JPH05251656A - Semiconductor memory device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor memory device and its manufacture

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JPH05251656A
JPH05251656A JP4048644A JP4864492A JPH05251656A JP H05251656 A JPH05251656 A JP H05251656A JP 4048644 A JP4048644 A JP 4048644A JP 4864492 A JP4864492 A JP 4864492A JP H05251656 A JPH05251656 A JP H05251656A
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JP
Japan
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insulating film
storage node
film
contact hole
forming
Prior art date
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Pending
Application number
JP4048644A
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Japanese (ja)
Inventor
Akio Kita
明夫 北
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To reduce adverse influences such as etching residues due to ground steps and decreases in finish dimensions of a storage node electrode in formation of a capacitor storage node electrode with regard to the structure of memory cell of stacked cell structure and its manufacture. CONSTITUTION:An insulating film which overlies a switching transistor formed over a semiconductor substrate 101 is made in a double-layer structure of a thin insulating film 107 about 100nm or less thick and a thick insulating film 108 about 400nm or more thick, where the insulating film 108 is flattened by heat treatment and pierced by a contact hole 109, and the contact hole 109 is inner-walled with an insulating film 110, then capacitors 111, 112, 113 are formed.

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、半導体メモリ装置の
主としてスタックトセル構造のメモリセル部分の構造と
製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure and a manufacturing method of a memory cell portion of a stacked cell structure of a semiconductor memory device.

【0002】[0002]

【従来の技術】DRAMは、1トランジスタ・1キャパ
シタ型のメモリセルを高密度に実装したものである。こ
のメモリセルの面積は、高集積化とともに小さくなる。
一方、リーク電流やアルファ粒子などの不要電荷がキャ
パシタに流入しても、メモリセルは安定的に記憶動作を
行う必要がある。よって、キャパシタには、3次元的構
造が用いられる。
2. Description of the Related Art A DRAM is a one-transistor / one-capacitor type memory cell mounted in high density. The area of this memory cell becomes smaller with higher integration.
On the other hand, even if unnecessary charges such as leak current and alpha particles flow into the capacitor, the memory cell needs to perform a stable storage operation. Therefore, a three-dimensional structure is used for the capacitor.

【0003】3次元的構造の一つにスタックトキャパシ
タがある。このスタックトキャパシタを用いた従来の半
導体メモリ装置の構造を図4に示す断面図により説明す
る。
A stacked capacitor is one of the three-dimensional structures. The structure of a conventional semiconductor memory device using this stacked capacitor will be described with reference to the sectional view of FIG.

【0004】図に示す従来の半導体メモリ装置は、P型
シリコン基板1と、P型シリコン基板1の表層に形成し
たフィールド酸化膜2と、フィールド酸化膜2に隣り合
うP型シリコン基板1に形成したスイッチングトランジ
スタ(3、4、5A、5B)と、そのスイッチングトラ
ンジスタを覆った絶縁膜9の表面とフィールド酸化膜2
の表面に形成したスタックトキャパシタ6、7、8とに
より成る。
The conventional semiconductor memory device shown in the figure is formed on a P-type silicon substrate 1, a field oxide film 2 formed on the surface layer of the P-type silicon substrate 1, and a P-type silicon substrate 1 adjacent to the field oxide film 2. Switching transistor (3, 4, 5A, 5B), the surface of the insulating film 9 covering the switching transistor and the field oxide film 2
And stacked capacitors 6, 7, and 8 formed on the surface of the.

【0005】前記スイッチングトランジスタは、P型シ
リコン基板1の表面に形成したゲート酸化膜3と、その
ゲート酸化膜3の上面に形成したゲート電極4と、ゲー
ト酸化膜4の両側のP型シリコン基板1中でゲート酸化
膜3に接続したソースドレイン拡散層5A,5Bとによ
り構成される。
The switching transistor comprises a gate oxide film 3 formed on the surface of a P-type silicon substrate 1, a gate electrode 4 formed on the upper surface of the gate oxide film 3, and P-type silicon substrates on both sides of the gate oxide film 4. 1 and source / drain diffusion layers 5A and 5B connected to the gate oxide film 3 in FIG.

