JPH08204152A - 半導体記憶装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体記憶装置及びその製造方法

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JPH08204152A
JPH08204152A JP7026039A JP2603995A JPH08204152A JP H08204152 A JPH08204152 A JP H08204152A JP 7026039 A JP7026039 A JP 7026039A JP 2603995 A JP2603995 A JP 2603995A JP H08204152 A JPH08204152 A JP H08204152A
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JP
Japan
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memory cell
peripheral circuit
insulating film
region
circuit region
Prior art date
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Application number
JP7026039A
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English (en)
Inventor
Tomofune Tani
智船 谷
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スタック型DRAMのメモリセル領域と周辺
回路領域との高低差を少なくして、配線形成工程におけ
る短絡のなどの問題を低減できる半導体記憶装置及びそ
の製造方法を提供する。 【構成】 MOSトランジスタの上部にその一部が重な
るようにキャパシタを形成した後、セルプレート22の
パターニングに用いたレジストを残したまま、シリコン
基板全体を、SiO2を過飽和に溶解したH2SiF6溶液46に
浸漬する。これにH3BO3 を加えて行って、レジストで被
覆された部分以外のメモリセル領域80及び周辺回路領
域82にSiO2を析出させ、両者の高さがほぼ同じになる
まで堆積させる。これによってメモリセル領域と周辺回
路領域の境界に段差がなくなり、その後の配線工程にお
いて、フォトリソグラフィー及びエッチングでのマージ
ンが向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スタック型メモリセル
を有するDRAM(ダイナミック・アクセス・メモリ)
などの半導体記憶装置及びその製造方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】図9は、一般的なDRAMの全体的な様
子を示す概略平面図である。同図に示すように、DRA
Mは、主としてメモリセル領域80及び周辺回路領域8
2から構成される。メモリセル領域80には、1セルが
MOSトランジスタ及びキャパシタからなる多数のメモ
リセルが規則正しく形成され、周辺回路領域82には、
例えばアドレスバッファ、デコーダ、センス増幅器など
の周辺回路が形成される。
【0003】図10は、従来のスタック型メモリセルを
有するDRAMの断面を拡大して示した断面図である。
図10は、左側をメモリセル領域80、右側を周辺回路
領域82とし、両者を並べて高さの寸法を等しく描いた
ものである。また、図10中、メモリセル領域80と周
辺回路領域82に同時に形成される同じ層の符号は同じ
番号とし、必要な場合は前者にc、後者にpの添字を付
して区別する。
【0004】図10において、102はシリコン基板、
104は素子分離絶縁膜、106はゲート絶縁膜、10
8はゲート電極、110はサイドウォール絶縁膜、11
2は不純物拡散層、114は層間絶縁膜、116はスト
レージコンタクト、118はストレージノード、120
はキャパシタ絶縁膜、122はセルプレートである。ま
た、124は層間絶縁膜、126はコンタクト孔、12
8は金属配線層、130は層間絶縁膜、132はSOG
膜、134は層間絶縁膜、136は金属配線層、138
はパッシベーション膜である。
【0005】図10に示すように、スタック型メモリセ
