸化膜から成るサイドウォール、7は不純物拡散層、8
は層間絶縁膜10は容量蓄積電極の一部を成す第1の導
電膜、11は容量蓄積電極の一部を成す第2の導電膜、
12は容量絶縁膜、13は容量対向電極、14,16は
層間絶縁膜、15は高融点金属シリサイドから成るビッ
ト線、17はアルミ配線をそれぞれ示している。
装置の要部平面図であり、メモリセルの平面積を例えば
5〔μm2 〕程度以下にする為に蓄積電極コンタクト
9とゲート電極4との間隔を0〔μm〕にした場合の図
である。図2ほ図1の断面図である。図に於いて1は半
導体基板2はフィールド酸化膜、3はゲート酸化膜、4
はゲート電極5は蓄積電極コンタクト9を開孔する際に
ゲート電極4との電気的絶縁を保つための絶縁膜、6は
酸化膜から成るサイドウォール、7は不純物拡散層、8
は層間絶縁膜10は容量蓄積電極の一部を成す第1の導
電膜、11は容量蓄積電極の一部を成す第2の導電膜、
12は容量絶縁膜、13は容量対向電極、14,16は
層間絶縁膜、15は高融点金属シリサイドから成るビッ
ト線、17はアルミ配線をそれぞれ示している。
【0009】図3および図4は図1,図2の主要工程に
おける断面図である。まず図3(a)に示すように半導
体基板1の所定の領域を選択酸化法により酸化してフィ
ールド酸化膜2を形成し、続いてゲート酸化膜3さらに
多結晶シリコンから成るゲート電極4、および例えば酸
化膜から成る絶縁膜5を厚さ例えば0.2μmで形成後
、フォトレジスト16をマスクとして絶縁膜5およびゲ
ート電極4を例えば反応性イオンエッチング(RIE)
によりエッチングする。次に、図3(b)に示すように
、ゲート電極4の側璧に酸化膜からなるサイドウォール
を厚さ例えば0.2μmで形成後、層間絶縁膜8を厚さ
例えば0.2μmで形成する。次いで、図3(c)に示
すように層間絶縁膜8上に容量蓄積電極の一部を成す第
1の導電膜である厚さ例えば0.3μmの多結晶シリコ
ン10を形成する。次に図3(d)に示すようにフォト
レジスト19をマスクとして容量蓄積電極の一部を成す
多結晶シリコン10を反応性イオンエッチング(RIE
)により選択的にエッチング除去する。さらに図3(e
)に示すように同じマスクを用いて層間絶縁膜8を選択
的にエッチングし半導体基板1の表面、つまり不純物拡
散層7の表面を露出させ蓄積電極コンタクト9を形成す
る。ここで、蓄積電極コンタクト9のエッジはゲート電
極4のエッジと接しており、いわば蓄積電極コンタクト
9はゲート電極4に対するセルフアラインコンタクト(
Self Align Contact)になって
いる。また、蓄積電極コンタクト9とゲート電極4との
電極絶縁は層間絶縁膜8を選択的にエッチングする際に
、多少(例えば40%〜50%程度)の過大なエッチン
グを行なっても、酸化膜から成るサイドウォール6及び
例えば酸化膜から成る絶縁膜5を電気的絶縁が保てるよ
うに充分な膜厚で形成することにより保つことができる
。
おける断面図である。まず図3(a)に示すように半導
体基板1の所定の領域を選択酸化法により酸化してフィ
ールド酸化膜2を形成し、続いてゲート酸化膜3さらに
多結晶シリコンから成るゲート電極4、および例えば酸
化膜から成る絶縁膜5を厚さ例えば0.2μmで形成後
、フォトレジスト16をマスクとして絶縁膜5およびゲ
ート電極4を例えば反応性イオンエッチング(RIE)
によりエッチングする。次に、図3(b)に示すように
、ゲート電極4の側璧に酸化膜からなるサイドウォール
を厚さ例えば0.2μmで形成後、層間絶縁膜8を厚さ
例えば0.2μmで形成する。次いで、図3(c)に示
すように層間絶縁膜8上に容量蓄積電極の一部を成す第
1の導電膜である厚さ例えば0.3μmの多結晶シリコ
ン10を形成する。次に図3(d)に示すようにフォト
レジスト19をマスクとして容量蓄積電極の一部を成す
多結晶シリコン10を反応性イオンエッチング(RIE
)により選択的にエッチング除去する。さらに図3(e
)に示すように同じマスクを用いて層間絶縁膜8を選択
的にエッチングし半導体基板1の表面、つまり不純物拡
散層7の表面を露出させ蓄積電極コンタクト9を形成す
る。ここで、蓄積電極コンタクト9のエッジはゲート電
極4のエッジと接しており、いわば蓄積電極コンタクト
9はゲート電極4に対するセルフアラインコンタクト(
Self Align Contact)になって
いる。また、蓄積電極コンタクト9とゲート電極4との
電極絶縁は層間絶縁膜8を選択的にエッチングする際に
、多少(例えば40%〜50%程度)の過大なエッチン
グを行なっても、酸化膜から成るサイドウォール6及び
例えば酸化膜から成る絶縁膜5を電気的絶縁が保てるよ