【0006】また、前記スタックトキャパシタ6、7、
8は、前記絶縁膜9と前記フィールド酸化膜2との各表
面に形成したストレージノード電極6と、そのストレー
ジノード電極6の表面を覆った誘電体薄膜7と、誘電体
薄膜7の表面に形成したプレート電極8とにより構成さ
れる。
Further, the stacked capacitors 6, 7,
Reference numeral 8 indicates a storage node electrode 6 formed on each surface of the insulating film 9 and the field oxide film 2, a dielectric thin film 7 covering the surface of the storage node electrode 6, and a surface of the dielectric thin film 7. And the plate electrode 8 formed as described above.

【0007】さらに、前記スタックトキャパシタ6、
7、8側の全面には、層間絶縁膜13が形成される。こ
の層間絶縁膜13には、ソースドレイン拡散層5Bに達
するビットコンタクトホール11が設けられる。また層
間絶縁膜13の表面には、ビットコンタクトホール11
を介してソースドレイン拡散層5Bに接続したビット線
12が配設される。このビット線12側の全面には、パ
ッシベーション膜14が形成される。
Further, the stacked capacitor 6,
An interlayer insulating film 13 is formed on the entire surface on the 7 and 8 side. A bit contact hole 11 reaching the source / drain diffusion layer 5B is provided in the interlayer insulating film 13. In addition, the bit contact hole 11 is formed on the surface of the interlayer insulating film 13.
A bit line 12 connected to the source / drain diffusion layer 5B via is disposed. A passivation film 14 is formed on the entire surface of the bit line 12 side.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の従来の半導体メモリ装置では以下のような問題があ
った。スタックトセルではキャパシタをスイッチングト
ランジスタやフィールド酸化膜の上につみ上げるように
して形成するので、表面段差が大きくなり、微細パター
ニングの障害となる。特にキャパシタのストレージノー
ド電極のパターニングにおいては、下地段差の凹部にエ
ッチング残りが生じやすく、歩留りを著しく低下させた
り、エッチング残りをなくすために、オーバーエッチン
グを長くした場合にはストレージノード電極の仕上り寸
法が小さくなり、キャパシタ面積が減少したりする。
However, the conventional semiconductor memory device having the above structure has the following problems. In the stacked cell, the capacitor is formed so as to be picked up on the switching transistor or the field oxide film, so that the surface step becomes large, which hinders fine patterning. In particular, when patterning the storage node electrode of a capacitor, etching residue is likely to occur in the recess of the underlying step, which significantly reduces the yield and when overetching is lengthened to eliminate etching residue, the finished dimension of the storage node electrode Becomes smaller and the capacitor area is reduced.

【0009】この発明は、以上述べたスタックトセルに
おける表面段差を低減し、すぐれたメモリ装置を提供す
ることを目的とする。
An object of the present invention is to provide an excellent memory device by reducing the surface step difference in the stacked cell described above.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この発明はスタックトセ
ルにおいて、キャパシタを形成する前に、充分平坦化を
行い表面段差を低減するようにしたものである。
According to the present invention, in a stacked cell, surface flatness is reduced by sufficiently flattening a capacitor before forming the capacitor.

【0011】即ち、スイッチングトランジスタとキャパ
シタ間の絶縁膜を、不純物を含まない薄い酸化膜あるい
は窒化膜とBPSG、PSGなどの不純物を高濃度に含
む酸化膜との2層構造として、熱処理によるリフローに
より絶縁膜上を平坦化するようにしたものである。
That is, the insulating film between the switching transistor and the capacitor has a two-layer structure of a thin oxide film or nitride film containing no impurities and an oxide film containing a high concentration of impurities such as BPSG and PSG, and is subjected to reflow by heat treatment. The insulating film is flattened.

