JPH08288475A - Manufacture of semiconductor memory - Google Patents

Manufacture of semiconductor memory

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JPH08288475A
JPH08288475A JP8124332A JP12433296A JPH08288475A JP H08288475 A JPH08288475 A JP H08288475A JP 8124332 A JP8124332 A JP 8124332A JP 12433296 A JP12433296 A JP 12433296A JP H08288475 A JPH08288475 A JP H08288475A
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capacitor
insulating film
bit line
conductor
interlayer insulating
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Jiro Yoshigami
二郎 由上
Atsushi Hiraiwa
篤 平岩
Shinpei Iijima
晋平 飯島
Teruaki Kisu
輝明 木須
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Abstract

PURPOSE: To improve reliability even if a capacitor electrode is thinned and increase capacitance by bringing a capacitor electrode into contact through a conductor layer and forming it to extend on a bit line. CONSTITUTION: First and second conductor layers 2-8, 2-9 are pattern-formed in each semiconductor region and a bit line in contact with the second conductor layer 2-9 is formed. Thereafter, layer insulation films 2-13, 2-15 are deposited on a bit line and a contact hole is provided to the layer insulation films 2-13, 2-15 to exposed the first conductor film 2-8 partially. A capacitor electrode 2-16 is formed to form an electrical contact to the first conductor layer 2-8 and to extend on a bit line. That is, a capacitor electrode does not come into direct contact by lowering to a semiconductor region but come into contact through the conductive layer 2-8 and is formed to extend on a bit line. Capacitance can be increased in this way.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体記憶装置に係
り、特に電荷蓄積キヤパシタの信頼性を低下することな
く、微細化が可能な半導体記憶装置の製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to a method of manufacturing a semiconductor memory device which can be miniaturized without lowering the reliability of a charge storage capacitor.

【0002】[0002]

【従来の技術】ダイナミツク・ランダム・アクセス・メ
モリ(dRAM)の高集積化は、目覚しい速度で実現されてお
り、現在の主流は64Kビットから256Kビットへと移り、1
MビットdRAMの量産も始まっている。この高集積化は素
子寸法の微細化により達成されてきた。しかし、微細化
に伴うキヤパシタ(容量)の減少のために、S/N比の低下
やα線による信号反転(いわゆるソフトエラー)等の弊害
が顕在化し、信頼性の上で大きな間題になっている。こ
のためキヤパシタ容量を増加させる目的で、基板に堀っ
た溝壁を利用する溝堀り型キヤパシタセル(トレンチキ
ヤパシタセル)、あるいはアイ・イー・イー,イーンター
ナシヨナル・エレクトロン・デバイシス・ミーテイング
・テクニカル・ダイジェスト(IEEE,Int,Electron Devi
ces Meeting Tech, Dig.)pp348-351,Dec(1978)にお
けるKoyanagi,Sunami,HashimotoおよびAshikawaらによ
る゛Novel high density,Stacked capacitor MOS RA
M"と題する文献などで論じられている、容量部を積上げ
方式にした積上げ型キヤパシタセル(スタツクド・キヤ
パシタセル)などが、従来の平面型キヤパシタに代るも
のとして期待されるようになってきた。これらのうち、
後者の積み上げ型キャパシタは、溝堀りキヤパシタと違
って、基板に徴細な溝を堀るという高度な技術を必要と
しないため、今後さらに素子の微細化が要求された時の
キヤパシタ構造として注目されている。
2. Description of the Related Art High integration of dynamic random access memory (dRAM) has been realized at a remarkable speed, and the current mainstream has shifted from 64K bits to 256K bits.
Mass production of M-bit dRAM has started. This high integration has been achieved by miniaturization of device dimensions. However, due to the reduction of capacitors (capacitance) due to miniaturization, adverse effects such as a decrease in S / N ratio and signal inversion due to α rays (so-called soft error) become apparent, which is a major issue in terms of reliability. ing. For this reason, in order to increase the capacity of the capacitor, a grooved type capacitor cell (trench capacitor cell) that uses the groove wall dug in the substrate, or IEE, Eterna Electron Device Deviating Meeting Meeting Technical digest (IEEE, Int, Electron Devi
ces Meeting Tech, Dig.) pp348-351, Dec (1978) Koyanagi, Sunami, Hashimoto and Ashikawa et al. "Novel high density, Stacked capacitor MOS RA"
Stacked type capacitor cells (stacked type capacitor cells), which have been discussed in the literature entitled "M", etc., in which the capacitive parts are stacked, have been expected to replace conventional planar type capacitors. Out of
Unlike the grooved capacitor, the latter stacked capacitor does not require the advanced technology of drilling fine grooves in the substrate, so it will be noted as a capacitor structure when further miniaturization of the device is required in the future. Has been done.