ルは、メモリセル領域80において、ストレージノード
118、絶縁膜120及びセルプレート122からなる
キャパシタの一部が、ゲート電極108の上部に積み重
なるように形成される。このため、少ない占有面積で大
きな容量が得られ、したがってメモリの高集積化に適し
ている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、DRAMのメ
モリセルを図10に示すようなスタック型とすると、ス
トレージノード118及びセルプレート122に起因し
て、メモリセル領域80と周辺回路領域82の間に高低
差が生じる。このような高低差があると、後にメモリセ
ル領域80と周辺回路領域82に同時に金属配線層12
8や136を形成する工程において、フォトリソグラフ
ィのマージン不足や段差部でのエッチング残りによる短
絡などの問題が生じる。
【0007】本発明は上記事情に基づいてなされたもの
であり、スタック型DRAMのメモリセル領域と周辺回
路領域との高低差を少なくして、配線形成工程における
短絡などの問題を低減できる半導体記憶装置及びその製
造方法を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの請求項1記載の発明は、複数のメモリセルが形成さ
れるメモリセル領域及び周辺回路が形成される周辺回路
領域を有し、前記メモリセルはMOSトランジスタ及び
このMOSトランジスタ上に一部重なるよう形成された
スタック型キャパシタからなる半導体記憶装置におい
て、前記周辺回路領域のMOSトランジスタの上部に、
前記スタック型キャパシタとほぼ同じ高さとなるまで形
成した絶縁膜を有することを特徴とするものである。
【0009】請求項2記載の発明は、複数のメモリセル
が形成されるメモリセル領域及び周辺回路が形成される
周辺回路領域を有し、前記メモリセルはMOSトランジ
スタ及びこのMOSトランジスタ上に一部重なるよう形
成されたスタック型キャパシタからなる半導体記憶装置
の製造方法において、前記メモリセル領域に前記スタッ
ク型キャパシタを形成したあとに、前記周辺回路領域の
MOSトランジスタの上部に絶縁膜を形成することを特
徴とするものである。
【0010】請求項3記載の発明は、請求項2記載の発
明において、前記絶縁膜は、SiO2を過飽和に溶解したH2
SiF6に、前記スタック型キャパシタを形成しその上部に
レジストを堆積した半導体基板全体を浸漬し、これにH3
BO3 を添加することにより、前記半導体基板上の前記レ
ジストに被覆されていない領域に前記SiO2を析出堆積さ
せて選択的に形成させることを特徴とするものである。
【0011】
【作用】請求項1記載の発明は、前記の構成により、周
辺回路領域のMOSトランジスタの上部に、メモリセル
領域に形成されたスタック型キャパシタとほぼ同じ高さ
の絶縁膜を設けることにより、メモリセル領域と周辺回
路領域の高さはほぼ等しくなり、両者の境界の段差がほ
とんどなくなる。このため、その後の金属配線層を形成
する工程において、フォトリソグラフィのマージン不足
や段差部でのエッチング残りなどは生じない。
【0012】請求項2記載の発明は、前記の構成によ
り、メモリセル領域に前記スタック型キャパシタを形成
したあとに、前記周辺回路領域のMOSトランジスタの
上部にのみ絶縁膜を形成することにより、その厚さを調
節してメモリセル領域と周辺回路領域の高さをほぼ等し
くすることができる。このため、その後の金属配線層を
形成する工程において、フォトリソグラフィのマージン
不足や段差部でのエッチング残りなどは生じない。
【0013】請求項3記載の発明は、前記の構成によ
り、SiO2を過飽和に溶解したH2SiF6に半導体基板を浸漬
し、これにH3BO3 を添加することにより、半導体基板上
にはSiO2が析出堆積する。したがって、スタック型キャ
パシタを形成し更にその上部にレジストを堆積した前記
半導体基板を上記溶液中に浸漬すると、メモリセル領域
のレジストに被覆されていない領域と、周辺回路領域に
SiO2を選択的に形成することができる。
【0014】
【実施例】以下に図面を参照して、本発明の一実施例に
ついて説明する。図1〜図8は、本実施例の製造工程及
びこの製造工程によって製造されるスタック型DRAM
の断面図を示す。尚、これらの断面図において、左側を
メモリセル領域80、右側を周辺回路領域82とし、両
者の高さの寸法を等しく描く点は、図10の場合と同様
である。また、各図中、メモリセル領域80と周辺回路