【0012】[0012]

【作用】本発明は前述のように、キャパシタを形成する
前に絶縁膜を平坦化するようにしたので、その上に形成
されるストレージノード電極のパターニングが容易にな
る。また、この絶縁膜に形成されるコンタクトホール内
壁に酸化膜を形成すれば、ストレージノードと不純物を
高濃度に含む酸化膜と直接接することがなく、後の工程
における熱処理によってポリシリコンを介して不純物が
拡散層に拡散することも妨げる。さらにこの酸化膜によ
り、ストレージノードとゲート電極のショートを防止す
ることもできる。
As described above, according to the present invention, the insulating film is flattened before forming the capacitor, so that the patterning of the storage node electrode formed thereon can be facilitated. Further, if an oxide film is formed on the inner wall of the contact hole formed in this insulating film, the storage node does not come into direct contact with the oxide film containing a high concentration of impurities, and the impurities are intercalated through the polysilicon by the heat treatment in a later step. Is also prevented from diffusing into the diffusion layer. Further, this oxide film can prevent a short circuit between the storage node and the gate electrode.

【0013】[0013]

【実施例】図1はこの発明の第1の実施例を示す断面図
であって、P型シリコン基板101上にフィールド酸化
膜102が形成され、フィールド酸化膜の形成されてい
ないアクティブ領域にはゲート酸化膜103,ゲート電
極104およびソースドレインN型拡散層105および
106から構成されるスイッチングトランジスタ(MI
Sトランジスタ)が形成されている。ゲート電極10
4,N型拡散層105,106およびフィールド酸化膜
102上には、不純物を含まないか、あるいは低濃度の
酸化膜107が50ないし100nm程度堆積されてい
る。さらにその上にはボロンやリンなどの不純物を高濃
度に含む酸化膜108が膜厚300ないし800nmで
形成されている。この酸化膜108は平坦化がなされて
おり、表面はほぼ平坦になっている。また、この酸化膜
108およびその下のうすい酸化膜107にはスイッチ
ングトランジスタの拡散層に達するコンタクトホール1
09が開孔されており、その内壁には不純物を含まない
か、あるいは低濃度に含む酸化膜110がうすく(例え
ば50ないし、100nm程度の膜厚)形成されてい
る。さらにその上にはキャパシタのストレージノード電
極111が膜厚50ないし100nm程度の膜厚で形成
されており、拡散層106とは電気的に接続されてい
る。キャパシタはこのストレージノード電極111と誘
電体薄膜112およびその上に形成されたセルプレート
電極113から構成されている。ここで、下地の酸化膜
108がほぼ完全に平坦化されているので、パターニン
グが容易になり隣接ストレージノード間の間げきをせば
めることができ、ストレージノード電極111の面積を
かぎられたセル面積中で大きくとることができる。キャ
パシタの上には絶縁膜114が形成されており、ビット
線116とスイッチングトランジスタの拡散層105と
の接続のためのコンタクトホール115が開孔されてい
る。さらにビット線116の上には絶縁膜117,ワー
ド線118が形成されている。ワード線118はアルミ
系合金などのような低抵抗材料が用いられ、図示されて
いないコンタクトホールによってスイッチングトランジ
スタのゲート電極104と接続されている。最上層には
保護用のパッシベーション膜119が形成されている。
1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the present invention, in which a field oxide film 102 is formed on a P-type silicon substrate 101 and an active region where no field oxide film is formed is formed. A switching transistor (MI including a gate oxide film 103, a gate electrode 104, and source / drain N-type diffusion layers 105 and 106).
S transistor) is formed. Gate electrode 10
On the 4, N-type diffusion layers 105 and 106 and the field oxide film 102, an oxide film 107 containing no impurities or having a low concentration is deposited in a thickness of about 50 to 100 nm. Furthermore, an oxide film 108 containing a high concentration of impurities such as boron and phosphorus is formed thereon with a film thickness of 300 to 800 nm. The oxide film 108 is flattened, and the surface is almost flat. Further, in the oxide film 108 and the thin oxide film 107 thereunder, the contact hole 1 reaching the diffusion layer of the switching transistor is formed.
A hole 09 is formed, and an oxide film 110 containing no impurities or containing a low concentration is thinly formed (for example, a film thickness of about 50 to 100 nm) on the inner wall thereof. Further, a storage node electrode 111 of the capacitor is formed thereon with a film thickness of about 50 to 100 nm, and is electrically connected to the diffusion layer 106. The capacitor is composed of this storage node electrode 111, the dielectric thin film 112 and the cell plate electrode 113 formed thereon. Here, since the underlying oxide film 108 is almost completely flattened, patterning is facilitated and the gap between adjacent storage nodes can be reduced, and the cell area limited by the area of the storage node electrode 111. It can take a big inside. An insulating film 114 is formed on the capacitor, and a contact hole 115 for connecting the bit line 116 and the diffusion layer 105 of the switching transistor is opened. Further, an insulating film 117 and a word line 118 are formed on the bit line 116. The word line 118 is made of a low resistance material such as aluminum alloy and is connected to the gate electrode 104 of the switching transistor through a contact hole (not shown). A passivation film 119 for protection is formed on the uppermost layer.