【0003】図10に従来の積上げ型キヤパシタを有す
る、dRAMの断面図を示す。その製造方法を簡単に説明す
る。
FIG. 10 shows a sectional view of a dRAM having a conventional stacked capacitor. The manufacturing method will be briefly described.

【0004】まず、単結晶基板3-1上に素子間を絶縁分
離するための酸化膜3-2を選択的に成長させる。つぎ
に、トランジスタのゲート酸化膜3-3を成長させる。ゲ
ート電極3-4として不純物を含む多結晶シリコンを堆積
させ、それを加工したのちこのゲート電極3-4および素
子間分離酸化膜3-2をマスクにイオン打込み法等を用い
て、拡散層3-5およぴ3-6を形成する。つぎに、拡散層3-
6の領域上に不純物を含む多結晶シリコン3-8を堆積させ
加工する事により、キヤパシタ下部電極3-8を形成す
る。この時、キヤパシタ下部電極3-8はゲート電極3-4や
素子間分離酸化膜3-2の上にも形成されるため、従来の
平面だけを利用する平面型キヤパシタに比べてキヤパシ
タ面積を大きくすることが可能である。なお、ゲート電
極3-4は酸化膜等の層間絶縁膜3ー7で覆っている。上記
のようにして形成したキヤパシタ下部電極3-8の上に酸
化膜等を形成し、キャパシタ絶縁膜3-9とする。この上
にさらに導電体を堆積させ加工することによりプレート
電極3-10を形成し、キャパシタを完成させている。
First, an oxide film 3-2 for insulating and isolating elements is selectively grown on a single crystal substrate 3-1. Next, the gate oxide film 3-3 of the transistor is grown. Polycrystalline silicon containing impurities is deposited as the gate electrode 3-4, processed, and then the diffusion layer 3 is formed by ion implantation using the gate electrode 3-4 and the element isolation oxide film 3-2 as a mask. -5 and 3-6 are formed. Next, the diffusion layer 3-
The capacitor lower electrode 3-8 is formed by depositing and processing polycrystalline silicon 3-8 containing impurities on the region 6. At this time, the capacitor lower electrode 3-8 is formed on the gate electrode 3-4 and the element isolation oxide film 3-2, so that the capacitor area is larger than that of the conventional planar capacitor that uses only a flat surface. It is possible to The gate electrode 3-4 is covered with an interlayer insulating film 3-7 such as an oxide film. An oxide film or the like is formed on the capacitor lower electrode 3-8 formed as described above to form a capacitor insulating film 3-9. A plate electrode 3-10 is formed by further depositing and processing a conductor on this to complete the capacitor.

【0005】さらに、この上に層間絶縁膜3-11を堆積さ
せ、トランジスタの拡散層3-5の一部が露出するように
コンタクト子L3-12を開口した後に、データ線となる導
電体層3-13を形成する。
Further, an interlayer insulating film 3-11 is deposited on this, and a contact layer L3-12 is opened so that a part of the diffusion layer 3-5 of the transistor is exposed. Form 3-13.

