JPH07202018A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH07202018A
JPH07202018A JP5337427A JP33742793A JPH07202018A JP H07202018 A JPH07202018 A JP H07202018A JP 5337427 A JP5337427 A JP 5337427A JP 33742793 A JP33742793 A JP 33742793A JP H07202018 A JPH07202018 A JP H07202018A
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JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor substrate
insulating film
region
concentration source
film
Prior art date
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Pending
Application number
JP5337427A
Other languages
English (en)
Inventor
Motohiro Takenaka
基博 竹中
Takayuki Tanaka
孝幸 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
NEC Corp
Kansai Nippon Electric Co Ltd
Original Assignee
Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
NEC Corp
Kansai Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】DRAMのメモリセル面積を増加させることな
く又、工程を複雑にさせることなく、電極面積を増や
し、メモリ容量を増加するとともにLDD構造トランジ
スタを実現する。 【構成】ゲート電極形成後、ゲート電極7a上の酸化膜
及びフィールド酸化膜をマスクにp型シリコン基板1を
エッチングし、ソースドレイン領域を半導体基板内に段
差をもって形成することにより、工程をほとんど増やす
ことなく、又メモリセル面積を増加させることなく、電
極面積を増やすことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体記憶装置に関し、
特に1トランジスタ1キャパシタ型のDRAMセルを有
する半導体記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の技術について図を参照して説明す
る。これは特開平3−104273号公報に開示されて
いるものである。図5(a)に示すように、p型シリコ
ン基板1上に酸化シリコン膜2と窒化シリコン膜3を順
次形成する。次に酸化シリコン膜2と窒化シリコン膜3
をフィールド酸化膜を形成ずべき部分に開孔部ができる
様にフォトエッチング法によりパターニングする。
【0003】次に、図5(c)に示すように、熱酸化処
理によりp型シリコン基板1の主表面にフィールド酸化
膜4を形成する。
【0004】その後、図5(d)に示すように、酸化シ
リコン膜2と窒化シリコン膜3を除去する。次に、図5
(e)に示すように、ゲート酸化膜27を形成し、さら
に全面にポリシリコン層5をCVD法により形成し、そ
の上にSiO2 膜6を形成する。
【0005】その後、図5(f)に示すように、ポリシ
リコン層5とSiO2 膜6をエッチングしてゲート電極
(ワード線を兼ねる)7a,7bを形成する。
【0006】次にリンをイオン注入して、図5(g)に
示すように、ゲート電極7aの両側に位置するp型シリ
コン基板1の表面にn型不純物領域8a,8bを自己整
合的に形成する。全面にSiO2 膜9をCVD法により
形成する。
【0007】次に図5(h)に示すように、SiO2
9の一部が側壁部分に残る様にSiO2 膜9をエッチン
グする。そしてSiO2 膜10を全面に形成する。それ
から、図6(a)に示すようにn+ 型不純物領域8bの
表面を露出させるように、フォトエッチング法によりS
iO2 膜10をエッチングする。
【0008】次に図6(b)に示すようにストレージ電
極の先駆体となる材料層11(ポリシリコン)をCVD
法により形成する。そして図6(c)に示すようにレジ
スト膜12を塗布し図6(d)に示すようにパターニン
グし、図6(e)に示すようにフォトエッチングを行い
ポリシリコン11を所定の形状にエッチングして上部突
出部材15を形成する。同時にソース・ドレイン領域8
bの表面もエッチングする。
【0009】次にリン等のn型不純物イオンを垂直方向
から注入して、図6(f)に示すように、n+ 型不純物
領域8bを補修する。
【0010】次に、図7(a)に示すように、全面にポ
リシリコン層17をCVD法により堆積する。そしてポ