【0014】このような構成のメモリセルの動作は次の
ようである。書きこみ動作は、ビット線116に情報
“1”あるいは“0”に対応する電位を与え、ワード線
118の電位をハイレベルにしてスイッチングトランジ
スタ(103〜106)を導通させて、ビット線116
の電位をキャパシタ(111、112、113)に書き
こむ。保持動作は、ワード線116をローレベルにする
ことにより、スイッチングトランジスタ(103〜10
6)を非導通状態にして、キャパシタをフローティング
にして行う。また読みだし動作はビット線116を一定
電位にプリチャージしたのち、ワード線118をハイレ
ベルにし、スイッチングトランジスタを導通させ、キャ
パシタの情報をビット線116に流す。このとき、キャ
パシタのチャージの大小(情報“1”,“0”に対応)
に応じてビット線116の電位が変動するので、これを
センスアンプで増幅して読み出しを行う。
The operation of the memory cell having such a structure is as follows. In the write operation, the potential corresponding to the information "1" or "0" is applied to the bit line 116, the potential of the word line 118 is set to the high level, the switching transistors (103 to 106) are made conductive, and the bit line 116 is made conductive.
The potential of is written in the capacitors (111, 112, 113). The holding operation is performed by setting the word line 116 to a low level to switch the switching transistors (103 to 10).
6) is made non-conductive and the capacitor is floated. In the read operation, after precharging the bit line 116 to a constant potential, the word line 118 is set to a high level, the switching transistor is made conductive, and the information of the capacitor is passed to the bit line 116. At this time, the size of the capacitor charge (corresponding to information "1", "0")
The potential of the bit line 116 fluctuates in response to this, and this is amplified by a sense amplifier and read.

【0015】次に第2の実施例について図2を用いて説
明する。スイッチングトランジスタ上の絶縁膜までの構
成(101〜108部)は第1の実施例(図1)と同一
である。キャパシタのストレージノード電極111はコ
ンタクトホール109以外のところに形成されている厚
い導体層201と、該201上およびコンタクトホール
109内に形成されているうすい導体層111から構成
されている。コンタクトホールの内面には、ストレージ
ノード電極111と絶縁膜108との間にうすい絶縁膜
110が介在している。キャパシタの誘電体薄膜112
よりも上の構成は、第1の実施例と同一である。またそ
の動作も同様である。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. The structure up to the insulating film on the switching transistor (101 to 108 parts) is the same as that of the first embodiment (FIG. 1). The storage node electrode 111 of the capacitor is composed of a thick conductor layer 201 formed on a portion other than the contact hole 109 and a thin conductor layer 111 formed on the 201 and in the contact hole 109. On the inner surface of the contact hole, a thin insulating film 110 is interposed between the storage node electrode 111 and the insulating film 108. Capacitor dielectric thin film 112
The configuration above is the same as that of the first embodiment. The operation is also the same.

