JPH06151750A - Semiconductor memory device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor memory device and manufacture thereof

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JPH06151750A
JPH06151750A JP4298792A JP29879292A JPH06151750A JP H06151750 A JPH06151750 A JP H06151750A JP 4298792 A JP4298792 A JP 4298792A JP 29879292 A JP29879292 A JP 29879292A JP H06151750 A JPH06151750 A JP H06151750A
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JP
Japan
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impurity region
capacitor
semiconductor memory
memory device
capacitor electrode
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Withdrawn
Application number
JP4298792A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Hatanaka
正宏 畑中
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a semiconductor memory device which is suitable for an enhancement in degree of integration and wherein a capacitor is enhanced in capacity and a leakage current is prevented from flowing between the adjacent memory elements and a manufacturing device thereof. CONSTITUTION:A high melting point metal film 6 is formed on an impurity- doped diffusion layer 4 which serves as a source or a drain through a chemical vapor deposition method under prescribed conditions, whereby the surface of the metal film 6 becomes rugged. The high melting point metal film 6 is made to serve as a capacitor electrode of a capacitor which composes a memory element.

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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to a dynamic random access memory (DRA).
The present invention relates to a structure capable of improving the capacitance of a capacitor due to the 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
どの情報機器の目ざましい普及によってその成長が急速
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, semiconductor memory devices have grown rapidly due to the remarkable spread of information equipment such as computers. Further, functionally, it is required to have a large-scale storage capacity and be capable of high-speed operation.
Along with this, technological developments relating to high integration and high-speed response or high reliability of semiconductor memory devices are being advanced.

【0003】以下、従来のDRAMの記憶素子の構造に
ついて図を用いて説明する。図10は従来のDRAMの
記憶素子の断面構造図である。p型導電層であるシリコ
ン基板1の上層に、MOS(Metal Oxide Semiconducto
r )トランジスタのソースまたはドレインとなる2つの
拡散層4が形成され、2つの拡散層4に挟まれた領域が
キャリアの流れるチャンネル部となる。このチャンネル
部の表面に絶縁膜となる薄いシリコン酸化膜を形成し、
その上にMOSトランジスタのゲートとなるゲート電極
3を形成することにより、1つのMOSトランジスタが
構成される。ゲート電極3は多結晶シリコン膜にリンま
たは砒素を含有させた導電層であり、拡散層4はリンま
たは砒素を不純物として用いたn型導電層である。
The structure of a memory element of a conventional DRAM will be described below with reference to the drawings. FIG. 10 is a sectional structural view of a memory element of a conventional DRAM. A MOS (Metal Oxide Semiconducto) is formed on the silicon substrate 1 which is a p-type conductive layer.
r) Two diffusion layers 4 serving as the source or drain of the transistor are formed, and the region sandwiched between the two diffusion layers 4 serves as a channel portion in which carriers flow. Form a thin silicon oxide film to be an insulating film on the surface of this channel part,
One MOS transistor is formed by forming the gate electrode 3 serving as the gate of the MOS transistor on it. The gate electrode 3 is a conductive layer containing a polycrystalline silicon film containing phosphorus or arsenic, and the diffusion layer 4 is an n-type conductive layer containing phosphorus or arsenic as an impurity.

【0004】次に、2つの拡散層4のうちの1つの上
に、キャパシタの電極となる第1のキャパシタ電極11
を形成し、第1のキャパシタ電極11の上にキャパシタ
絶縁膜7を形成し、さらに、その上に第2のキャパシタ
電極8を形成することにより、1つのキャパシタが形成
されるとともに、MOSトランジスタの拡散層4とキャ
パシタの第1のキャパシタ電極11が電気的に接続され
る。第1のキャパシタ電極11および第2のキャパシタ
電極8はリンまたは砒素を含有した多結晶シリコン膜で
あり、キャパシタ絶縁膜7はシリコン酸化膜あるいはシ
リコン窒化膜とシリコン酸化膜との複合膜である。
Next, on one of the two diffusion layers 4, a first capacitor electrode 11 serving as a capacitor electrode is formed.
Is formed, the capacitor insulating film 7 is formed on the first capacitor electrode 11, and the second capacitor electrode 8 is further formed thereon, thereby forming one capacitor and The diffusion layer 4 and the first capacitor electrode 11 of the capacitor are electrically connected. The first capacitor electrode 11 and the second capacitor electrode 8 are polycrystalline silicon films containing phosphorus or arsenic, and the capacitor insulating film 7 is a silicon oxide film or a composite film of a silicon nitride film and a silicon oxide film.

【0005】以上の構成により、1つの電荷入出力制御
用MOSトランジスタと1つの電荷蓄積用キャパシタと
を直列接続したDRAMの記憶素子が構成され、キャパ
シタに蓄積される電荷として情報の記憶が行なわれる。
With the above structure, a storage element of a DRAM is constructed in which one charge input / output control MOS transistor and one charge storage capacitor are connected in series, and information is stored as the charge stored in the capacitor. .

