JPH07118521B2 - Semiconductor memory device having two-layer laminated capacitor structure and method of manufacturing the same - Google Patents

Semiconductor memory device having two-layer laminated capacitor structure and method of manufacturing the same

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JPH07118521B2
JPH07118521B2 JP2090041A JP9004190A JPH07118521B2 JP H07118521 B2 JPH07118521 B2 JP H07118521B2 JP 2090041 A JP2090041 A JP 2090041A JP 9004190 A JP9004190 A JP 9004190A JP H07118521 B2 JPH07118521 B2 JP H07118521B2
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    • HELECTRICITY
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    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、2層積層キャパシタ構造を有する半導体記憶
装置およびその製造方法に関するもので、特に、2層積
層キャパシタ構造で形成される多数の電極間を相互接続
するためのコンタクトホールを形成するとき、コンタク
トホール壁面にも誘電体膜を形成して、キャパシタ容量
を増大させた2層積層キャパシタ構造を有する半導体記
憶装置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 having a two-layer laminated capacitor structure and a method for manufacturing the same, and particularly to a large number of electrodes formed in the two-layer laminated capacitor structure. The present invention relates to a semiconductor memory device having a two-layer laminated capacitor structure in which a dielectric film is also formed on a wall surface of the contact hole when forming a contact hole for interconnecting each other, and a manufacturing method thereof. is there.

[従来の技術] DRAM半導体記憶装置は集積度の増加によりキャパシタ構
造がトレンチ型および積層型構造に大きく分類されて現
在まで種々な構造等が開発されて来た。積層型キャパシ
タ構造の場合、集積度増加による単位セルの面積が縮小
されキャパシタの容量側面で限界に達する。このような
キャパシタ容量に対する限界を克服するため、1例とし
てプレート電極が電荷保存電極を中心に上下にサンドウ
ィッチされた2層キャパシタ構造で形成する方法と、ま
た他の1例としては第1次及び第2次電荷保存電極がプ
レート電極を中心に上下にサンドウィッチされた2層積
層キャパシタ構造で形成する方法が提示された。
[Prior Art] DRAM semiconductor memory devices have been categorized into trench type and laminated type structures due to an increase in the degree of integration, and various structures have been developed to date. In the case of the multilayer capacitor structure, the area of the unit cell is reduced due to the increase in the degree of integration, and the capacity side of the capacitor reaches its limit. In order to overcome the limitation on the capacitance of the capacitor, as an example, a method of forming a plate electrode in a two-layer capacitor structure sandwiched vertically with a charge storage electrode as a center, and as another example, a first and a second method A method of forming a secondary charge storage electrode in a two-layer laminated capacitor structure in which sandwiched vertically around a plate electrode has been proposed.

従来の2層積層キャパシタの形成方法は上記1例の電荷
保存電極とドレーン電極を接触させるためドレーン電極
の上のプレート電極の一定部分にコンタクトホールを形
成するか、上記のまた他の例の第2次電荷保存電極と第
1次電荷保存電極を相互に連結させるため第1次電荷保
存電極の上部のプレート電極の一定部分にコンクトホー
ルを形成する時に、上記コンタクトホールの側壁(プレ
ートと電極側壁)に酸化膜スペーサを形成することで、
プレート電極と電荷保存電極間との短絡(ショート:Sho
rt)を防止しながらコンタクトしようとする夫々の電極
等を相互接触させた。
The conventional method of forming a two-layer laminated capacitor is to form a contact hole at a certain portion of the plate electrode on the drain electrode in order to contact the charge storage electrode and the drain electrode of the above-mentioned example, or to form the contact hole of the above-mentioned other example. When a contact hole is formed in a certain portion of the plate electrode above the primary charge storage electrode to connect the secondary charge storage electrode and the primary charge storage electrode to each other, a sidewall of the contact hole (a side wall of the plate and the electrode is formed). By forming an oxide film spacer on
Short circuit between plate electrode and charge storage electrode (short: Sho
While preventing the rt), the respective electrodes and the like to be contacted were brought into contact with each other.

[発明が解決しようとする課題] しかし、上記コンタクトホールの側面に酸化膜スペーサ
を形成することで、酸化膜スペーサは誘電体に使用でき
ないことにより酸化膜スペーサの側壁分だけキャパシタ
の有効表面積が減少した。
[Problems to be Solved by the Invention] However, by forming an oxide film spacer on the side surface of the contact hole, the oxide film spacer cannot be used as a dielectric, so that the effective surface area of the capacitor is reduced by the side wall of the oxide film spacer. did.

従って、本発明は上記の従来の種々の実施例の構造と同
一な2層積層キャパシタ構造より、キャパシタ容量を増
大させるためコンタクトホール側壁に絶縁膜スペーサを
形成する代わりに誘電体膜を形成して、キャパシタ有効
面積を増大させた2層積層キャパシタを有する半導体記
憶装置および其の製造方法を供することにその目的があ
る。
Therefore, according to the present invention, a dielectric film is formed instead of the insulating film spacer on the sidewall of the contact hole in order to increase the capacitance of the capacitor, rather than the same two-layer laminated capacitor structure as that of the above-described various conventional embodiments. It is an object of the present invention to provide a semiconductor memory device having a two-layer laminated capacitor having an increased effective area of the capacitor and a manufacturing method thereof.

従って、本発明は従来の2層積層キャパシタの構造より
コンタクトホール側面に形成される誘電体の表面積分だ
けより大きいキャパシタ容量を得ることができる。
Therefore, according to the present invention, a capacitor capacitance larger than the surface integral of the dielectric formed on the side surface of the contact hole can be obtained as compared with the conventional two-layer laminated capacitor structure.

[課題を解決するための手段] このような目的を達成するために、本発明の一つの特徴
は、 シリコン基板上にゲート電極及びゲート電極線、ソース
およびドレーン領域が形成され、これらの上部に絶縁用
酸化膜が形成されたMOSFETと上記MOSFETドレーン領域に
電気的に接続されるように構成した2層の積層キャパシ
タ構造で成る半導体記憶装置の製造方法において、 上記2層の積層キャラシタを形成する工程は、 上記ゲート電極の上部の一部でドレーン領域上部を介し
てゲート電極線上部の絶縁用酸化膜上に第1プレート電
極を形成する段階と、 上記第1プレート電極の上部の一部に第1誘電体膜を形
成して後、全体の表面上に第1電荷保存電極用の伝導物
質層を形成し、上記ドレーン領域の上部に形成された第
1電荷保存電極用の伝導物質層、第1誘電体膜、第1プ
レート電極および絶縁用酸化膜の一部を形成する段階
と、 上記全体の表面上に第2誘電体膜およびスペーサ用の伝
導物質を形成し、上記スペーサ用の伝導物質を非等方性
エッチングによってコンタクトホール壁面に伝導物価ス
ペーサを形成する段階と、 上記第1電荷保存電極用の伝導物質層の上部およびドレ
ーン領域の上部の露呈された第2誘電体膜を除いての
ち、露呈された全体表面上に第2電荷保存電極用の伝導
物質層を形成して、相互に接続された上記第1およひ他
に電荷保存電極用の伝導物質層をマスクパターン工程に
よって電荷保存電極を形成し、これによって上記電荷保
存電極が側面壁に誘電体膜が形成されたコンタクトホー
ルを介して上記ドレーン領域に電気的に接続される段階
と、 上記電荷保存電極の上部に第3誘電体膜を形成し、その
上部には第2プレート電極を形成するのを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve such an object, one feature of the present invention is that a gate electrode and a gate electrode line, a source and a drain region are formed on a silicon substrate, and an upper portion thereof is formed. In a method of manufacturing a semiconductor memory device having a two-layer laminated capacitor structure configured to be electrically connected to a MOSFET having an insulating oxide film formed thereon and the MOSFET drain region, the two-layer laminated capacitor is formed. The process includes forming a first plate electrode on the insulating oxide film above the gate electrode line through the drain region above a portion of the upper portion of the gate electrode, and forming a portion of the upper portion of the first plate electrode above the first plate electrode. After forming the first dielectric film, a conductive material layer for the first charge storage electrode is formed on the entire surface, and the conductive material for the first charge storage electrode is formed on the drain region. A step of forming a part of the first dielectric film, the first plate electrode and the insulating oxide film, and forming a conductive material for the second dielectric film and the spacer on the entire surface, Forming a conductive material spacer on the wall surface of the contact hole by anisotropically etching the conductive material; and exposing the exposed second dielectric film on the conductive material layer for the first charge storage electrode and the drain region. Then, a conductive material layer for the second charge storage electrode is formed on the exposed whole surface, and the conductive material layer for the charge storage electrode is masked with the first and other conductive material layers connected to each other. Forming a charge storage electrode by a process, and electrically connecting the charge storage electrode to the drain region through a contact hole having a dielectric film formed on a side wall thereof; The third dielectric film is formed on the pole and the second plate electrode is formed on the third dielectric film.