【0006】上記の製造方法により、基板平面上にのみ
キヤパシタを形成するプレーナ型dRAMセルに比ベキヤパ
シタ容量を大きくする事が可能となる。
The above manufacturing method makes it possible to increase the capacitance of the capacitor compared to the planar type dRAM cell in which the capacitor is formed only on the plane of the substrate.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の積
上げ容量型キヤパシタセルでは、以下に述べる2つの理
由により、キヤパシタ下部電極3-8を十分に大きくする
ことができず、素子の微細化ととともにキヤパシタ容量
が低下してしまうという間題が顕著に起こり、さらに高
集積なメモリー回路を構成する事が困難であった。すな
わち、第1に上記データ線3-13と拡散層3-5とを電気的に
接続するためには、コンタクト孔3-12が必要である。ま
た、コンタクト孔3-12とプレート電極3-10との間には加
工合せの余裕を考慮しなければならない。そのため、コ
ンタクト孔3-12および合せ余裕に必要な部分を避けてプ
レート電極3-10を形成することが必要であり、面積を大
きくすることができないという事情による。このうち合
せ余裕は、コンタクト孔3-12を形成した際に、プレート
電極3-10が露出し、その結果データ線3-13とプレート電
極3-10がシヨートするのを防ぐために必要となる。第2
に、キヤパシタの信頼性を高めるためには、キヤパシタ
下部電極3-8は、プレート電極3-10に完全に覆われてい
る必要があり、キヤパシタ下部電極3-8は、加工合せ余
裕分だけ、プレート電極3-10より小さくする必要があ
る。従って、上記の理由によりキヤパシタ下部電極3-8
を大きくすることができず、結果的にキヤパシタ容量が
小さくなってしまうという問題があった。一方、キヤパ
シタ容量は、キヤパシタ絶縁膜厚に反比例するため、上
記従来の積上げ容量形キヤパシタセルを用いてより高集
積なメモリー回路を構成し、かつ必要なキヤパシタ容量
を確保するためには、キヤパシタ絶縁膜3-9をさらに薄
膜化するという手段も考えられる。しかし、キヤパシタ
絶縁膜3-9を薄膜化すると、リーク電流の増大等により
キヤパシタの信頼性が低下してしまうという問題があり
実用的ではない。本発明の目的は、微細化しても信頼性
が高く、かつ、キヤパシタ容量の大きな半導体記憶装置
を提供することにある。
However, in the above-mentioned conventional stacked capacitance type capacitor cell, the capacitor lower electrode 3-8 cannot be made sufficiently large for the following two reasons, and with the miniaturization of the element, The problem that the capacity of the capacitor was reduced remarkably occurred, and it was difficult to construct a highly integrated memory circuit. That is, first, the contact hole 3-12 is required to electrically connect the data line 3-13 and the diffusion layer 3-5. Further, it is necessary to consider a machining alignment margin between the contact hole 3-12 and the plate electrode 3-10. Therefore, it is necessary to form the plate electrode 3-10 while avoiding the contact hole 3-12 and the portion necessary for the alignment margin, and the area cannot be increased. The alignment margin is necessary to prevent the plate electrode 3-10 from being exposed when the contact hole 3-12 is formed, and as a result, the data line 3-13 and the plate electrode 3-10 to be shorted. No. 2
In order to increase the reliability of the capacitor, the lower electrode 3-8 of the capacitor needs to be completely covered by the plate electrode 3-10, and the lower electrode 3-8 of the capacitor is only the machining allowance. It must be smaller than the plate electrode 3-10. Therefore, due to the above reasons, the capacitor lower electrode 3-8
However, there is a problem in that the capacity of the capacitor cannot be increased and the capacity of the capacitor becomes small as a result. On the other hand, the capacitance of the capacitor is inversely proportional to the thickness of the capacitor insulation film. Therefore, in order to configure a more highly integrated memory circuit using the conventional stacked capacitance type capacitor cell and to secure the required capacitor capacity, the capacitor insulation film is required. A means of further thinning 3-9 may be considered. However, thinning the capacitor insulating film 3-9 is not practical because there is a problem that the reliability of the capacitor is lowered due to an increase in leak current and the like. An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device which has high reliability even when miniaturized and has a large capacitor capacity.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、キャパ
シタ電極は、直接半導体領域までに降りてコンタクトす
るのではなく、導電体層を介してコンタクトし、そし
て、ビット線上を延びるように形成する。
According to the present invention, the capacitor electrode is formed so as not to go directly down to the semiconductor region to make a contact, but to make a contact via the conductor layer and to extend on the bit line. To do.

【0009】[0009]

【作用】本発明によれば、キャパシタ電極は、導電体層
を介してコンタクトさせるため、導電体層上の層間絶縁
膜のコンタクト孔の深さは浅くなり微細にできる。そし
て、そのキャパシタ電極はビット線上を延びるように形
成できるため、容量増大を図ることができる。
According to the present invention, since the capacitor electrode is contacted via the conductor layer, the depth of the contact hole in the interlayer insulating film on the conductor layer can be made shallow and fine. Since the capacitor electrode can be formed so as to extend on the bit line, the capacity can be increased.

【0010】[0010]