【0006】次に、従来のDRAMの記憶素子の製造方
法を図を用いて説明する。まず、図11に示すようにシ
リコン基板1上に隣接する記憶素子間を電気的に分離す
る厚いシリコン酸化膜2を局所的に形成した後、MOS
トランジスタのゲート電極3とソースまたはドレインと
なる拡散層4を形成する。ここでシリコン基板1はp型
導電層であり、拡散層4はリンまたは砒素を不純物とし
て用いたn型導電層であり、ゲート電極3は多結晶シリ
コン膜にリンまたは砒素を含有させた導電層である。
Next, a method of manufacturing a memory element of a conventional DRAM will be described with reference to the drawings. First, as shown in FIG. 11, a thick silicon oxide film 2 for electrically separating adjacent memory elements is locally formed on a silicon substrate 1, and then a MOS is formed.
A gate electrode 3 of the transistor and a diffusion layer 4 serving as a source or a drain are formed. Here, the silicon substrate 1 is a p-type conductive layer, the diffusion layer 4 is an n-type conductive layer using phosphorus or arsenic as an impurity, and the gate electrode 3 is a conductive layer in which a polycrystalline silicon film contains phosphorus or arsenic. Is.

【0007】次に、図12に示すように、基板全面に薄
いシリコン酸化膜5を形成し、拡散層4の表面の一部が
露出するように加工する。
Next, as shown in FIG. 12, a thin silicon oxide film 5 is formed on the entire surface of the substrate and processed so that a part of the surface of the diffusion layer 4 is exposed.

【0008】次に、図13に示すように、リンまたは砒
素を含有した多結晶シリコン膜からなる第1のキャパシ
タ電極11を形成し所望のパターンに加工する。ここ
で、第1のキャパシタ電極11はMOSトランジスタの
ソースまたはドレインとなる拡散層4の片側と電気的に
接続され、キャパシタの片側の電極となる。
Next, as shown in FIG. 13, a first capacitor electrode 11 made of a polycrystalline silicon film containing phosphorus or arsenic is formed and processed into a desired pattern. Here, the first capacitor electrode 11 is electrically connected to one side of the diffusion layer 4 serving as the source or drain of the MOS transistor and serves as an electrode on one side of the capacitor.

【0009】次に、図14に示すように、基板全面にキ
ャパシタ絶縁膜7を形成する。通常、キャパシタ絶縁膜
7はシリコン酸化膜あるいはシリコン窒化膜とシリコン
酸化膜との複合膜からなり、化学的気相成長法により形
成されるが、数百度以上の高温下で行なわれるための熱
拡散により第1のキャパシタ電極11に含まれるリンま
たは砒素が拡散層4を通り、シリコン基板1の中へ拡散
し深い拡散層12が形成される。
Next, as shown in FIG. 14, a capacitor insulating film 7 is formed on the entire surface of the substrate. Usually, the capacitor insulating film 7 is made of a silicon oxide film or a composite film of a silicon nitride film and a silicon oxide film, and is formed by a chemical vapor deposition method. However, thermal diffusion is performed at a high temperature of several hundred degrees or more. As a result, phosphorus or arsenic contained in the first capacitor electrode 11 passes through the diffusion layer 4 and diffuses into the silicon substrate 1 to form a deep diffusion layer 12.

【0010】最後に、基板上にリンまたは砒素を含有し
た多結晶シリコン膜からなる第2のキャパシタ電極8を
形成する。
Finally, a second capacitor electrode 8 made of a polycrystalline silicon film containing phosphorus or arsenic is formed on the substrate.

【0011】以上の工程により、図10に示すDRAM
の記憶素子が製造される。
Through the above steps, the DRAM shown in FIG.
Storage element is manufactured.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】以上のように構成され
た従来の半導体記憶装置を、さらに高集積化しようとす
れば、各記憶素子の微細化を進め、キャパシタ部も微細
化する必要がある。キャパシタ部の微細化はキャパシタ
電極の表面積を減少させキャパシタ容量を低下させる。
この結果、記憶素子の動作が不安定になり、半導体記憶
装置の信頼性を悪化させ、これ以上の高集積化を実現す
ることが困難であった。
In order to further increase the integration of the conventional semiconductor memory device configured as described above, it is necessary to miniaturize each memory element and miniaturize the capacitor section. . The miniaturization of the capacitor portion reduces the surface area of the capacitor electrode and reduces the capacitance of the capacitor.
As a result, the operation of the memory element becomes unstable, the reliability of the semiconductor memory device is deteriorated, and it is difficult to realize higher integration.

【0013】また高集積化を行なうため各記憶素子の間
隔を狭くした場合、図15に示すように、各記憶素子を
電気的に分離している厚いシリコン酸化膜2の幅Sが小
さくなる。一方、従来の半導体記憶装置の製造方法で
は、高温下で化学的気相成長法によりキャパシタ絶縁膜
7を形成するため、熱拡散により第1のキャパシタ電極
に含まれるリンまたは砒素が拡散層4を通りシリコン基
板1の中へ拡散し、深い拡散層12が形成される。した
がって、厚いシリコン酸化膜2の幅Sが狭くなると、リ
ーク電流が深い拡散層12を通り、隣接する記憶素子へ
流れてしまう。この結果、記憶素子が誤動作を起こして
半導体記憶装置の信頼性を悪化させ、これ以上の高集積
化を実現することが困難であった。
When the distance between the memory elements is narrowed to achieve high integration, the width S of the thick silicon oxide film 2 which electrically separates the memory elements becomes small as shown in FIG. On the other hand, in the conventional method for manufacturing a semiconductor memory device, since the capacitor insulating film 7 is formed by the chemical vapor deposition method at high temperature, phosphorus or arsenic contained in the first capacitor electrode is diffused into the diffusion layer 4 by thermal diffusion. Through the silicon substrate 1, and a deep diffusion layer 12 is formed. Therefore, when the width S of the thick silicon oxide film 2 becomes narrow, the leak current flows through the deep diffusion layer 12 to the adjacent memory element. As a result, the memory element malfunctions, which deteriorates the reliability of the semiconductor memory device, and it is difficult to achieve higher integration.