リシリコン層を所定の形状にパターニングすることによ
り図7(b)に示すようにストレージ電極18を形成す
る。それから、その上にSi3 4 薄膜を形成し、酸化
することにより、図7(c)に示すように、キャパシタ
絶縁膜となるべき容量膜19を形成する。更にその上
に、ポリシリコン層20をCVD法により堆積する。
【0011】次に容量膜19及びポリシリコン層20を
所定の形状にパターニングする事により図7(d)に示
すようにキャパシタ絶縁膜21とセルプレート電極22
を形成する。
【0012】その上に層間絶縁膜(SiO2 )23をC
VD法により堆積し、n+ 不純物領域の表面を露出させ
るためのコンタクトホールCを形成する。次にタングス
テンシリサイドをスパッタ法により堆積する。これをビ
ット線形状にパターニングすると、ビット線24が得ら
れる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】この従来のメモリセル
の構造ではメモリ容量を増やすためにストレージノード
上に上部突出部材を有しているので凹凸が大きくなり、
層間絶縁膜の表面の平坦化が困難となりビット線の加工
精度が悪くなるという問題点があった。また上部突出部
材の形成のためのリソグラフィー工程が必要となり、製
造が複雑となるという問題点もある。更には、LDD構
造を有していないので短チャンネル効果を抑制できず、
微細化に不適であるという問題点もある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体記憶装置
は、第1導電型の半導体基板の表面部に設けられた素子
分離構造体で区画された活性領域で前記半導体基板の表
面とゲート絶縁膜を介して交差するゲート電極、前記ゲ
ート電極および前記素子分離構造体と自己整合して前記
半導体基板に設けられた溝の底部の前記半導体基板領域
に設けられた一対の第2導電型の高濃度ソース・ドレイ
ン領域および前記溝の側部の前記半導体基板領域に設け
られた第2導電型の低濃度ソース・ドレイン領域を有す
るトランジスタと、前記トランジスタの設けられた前記
半導体基板を被覆する第1の絶縁膜の、前記一対の高濃
度ソース・ドレイン領域の一方の上に設けられた第1の
コンタクト孔で前記一方の高濃度ソース・ドレイン領域
に接続するストレージ電極、前記ストレージ電極を被覆
するキャパシタ絶縁膜および前記キャパシタ絶縁膜を被
覆するセルプレート電極を有するキャパシタと、前記セ
ルプレート電極を被覆する第2の絶縁膜の、前記一対の
高濃度ソース・ドレイン領域の他方の上に設けられた第
2コンタクト孔で前記他方の高濃度ソース・ドレイン領
域に接続するビット線とを有するDRAMセルを備える
というものである。
【0015】
【実施例】図1は本発明の第1の実施例を示す断面図で
ある。
【0016】この実施例はp型シリコン基板1の表面部
に設けられた素子分離構造体(フィールド酸化膜4)で
区画された活性領域でp型シリコン基板1の表面とゲー
ト酸化膜27を介して交差するゲート電極7a、ゲート
電極7aおよび素子分離構造体4と自己整合してp型シ
リコン基板1の設けられた溝Tの底部のp型シリコン基
板1領域に設けられた一対の高濃度ソース・ドレイン領
域(n+ 型不純物領域8a,8b)および溝Tの側部の
p型シリコン基板領域に設けれらた低濃度ソース・ドレ
イン領域(n- 型不純物領域25a,25b)を有する
トランジスタと、前述のトランジスタの設けられたp型
シリコン基板を被覆する第1の絶縁膜(SiO2 膜1
0)の、一対高濃度ソース・ドレイン領域8a,8bの
一方8bの上に設けられた第1のコンタクト孔C1で一
方の高濃度ソース・ドレイン領域8bに接続するストレ
ージ電極18を被覆するキャパシタ絶縁膜21およびキ
ャパシタ絶縁膜21を被覆するセルプレート電極22を
有するキャパシタと、セルプレート電極22を被覆する
第2の絶縁膜(層間絶縁膜23)の、一対の高濃度ソー
ス・ドレイン領域の他方8aの上に設けられた第2のコ
ンタクト孔C2で他方の高濃度ソース・ドレイン領域8
aに接続するビット線24とを有するDRAMセルを備
えるというものである。
【0017】次に、この実施例の製造方法について説明
する。
【0018】まず、図2(a)に示すように、p型シリ
コン基板1の表面に、酸化シリコン膜2と窒化シリコン
膜3を順次に堆積する。次に、図2(b)に示すよう
に、活性領域を区画するためこの積層膜をパターニング
し、熱酸化を行ない、図2(c)に示すように、フィー
ルド酸化膜4を形成する。次に、図2(d)に示すよう
に積層膜を除去する。こうしてフィールド絶縁膜4で活
性領域を区画する工程を終る。次に、図2(e)に示す
ように、全面にポリシリコン層5とSiO2 膜6を堆積
する。
【0019】次にフォトエッチング法により図2(f)
に示すようにワード線を兼るゲート電極7a,7bを形
成し、その後ゲート電極上の酸化シリコン膜6及び、フ
ィールド酸化膜4をマスクにしてp型シリコン基板1を
0.3μmエッチングして図2(g)に示すように、溝
Tを形成する。