【実施例】本発明では従来の積上げ型キヤパシタセルで
問題となった、プレート電極(図10,3ー10)とコンタク
ト孔(図10,3-12)及ぴプレート電極(図10,3ー13)キ
ヤパシタ下部電極(図10,3-8)との間の加工合せ余裕が
不要となる構造としている。つまり、本発明において
は、図1に示すように、キヤパシタ下部電極1-16,キヤ
パシタ絶縁膜1-17,プレート電極1-18からなるキヤパシ
タをデータ線1-12上部に層間絶縁膜1-13を介して配置
し、コンタクト孔1-14を形成することによりキヤパシタ
下部電極1-16と拡散層1-6との間に導通を得ている。
EXAMPLE In the present invention, the plate electrode (FIGS. 10 and 3-10), the contact hole (FIGS. 10 and 3-12) and the plate electrode (FIGS. 10 and 3-13), which have been problems in the conventional stacked type capacitor cell, have been problems. ) The structure is such that a machining alignment margin with the capacitor lower electrode (FIGS. 10 and 3-8) is unnecessary. That is, in the present invention, as shown in FIG. 1, a capacitor including a capacitor lower electrode 1-16, a capacitor insulating film 1-17, and a plate electrode 1-18 is provided above the data line 1-12 and the interlayer insulating film 1-13. And the contact hole 1-14 is formed so that conduction is obtained between the capacitor lower electrode 1-16 and the diffusion layer 1-6.

【0011】なお、図1において、1-1は半導体単結晶
基板、1-12は素子間分離領域、1-3はゲート酸化膜、1ー
4はゲート電極、1-5は拡散層、1-7,1-10は層間絶縁膜、
1-11はコンタクト孔である。図1に示したような構造と
することにより、コンタクト子L1-11がプレート電極1-1
8内部に開口部を持つことはなく、プレート電極1-18と
コンタクト孔1-11とは位置的に全く非干渉であり、加工
合せ余裕を考慮する必要がない。従って、プレート電極
1ー18はセルのはば全面に一体で形成できる。そのた
め、プレート電極1-18とキヤパシタ下部電極1-16の加工
合せ余裕も不要である。
In FIG. 1, 1-1 is a semiconductor single crystal substrate, 1-12 is an element isolation region, 1-3 is a gate oxide film, 1-
4 is a gate electrode, 1-5 is a diffusion layer, 1-7 and 1-10 are interlayer insulating films,
1-11 is a contact hole. With the structure shown in FIG. 1, the contact element L1-11 becomes the plate electrode 1-1.
8 There is no opening inside, and the plate electrode 1-18 and the contact hole 1-11 are completely non-interfering in position, and it is not necessary to consider the machining alignment margin. Therefore, the plate electrode
1-18 can be formed integrally on the entire surface of the cell. Therefore, there is no need for a machining alignment margin between the plate electrode 1-18 and the capacitor lower electrode 1-16.

【0012】以上の理由により、キヤパシタ下部電極1
ー16を極めて大きく設計することができる。すなわち、
本発明によれば、半導体記憶装置では、キヤパシタ面積
を大きくすることが可能であり、キヤパシタ絶縁膜を薄
膜化せずに、十分なキヤパシタ容量を確保することがで
きる。従って、信頼性を低下させる事なく、より微細化
することができる。
For the above reasons, the capacitor lower electrode 1
The 16 can be designed to be extremely large. That is,
According to the present invention, in the semiconductor memory device, it is possible to increase the capacitor area, and it is possible to secure a sufficient capacitor capacity without thinning the capacitor insulating film. Therefore, further miniaturization can be achieved without lowering reliability.

【0013】以下、本発明の一実施例を図2乃至図6に
より説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0014】まず、図2に示すように、半導体単結晶基
板2-1に素子間を電気的に分離するためのSiO2膜を、公
知のLOCOS法等により成長させ、素子間分離酸化膜2-2と
する。次に、通常の熱酸化怯を用いて、ゲート酸化膜2-
3を成長させ、その上部に低抵抗多結晶シリコン及び、S
iO2膜をCVD法により堆積し、通常のリソグラフイー及び
ドライエツチング技術を用いて加工することにより、ゲ
ート電極2-4及び層間絶縁膜2-7を形成する。この後、CV
D法により、SiO2 膜を全面に堆積させ、異方性ドライエ
ツチングを施す事により側壁絶縁膜2-19を形成した後、
基板2-1と導電型の異なる拡散層2-5, 2-6をイオン打込
み法等を用いて自己整合的に形成する。この後熱処理を
施す事により、導入された不純物を活性化させる。拡散
層2-5,2ー6に公知の電界緩知型の拡散層構造を用いるこ
とも可能である。
First, as shown in FIG. 2, a SiO2 film for electrically isolating elements from each other is grown on a semiconductor single crystal substrate 2-1 by a known LOCOS method or the like to form an inter-element isolation oxide film 2-. Set to 2. Next, using a normal thermal oxidation film, the gate oxide film 2-
3 is grown, and low resistance polycrystalline silicon and S
A gate electrode 2-4 and an interlayer insulating film 2-7 are formed by depositing an iO2 film by a CVD method and processing it by using ordinary lithographic and dry etching techniques. After this, CV
After the SiO2 film is deposited on the entire surface by the D method and anisotropic dry etching is performed to form the sidewall insulating film 2-19,
Diffusion layers 2-5 and 2-6 having different conductivity types from the substrate 2-1 are formed in a self-aligned manner by using an ion implantation method or the like. After that, a heat treatment is performed to activate the introduced impurities. It is also possible to use a known electric field relaxation type diffusion layer structure for the diffusion layers 2-5 and 2-6.