【0014】この発明の目的は、キャパシタ容量を増大
させさらに微細化することができ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 increase the capacitance of a capacitor and can be further miniaturized.

【0015】またこの発明の他の目的は、隣接する記憶
素子の絶縁信頼性を向上させることができる半導体記憶
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 of manufacturing a semiconductor memory device capable of improving the insulation reliability of adjacent memory elements.

【0016】[0016]

【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、主表面を有する第1導電型の半導体基板と、
主表面上に間を隔てて形成された第1導電型と異なる第
2導電型の第1の不純物領域および第2の不純物領域
と、第1の不純物領域と第2の不純物領域との間の主表
面上に絶縁膜を挟んで形成された導電層と、第1の不純
物領域または第2の不純物領域に接してその上に設けら
れ、表面に凹凸形状を有する高融点金属からなる第1の
キャパシタ電極と、第1のキャパシタ電極の表面上に形
成された絶縁層と、絶縁層の上に形成された第2のキャ
パシタ電極とを含む。
According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor memory device comprising: a first conductivity type semiconductor substrate having a main surface;
Between the first impurity region and the second impurity region of the second conductivity type different from the first conductivity type and formed on the main surface with a space therebetween, and between the first impurity region and the second impurity region. A conductive layer formed on the main surface with an insulating film sandwiched between the conductive layer and a first impurity region or a second impurity region in contact therewith, and a first refractory metal having an uneven surface. It includes a capacitor electrode, an insulating layer formed on the surface of the first capacitor electrode, and a second capacitor electrode formed on the insulating layer.

【0017】請求項2に係る半導体記憶装置は請求項1
に従属し、第1のキャパシタ電極と第1の不純物領域ま
たは第2の不純物領域との間にさらにシリサイド層を含
んでいる。
A semiconductor memory device according to a second aspect is the first aspect.
And further includes a silicide layer between the first capacitor electrode and the first impurity region or the second impurity region.

【0018】請求項3に係る半導体記憶装置の製造方法
は、第1導電型の半導体基板の主表面上に間を隔てて第
1導電型と異なる第2導電型の第1の不純物領域と第2
の不純物領域とを形成する工程と、第1の不純物領域と
第2の不純物領域との間の主表面上に絶縁膜を挟んで導
電層を形成する工程と、表面に凹凸形状を有する高融点
金属からなる第1のキャパシタ電極を、第1の不純物領
域または第2の不純物領域の上に接続して形成する工程
と、第1のキャパシタ電極の表面上に絶縁層を形成する
工程と、絶縁層の表面上に第2のキャパシタ電極を形成
する工程とを含む。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor memory device comprising: a first conductivity type semiconductor substrate; Two
A step of forming a conductive layer sandwiching an insulating film on the main surface between the first impurity region and the second impurity region, and a high melting point having an uneven surface. A step of forming a first capacitor electrode made of metal by connecting it to the first impurity region or the second impurity region; a step of forming an insulating layer on the surface of the first capacitor electrode; Forming a second capacitor electrode on the surface of the layer.

【0019】請求項4に係る半導体記憶装置の製造方法
は、請求項3に従属し、第1のキャパシタ電極を形成す
る工程として高融点金属フッ化物とSiO4 またはH2
との混合気体を用いた化学的気相成長法により、第1の
キャパシタ電極を形成する工程を含む。
A method of manufacturing a semiconductor memory device according to a fourth aspect is dependent on the third aspect, and the refractory metal fluoride and SiO 4 or H 2 are used in the step of forming the first capacitor electrode.
And a step of forming the first capacitor electrode by a chemical vapor deposition method using a mixed gas of.

【0020】[0020]

【作用】請求項1に記載の半導体記憶装置においては、
第1のキャパシタ電極の表面に凹凸形状を形成している
ので、キャパシタの電極として作用する表面積を実効的
に拡大しキャパシタ容量を増大させることができる。
In the semiconductor memory device according to claim 1,
Since the uneven shape is formed on the surface of the first capacitor electrode, it is possible to effectively increase the surface area that acts as the electrode of the capacitor and increase the capacitance of the capacitor.

【0021】請求項2に記載の半導体記憶装置において
は、第1のキャパシタ電極と第1の不純物領域または第
2の不純物領域との間にシリサイド層を備えているの
で、第1のキャパシタ電極である高融点金属と第1の不
純物領域または第2の不純物領域との反応を抑制し、安
定なキャパシタ電極を形成する。
In the semiconductor memory device according to the second aspect, since the silicide layer is provided between the first capacitor electrode and the first impurity region or the second impurity region, the first capacitor electrode is used. Reaction of a certain refractory metal with the first impurity region or the second impurity region is suppressed, and a stable capacitor electrode is formed.