うに充分な膜厚で形成することにより保つことができる
。
【0010】次に、図4(a)に示すように容量蓄積電
極の一部を成す第2の導電膜である厚さ例えば0.15
μmの多結晶シリコン11を形成する。次いで図4(b
),(c)に示すようにフォトレジスト20をマスクと
して多結晶シリコン10及び多結晶シリコン11を選択
的にエッチングし容量蓄積電極を形成後、さらに図4(
d)に示すように多結晶シリコンから成る容量対向電極
13を形成する。その後、層間絶縁膜14,16,ビッ
ト線15,アルミ配線17を形成し第2図の半導体記憶
装置の構造を得る。
極の一部を成す第2の導電膜である厚さ例えば0.15
μmの多結晶シリコン11を形成する。次いで図4(b
),(c)に示すようにフォトレジスト20をマスクと
して多結晶シリコン10及び多結晶シリコン11を選択
的にエッチングし容量蓄積電極を形成後、さらに図4(
d)に示すように多結晶シリコンから成る容量対向電極
13を形成する。その後、層間絶縁膜14,16,ビッ
ト線15,アルミ配線17を形成し第2図の半導体記憶
装置の構造を得る。
【0011】図5および図6は本発明の第二実施例を説
明する為の主要工程における断面図である。第1実施例
と同様、まず半導体基板1の所定の領域を選択酸化法に
より酸化してフィールド酸化膜2を形成し、続いてゲー
ト酸化膜3さらに多結晶シリコンから成るゲート電極4
を形成する。その後図5(a)に示すようにフォトレジ
スト13をマスクとしてゲート電極4をRIE法により
エッチングする。次に、図5(b)に示すようにゲート
電極4の側璧に酸化膜から成るサイドウォール6を厚さ
例えば0.2μmで形成後、層間絶縁膜8を厚さ例えば
0.2μmで形成する。次いで、容量蓄積の一部を成す
第1の導電膜である厚さ例えば0.3μmの多結晶シリ
コンを形成しその後フォトレジスト19をマスクとして
容量蓄積電極の一部を成す多結晶シリコン10を反応性
イオンエッチング(RIE)により選択的にエッチング
除去する。さらに、図5(c)ように、同じマスクを用
いて層間絶縁膜8を選択的にエッチングし半導体基板1
の表面、つまり不純物拡散層7の表面を露出させ蓄積電
極コンタクト9を形成する。次に図5(d)に示すよう
に例えばLPCVD(減圧気相成長)による酸化膜から
成る厚さ例えば0.2μmの絶縁膜21を形成後図5(
e)に示すように反応性イオンエッチング(RIE)に
より絶縁膜21をエッチバックし酸化膜から成るサイド
ウォール22を形成する。つまり、蓄積電極コンタクト
9とゲート電極4との電気的絶縁はこの酸化膜からサイ
ドウォール22によって保たれる。
明する為の主要工程における断面図である。第1実施例
と同様、まず半導体基板1の所定の領域を選択酸化法に
より酸化してフィールド酸化膜2を形成し、続いてゲー
ト酸化膜3さらに多結晶シリコンから成るゲート電極4
を形成する。その後図5(a)に示すようにフォトレジ
スト13をマスクとしてゲート電極4をRIE法により
エッチングする。次に、図5(b)に示すようにゲート
電極4の側璧に酸化膜から成るサイドウォール6を厚さ
例えば0.2μmで形成後、層間絶縁膜8を厚さ例えば
0.2μmで形成する。次いで、容量蓄積の一部を成す
第1の導電膜である厚さ例えば0.3μmの多結晶シリ
コンを形成しその後フォトレジスト19をマスクとして
容量蓄積電極の一部を成す多結晶シリコン10を反応性
イオンエッチング(RIE)により選択的にエッチング
除去する。さらに、図5(c)ように、同じマスクを用
いて層間絶縁膜8を選択的にエッチングし半導体基板1
の表面、つまり不純物拡散層7の表面を露出させ蓄積電
極コンタクト9を形成する。次に図5(d)に示すよう
に例えばLPCVD(減圧気相成長)による酸化膜から
成る厚さ例えば0.2μmの絶縁膜21を形成後図5(
e)に示すように反応性イオンエッチング(RIE)に
より絶縁膜21をエッチバックし酸化膜から成るサイド
ウォール22を形成する。つまり、蓄積電極コンタクト
9とゲート電極4との電気的絶縁はこの酸化膜からサイ
ドウォール22によって保たれる。
【0012】次いで、図6(a)に示すように容量蓄積
電極の一部を成す第2の導電膜である厚さ例えば0.1
5μmの多結晶シリコン11を形成後フォトレジスト2
0をマスクとして多結晶シリコン10および多結晶シリ
コン11を選択的にエッチングし容量蓄積電極を形成す
る。その後、第1実施例と同様にして、容量対向電極1
2を形成し(図6(b))、さらに層間絶縁膜14,1
6,ビット線15,アルミ配線17を形成して図6(c
)に示すような半導体記憶装置の構造を得る。
