JPH04365375A - Semiconductor memory device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor memory device and its manufacture

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JPH04365375A
JPH04365375A JP3141773A JP14177391A JPH04365375A JP H04365375 A JPH04365375 A JP H04365375A JP 3141773 A JP3141773 A JP 3141773A JP 14177391 A JP14177391 A JP 14177391A JP H04365375 A JPH04365375 A JP H04365375A
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layer
electrode layer
forming
electrode
angstroms
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Mitsuya Kinoshita
充矢 木下
Atsushi Hachisuga
敦司 蜂須賀
Hideaki Arima
有馬 秀明
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PURPOSE:To prevent insulation reliability of a dielectric layer from being deteriorated by making a first electrode layer oppose a second electrode layer through the dielectric layer at a bottom surface and a side surface of a recessed portion of the first electrode. CONSTITUTION:A capacitor 10 consists of a lamination structure of a lower electrode 11, a dielectric layer 12, and an upper electrode 13. A recessed portion 25 whose depth D1 measures 2,000-5,000Angstrom is formed on a surface of the lower electrode 11. The recessed portion 25 consists of a bottom surface 26 and a side surface 27 and an upper electrode 13 is formed on a surface of the lower electrode 11 including the bottom surface 26 and the side surface 27. Then, the lower electrode 11 opposes the upper electrode 13 through the dielectric layer 12 even on the bottom surface 26 and the side surface of the recessed portion 25, and this part constitutes a capacitor. Thus the deterioration of insulation reliability of the dielectric layer 12 is prevented while maintaining the capacitance of a chargeaccmulation portion at a specified amount.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】この発明は、半導体記憶装置に関
し、特にダイナミックランダムアクセスメモリ(DRA
M)の微細化に伴なうキャパシタ容量を改善し得る構造
およびその製造方法に関するものである。
FIELD OF INDUSTRIAL APPLICATION This invention relates to a semiconductor memory device, and in particular to a dynamic random access memory (DRA).
The present invention relates to a structure capable of improving capacitor capacitance due to miniaturization of M) and a manufacturing method thereof.

【0002】0002

【従来の技術】近年、半導体記憶装置はコンピュータな
どの情報機器の目覚しい普及によってその需要が急速に
拡大している。さらに、機能的には大規模な記憶容量を
有し、かつ高速動作が可能なものが要求されている。こ
れに伴なって、半導体記憶装置の高集積化および高速応
答性あるいは高信頼性に関する技術開発が進められてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, the demand for semiconductor memory devices has been rapidly expanding due to the remarkable spread of information equipment such as computers. Furthermore, in terms of functionality, it is required to have a large storage capacity and be capable of high-speed operation. Along with this, technological development regarding higher integration, high-speed response, and high reliability of semiconductor memory devices is progressing.

【0003】半導体記憶装置のうち、記憶情報のランダ
ムな入出力が可能なものにDRAMがある。一般に、D
RAMは多数の記憶情報を蓄積する記憶領域であるメモ
リセルアレイと、外部との入出力に必要な周辺回路とか
ら構成されている。図19は、一般的なDRAMの構成
を示すブロック図である。本図において、DRAM50
は、記憶情報のデータ信号を蓄積するためのメモリセル
アレイ51と、単位記憶回路を構成するメモリセルを選
択するためのアドレス信号を外部から受けるためのロウ
アンドカラムアドレスバッファ52と、そのアドレス信
号を解読することによってメモリセルを指定するための
ロウデコーダ53およびカラムデコーダ54と、指定さ
れたメモリセルに蓄積された信号を増幅して読出すセン
スリフレッシュアンプ55と、データ入出力のためのデ
ータインバッファ56およびデータアウトバッファ57
およびクロック信号を発生するクロックジェネレータ5
8とを含んでいる。
Among semiconductor memory devices, DRAM is one that allows random input/output of stored information. In general, D
A RAM is composed of a memory cell array, which is a storage area that stores a large amount of stored information, and peripheral circuits necessary for input/output with the outside. FIG. 19 is a block diagram showing the configuration of a general DRAM. In this figure, DRAM50
comprises a memory cell array 51 for accumulating data signals of storage information, a row and column address buffer 52 for externally receiving address signals for selecting memory cells constituting a unit memory circuit, and a row and column address buffer 52 for receiving the address signals. A row decoder 53 and a column decoder 54 for specifying a memory cell by decoding, a sense refresh amplifier 55 for amplifying and reading a signal accumulated in a specified memory cell, and a data input/output for data input/output. Buffer 56 and data out buffer 57
and a clock generator 5 that generates a clock signal.
8.

【0004】半導体チップ上で大きな面積を占めるメモ
リセルアレイ51は、単位記憶情報を蓄積するためのメ
モリセルがマトリックス状に複数個配列されて形成され
ている。図20は、メモリセルアレイ51を構成するメ
モリセルの4ビット分の等価回路図を示している。図示
されたメモリセルは、1個のMOS(Metal  O
xide  Semiconductor)トランジス
タと、これに接続された1個のキャパシタとから構成さ
れるいわゆる1トランジスタ1キャパシタ型のメモリセ
ルを示している。このタイプのメモリセルは構造が簡単
なためメモリセルアレイの集積度を向上させることが容
易であり、大容量のDRAMに広く用いられている。
The memory cell array 51, which occupies a large area on a semiconductor chip, is formed by arranging a plurality of memory cells in a matrix for storing unit storage information. FIG. 20 shows an equivalent circuit diagram for 4 bits of memory cells forming the memory cell array 51. The illustrated memory cell is one MOS (Metal O
The figure shows a so-called 1-transistor, 1-capacitor type memory cell that is composed of a (Xide Semiconductor) transistor and one capacitor connected to the transistor. Since this type of memory cell has a simple structure, it is easy to improve the degree of integration of the memory cell array, and it is widely used in large-capacity DRAMs.

【0005】また、DRAMのメモリセルは、キャパシ
タの構造によっていくつかのタイプに分けることができ
る。図21は、典型的なスタックトタイプキャパシタを
有するメモリセルの断面構造図であり、たとえば特公昭
60−2784号公報などに示されている。図21を参
照して、メモリセルは1つのトランスファゲートトラン
ジスタと1つのスタックトタイプのキャパシタ(以下ス
タックトタイプキャパシタと称す)とを備える。
Furthermore, DRAM memory cells can be divided into several types depending on the structure of the capacitor. FIG. 21 is a cross-sectional structural diagram of a memory cell having a typical stacked type capacitor, as shown in, for example, Japanese Patent Publication No. 60-2784. Referring to FIG. 21, the memory cell includes one transfer gate transistor and one stacked type capacitor (hereinafter referred to as a stacked type capacitor).