【0022】請求項3に記載の半導体記憶装置の製造方
法においては、リンまたは砒素を不純物として含有して
いない高融点金属からなる第1のキャパシタ電極を形成
しているので、その上に、数百度の高温下で化学的気相
成長法により絶縁層を形成しても、熱拡散により第1の
キャパシタ電極からリンまたは砒素を拡散することがな
く第1のキャパシタ電極の下部にある第1の不純物領域
または第2の不純物領域の下部に深い拡散層を形成しな
い。
In the method of manufacturing a semiconductor memory device according to the third aspect, since the first capacitor electrode made of a refractory metal containing no phosphorus or arsenic as an impurity is formed, a number of electrodes are formed on the first capacitor electrode. Even if the insulating layer is formed by chemical vapor deposition at a high temperature of 100 degrees Celsius, phosphorus or arsenic does not diffuse from the first capacitor electrode due to thermal diffusion, and the first capacitor under the first capacitor electrode does not diffuse. No deep diffusion layer is formed below the impurity region or the second impurity region.

【0023】請求項4に記載の半導体記憶装置の製造方
法においては、化学的気相成長法により第1のキャパシ
タ電極を成長すると同時にその表面に凹凸形状を形成す
ることができる。
In the method of manufacturing the semiconductor memory device according to the fourth aspect, the uneven shape can be formed on the surface of the first capacitor electrode at the same time as growing the first capacitor electrode by the chemical vapor deposition method.

【0024】[0024]

【実施例】以下、本発明の一実施例のDRAMの記憶素
子の構造について図を用いて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The structure of a memory element of a DRAM according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0025】図1は本発明の一実施例のDRAMの記憶
素子の断面構造図である。p型導電層であるシリコン基
板1の上層にMOSトランジスタのソースまたはドレイ
ンとなる2つの拡散層4を形成し、2つの拡散層4に挟
まれた領域がキャリアの流れるチャンネル部となる。こ
のチャンネル部の表面に絶縁層となる薄いシリコン酸化
膜を形成し、その上にMOSトランジスタのゲートとな
るゲート電極3を形成することにより1つのMOSトラ
ンジスタが構成される。ゲート電極3は多結晶シリコン
膜にリンまたは砒素を含有させた導電層であり、拡散層
4はリンまたは砒素を不純物として用いたn型導電層で
ある。
FIG. 1 is a sectional structural view of a memory element of a DRAM according to an embodiment of the present invention. Two diffusion layers 4 serving as a source or a drain of a MOS transistor are formed on the upper layer of the silicon substrate 1 which is a p-type conductive layer, and a region sandwiched between the two diffusion layers 4 becomes a channel part in which carriers flow. A thin silicon oxide film to serve as an insulating layer is formed on the surface of the channel portion, and a gate electrode 3 to serve as the gate of the MOS transistor is formed thereon, thereby forming one MOS transistor. The gate electrode 3 is a conductive layer containing a polycrystalline silicon film containing phosphorus or arsenic, and the diffusion layer 4 is an n-type conductive layer containing phosphorus or arsenic as an impurity.

【0026】次に2つの拡散層4のうちの1つの上に、
キャパシタの電極としてタングステン膜からなる高融点
金属膜6を形成し電気的に接続する。高融点金属膜6の
上面は数百Åの凹凸形状を有しており、通常の平滑な面
と比較して数倍の表面積を有している。この高融点金属
膜6の上にキャパシタ絶縁膜7が形成され、その表面は
高融点金属膜6の凹凸形状をならうような形状となって
いる。キャパシタ絶縁膜7の上面には第2のキャパシタ
電極8が形成され、キャパシタ絶縁膜7の凹凸形状をな
らうように下表面の形状が形成されている。キャパシタ
絶縁膜7はシリコン酸化膜あるいはシリコン窒化膜とシ
リコン酸化膜との複合膜からなり、第2のキャパシタ電
極8はリンまたは砒素を含有した多結晶シリコン膜から
なり、高融点金属膜6、第2のキャパシタ電極8、キャ
パシタ絶縁膜7から1つのキャパシタが形成され、1ト
ランジスタ−1キャパシタを記憶素子とするDRAMと
して機能する。
Then, on one of the two diffusion layers 4,
A refractory metal film 6 made of a tungsten film is formed as an electrode of the capacitor and electrically connected. The upper surface of the refractory metal film 6 has an uneven shape of several hundred liters, and has a surface area several times that of an ordinary smooth surface. A capacitor insulating film 7 is formed on the high melting point metal film 6, and the surface thereof has a shape that follows the uneven shape of the high melting point metal film 6. The second capacitor electrode 8 is formed on the upper surface of the capacitor insulating film 7, and the shape of the lower surface is formed so as to follow the uneven shape of the capacitor insulating film 7. The capacitor insulating film 7 is made of a silicon oxide film or a composite film of a silicon nitride film and a silicon oxide film, and the second capacitor electrode 8 is made of a polycrystalline silicon film containing phosphorus or arsenic. One capacitor is formed from the two capacitor electrodes 8 and the capacitor insulating film 7 and functions as a DRAM having one transistor-1 capacitor as a storage element.

