JPH05110018A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH05110018A
JPH05110018A JP3271621A JP27162191A JPH05110018A JP H05110018 A JPH05110018 A JP H05110018A JP 3271621 A JP3271621 A JP 3271621A JP 27162191 A JP27162191 A JP 27162191A JP H05110018 A JPH05110018 A JP H05110018A
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JP
Japan
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film
capacitor
groove
silicon
groove type
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JP3271621A
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English (en)
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和孝 ▲真▼鍋
Kazutaka Manabe
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】熱酸化によるストレスの少ない、電荷保持性の
優れた溝型キャパシタを有するDRAMを形成する。 【構成】N+ 層103,容量絶縁膜104,多結晶シリ
コン膜105からなる溝型キャパシタの上部に、耐酸化
性を有する窒化シリコン膜115を形成することによ
り、その後の工程における熱処理による溝型キャパシタ
部でのストレスを防ぐ機能をもたせる。溝型キャパシタ
形成時に、ソース・ドレイン領域の一方がN+ 層103
と、他方がタングステンシリサイド配線114と、電気
的に接続されたMOSトランジスタを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
関し、特に、溝型キャパシタを有するDRAMメモリ装
置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の溝型キャパシタを有するDRAM
メモリ装置について図9を参照して説明する。P型シリ
コン基板1上には、フィールド絶縁膜2が選択的に形成
されており、フィールド絶縁膜2に囲まれた領域内に、
溝型キャパシタとMOSトランジスタが形成されてい
る。P型シリコン基板1の溝内壁には、N+ 層3が形成
され、そして溝内および基板表面には、順に、容量絶縁
膜4,リンを添加した多結晶シリコン膜5,二酸化シリ
コン膜6が形成され更に、溝内部は、多結晶シリコン7
で埋められている。また、溝型キャパシタの表面を覆う
ように二酸化シリコン膜8が形成されている。
【0003】一方、ゲート電極となる、リンを添加した
多結晶シリコン膜9は、二酸化シリコン膜10に囲まれ
て形成されており、その両側のシリコン基板内には、ソ
ース・ドレイン領域となるN- 層11およびN+ 層12
が形成されている。
【0004】そして、シリコン基板上にはBPSG膜1
3で覆われ、MOSトランジスタのソース・ドレイン領
域の一方の領域は、BPSG膜13の形成されたコンタ
クト孔を介してタングステンシリサイド配線14と接続
され、またソース・ドレイン領域の他方の領域は、溝部
分に形成されたキャパシタの一方の電極であるN+ 層3
に接続されている。しかして、キャパシタのソース・ド
レイン領域に接続された方の電極(N+ 層3)は、個々
のセル毎に分離して形成された電極であり、キャパシタ
の他方の電極は、多結晶シリコン膜5によって形成され
ており、この電極は、全てのセルが共通に接続され、一
定電位に固定されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この従来の溝型キャパ
シタを有するDRAMメモリ装置では、通常、溝型キャ
パシタ部分を形成した後、トランジスタ部分を形成する
が、この際、溝型キャパシタ部分を形成した後の熱酸化
工程(例えばゲート酸化膜形成工程)により、二酸化シ
リコン膜に接する多結晶シリコン膜5および7(特に溝
キャパシタの上部)が酸化され、酸化された部分は膨張
する。その結果、溝内に拡がり方向のストレスがかか
り、容量絶縁膜あるいは、シリコン基板に欠陥が発生
し、ひいては、溝型キャパシタにおける漏れ電流が増大
し、電荷保持特性に悪影響を及ぼすという問題点があっ
た。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、一導電型半導体基板の表面から内側へ向けて
