JPH0689985A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

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JPH0689985A
JPH0689985A JP4239360A JP23936092A JPH0689985A JP H0689985 A JPH0689985 A JP H0689985A JP 4239360 A JP4239360 A JP 4239360A JP 23936092 A JP23936092 A JP 23936092A JP H0689985 A JPH0689985 A JP H0689985A
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JP
Japan
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film
trench
main surface
view
semiconductor device
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Withdrawn
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JP4239360A
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English (en)
Inventor
Koji Ozaki
浩司 小崎
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 シリコン基板1にはトレンチが形成されてお
り、トレンチは多結晶シリコン膜11によってトレンチ
5a、5bに分けられている。13は酸化膜である。第
1ストレージノード17aと第2ストレージノード29
aからなるストレージノードは不純物領域25と電気的
に接続されている。第2ストレージノード29aの表面
には誘電体膜31が形成され、誘電体膜31の表面には
セルプレート33aが形成されている。 【効果】 多結晶シリコン膜11の上端部が主表面2よ
り上に位置している。このため上層配線膜から多結晶シ
リコン膜11に電圧を与えトレンチをトレンチ5a、5
bに分離する場合、多結晶シリコン膜11と上層配線膜
との電気的接続を容易にすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はトレンチキャパシタを
有する半導体装置およびその製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図19は従来のトレンチキャパシタの断
面図である。この構造はVLSI Symposium
1991,2−1,P.8に開示されている。基板に
はトレンチ49が形成されている。トレンチ49内には
多結晶シリコンからなるピラー47が立設されている。
トレンチ49はアモルファスシリコン45で埋込まれて
いる。アモルファスシリコン45とトレンチ49の側面
との間やアモルファスシリコン45とピラー47との間
には誘電体膜(図示せず)がある。
【0003】この構造はトレンチ49の表面およびピラ
ー47の表面を一方の電極とし、アモルファスシリコン
45の表面を他方の電極としている。トレンチ49内に
ピラー47を立設することによりキャパシタの面積を拡
大しようとしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上層配線膜からピラー
47に電圧を与えトレンチ49を第1および第2トレン
チに分離しようとする場合、ピラー47の上端部がトレ
ンチ49の上端部より下にあるためピラー47と上層配
線膜との電気的接続が難しかった。
【0005】この発明は係る従来の問題点を解決するた
めになされたものである。この発明の目的はピラーと上
層配線膜との電気的接続が容易な構造をした半導体装置
およびその製造方法を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明に従った半導体
装置は、主表面にトレンチが形成された半導体基板と、
トレンチの底部から上方に延び、上端部が主表面より上
にあり、トレンチを第1および第2トレンチに分離する
導電部材と、第1トレンチ内に形成された第1キャパシ