【0027】このキャパシタの電極部の表面積は同じ大
きさで表面の平滑な電極部の数倍の表面積を有するた
め、蓄えられる電荷が増加し、数倍のキャパシタ容量を
持つことができる。したがって、表面の平滑な電極を有
するキャパシタの数分の1に微細化しても、同じキャパ
シタ容量を確保することができ、記憶素子の動作が安定
になりDRAMの信頼性を向上することができる。
Since the surface area of the electrode portion of this capacitor is the same and has a surface area several times as large as that of the electrode surface having a smooth surface, the electric charge to be stored is increased and the capacitor capacity can be several times as large. Therefore, even if the size of the capacitor having a smooth surface electrode is reduced to a fraction of that of the capacitor, the same capacitor capacity can be secured, the operation of the memory element is stabilized, and the reliability of the DRAM can be improved.

【0028】上記実施例では高融点金属膜6として、タ
ングステン膜を用いたが、モリブデン等の他の高融点金
属膜を用いても同様の効果を得ることができる。
Although the tungsten film is used as the refractory metal film 6 in the above embodiment, the same effect can be obtained by using another refractory metal film such as molybdenum.

【0029】次に、図2、図3を用いて、図1に示され
るDRAMの記憶素子の製造工程について説明する。
Next, the manufacturing process of the memory element of the DRAM shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS.

【0030】まず、図2に示すように、p型導電性を示
すシリコン基板1上に厚いシリコン酸化膜2を局所的に
形成し、隣接する記憶素子間を電気的に分離する。次
に、MOSトランジスタのゲート電極3とソースまたは
ドレインとなる拡散層4を形成した後、基板の全面にシ
リコン酸化膜5を形成し、拡散層4の上面の一部を露出
するようにパターニングする。この後、化学的気相成長
法により高融点金属膜6を形成し、写真製版工程により
所望の形状にパターニングし、MOSトランジスタと接
合された第1のキャパシタ電極を形成する。
First, as shown in FIG. 2, a thick silicon oxide film 2 is locally formed on a silicon substrate 1 having p-type conductivity, and adjacent memory elements are electrically isolated. Next, after forming the gate electrode 3 of the MOS transistor and the diffusion layer 4 serving as the source or the drain, the silicon oxide film 5 is formed on the entire surface of the substrate and patterned so as to expose a part of the upper surface of the diffusion layer 4. . After that, the refractory metal film 6 is formed by a chemical vapor deposition method, and is patterned into a desired shape by a photolithography process to form a first capacitor electrode joined to the MOS transistor.

【0031】ここで、高融点金属膜6がタングステン膜
である場合、400〜500℃の温度で5〜100to
rrの減圧状態にし、混合気体の流量比をWF6 (六フ
ッ化タングステン):H2 =1:10あるいはWH6
SiH4 (シラン)=3:2程度の成長条件によりタン
グステン膜を形成する。この成長条件によりタングステ
ン膜が形成されると同時にタングステン膜の表面に凹凸
形状が形成され、キャパシタ電極の表面積を大きくする
ことができる。
Here, when the refractory metal film 6 is a tungsten film, it is 5 to 100 tons at a temperature of 400 to 500 ° C.
The pressure is reduced to rr and the flow rate of the mixed gas is set to WF 6 (tungsten hexafluoride): H 2 = 1: 10 or WH 6 :
A tungsten film is formed under the growth conditions of SiH 4 (silane) = 3: 2. Under this growth condition, the tungsten film is formed, and at the same time, an uneven shape is formed on the surface of the tungsten film, so that the surface area of the capacitor electrode can be increased.

【0032】次に、図3に示すように、基板の全面にシ
リコン酸化膜あるいはシリコン窒化膜とシリコン酸化膜
との複合膜で構成されるキャパシタ絶縁膜7を数百度の
高温下で化学的気相成長法により形成する。このときキ
ャパシタ絶縁膜7の下部はリンまたは砒素を含有してい
ない高融点金属膜6であるため、拡散層4の下部に熱拡
散により深い拡散層が形成されることはない。次に、基
板の全面にリンまたは砒素を含有した多結晶シリコン膜
からなる第2のキャパシタ電極8を形成する。
Next, as shown in FIG. 3, a capacitor insulating film 7 composed of a silicon oxide film or a composite film of a silicon nitride film and a silicon oxide film is formed on the entire surface of the substrate by chemical vapor deposition at a high temperature of several hundreds of degrees. It is formed by the phase growth method. At this time, since the lower portion of the capacitor insulating film 7 is the refractory metal film 6 containing no phosphorus or arsenic, a deep diffusion layer is not formed below the diffusion layer 4 by thermal diffusion. Next, the second capacitor electrode 8 made of a polycrystalline silicon film containing phosphorus or arsenic is formed on the entire surface of the substrate.

【0033】以上の工程により、図1に示す1トランジ
スタ−1キャパシタを記憶素子とするDRAMが完成す
る。
Through the above steps, the DRAM having the 1-transistor-1 capacitor shown in FIG. 1 as a memory element is completed.

【0034】この結果、拡散層4の下部に新たな深い拡
散層が形成されず、隣接する記憶素子間を狭くしてもリ
ーク電流が流れるのを抑制し、DRAMの信頼性を向上
することができる。また、化学的気相成長法により、高
融点金属膜6を形成する工程とその表面に凹凸形状を形
成する工程を1つの工程で行なうことができ、製造工程
を簡略化することも可能となっている。
As a result, a new deep diffusion layer is not formed under the diffusion layer 4, and even if the space between the adjacent memory elements is narrowed, the leakage current can be suppressed from flowing and the reliability of the DRAM can be improved. it can. Further, by the chemical vapor deposition method, the step of forming the refractory metal film 6 and the step of forming the uneven shape on the surface can be performed in one step, and the manufacturing step can be simplified. ing.

