JPH05175448A - Mis type semiconductor storage device - Google Patents

Mis type semiconductor storage device

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JPH05175448A
JPH05175448A JP3354350A JP35435091A JPH05175448A JP H05175448 A JPH05175448 A JP H05175448A JP 3354350 A JP3354350 A JP 3354350A JP 35435091 A JP35435091 A JP 35435091A JP H05175448 A JPH05175448 A JP H05175448A
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JP
Japan
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capacitance
groove
electrode
polycrystalline silicon
memory cell
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Application number
JP3354350A
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Japanese (ja)
Inventor
Kunio Nakamura
邦雄 中村
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NEC Yamaguchi Ltd
Original Assignee
NEC Yamaguchi Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To improve the yield and reliability of a 1-transistor type memory cell while the capacitance of its capacitance part is increased. CONSTITUTION:A trench 1a is formed in the capacitance part of a 1-transistor type memory cell. A charge storing electrode 4 which has fine semi-spherical protrusions and recesses is formed on the side surfaces and the bottom of the trench 1a. The trench 1a is filled with a capacitance electrode 6 with a capacitance insulating film 5 provided on the surface of the electrode 4 therebetween. For instance, the charge storing electrode 4 is composed of a polycrystalline silicon film which has semi-spherical grains made to grow on its surface. Thus, by providing fine unevenness on the charge storing electrode 4, its surface area is increased, the capacitance of the memory cell is increased, the capacitance part composed of the trench, the electrodes, etc., can be formed easily and the yield and reliability can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は1トランジスタ型メモリ
セルを有するMIS型半導体記憶装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a MIS type semiconductor memory device having a one-transistor type memory cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】1個のトランジスタと、それに隣接して
設けた容量とにより構成される1トランジスタ型メモリ
セルを情報単位としたMIS型半導体記憶装置が広く用
いられているが、この種の半導体記憶装置では、トラン
ジスタと容量とを同一平面上に形成すると、1メモリセ
ルの占める面積が大きくなり、高集積化に不利となる。
そこで、容量部の半導体基板に溝を形成し、この溝の内
面に設けた絶縁膜を介して溝内に導電性物質を埋め込み
容量を作り込んだ、いわゆる「溝容量型」のメモリセル
が提案されている。又、容量部に絶縁膜を介して二層或
いは多層に導電層を積み上げて電荷蓄積用の容量を構成
した、いわゆる「積層容量型」のメモリセルも用いられ
ている。
2. Description of the Related Art A MIS type semiconductor memory device is widely used in which a one-transistor type memory cell composed of one transistor and a capacitance provided adjacent to it is used as an information unit. In a memory device, if a transistor and a capacitor are formed on the same plane, the area occupied by one memory cell becomes large, which is disadvantageous for high integration.
Therefore, a so-called "groove capacitance type" memory cell is proposed, in which a groove is formed in the semiconductor substrate of the capacitor portion, and a conductive material is embedded in the groove through an insulating film provided on the inner surface of the groove to form a capacitor. Has been done. In addition, a so-called "multilayer capacitance type" memory cell in which two or more conductive layers are stacked in the capacitance section via an insulating film to form a capacitance for charge storage is also used.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】前述した「溝容量型」
のメモリセルにおいては、メモリセルの微細化、即ち容
量の面積の減少に伴う記憶セルの容量の低下を避ける目
的から、溝の深さを深くし、或いは絶縁膜の膜厚を薄く
していた。その結果、溝を形成するためのエッチング時
間の増加に伴う溝深さのバラツキの増加、或いは絶縁膜
の薄膜化に伴うピンホール密度の増加、更には耐圧の低
下などによる歩留り及び信頼性の低下を生ずるという問
題点があった。
[Problems to be Solved by the Invention] The above-mentioned "groove capacity type"
In the above memory cell, the depth of the groove is increased or the thickness of the insulating film is decreased in order to avoid miniaturization of the memory cell, that is, reduction of the capacity of the memory cell due to the decrease of the area of the capacity. .. As a result, the variation of the groove depth is increased with the increase of the etching time for forming the groove, the pinhole density is increased with the thinning of the insulating film, and the yield and reliability are decreased due to the decrease of withstand voltage. There was a problem that caused.