【0016】つづいて、第1の実施例における製造方法
について図3に示し、以下説明する。P型のシリコン基
板101上に選択酸化法などにより、フィールド酸化膜
102を形成する。アクティブ領域にスイッチングトラ
ンジスタのゲート酸化膜103を熱酸化により形成し、
その上にゲート電極104をリンなどの不純物を高濃度
に含んだポリシリコンで形成し、パターニングする。そ
のゲート電極104およびフィールド酸化膜102をマ
スクにして、P型基板101中にヒ素(As)などのN
型不純物をイオン注入して、拡散層105,106を形
成する(図3(a))。スイッチングトランジスタを形
成したのち、全面に不純物を含まないCVD(化学的気
相成長)酸化膜107を膜厚100nm程度以下にうす
く形成し、その上に、BPSG(ボロン・リン・シリケ
ートガラス)、PSG(リン・シリケートガラス)など
の熱フロー性のある絶縁膜108をCVD法により膜厚
400nm程度以上に厚く堆積させる。その後、800
ないし、1000℃程度のN2 雰囲気でリフローを行い
絶縁膜108の表面上をほぼ平坦にする(図3
(b))。
Next, the manufacturing method in the first embodiment is shown in FIG. 3 and will be described below. A field oxide film 102 is formed on a P-type silicon substrate 101 by a selective oxidation method or the like. Forming a gate oxide film 103 of the switching transistor in the active region by thermal oxidation,
A gate electrode 104 is formed on the gate electrode 104 using polysilicon containing a high concentration of impurities such as phosphorus, and is patterned. By using the gate electrode 104 and the field oxide film 102 as a mask, N such as arsenic (As) is formed in the P-type substrate 101.
Diffusion layers 105 and 106 are formed by ion-implanting type impurities (FIG. 3A). After forming the switching transistor, a CVD (chemical vapor deposition) oxide film 107 containing no impurities is thinly formed to a film thickness of about 100 nm or less, and BPSG (boron phosphorus silicate glass) and PSG are formed on the thin film. An insulating film 108 having a heat flow property, such as (phosphorus / silicate glass), is deposited to a thickness of about 400 nm or more by the CVD method. Then 800
Alternatively, reflow is performed in an N 2 atmosphere at about 1000 ° C. to make the surface of the insulating film 108 substantially flat (FIG. 3).
(B)).

【0017】その後キャパシタとスイッチングトランジ
スタを接続するためのコンタクトホール109を絶縁膜
107,108に開孔する。全面に不純物を含まないC
VD酸化膜を形成したのち、異方性の強いドライエッチ
ングでコンタクトホール109の内壁部のみにこの酸化
膜110を残す(図3(c))。つづいて、キャパシタ
のストレージノード電極111となるうすいポリシリコ
ン(膜厚100nm程度)をCVD法により形成し、導
電性をもたせるため、ヒ素あるいはリンを導入する。そ
のストレージノード電極111をパターニングしたの
ち、キャパシタの誘電体薄膜112となる窒化シリコン
膜をCVD法により、6ないし8nmの膜厚で堆積さ
せ、その上にセルプレート電極113となるポリシリコ
ンをCVD法により膜厚150ないし300nm程度の
膜厚で堆積させ、リンを高濃度にドーピングする。その
セルプレート電極113のパターニングが終ると図3
(d)のような形状となる。
After that, a contact hole 109 for connecting the capacitor and the switching transistor is formed in the insulating films 107 and 108. C containing no impurities on the entire surface
After forming the VD oxide film, the oxide film 110 is left only on the inner wall portion of the contact hole 109 by dry etching having strong anisotropy (FIG. 3C). Subsequently, thin polysilicon (having a film thickness of about 100 nm) to be the storage node electrode 111 of the capacitor is formed by the CVD method, and arsenic or phosphorus is introduced to have conductivity. After patterning the storage node electrode 111, a silicon nitride film to be the dielectric thin film 112 of the capacitor is deposited by CVD to a thickness of 6 to 8 nm, and polysilicon to be the cell plate electrode 113 is deposited thereon by CVD. Is deposited to a film thickness of about 150 to 300 nm, and phosphorus is doped at a high concentration. When the patterning of the cell plate electrode 113 is completed, FIG.
The shape is as shown in (d).