領域82に同時に形成される同じ層については同一の番
号を付し、前者にはc、後者にはpの添字を付して区別
する点も図10と同様である。
【0015】本実施例の半導体記憶装置の製造は以下の
ようにして行われる。まず、図1に示すように、シリコ
ン基板2上に、LOCOS(Local Oxidation of Silicon) 法
又はpoly-Si buffered LOCOS法により、メモリセル領域
80及び周辺回路領域82に、素子分離絶縁膜4を形成
する。次に、図2に示すように、ゲート絶縁膜6、ゲー
ト電極8、サイドウォール絶縁膜10、不純物拡散層1
2を順次形成する。そして不純物拡散層12をソース・
ドレインとし、ゲート電極8をゲートとするMOS型ト
ランジスタを作製する。メモリセル領域80において
は、このMOS型トランジスタのゲートは各ビットの選
択又は非選択を制御するワード線として機能する。そし
て、図3に示すように、第一の層間絶縁膜である層間絶
縁膜14を形成する。絶縁膜14は、例えばLOCVD 法に
よって堆積形成される。
【0016】その後、図4に示すように、メモリセル領
域80において、ストレージコンタクト16、ストレー
ジノード18、キャパシタ誘電体20、セルプレート2
2を順次堆積形成してキャパシタを作製する。本実施例
のメモリセルはスタック型であるため、このキャパシタ
は、図4に示すように、MOSトランジスタの上部にそ
の一部が重なるように形成される。ここで、レジスト4
2は、セルプレート22をエッチング法でパターニング
する際に、マスクとして用いたレジストである。
【0017】次に、図5に示すように、容器44の中
に、SiO2を過飽和に溶解したH2SiF6溶液46を用意す
る。そして、このH2SiF6溶液の中に、図4までの工程で
作製したシリコン基板2の全体を浸漬し、この溶液46
にH3BO3 を加えて行く。このときレジスト42は残した
ままとする。すると、SiO2を過飽和に溶解したH2SiF6
液46からSiO2が析出し、層間絶縁膜14の上にSiO2
堆積し始める。このとき、レジスト42上にはSiO2は堆
積しない。そして、図6に示すように、メモリセル領域
80と周辺回路領域82の高さがほぼ同じになるまでSi
O2を堆積させて、第二の層間絶縁膜40を形成する。こ
れによって、メモリセル領域80と周辺回路領域82の
高さがほぼ等しくなり、両者の境界に段差がなくなる。
その後、図7に示すように、容器44からシリコン基板
2を取り出して、レジスト42を除去し、シリコン基板
2の全体を洗浄する。
【0018】この後、更に、図8に示すように、周知の
方法を用いて、第三の層間絶縁膜24、コンタクト孔2
6、第一の金属配線層28、第四の層間絶縁膜30、S
OG膜32、第五の層間絶縁膜34、第二の金属配線層
36、パッシベーション膜38を順次堆積形成すること
により、半導体記憶装置が完成する。
【0019】上記の説明から明らかなように、図5及び
図6に示す工程において、メモリセル領域80の一部及
び周辺回路領域82に第二の層間絶縁膜40を選択的に
形成することによって、たとえメモリセルがスタック型
でも二つの領域の高さの差はほとんどなくなる。このた
め、この後の配線工程において、フォトリソグラフィー
及びエッチングでのマージンが向上するので、後にメモ
リセル領域80と周辺回路領域82に同時に金属配線層
28や36を形成する工程においても、エッチング残り
による短絡などの問題が生じることはない。更に、露光
不良などの不良も減少し、歩留りが向上するとともに、
半導体装置そのものの信頼性も向上する。
【0020】尚、本発明は、上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨の範囲内で種々の変更が可能であ
る。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
周辺回路領域のMOSトランジスタの上部に、メモリセ
ル領域のスタック型キャパシタとほぼ同じ高さの絶縁膜
を設けることにより、メモリセル領域と周辺回路領域の
高さはほぼ等しくなって両者の境界部分における段差が
なくなるので、その後の配線工程においてフォトリソグ
ラフィー及びエッチングでのマージンが向上し、後にメ
モリセル領域と周辺回路領域に同時に金属配線層を形成
する工程においても、エッチング残りによる短絡などの
問題が生じることはなく、露光不良などの不良も減少し
て歩留りが向上するとともに、半導体装置そのものの信