【0004】又、「積層容量型」のメモリセルにおいて
は、平面寸法の微細化に伴うメモリセルの容量を確保す
る目的から、電荷蓄積用電極の厚さを厚くしたり、或い
は容量絶縁膜の膜厚を薄くしていた。その結果、電荷蓄
積用電極の加工が困難となったり、或いは「溝容量型」
メモリセルの場合と同様に絶縁膜のピンホール増加によ
る歩留の低下が起こるという問題があった。本発明の目
的は、メモリセルにおける歩留り及び信頼性を改善した
半導体記憶装置を提供することにある。
Further, in the "multilayer capacitance type" memory cell, in order to secure the capacity of the memory cell due to the miniaturization of the plane dimension, the thickness of the charge storage electrode is increased or the capacity insulating film is formed. The film thickness was thin. As a result, it becomes difficult to process the charge storage electrode, or "groove capacitance type"
As in the case of the memory cell, there is a problem that the yield decreases due to the increase of pinholes in the insulating film. An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device with improved yield and reliability in memory cells.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体記憶装置
は、1トランジスタ型メモリセルの容量部に溝を形成
し、この溝の側面及び底面に半球状の微小な凹凸を持つ
電荷蓄積用の電極が形成され、この電極表面に設けた容
量絶縁膜を介して、溝内に容量電極が埋め込まれた構成
とする。電荷蓄積用の電極は、半球状のグレインを表面
に成長させた多結晶シリコン膜で構成する。
A semiconductor memory device according to the present invention is for storing charges in which a groove is formed in a capacitor portion of a one-transistor type memory cell and hemispherical minute irregularities are formed on the side surface and the bottom surface of the groove. An electrode is formed, and a capacitor electrode is embedded in the groove via a capacitor insulating film provided on the surface of the electrode. The charge storage electrode is composed of a polycrystalline silicon film having hemispherical grains grown on its surface.

【0006】[0006]

【作用】電荷蓄積用の電極に微小な凹凸を設けること
で、その表面積を増大させ、メモリセル容量の増大を図
って溝或いは電極等、容量部の形成を容易にし、歩留り
及び信頼性を改善する。
[Function] By providing minute irregularities on the charge storage electrode, the surface area thereof is increased, the capacity of the memory cell is increased and the formation of a capacitor portion such as a groove or an electrode is facilitated, and the yield and reliability are improved. To do.

【0007】[0007]

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明の第1実施例を示す縦断面図であり、
「溝容量型」メモリセルを示す。同図において、p型シ
リコン基板1の素子間領域には厚さ 0.5μm程度のフィ
ールド酸化膜2が形成され、容量部には深い溝1aが形
成されている。この溝1aの側面及び底面のシリコン基
板1の表面にはn型拡散層3が形成されている。更に、
溝側面のシリコン基板表面には、微小な半球状グレイン
(粒状物)を有する容量蓄積電極としての多結晶シリコ
ン膜4が被着されており、この多結晶シリコン膜4上に
被着された容量絶縁膜5を介して多結晶シリコンより成
る容量電極6が溝内に埋め込まれている。更に、容量部
に隣接するシリコン基板1のゲート酸化膜7上には多結
晶シリコンより成るゲート電極(ワード線)8が紙面に
垂直な方向に形成されている。又、ゲート電力8を挟む
ようにシリコン基板1にはn型拡散層9が形成され、前
記n型拡散層3に接続されている。このn型拡散層9に
は層間膜23に開設したコンタクトホールを介してビッ
ト線10が接続されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a vertical sectional view showing a first embodiment of the present invention,
A "groove capacitance" memory cell is shown. In the figure, a field oxide film 2 having a thickness of about 0.5 μm is formed in the inter-element region of the p-type silicon substrate 1, and a deep groove 1a is formed in the capacitor portion. An n-type diffusion layer 3 is formed on the side surface and the bottom surface of the groove 1a on the surface of the silicon substrate 1. Furthermore,
On the surface of the silicon substrate on the side surface of the groove, a polycrystalline silicon film 4 as a capacitance storage electrode having fine hemispherical grains (granular particles) is deposited, and the capacitance deposited on the polycrystalline silicon film 4 is deposited. A capacitor electrode 6 made of polycrystalline silicon is buried in the groove via an insulating film 5. Further, a gate electrode (word line) 8 made of polycrystalline silicon is formed on the gate oxide film 7 of the silicon substrate 1 adjacent to the capacitor portion in a direction perpendicular to the paper surface. An n-type diffusion layer 9 is formed on the silicon substrate 1 so as to sandwich the gate power 8 and is connected to the n-type diffusion layer 3. A bit line 10 is connected to the n-type diffusion layer 9 through a contact hole formed in the interlayer film 23.