【0020】次にリンの回転イオン注入を行い(注入量
3×1013cm-2)、図2(h)に示すように、溝Tの
側部にn- 型不純物領域25a,25b,25cを形成
する。
【0021】次にAsをイオン注入し(注入量5×10
15c-2)、ゲート電極の両側の溝Tの底部に、図3
(a)に示すように、n+ 型不純物領域(8a,8b)
を自己整合的に形成する。その後、図3(b)に示すよ
うに全面にSiO2 膜10をCVD方により厚さ100
nm堆積する。その後n+ 型不純物領域8bが露出する
様にSiO2 膜10をフォトエッチング法により選択的
にエッチングして図3(c)に示すように、第1のコン
タクト孔C1を形成する。
【0022】なお、図3(c)ではゲート電極7a,7
b上のSiO2 膜は煩しいので図示しない。以下同様。
【0023】次に図3(d)に示すように、ストレージ
電極となるべきポリシリコン層17をCVDにより形成
し露出されたn+ 型不純物領域8bと接触させる。その
後フォトエッチング法によりポリシリコン層17を所定
の形状にパターニングし図3(e)に示すように、スト
レージ電極18を形成する。
【0024】それから全面に窒化シリコン(Si
3 4 )の薄膜を形成しこのSi3 4 を酸化すること
により、図3(f)に示すように、容量膜19を形成す
る。さらにセルプレート電極となるべき厚さ150nm
のポリシリコン膜20をCVD法により形成する。
【0025】次に容量膜19及びポリシリコン膜20を
パターニングすることにより、図1に示すように、キャ
パシタ絶縁膜21及びセルプレート電極22を形成す
る。その後、従来例と同様に層間絶縁膜23を堆積し、
第2のコンタクト孔C2を形成し、ビット線24を形成
する。
【0026】こうして、溝Tを設けない場合に比べる
と、ストレージ電極を長辺方向で2.4μmのものを約
0.2μm伸ばしたのと同じ程度の容量値の増大を実現
できた。また、トランジスタとして、ゲートオーバラッ
プ型のLDD構造のものをマスク工程を増加することな
しに実現できた。すなわち、溝の形成およびn- 型不純
物拡散層の形成は、ゲート電極およびフィールド酸化膜
をマスクにして自己整合的に行なわれるのでマスク工程
の増加はない。また、ゲートオーバラップ型であるので
低濃度ソース・ドレイン構造による寄生抵抗の増大を抑
制でき、更にリソグラフィー上の限界よりチャネル長の
小さいものを実施できる。こうして短チャンネル効果の
抑制と容量値の増大を同時に実現できる。従ってDRA
Mセルの動作の安定と信頼性を改善できる。
【0027】図4は本発明の第2の実施例を示す断面図
である。
【0028】この実施例はn- 型不純物領域25a,2
5bの内側にp型シリコン基板1より濃度の高いp型不
純物領域26を有しているので、ソース・ドレイン間の
パンチスルーを防止でき、第1の実施例よりチャネル長
を小さくできる利点がある。
【0029】製造方法としては第1の実施例で溝を形成
したのち回転イオン注入法によりボロンを打込めばよ
い。他は同じである。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように本発明はDRAMセ
ルのソース・ドレイン領域を半導体基板内に設けた溝部
に形成してあるのでその段差分キャパシタの電極面積が
増え、メモリ容量が増加するばかりでなく、溝側部に低
濃度ソース・ドレイン領域を有しているので、ゲートオ
ーバラップ型のLDDトランジスタとなり短チャネル効
果を抑制できDRAMセルの動作の安定と信頼性を改善
できる効果がある。また、ゲート電極及び素子分離構造
体と自己整合して溝を形成できるのでほとんど工程の増
加には伴なわない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す断面図である。
【図2】第1の実施例の製造方法の説明のため(a)〜
(h)に分図して示す工程順断面図である。
【図3】図2に対応する工程の次工程の説明のため
(a)〜(f)に分図して示す工程順断面図である。
【図4】本発明の第2の実施例を示す断面図である。
【図5】従来例についてその製造工程に沿って説明する
ため(a)〜(h)に分図して示す工程順断面図であ
る。
【図6】図5に対応する工程の次工程の説明のため
(a)〜(f)に分図して示す工程順断面図である。
【図7】図6に対応する工程の次工程の説明のため
(a)〜(e)に分図して示す工程順断面図である。
【符号の説明】
1 半導体基板 4 フィールド酸化膜 7a ゲート電極 7b 隣接ワード線 8a,8b n+ 型不純物領域 15 上部突出部材 18 ストレージ電極 21 キャパシタ絶縁膜 22 セルプレート電極 23 層間絶縁膜 C,C1,C2 コンタクト孔 24 ビット線 25 n- 型不純物領域
───────────────────────────────────────────────────── 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 7514−4M H01L 29/78 301 H