【0006】トランスファゲートトランジスタは、シリ
コン基板1表面に形成された1対のソース・ドレイン領
域6とシリコン基板表面上に絶縁層を介して形成された
ゲート電極(ワード線)4とを備える。スタックトタイ
プキャパシタはゲート電極4の上部からフィールド分離
膜2の上部にまで延在し、かつその一部がソース・ドレ
イン領域6の一方側に接続された下部電極(ストレージ
ノード)11と、下部電極11の表面上に形成された誘
電体層12と、さらにその表面上に形成された上部電極
(セルプレート)13とから構成される。さらに、キャ
パシタの上部には層間絶縁層20を介してビット線15
が形成され、ビット線15はビット線コンタクト部16
を介してトランスファゲートトランジスタの他方のソー
ス・ドレイン領域6に接続されている。このスタックト
タイプキャパシタの特徴点は、キャパシタの主要部をゲ
ート電極やフィールド分離膜の上部にまで延在させるこ
とによりキャパシタの電極間の対向面積を増大させキャ
パシタ容量を確保させていることである。
The transfer gate transistor includes a pair of source/drain regions 6 formed on the surface of a silicon substrate 1 and a gate electrode (word line) 4 formed on the surface of the silicon substrate with an insulating layer interposed therebetween. The stacked type capacitor includes a lower electrode (storage node) 11 that extends from the upper part of the gate electrode 4 to the upper part of the field isolation film 2, and a part of which is connected to one side of the source/drain region 6; 11, and an upper electrode (cell plate) 13 further formed on the surface. Furthermore, a bit line 15 is provided above the capacitor via an interlayer insulating layer 20.
is formed, and the bit line 15 is connected to a bit line contact portion 16.
It is connected to the other source/drain region 6 of the transfer gate transistor via. The feature of this stacked type capacitor is that by extending the main part of the capacitor to the upper part of the gate electrode and field isolation film, the opposing area between the electrodes of the capacitor is increased and the capacitance of the capacitor is ensured.

【0007】一般的に、キャパシタの容量は電極間の対
向面積に比例し、誘電体層の厚みに反比例する。したが
って、キャパシタ容量の増大という点から、キャパシタ
の電極間対向面積を増大させることが望ましい。一方、
DRAMの高集積化に伴ないメモリセルサイズは大幅に
縮小されてきている。したがって、キャパシタ形成領域
も同様に平面的な占有面積が減少される傾向にある。し
かしながら記憶装置としてのDRAMの安定動作、信頼
性の観点から1ビットのメモリセルに蓄え得る電荷量を
減少させるわけにはいかない。このような相反する制約
条件を満たすために、キャパシタの構造はキャパシタの
平面的な占有面積を減少させ、かつ電極間の対向面積を
増大し得る構造の改良が種々の形で提案された。
Generally, the capacitance of a capacitor is proportional to the opposing area between electrodes and inversely proportional to the thickness of the dielectric layer. Therefore, from the viewpoint of increasing capacitance, it is desirable to increase the opposing area between the electrodes of the capacitor. on the other hand,
As DRAMs become more highly integrated, the memory cell size has been significantly reduced. Therefore, the planar occupied area of the capacitor formation region also tends to be reduced. However, from the viewpoint of stable operation and reliability of DRAM as a memory device, the amount of charge that can be stored in a 1-bit memory cell cannot be reduced. In order to satisfy these contradictory constraints, various improvements have been proposed in the capacitor structure that can reduce the planar occupied area of the capacitor and increase the facing area between electrodes.

【0008】図22は、「Symposium  on
  VLSI  Tech.  p65(1989)」
に掲載されたいわゆる円筒形のスタックトタイプキャパ
シタを備えたメモリセルの断面構造図である。図22を
参照して、トランスファゲートトランジスタはその周囲
を絶縁層22に覆われたゲート電極(ワード線)4cを
備える。なお、ソース・ドレイン領域は図示が省略され
ている。さらに、ワード線4dはその周囲を絶縁層22
によって覆われ、かつシリコン基板1表面上にシールド
ゲート絶縁膜41を介して形成されたシールド電極40
の表面上に形成されている。キャパシタの下部電極11
はゲート電極4cおよびワード線4dの表面を覆う絶縁
層22の表面上に形成されたベース部分11aと、ベー
ス部分11a表面から鉛直上方に円筒状に延びた円筒部
分11bとから構成される。さらに、下部電極11の表
面には誘電体層および上部電極が順次積層される(図示
せず)。円筒形スタックトタイプキャパシタは電荷蓄積
領域としてベース部分11aのみならず円筒部分11b
も利用することが可能であり、特にこの円筒部分11b
によってキャパシタの平面占有面積を増大させることな
くキャパシタ容量を増大することが可能となる。また、
絶縁層22の表面上には部分的に窒化膜42が残余する
FIG. 22 shows "Symposium on
VLSI Tech. p65 (1989)”
1 is a cross-sectional structural diagram of a memory cell equipped with a so-called cylindrical stacked type capacitor published in . Referring to FIG. 22, the transfer gate transistor includes a gate electrode (word line) 4c surrounded by an insulating layer 22. Note that illustration of the source/drain regions is omitted. Further, the word line 4d is surrounded by an insulating layer 22.
and is formed on the surface of the silicon substrate 1 with a shield gate insulating film 41 interposed therebetween.
is formed on the surface of Capacitor lower electrode 11
is composed of a base portion 11a formed on the surface of the insulating layer 22 covering the surfaces of the gate electrode 4c and the word line 4d, and a cylindrical portion 11b extending vertically upward from the surface of the base portion 11a. Furthermore, a dielectric layer and an upper electrode are sequentially laminated on the surface of the lower electrode 11 (not shown). The cylindrical stacked type capacitor has not only the base portion 11a but also the cylindrical portion 11b as a charge storage region.
It is also possible to use this cylindrical portion 11b.
This makes it possible to increase the capacitance of the capacitor without increasing the planar area occupied by the capacitor. Also,
The nitride film 42 partially remains on the surface of the insulating layer 22.

【0009】次に、図22に示されるメモリセルの製造
工程について図23ないし図28を参照して説明する。
Next, the manufacturing process of the memory cell shown in FIG. 22 will be explained with reference to FIGS. 23 to 28.

【0010】まず図23を参照して、シリコン基板1表
面にシールドゲート絶縁膜41、シールド電極40、ワ
ード線4c、4d、絶縁層22および窒化膜42を所定
の形状に形成する。
First, referring to FIG. 23, a shield gate insulating film 41, a shield electrode 40, word lines 4c, 4d, an insulating layer 22, and a nitride film 42 are formed in a predetermined shape on the surface of a silicon substrate 1.

【0011】次に、図24を参照して、シリコン基板1
表面上に多結晶シリコン層を堆積し、所定の形状にパタ
ーニングする。これによりキャパシタの下部電極11の
ベース部分11aが形成される。
Next, referring to FIG. 24, silicon substrate 1
A polycrystalline silicon layer is deposited on the surface and patterned into a predetermined shape. This forms the base portion 11a of the lower electrode 11 of the capacitor.

【0012】さらに、図25を参照して、全面に絶縁層
43を厚く形成する。そして、エッチングにより絶縁層
43中に下部電極のベース部分11aに達する開口部4
4を形成する。さらに、この開口部44の内部表面およ
び絶縁層43の表面上に多結晶シリコン層110bを堆
積する。
Furthermore, referring to FIG. 25, a thick insulating layer 43 is formed over the entire surface. Then, an opening 4 is formed in the insulating layer 43 by etching to reach the base portion 11a of the lower electrode.
form 4. Furthermore, a polycrystalline silicon layer 110b is deposited on the inner surface of this opening 44 and the surface of insulating layer 43.

【0013】さらに、図26を参照して、異方性エッチ
ングにより多結晶シリコン層110bを選択的にエッチ
ング除去する。これにより、キャパシタの下部電極11
のベース部分11aの表面から鉛直上方に延びた円筒部
分11bが形成され、下部電極11が完成する。
Further, referring to FIG. 26, polycrystalline silicon layer 110b is selectively etched away by anisotropic etching. As a result, the lower electrode 11 of the capacitor
A cylindrical portion 11b extending vertically upward from the surface of the base portion 11a is formed, and the lower electrode 11 is completed.