【0008】次に、図1の半導体記憶装置の製造方法を
図2乃至図11を参照して工程順に説明する。先ず、図
2に示すように、p型シリコン基板1上の素子間絶縁領
域には厚さ3000〜5000Å程度のフィールド酸化膜2を形
成し、活性素子領域のシリコン基板上には厚さ 300〜 5
00Å程度の酸化膜11を形成する。次いで、図3に示す
ように容量部以外をフォトレジスト12で覆い、容量部
のシリコン基板1の表面にn型不純物イオン13を注入
してn型拡散層14を形成する。不純物としては砒素が
適当であり、注入量は1012〜1014/cm2 程度が適当であ
る。
Next, a method of manufacturing the semiconductor memory device of FIG. 1 will be described in the order of steps with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 2, a field oxide film 2 having a thickness of about 3000 to 5000 Å is formed in an inter-device insulating region on a p-type silicon substrate 1, and a thickness of 300 to about 300 is formed on a silicon substrate in an active device region. Five
An oxide film 11 of about 00Å is formed. Next, as shown in FIG. 3, a portion other than the capacitance portion is covered with a photoresist 12, and n-type impurity ions 13 are implanted into the surface of the silicon substrate 1 in the capacitance portion to form an n-type diffusion layer 14. Arsenic is suitable as an impurity, and an appropriate dose is about 10 12 to 10 14 / cm 2 .

【0009】次に、図4に示すように、改めて形成した
フォトレジスト15を用いたフォトリソグラフィ工程に
より容量部に開口径 0.5〜1μm,深さ3〜5μm程度
の溝1aをシリコン基板1に形成する。次いで、形成し
た溝1aの側壁及び底部にn型不純物イオン16を注入
する。注入方法は、通常の方法で溝底部へ注入した後、
ウェハをイオンビームに対して斜めに傾け、ウェハを回
転させながら注入を行う。不純物イオンとしては砒素が
適当であり、濃度としては1017〜1019/cm3 程度が適当
である。これにより、溝1aの側面及び底部にn型拡散
層3が形成される。
Next, as shown in FIG. 4, a groove 1a having an opening diameter of 0.5 to 1 .mu.m and a depth of 3 to 5 .mu.m is formed in the silicon substrate 1 by a photolithography process using a photoresist 15 which is newly formed. To do. Then, the n-type impurity ions 16 are implanted into the side wall and the bottom of the formed groove 1a. The injection method is as follows:
The wafer is tilted with respect to the ion beam, and implantation is performed while rotating the wafer. Arsenic is suitable as the impurity ion and a concentration of about 10 17 to 10 19 / cm 3 is suitable. As a result, the n-type diffusion layer 3 is formed on the side surface and the bottom of the groove 1a.

【0010】次に、図5に示すように、全面に多結晶シ
リコン17を被着する。形成された多結晶シリコン膜1
7の厚さは1000Å〜3000Åが適当である。多結晶シリコ
ン膜17には予めn型不純物をドープしているか、或い
は多結晶シリコンの成長後にn型不純物をドープしても
よい。n型不純物としてはリンが適当であるが、砒素を
用いてもよい。
Next, as shown in FIG. 5, polycrystalline silicon 17 is deposited on the entire surface. Formed polycrystalline silicon film 1
A suitable thickness of 7 is 1000Å to 3000Å. The polycrystalline silicon film 17 may be doped with n-type impurities in advance, or may be doped with n-type impurities after the growth of polycrystalline silicon. Phosphorus is suitable as the n-type impurity, but arsenic may be used.