タと、第2トレンチ内に形成された第2キャパシタと、
を備えている。
【0007】この発明に従った半導体装置の製造方法
は、半導体基板の主表面に所定のパターニングが施され
た第1薄膜を形成する工程と、第1薄膜をマスクとして
半導体基板にトレンチを形成する工程と、第1薄膜上お
よびトレンチ内に第2薄膜を形成する工程と、第2薄膜
をエッチングしてトレンチの底面の一部を露出させ、ト
レンチの側面に第2薄膜からなるサイドウォール膜を形
成する工程と、トレンチ内であって、サイドウォール膜
で囲まれる領域が埋込まれるように主表面上に導電膜を
形成する工程と、主表面上の導電膜をエッチング除去
し、トレンチ内であって、サイドウォール膜で囲まれる
領域に埋込まれている導電膜の上端部が主表面より上に
位置している段階でエッチングを止める工程と、サイド
ウォール膜を除去し、導電膜によりトレンチを第1およ
び第2トレンチに分離する工程と、第1トレンチ、第2
トレンチにそれぞれ第1キャパシタ、第2キャパシタを
形成する工程と、を備えている。
【0008】
【作用】この発明に従った半導体装置は、トレンチ内に
立設している導電部材の上端部が、主表面より上に位置
している。このため、上層配線膜から導電部材に電圧を
与えトレンチを第1および第2トレンチに分離する場
合、導電部材と上層配線膜との電気的接続を容易にでき
る。
【0009】この発明に従った半導体装置の製造方法
は、主表面上の導電膜をエッチング除去し、トレンチ内
であってサイドウォール膜で囲まれる領域に埋込まれて
いる導電膜の上端部が主表面より上に位置している段階
でエッチングを止めているので、導電膜の上端部が主表
面より上に位置させることができる。
【0010】
【実施例】この発明の一実施例を以下に説明していく。
図1(a)に示すように、P型のシリコン基板1の主表
面上にシリコン酸化膜3を形成し、シリコン酸化膜3に
所定のパターニングを施し、シリコン酸化膜3をマスク
としてシリコン基板1を反応性イオンエッチングによっ
てエッチング除去しトレンチ5を形成した。なお、P型
のシリコン基板1のかわりにPウェル領域であってもよ
い。図1(b)はこのときの平面図である。Aで切断し
た状態の断面図が図1(a)である。
【0011】図2(a)に示すように、シリコン酸化膜
7をCVD法を用いて全面に形成した。そして反応性イ
オンエッチングによりシリコン酸化膜7をエッチング除
去し、トレンチ5の底面の一部を露出させ、トレンチ5
の側面にシリコン酸化膜7からなるサイドウォール膜を
形成した。そしてボロンを注入し不純物領域9を形成し
た。不純物領域9により反転層の形成を防止している。
次にリンがドープされた多結晶シリコン膜11をCVD
法を用いて全面に形成した。そしてシリコン酸化膜3上
の多結晶シリコン膜11をエッチバックし、トレンチ5
内であってサイドウォール膜7で囲まれる領域に埋込ま
れている多結晶シリコン膜11の上端部が主表面により
上に位置している段階でエッチバックを止めた。図2
(b)はこの状態の平面図である。
【0012】図3(a)に示すように、シリコン酸化膜
3およびシリコン酸化膜7を除去した。トレンチ5は多
結晶シリコン膜11によりトレンチ5a、5bに分けら
れてされている。図3(b)はこの状態の平面図であ
る。
【0013】図4に示すように次にシリコン基板1を全
面酸化し酸化膜13を形成した。図5に示すように酸化
膜13上にCVD法を用いてシリコン窒化膜15を形成
し、シリコン窒化膜15上にCVD法を用いて多結晶シ
リコン膜17を形成した。
【0014】図6(a)に示すように、多結晶シリコン
膜17をエッチバックし多結晶シリコン膜17を第1ス
トレージノード17a、17bに分けた。図6(b)は
この状態の平面図である。
【0015】図7(a)に示すようにシリコン基板1の
全面にCVD法を用いてシリコン酸化膜19を形成し
た。そしてシリコン酸化膜19をエッチバックしトレン
チ5a、5b内にシリコン酸化膜19を残した。この状
態の平面図が図7(b)である。
【0016】図8(a)に示すように、シリコン基板1
の全面にCVD法を用いてシリコン窒化膜21を形成し
た。そしてシリコン窒化膜21を反応性イオンエッチン
グし、トレンチ5a、5bの側面にサイドウォールとい
う形でシリコン窒化膜21を残した。図8(b)はこの
状態の平面図である。
【0017】図9(a)に示すように、シリコン窒化膜