このような目的を達成するため、本発明の他の特徴は、 シリコン基板上にゲート電極およびゲート電極線、ソー
スおよびドレーン領域が形成され、これら上部に絶縁用
酸化膜が形成されたMOSFETと、上記MOSFETのドレーン領
域に電気的に接続できるように構成した2層積層キャパ
シタ構造でなる半導体記憶装置の製造方法において、 上記2層積層キャパシタを形成する工程は、 上記ゲート電極の上部でドレーン領域の上部を介してゲ
ート電極線上部の絶縁用酸化膜上に第1プレート電極を
形成する段階と、 上記ゲート領域の上部に形成された第1プレート電極お
よび絶縁用酸化膜の一部をコンタクトマスクパターン処
理によって順次に食刻してコンタクトを形成する段階
と、 上記第1プレート電極の上部およびコンタクトホール上
部に第1誘電体膜を形成し、上記露呈された全体表面上
に第1電荷保存電極用の伝導物質層を形成する段階と、 上記第1電荷保存電極用の伝導物質層の上部に窒化膜を
除き、上記露呈された第1電荷保存電極用の伝導物質層
の上部に熱的酸化膜を成長する段階と、 上記熱的酸化膜をマスク層に用いて上記コンタクトホー
ル内に残っている窒化膜をエッチングして露呈されたコ
ンタクトホールの下部にある第1電荷保存電極用の伝導
物質層を食刻して後、上記熱的酸化膜と上記コンタクト
ホール下部に露呈された第1誘電体を除く段階と、 上記第1酸化保存電極用の伝導物質層およびドレーン領
域の上部に第2電荷保存電極用の伝導物質層を形成し
て、相互に接続された上記第1および第2電荷保存電極
用伝導物質層をマスクパターン工程によって、上記第1
誘電体膜の上部の一部にかけて電荷保存電極を形成し、
それによって上記電荷保存電極が側面壁に誘電体膜が形
成されたコンタクトホールを介して上記ドレーン領域に
電気的に接続される段階と、 上記電荷保存電極の上部に第2誘電体膜を形成し、その
上部には第2プレート電極を形成したのを特徴とする。
In order to achieve such an object, another feature of the present invention is a MOSFET in which a gate electrode and a gate electrode line, a source and a drain region are formed on a silicon substrate, and an insulating oxide film is formed on them. In the method of manufacturing a semiconductor memory device having a two-layer laminated capacitor structure configured to be electrically connected to the drain region of the MOSFET, the step of forming the two-layer laminated capacitor includes: Forming a first plate electrode on the insulating oxide film above the gate electrode line through the upper part, and a part of the first plate electrode and the insulating oxide film formed above the gate region in a contact mask pattern A step of sequentially etching to form a contact by a treatment, and forming a contact on the first plate electrode and the contact hole. Forming a body film and forming a conductive material layer for the first charge storage electrode on the exposed whole surface; and removing a nitride film on the conductive material layer for the first charge storage electrode. A step of growing a thermal oxide film on the exposed conductive material layer for the first charge storage electrode and a step of etching the nitride film remaining in the contact hole using the thermal oxide film as a mask layer. Removing the thermal oxide film and the first dielectric exposed under the contact hole after etching the conductive material layer for the first charge storage electrode under the exposed contact hole. The conductive material layer for the first oxidation storage electrode and the conductive material layer for the second charge storage electrode are formed on the drain region, and the conductive material layer for the first and second charge storage electrodes are connected to each other. The mask pattern process First
A charge storage electrode is formed over a part of the upper part of the dielectric film,
Accordingly, the charge storage electrode is electrically connected to the drain region through the contact hole having the dielectric film formed on the side wall, and the second dielectric film is formed on the charge storage electrode. The second plate electrode is formed on the upper part of the second plate electrode.

このような目的を達成するために、本発明の他の特徴に
よると、 シリコン基板上にゲート電極およびゲート電極線、ソー
スおよびドレーン領域が形成され、これらの上部に絶縁
用酸化膜が形成されたMOSFETと、上記MOSFETのドレーン
領域に電気的に接続されるように構成した2層積層キャ
パシタ構造である半導体記憶装置の製造方法において、 上記2層積層キャパシタを形成する工程は、 上記ドレーン領域の上部の絶縁用酸化膜の一部をパター
ン工程で除き、上記絶縁用酸化膜および露呈されたドレ
ーン領域の上部に第1電荷保存電極を形成する段階と、 上記第1電荷保存電極の上部に第1誘電体膜を形成し、
その上部にはプレート電極を形成する段階と、 上記プレート電極の上部に第2誘電体膜を形成しての
ち、その上部に第2電荷保存電極用の伝導物質層を形成
し、上記ゲート電極線の上部に形成された第2電荷保存
電極用の伝導物質層、第2誘電体膜、プレート電極およ
び第1誘電体膜の一部をコンタクトパターン処理によっ
て順次に食刻してコンタクトホールを形成する段階と、 上記全体の表面上に第2誘電体膜およひスペーサ用伝導
物質を形成し、上記スペーサ用伝導物質を非等方性エッ
チングによってコンタクトホール壁面に伝導物質スペー
サを形成する段階と、 上記第2電荷保存電極用の伝導物質層の上部およびコン
タクトホールの底部上の露呈された第3誘電体膜を除い
てのち、露呈された全体表面上に第3電荷保存電極用の
伝導物質層を形成し、相互に接続された上記第2および
第3電荷保存電極用の伝導物質層をマスクパターン工程
によって第2電荷保存電極を形成し、それによって上記
第2電荷保存電極が側面壁に誘電体膜を介して上記ドレ
ーン領域に電気的に接続されるようにしたのを特徴とす
る。
In order to achieve such an object, according to another feature of the present invention, a gate electrode and a gate electrode line, a source and a drain region are formed on a silicon substrate, and an insulating oxide film is formed on them. In the method of manufacturing a semiconductor memory device having a MOSFET and a two-layer laminated capacitor structure configured to be electrically connected to the drain region of the MOSFET, the step of forming the two-layer laminated capacitor includes: Forming a first charge storage electrode on the insulating oxide film and the exposed drain region by removing a part of the insulating oxide film by a patterning process; and forming a first charge storage electrode on the first charge storage electrode. Forming a dielectric film,
Forming a plate electrode on the top of the gate electrode, forming a second dielectric film on the plate electrode, and forming a conductive material layer for a second charge storage electrode on the top of the second dielectric film; A part of the conductive material layer for the second charge storage electrode, the second dielectric film, the plate electrode and the first dielectric film formed on the upper part of the substrate is sequentially etched by a contact pattern process to form a contact hole. Forming a second dielectric film and a conductive material for spacers on the entire surface, and forming a conductive material spacer on the wall surface of the contact hole by anisotropically etching the conductive material for spacers; After removing the exposed third dielectric film on the top of the conductive material layer for the second charge storage electrode and the bottom of the contact hole, the conductive layer for the third charge storage electrode is exposed on the entire exposed surface. Of the conductive material layers for the second and third charge storage electrodes, which are connected to each other, to form a second charge storage electrode by a mask patterning process. Is electrically connected to the drain region through a dielectric film.

このような目的を達成するために、本発明の他の特徴
は、 シリコン基板上にゲート電極およびゲート電極線、ソー
スおよびドレーン領域が形成され、これら上部に絶縁用
酸化膜が形成されたMOSFETと、上記MOSFETのドレーン領
域に電気的に接続されるように構成した2層積層キャパ
シタ構造で成る半導体記憶装置の製造方法において、 上記2層積層キャパシタを形成する工程は、 上記ドレーン領域の上部の絶縁用酸化膜および露呈され
たドレーン領域の上部第1電荷保存電極を形成する段階
と、 上記第1電荷保存電極の上部に第1誘電体膜を形成し、
その上部にはプレート電極を形成する段階と、 上記ゲート電極線の上部に形成されたプレート電極およ
び第1誘電体膜の一部をコンタクトマスクパターン処理
によって順次に食刻してコンタクトホールを形成する段
階と、 上記プレート電極上部およびコンタクト上部に第2誘電
体膜を形成し、上記露呈された全体表面上に第2電荷保
存電極用の伝導物質層を形成する段階と、 上記第2電荷保存電極用の伝導物質層の上部に窒化膜を
形成してのち、エッチバック電極用の伝導物質層の上部
の窒化膜だけのこして、余りの窒化膜を除き、上記露呈
された第2電荷保存電極用の伝導物質層の上部に熱的酸
化膜を形成する段階と、 上記熱的酸化膜をマスク層に用いて上記コンタクトホー
ル内に残している窒化膜をエッチングして露呈されたコ
ンタクトホールの下部上にある第2電荷保存電極用の伝
導物質層を食刻してのち、上記熱的酸化膜と上記コンタ
クトホールの下部に露呈された第2誘電体膜を除く段階
と、 上記露呈された全体表面上に第3電荷保存電極用の伝導
物質層を形成し、相互に接続された上記第2及び第3電
荷保存電極用の伝導物質層をマスクパターン工程によっ
て第2電荷保存電極を形成し、それによって上記第2電
荷電極が側面壁に誘電体膜が形成されたコンタクトホー
ルを介して上記第1電荷保存電極を介して上記ドレーン
領域に電気的に接続されるようになしたのを特徴とす
る。
In order to achieve such an object, another feature of the present invention is to provide a MOSFET in which a gate electrode and a gate electrode line, a source and a drain region are formed on a silicon substrate, and an insulating oxide film is formed thereon. In the method of manufacturing a semiconductor memory device having a two-layer laminated capacitor structure configured to be electrically connected to the drain region of the MOSFET, the step of forming the two-layer laminated capacitor includes: insulating the upper portion of the drain region. Forming an oxide film for the upper part and a first charge storage electrode on the exposed drain region; and forming a first dielectric film on the first charge storage electrode,
Forming a plate electrode on the upper part of the gate electrode line and sequentially etching a part of the plate electrode and the first dielectric film on the gate electrode line by a contact mask pattern process to form a contact hole. Forming a second dielectric film on the plate electrode and the contact and forming a conductive material layer for the second charge storage electrode on the exposed whole surface; and the second charge storage electrode. After forming a nitride film on the conductive material layer for the electrode, only the nitride film on the conductive material layer for the etch-back electrode is removed to remove the remaining nitride film, and the exposed second charge storage electrode is used. Forming a thermal oxide film on the conductive material layer of the above, and using the thermal oxide film as a mask layer to etch the nitride film remaining in the contact hole to expose the contact layer. Etching the conductive material layer for the second charge storage electrode on the bottom of the contact hole, and then removing the thermal oxide film and the second dielectric film exposed on the bottom of the contact hole; and A conductive material layer for the third charge storage electrode is formed on the formed entire surface, and the conductive material layers for the second and third charge storage electrodes are connected to each other by a mask pattern process to form the second charge storage electrode. And the second charge electrode is electrically connected to the drain region through the contact hole having the dielectric film formed on the side wall and the first charge storage electrode. Is characterized by.

このような目的を達成するために、本発明の他の特徴
は、 シリコン基板上にゲート電極およびゲート電極線、ソー
スおよびドレーン領域が形成され、上記ゲート電極およ
びゲート電極線上部には絶縁用酸化膜が形成されたMOSF
ETと、上記MOSFETのどレーン領域に電気的に接続されて
構成した2層積層キャパシタを備えた半導体記憶装置に
おいて、 上記第2層積層キャパシタは、 上記ゲート電極の上部の一部とゲート電極線上部の絶縁
用の酸化膜上に形成された第1プレート電極と、 上記ドレーン領域の上部で第1プレート電極を介して形
成され、側面壁および下部を有するコンタクトホール
と、 上記第1プレート電極の上部および上記コンタクトホー
ルの側面壁に形成された第1誘電体膜と、 上記第1誘電体膜が形成された第1プレート電極と、上
記側面壁に第1誘電体膜が形成されたコンタクトホール
を介して上記ドレーン領域の上部に形成され、それによ
って上記ドレーン領域に電気的に接続されるように形成
された電荷保存電極と、 上記の電荷保存電極の上部に形成された第2誘電体膜
と、上記第2誘電体膜の上部に形成された第2プレート
電極で構成されるのを特徴とする。
In order to achieve such an object, another feature of the present invention is that a gate electrode and a gate electrode line, a source and a drain region are formed on a silicon substrate, and an insulating oxide film is formed on the gate electrode and the gate electrode line. MOSF with a film formed
In a semiconductor memory device comprising an ET and a two-layer multilayer capacitor electrically connected to a lane region of the MOSFET, the second-layer multilayer capacitor includes a portion of an upper portion of the gate electrode and an upper portion of a gate electrode line. A first plate electrode formed on the insulating oxide film, a contact hole having a side wall and a lower part formed above the drain region via the first plate electrode, and an upper part of the first plate electrode. And a first dielectric film formed on a side wall of the contact hole, a first plate electrode having the first dielectric film formed thereon, and a contact hole having a first dielectric film formed on the side wall. A charge storage electrode formed on the drain region via the drain storage region, and electrically connected to the drain storage region through the drain storage region. Wherein the second dielectric film formed, from being constituted by a second plate electrode formed on top of the second dielectric film.