【0014】さらに、図27に示すように、下部電極1
1の表面上に順次誘電体層12および上部電極13を形
成する。
Furthermore, as shown in FIG. 27, the lower electrode 1
A dielectric layer 12 and an upper electrode 13 are sequentially formed on the surface of the substrate 1 .

【0015】さらに、図28に示すように、シリコン基
板1表面上の全体を層間絶縁層20で覆った後、所定の
位置にコンタクトホールを形成し、コンタクトホールの
内部にビット線コンタクト部16を形成する。その後層
間絶縁層20表面上にビット線コンタクト部16と接続
されるビット線が形成される(図示せず)。
Furthermore, as shown in FIG. 28, after covering the entire surface of the silicon substrate 1 with an interlayer insulating layer 20, a contact hole is formed at a predetermined position, and a bit line contact portion 16 is formed inside the contact hole. Form. Thereafter, a bit line connected to the bit line contact portion 16 is formed on the surface of the interlayer insulating layer 20 (not shown).

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】従来の円筒形スタック
トタイプキャパシタ、下部電極11のベース部分11a
を形成後、ベース部分11aの上に円筒部分11bを形
成していた。つまり、ベース部分11aと円筒部分11
bとを接続して下部電極11にしていた。したがって、
ベース部分11aと円筒部分11bとの接続部分には、
空洞や突起物などによる凹凸が生じやすかった。凹凸が
生じるとその部分に電界が集中するため、その部分にあ
る誘電体層の絶縁信頼性が劣化するという問題が生じて
いた。
[Problems to be Solved by the Invention] Conventional cylindrical stacked type capacitor, base portion 11a of lower electrode 11
After forming the cylindrical portion 11b, the cylindrical portion 11b was formed on the base portion 11a. In other words, the base portion 11a and the cylindrical portion 11
b was connected to form the lower electrode 11. therefore,
At the connection part between the base part 11a and the cylindrical part 11b,
It was easy for unevenness to occur due to cavities and protrusions. When unevenness occurs, an electric field is concentrated in the area, resulting in a problem that the insulation reliability of the dielectric layer in that area deteriorates.

【0017】また、従来の円筒形スタックトタイプキャ
パシタは、下部電極11のベース部分11aと円筒部分
11bとは異なる製造工程において形成していたために
、複数の膜形成工程やマスクパターニング工程を必要と
し製造工程が複雑であった。
Furthermore, in the conventional cylindrical stacked type capacitor, the base portion 11a and the cylindrical portion 11b of the lower electrode 11 are formed in different manufacturing processes, requiring multiple film forming steps and mask patterning steps. The process was complicated.

【0018】この発明の目的は、誘電体層の絶縁信頼性
の劣化を防止でき、かつ所定のキャパシタ容量を備えた
キャパシタを有する半導体記憶装置を提供することであ
る。
An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device which can prevent deterioration of insulation reliability of a dielectric layer and has a capacitor having a predetermined capacitance.

【0019】この発明の他の目的は、誘電体層の絶縁信
頼性の劣化を防止でき、かつ所定のキャパシタ容量を備
えたキャパシタの製造工程を簡略にできる半導体記憶装
置の製造方法を提供することである。
Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor memory device that can prevent deterioration of insulation reliability of a dielectric layer and simplify the manufacturing process of a capacitor having a predetermined capacitance. It is.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る半導体記
憶装置は、主表面を有する半導体基板と、主表面近傍に
間を隔てて形成された第1、第2不純物領域と、第1不
純物領域と第2不純物領域との間の主表面上に形成され
、主表面に電圧を印加することによりチャネルを形成す
る第1導電層と、第2不純物領域と電気的に接続された
第2導電層と、電荷蓄積部とを備えている。電荷蓄積部
は、第1不純物領域に電気的に接続され、厚みが300
0〜8000オングストロームの第1電極層と、第1電
極層と対向して形成された第2電極層と、第1電極層と
第2電極層との間に形成された誘電体層とを備えている
A semiconductor memory device according to claim 1 includes a semiconductor substrate having a main surface, first and second impurity regions formed spaced apart from each other in the vicinity of the main surface, and a first impurity region formed in the vicinity of the main surface. a first conductive layer formed on the main surface between the region and the second impurity region and forming a channel by applying a voltage to the main surface; and a second conductive layer electrically connected to the second impurity region. layer and a charge storage section. The charge storage section is electrically connected to the first impurity region and has a thickness of 300 mm.
A first electrode layer having a thickness of 0 to 8000 angstroms, a second electrode layer formed opposite to the first electrode layer, and a dielectric layer formed between the first electrode layer and the second electrode layer. ing.

【0021】第1電極層には、深さ2000〜5000
オングストロームで側面と底面とが一体形成された凹部
が形成され、凹部の底面と側面においても第1電極層は
誘電体層を介して第2電極層と対向している。
[0021] The first electrode layer has a depth of 2000 to 5000 mm.
A recessed portion having a side surface and a bottom surface integrally formed with a thickness of angstroms is formed, and the first electrode layer faces the second electrode layer via the dielectric layer also on the bottom surface and side surface of the recessed portion.

【0022】請求項2に係る半導体記憶装置の製造方法
は、半導体基板の主表面上に第1導電層を形成する工程
と、第1導電層を挟むように、主表面近傍に第1、第2
不純物領域を形成する工程と、主表面上に第2不純物領
域と電気的に接続するように第2導電層を形成する工程
と、主表面上に第1不純物領域と電気的に接続するよう
に、厚さ3000〜8000オングストロームの第1電
極層を形成する工程と、第1電極層にエッチングを施し
、深さ2000〜5000オングストロームの凹部を形
成する工程と、凹部の底面と側面とを含む第1電極層の
表面上に誘電体層を形成する工程と、誘電体層の表面上
に第2電極層を形成する工程とを備えている。
A method for manufacturing a semiconductor memory device according to a second aspect includes the steps of forming a first conductive layer on the main surface of a semiconductor substrate, and forming first and second conductive layers near the main surface so as to sandwich the first conductive layer. 2
forming an impurity region; forming a second conductive layer on the main surface to be electrically connected to the second impurity region; and forming a second conductive layer on the main surface to be electrically connected to the first impurity region. , a step of forming a first electrode layer with a thickness of 3000 to 8000 angstroms, a step of etching the first electrode layer to form a recess with a depth of 2000 to 5000 angstroms, and a first electrode layer including a bottom surface and a side surface of the recess. The method includes a step of forming a dielectric layer on the surface of one electrode layer, and a step of forming a second electrode layer on the surface of the dielectric layer.

【0023】請求項3に係る半導体記憶装置の製造方法
は、請求項2に従属し、第2導電層を形成する工程と誘
電体層を形成する工程との間に、隣接する第1電極層が
形成される第1電極層形成予定領域との境界に、絶縁性
材料からなる第1電極層分離層を形成する工程と、主表
面全面上に第1不純物領域と電気的に接続するように、
厚さ3000〜8000オングストロームの第2電極層
を形成する工程と、第1電極層にエッチングを施し、深
さ2000〜5000オングストロームの凹部を形成す
るとともに、第1電極層分離層上で第1電極層を分離す
る工程と、を含んでいる。
A method for manufacturing a semiconductor memory device according to claim 3 is dependent on claim 2, and includes a step of forming an adjacent first electrode layer between the step of forming the second conductive layer and the step of forming the dielectric layer. a step of forming a first electrode layer separation layer made of an insulating material at the boundary with the first electrode layer formation region where the first electrode layer is to be formed; ,
A step of forming a second electrode layer with a thickness of 3000 to 8000 angstroms, etching the first electrode layer to form a recess with a depth of 2000 to 5000 angstroms, and forming a first electrode layer on the first electrode layer separation layer. separating the layers.