【0015】次に、図3に示すように、拡散層2-5,2-6
の一部を露出させるコンタクト孔を開け、低抵抗多結晶
シリコンをCVD法により堆積させ、通常のリソグラフイ
及びドライエツチング技術により導電体層2-8,2-9を形
成する。その後全体をCVD法により厚いSiO2膜でおおっ
た後、通常のリソグラフイ及びドライエツチング技術に
よりコンタクト孔2-11を形成し、一方の導電体層2-9の
一部のみを露出させる。ここで、データ線2-12となる導
電体層をCVD法あるいはスパツタ法等により形成し、リ
ソグラフイ及びドライエツチング法によりパターニング
する。ここで、導電体層2-9を用いず、直接拡散層2-5に
達するコンタクト孔を形成する方法も可能であるが、コ
ンタクト孔と拡散層の合せ余裕を小さくできる点で、ま
た、横方向エッチを抑えた微細コンタクト孔とすること
ができる点で、図3に示した方式の方が優れている。
Next, as shown in FIG. 3, diffusion layers 2-5, 2-6
A contact hole exposing a part of the above is opened, low resistance polycrystalline silicon is deposited by a CVD method, and conductor layers 2-8 and 2-9 are formed by ordinary lithographic and dry etching techniques. After that, the whole is covered with a thick SiO 2 film by a CVD method, and then a contact hole 2-11 is formed by a usual lithography and dry etching technique to expose only a part of one conductor layer 2-9. Here, a conductor layer to be the data line 2-12 is formed by the CVD method, the sputtering method or the like, and is patterned by the lithographic and dry etching methods. Here, it is possible to form a contact hole directly reaching the diffusion layer 2-5 without using the conductor layer 2-9, but it is also possible to reduce the alignment margin between the contact hole and the diffusion layer, The method shown in FIG. 3 is superior to the method shown in FIG.

【0016】なお、データ線材料として、本実施例では
低抵抗多結晶シリコンを用いたが、Alなどの低抵抗金
属、Wなど高融点金属、そのシリコン化合物もしくはこ
れらの積層膜を用いることも可能である。
As the data line material, low resistance polycrystalline silicon is used in this embodiment, but a low resistance metal such as Al, a high melting point metal such as W, a silicon compound thereof, or a laminated film of these may be used. Is.

【0017】次に、全体をSiO2膜等の絶縁膜でおおった
後、リソグラフイ及びドライエツチング技術によりコン
タクト孔2ー14を形成し、導電体層2-8の一部を露出させ
る。本発明の構造においては、データ線2-12とコンタク
ト孔2-14とが平面的に重なり合わないことが重要であ
る。これを実現する1つの方法として、図4に示したよ
うにレイアウト的に重複を許しても、コンタクト孔2-14
形成の際に重なり合う部分のデータ線を除去する方法が
ある。また他の方法として、レイアウトを図9のように
することで、重複しない構造とする方法もある。
Next, after covering the whole with an insulating film such as a SiO2 film, contact holes 2-14 are formed by lithographic and dry etching techniques to expose a part of the conductor layer 2-8. In the structure of the present invention, it is important that the data line 2-12 and the contact hole 2-14 do not overlap in a plane. As one method of achieving this, even if the layout is allowed to overlap as shown in FIG.
There is a method of removing the data line of the overlapping portion at the time of formation. As another method, there is also a method in which the layout is configured as shown in FIG. 9 so that the structure does not overlap.

【0018】次に、層間絶縁膜2-15を異方性ドライエツ
チングする事により、図5に示すように、コンタクト孔
2-14の側壁部にのみ層間絶縁膜2-15を残す。その後、キ
ヤパシタ下部電極2-16となる。低抵抗多結晶シリコンを
CVD法により堆積させる。この時、堆積させる低抵抗多
結晶シリコンの膜厚をコンタクト孔2ー14の半径より小
さくすれば、キヤパシタ下部電極2-16は、コンタクト孔
内部に窪みを持ち、この窪みもキヤパシタ面積として利
用できるので都合が良い。
Then, the interlayer insulating film 2-15 is anisotropically dry-etched to form contact holes as shown in FIG.
The interlayer insulating film 2-15 is left only on the side wall of 2-14. After that, it becomes the capacitor lower electrode 2-16. Low resistance polycrystalline silicon
It is deposited by the CVD method. At this time, if the film thickness of the low-resistance polycrystalline silicon to be deposited is made smaller than the radius of the contact hole 2-14, the lower capacitor electrode 2-16 has a recess inside the contact hole, and this recess can also be used as the capacitor area. So convenient.