このような目的を達成するために、本発明の他の特徴
は、 シリコン基板上にゲート電極およびゲート電極線ソース
およびドレーン領域が形成され、上記ゲート電極および
ゲート電極線の上部には絶縁用酸化膜が形成されたMOSF
ETと、上記MOSFETのドレーン領域に電気的に接続されて
構成した2層積層キャパシタを備えた半導体記憶装置に
おいて、 上記2層積層キャパシタは、 上記ゲート電極の上部の一部およびゲート電極線の上部
の絶縁用酸化膜とドレーン領域の上部の一部に形成され
た第1電荷保存電極と、 ゲート電極線の上部で後に形成されるコンタクトホール
の下部を除いた上記第1電荷保存電極の上部に形成され
た第1誘電体膜と、 上記ゲート電極の上部およびゲート電極線の上部の一部
の絶縁用酸化膜の上部と上記第1誘電膜の上部に形成さ
れたプレート電極と、 上記ゲート電極の上部で上記プレート電極を介して形成
するが、側面側および下部を有するコンタクトホール
と、 上記プレート電極の上部およびコンタクトホールの側面
壁に形成された第2誘電体膜と、 コンタクトホールの下部に露呈された第1電荷保存電極
の上部および上記の第2誘電体膜の上部に第2電荷保存
電極が形成され、それによって上記第2電荷保存電極の
側面壁に誘電体膜が形成されたコンタクトホールを介し
て上記第1電荷保存電極を介して上記ドレーン領域に電
気的に接続されるように構成したのを特徴とする。
In order to achieve such an object, another feature of the present invention is that a gate electrode and a gate electrode line source and drain regions are formed on a silicon substrate, and an insulating oxide film is formed on the gate electrode and the gate electrode line. MOSF with a film formed
A semiconductor memory device comprising an ET and a two-layer laminated capacitor electrically connected to a drain region of the MOSFET, wherein the two-layer laminated capacitor is a part of an upper portion of the gate electrode and an upper portion of a gate electrode line. And a first charge storage electrode formed on the insulating oxide film and a part of an upper part of the drain region, and on the first charge storage electrode except for a lower part of a contact hole formed later on the gate electrode line. The formed first dielectric film, the upper part of the gate electrode and the upper part of the insulating oxide film of the upper part of the gate electrode line, and the plate electrode formed on the upper part of the first dielectric film, and the gate electrode A contact hole having a side surface side and a lower portion, and a second hole formed on the side wall of the upper portion of the plate electrode and the contact hole. A second charge storage electrode is formed on the dielectric film and on the first charge storage electrode exposed at the bottom of the contact hole and on the second dielectric film, thereby forming a side surface of the second charge storage electrode. It is characterized in that it is electrically connected to the drain region through the first charge storage electrode through a contact hole having a dielectric film formed on the wall.

〔実施例〕〔Example〕

以下、添付の図面参照で詳細に説明すると次の通りであ
る。
Hereinafter, it will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図は従来の方法により形成された電荷保存電極(14
A)が第1および第2プレート電極(8Aおよび16)でサ
ンドウィッチされた2層積層キャパシタ構造を有する半
導体記憶装置を示す断面図である。構造を簡単に説明す
ると、シリコン基板(1)上部の一部に素子分離酸化膜
(2)を形成し、これから離隔された所にゲート酸化膜
(3)およびゲート電極およびゲート電極線(4および
4′)を形成する。更に、イオン注入でゲート電極
(4)の両側面のシリコン基板(6′)領域の上部の一
部を除いた全領域に絶縁用酸化膜(7)を成形してMOSF
ET(25)を構成する。更に、上記MOSFET(25)のドレー
ン領域(6′)に電気的に接続される2層積層キャパシ
タ(30)を形成する。上記2層積層キャパシタ(30)は
上記絶縁用酸化膜(7)の上部に第1プレート電極(8
A)、キャパシタ誘電体膜(9)、電荷保存電極(14
A)、誘電体膜(15)および第2プレート電極(16)が
夫々順次的積層させて形成されている。上記プレート電
極(8A)の一定部分には側面壁に酸化膜スペーサ(17)
が形成されたコンタクトホール(31)を形成して上部の
電荷保存電極(14A)を上記コンタクトホール(31)を
介してMOSFT(25)のドレーン領域(6′)に接続させ
た状態を示している。
FIG. 1 shows a charge storage electrode (14) formed by a conventional method.
FIG. 4A is a cross-sectional view showing a semiconductor memory device having a two-layer laminated capacitor structure in which A) is sandwiched by first and second plate electrodes (8A and 16). The structure will be briefly described. An element isolation oxide film (2) is formed on a part of an upper portion of a silicon substrate (1), and a gate oxide film (3), a gate electrode, and a gate electrode line (4 and 4 ') are formed. Further, by ion implantation, an insulating oxide film (7) is formed on all sides of the gate electrode (4) except a part of the upper part of the silicon substrate (6 ') region, and MOSF is formed.
Make up ET (25). Further, a two-layer laminated capacitor (30) electrically connected to the drain region (6 ') of the MOSFET (25) is formed. The two-layer laminated capacitor (30) has a first plate electrode (8) on the insulating oxide film (7).
A), capacitor dielectric film (9), charge storage electrode (14
A), the dielectric film (15) and the second plate electrode (16) are sequentially laminated. Oxide film spacer (17) on the side wall at a certain part of the plate electrode (8A)
A contact hole (31) in which is formed and the charge storage electrode (14A) on the upper side is connected to the drain region (6 ') of the MOSFT (25) through the contact hole (31). There is.

しかし、上記のような従来構造は冒頭で言及したような
欠点を伴う。したがって、本発明は上記コンタクトホー
ル壁面の周りに誘電体膜を形成させてキャパシタの有効
面積を増大させた2層積層キャパシタ構造を有する半導
体記憶装置の形成方法を供するが、其の1実施例とし
て、第2A図ないし第2Gを参考に説明なすことにする。
However, the conventional structure as described above has the drawbacks mentioned at the beginning. Therefore, the present invention provides a method for forming a semiconductor memory device having a two-layer laminated capacitor structure in which a dielectric film is formed around the wall surface of the contact hole to increase the effective area of the capacitor. 2A to 2G will be described as a reference.

第2A図はシリコン基板(1)上の一部に、素子分離酸化
膜(2)を形成し、それに所定距離で離隔された所にゲ
ート酸化膜(3)および、ゲート電極およびゲート電極
線(4および4′)を形成して、上記ゲート電極(4)
の両側面のシリコン基板(1)内にイオン注入法による
ソースおよびドレーン領域(6および6′)を形成して
後、ゲート電極およびゲート電極線(4および4′)の
両側面に酸化膜スペーサ(5)を形成した状態の断面図
である。
In FIG. 2A, an element isolation oxide film (2) is formed on a part of a silicon substrate (1), and a gate oxide film (3), a gate electrode and a gate electrode line ( 4 and 4 ') to form the gate electrode (4)
After forming source and drain regions (6 and 6 ') in the silicon substrate (1) on both sides of the gate electrode by ion implantation, oxide film spacers are formed on both sides of the gate electrode and gate electrode lines (4 and 4'). It is a sectional view of the state where (5) was formed.

第2B図は上記ゲート電極(4)と後に沈着または形成さ
れる第1プレート電極(8A)を絶縁させるため露呈され
た全領域に絶縁用酸化膜(7)を一定厚さで沈着してMO
SFET(25)を構成した状態の断面図である。
FIG. 2B shows that the insulating oxide film (7) is deposited to a constant thickness on the entire exposed area to insulate the gate electrode (4) from the first plate electrode (8A) which is to be deposited or formed later.
It is a sectional view of the state where SFET (25) was constituted.

第2C図は上記絶縁用酸化膜(7)の上部にプレート電極
用の伝導物質層(8)を沈着してパターン工程でゲート
電極(4)上部の一部からドレーン領域(6′)の上部
を介してゲート電極線(4′)上部までの絶縁用酸化膜
(7)の上部に第1プレート電極(8A)の上部に第1誘
電体膜(9)を形成して、全体的に第1電荷保存電極用
の伝導物質層(10)を順次的に沈着する。更に、上記第
1電荷保存電極用の伝導物質層(10)とドレーン領域
(6′)を相互連結させるため上記第1電荷保存電極用
の伝導物質層(10)の上部に感光膜(11)を塗布して
後、ドレーン領域(6′)の上部の感光膜(11)を一定
部分除いてコンタクトマスク(32)を形成した状態を示
している。
In FIG. 2C, a conductive material layer (8) for a plate electrode is deposited on the insulating oxide film (7), and a part of the gate electrode (4) is formed on the drain region (6 ') in a patterning process. Forming a first dielectric film (9) on the first plate electrode (8A) on the insulating oxide film (7) up to the gate electrode line (4 ') via A conductive material layer (10) for one charge storage electrode is sequentially deposited. Further, a photosensitive layer (11) is formed on the conductive material layer (10) for the first charge storage electrode to interconnect the conductive material layer (10) for the first charge storage electrode and the drain region (6 '). After coating, the contact mask (32) is formed by removing a certain portion of the photosensitive film (11) above the drain region (6 ').

第2D図は上記感光膜(11)を除かれた部分の上記第1電
荷保存電極用の伝導物質層(10)、第1誘電体膜
(9)、第1プレート電極(8A)および酸化膜(7)を
順次に食刻してコンタクトホール(31)を形成し、上記
感光膜(11)を完全に除去して後、上記第1電荷保存電
極用の伝導物質層(10)およびコンタクトホール(31)
に第2誘電体膜(12)をスペーサ用の伝導物質層(1
3′)を夫々順次的に沈着した状態の断面図である。こ
こで、上記スペーサ用伝導物質層(13′)はコンタクト
部分の第1プレート電極(8A)のコンタクトホール(3
1)の壁面(31A)に形成された第2誘電体膜(12)を保
護するため沈着したものである。
FIG. 2D shows the conductive material layer (10) for the first charge storage electrode, the first dielectric film (9), the first plate electrode (8A) and the oxide film in the portion where the photosensitive film (11) is removed. (7) are sequentially etched to form a contact hole (31), the photosensitive film (11) is completely removed, and then the conductive material layer (10) for the first charge storage electrode and the contact hole are formed. (31)
The second dielectric film (12) on the conductive material layer (1) for the spacer.
FIG. 3 is a sectional view showing a state in which 3 ′) are sequentially deposited. Here, the conductive material layer for spacers (13 ') is formed in the contact hole (3) of the first plate electrode (8A) in the contact portion.
It is deposited to protect the second dielectric film (12) formed on the wall surface (31A) of 1).