【0024】[0024]

【作用】請求項1に記載の半導体記憶装置においては、
電荷蓄積部の第1電極層には、底面と側面とが一体形成
された凹部が形成されている。したがって、凹部の底面
と側面との境界部には接続部が存在しないので、凹部の
底面と側面との境界部には凹凸がなく、境界部にある誘
電体層の絶縁信頼性の劣化を防止することができる。
[Operation] In the semiconductor memory device according to claim 1,
A recessed portion having a bottom surface and side surfaces integrally formed is formed in the first electrode layer of the charge storage section. Therefore, since there is no connection at the boundary between the bottom and side surfaces of the recess, there is no unevenness at the boundary between the bottom and side surfaces of the recess, preventing deterioration of the insulation reliability of the dielectric layer at the boundary. can do.

【0025】また、凹部の底面と側面においても、第1
電極層は誘電体層を介して第2電極層と対向しているの
で、第1電極層の平面占有面積を減少させても電荷蓄積
部の容量を所定量に保つことが可能となる。
[0025] Also, on the bottom and side surfaces of the recess, the first
Since the electrode layer faces the second electrode layer via the dielectric layer, it is possible to maintain the capacitance of the charge storage portion at a predetermined level even if the planar area occupied by the first electrode layer is reduced.

【0026】請求項2に記載の半導体記憶装置の製造方
法においては、エッチングによって第1電極層に凹部を
形成しているので、凹部を容易に形成することができる
In the method for manufacturing a semiconductor memory device according to the second aspect, since the recess is formed in the first electrode layer by etching, the recess can be easily formed.

【0027】請求項3に記載の半導体記憶装置の製造方
法は、凹部の形成と第1電極層の分離とを同時に行なっ
ているので、製造工程を簡略化することが可能となる。 隣接する第1電極層形成予定領域との境界には第1電極
層分離層があるので、第1電極層を半導体基板の主表面
全面上に形成した際は、第1電極層分離層上では他のと
ころよりも第1電極層の厚みが小さくなっている。した
がって、第1電極層の分離と凹部の形成とを同時に行な
っても、凹部が第1不純物領域に到達する前に、第1電
極層の分離が可能となる。
In the method for manufacturing a semiconductor memory device according to the third aspect, since the formation of the recess and the separation of the first electrode layer are performed at the same time, the manufacturing process can be simplified. Since there is a first electrode layer separation layer at the boundary between the adjacent first electrode layer formation area, when the first electrode layer is formed over the entire main surface of the semiconductor substrate, the first electrode layer separation layer is The thickness of the first electrode layer is smaller than that of other parts. Therefore, even if the separation of the first electrode layer and the formation of the recess are performed simultaneously, the first electrode layer can be separated before the recess reaches the first impurity region.

【0028】[0028]

【実施例】第1電極層の厚みを3000〜8000オン
グストローム、凹部の深さを2000〜5000オング
ストロームとした理由を以下説明していく。図29を参
照して、サブミクロンDRAMにおいて第1電極層であ
る下部電極11の平面占有面積を、たとえば0.55×
1.35=0.743μm2 とする。また、マスクパ
ターニング工程における重ね合わせマージン等の要求か
ら、凹部25の平面占有面積を、たとえば0.35×0
.95=0.403μm2 とする。ここで、下部電極
11の膜厚をD2 、凹部25の深さをD1 とする。
EXAMPLE The reason why the thickness of the first electrode layer was set to 3000 to 8000 angstroms and the depth of the recessed portion was set to 2000 to 5000 angstroms will be explained below. Referring to FIG. 29, the planar occupied area of the lower electrode 11, which is the first electrode layer, in a submicron DRAM is, for example, 0.55×
1.35=0.743μm2. In addition, due to requirements such as overlay margin in the mask patterning process, the planar occupied area of the recess 25 is set to, for example, 0.35×0.
.. 95=0.403μm2. Here, the film thickness of the lower electrode 11 is assumed to be D2, and the depth of the recess 25 is assumed to be D1.

【0029】このとき、DRAMの回路動作上の要求か
ら下部電極11と上部電極(図示せず)で形成されるキ
ャパシタの容量は、たとえば30fF以上でなくてはな
らない。したがって、
At this time, in view of the circuit operation requirements of the DRAM, the capacitance of the capacitor formed by the lower electrode 11 and the upper electrode (not shown) must be, for example, 30 fF or more. therefore,

【0030】[0030]

【数1】[Math 1]

【0031】ここで、D2 が必要以上に大きいと、メ
モリセルアレイ領域とその他の部分との間に段差を生じ
、下部電極11より上層のパターニングが困難となるた
めD2 はできるだけ小さい方がよい。したがって、誘
電体層の厚みが50オングストロームのときは、D1 
≒5000オングストローム、D2 ≒6000オング
ストロームとなる。誘電体層の種類および膜厚の範囲を
考慮すると、 2000オングストローム≦D1 ≦5000オングス
トローム 3000オングストローム≦D2 ≦8000オングス
トローム が好ましい。
Here, if D2 is larger than necessary, a step will be created between the memory cell array region and other parts, making it difficult to pattern the layer above the lower electrode 11, so it is better to make D2 as small as possible. Therefore, when the thickness of the dielectric layer is 50 angstroms, D1
≒5000 angstroms, D2≒6000 angstroms. Considering the type and thickness range of the dielectric layer, it is preferable that 2000 angstroms≦D1 ≦5000 angstroms and 3000 angstroms≦D2 ≦8000 angstroms.

【0032】以下、この発明の一実施例を図を用いて詳
細に説明する。図2は、この発明の第1の実施例による
DRAMのメモリセルアレイの平面構造図であり、図1
は、図2中の切断線A−Aに沿った方向からの断面構造
図である。まず、主に図2を参照して、シリコン基板1
表面には行方向に平行に延びた複数のワード線4a、4
b、4c、4dと、列方向に互いに平行に延びた複数の
ビット線15、15、15、およびワード線とビット線
との交差部近傍に配置された複数のメモリセルMCが形
成されている。図1および図2を参照して、メモリセル
は1つのトランスファゲートトランジスタ3と1つのキ
ャパシタ10とから構成される。トランスファゲートト
ランジスタ3はシリコン基板1表面に形成された1対の
ソース・ドレイン領域6と、ソース・ドレイン領域6の
間に位置するシリコン基板1の表面上にゲート絶縁膜5
を介して形成されたゲート電極(ワード線)4b、4c
とを備える。ゲート電極4b、4cの周囲は層間絶縁層
20によって覆われている。さらに、トランスファゲー
トトランジスタ3が形成されたシリコン基板1表面上は
厚い層間絶縁層20が形成されている。層間絶縁層20
の所定領域にはトランスファゲートトランジスタ3の一
方のソース・ドレイン領域6に到達するコンタクトホー
ル14が形成されている。
[0032] Hereinafter, one embodiment of the present invention will be explained in detail using the drawings. FIG. 2 is a plan view of a memory cell array of a DRAM according to a first embodiment of the present invention, and FIG.
2 is a cross-sectional structural diagram taken along the cutting line A-A in FIG. 2. FIG. First, mainly referring to FIG. 2, a silicon substrate 1
A plurality of word lines 4a, 4 extending parallel to the row direction are provided on the surface.
b, 4c, 4d, a plurality of bit lines 15, 15, 15 extending parallel to each other in the column direction, and a plurality of memory cells MC arranged near the intersection of the word line and the bit line. . Referring to FIGS. 1 and 2, the memory cell is composed of one transfer gate transistor 3 and one capacitor 10. The transfer gate transistor 3 includes a pair of source/drain regions 6 formed on the surface of the silicon substrate 1 and a gate insulating film 5 on the surface of the silicon substrate 1 located between the source/drain regions 6.
Gate electrodes (word lines) 4b, 4c formed via
Equipped with. The periphery of the gate electrodes 4b and 4c is covered with an interlayer insulating layer 20. Further, a thick interlayer insulating layer 20 is formed on the surface of the silicon substrate 1 on which the transfer gate transistor 3 is formed. Interlayer insulation layer 20
A contact hole 14 reaching one source/drain region 6 of the transfer gate transistor 3 is formed in a predetermined region of the transfer gate transistor 3 .