【0011】更に、図6に示すように、前記多結晶シリ
コン膜17の上に多結晶シリコン18を被着する。形成
された多結晶シリコン膜18の被着は気相成長法で行
う。成長ガスにはHeガスで約20%程度まで希釈したS
iH4 ガスを用い、成長温度を550℃前後に保つことに
より、直径が 500〜3000Å程度の半球状のグレインを持
った多結晶シリコンが成長する。或いは、一度 500℃程
度以下の温度で非晶質シリコンを成長した後 500〜 700
℃の温度での熱処理を加えることにより、粒径成長を起
こさせ、半球状のグレインを成長させることも可能であ
る。
Further, as shown in FIG. 6, polycrystalline silicon 18 is deposited on the polycrystalline silicon film 17. The deposition of the formed polycrystalline silicon film 18 is performed by a vapor phase growth method. The growth gas is S diluted with He gas to about 20%.
By maintaining the growth temperature around 550 ° C. using iH 4 gas, polycrystalline silicon having hemispherical grains with a diameter of about 500 to 3000 Å grows. Alternatively, once the amorphous silicon is grown at a temperature of about 500 ° C or less, 500 to 700
It is also possible to cause grain size growth and hemispherical grain growth by applying heat treatment at a temperature of ° C.

【0012】次いで、図7に示すように、全面を反応性
イオンエッチングによりエッチングバックし、シリコン
基板1の表面の多結晶シリコン膜18,17を除去する
ことで電荷蓄積用の電極4が形成される。このとき、シ
リコン基板1の表面の酸化膜11がエッチングバックの
ストッパとなり、シリコン基板1の表面がダメージを受
けることはない。又、溝底部では、エッチングバック後
には、半球状グレインの形状が下地のシリコン基板1に
転写され凸凹部が形成される。また、溝側壁部分の多結
晶シリコンはエッチングバック後も残存する。エッチン
グバック前或いは後に適当な熱処理を施すことにより、
半球状のグレイン中に下地の多結晶シリコン1から不純
物がドープされ、導電性が付与される。
Then, as shown in FIG. 7, the entire surface is etched back by reactive ion etching to remove the polycrystalline silicon films 18 and 17 on the surface of the silicon substrate 1 to form the electrode 4 for charge storage. It At this time, the oxide film 11 on the surface of the silicon substrate 1 serves as a stopper for etching back, and the surface of the silicon substrate 1 is not damaged. Further, at the groove bottom, after etching back, the shape of the hemispherical grains is transferred to the underlying silicon substrate 1 to form convex and concave portions. Further, the polycrystalline silicon on the side wall of the groove remains after the etching back. By performing appropriate heat treatment before or after etching back,
Impurities are doped into the hemispherical grains from the underlying polycrystalline silicon 1 to impart conductivity.

【0013】次に、図8に示すように、溝1aの側面及
び底面に容量絶縁膜5を形成する。容量絶縁膜として
は、厚さ50〜 100Å程度の窒化シリコン膜上に厚さ5〜
30Å程度の酸化膜を形成したものより成る二層膜が適当
である。その上で、全面に多結晶シリコン6を成長し、
溝内を完全に埋め込んだ後、不純物例えばリンを拡散し
て導電性にする。或いは、一度溝内が完全に埋め込まれ
ない厚さの多結晶シリコンを被着しリンを拡散した後、
酸化により表面に酸化膜を形成した後、再度多結晶シリ
コンを成長し、溝内部を埋め込んでもよい。この酸化膜
は多結晶シリコンをエッチングバックする際のストッパ
として機能する。
Next, as shown in FIG. 8, a capacitive insulating film 5 is formed on the side surface and the bottom surface of the groove 1a. As a capacitive insulation film, a thickness of 5 to 100 Å on a silicon nitride film
A two-layer film composed of an oxide film of about 30 Å is suitable. Then, grow polycrystalline silicon 6 on the entire surface,
After completely filling the groove, impurities such as phosphorus are diffused to make it conductive. Alternatively, once polycrystalline silicon having a thickness that does not completely fill the groove is deposited and phosphorus is diffused,
After forming an oxide film on the surface by oxidation, polycrystalline silicon may be grown again to fill the inside of the groove. This oxide film functions as a stopper when etching back the polycrystalline silicon.