第2E図は上記スペーサ用の伝導物質層(13′)を非等方
性に食刻してコンタクトホール(31)の壁面の周りに伝
導物質スペーサ(13)を形成して後、第1電荷保存電極
用伝導物質層(10)の上部およびドレーン領域(6′)
上部の露呈された第2誘電体膜(12)を食刻した状態の
断面図である。
FIG. 2E shows that the conductive material layer (13 ') for the spacer is anisotropically etched to form the conductive material spacer (13) around the wall surface of the contact hole (31), and then the first charge is formed. Upper part of conductive material layer (10) for storage electrode and drain region (6 ')
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state where the exposed second dielectric film (12) is etched.

第2F図は上記第1電荷保存電極用の伝導物質層(10)と
ドレーン領域(6′)を連結させるため、露呈された電
荷保存電極用の伝導物質層(10)およびコンタクトホー
ル(31)の下部(31B)に更に第2電荷保存電極用の伝
導物質層(14)を沈着した状態の断面図である。
FIG. 2F shows the exposed conductive material layer (10) for the charge storage electrode and the contact hole (31) for connecting the conductive material layer (10) for the first charge storage electrode and the drain region (6 ′). FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state in which a conductive material layer (14) for the second charge storage electrode is further deposited on the lower portion (31B) of FIG.

第2G図は上記第1および第2電荷保存電極(14A)の上
部に第3誘電体膜(15)を形成して後、上記第3誘電体
膜(15)の上部に第2プレーン電極(16)を形成して2
層積層キャパシタ(40)を形成した状態の断面図であ
る。
FIG. 2G shows that after the third dielectric film (15) is formed on the first and second charge storage electrodes (14A), the second plane electrode () is formed on the third dielectric film (15). 16) to form 2
FIG. 3 is a cross-sectional view of a state in which a layer laminated capacitor (40) is formed.

上記の本発明の1実施例はコンタクトホール(31)の側
壁(31A)に誘電体膜(12)を形成し、上記誘電体膜(1
2)を保護するためコンタクトホール(31)の側壁(31
A)に伝導体物質スペーサ(13)を形成して後、上記の
構造上部に電荷保存電極(14A)を形成してコンタクト
ホール(31)を介して2層積層キャパシタ(40)の電荷
保存電極(14A)をMOSFET(25)のドレーン領域
(6′)に接続する工程方法である。
In the above-described embodiment of the present invention, the dielectric film (12) is formed on the side wall (31A) of the contact hole (31), and the dielectric film (1) is formed.
2) To protect the contact hole (31) side wall (31)
After forming the conductive material spacer (13) on the structure (A), the charge storage electrode (14A) is formed on the above structure and the charge storage electrode of the two-layer laminated capacitor (40) through the contact hole (31). This is a method of connecting (14A) to the drain region (6 ') of the MOSFET (25).

下記3A図から第3G図までは本発明の他の実施例によって
コンタクトホールの壁面の周りに誘電体膜を形成する方
法であって、結果的に第2G図に示された構造とは略同一
であるが夫々の製造方法は異なる。
FIGS. 3A to 3G below show a method of forming a dielectric film around the wall surface of a contact hole according to another embodiment of the present invention, and as a result, the structure is substantially the same as that shown in FIG. 2G. However, each manufacturing method is different.

第3A図は上記第2B図のMOSFET(25)製造工程後に第1プ
レート用の伝導物質(8)を露呈された全領域にわたっ
て一定の厚さで沈着した状態の断面図である。
FIG. 3A is a sectional view showing a state in which the conductive material (8) for the first plate is deposited with a constant thickness over the entire exposed area after the manufacturing process of the MOSFET (25) of FIG. 2B.

第3B図はパターン工程により上記ゲート電極(4)上部
の一部で、ドレーン領域(6′)上部を介してゲート電
極線(4′)上部の絶縁用酸化膜上に第1プレート電極
(8A)を形成し、後に形成される電荷保存電極(14A)
をドレーン領域(6′)に連結させるため、ドレーン領
域(6′)上部の一定部分の第1プレート電極(8A)と
絶縁用酸化膜(7)を除いてコンタクトホール(31)を
形成して露呈された第1プレート電極(8A)およドレー
ン領域(6′)上部に第1誘電体膜(9)を形成した状
態の断面図である。
FIG. 3B is a part of the upper part of the gate electrode (4) by the patterning process, and the first plate electrode (8A) is formed on the insulating oxide film above the gate electrode line (4 ') through the upper part of the drain region (6'). ) Is formed, and the charge storage electrode (14A) is formed later.
In order to connect the drain region (6 ') to the drain region (6'), a contact hole (31) is formed except for a portion of the first plate electrode (8A) and the insulating oxide film (7) above the drain region (6 '). FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which a first dielectric film (9) is formed on the exposed first plate electrode (8A) and drain region (6 ′).

第3C図は上記誘電体膜(9)の上部および絶縁用酸化膜
(7)の上部の一部に第1電荷保存電極用の伝導物質層
(10)を沈着して、その上に窒化膜(18)を沈着する。
更に窒化膜(18)をコンタクトホール(31)内部にだけ
残すため感光膜(19)(またはPolyimide、またはSOG)
を塗布した状態を示している。
FIG. 3C shows that the conductive material layer (10) for the first charge storage electrode is deposited on the dielectric film (9) and a part of the insulating oxide film (7), and the nitride film is formed on the conductive material layer (10). Deposit (18).
Furthermore, since the nitride film (18) is left only inside the contact hole (31), the photosensitive film (19) (or Polyimide or SOG) is used.
It shows a state in which is applied.

第3D図は感光膜(19)(またはPolyimideまたはSOG)と
窒化膜(18)の食刻選択比を同一になるようにしてエッ
チバック工程を施して、コンタクトホール(31)内の第
1電荷保存電極用の伝導物質層(10)の上部にだけ窒化
膜(18)を残留させて後、上記工程によって露呈された
第1電荷保存電極用伝導物質層(10)の上部に成長させ
た状態の断面図である。
FIG. 3D shows the first charge in the contact hole (31) after the etching back process is performed so that the etching selectivity of the photosensitive film (19) (or Polyimide or SOG) and the nitride film (18) are the same. A state in which the nitride film (18) is left only on the conductive material layer (10) for the storage electrode and then grown on the conductive material layer (10) for the first charge storage electrode exposed in the above process. FIG.

第3E図は上記形成された熱的酸化膜(20)をマスクに使
用してコンタクトホール(31)の下部(31B)の窒化膜
(18)だけを食刻した後、上記工程で露呈されたコンタ
クトホール(10)を食刻した後、上記第1電荷保存電極
用の伝導物質層(10)およびドレーン領域(6′)を食
刻停止点にして上記熱的酸化膜(20)とコンタクトホー
ル(31)の下部(31B)の露呈された第1誘電体膜
(9)を食刻した状態の断面図である。
FIG. 3E was exposed in the above process after etching only the nitride film (18) under the contact hole (31) (31B) using the thermal oxide film (20) formed above as a mask. After the contact hole (10) is etched, the thermal oxide film (20) and the contact hole are formed by using the conductive material layer (10) for the first charge storage electrode and the drain region (6 ') as an etching stop point. It is a sectional view of the state where the exposed 1st dielectric film (9) of the lower part (31B) of (31) was etched.

第3F図は上記第1電荷保存電極用の伝導物質層(10)お
よびドレーン領域(6′)上部に第2電荷保存電極用の
伝導物質層(14)を沈着して後、マスクパターン工程に
より電荷保存電極(14A)を形成した状態の断面図であ
る。
FIG. 3F shows a mask pattern process after depositing a conductive material layer (10) for the first charge storage electrode and a conductive material layer (14) for the second charge storage electrode on the drain region (6 '). FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which a charge storage electrode (14A) is formed.

第3G図は上記電荷保存電極(14A)上部に第2誘電体膜
(15)を形成して上記第1誘電体膜(9)と接触して
後、上記夫々の第1および第2誘電体膜(9および15)
上部に第2プレート電極(16)を形成した2層積層キャ
パシタ(40)を形成した状態の断面図である。
FIG. 3G shows that after forming a second dielectric film (15) on the charge storage electrode (14A) and contacting it with the first dielectric film (9), the first and second dielectric films of the respective first and second dielectric films are formed. Membrane (9 and 15)
FIG. 6 is a cross-sectional view of a state in which a two-layer laminated capacitor (40) having a second plate electrode (16) formed thereon is formed.

上記の本発明の実施例はコンタクトホール(31)側壁
(31A)周りに誘電体膜(9)を形成するため、第3D図
および第3E図に説明された通り感光膜(19)および窒化
膜(18)を食刻選択比が同一なるようにした後にコンタ
クトホール(31)の下部(31B)にだけ窒化膜(18)を
残留させるエッチバック工程を応用してコンタクトホー
ル(31)の壁面(31A)に誘電体膜(9)を形成する工
程方法である。
In the above embodiment of the present invention, since the dielectric film (9) is formed around the side wall (31A) of the contact hole (31), the photosensitive film (19) and the nitride film are formed as described in FIGS. 3D and 3E. By applying an etch back process in which the nitride film (18) is left only in the lower portion (31B) of the contact hole (31) after making the etching selection ratio of (18) the same, the wall surface of the contact hole (31) ( 31A) is a process method of forming a dielectric film (9).