【0033】キャパシタ10は下部電極(ストレージノ
ード)11と、誘電体層12および上部電極(セルプレ
ート)13の積層構造から構成される。下部電極11は
コンタクトホール14の内部表面上および層間絶縁層2
0の表面上に形成された窒化膜(図示せず)の表面上に
接して形成されている。下部電極11の表面には、凹部
25が形成されており、凹部25の深さD1 は200
0〜5000オングストロームにされている。凹部25
は、底面26と側面27とからなり、底面26、側面2
7を含めて下部電極11の表面上に誘電体層12が形成
されている。誘電体層12の上には、上部電極13が形
成されている。凹部25の底面26、側面27において
も下部電極11は誘電体層12を介し上部電極13と対
向しているので、この部分も容量部を構成している。
The capacitor 10 has a laminated structure of a lower electrode (storage node) 11, a dielectric layer 12, and an upper electrode (cell plate) 13. The lower electrode 11 is formed on the inner surface of the contact hole 14 and on the interlayer insulating layer 2.
It is formed in contact with the surface of a nitride film (not shown) formed on the surface of 0. A recess 25 is formed on the surface of the lower electrode 11, and the depth D1 of the recess 25 is 200 mm.
The thickness is 0 to 5000 angstroms. Recess 25
consists of a bottom surface 26 and a side surface 27;
A dielectric layer 12 is formed on the surface of the lower electrode 11 including the electrode 7 . An upper electrode 13 is formed on the dielectric layer 12 . Since the lower electrode 11 faces the upper electrode 13 with the dielectric layer 12 interposed in the bottom surface 26 and side surface 27 of the recessed portion 25, these portions also constitute a capacitive portion.

【0034】誘電体層12としては酸化膜、窒化膜ある
いは酸化膜と窒化膜の複合膜あるいは金属酸化膜などが
用いられる。上部電極13はメモリセルアレイのほぼ全
面を覆うように形成される。また、上部電極13は不純
物が導入された多結晶シリコンあるいは高融点金属など
の金属層などが用いられる。上部電極13の表面上は絶
縁層23によって覆われる。そして、絶縁層23表面上
には所定形状の配線層24が形成される。
As the dielectric layer 12, an oxide film, a nitride film, a composite film of an oxide film and a nitride film, a metal oxide film, or the like is used. Upper electrode 13 is formed to cover almost the entire surface of the memory cell array. Further, for the upper electrode 13, polycrystalline silicon into which impurities are introduced or a metal layer such as a high melting point metal is used. The surface of the upper electrode 13 is covered with an insulating layer 23. Then, a wiring layer 24 having a predetermined shape is formed on the surface of the insulating layer 23.

【0035】トランスファゲートトランジスタ3の一方
側のソース・ドレイン領域6にはビット線15が接続さ
れている。ビット線15はキャパシタ10の下部電極1
1の凹部25よりも低い位置に形成されている。再び図
2を参照して、ビット線15はビット線コンタクト部1
6においてその線幅が部分的に大きく形成されている。 また、トランスファゲートトランジスタ3のソース・ド
レイン領域6の一方側はビット線15とコンタクトされ
る領域においてビット線15の下部領域にまで延在して
いる。そして、この延在したソース・ドレイン領域6と
線幅が拡大されたビット線15のコンタクト部16によ
ってビット線とのコンタクトが形成されている。このよ
うに、ソース・ドレイン領域6とビット線15とのコン
タクト部を相互に延長することによりコンタクトを形成
しているため、ビット線15とトランスファゲートトラ
ンジスタの1対の不純物領域6は互いに平行に構成する
ことができる。
A bit line 15 is connected to the source/drain region 6 on one side of the transfer gate transistor 3. The bit line 15 is the lower electrode 1 of the capacitor 10
It is formed at a lower position than the recess 25 of No. 1. Referring again to FIG. 2, the bit line 15 is connected to the bit line contact portion 1.
6, the line width is partially increased. Further, one side of the source/drain region 6 of the transfer gate transistor 3 extends to a region below the bit line 15 in a region that is in contact with the bit line 15 . A contact with the bit line is formed by the extended source/drain region 6 and the contact portion 16 of the bit line 15 whose line width has been expanded. In this way, since the contact is formed by mutually extending the contact portions between the source/drain region 6 and the bit line 15, the bit line 15 and the pair of impurity regions 6 of the transfer gate transistor are parallel to each other. Can be configured.

【0036】また、図1を参照して、ビット線15が凹
部25の底面26よりも低い位置に形成されているため
、互いに隣接するキャパシタ10の間の分離領域18は
可能な限り狭く構成することができる。言換えると、キ
ャパシタ10の下部電極11の底面26の平面領域を拡
大することが可能となる。したがって、底面26の平面
占有面積が拡大し、さらにその最外周に位置する側面2
7の周長も拡大することによりキャパシタ10全体のキ
ャパシタ容量が増大する。なお、図2に示されるように
、キャパシタ10の平面形状は長方形状に図示されてい
るが、これは模式的な表現にすぎず、実際には長方形の
角が丸まった長楕円形あるいは円筒形に形成される。
Further, referring to FIG. 1, since bit line 15 is formed at a position lower than bottom surface 26 of recess 25, isolation region 18 between adjacent capacitors 10 is configured to be as narrow as possible. be able to. In other words, it is possible to expand the planar area of the bottom surface 26 of the lower electrode 11 of the capacitor 10. Therefore, the planar area occupied by the bottom surface 26 is expanded, and the side surface 2 located at the outermost periphery thereof is expanded.
By increasing the circumferential length of the capacitor 7, the capacitance of the capacitor 10 as a whole increases. As shown in FIG. 2, the planar shape of the capacitor 10 is shown as a rectangle, but this is only a schematic representation, and the capacitor 10 is actually shaped like an oblong or cylindrical shape with rounded corners. is formed.

【0037】次に、図3ないし図13を用いて図1に示
されるメモリセルの製造工程について説明する。
Next, the manufacturing process of the memory cell shown in FIG. 1 will be explained using FIGS. 3 to 13.