【0018】以降、図示は省略するが、図1における絶
縁膜114をBPSGなどの材質で形成し、ビット線と
スイッチングトランジスタとの接続のためのコンタクト
ホール115を開孔させ、ビット線116をポリサイド
(ポリシリコンの上にシリサイドが積層されたもの)等
で形成する。さらに、絶縁膜117をBPSGなどの材
質で形成し、ワード線と、スイッチングトランジスタの
ゲート電極とを接続するコンタクトホールを開孔させ、
ワード線118をアルミ系合金などの材質で形成する。
最後にパッシベーション膜119をつけウェハプロセス
を終了する。
Although not shown, the insulating film 114 shown in FIG. 1 is formed of a material such as BPSG, a contact hole 115 for connecting the bit line and the switching transistor is formed, and the bit line 116 is polycide. (Silicide is laminated on polysilicon) or the like. Further, the insulating film 117 is formed of a material such as BPSG, and a contact hole that connects the word line and the gate electrode of the switching transistor is opened.
The word line 118 is formed of a material such as an aluminum alloy.
Finally, a passivation film 119 is applied and the wafer process is completed.

【0019】この製造方法の変形として、ストレージノ
ード電極111形成前の平坦性を低温の熱処理で実現す
るために次のような方法を用いてもよい。即ち、うすい
絶縁膜107を窒化膜で形成し、リフローの熱処理を酸
化性雰囲気(ウェットO2 あるいはドライO2 )で行
う。こうすることにより非酸化性雰囲気でリフローする
よりも50〜200℃低い温度で同程度の平坦性が得ら
れる。また、同じ温度を用いた場合にはより平坦化が促
進される。絶縁膜107に酸化種の透過性の低い窒化膜
を用いているので下地の拡散層やゲート電極が酸化され
ない。
As a modification of this manufacturing method, the following method may be used in order to achieve the flatness before the formation of the storage node electrode 111 by a low temperature heat treatment. That is, the thin insulating film 107 is formed of a nitride film, and heat treatment for reflow is performed in an oxidizing atmosphere (wet O 2 or dry O 2 ). By doing so, the same degree of flatness can be obtained at a temperature lower by 50 to 200 ° C. than when reflowing in a non-oxidizing atmosphere. Further, when the same temperature is used, flattening is further promoted. Since the insulating film 107 is made of a nitride film having low permeability of oxidizing species, the underlying diffusion layer and the gate electrode are not oxidized.

【0020】つづいて、第2の実施例における製造方法
について図4を用いて説明する。絶縁膜108を形成す
るまでは、前述の第1の実施例の製造方法と同一である
(図3(a),(b))。この構造の上に、キャパシタ
のストレージノード電極の一部となるポリシリコン20
1をCVD法で約400nm堆積する。導電性をもたせ
るため、それにリンまたはヒ素をドーピングする。その
後、ポリシリコン201および絶縁膜108および10
7を貫通してコンタクトホール109を開孔させ、第1
の実施例の方法と同様な方法で該コンタクトホール10
9内壁に絶縁膜110を形成する(図4(a))。その
上にストレージノード電極の一部となるポリシリコン1
11を50ないし100nmの膜厚で形成し、ストレー
ジノード電極をパターニングすると図4(b)のような
形状となる。以降の工程は第1の実施例と同一の方法を
用いることができるので説明は省略する。またここでも
第1の実施例の製造方法で述べたように、絶縁膜107
を窒化膜として、酸化性雰囲気リフローを用いることも
できる。
Next, the manufacturing method in the second embodiment will be described with reference to FIG. Until the insulating film 108 is formed, it is the same as the manufacturing method of the first embodiment described above (FIGS. 3A and 3B). On top of this structure, the polysilicon 20 that will become part of the storage node electrode of the capacitor is
1 is deposited to a thickness of about 400 nm by the CVD method. To make it conductive, it is doped with phosphorus or arsenic. Then, the polysilicon 201 and the insulating films 108 and 10
7 through the contact hole 109, and
The contact hole 10 is formed by a method similar to the method of the embodiment.
An insulating film 110 is formed on the inner wall 9 (FIG. 4A). Polysilicon 1 that will be a part of the storage node electrode
When 11 is formed with a film thickness of 50 to 100 nm and the storage node electrode is patterned, a shape as shown in FIG. 4B is obtained. Since the same method as that of the first embodiment can be used for the subsequent steps, the description thereof will be omitted. Also here, as described in the manufacturing method of the first embodiment, the insulating film 107 is used.
It is also possible to use an oxidizing atmosphere reflow as the nitride film.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、この発明
によれば、スイッチングトランジスタとキャパシタの間
の絶縁膜をうすい不純物を含まない酸化膜あるいは窒化
膜とBPSG、PSGなどの不純物を高濃度に含む酸化
膜との2層構造とし、熱処理によるリフローにより絶縁
膜上を平坦にしているため、その上に形成されるストレ
ージノード電極のパターニングが容易になる利点があ
る。即ちエッチング残りなど生じず、歩留りは向上す
る。また、この絶縁膜に形成されるコンタクトホール内
壁に酸化膜を形成するようにしたので、ストレージノー
ド電極と不純物を高濃度に含む酸化膜と直接接すること
がなく、後の工程における熱処理によってポリシリコン
を介して不純物が拡散層に拡散することも妨げる。さら
にこの酸化膜により、ストレージノードとゲート電極の
ショートを防止することもできる。
As described above in detail, according to the present invention, the insulating film between the switching transistor and the capacitor has a thin oxide film or nitride film containing no impurities and a high concentration of impurities such as BPSG and PSG. Since it has a two-layer structure with the oxide film included in the above and the insulating film is flattened by the reflow by the heat treatment, there is an advantage that the storage node electrode formed thereon can be easily patterned. That is, no etching residue occurs and the yield is improved. Further, since the oxide film is formed on the inner wall of the contact hole formed in this insulating film, the storage node electrode does not come into direct contact with the oxide film containing a high concentration of impurities, and the polysilicon is formed by heat treatment in a later step. Impurities are also prevented from diffusing into the diffusion layer through. Further, this oxide film can prevent a short circuit between the storage node and the gate electrode.