第4図は従来の方法により製造されたセルプレート電極
(60)が第1および第2電荷保存電極(58および66A)
により2層積層キャパシタ構造(80)を有する半導体記
憶装置の1実施例の断面図である。構造を簡単に説明す
るとシリコン基板(51)上部の一部に素子分離酸化膜
(52)を形成し、ゲート酸化膜(53)、これから離隔さ
れた所にゲート電極およびゲート電極線(54および5
4′)を形成する。更に、イオン注入でゲート電極(5
4)両側面シリコン基板(51)内にソースおよびドレー
ン領域(56および56′)を形成し、ドレーン(56′)領
域の上部の一部を除いた全領域に絶縁用酸化膜(57)を
形成してMOSFEF(75)を形成し、上記MOSFET(75)のド
レーン領域(56′)に電気的に接続される2層積層キャ
パシタ(80)を形成する。上記2層積層キャパシタ(8
0)はドレーン領域(56′)に接続された第1電荷保存
電極(58)、第1誘電体膜(59)、プレート電極(6
0)、第2誘電体膜(61)および第2電荷保存電極(66
A)を含むが、上記プレート電極(60)の一定部分には
側面壁に酸化膜スペーサ(67)が形成されたコンタクト
ホール(71)を形成し、上記第2電荷保存電極(66A)
はコンタクトホール(71)を介して第1電荷保存電極
(58)に接続される。上記の構造は第1および第2電荷
保存電極(58、66A)を相互接続するために形成するコ
ンタクトホール壁面に酸化膜スペーサ(67)が形成さ
れ、これによりキャパシタ容量が増大されるのを制限す
ることになる。
FIG. 4 shows that the cell plate electrode (60) manufactured by the conventional method has first and second charge storage electrodes (58 and 66A).
FIG. 9 is a cross-sectional view of one example of a semiconductor memory device having a two-layer laminated capacitor structure (80) according to the present invention. The structure will be briefly described. An element isolation oxide film (52) is formed on a part of an upper portion of a silicon substrate (51), a gate oxide film (53), and a gate electrode and a gate electrode line (54 and 5) are provided at a position separated from the gate oxide film (53).
4 ') is formed. In addition, the gate electrode (5
4) Source and drain regions (56 and 56 ') are formed in the silicon substrate (51) on both sides, and an insulating oxide film (57) is formed over the entire drain (56') region except a part thereof. Then, a MOSFEF (75) is formed to form a two-layer laminated capacitor (80) electrically connected to the drain region (56 ') of the MOSFET (75). The above two-layer laminated capacitor (8
0) is a first charge storage electrode (58) connected to the drain region (56 '), a first dielectric film (59), a plate electrode (6)
0), the second dielectric film (61) and the second charge storage electrode (66
A), a contact hole (71) having a side wall with an oxide film spacer (67) is formed at a certain portion of the plate electrode (60), and the second charge storage electrode (66A) is formed.
Is connected to the first charge storage electrode (58) through the contact hole (71). In the above structure, the oxide film spacer (67) is formed on the wall surface of the contact hole formed to interconnect the first and second charge storage electrodes (58, 66A), thereby limiting the increase of the capacitance of the capacitor. Will be done.

したがって、本発明の他の実施例は上記第4図のコンタ
クトホール(71)の壁面に形成する酸化膜スペーサ(6
7)のかわりに誘電体膜(64)を形成させることで窮極
的にはキャパシタ容量を増大させるようにするもので、
第5A図ないし第5G図を参考にしてこれを詳細に説明なす
ことにする。
Therefore, in another embodiment of the present invention, the oxide film spacer (6) formed on the wall surface of the contact hole (71) in FIG.
By forming a dielectric film (64) instead of 7), the capacity of the capacitor is ultimately increased.
This will be described in detail with reference to FIGS. 5A to 5G.

第5A図はシリコン基板(51)上部の一部に素子分離酸化
膜(52)を形成して、それに所定距離で離隔された所に
ゲート酸化膜(53)およびゲート電極(54)両側面のシ
リコン基板(51)内にソースおよびドレーン領域(56お
よび56′)を形成して後、ゲート電極およびゲート電極
線(54および54′)の両側面に酸化膜スペーサ(55)を
形成した状態の断面図である。
In FIG. 5A, an element isolation oxide film (52) is formed on a part of the upper part of a silicon substrate (51), and the gate oxide film (53) and the gate electrode (54) both side surfaces are separated by a predetermined distance. After forming the source and drain regions (56 and 56 ') in the silicon substrate (51), the oxide film spacers (55) are formed on both sides of the gate electrode and the gate electrode lines (54 and 54'). FIG.

第5B図はゲート電極およびゲート電極線(54および5
4′)と後に形成される電荷保存電極(58)との間を絶
縁をするため一定厚さの絶縁用酸化膜(57)を形成して
MOSFET(75)を形成する。更にドレーン領域(56′)上
部の上記絶縁用酸化膜(57)の一定部分のパターン工程
で除いた後、上記電荷保存電極(58)と露呈されたドレ
ーン領域(56′)とを電気的に接続して、上記第1電荷
保存電極(58)上部には第1誘電体膜(59)を形成した
状態の断面図である。
Figure 5B shows gate electrodes and gate electrode lines (54 and 5
An insulating oxide film (57) having a constant thickness is formed to insulate the charge storage electrode (58) formed later from 4 ').
Form a MOSFET (75). Further, after removing a part of the insulating oxide film (57) above the drain region (56 ') by a patterning process, the charge storage electrode (58) and the exposed drain region (56') are electrically connected. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which a first dielectric film (59) is formed on the first charge storage electrode (58) by connecting.

第5C図は上記第1誘電体膜(59)の上部にプレート電極
(60)を形成し、その上部に第2誘電体膜(61)を形成
した後第2電荷保存電極用の伝導物質層(62′)を第1
電荷保存電極(58)に連結させるため上記第2電荷保存
電極用伝導物質層(62′)上部に感光膜(63)を塗布し
た後、ゲート電極線(54′)上部の第1電荷保存電極
(58)上側部分にある上記感光膜(63)を除いてコンタ
クトマスク(72)を形成した状態の断面図である。
FIG. 5C shows that the plate electrode (60) is formed on the first dielectric film (59) and the second dielectric film (61) is formed on the plate electrode (60), and then the conductive material layer for the second charge storage electrode is formed. (62 ') first
The photosensitive material (63) is coated on the second charge storage electrode conductive material layer (62 ') to connect to the charge storage electrode (58), and then the first charge storage electrode on the gate electrode line (54'). (58) A sectional view of the state in which the contact mask (72) has been formed except for the photosensitive film (63) on the upper side.

第5D図は上記感光膜(63)が除かれた部分の上記電荷保
存電極用の伝導物質層(62′)、第2誘電体膜(61)、
プレート電極(60)、更に、第1誘電体膜(59)を順次
に食刻してコンタクトホール(71)を形成し、上記の感
光膜(63)を完全に除き、更に、コンタクトホール(7
1)側壁に誘電体膜を形成させるため上記の第2電荷保
存電極用の伝導物質層(62′)およびコンタクトホール
(71)に第3誘電体膜(64)を形成し、上記第3誘電体
膜(64)上部および側面にスペーサ用伝導物質(65′)
を沈着した状態の断面図である。
FIG. 5D shows the conductive material layer (62 ′) for the charge storage electrode, the second dielectric film (61), in a portion where the photosensitive film (63) is removed.
The plate electrode (60) and the first dielectric film (59) are sequentially etched to form a contact hole (71), the photosensitive film (63) is completely removed, and the contact hole (7) is formed.
1) A third dielectric film (64) is formed on the conductive material layer (62 ') for the second charge storage electrode and the contact hole (71) to form a dielectric film on the side wall, and the third dielectric film is formed. Spacer conductive material (65 ') on top and side of body membrane (64)
It is sectional drawing of the state which deposited.

第5E図においては上記スペーサ用伝導物質(65′)を非
等方性食刻によりコンタクトホール(71)の壁面(71
A)に伝導物質スペーサ(65)を形成し、これにより、
コンタクトホール(71)の壁面に形成された上記第3誘
導体膜(64)が保護されるようにする。更に、上記工程
によって露出された上記の第2電荷保存電極用の伝導物
質層(62′)上部の第3誘電体膜(64)とコンタクトホ
ール(71)の下部(71B)の第3誘電体膜(64)を除
く。
In FIG. 5E, the spacer conductive material (65 ') is anisotropically etched to form the wall (71) of the contact hole (71).
Forming a conductive material spacer (65) on A),
The third dielectric film (64) formed on the wall surface of the contact hole (71) is protected. Further, the third dielectric film (64) above the conductive material layer (62 ') for the second charge storage electrode and the third dielectric below the contact hole (71) (71B) exposed by the above process. Excludes the membrane (64).

第5F図においては上記の第2電荷保存電極用の伝導物質
層(62′)と第1電荷保存電極(58)を連結するため、
露出された全領域の上部に第3電荷保存電極用の伝導物
質層(66)を沈着する。
In FIG. 5F, in order to connect the conductive material layer (62 ') for the second charge storage electrode and the first charge storage electrode (58),
A conductive material layer 66 for the third charge storage electrode is deposited on the entire exposed area.

第5G図は上記の第2および第3電荷保存電極用の伝導物
質層(62′および66)をマスクパターン工程によって第
2電荷保存電極(66A)を形成して2層積層キャパシタ
(80)を形成した状態の断面図である。以上で分かるよ
うに、上記第1および第2電荷保存電極(58および66
A)はプレート電極(60)を中心にサンドウイッチした
構造であるが、上記コンタクトホホール(71)を介して
相互接続されながらコンタクトホール(71)の側面(71
A)には誘電体膜(64)が形成されるのを知り得る。
FIG. 5G illustrates a two-layer laminated capacitor (80) formed by forming a second charge storage electrode (66A) by a mask pattern process on the conductive material layers (62 ′ and 66) for the second and third charge storage electrodes. It is sectional drawing of the state formed. As can be seen from the above, the first and second charge storage electrodes (58 and 66)
A) has a structure in which the plate electrode (60) is sandwiched around, but the side surface (71) of the contact hole (71) is interconnected through the contact hole (71).
It can be seen that a dielectric film (64) is formed in A).

一方、第6A図ないし第6G図までは本発明の更に他の実施
例であり、第6A図迄の工程は上述の第5A図と第5B図の工
程と同一であるので、其の後の工程に対して記述する。
On the other hand, FIGS. 6A to 6G are still another embodiment of the present invention, and the steps up to FIG. 6A are the same as the steps of FIGS. 5A and 5B described above. Describe the process.

第6A図は上記の第5B図の次工程で第1誘電体膜(59)上
部にプレート電極用の伝導物質層(60′)を沈着した状
態の断面図である。
FIG. 6A is a sectional view showing a state in which a conductive material layer (60 ') for a plate electrode is deposited on the first dielectric film (59) in the next step of FIG. 5B.