【0035】上記実施例では、化学的気相成長法により
高融点金属膜6を形成したが、それ以外の工程でもリン
または砒素を不純物として含有しない高融点金属膜6を
形成する工程であれば同様の効果を得ることができる。
また、化学的気相成長法により高融点金属膜6を形成し
た後、写真製版工程により所望のパターニングを行なっ
たが、化学的気相成長法の成長条件を変え、MOSトラ
ンジスタのソースまたはドレインとなる拡散層4の露出
した部分上にだけ、高融点金属膜6を選択的に成長させ
ることにより、製造工程をさらに簡略化することがで
き、また、写真製版工程でのパターニングのマージンを
設定する必要がなく、さらに微細化することができる。
In the above embodiment, the refractory metal film 6 is formed by the chemical vapor deposition method, but in the other steps as long as it is the step of forming the refractory metal film 6 containing no phosphorus or arsenic as an impurity. The same effect can be obtained.
Further, after forming the refractory metal film 6 by the chemical vapor deposition method, desired patterning was performed by the photolithography process. However, the growth conditions of the chemical vapor deposition method were changed to change the source or drain of the MOS transistor. By selectively growing the refractory metal film 6 only on the exposed portion of the diffusion layer 4 to be formed, the manufacturing process can be further simplified, and a margin for patterning in the photolithography process can be set. It is not necessary and can be further miniaturized.

【0036】以下、本発明の第2の実施例によるDRA
Mの記憶素子の構造について図4を用いて説明する。
The DRA according to the second embodiment of the present invention will be described below.
The structure of the M storage element will be described with reference to FIG.

【0037】図4において図1と同一なものには同一番
号を付してその説明を省略する。高融点金属膜6と拡散
層4の間にはチタンシリサイド層からなるシリサイド層
10が形成されている。このため、高融点金属膜と拡散
層4との反応を抑制し、拡散層4の中へ高融点金属膜6
が侵入するのを防ぎ、安定なキャパシタ電極を形成する
ことができる。
In FIG. 4, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. A silicide layer 10 made of a titanium silicide layer is formed between the refractory metal film 6 and the diffusion layer 4. Therefore, the reaction between the refractory metal film and the diffusion layer 4 is suppressed, and the refractory metal film 6 is introduced into the diffusion layer 4.
Can be prevented and a stable capacitor electrode can be formed.

【0038】上記実施例ではシリサイド膜としてチタン
を用いたがコバルトやニッケル等の他の材料を用いても
同様の効果を得ることができる。
Although titanium is used as the silicide film in the above embodiment, similar effects can be obtained by using other materials such as cobalt and nickel.

【0039】次に、図5〜9を用いて、図4に示される
DRAMの記憶素子の製造工程について説明する。ま
た、図5において図2と同一なものには同一番号を付し
てその説明を省略する。
Next, the manufacturing process of the memory element of the DRAM shown in FIG. 4 will be described with reference to FIGS. Further, in FIG. 5, the same parts as those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0040】まず、図5に示すように、基板全面上にチ
タン膜9を形成する。その後図6に示すように、600
〜800℃の温度範囲で数十秒程度の熱処理を施すこと
により下地がシリコンの部分のみ上層のチタン膜9と反
応してTiSi2 膜(チタンシリサイド層)からなるシ
リサイド層10が形成され、その他の酸化膜上の部分は
シリコンとは未反応のまま残る。その後チタン膜9を除
去することでシリコンが露出していた部分のみ自己整合
的にTiSi2 膜が形成される。この手法は通常シリサ
イド技術と呼ばれており、チタンだけでなくコバルトや
ニッケル等も用いられる。
First, as shown in FIG. 5, a titanium film 9 is formed on the entire surface of the substrate. Then, as shown in FIG.
By performing heat treatment for several tens of seconds in the temperature range of up to 800 ° C., the silicide layer 10 made of the TiSi 2 film (titanium silicide layer) is formed by reacting only the silicon portion of the base with the upper titanium film 9. On the oxide film remains unreacted with silicon. Then, the titanium film 9 is removed to form a TiSi 2 film in a self-aligning manner only on the portion where the silicon is exposed. This method is usually called silicide technology, and not only titanium but also cobalt, nickel, etc. are used.

【0041】その後、図7に示すように、全面に薄いシ
リコン酸化膜5を形成しパターニングを行ない、MOS
トランジスタのソースまたはドレインの一部を露出させ
る。
Thereafter, as shown in FIG. 7, a thin silicon oxide film 5 is formed on the entire surface and patterned to form a MOS.
Exposing part of the source or drain of the transistor.