【0019】次に、図6に示すように、リソグラフイ及
びドライエツチング技術により、キヤパシタ下部電極2-
16をパターニングする。このキヤパシタ下部電極2-16の
表面上にキヤパシタ続縁膜2-17を形成する。キヤパシタ
絶縁膜として、本実施例では、多結晶シリコンを熱酸化
法で酸化することにより形成したSiO2膜を用いたが、CV
D法で形成したSi3N4膜、五酸化タンタルなどの高誘電率
絶縁膜もしくはこれらの積層膜も利用可能である。最後
に、プレート電極2-18となる低抵抗多結晶シリコンをCV
D法により全面に形成する。この後、必要に応じてメモ
リアレー周辺で、プレート電極2-18に開口部を持っコン
タクト孔を設け、データ線2-12及ぴゲート電極2-4をプ
レート電極2-18の上部に取り出し、周辺回路との接続を
行う。以上の工程により本発明の半導体記憶装置が完成
する。
Next, as shown in FIG. 6, the capacitor lower electrode 2- is formed by lithographic and dry etching techniques.
Pattern 16 A capacitor cascading film 2-17 is formed on the surface of the capacitor lower electrode 2-16. In this embodiment, as the capacitor insulating film, a SiO2 film formed by oxidizing polycrystalline silicon by a thermal oxidation method is used.
A Si3N4 film formed by the D method, a high dielectric constant insulating film such as tantalum pentoxide, or a laminated film thereof can also be used. Finally, CV is applied to the low resistance polycrystalline silicon that will become the plate electrodes 2-18.
Formed on the entire surface by D method. After this, if necessary, around the memory array, a contact hole having an opening is provided in the plate electrode 2-18, and the data line 2-12 and the gate electrode 2-4 are taken out to the upper part of the plate electrode 2-18. Connect to peripheral circuits. Through the above steps, the semiconductor memory device of the present invention is completed.

【0020】なお、本実施例では、キヤパシタ下部電極
2-16及び、プレート電極2-18に低抵抗多結晶シリコンを
用いたが、この一方あるいは両方の電極材料として、A
l, Auなどの低抵抗金属あるいは、Wなどの高融点金
属、そのシリコン化合物もしくは、これらの積層膜を用
いることも可能である。
In this embodiment, the capacitor lower electrode
2-16 and plate electrodes 2-18 were made of low-resistance polycrystalline silicon.
It is also possible to use a low resistance metal such as l or Au, a high melting point metal such as W, a silicon compound thereof, or a laminated film thereof.

【0021】[0021]

【発明の効果】図7には本発明によるキヤパシタセルの
レイアウト図を、また、図8には、従来の積上げ型キヤ
パシタセルのレイアウト図をそれぞれ概略図で示した。
図7、図8とも2交点セルの場合を示したが、本発明は1
交点セルにも適用可能である。なお、両図とも、合せ余
裕、線幅、スペース幅は同じである。
The layout of the capacitor cell according to the present invention is shown in FIG. 7, and the layout of the conventional stacked type capacitor cell is shown in FIG.
Although FIG. 7 and FIG. 8 show the case of a two-intersection cell, the present invention
It is also applicable to intersection cells. Note that the alignment margin, line width, and space width are the same in both figures.

【0022】図7に示した実施例では、プレート電極
は、セル全面をおおっており、図8のプレート電極5-5
のような開口部が必要でない。これは、キヤパシタ部を
データ線の上部まで持上げた本発明の構造により、従来
の積上げ型キヤパシタセルに見られた。プレート電極5-
5とコンタクト孔5-6との合せを考慮する必要がなくなっ
た為である。これにより、キヤパシタ下部電極4-4は、
隣接するセルのキヤパシタ下部電極に影響をおよばさな
い範囲内で大きくできる為、同じセル面積でもキヤパシ
タ面積を著しく大きくすることが可能である。従来の積
上げ容量形キヤパシタセルにおけるキヤパシタ面積は、
キヤパジタ下部電極の側壁部を考慮に入れても、セル面
積の60%程度にしか達していない。
In the embodiment shown in FIG. 7, the plate electrode covers the entire surface of the cell, and the plate electrode 5-5 shown in FIG.
No such opening is required. This was found in the conventional stacked type capacitor cell due to the structure of the present invention in which the capacitor portion is lifted to the upper part of the data line. Plate electrode 5-
This is because it is no longer necessary to consider the combination of 5 and the contact hole 5-6. As a result, the capacitor lower electrode 4-4 is
Since the size can be increased within a range that does not affect the lower capacitor electrodes of adjacent cells, it is possible to significantly increase the capacitor area even with the same cell area. The area of the capacitor in the conventional stacked capacity type capacitor cell is
Even if the side wall of the lower electrode of the capacitor is taken into consideration, it reaches only about 60% of the cell area.