第6B図においては上記プレート電極用伝導物質層(6
0′)を用いてマスクパターン工程でプレート電極(6
0)を形成し、次工程で形成される第2電荷保存電極(6
2)を第1電荷保存電極(58)に連結させるためゲート
電極線(54′)上部のプレート電極(60)および第1誘
電体膜(59)の一定部分を順次的に食刻してコンタクト
ホール(71)を形成し、上記プレート電極(60)および
コンタクトホール(71)に第2誘電体膜(61)を形成し
た状態の断面図である。
In FIG. 6B, the conductive material layer (6
Plate electrode (6
0) is formed, and the second charge storage electrode (6) formed in the next step is formed.
In order to connect 2) to the first charge storage electrode (58), the plate electrode (60) above the gate electrode line (54 ') and a certain portion of the first dielectric film (59) are sequentially etched and contacted. FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state in which a hole (71) is formed and a second dielectric film (61) is formed in the plate electrode (60) and the contact hole (71).

第6C図は上記の第2誘電体膜(61)上部に第2電荷保存
電極用の伝導物質層(62′)、窒化膜(68)およびエッ
チバック(Etch Back)工程を施すための感光膜(69)
(またはPolyimide、またはSOG)を順次的に形成した状
態の断面図である。
FIG. 6C shows a conductive film (62 ') for the second charge storage electrode, a nitride film (68), and a photosensitive film for performing an etch back process on the second dielectric film (61). (69)
(Or Polyimide, or SOG) is a cross-sectional view of a state of being sequentially formed.

第6D図においては上記の感光膜(69)(またはPolyimid
e、またはSOG)と窒化膜(68)の食刻選択比を等しくな
したエッチバック工程を施すことによって、コンタクト
ホール(71)内の第2電荷保存電極用の伝導物質層(6
2′)上部にだけ窒化膜(68)を残し、他の部分の窒化
膜(68)は除く。
In FIG. 6D, the above-mentioned photosensitive film (69) (or Polyimid
e, or SOG) and the nitride film (68) are subjected to an etch back step with an equal etching selection ratio to form a conductive material layer (6) for the second charge storage electrode in the contact hole (71).
2 ') The nitride film (68) is left only on the upper part and the other portions of the nitride film (68) are removed.

その後に、上記工程により露呈された上記第2電荷保存
電極用の伝導物質層(62′)上部に熱的酸化膜(70)を
成長させる。ここで、熱的酸化膜(70)を成長させる際
にコンタクトホール(71)下部の窒化膜(68)は障壁層
に使用されてコンタクトホールの下部には酸化膜が成長
しないことになる。
After that, a thermal oxide film (70) is grown on the conductive material layer (62 ') for the second charge storage electrode, which is exposed in the above process. Here, when the thermal oxide film (70) is grown, the nitride film (68) under the contact hole (71) is used as a barrier layer so that the oxide film does not grow under the contact hole.

第6E図は第6D図のコンタクトホール(71)の幅に沿って
窒化膜(68)、第2電荷保存電極用の伝導物質層(6
2′)を順次的に除いて後上記熱的酸化膜(70)全体お
よびコンタクトホール(71)下部の第2誘電体膜(61)
の一部を除いた状態の断面図である。ここで熱的酸化膜
(70)は上記の窒化膜(68)、第2電荷保存電極用の伝
導物質層(62′)を食刻する際食刻障壁層に使用され、
上記熱的酸化膜(70)および第2誘電体膜(61)を蝕刻
する際、第2電荷保存電極用の伝導物質層(62′)およ
び第1電荷保存電極(58)が夫々食刻停止領域に使用さ
れる。
6E shows a nitride film 68 along the width of the contact hole 71 in FIG. 6D and a conductive material layer 6 for the second charge storage electrode.
2 ′) are sequentially removed, and then the entire thermal oxide film (70) and the second dielectric film (61) under the contact hole (71) are removed.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which a part of FIG. Here, the thermal oxide film (70) is used as an etching barrier layer when etching the nitride film (68) and the conductive material layer (62 ') for the second charge storage electrode.
When the thermal oxide film (70) and the second dielectric film (61) are etched, the conductive material layer (62 ') for the second charge storage electrode and the first charge storage electrode (58) are stopped. Used for area.

第6F図は上記の第1電荷保存電極(58)に接続させるた
めに露呈された第2電荷保存電極用の伝導物質層(6
2′)およびコンタクトホール(71)内部に第3電荷保
存電極用の伝導物質層(66)を沈着した状態の断面図で
ある。
FIG. 6F shows the conductive material layer (6) for the second charge storage electrode exposed for connecting to the first charge storage electrode (58).
2 ') and a contact hole (71) inside a conductive material layer (66) for the third charge storage electrode is a cross-sectional view of a state.

第6G図は上記の第2および第3電荷保存電極用の伝導物
質層(62′および66)をマスクパターン工程で第2電荷
保存電極(66A)とし、それを第1電荷保存電極(58)
に接続した状態であって、2層積層キャパシタ(80)を
完成した状態の断面図である。
FIG. 6G shows that the conductive material layers (62 ′ and 66) for the second and third charge storage electrodes are used as the second charge storage electrode (66A) in the mask pattern process, and are used as the first charge storage electrode (58).
FIG. 6 is a cross-sectional view of a state in which the two-layer laminated capacitor (80) is completed after being connected to the.

ここで、注視すべきことは本発明の第3実施例および第
4実施例において完成された2層積層キャパシタの構造
は同一であるが第1およ第2電荷保存電極(58および66
A)をプレート電極(60)を介して相互接続する時コン
タクトホールの側壁にも誘電体膜を形成するための方法
にその差異点がある。
Here, it should be noted that although the structures of the two-layer laminated capacitors completed in the third and fourth embodiments of the present invention are the same, the first and second charge storage electrodes (58 and 66).
There is a difference in the method for forming the dielectric film also on the side wall of the contact hole when A) is interconnected via the plate electrode (60).

また、本願明細書では説明が省略されているが上記の第
5G図および第6G図の工程以後に相互に全体的に絶縁層を
形成して後、ソース領域(6)にビット線を接続させて
保護層を形成すると、DRAM(Dynamic Random Access Me
mory)構造の半導体記憶装置を形成できるようになる。
Further, although the description is omitted in the present specification,
After forming insulating layers on each other after the process of FIGS. 5G and 6G, a bit line is connected to the source region (6) to form a protective layer, and a DRAM (Dynamic Random Access Mem) is formed.
It becomes possible to form a semiconductor memory device having a mory structure.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

上記の本発明の種々な実施例で分かるように2層積層キ
ャパシタ構造を形成する際、所定の電極を中間に置いて
上、下部にある夫々の電極を相互接続するため形成する
コンタクトホール側壁の周りにもスペーサのかわりに薄
い誘電体膜を形成することで、同一な面積のセル構造で
キャパシタ容量を増加させ得る顕著な効果ガある。
As can be seen from the various embodiments of the present invention described above, when forming a two-layer laminated capacitor structure, a predetermined number of electrodes are placed in the middle and the upper and lower electrodes are interconnected to form sidewalls of contact holes. Forming a thin dielectric film instead of a spacer also has a remarkable effect of increasing the capacitance of a capacitor in a cell structure having the same area.

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

第1図は従来方法により製造された2層積層キャパシタ
構造を有する半導体記憶装置の断面図の1実施例図。 第2A図ないし第2G図は本発明により2層積層キャパシタ
構造を有する半導体記憶装置の製造過程を示す断面図。 第3A図ないし第3G図は本発明の1実施例により2層積層
キャパシタ構造を有する半導体記憶装置の製造過程を示
す断面図。 第4図は従来方法により製造された2層積層キャパシタ
構造を有する半導体記憶装置の1実施例図。 第5A図ないし第5G図は本発明の他の実施例により2層キ
ャパシタ構造を有する半導体記憶装置の製造過程を示す
断面図。 第6A図ないし第6G図は本発明の更に他の実施例により2
層積層キャパシタを有する半導体記憶装置の製造過程を
示す断面図である。 1、51:シリコン基板、2、52:素子分離酸化膜 3、53:ゲート酸化膜 4、4′:ゲート電極およびゲート電極線 5、55:酸化膜スペーサ 6、6′:ソースおよびドレーン領域 7、20、57、70:酸化膜 8A、16:第1および第2プレート電極 9、12、15:第1、2および3誘電体膜 14A:電荷保存電極、13、65:伝導物質スペーサ 11、19、63、69:感光膜、18、68:窒化膜 54、54′:ゲート電極およびゲート電極線 56、56′:ソースおよびドレーン領域 58:第1次電荷保存電極 62、66A:第2次電荷保存電極 59、61、64:第1、2および3誘電体膜 60:プレート電極
FIG. 1 is an embodiment of a sectional view of a semiconductor memory device having a two-layer laminated capacitor structure manufactured by a conventional method. 2A to 2G are sectional views showing a process of manufacturing a semiconductor memory device having a two-layer laminated capacitor structure according to the present invention. 3A to 3G are cross-sectional views showing a process of manufacturing a semiconductor memory device having a two-layer laminated capacitor structure according to one embodiment of the present invention. FIG. 4 is an embodiment diagram of a semiconductor memory device having a two-layer laminated capacitor structure manufactured by a conventional method. 5A to 5G are sectional views showing a process of manufacturing a semiconductor memory device having a two-layer capacitor structure according to another embodiment of the present invention. FIGS. 6A to 6G show a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor memory device having the layer-multilayer capacitor. 1, 51: Silicon substrate, 2, 52: Element isolation oxide film 3, 53: Gate oxide film 4, 4 ′: Gate electrode and gate electrode line 5, 55: Oxide film spacer 6, 6 ′: Source and drain region 7 , 20, 57, 70: oxide films 8A, 16: first and second plate electrodes 9, 12, 15: first, second and third dielectric films 14A: charge storage electrode, 13, 65: conductive material spacer 11, 19, 63, 69: Photosensitive film, 18, 68: Nitride film 54, 54 ': Gate electrode and gate electrode line 56, 56': Source and drain region 58: Primary charge storage electrode 62, 66A: Secondary Charge storage electrode 59, 61, 64: first, second and third dielectric film 60: plate electrode

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 27/04 Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI technical display location H01L 27/04