電極の一部を成す第2の導電膜である厚さ例えば0.1
5μmの多結晶シリコン11を形成後フォトレジスト2
0をマスクとして多結晶シリコン10および多結晶シリ
コン11を選択的にエッチングし容量蓄積電極を形成す
る。その後、第1実施例と同様にして、容量対向電極1
2を形成し(図6(b))、さらに層間絶縁膜14,1
6,ビット線15,アルミ配線17を形成して図6(c
)に示すような半導体記憶装置の構造を得る。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように本発明によればスタ
ックト・キャパシタの容量を充分確保できるような構造
のセルにおいて蓄積電極コンタクト9をゲート電極4に
対してセルフアライン(自己整合)で形成できるように
第1にゲート電極4上に厚さ例えば0.2〔μm〕の絶
縁膜5及び0.2〔μm〕程度の酸化膜から成るサイド
ウォール6を設けること、第2に蓄積電極コンタクト9
を開孔後、酸化膜から成る厚さ例えば0.2μmのサイ
ドウォール22を設けることにより蓄積電極コンタクト
9とゲート電極4との間隔を0〔μm〕にすることがで
き、その結果メモリセルの平面積を5〔μm2 〕程度
以下にすることができる。
ックト・キャパシタの容量を充分確保できるような構造
のセルにおいて蓄積電極コンタクト9をゲート電極4に
対してセルフアライン(自己整合)で形成できるように
第1にゲート電極4上に厚さ例えば0.2〔μm〕の絶
縁膜5及び0.2〔μm〕程度の酸化膜から成るサイド
ウォール6を設けること、第2に蓄積電極コンタクト9
を開孔後、酸化膜から成る厚さ例えば0.2μmのサイ
ドウォール22を設けることにより蓄積電極コンタクト
9とゲート電極4との間隔を0〔μm〕にすることがで
き、その結果メモリセルの平面積を5〔μm2 〕程度
以下にすることができる。
【図1】本発明の一実施例を示す平面図である。
【図2】図1の断面図である。
【図3】図1の主要工程の一部を示す断面図である。
【図4】図1の主要工程の残部を示す断面図である。
【図5】図1の他の例による主要工程の一部を示す断面
図である。
図である。
【図6】上記他の例による主要工程の残部を示す断面図
である。
である。
【図7】従来例の断面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 半導体基板上にフィールド酸化膜およ
びゲート酸化膜が形成され、前記フィールド酸化膜及び
ゲート酸化膜を介してゲート電極を形成後、不純物拡散
層を形成しMOSトランジスタが形成され、前記MOS
トランジスタを覆う絶縁膜に蓄積電極がコンタクトする
窓が形成され、前記窓の周囲を囲むように形成され前記
蓄積電極の一部を成す第1の導電膜と前記第1の導電膜
の少くとも内側周にコンタクトすると共に前記窓にコン
タクトし前記蓄積電極の一部を成す第2の導電膜とを備
えているスタックト・キャパシタセル有する半導体記憶
装置において、前記ゲート電極上面に厚さ0.1μm以
上0.5μm未満の絶縁膜とゲート電極側面に酸化膜か
ら成るサイドウォールが形成され、蓄積電極コンタクト
がゲート電極に対してセルフアラインで形成されている
ことを特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項2】 半導体基板上にフィールド酸化膜およ
びゲート酸化膜が形成され前記フィールド酸化膜及びゲ
ート酸化膜を介してゲート電極を形成後、不純物拡散層
を形成しMOSトランジスタが形成され、前記MOSト
ランジスタを覆う絶縁膜に蓄積電極がコンタクトする窓
が形成され、前記窓の周囲を囲むように形成され前記蓄
積電極の一部を成す第1の導電膜と前記第1の導電膜の
少くとも内側周にコンタクトすると共に前記窓にコンタ
クトし前記蓄積電極の一部を成す第2の導電膜とを備え
ているスタックト・キャパシタセルを有する半導体基僕
装置において前記蓄積電極がコンタクトする窓と前記ゲ
ート電極の側面さらに前記窓の周囲を取り囲むように形
成され前記蓄積電極の一部を成す第1の導電膜の内側周
に酸化膜から成るサイドウォールを形成することにより
蓄積電極コンタクトがゲート電極に対してセルフアライ
ンで形成されていることを特徴とする特許請求範囲第1
項記載の半導体記憶装置。
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---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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