15、21をマスクとしてトレンチ5a、5b内にある
シリコン酸化膜をウェットエッチングにより除去した。
図9(b)はこの状態の平面図である。
【0018】図10(a)に示すように、シリコン基板
1の全面にレジスト23を形成し、レジスト23に所定
のパターニングを施した。レジスト23をマスクとして
トレンチ5a、5b内のシリコン窒化膜15をエッチン
グ除去した。同じくレジスト23をマスクとしてトレン
チ5a、5b内のシリコン酸化膜13をウェットエッチ
ング除去し、開口部24、26を形成した。図10
(b)はこの状態の平面図である。
【0019】図11(a)に示すように不純物を開口部
24、26を介してシリコン基板1に拡散させ不純物領
域25、27を形成した。図11(b)はこの状態の平
面図である。
【0020】図12に示すように、シリコン窒化膜1
5、21を全面除去し、シリコン基板1の全面にCVD
法を用いてリンドープド多結晶シリコン膜29を形成し
た。シリコン窒化膜15、21はシリコン基板1上に直
接形成されていないので、シリコン窒化膜除去時シリコ
ン基板1にダメージが与えられることはない。多結晶シ
リコン膜29は開口部24、26を介してそれぞれ不純
物領域25、27と電気的に接続されている。多結晶シ
リコン膜29は多結晶シリコン膜17a、17bより不
純物濃度が幾分低くてもよいし、不純物が全くドーピン
グされていなくてもよい。
【0021】図13(a)に示すように、多結晶シリコ
ン膜29をエッチバックしトレンチ5a、5b内に多結
晶シリコン膜29を残した。以後これを第2ストレージ
ノード29a、29bと呼ぶ。図13(b)はこの状態
の平面図である。
【0022】図14に示すようにシリコン基板1の全面
に誘電体膜31を形成し、誘電体膜31の上にCVD法
を用いて多結晶シリコン膜33を形成した。
【0023】図15(a)に示すように多結晶シリコン
膜33、誘電体膜31、シリコン酸化膜13の順にエッ
チバックした。このエッチバックにより多結晶シリコン
膜33は33a、33bに分離され以後これをセルプレ
ート33a、33bと呼ぶ。この状態の平面図が図15
(b)である。
【0024】図16(a)に示すように、シリコン基板
1の主表面上にワード線であるゲート電極37a、37
bを形成し、ゲート電極37a、37bをマスクとして
シリコン基板1にイオン注入し不純物領域41a、41
b、41c、41dを形成した。そしてシリコン基板1
の全面に絶縁膜35を形成し、不純物領域41aおよび
41d上にスルーホールを形成し、絶縁膜35上にビッ
ト線39を形成した。この状態の平面図が図17であ
る。多結晶シリコン膜11に電圧を与えるために上層配
線と多結晶シリコン膜11を電気的に接続させている
が、図18に示すようにその接続はメモリセルアレイ4
3の周辺部で行なっている。
【0025】この実施例ではストレージノード、セルプ
レートそれぞれについて独立に電圧を制御できるので、
1/2Vc c に対応できるキャパシタ電極を実現でき
る。
【0026】この実施例ではPウェル上に形成されたメ
モリセルについてであるが、Nウェル上に形成されたメ
モリセルでもよい。ただしこのときは多結晶シリコン膜
11はn+ とし、不純物領域9もn+ にしなければなら
ない。
【0027】
【発明の効果】この発明に従った半導体装置は、トレン
チ内に立設している導電部材の上端部が、主表面より上
に位置している。このため上層配線膜から導電部材に電
圧を与えトレンチを第1および第2トレンチに分離する
場合、導電部材と上層配線膜との電気的接続を容易にで
きる。
【0028】また、導電部材の上端部が主表面より上に
位置しているので、ワード線やビット線のパターニング
時に残渣が残りにくいので、ワード線やビット線のパタ
ーニング時のエッチングが容易になる。
【0029】この発明に従った半導体装置の製造方法
は、主表面上の導電膜をエッチング除去し、トレンチ内
であってサイドウォール膜が囲まれる領域に埋込まれて
いる導電膜の上端部が主表面より上に位置している段階
でエッチングを止めているので、導電膜の上端部が主表
面より上に位置させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)はこの発明に従った半導体装置の製造方
法の第1工程の断面図であり、(b)はその平面図であ
る。
【図2】(a)はこの発明に従った半導体装置の製造方