握られた溝を形成し、少なくとも前記溝の表面に容量絶
縁膜を形成し、前記容量絶縁膜上にキャパシタの対向電
極となる導体膜を形成し、前記導体膜上に耐酸化性膜を
形成し、前記導体膜上に耐酸化性膜を堆積して溝型キャ
パシタを形成する工程と、前記一導電型半導体基板の前
記溝型キャパシタの形成されていない部分に絶縁ゲート
型電界効果トランジスタを形成する工程とを有するとい
うものである。
【0007】
【実施例】次に、本発明の一実施例の半導体装置の製造
方法について図1〜図8を参照して説明する。
【0008】まず図1に示すように、P型シリコン基板
101の主表面に選択酸化法により、厚さ500nmの
二酸化シリコンからなるフィールド絶縁膜102を形成
する。次に、図2に示すようにP型シリコン基板101
の活性領域の所望の位置に選択的にシリコンエッチング
を行い、深さ2μmのキャパシタ用溝を形成し、その
後、選択的にヒ素をイオン注入することにより、溝内壁
およびP型シリコン基板表面の活性領域の所望の位置に
+ 層103を形成する。次に、図3に示すように、二
酸化シリコン膜,窒化シリコン膜,二酸化シリコン膜の
3層からなる容量絶縁膜104を形成した後、キャパシ
タの対向電極を形成するため、厚さ200nmの多結晶
シリコン膜105を気相成長法により形成しリンを添加
する。さらに熱酸化法により二酸化シリコン膜105を
形成し、再度、気相成長法を用いて、多結晶シリコン膜
107を形成しキャパシタ用の溝を埋める。次に、図4
に示すように多結晶シリコン膜107を溝内にのみ残す
ようにエッチングをした後、基板表面に厚さ20nmの
窒化シリコン膜115を耐酸化性膜として気相成長法に
より形成し、さらに厚さ100nmの二酸化シリコン膜
108を気相成長法により形成する。
【0009】次に、図5に示すように、二酸化シリコン
膜108,窒化シリコン膜115,二酸化シリコン膜1
06,多結晶シリコン膜105,および容量絶縁膜10
4を、同一の所望のパターンにエッチングし、その後、
気相成長法により基板表面に二酸化シリコン膜108a
を形成し、さらに基板の活性領域が露出するまで異方性
エッチングし、側壁部にのみ残す。これまでの過程によ
り、溝型キャパシタが形成される。
【0010】次に、図6に示すように、熱酸化法により
ゲート酸化膜となる厚さ20nmの二酸化シリコン膜1
16を形成し、さらにゲート電極となるリンを添加した
多結晶シリコン膜109および二酸化シリコン膜117
を気相成長法により形成し、その後、二酸化シリコン膜
117,多結晶シリコン膜109,および二酸化シリコ
ン膜116を所望のゲート電極パターンにエッチング
し、さらに、ヒ素をイオン注入法によりシリコン基板表
面に導入しN- 層111を形成する。次に、図7に示す
ように、二酸化シリコン膜を気相成長法により形成し、
エッチバックすることにより、結果としてゲート電極で
ある多結晶シリコン膜109を囲むような形状の二酸化
シリコン膜118を形成し、その後ヒ素をイオン注入法
によりシリコン基板表面に導入し、N+ 層112を形成
する。次に図8に示すようにBPSG膜113を層間絶
縁膜とし形成し、スルーホールを介してMOSトランジ
スタのソース・ドレイン領域の1方に電気的に接続され
るタングステンシリサイド配線114をスパッタ法とエ
ッチングにより選択的に形成する。こうして形成された
半導体装置は、P型シリコン基板101の主表面に形成
されたMOSトランジスタと溝型キャパシタから成って
いる。
【0011】溝型キャパシタは溝内壁に形成された蓄積
電極となるN+ 層103と、容量絶縁膜104と、対極
となるリンを添加した多結晶シリコン膜105を有す
る。また、溝内は二酸化シリコン膜106および多結晶
シリコン膜107で埋められ、さらに溝キャパシタ部表
面は耐酸化性を有する窒化シリコン膜115で覆われて
いる。
【0012】一方MOSトランジスタは、ゲート電極と
なるリンを添加した多結晶シリコン膜109とゲート酸
化膜およびサイドウォールを任う二酸化シリコン膜11
0とソース・ドレイン領域を形成するN- 層111,N
+ 層112により形成され、このソース・ドレイン領域
の一方は、溝キャパシタの蓄積電極となるN+ 層103
に電気的に接続されており、ソース・ドレイン領域の他
方はビット線となるタングステンシリサイド配線114
にスルーホールを介して電気的に接続されている。
【0013】この実施例によれば、溝型キャパシタの形
成後にMOSトランジスタを形成するとき、窒化シリコ
ン膜115により溝型キャパシタの表面が覆われている
ので、多結晶シリコン膜105,107が酸化されて体
積が増大し、ストレスが生じるのを防止することができ
る。
【0014】なお、溝の寸法,多結晶シリコン膜105
の厚さによっては、二酸化シリコン膜106や多結晶シ