【0014】次に、図9に示すように全面を反応性イオ
ンエッチング或いはエッチング液によりエッチングバッ
クし、シリコン基板表面上の多結晶シリコン膜6の厚さ
を2000〜5000Å程度とする。更に、図10に示すように
フォトレジスト20を用いたフォトリソグラフ工程によ
り、多結晶シリコン膜6を選択エッチングし、容量電極
を形成する。
Next, as shown in FIG. 9, the entire surface is etched back by reactive ion etching or an etching solution to make the thickness of the polycrystalline silicon film 6 on the surface of the silicon substrate about 2000 to 5000Å. Further, as shown in FIG. 10, the polycrystalline silicon film 6 is selectively etched by a photolithography process using a photoresist 20 to form a capacitor electrode.

【0015】次に、図11に示すように、厚さ 100〜 2
00Å程度のゲート酸化膜7を形成した後、全面に厚さ20
00〜3000Åの多結晶シリコンを成長し、フォトリソグラ
フ工程により、ワード線となるゲート電極8を形成す
る。更に、このゲート電極8を用いた自己整合法により
砒素イオン21を1015〜1016/cm2 程度注入してソース
・ドレイン領域としてのn型拡散層9を形成する。しか
る上で、図1に示したように、全面に層間膜22を被着
し、n型拡散層9上の層間膜22にコンタクト孔を開口
する。そして、全面に金属を被着した後、フォトレジス
トを用いたフォトリソグラフ工程によりビット線10を
形成する。金属としては、厚さ3000〜 10000Å程度のア
ルミニウム、或いは厚さ1000〜5000Å程度の金属シリサ
イド、例えばタングステンシリサイドが用いられる。
Next, as shown in FIG.
After forming the gate oxide film 7 of about 00Å, the thickness 20
A polycrystalline silicon of 00 to 3000 Å is grown and a gate electrode 8 to be a word line is formed by a photolithography process. Further, arsenic ions 21 are implanted by about 10 15 to 10 16 / cm 2 by a self-alignment method using the gate electrode 8 to form an n-type diffusion layer 9 as a source / drain region. Then, as shown in FIG. 1, an interlayer film 22 is deposited on the entire surface, and a contact hole is opened in the interlayer film 22 on the n-type diffusion layer 9. Then, after depositing metal on the entire surface, the bit line 10 is formed by a photolithography process using a photoresist. As the metal, aluminum having a thickness of about 3000 to 10000Å or metal silicide having a thickness of about 1000 to 5000Å, for example, tungsten silicide is used.

【0016】したがって、この構造のメモリセルによれ
ば、溝の側面及び底面が半球状の凹凸として構成されて
いるため、容量蓄積電極4及びn型拡散層3の面積が増
大され、かつこれに伴って容量絶縁膜5及びこれに接す
る容量電極6の面積が増大され、容量を増加させること
ができる。したがって、従来と同一寸法の溝を用いた場
合でもその容量を増加でき、半導体記憶装置の微細化、
高集積化を進めることができる。
Therefore, according to the memory cell of this structure, since the side surface and the bottom surface of the groove are formed as hemispherical concavities and convexities, the areas of the capacitance storage electrode 4 and the n-type diffusion layer 3 are increased, and at the same time. Accordingly, the area of the capacitance insulating film 5 and the capacitance electrode 6 in contact with the capacitance insulating film 5 is increased, and the capacitance can be increased. Therefore, even if a groove having the same size as the conventional one is used, the capacity thereof can be increased, and the semiconductor memory device can be miniaturized,
High integration can be promoted.