【0038】まず、図3に示すように、シリコン基板1
の主表面上の所定領域にフィールド酸化膜2およびチャ
ネルストップ領域(図示せず)が形成される。さらに、
シリコン基板1の表面に熱酸化膜5、CVD法による多
結晶シリコン層4および酸化膜22aが順次形成される
First, as shown in FIG.
A field oxide film 2 and a channel stop region (not shown) are formed in a predetermined region on the main surface. moreover,
A thermal oxide film 5, a polycrystalline silicon layer 4 by CVD, and an oxide film 22a are sequentially formed on the surface of silicon substrate 1.

【0039】次に、図4に示すように、フォトリソグラ
フィおよびエッチング法を用いてワード線4a、4b、
4c、4dが形成される。ワード線4a〜4dの表面上
にはパターニングされた酸化膜22aが残余している。
Next, as shown in FIG. 4, word lines 4a, 4b,
4c and 4d are formed. A patterned oxide film 22a remains on the surfaces of word lines 4a to 4d.

【0040】さらに、図5に示すように、CVD法を用
いてシリコン基板1上の全面に酸化膜22bを堆積する
Furthermore, as shown in FIG. 5, an oxide film 22b is deposited over the entire surface of the silicon substrate 1 using the CVD method.

【0041】さらに、図6に示すように、酸化膜22b
に対して異方性エッチングを施すことにより、ワード線
4a〜4dの周囲に酸化膜の絶縁層22を形成する。そ
して、絶縁層22に覆われたワード線4a〜4dをマス
クとしてシリコン基板1表面に不純物イオン30をイオ
ン注入し、トランスファゲートトランジスタのソース・
ドレイン領域6を形成する。
Furthermore, as shown in FIG. 6, the oxide film 22b
An insulating layer 22 of an oxide film is formed around the word lines 4a to 4d by performing anisotropic etching. Then, impurity ions 30 are implanted into the surface of the silicon substrate 1 using the word lines 4a to 4d covered with the insulating layer 22 as masks, and the source and
A drain region 6 is formed.

【0042】さらに、図7に示すように、シリコン基板
1表面上に導電層、たとえばドープトポリシリコン層あ
るいは金属層、さらには金属シリサイド層等を形成し、
所定の形状にパターニングする。これによりビット線1
5およびビット線コンタクト16が形成される。
Furthermore, as shown in FIG. 7, a conductive layer such as a doped polysilicon layer or a metal layer, a metal silicide layer, etc. is formed on the surface of the silicon substrate 1.
Pattern into a predetermined shape. This causes bit line 1
5 and bit line contacts 16 are formed.

【0043】次に、図8に示すように、シリコン基板1
表面上に層間絶縁膜20を形成する。さらに、図9に示
すように、層間絶縁膜20をフォトレジストおよびエッ
チング法を用いてパターニングし、ソース・ドレイン領
域6に到達するコンタクトホール14を形成する。
Next, as shown in FIG. 8, the silicon substrate 1
An interlayer insulating film 20 is formed on the surface. Furthermore, as shown in FIG. 9, the interlayer insulating film 20 is patterned using a photoresist and etching method to form contact holes 14 that reach the source/drain regions 6.

【0044】さらに、図10に示すように、CVD法を
用いて厚さ3000〜8000オングストロームの多結
晶シリコン層110をコンタクトホール14の内部表面
、層間絶縁膜20の表面上に堆積する。
Further, as shown in FIG. 10, a polycrystalline silicon layer 110 having a thickness of 3,000 to 8,000 angstroms is deposited on the inner surface of the contact hole 14 and the surface of the interlayer insulating film 20 using the CVD method.

【0045】さらに、図11に示すように、多結晶シリ
コン層110表面をフォトレジストおよびエッチング法
を用いてパターニングする。これにより、多結晶シリコ
ン層110が分離され、各キャパシタの下部電極11が
形成される。
Furthermore, as shown in FIG. 11, the surface of polycrystalline silicon layer 110 is patterned using a photoresist and etching method. This separates the polycrystalline silicon layer 110 and forms the lower electrode 11 of each capacitor.

【0046】さらに、図12に示すように、フォトレジ
ストおよびエッチング法を用いて、下部電極11に凹部
25を形成する。そして、下部電極11の表面にたとえ
ば窒化膜などの誘電体層12を形成する。
Furthermore, as shown in FIG. 12, a recess 25 is formed in the lower electrode 11 using a photoresist and etching method. Then, a dielectric layer 12 such as a nitride film is formed on the surface of the lower electrode 11.

【0047】そして、図13に示すように、誘電体層1
2の表面上にCVD法を用いて多結晶シリコン層などの
上部電極13を形成する。その後、絶縁層23および配
線層24などを形成してDRAMのメモリセルの製造工
程が完了する。
Then, as shown in FIG. 13, the dielectric layer 1
An upper electrode 13 such as a polycrystalline silicon layer is formed on the surface of 2 using the CVD method. Thereafter, an insulating layer 23, a wiring layer 24, and the like are formed to complete the process of manufacturing a DRAM memory cell.

【0048】なお、上記実施例においては1つの下部電
極11に1つの凹部25を形成しているが、1つの下部
電極11に凹部25を2つ以上形成してもよい。このよ
うにすると、下部電極11の表面積をより大きくできる
ので、下部電極11の平面占有面積を減少させてもキャ
パシタの容量を所定量に保つことができる。図14は、
1つの下部電極11に凹部25を2つ設けた場合の実施
例を示す。図14中の符号が示すものは、図1中の符号
が示すものと同じなので、図14に示す実施例の構造の
説明は省略する。
In the above embodiment, one recess 25 is formed in one lower electrode 11, but two or more recesses 25 may be formed in one lower electrode 11. In this way, the surface area of the lower electrode 11 can be made larger, so that even if the planar area occupied by the lower electrode 11 is reduced, the capacitance of the capacitor can be maintained at a predetermined level. Figure 14 shows
An example in which two recesses 25 are provided in one lower electrode 11 will be shown. 14 are the same as those in FIG. 1, so a description of the structure of the embodiment shown in FIG. 14 will be omitted.

【0049】この発明の他の実施例を以下説明する。図
3〜図8の工程の後、図15に示すように、層間絶縁膜
20上のうち、下部電極層形成予定領域46の境界に、
フォトレジストおよびエッチング法を用いてシリコン酸
化膜からなるキャパシタ分離層31を形成する。
Other embodiments of the invention will be described below. After the steps shown in FIGS. 3 to 8, as shown in FIG.
A capacitor isolation layer 31 made of a silicon oxide film is formed using a photoresist and etching method.

【0050】図16に示すように、層間絶縁膜20をフ
ォトレジストおよびエッチング法を用いてパターニング
し、ソース・ドレイン領域6に到達するコンタクトホー
ル14を形成する。
As shown in FIG. 16, interlayer insulating film 20 is patterned using photoresist and etching to form contact holes 14 reaching source/drain regions 6.

【0051】図17に示すように、CVD法を用いて厚
さ3000〜8000オングストロームの多結晶シリコ
ン層110をコンタクトホール14の内部表面、層間絶
縁膜20の表面およびキャパシタ分離層31の表面上に
堆積する。
As shown in FIG. 17, a polycrystalline silicon layer 110 with a thickness of 3,000 to 8,000 angstroms is formed on the inner surface of the contact hole 14, the surface of the interlayer insulating film 20, and the surface of the capacitor isolation layer 31 using the CVD method. accumulate.