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】シリコン基板上にゲート電極およびゲート
電極線、ソースおよびドレイン領域が形成され、これら
の上部に絶縁用酸化膜が形成されたMOSFETと前記MOSFET
のドレイン領域に電気的に接続されるように構成した2
層の積層キャパシタ構造でなる半導体記憶装置の製造方
法において、 前記2層の積層キャパシタを形成する工程は、 前記ゲート電極の上部の一部でドレイン領域上部を介し
てゲート電極線上部の絶縁用酸化膜上に第1プレート電
極を形成する段階と、 前記第1プレート電極の上部の一部に第1誘電体膜を形
成した後、全体の表面上に第1電荷保存電極用の伝導物
質層を形成し、前記ドレイン領域の上部に形成された第
1電荷保存電極用の伝導物質層、第1誘電体膜、第1プ
レート電極および絶縁用酸化膜の一部にコンタクトホー
ルを形成する段階と、 前記全体の表面上に第2誘電体膜およびスペーサ用の伝
導物質を形成し、前記スペーサ用の伝導物質を非等方性
エッチングによってコンタクトホール壁面に伝導物質ス
ペーサを形成する段階と、 前記第1電荷保存電極用の伝導物質層、前記伝導物質ス
ペーサの上部およびドレイン領域の上部の露呈された第
2誘電体膜を除いた後、露呈された全体表面上に第2電
荷保存電極用の伝導物質層を形成して、相互に接続され
た前記第1および第2電荷保存電極用の伝導物質層から
マスクパターン工程によって電荷保存電極を形成し、こ
れによって前記電荷保存電極を側面壁に誘電体膜が形成
されたコンタクトホールを介して前記ドレイン領域に電
気的に接続させる段階と、 前記電荷保存電極の上部に第3誘電体膜を形成し、その
上部に第2プレート電極を形成することを特徴とする、
2層積層キャパシタ構造を有する半導体記憶装置の製造
方法。
1. A MOSFET in which a gate electrode and a gate electrode line, a source and a drain region are formed on a silicon substrate, and an insulating oxide film is formed on these regions, and the MOSFET.
2 configured to be electrically connected to the drain region of
In the method of manufacturing a semiconductor memory device having a multilayer capacitor structure of two layers, the step of forming the two-layer multilayer capacitor includes: insulating oxidation of a gate electrode line upper part through a part of an upper part of the gate electrode and a drain region upper part. Forming a first plate electrode on the film, forming a first dielectric film on a portion of the first plate electrode, and then forming a conductive material layer for the first charge storage electrode on the entire surface. And forming a contact hole in a part of the conductive material layer for the first charge storage electrode, the first dielectric film, the first plate electrode and the insulating oxide film, which is formed on the drain region. Forming a conductive material for the second dielectric film and the spacer on the entire surface, and forming a conductive material spacer on the wall surface of the contact hole by anisotropically etching the conductive material for the spacer. And removing the conductive material layer for the first charge storage electrode, the exposed second dielectric film on the conductive material spacer and the drain region, and then depositing the second charge storage layer on the entire exposed surface. A conductive material layer for an electrode is formed, and a charge storage electrode is formed from the conductive material layers for the first and second charge storage electrodes, which are connected to each other, by a mask pattern process. Electrically connecting to the drain region through a contact hole having a dielectric film formed on a wall; forming a third dielectric film on the charge storage electrode; and forming a second plate electrode on the third dielectric film. Characterized by forming,
A method of manufacturing a semiconductor memory device having a two-layer laminated capacitor structure.
【請求項2】前記コンタクトホールを形成する段階は、 前記第1電荷保存電極用の伝導物質層の上部に感光膜を
塗布する段階と、 ドレイン領域の上部に形成される感光膜を一定部分除い
てコンタクトマスクを形成する段階と、 前記感光膜が一定部分除かれたコンタクトマスクに沿っ
て前記第1電荷保存電極用の伝導物質、第1誘電体膜、
第1プレート電極および酸化膜を順次除く段階と、 前記残余の感光膜をすべて除く段階を含むことを特徴と
する、特許請求の範囲第1項に記載の2層積層キャパシ
タ構造を有する半導体記憶装置の製造方法。
2. The step of forming the contact hole includes the steps of applying a photoresist film on the conductive material layer for the first charge storage electrode and removing a portion of the photoresist film formed on the drain region. Forming a contact mask by using a conductive material for the first charge storage electrode, a first dielectric film, and
2. The semiconductor memory device having a two-layer laminated capacitor structure according to claim 1, further comprising a step of sequentially removing the first plate electrode and the oxide film, and a step of removing all of the remaining photoresist film. Manufacturing method.
【請求項3】シリコン基板上にゲート電極およびゲート
電極線、ソースおよびドレイン領域が形成され、これら
上部に絶縁用酸化膜が形成されたMOSFETと、前記MOSFET
のドレイン領域に電気的に接続できるように構成した2
層積層キャパシタ構造でなる半導体記憶装置の製造方法
において、 前記2層積層キャパシタを形成する工程は、 前記ゲート電極の上部でドレイン領域の上部を介してゲ
ート電極線上部の絶縁用酸化膜上に第1プレート電極を
形成する段階と、 前記ゲート領域の上部に形成された第1プレート電極お
よび絶縁用酸化膜の一部をコンタクトマスクパターン処
理によって順次食刻してコンタクトホールを形成する段
階と、 前記第1プレート電極の上部およびコンタクトホール上
部に第1誘電体膜を形成し、前記露呈された全体表面上
に第1電荷保存電極用の伝導物質層を形成する段階と、 前記第1電荷保存電極用の伝導物質層の上部に窒化膜を
形成する段階と、 前記窒化膜を前記コンタクトホール内部の前記第1電荷
保存電極用の伝導物質層の上部にのみ残すよう前記窒化
膜を上方よりエッチバックする段階と、 前記エッチバックにより露呈された前記第1電荷保存電
極用の伝導物質層の上部に熱的酸化膜を成長する段階
と、 前記熱的酸化膜をマスク層に用いて前記コンタクトホー
ル内に残っている窒化膜をエッチングして露呈されたコ
ンタクトホールの下部上にある第1電荷保存電極用の伝
導物質層を食刻した後、前記熱的酸化膜と前記コンタク
トホール下部に露呈された第1誘電体膜を除く段階と、 前記第1電荷保存電極用の伝導物質層およびドレイン領
域の上部に第2電荷保存電極用の伝導物質層を形成し
て、相互に接続された前記第1および第2電荷保存電極
用伝導物質層をマクスパターン工程によって前記第1誘
電体膜の上部の一部にかけて電荷保存電極を形成し、そ
れによって前記電荷保存電極を側面壁に誘電体膜が形成
されたコンタクトホールを介して前記ドレイン領域に電
気的に接続する段階と、 前記電荷保存電極の上部に第2誘電体膜を形成し、その
上部には第2プレート電極を形成することを特徴とす
る、2層積層キャパシタ構造を有する半導体記憶装置の
製造方法。
3. A MOSFET in which a gate electrode, a gate electrode line, a source and a drain region are formed on a silicon substrate, and an insulating oxide film is formed on these regions, and the MOSFET.
2 configured to be electrically connected to the drain region of
In the method of manufacturing a semiconductor memory device having a layer-stacked capacitor structure, the step of forming the two-layer stacked capacitor includes forming a second layer on the insulating oxide film above the gate electrode line through an upper portion of a drain region above the gate electrode. Forming one plate electrode; forming a contact hole by sequentially etching a part of the first plate electrode and the insulating oxide film formed on the gate region by a contact mask pattern process; Forming a first dielectric film on the first plate electrode and a contact hole and forming a conductive material layer for the first charge storage electrode on the exposed whole surface; and the first charge storage electrode. Forming a nitride layer on the conductive material layer for the first charge storage electrode, and forming the nitride layer on the conductive material layer for the first charge storage electrode inside the contact hole. Etching back the nitride film from above so that it is left only in the region; growing a thermal oxide film on the conductive material layer for the first charge storage electrode exposed by the etching back; The oxide film is used as a mask layer to etch the nitride film remaining in the contact hole to etch the conductive material layer for the first charge storage electrode on the lower portion of the exposed contact hole, and Removing the thermal oxide film and the first dielectric film exposed under the contact hole; and a conductive material layer for the first charge storage electrode and a conductive material layer for the second charge storage electrode on the drain region. Forming a charge storage electrode by applying the conductive material layers for the first and second charge storage electrodes, which are connected to each other, to a part of an upper portion of the first dielectric film by a mask patterning process, Therefore, electrically connecting the charge storage electrode to the drain region through a contact hole having a dielectric film formed on a side wall, and forming a second dielectric film on the charge storage electrode. A method of manufacturing a semiconductor memory device having a two-layer laminated capacitor structure, wherein a second plate electrode is formed on an upper portion.
【請求項4】前記第1電荷保存電極用の伝導物質層の上
部に窒化膜を形成する段階と、前記窒化膜を前記コンタ
クトホール内部の前記第1電荷保存電極用の伝導物質層
の上部にのみ残すよう前記窒化膜を上方よりエッチバッ
クする段階は、前記第1電荷保存電極用の伝導物質層の
上部に全体的に窒化膜および感光膜を順次に塗布した
後、前記感光膜と窒化膜の食刻選択比を同一になしてエ
ッチバック工程を施すことを特徴とする、特許請求の範
囲第3項に記載の2層積層キャパシタ構造を有する半導
体記憶装置の製造方法。
4. Forming a nitride film on the conductive material layer for the first charge storage electrode, and forming the nitride film on the conductive material layer for the first charge storage electrode inside the contact hole. The step of etching back the nitride layer from above to leave only the nitride layer and the photoresist layer on the conductive material layer for the first charge storage electrode is sequentially performed, and then the photoresist layer and the nitride layer are sequentially coated. 4. The method of manufacturing a semiconductor memory device having a two-layer laminated capacitor structure according to claim 3, wherein the etch back step is performed with the same etching selection ratio.
【請求項5】シリコン基板上にゲート電極およびゲート
電極線、ソースおよびドレイン領域が形成され、これら
の上部に絶縁用酸化膜が形成されたMOSFETと、前記MOSF
ETのドレイン領域に電気的に接続されるように構成した
2層積層キャパシタ構造でなる半導体記憶装置の製造方
法において、 前記2層積層キャパシタを形成する工程は、前記ドレイ
ン領域の前記絶縁用酸化膜の一部をパターン化する工程
を除き、前記絶縁用酸化膜およ露呈されたドレイン領域
の上部に第1電荷保存電極を形成する段階と、 前記第1電荷保存電極の上部に第1誘電体膜を形成し、
その上部にプレート電極を形成する段階と、 前記プレート電極の上部に第2誘電体膜を形成した後、
その上部に第2電荷保存電極用の伝導物質層を形成し、
前記ゲート電極線の上部に形成された第2電荷保存電極
用の伝導物質層、第2誘電体膜、および第1誘電体膜の
一部をコンタクトパターン処理によって順次に食刻して
コンタクトホールを形成する段階と、 前記全体の表面上に第3誘電体膜およびスペーサ用伝導
物質を形成し、前記スペーサ用伝導物質を非等方性エッ
チングによってコンタクトホール壁面に伝導物質スペー
サを形成する段階と、 前記第2電荷保存電極用の伝導物質層の上部およびコン
タクトホールの底部上の露呈された第3誘電体膜を除い
た後、露呈された全体表面上に第3電荷保存電極用の伝
導物質層を形成し、相互に接続された前記第2および第
3電荷保存電極用の伝導物質層からマスクパターン工程
によって上部電荷保存電極を形成し、それによって前記
上部電荷保存電極を側面壁に誘電体膜を介して前記ドレ
イン領域に電気的に接続するようにしたことを特徴とす
る、2層積層キャパシタ構造を有する半導体記憶装置の
製造方法。
5. A MOSFET in which a gate electrode and a gate electrode line, a source and a drain region are formed on a silicon substrate, and an insulating oxide film is formed on these, and the MOSF.