【0017】図12は本発明の第2の実施例を示してお
り、「積層容量型」メモリセルを示す。尚、図1と同一
部分には同一符号を付してある。同図において、容量部
のシリコン基板1内には溝1aが形成され、溝側面及び
底面のシリコン基板にはn型不純物がドープされてn型
拡散層3が形成されている。又、溝内部のシリコン基板
側面及び底面上には電荷蓄積用の電極となる半球状のグ
レインを持つ多結晶シリコン膜4が被着され、フィール
ド酸化膜2及びゲート電極8上の層間膜22上まで延在
している。この電荷蓄積用の多結晶シリコン膜4上には
容量絶縁膜5を介して容量電極6が形成される。更に、
この上に形成した層間膜23上にはビット線10が形成
され、コンタクト孔を介してn型拡散層9と接続されて
いる。
FIG. 12 shows a second embodiment of the present invention, which is a "multilayer capacitance type" memory cell. The same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. In the figure, a groove 1a is formed in the silicon substrate 1 of the capacitor portion, and an n-type diffusion layer 3 is formed by doping an n-type impurity in the silicon substrate on the side and bottom surfaces of the groove. On the side surface and bottom surface of the silicon substrate inside the trench, a polycrystalline silicon film 4 having hemispherical grains serving as an electrode for charge storage is deposited, and the field oxide film 2 and the interlayer film 22 on the gate electrode 8 are formed. Has been extended to. A capacitive electrode 6 is formed on the charge storage polycrystalline silicon film 4 with a capacitive insulating film 5 interposed therebetween. Furthermore,
A bit line 10 is formed on the interlayer film 23 formed thereover, and is connected to the n-type diffusion layer 9 via a contact hole.

【0018】次に、図13乃至図18を参照して図12
の記憶装置の製造方法を工程順に説明する。図13にお
いて、p型シリコン基板1上にはフィールド酸化膜2が
素子間領域に形成され、厚さ 100〜 200Åのゲート酸化
膜7を介して厚さ2000〜3000Åの多結晶シリコンより成
るワード線(ゲート電極)8が形成されている。又、ビ
ット線との接続部及び容量部のシリコン基板内には深さ
0.05〜 0.2μm程度の砒素を拡散したn型拡散層9が形
成されている。砒素の代わりにリンによる拡散層を用い
てもよい。
Next, referring to FIGS. 13 to 18, FIG.
The method of manufacturing the storage device will be described in the order of steps. In FIG. 13, a field oxide film 2 is formed in an inter-element region on a p-type silicon substrate 1, and a word line made of polycrystalline silicon having a thickness of 2000 to 3000 Å is formed through a gate oxide film 7 having a thickness of 100 to 200 Å. (Gate electrode) 8 is formed. In addition, the depth in the silicon substrate of the connection part with the bit line and the capacitor part
An n-type diffusion layer 9 in which arsenic of about 0.05 to 0.2 μm is diffused is formed. A diffusion layer made of phosphorus may be used instead of arsenic.

【0019】次に、図14に示すように、層間膜22を
形成後、容量部のシリコン基板に開口径 0.5〜1μm,
深さ1〜3μm程度の溝1aを形成する。次いで、図1
5に示すように、全面に厚さ 500〜2000Å程度の多結晶
シリコンを被着した後、リン又は砒素をドープしフォト
リソグラフ工程により多結晶シリコン膜4Aを形成す
る。更に、図16に示すように、全面に半球状のグレイ
ンを持った多結晶シリコン4Bを被着する。形成方法は
第1の実施例の場合と同様である。
Next, as shown in FIG. 14, after forming the interlayer film 22, an opening diameter of 0.5 to 1 μm is formed in the silicon substrate of the capacitor portion.
A groove 1a having a depth of about 1 to 3 μm is formed. Then, FIG.
As shown in FIG. 5, after depositing polycrystalline silicon having a thickness of about 500 to 2000 Å on the entire surface, phosphorus or arsenic is doped and a polycrystalline silicon film 4A is formed by a photolithography process. Further, as shown in FIG. 16, polycrystalline silicon 4B having hemispherical grains is deposited on the entire surface. The forming method is similar to that of the first embodiment.