【0042】次に、図8に示すように、WF6 とH2
たはWF6 とSiO4 の混合気体を用い、化学的気相成
長法により下地がシリサイド層10の部分のみ高融点金
属膜6を選択的に成長させ、シリサイド層10を介して
拡散層4と電気的に接続させる。ここで高融点金属膜6
がタングステン膜である場合、WF6 :H2 =1:50
あるいはWF6 :SiO4 =1:0.6程度の流量比等
の成長条件により、タングステン膜が形成されると同時
にタングステン膜の表面に凹凸形状が形成される。
Next, as shown in FIG. 8, a refractory metal film 6 is formed only on the portion where the underlying layer is the silicide layer 10 by chemical vapor deposition using a mixed gas of WF 6 and H 2 or WF 6 and SiO 4. Are selectively grown and electrically connected to the diffusion layer 4 through the silicide layer 10. Here, the refractory metal film 6
Is a tungsten film, WF 6 : H 2 = 1: 50
Alternatively, under the growth condition such as a flow rate ratio of about WF 6 : SiO 4 = 1: 0.6, the tungsten film is formed, and at the same time, the uneven shape is formed on the surface of the tungsten film.

【0043】その後、図9に示すように、基板の全面に
シリコン酸化膜あるいはシリコン窒化膜とシリコン酸化
膜との複合膜で構成されるキャパシタ絶縁膜7を形成す
る。
Thereafter, as shown in FIG. 9, a capacitor insulating film 7 formed of a silicon oxide film or a composite film of a silicon nitride film and a silicon oxide film is formed on the entire surface of the substrate.

【0044】最後に基板の全面にリンまたは砒素を含有
した多結晶シリコン膜からなる第2のキャパシタ電極8
を形成し、図4に示す1トランジスタ−1キャパシタを
記憶素子とするDRAMが完成する。
Finally, the second capacitor electrode 8 made of a polycrystalline silicon film containing phosphorus or arsenic is formed on the entire surface of the substrate.
Are formed to complete the DRAM having the 1-transistor-1 capacitor shown in FIG. 4 as a memory element.

【0045】上記実施例では、シリサイド層10の露出
した部分にだけ高融点金属膜6を選択的に成長させてい
るので、製造工程を簡略化することができるとともに写
真製版工程による高融点金属膜6のパターニングのマー
ジンを設定する必要がなく、さらに微細化することが可
能となる。
In the above embodiment, since the refractory metal film 6 is selectively grown only on the exposed portion of the silicide layer 10, the manufacturing process can be simplified and the refractory metal film formed by the photolithography process can be simplified. It is not necessary to set the patterning margin 6 and further miniaturization is possible.

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明による半導体記憶装置において
は、第1のキャパシタ電極の表面に凹凸形状を形成する
ことにより、キャパシタ電極として作用する表面積を実
効的に拡大し、キャパシタ容量を増大させることができ
るので、所定のキャパシタ容量を満たし、さらに微細な
キャパシタ部を実現することができる。
In the semiconductor memory device according to the present invention, by forming the uneven shape on the surface of the first capacitor electrode, the surface area acting as the capacitor electrode can be effectively expanded and the capacitance of the capacitor can be increased. Therefore, it is possible to realize a finer capacitor portion by satisfying a predetermined capacitor capacitance.

【0047】また、本発明による半導体記憶装置の製造
方法においては、リンまたは砒素を含有していない高融
点金属からなる第1のキャパシタ電極を第1の不純物領
域または第2の不純物領域の上に形成しているので、そ
の上に高温下で化学的気相成長法により絶縁膜を形成し
ても、熱拡散によりリンまたは砒素は拡散せず、第1の
不純物領域または第2の不純物領域の下部に深い拡散層
を形成することがない。したがって、隣接する記憶素子
間にリーク電流が流れることがなく、絶縁信頼性を向上
させることができる。
In the method of manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention, the first capacitor electrode made of a refractory metal containing no phosphorus or arsenic is provided on the first impurity region or the second impurity region. Since it is formed, phosphorus or arsenic does not diffuse due to thermal diffusion even if an insulating film is formed thereon by a chemical vapor deposition method at a high temperature, and the first impurity region or the second impurity region is not diffused. No deep diffusion layer is formed below. Therefore, the leakage current does not flow between the adjacent memory elements, and the insulation reliability can be improved.

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

【図1】本発明の第1の実施例における半導体記憶装置
の部分断面図である。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例における半導体記憶装置
の第1の製造工程を説明する部分断面図である。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view illustrating the first manufacturing process of the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施例における半導体記憶装置
の第2の製造工程を説明する部分断面図である。
FIG. 3 is a partial cross sectional view illustrating a second manufacturing step of the semiconductor memory device in the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施例における半導体記憶装置
の部分断面図である。
FIG. 4 is a partial cross-sectional view of a semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2の実施例における半導体記憶装置
の第1の製造工程を説明する部分断面図である。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view illustrating the first manufacturing process of the semiconductor memory device according to the second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2の実施例における半導体記憶装置
の第2の製造工程を説明する部分断面図である。
FIG. 6 is a partial cross-sectional view illustrating the second manufacturing process of the semiconductor memory device according to the second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2の実施例における半導体記憶装置
の第3の製造工程を説明する部分断面図である。
FIG. 7 is a partial cross sectional view illustrating a third manufacturing step of the semiconductor memory device according to the second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第2の実施例における半導体記憶装置
の第4の製造工程を説明する部分断面図である。
FIG. 8 is a partial cross sectional view illustrating a fourth manufacturing step of the semiconductor memory device according to the second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第2の実施例における半導体記憶装置
の第5の製造工程を説明する部分断面図である。
FIG. 9 is a partial cross sectional view illustrating a fifth manufacturing step of the semiconductor memory device according to the second embodiment of the present invention.

【図10】従来の半導体記憶装置の部分断面図である。FIG. 10 is a partial cross-sectional view of a conventional semiconductor memory device.