【0052】図18に示すように、多結晶シリコン層1
10をフォトレジストおよびエッチング法を用いてパタ
ーニングして下部電極11に分離すると同時に下部電極
11にD2 で示す深さ2000〜5000オングスト
ロームの凹部25を形成する。このとき、キャパシタ分
離層31があるので、キャパシタ分離層31上では他の
ところよりも多結晶シリコン層110の厚みが小さくな
っている。したがって、下部電極11の分離と凹部25
の形成とを同時に行なっても、凹部がソース・ドレイン
領域6に到達する前に下部電極11の分離が終了する。 したがって、下部電極11の分離と凹部25の形成とを
同時に行なっても、ソース・ドレイン領域6と下部電極
11とのコンタクトが破壊されることはない。
As shown in FIG. 18, polycrystalline silicon layer 1
10 is patterned using a photoresist and etching method to separate the lower electrode 11, and at the same time, a recess 25 with a depth of 2000 to 5000 angstroms, indicated by D2, is formed in the lower electrode 11. At this time, since the capacitor isolation layer 31 is present, the thickness of the polycrystalline silicon layer 110 is smaller on the capacitor isolation layer 31 than elsewhere. Therefore, the separation of the lower electrode 11 and the recess 25
Even if the formation of the lower electrode 11 is performed at the same time, the separation of the lower electrode 11 is completed before the recess reaches the source/drain region 6. Therefore, even if the separation of the lower electrode 11 and the formation of the recess 25 are performed at the same time, the contact between the source/drain region 6 and the lower electrode 11 will not be destroyed.

【0053】次に、キャパシタ分離層31をフッ酸等を
用いて除去し、下部電極11の表面にたとえば窒化膜な
どの誘電体層12を形成する。これにより図12に示す
構造のものと同様のものが得られる。以後の工程は先ほ
ど説明した一実施例と同様なのでその説明を省略する。
Next, the capacitor isolation layer 31 is removed using hydrofluoric acid or the like, and a dielectric layer 12 such as a nitride film is formed on the surface of the lower electrode 11. As a result, a structure similar to that shown in FIG. 12 is obtained. The subsequent steps are the same as those in the embodiment described earlier, so the explanation thereof will be omitted.

【0054】[0054]

【発明の効果】この発明に従った半導体記憶装置におい
ては、電荷蓄積部の第1電極には、底面と側面とが一体
形成された凹部が形成され、凹部の底面と側面において
も第1電極層は誘電体層を介して第2電極層と対向する
ようにされている。したがって、電荷蓄積部の容量を所
定量に保ちながらも誘電体層の絶縁信頼性の劣化を防止
することが可能となる。
Effects of the Invention In the semiconductor memory device according to the present invention, the first electrode of the charge storage section is formed with a recess whose bottom surface and side surfaces are integrally formed, and the first electrode is also formed on the bottom surface and side surfaces of the recess. The layer is arranged to face the second electrode layer with the dielectric layer interposed therebetween. Therefore, it is possible to prevent the insulation reliability of the dielectric layer from deteriorating while maintaining the capacitance of the charge storage section at a predetermined level.

【0055】この発明に従った半導体記憶装置の製造方
法においては、エッチングによって第1電極層に凹部を
形成しているので、凹部を容易に形成することができ、
半導体記憶装置の製造工程の容易化を図ることが可能と
なる。
In the method for manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention, since the recesses are formed in the first electrode layer by etching, the recesses can be easily formed.
It becomes possible to facilitate the manufacturing process of a semiconductor memory device.

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

【図1】図2中の切断線A−Aに沿った方向からの断面
構造図である。
FIG. 1 is a cross-sectional structural diagram taken along the cutting line A-A in FIG. 2;

【図2】この発明に従った半導体記憶装置の一実施例の
平面構造図である。
FIG. 2 is a plan view of an embodiment of a semiconductor memory device according to the present invention.

【図3】この発明に従った半導体記憶装置の製造方法の
一実施例の第1工程を示す工程図である。
FIG. 3 is a process diagram showing a first step of an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention.

【図4】この発明に従った半導体記憶装置の製造方法の
一実施例の第2工程を示す工程図である。
FIG. 4 is a process diagram showing a second step of an embodiment of the method for manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention.

【図5】この発明に従った半導体記憶装置の製造方法の
一実施例の第3工程を示す工程図である。
FIG. 5 is a process diagram showing a third step of an embodiment of the method for manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention.

【図6】この発明に従った半導体記憶装置の製造方法の
一実施例の第4工程を示す工程図である。
FIG. 6 is a process diagram showing a fourth step of an embodiment of the method for manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention.

【図7】この発明に従った半導体記憶装置の製造方法の
一実施例の第5工程を示す工程図である。
FIG. 7 is a process diagram showing a fifth step of an embodiment of the method for manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention.

【図8】この発明に従った半導体記憶装置の製造方法の
一実施例の第6工程を示す工程図である。
FIG. 8 is a process diagram showing a sixth step of an embodiment of the method for manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention.

【図9】この発明に従った半導体記憶装置の製造方法の
一実施例の第7工程を示す工程図である。
FIG. 9 is a process diagram showing a seventh step of an embodiment of the method for manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention.

【図10】この発明に従った半導体記憶装置の製造方法
の一実施例の第8工程を示す工程図である。
FIG. 10 is a process diagram showing an eighth step of an embodiment of the method for manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention.

【図11】この発明に従った半導体記憶装置の製造方法
の一実施例の第9工程を示す工程図である。
FIG. 11 is a process diagram showing a ninth step of an embodiment of the method for manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention.

【図12】この発明に従った半導体記憶装置の製造方法
の一実施例の第10工程を示す工程図である。
FIG. 12 is a process diagram showing a tenth step of an embodiment of the method for manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention.

【図13】この発明に従った半導体記憶装置の製造方法
の一実施例の第11工程を示す工程図である。
FIG. 13 is a process diagram showing an eleventh step of an embodiment of the method for manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention.

【図14】この発明に従った半導体記憶装置の他の実施
例の断面図である。
FIG. 14 is a sectional view of another embodiment of the semiconductor memory device according to the present invention.

【図15】この発明に従った半導体記憶装置の製造方法
の他の実施例の第1工程を示す工程図である。
FIG. 15 is a process diagram showing the first step of another embodiment of the method for manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention.

【図16】この発明に従った半導体記憶装置の製造方法
の他の実施例の第2工程を示す工程図である。
FIG. 16 is a process diagram showing the second step of another embodiment of the method for manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention.

【図17】この発明に従った半導体記憶装置の製造方法
の他の実施例の第3工程を示す工程図である。
FIG. 17 is a process diagram showing the third step of another embodiment of the method for manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention.

【図18】この発明に従った半導体記憶装置の製造方法
の他の実施例の第4工程を示す工程図である。
FIG. 18 is a process diagram showing the fourth step of another embodiment of the method for manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention.

【図19】従来のDRAMのブロック図である。FIG. 19 is a block diagram of a conventional DRAM.

【図20】従来のDRAMのメモリセルの等価回路図で
る。
FIG. 20 is an equivalent circuit diagram of a memory cell of a conventional DRAM.

【図21】従来の一例を示すDRAMのスタックトタイ
プキャパシタを備えたメモリセルの断面構造図である。
FIG. 21 is a cross-sectional structural diagram of a memory cell including a stacked type capacitor of a DRAM showing an example of the conventional technology.