法の第2工程の断面図であり、(b)はその平面図であ
る。
【図3】(a)はこの発明に従った半導体装置の製造方
法の第3工程の断面図であり、(b)はその平面図であ
る。
【図4】この発明に従った半導体装置の製造方法の第4
工程の断面図である。
【図5】この発明に従った半導体装置の製造方法の第5
工程の断面図である。
【図6】(a)はこの発明に従った半導体装置の製造方
法の第6工程の断面図であり、(b)はその平面図であ
る。
【図7】(a)はこの発明に従った半導体装置の製造方
法の第7工程の断面図であり、(b)はその平面図であ
る。
【図8】(a)はこの発明に従った半導体装置の製造方
法の第8工程の断面図であり、(b)はその平面図であ
る。
【図9】(a)はこの発明に従った半導体装置の製造方
法の第9工程の断面図であり、(b)はその平面図であ
る。
【図10】(a)はこの発明に従った半導体装置の製造
方法の第10工程の断面図であり、(b)はその平面図
である。
【図11】(a)はこの発明に従った半導体装置の製造
方法の第11工程の断面図であり、(b)はその平面図
である。
【図12】この発明に従った半導体装置の製造方法の第
12工程の断面図である。
【図13】(a)はこの発明に従った半導体装置の製造
方法の第13工程の断面図であり、(b)はその平面図
である。
【図14】この発明に従った半導体装置の製造方法の第
14工程の断面図である。
【図15】(a)はこの発明に従った半導体装置の製造
方法の第15工程の断面図であり、(b)はその平面図
である。
【図16】この発明に従った半導体装置の製造方法の第
16工程の断面図である。
【図17】この発明に従った半導体装置の製造方法の第
16工程の平面図である。
【図18】この発明に従った半導体装置のメモリセルア
レイの平面図である。
【図19】従来の半導体装置のキャパシタの断面図であ
る。
【符号の説明】
1 シリコン基板 2 主表面 5a、5b トレンチ 11 多結晶シリコン膜 17a、17b 第1ストレージノード 29a、29b 第2ストレージノード 31 誘電体膜 33a、33b セルプレート

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主表面にトレンチが形成された半導体基
    板と、 前記トレンチの底部から上方に延び、上端部が前記主表
    面より上にあり、前記トレンチを第1および第2トレン
    チに分離する導電部材と、 前記第1トレンチ内に形成された第1キャパシタと、 前記第2トレンチ内に形成された第2キャパシタと、 を備えた半導体装置。
  2. 【請求項2】 半導体基板の主表面に所定のパターニン
    グが施された第1薄膜を形成する工程と、 前記第1薄膜をマスクとして前記半導体基板にトレンチ
    を形成する工程と、 前記第1薄膜上及び前記トレンチ内に第2薄膜を形成す
    る工程と、 前記第2薄膜をエッチングして前記トレンチの底面の一
    部を露出させ、前記トレンチの側面に前記第2薄膜から
    なるサイドウォール膜を形成する工程と、 前記トレンチ内であって、前記サイドウォール膜で囲ま
    れる領域が埋込まれるように前記主表面上に導電膜を形
    成する工程と、 前記主表面上の前記導電膜をエッチング除去し、前記領
    域に埋込まれている前記導電膜の上端部が前記主表面よ
    り上に位置している段階でエッチングを止める工程と、 前記サイドウォール膜を除去し、前記導電膜により前記
    トレンチを第1および第2トレンチに分離する工程と、 前記第1トレンチ、前記第2トレンチにそれぞれ第1キ
    ャパシタ、第2キャパシタを形成する工程と、 を備えた半導体装置の製造方法。
JP4239360A 1992-09-08 1992-09-08 半導体装置およびその製造方法 Withdrawn JPH0689985A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000228504A (ja) * 1999-02-05 2000-08-15 Infineon Technol North America Corp 半導体ボディ、ダイナミックランダムアクセスメモリならびに電気的アイソレ―ションおよびメモリセルの形成方法

Cited By (2)

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