【0020】次に、図17に示すように、全面をエッチ
ングバックすることにより、多結晶シリコン膜4Aの周
囲のみに半球状のグレインを持った多結晶シリコン4B
を残存させ、これらで電荷蓄積電極4を形成することが
できる。しかる上で、図18に示すように、容量絶縁膜
5を介して容量電極6を形成する。更に、図12に示し
たように層間膜23を被着した後、コンタクト孔の開口
を行い、ビット線10の接続を行い素子が完成する。
Next, as shown in FIG. 17, the entire surface is etched back to form a polycrystalline silicon film 4B having hemispherical grains only around the polycrystalline silicon film 4A.
And the charge storage electrode 4 can be formed with these. Then, as shown in FIG. 18, the capacitive electrode 6 is formed via the capacitive insulating film 5. Further, as shown in FIG. 12, after depositing the interlayer film 23, the contact hole is opened and the bit line 10 is connected to complete the device.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は容量部の
シリコン基板に溝を形成し、溝内に半球状のグレインを
持った多結晶シリコンの電荷蓄積用電極を埋め込んでい
るので、半球状のグレインによる凹凸が電荷蓄積電極の
表面積を増加させ、メモリセルの容量を増加させること
ができる。したがって、溝容量型のメモリセルにおいて
は、溝の深さ、或いは溝の寸法を必要以上に増加させる
必要はなく、又、積層型の容量においては、電荷蓄積用
電極の厚さを必要以上に増加させる必要はなく、更に容
量絶縁膜の膜厚も十分な耐圧を確保できる値に設定で
き、歩留及び信頼性を向上することができる。
As described above, according to the present invention, the groove is formed in the silicon substrate of the capacitor portion and the polycrystalline silicon charge storage electrode having hemispherical grains is embedded in the groove. The irregularities due to the grain shape increase the surface area of the charge storage electrode and increase the capacity of the memory cell. Therefore, in the groove capacitance type memory cell, it is not necessary to increase the groove depth or the groove size more than necessary, and in the stacked type capacitor, the thickness of the charge storage electrode is more than necessary. It is not necessary to increase the thickness, and the film thickness of the capacitive insulating film can be set to a value that can ensure a sufficient breakdown voltage, and the yield and reliability can be improved.

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

【図1】本発明の第1実施例の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a first embodiment of the present invention.

【図2】〜[Figure 2]

【図11】図1の半導体記憶装置の製造方法を工程順に
示す断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor memory device of FIG. 1 in order of steps.

【図12】本発明の第2実施例の断面図である。FIG. 12 is a sectional view of a second embodiment of the present invention.

【図13】〜FIG. 13

【図18】図12の半導体記憶装置の製造方法を工程順
に示す断面図である。
FIG. 18 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor memory device in FIG. 12 in order of steps.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板 1a 溝 3 n型拡散層 4 容量蓄積電極 5 容量絶縁膜 6 容量電極 8 ワード線 9 n型拡散層 10 ビット線 1 Silicon Substrate 1a Groove 3 n-type Diffusion Layer 4 Capacitance Storage Electrode 5 Capacitance Insulation Film 6 Capacitance Electrode 8 Word Line 9 n-type Diffusion Layer 10 Bit Line

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1個の絶縁ゲート型電界効果トランジス
タ及び1個の容量より構成された1トランジスタ型メモ
リセルを含むMIS型半導体記憶装置において、容量部
の半導体基板内に溝を形成し、この溝の側壁及び底面に
半球状の微小な凹凸を持つ電荷蓄積用の電極が形成さ
れ、この電極表面に設けた容量絶縁膜を介して、溝内に
容量電極が埋め込まれていることを特徴とするMIS型
半導体記憶装置。
1. In a MIS type semiconductor memory device including a one-transistor type memory cell composed of one insulated gate field effect transistor and one capacitance, a groove is formed in a semiconductor substrate of a capacitance part, and A charge storage electrode having hemispherical minute irregularities is formed on the sidewall and bottom of the groove, and the capacitor electrode is embedded in the groove via a capacitor insulating film provided on the electrode surface. MIS semiconductor memory device.
【請求項2】 電荷蓄積用の電極は、半球状のグレイン
を表面に成長させた多結晶シリコン膜で構成してなる請
求項1のMIS型半導体記憶装置。
2. The MIS type semiconductor memory device according to claim 1, wherein the charge storage electrode is composed of a polycrystalline silicon film having hemispherical grains grown on the surface thereof.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5998822A (en) * 1996-11-28 1999-12-07 Nippon Steel Semiconductor Corp. Semiconductor integrated circuit and a method of manufacturing the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5998822A (en) * 1996-11-28 1999-12-07 Nippon Steel Semiconductor Corp. Semiconductor integrated circuit and a method of manufacturing the same

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