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1導電型の半導体基板の表面部に設け
    られた素子分離構造体で区画された活性領域で前記半導
    体基板の表面とゲート絶縁膜を介して交差するゲート電
    極、前記ゲート電極および前記素子分離構造体と自己整
    合して前記半導体基板に設けられた溝の底部の前記半導
    体基板領域に設けられた一対の第2導電型の高濃度ソー
    ス・ドレイン領域および前記溝の側部の前記半導体基板
    領域に設けられた第2導電型の低濃度ソース・ドレイン
    領域を有するトランジスタと、前記トランジスタの設け
    られた前記半導体基板を被覆する第1の絶縁膜の、前記
    一対の高濃度ソース・ドレイン領域の一方の上に設けら
    れた第1のコンタクト孔で前記一方の高濃度ソース・ド
    レイン領域に接続するストレージ電極、前記ストレージ
    電極を被覆するキャパシタ絶縁膜および前記キャパシタ
    絶縁膜を被覆するセルプレート電極を有するキャパシタ
    と、前記セルプレート電極を被覆する第2の絶縁膜の、
    前記一対の高濃度ソース・ドレイン領域の他方の上に設
    けられた第2コンタクト孔で前記他方の高濃度ソース・
    ドレイン領域に接続するビット線とを有するDRAMセ
    ルを備えることを特徴とする半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 低濃度ソース・ドレイン領域のチャネル
    側に半導体基板より高濃度の第1導電型不純物領域が設
    けられている請求項1記載の半導体記憶装置。
JP5337427A 1993-12-28 1993-12-28 半導体記憶装置 Pending JPH07202018A (ja)

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JP5337427A JPH07202018A (ja) 1993-12-28 1993-12-28 半導体記憶装置

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JPH07202018A true JPH07202018A (ja) 1995-08-04

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6958249B1 (en) * 2002-02-12 2005-10-25 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Method to monitor process charging effect

Cited By (1)

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US6958249B1 (en) * 2002-02-12 2005-10-25 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Method to monitor process charging effect

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Effective date: 20010213