リコン膜107を形成していなくてもよい。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体装置
の製造方法は、溝型キャパシタの表面を覆うように耐酸
化性膜を形成した後に、トランジスタを形成するので、
熱処理により溝内の多結晶シリコンなどの導体膜は酸化
されなくなり、酸化による溝内物質の体積増大によるス
トレスを受けることがなくなる。その結果容量絶縁膜あ
るいは半導体基板でのストレスによる欠陥の発生を防止
し、ひいては、溝型キャパシタにおける漏れ電流が減少
し、DRAMメモリ装置の電荷保持特性が向上するとい
う効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の説明に使用する半導体チッ
プの断面図である。
【図2】本発明の一実施例の説明に使用する半導体チッ
プの断面図である。
【図3】本発明の一実施例の説明に使用する半導体チッ
プの断面図である。
【図4】本発明の一実施例の説明に使用する半導体チッ
プの断面図である。
【図5】本発明の一実施例の説明に使用する半導体チッ
プの断面図である。
【図6】本発明の一実施例の説明に使用する半導体チッ
プの断面図である。
【図7】本発明の一実施例の説明に使用する半導体チッ
プの断面図である。
【図8】本発明の一実施例の説明に使用する半導体チッ
プの断面図である。
【図9】従来の技術の説明に使用する半導体チップの断
面図である。
【符号の説明】
1,101 P型シリコン基板 2,102 フィールド絶縁膜 3,103 N- 層 4,104 容量絶縁膜 5,105 多結晶シリコン膜 6,106 二酸化シリコン膜 7,107 多結晶シリコン膜 8,108 二酸化シリコン膜 9,109 多結晶シリコン膜 10,110 二酸化シリコン膜 11,111 N- 層 12,112 N+ 層 13,113 BPSG膜 14,114 タングステンシリサイド配線 115 窒化シリコン膜 116 二酸化シリコン膜 117 二酸化シリコン膜 118 二酸化シリコン膜

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一導電型半導体基板の表面から内側へ向
    けて掘られた溝を形成し、少なくとも前記溝の表面に容
    量絶縁膜を形成し、前記容量絶縁膜上にキャパシタの対
    向電極となる導体膜を形成し、前記導体膜上に耐酸化性
    膜を堆積して溝型キャパシタを形成する工程と、前記一
    導電型半導体基板の前記溝型キャパシタの形成されてい
    ない部分に絶縁ゲート型電界効果トランジスタを形成す
    る工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 耐酸化性膜は窒化シリコン膜である請求
    項1記載の半導体装置の製造方法。
JP3271621A 1991-10-21 1991-10-21 半導体装置の製造方法 Pending JPH05110018A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5973343A (en) * 1995-04-20 1999-10-26 Nec Corporation Semiconductor memory device having bit line directly held in contact through contact with impurity region in self-aligned manner and process of fabrication thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5973343A (en) * 1995-04-20 1999-10-26 Nec Corporation Semiconductor memory device having bit line directly held in contact through contact with impurity region in self-aligned manner and process of fabrication thereof
US6143600A (en) * 1995-04-20 2000-11-07 Nec Corporation Method of fabricating a semiconductor memory device having bit line directly held in contact through contact with impurity region in self-aligned manner

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A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20000725