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

【図1】本発明の第1の実施例の構造図。FIG. 1 is a structural diagram of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例の構造図。FIG. 2 is a structural diagram of a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施例の製造工程図。FIG. 3 is a manufacturing process diagram of the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施例の製造工程図。FIG. 4 is a manufacturing process drawing of the second embodiment of the present invention.

【図5】従来例の構造図。FIG. 5 is a structural diagram of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 基板 107 低濃度酸化膜 108 高濃度酸化膜 109 コンタクトホール 110 酸化膜 111 ストレージノード電極 112 誘電体膜 113 セルプレート電極 101 substrate 107 low concentration oxide film 108 high concentration oxide film 109 contact hole 110 oxide film 111 storage node electrode 112 dielectric film 113 cell plate electrode

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に形成されたスイッチング
トランジスタの上に形成された第1の絶縁膜と前記第1
の絶縁膜よりも厚い第2の絶縁膜と、前記第2、第1の
絶縁膜にあけられたコンタクトホールと、前記コンタク
トホール内壁に形成された第3の絶縁膜と、少なくとも
前記コンタクトホール内に形成されたキャパシタのスト
レージノード電極と、該ストレージノード電極上に形成
されたキャパシタの誘電体薄膜と該誘電体薄膜上に形成
されたキャパシタのセルプレート電極とを具備すること
を特徴とする半導体メモリ装置。
1. A first insulating film formed on a switching transistor formed on a semiconductor substrate and the first insulating film.
Second insulating film thicker than the second insulating film, contact holes formed in the second and first insulating films, a third insulating film formed on the inner wall of the contact hole, and at least in the contact hole And a storage node electrode of the capacitor formed on the storage node electrode, a dielectric thin film of the capacitor formed on the storage node electrode, and a cell plate electrode of the capacitor formed on the dielectric thin film. Memory device.
【請求項2】 半導体基板上に形成されたスイッチング
トランジスタ上に形成された第1の絶縁膜と前記第1の
絶縁膜よりも厚い第2の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜上
に形成されたキャパシタの第1のストレージノード電極
と、前記第1のストレージノード電極、第2の絶縁膜、
および第1の絶縁膜にあけられたコンタクトホールと、
前記コンタクトホール内壁に形成された第3の絶縁膜
と、前記第1のストレージノード電極上、および前記コ
ンタクトホール内に形成され、前記第1のストレージノ
ード電極と電気的に接続された第2のストレージノード
電極と、前記ストレージノード電極上に形成されたキャ
パシタの誘電体薄膜と該誘電体薄膜上に形成されたキャ
パシタのセルプレート電極とを具備することを特徴とす
る半導体メモリ装置。
2. A first insulating film formed on a switching transistor formed on a semiconductor substrate, a second insulating film thicker than the first insulating film, and formed on the second insulating film. First storage node electrode of the formed capacitor, the first storage node electrode, a second insulating film,
And a contact hole formed in the first insulating film,
A third insulating film formed on the inner wall of the contact hole, a second insulating film formed on the first storage node electrode and in the contact hole, and electrically connected to the first storage node electrode. A semiconductor memory device comprising: a storage node electrode, a dielectric thin film of a capacitor formed on the storage node electrode, and a cell plate electrode of the capacitor formed on the dielectric thin film.