【0023】これに対し、本発明によれば、キヤパシタ
面積は、セル面積の130%以上に達し、キヤパシタ面積は
2倍以上の増加が可能である。実際に、図7のレイアウ
トに従って試作した結果、キヤパシタ面積は、セル面積
の140%に達しており、本発明の効果が確認された。
On the other hand, according to the present invention, the capacitor area reaches 130% or more of the cell area, and the capacitor area is
It is possible to increase it more than twice. As a result of actually making a prototype according to the layout of FIG. 7, the capacitor area reached 140% of the cell area, confirming the effect of the present invention.

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

【図1】本発明の一実施の形態である半導体記憶装置の
要部断面図である。
FIG. 1 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施の形態である半導体記憶装置の
製造工程の一例を示した要部断面図である。
FIG. 2 is a fragmentary cross-sectional view showing an example of a manufacturing process of the semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施の形態である半導体記憶装置の
製造工程の一例を示した要部断面図である。
FIG. 3 is a main-portion cross-sectional view showing an example of manufacturing process of a semiconductor memory device in accordance with an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施の形態である半導体記憶装置の
製造工程の一例を示した要部断面図である。
FIG. 4 is a main-portion cross-sectional view showing an example of manufacturing process of a semiconductor memory device in accordance with an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施の形態である半導体記憶装置の
製造工程の一例を示した要部断面図である。
FIG. 5 is a main-portion cross-sectional view showing an example of manufacturing process of the semiconductor memory device in accordance with one embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施の形態である半導体記憶装置の
製造工程の一例を示した要部断面図である。
FIG. 6 is a fragmentary cross-sectional view showing an example of a manufacturing process of the semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の一実施の形態である半導体記憶装置の
平面レイアウト図である。
FIG. 7 is a plan layout view of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.

【図8】従来構造の半導体記憶装置の平面レイアウト図
である。
FIG. 8 is a plan layout view of a semiconductor memory device having a conventional structure.

【図9】本発明の他の実施の形態である半導体記憶装置
の平面レイアウト図である。
FIG. 9 is a plan layout view of a semiconductor memory device according to another embodiment of the present invention.