In a method of manufacturing a semiconductor memory device having a two-layer laminated capacitor structure configured to be electrically connected to a drain region of ET, the step of forming the two-layer laminated capacitor includes the insulating oxide film in the drain region. Forming a first charge storage electrode on the insulating oxide film and the exposed drain region, and patterning a part of the first charge storage electrode; and forming a first dielectric on the first charge storage electrode. Forming a film,
Forming a plate electrode on the plate electrode, and forming a second dielectric film on the plate electrode,
A conductive material layer for the second charge storage electrode is formed on top of it,
The conductive material layer for the second charge storage electrode, the second dielectric film, and a portion of the first dielectric film formed on the gate electrode line are sequentially etched by a contact pattern process to form a contact hole. Forming a third dielectric film and a conductive material for spacers on the entire surface, and forming a conductive material spacer on the wall surface of the contact hole by anisotropically etching the conductive material for spacers; The conductive material layer for the third charge storage electrode is formed on the entire exposed surface after removing the exposed third dielectric film on the top of the conductive material layer for the second charge storage electrode and the bottom of the contact hole. And forming an upper charge storage electrode by a mask pattern process from the conductive material layers for the second and third charge storage electrodes connected to each other, thereby forming the upper charge storage electrode. An electrode on the side surface wall via a dielectric film characterized by being adapted to electrically connect to the drain region, a method of manufacturing a semiconductor memory device having a two-layer laminated capacitor structure.
【請求項6】前記コンタクトホールを形成する段階は、 前記第2電荷保存電極用の伝導物質層の上部に感光膜を
塗布する段階と、 ゲート電極線の上部に形成される感光膜を一定部分除い
てコンタクトマスクを形成する段階と、 前記感光膜が一定部分除かれたコンタクトマスクに沿っ
て前記第2電荷保存電極用の伝導物質層、第2誘電体
膜、プレート電極および第1誘電体膜の一部を順次除く
段階と、 前記残余の感光膜をすべて除く段階からなることを特徴
とする、特許請求の範囲第5項に記載の2層積層キャパ
シタ構造を有する半導体記憶装置の製造方法。
6. The step of forming the contact hole comprises applying a photoresist film on the conductive material layer for the second charge storage electrode, and forming a predetermined portion of the photoresist film on the gate electrode line. Forming a contact mask except for the conductive film, the conductive material layer for the second charge storage electrode, the second dielectric film, the plate electrode and the first dielectric film along the contact mask from which the photosensitive film is partially removed. 6. The method of manufacturing a semiconductor memory device having a two-layer laminated capacitor structure according to claim 5, further comprising the steps of sequentially removing a part of the above, and removing all of the remaining photosensitive film.
【請求項7】シリコン基板上にゲート電極およびゲート
電極線、ソースおよびドレイン領域が形成され、これら
の上部に絶縁用酸化膜が形成されたMOSFETと、前記MOSF
ETのドレイン領域に電気的に接続されるように構成した
2層積層キャパシタ構造でなる半導体記憶装置の製造方
法において、 前記2層積層キャパシタを形成する工程は、 前記ドレイン領域の前記の絶縁用酸化膜および露呈され
たドレイン領域の上部に第1電荷保存電極を形成する段
階と、 前記第1電荷保存電極の上部に第1誘電体膜を形成し、
その上部にプレート電極を形成する段階と、 前記ゲート電極線の上部に形成されたプレート電極およ
び第1誘電体膜の一部をコンタクトマスクパターン処理
によって順次に食刻してコンタクトホールを形成する段
階と、 前記プレート電極上部およびコンタクトホール内部に第
2誘電体膜を形成し、前記露呈された全体表面上に第2
電荷保存電極用の伝導物質層を形成する段階と、 前記第2電荷保存電極用の伝導物質層の上部に窒化膜を
形成した後、前記第2電荷保存電極用の伝導物質層の上
部の窒化膜だけ残して、残りの窒化膜を除き、前記露呈
された第2電荷保存電極用の伝導物質層の上部に熱的酸
化膜を形成する段階と、 前記熱的酸化膜をマスク層に用いて前記コンタクトホー
ル内に残っている窒化膜をエッチングして露呈されたコ
ンタクトホールの下部上にある第2電荷保存電極用の伝
導物質層を食刻した後、前記熱的酸化膜と前記コンタク
トホールの下部に露呈された第2誘電体膜を除く段階
と、 前記露呈された全体表面上に第3電荷保存電極用の伝導
物質層を形成し、相互に接続された前記第2および第3
電荷保存電極用の伝導物質層からマスクパターン工程に
よって上部電荷保存電極を形成し、それによって前記上
部電荷保存電極を側面壁に誘電体膜が形成されたコンタ
クトホールを介して前記第1電荷保存電極および前記ド
レイン領域に電気的に接続するようにしたことを特徴と
する、2層積層キャパシタ構造を有する半導体記憶装置
の製造方法。
7. A MOSFET in which a gate electrode and a gate electrode line, a source and a drain region are formed on a silicon substrate, and an insulating oxide film is formed on these, and the MOSF.
In a method of manufacturing a semiconductor memory device having a two-layer laminated capacitor structure configured to be electrically connected to a drain region of an ET, the step of forming the two-layer laminated capacitor includes the insulating oxidation of the drain region. Forming a first charge storage electrode on the film and the exposed drain region; and forming a first dielectric film on the first charge storage electrode,
Forming a plate electrode on the gate electrode line, and forming a contact hole by sequentially etching a part of the plate electrode and the first dielectric film formed on the gate electrode line by a contact mask pattern process. A second dielectric film is formed on the plate electrode and inside the contact hole, and a second dielectric film is formed on the exposed whole surface.
Forming a conductive material layer for the charge storage electrode, and forming a nitride layer on the conductive material layer for the second charge storage electrode, and then nitriding the conductive material layer for the second charge storage electrode. Forming a thermal oxide film on the exposed conductive material layer for the second charge storage electrode except the remaining nitride film, and using the thermal oxide film as a mask layer. The nitride film remaining in the contact hole is etched to etch the conductive material layer for the second charge storage electrode on the exposed lower portion of the contact hole, and then the thermal oxide film and the contact hole are removed. Removing the second dielectric layer exposed at the bottom, and forming a conductive material layer for a third charge storage electrode on the exposed entire surface, and connecting the second and third layers to each other.
An upper charge storage electrode is formed from a conductive material layer for the charge storage electrode by a mask pattern process, so that the first charge storage electrode is formed through a contact hole having a dielectric film formed on a side wall of the upper charge storage electrode. And a method of manufacturing a semiconductor memory device having a two-layer laminated capacitor structure, which is electrically connected to the drain region.
【請求項8】前記第2電荷保存電極用の伝導物質層の上
部の窒化膜だけ残す段階は、 前記第2電荷保存電極用の伝導物質層の上部に全体的に
窒化膜および感光膜を順次に塗布した後、前記感光膜と
窒化膜の食刻選択比を同一にしてエッチバック工程を施
すことを特徴とする、特許請求の範囲第7項に記載の2
層積層キャパシタ構造を有する半導体記憶装置の製造方
法。
8. The step of leaving only the nitride film on the conductive material layer for the second charge storage electrode includes sequentially depositing a nitride film and a photosensitive film on the conductive material layer for the second charge storage electrode. 8. The method according to claim 7, further comprising performing an etch back process after applying the same to the photosensitive film and the nitride film with the same etching selection ratio.
A method of manufacturing a semiconductor memory device having a layer-multilayer capacitor structure.
【請求項9】シリコン基板上にゲート電極およびゲート
電極線、ソースおよびドレイン領域が形成され、前記ゲ
ート電極およびゲート電極線の上部には絶縁用酸化膜が
形成されたMOSFETと、前記MOSFETのドレイン領域に電気
的に接続されて構成した2層積層キャパシタを備えた半
導体記憶装置において、 前記2層積層キャパシタは、前記ゲート電極の上部の一
部およびゲート電極線の上部の絶縁用酸化膜とドレイン
領域の上部の一部に形成された第1電荷保存電極と、 ゲート電極線の上部で後に形成されるコンタクトホール
の下部を除いた前記第1電荷保存電極の上部に形成され
た第1誘電体膜と、 前記ゲート電極の上部およびゲート電極線の上部の一部
の絶縁用酸化膜の上部と前記第1誘電体膜の上部に形成
されたプレート電極と、 前記ゲート電極線の上部で前記プレート電極の側部に形
成され、側面壁および下部を有するコンタクトホール
と、 前記プレート電極の上部およびコンタクトホールの側面
壁に形成された第2誘電体膜と、 コンタクトホールの下部に露呈された第1電荷保存電極
の上部および前記第2誘電体膜の上部に第2電荷保存電
極が形成され、それによって前記第2電荷保存電極が側
面壁に誘電体膜が形成されたコンタクトホールを介して
前記第1電荷保存電極を介して前記ドレイン領域に電気
的に接続されるようにしたことを特徴とする、2層積層
キャパシタ構造を有する半導体記憶装置。
9. A MOSFET in which a gate electrode and a gate electrode line, a source and a drain region are formed on a silicon substrate, and an insulating oxide film is formed on the gate electrode and the gate electrode line, and a drain of the MOSFET. In a semiconductor memory device including a two-layer laminated capacitor electrically connected to a region, the two-layer laminated capacitor includes a part of an upper portion of the gate electrode and an insulating oxide film and a drain on an upper portion of a gate electrode line. A first charge storage electrode formed on a part of an upper portion of the region; and a first dielectric formed on the first charge storage electrode except for a lower portion of a contact hole formed later on the gate electrode line. A film, a plate electrode formed on the insulating film above the gate electrode and a part of the gate electrode line and on the first dielectric film, and the gate electrode. A contact hole formed on the side of the plate electrode above the electrode line and having a side wall and a lower side; a second dielectric film formed on the side wall of the plate electrode above and the contact hole; A second charge storage electrode is formed on an upper part of the first charge storage electrode and an upper part of the second dielectric film exposed to a lower part of the second charge storage electrode, thereby forming a dielectric film on the side wall of the second charge storage electrode. A semiconductor memory device having a two-layer laminated capacitor structure, characterized in that it is electrically connected to the drain region through the first charge storage electrode through the contact hole.
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