【請求項3】 (a)半導体基板上にスイッチングトラ
ンジスタを形成し、その上全面に第1の絶縁膜を形成す
る工程、 (b)前記第1の絶縁膜の上に膜厚が前記第1の絶縁膜
よりも厚い第2の絶縁膜を形成し、該絶縁膜を熱処理で
平坦化する工程、 (c)前記積層された第1、第2の絶縁膜にコンタクト
ホールを開孔し、該コンタクトホールの内壁に第3の絶
縁膜を形成する工程、 (d)前記第3の絶縁膜を形成したコンタクトホール内
を含む部分に、キャパシタとしてのストレージノード電
極、誘電体膜、セルプレート電極を形成する工程、 以上の工程を含むことを特徴とする半導体メモリ装置の
製造方法。
3. A step of: (a) forming a switching transistor on a semiconductor substrate and forming a first insulating film on the entire surface thereof; (b) forming a first insulating film on the first insulating film with a film thickness of the first film; Forming a second insulating film thicker than the insulating film, and flattening the insulating film by heat treatment, (c) forming contact holes in the laminated first and second insulating films, and A step of forming a third insulating film on the inner wall of the contact hole, (d) a storage node electrode as a capacitor, a dielectric film, and a cell plate electrode are provided in a portion including the inside of the contact hole where the third insulating film is formed. A method of manufacturing a semiconductor memory device, which comprises the steps of forming and the above steps.
【請求項4】 (a)半導体基板上にスイッチングトラ
ンジスタを形成し、その上全面に第1の絶縁膜を形成す
る工程、 (b)前記第1の絶縁膜の上に膜厚が前記第1の絶縁膜
よりも厚い第2の絶縁膜を形成し、該絶縁膜を熱処理で
平坦化する工程、 (c)前記第2の絶縁膜上にストレージノード電極とな
る第1の導体層を形成する工程、 (d)前記積層された第1、第2の絶縁膜および第1の
導体層にコンタクトホールを形成し、該コンタクトホー
ルの内壁に第3の絶縁膜を形成する工程、 (e)前記第3の絶縁膜を形成したコンタクトホール内
を含む部分に、キャパシタとしてのストレージノード電
極、誘電体膜、セルプレート電極を形成する工程、 以上の工程を含むことを特徴とする半導体メモリ装置の
製造方法。
4. A step of: (a) forming a switching transistor on a semiconductor substrate and forming a first insulating film on the entire surface thereof; (b) forming a first insulating film on the first insulating film with a film thickness of the first film. A second insulating film thicker than the second insulating film and flattening the insulating film by heat treatment, (c) forming a first conductor layer to be a storage node electrode on the second insulating film. (D) forming a contact hole in the laminated first and second insulating films and the first conductor layer and forming a third insulating film on the inner wall of the contact hole; A step of forming a storage node electrode as a capacitor, a dielectric film, and a cell plate electrode in a portion including the inside of the contact hole where the third insulating film is formed, and manufacturing of a semiconductor memory device including the above steps Method.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8889490B2 (en) 2005-01-31 2014-11-18 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Memory device and manufacturing method thereof
CN111627910A (en) * 2019-02-27 2020-09-04 联华电子股份有限公司 Semiconductor memory device and method of manufacturing the same

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