【図22】従来の他の例を示すDRAMのメモリセルの
断面構造図である。
FIG. 22 is a cross-sectional structural diagram of a DRAM memory cell showing another conventional example.

【図23】図22に示すメモリセルの製造方法の第1工
程を示す工程図である。
23 is a process diagram showing a first step of the method for manufacturing the memory cell shown in FIG. 22; FIG.

【図24】図22に示すメモリセルの製造方法の第2工
程を示す工程図である。
24 is a process diagram showing a second step of the method for manufacturing the memory cell shown in FIG. 22. FIG.

【図25】図22に示すメモリセルの製造方法の第3工
程を示す工程図である。
25 is a process diagram showing a third step of the method for manufacturing the memory cell shown in FIG. 22; FIG.

【図26】図22に示すメモリセルの製造方法の第4工
程を示す工程図である。
26 is a process diagram showing a fourth step of the method for manufacturing the memory cell shown in FIG. 22. FIG.

【図27】図22に示すメモリセルの製造方法の第5工
程を示す工程図である。
27 is a process diagram showing a fifth step of the method for manufacturing the memory cell shown in FIG. 22. FIG.

【図28】図22に示すメモリセルの製造方法の第6工
程を示す工程図である。
28 is a process diagram showing a sixth step of the method for manufacturing the memory cell shown in FIG. 22. FIG.

【図29】下部電極の厚みの範囲、凹部の深さの範囲を
説明するための下部電極の斜視図である。
FIG. 29 is a perspective view of the lower electrode for explaining the range of the thickness of the lower electrode and the range of the depth of the recess.

【図30】下部電極の厚みの範囲、凹部の深さの範囲を
説明するためのグラフである。
FIG. 30 is a graph for explaining the range of thickness of the lower electrode and the range of depth of the recess.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  シリコン基板 4b、4c  ゲート電極 6  ソース・ドレイン領域 11  下部電極 12  誘電体層 13  上部電極 15  ビット線 25  凹部 26  底面 27  側面 1 Silicon substrate 4b, 4c Gate electrode 6 Source/drain region 11 Lower electrode 12 Dielectric layer 13 Upper electrode 15 Bit line 25 Recess 26 Bottom 27 Side

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  情報の記憶を電荷の蓄積の形で行なう
半導体記憶装置であって、主表面を有する半導体基板と
、前記主表面近傍に間を隔てて形成された第1、第2不
純物領域と、前記第1不純物領域と前記第2不純物領域
との間の前記主表面上に形成され、前記主表面に電圧を
印加することによりチャネルを形成する第1導電層と、
前記第2不純物領域と電気的に接続された第2導電層と
、前記第1不純物領域に電気的に接続され、厚みが30
00〜8000オングストロームの第1電極層と、前記
第1電極層と対向して形成された第2電極層と、前記第
1電極層と前記第2電極層との間に形成された誘電体層
とを備えた電荷蓄積部と、を備え、前記第1電極層には
、深さ2000〜5000オングストロームで底面と側
面とが一体形成された凹部が形成され、前記凹部の底面
と側面においても前記第1電極層は前記誘電体層を介し
て前記第2導電層と対向している、半導体記憶装置。
1. A semiconductor memory device that stores information in the form of charge accumulation, comprising: a semiconductor substrate having a main surface; and first and second impurity regions spaced apart from each other in the vicinity of the main surface. and a first conductive layer formed on the main surface between the first impurity region and the second impurity region and forming a channel by applying a voltage to the main surface;
a second conductive layer electrically connected to the second impurity region; and a second conductive layer electrically connected to the first impurity region and having a thickness of 30 mm.
a first electrode layer having a thickness of 00 to 8000 angstroms, a second electrode layer formed opposite to the first electrode layer, and a dielectric layer formed between the first electrode layer and the second electrode layer. a charge storage portion comprising: a recessed portion having a depth of 2000 to 5000 angstroms and integrally formed with a bottom surface and side surfaces; In the semiconductor memory device, the first electrode layer faces the second conductive layer with the dielectric layer interposed therebetween.
【請求項2】  情報の記憶を電荷の蓄積の形で行なう
半導体記憶装置の製造方法であって、半導体基板の主表
面上に第1導電層を形成する工程と、前記第1導電層を
挟むように、前記主表面近傍に第1、第2不純物領域を
形成する工程と、前記主表面上に前記第2不純物領域と
電気的に接続するように第2導電層を形成する工程と、
前記主表面上に前記第1不純物領域と電気的に接続する
ように、厚さ3000〜8000オングストロームの第
1電極層を形成する工程と、前記第1電極層にエッチン
グを施し、深さ2000〜5000オングストロームの
凹部を形成する工程と、前記凹部の底面と側面とを含む
前記第1電極層の表面上に誘電体層を形成する工程と、
前記誘電体層の表面上に第2電極層を形成する工程と、
を備えた半導体記憶装置の製造方法。
2. A method for manufacturing a semiconductor memory device in which information is stored in the form of charge accumulation, comprising the steps of: forming a first conductive layer on the main surface of a semiconductor substrate; and sandwiching the first conductive layer. forming first and second impurity regions near the main surface; forming a second conductive layer on the main surface so as to be electrically connected to the second impurity region;
forming a first electrode layer having a thickness of 3,000 to 8,000 angstroms on the main surface so as to electrically connect with the first impurity region; and etching the first electrode layer to a depth of 2,000 to 8,000 angstroms. forming a 5000 angstrom recess, and forming a dielectric layer on the surface of the first electrode layer including the bottom and side surfaces of the recess;
forming a second electrode layer on the surface of the dielectric layer;
A method for manufacturing a semiconductor storage device comprising:
【請求項3】  前記第2導電層を形成する工程と前記
誘電体層を形成する工程との間に、隣接する前記第1電
極層が形成される第1電極層形成予定領域との境界に絶
縁性材料からなる第1電極層分離層を形成する工程と、
前記主表面全面に前記第1不純物領域と電気的に接続す
るように、厚さ3000〜8000オングストロームの
第1電極層を形成する工程と、前記第1電極層にエッチ
ングを施し、深さ2000〜5000オングストローム
の凹部を形成するとともに、前記第1電極層分離層上で
前記第1電極層を分離する工程と、を含む請求項2に記
載の半導体記憶装置の製造方法。
3. Between the step of forming the second conductive layer and the step of forming the dielectric layer, at the boundary between the first electrode layer formation area where the adjacent first electrode layer is to be formed, forming a first electrode layer separation layer made of an insulating material;
forming a first electrode layer with a thickness of 3000 to 8000 angstroms on the entire main surface so as to be electrically connected to the first impurity region; and etching the first electrode layer to a depth of 2000 to 8000 angstroms. 3. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 2, comprising the step of forming a recess of 5000 angstroms and separating the first electrode layer on the first electrode layer separation layer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08306879A (en) * 1995-04-28 1996-11-22 Nec Corp Method of fabricating semiconductor device
JPH08330539A (en) * 1995-05-31 1996-12-13 Nec Corp Manufacture of semiconductor device
US6034778A (en) * 1998-04-22 2000-03-07 Hyundai Electronics Industries Method of measuring surface area variation rate of a polysilicon film having hemispherical grains, and capacitance measuring method and apparatus by the same
EP1020906A2 (en) 1999-01-12 2000-07-19 Lucent Technologies Inc. DRAM capacitor and method of making the same

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