頼性も向上する半導体装置及びその製造方法を提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の半導体製造工程のうち、シ
リコン基板上に素子分離絶縁膜を形成した状態を示す断
面図である。
【図2】本発明の一実施例の半導体製造工程のうち、図
1で得られたシリコン基板上にMOS型トランジスタを
形成した状態を示す断面図である。
【図3】本発明の一実施例の半導体製造工程のうち、図
2で得られたシリコン基板上に第一の層間絶縁膜を形成
した状態を示す断面図である。
【図4】本発明の一実施例の半導体製造工程のうち、図
3で得られたシリコン基板上にスタック型キャパシタを
形成し、その上にレジストを形成した状態を示す断面図
である。
【図5】本発明の一実施例の半導体製造工程のうち、図
4で得られたシリコン基板全体を所定の溶液中に浸漬し
た状態を示す断面図である。
【図6】本発明の一実施例の半導体製造工程のうち、図
5の溶液中でシリコン基板上に絶縁膜が選択的に形成さ
れた状態を示す断面図である。
【図7】本発明の一実施例の半導体製造工程のうち、図
6で絶縁膜を形成したシリコン基板からレジストを除去
した後の状態を示す断面図である。
【図8】図7で得られたシリコン基板上に第三の層間絶
縁膜、コンタクト孔、第一の金属配線層、第四の層間絶
縁膜、SOG膜、第五の層間絶縁膜、第二の金属配線
層、パッシベーション膜を順次形成して得られた半導体
装置の断面図である。
【図9】一般的なDRAMの全体的な様子を示す概略平
面図である。
【図10】従来のスタック型メモリセルを有するDRA
Mの断面を拡大して示した断面図である。
【符号の説明】
2、102 シリコン基板 4、104 素子分離絶縁膜 6 106 ゲート絶縁膜 8、108 ゲート電極 10、110 サイドウォール絶縁膜 12、112 不純物拡散層 14、114 層間絶縁膜 16、116 ストレージコンタクト 18、118 ストレージノード 20、120 キャパシタ絶縁膜 22、122 セルプレート 24、124 第三の層間絶縁膜 26、126 コンタクト孔 28、128 第一の金属配線層 30、130 第四の層間絶縁膜 32、132 SOG膜 34、134 第五の層間絶縁膜 36、136 第二の金属配線層 38、138 パッシベーション膜 40 第二の層間絶縁膜 42 レジスト 44 容器 46 SiO2を過飽和に溶解したH2SiF6溶液 80 メモリセル領域 82 周辺回路領域

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のメモリセルが形成されるメモリセ
    ル領域及び周辺回路が形成される周辺回路領域を有し、
    前記メモリセルはMOSトランジスタ及びこのMOSト
    ランジスタ上に一部重なるよう形成されたスタック型キ
    ャパシタからなる半導体記憶装置において、前記周辺回
    路領域のMOSトランジスタの上部に、前記スタック型
    キャパシタとほぼ同じ高さとなるまで形成した絶縁膜を
    有することを特徴とする半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 複数のメモリセルが形成されるメモリセ
    ル領域及び周辺回路が形成される周辺回路領域を有し、
    前記メモリセルはMOSトランジスタ及びこのMOSト
    ランジスタ上に一部重なるよう形成されたスタック型キ
    ャパシタからなる半導体記憶装置の製造方法において、
    前記メモリセル領域に前記スタック型キャパシタを形成
    したあとに、前記周辺回路領域のMOSトランジスタの
    上部に絶縁膜を形成することを特徴とする半導体記憶装
    置の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記絶縁膜は、SiO2を過飽和に溶解した
    H2SiF6に、前記スタック型キャパシタを形成しその上部
    にレジストを堆積した半導体基板全体を浸漬し、これに
    H3BO3 を添加することにより、前記半導体基板上の前記
    レジストに被覆されていない領域に前記SiO2を析出堆積
    させて選択的に形成させることを特徴とする請求項2記
    載の半導体記憶装置の製造方法。
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