【図11】従来の半導体記憶装置の第1の製造工程を説
明する部分断面図である。
FIG. 11 is a partial cross-sectional view illustrating the first manufacturing process of the conventional semiconductor memory device.

【図12】従来の半導体記憶装置の第2の製造工程を説
明する部分断面図である。
FIG. 12 is a partial cross-sectional view illustrating the second manufacturing process of the conventional semiconductor memory device.

【図13】従来の半導体記憶装置の第3の製造工程を説
明する部分断面図である。
FIG. 13 is a partial cross-sectional view illustrating the third manufacturing process of the conventional semiconductor memory device.

【図14】従来の半導体記憶装置の第4の製造工程を説
明する部分断面図である。
FIG. 14 is a partial cross-sectional view illustrating the fourth manufacturing process of the conventional semiconductor memory device.

【図15】従来の半導体記憶装置の第5の製造工程を説
明する部分断面図である。
FIG. 15 is a partial cross-sectional view illustrating the fifth manufacturing step of the conventional semiconductor memory device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板 2 厚いシリコン酸化膜 3 ゲート電極 4 拡散層 5 シリコン酸化膜 6 高融点金属膜 7 キャパシタ絶縁膜 8 第2のキャパシタ電極 1 Silicon Substrate 2 Thick Silicon Oxide Film 3 Gate Electrode 4 Diffusion Layer 5 Silicon Oxide Film 6 Refractory Metal Film 7 Capacitor Insulation Film 8 Second Capacitor Electrode

Claims (4)

【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、 主表面を有する第1導電型の半導体基板と、 前記主表面上に間を隔てて形成された前記第1導電型と
異なる第2導電型の第1の不純物領域および第2の不純
物領域と、 前記第1の不純物領域と前記第2の不純物領域との間の
前記主表面上に形成された導電層と、 前記第1の不純物領域または前記第2の不純物領域に接
してその上に設けられ、表面に凹凸形状を有する高融点
金属からなる第1のキャパシタ電極と、 前記第1のキャパシタ電極の前記表面上に形成された絶
縁層と、 前記絶縁層の表面上に形成された第2のキャパシタ電極
と、を含む半導体記憶装置。
1. A semiconductor memory device for storing information in the form of charge storage, comprising: a semiconductor substrate of a first conductivity type having a main surface; and a semiconductor substrate formed on the main surface with a space therebetween. A first impurity region and a second impurity region of a second conductivity type different from the first conductivity type, and a conductive layer formed on the main surface between the first impurity region and the second impurity region. A first capacitor electrode made of a refractory metal that is provided in contact with and is on the first impurity region or the second impurity region and has an uneven shape on the surface; A semiconductor memory device comprising: an insulating layer formed on the surface; and a second capacitor electrode formed on the surface of the insulating layer.
【請求項2】 前記第1のキャパシタ電極と前記第1の
不純物領域または前記第2の不純物領域との間にさらに
シリサイド層を含む請求項1記載の半導体記憶装置。
2. The semiconductor memory device according to claim 1, further comprising a silicide layer between the first capacitor electrode and the first impurity region or the second impurity region.
【請求項3】 第1導電型の半導体基板の主表面上に間
を隔てて前記第1導電型と異なる第2導電型の第1の不
純物領域と第2の不純物領域を形成する工程と、 前記第1の不純物領域と前記第2の不純物領域の間の前
記主表面上に絶縁膜を挟んで導電層を形成する工程と、 主表面に凹凸形状を有する高融点金属からなる第1のキ
ャパシタ電極を、前記第1の不純物領域または前記第2
の不純物領域の上に接続して形成する工程と、 前記第1のキャパシタ電極の表面上に絶縁層を形成する
工程と、 前記絶縁層の表面上に第2のキャパシタ電極を形成する
工程と、を含む半導体記憶装置の製造方法。
3. A first impurity region of a second conductivity type and a second impurity region of a second conductivity type different from the first conductivity type are formed on a main surface of a semiconductor substrate of the first conductivity type with a space therebetween. Forming a conductive layer on the main surface between the first impurity region and the second impurity region with an insulating film sandwiched between the first impurity region and the second impurity region; and a first capacitor made of a refractory metal having unevenness on the main surface. The electrode is connected to the first impurity region or the second impurity region.
Forming the insulating layer on the surface of the first capacitor electrode; forming a second capacitor electrode on the surface of the insulating layer; And a method of manufacturing a semiconductor memory device including.
【請求項4】 前記第1のキャパシタ電極を形成する工
程は、高融点金属フッ化物とSiO4 またはH2 との混
合気体を用いた化学的気相成長法により形成する工程を
含む請求項3記載の半導体記憶装置の製造方法。
4. The step of forming the first capacitor electrode includes the step of forming by chemical vapor deposition using a mixed gas of refractory metal fluoride and SiO 4 or H 2. A method for manufacturing the semiconductor memory device described.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07202019A (en) * 1993-12-28 1995-08-04 Nec Corp Semiconductor integrated circuit device and its manufacture
KR100329614B1 (en) * 1998-06-29 2002-08-21 주식회사 하이닉스반도체 Capacitor Formation Method of Semiconductor Device

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07202019A (en) * 1993-12-28 1995-08-04 Nec Corp Semiconductor integrated circuit device and its manufacture
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