【図10】従来構造の半導体記憶装置を示した要部断面
図である。
FIG. 10 is a main-portion cross-sectional view showing a semiconductor memory device having a conventional structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1-1 半導体単結晶基板 1-2 素子間分離酸化膜 1-3 ゲート酸化膜 1-4 ゲート電極 1-5 拡散層 1-6 拡散層 1-7 層間絶縁膜 1-10層間絶縁膜 1-11 コンタクト孔 1-12データ線 1-13 層間絶縁膜 1-14 コンタクト孔 1-16 キヤパシタ下部電極 1-17 キヤパシタ絶縁膜 1-18 プレート電極 1-1 Semiconductor single crystal substrate 1-2 Isolation oxide film between elements 1-3 Gate oxide film 1-4 Gate electrode 1-5 Diffusion layer 1-6 Diffusion layer 1-7 Interlayer insulation film 1-10 Interlayer insulation film 1- 11 Contact hole 1-12 Data line 1-13 Interlayer insulation film 1-14 Contact hole 1-16 Capacitor lower electrode 1-17 Capacitor insulation film 1-18 Plate electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平岩 篤 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 飯島 晋平 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 木須 輝明 東京都小平市上水本町1448番地 日立超エ ル・エス・アイ・エンジニアリング株式会 社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Atsushi Hiraiwa 1-280, Higashi Koikeku, Kokubunji, Tokyo, Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Shinhei Iijima 1-280, Higashi Koikeku, Kokubunji, Tokyo Hitachi, Ltd. Central Research Laboratory (72) Inventor Teruaki Kizu 1448, Kamisuihonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Hitachi Ultra Engineering Engineering Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基体主面に少なくとも一対の半導体
領域、ゲート絶縁膜およびゲート電極を構成するスイッ
チ用トランジスタを形成し、上記半導体領域のそれぞれ
に第1、第2導電体層をパターン形成し、上記第2導電
体層にコンタクトするビット線を形成し、しかる後、上
記ビット線上に層間絶縁膜を堆積し、該層間絶縁膜に、
上記第1導電体膜の一部が露出するようにコンタクト孔
を設け、該第1導電体層に電気的なコンタクトを成し、
上記ビット線上を延びるようにキャパシタを形成するこ
とを特徴とする半導体記憶装置の製造方法。
1. A switching transistor forming at least a pair of semiconductor regions, a gate insulating film and a gate electrode is formed on a main surface of a semiconductor substrate, and first and second conductor layers are patterned on each of the semiconductor regions. Forming a bit line in contact with the second conductor layer, and then depositing an interlayer insulating film on the bit line,
A contact hole is formed so that a part of the first conductor film is exposed, and an electrical contact is made to the first conductor layer,
A method of manufacturing a semiconductor memory device, comprising forming a capacitor so as to extend on the bit line.
【請求項2】半導体基体主面に少なくとも一対の半導体
領域、ゲート絶縁膜およびゲート電極を構成するスイッ
チ用トランジスタを形成し、上記半導体領域のそれぞれ
に第1、第2導電体層をパターン形成し、上記第2導電
体層にコンタクトするビット線を形成し、しかる後、上
記ビット線上に層間絶縁膜を堆積し、該層間絶縁膜に、
上記第1導電体膜の一部が露出するようにコンタクト孔
を設け、該第1導電体層に電気的なコンタクトを成し、
上記ビット線上を延びるように第1キャパシタ電極をパ
ターン形成し、該第1キャパシタ電極の表面に沿うキャ
パシタ絶縁膜を被覆し、該キャパシタ絶縁膜を覆うよう
に第2キャパシタ電極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。
2. A switching transistor forming at least a pair of semiconductor regions, a gate insulating film and a gate electrode is formed on a main surface of a semiconductor substrate, and first and second conductor layers are patterned on each of the semiconductor regions. Forming a bit line in contact with the second conductor layer, and then depositing an interlayer insulating film on the bit line,
A contact hole is formed so that a part of the first conductor film is exposed, and an electrical contact is made to the first conductor layer,
A first capacitor electrode is patterned so as to extend on the bit line, a capacitor insulating film along the surface of the first capacitor electrode is covered, and a second capacitor electrode is formed so as to cover the capacitor insulating film. Manufacturing method of semiconductor memory device.
【請求項3】上記キャパシタ絶縁膜はSi3N4、五酸化タ
ンタルより選択された材料の一層膜もしくはそれらの積
層より成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。
3. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 2, wherein the capacitor insulating film is a single layer film of a material selected from Si3N4 and tantalum pentoxide or a laminated layer thereof.
【請求項4】半導体基体主面に少なくとも一対の半導体
領域、ゲート絶縁膜およびゲート電極を構成するスイッ
チ用トランジスタを形成し、上記半導体領域のそれぞれ
に第1、第2導電体層をパターン形成し、上記第2導電
体層にコンタクトするビット線を形成し、しかる後、上
記ビット線上に第1層間絶縁膜を堆積し、該第1層間絶
縁膜に、上記第1導電体膜上に位置した開口を設け、該
開口を有する上記第1層間絶縁膜に第2層間絶縁膜を堆
積し、該第2層間絶縁膜を異方性ドライエッチングする
ことにより、該開口に位置したところに上記第1導電体
膜の一部が露出し、該第1層間絶縁膜開口部に側壁とし
て該第2層間絶縁膜の一部が残されたコンタクト孔を設
け、該第1導電体層に電気的なコンタクトを成し、上記
ビット線上を延びるようにキャパシタを形成することを
特徴とする半導体記憶装置の製造方法。
4. A switching transistor forming at least a pair of semiconductor regions, a gate insulating film and a gate electrode is formed on the main surface of a semiconductor substrate, and first and second conductor layers are patterned on each of the semiconductor regions. Forming a bit line in contact with the second conductor layer, and then depositing a first interlayer insulating film on the bit line, and arranging the first interlayer insulating film on the first conductor film. An opening is provided, a second interlayer insulating film is deposited on the first interlayer insulating film having the opening, and the second interlayer insulating film is anisotropically dry-etched so that the first interlayer insulating film is located at the opening. A contact hole is formed by exposing a part of the conductor film and leaving a part of the second interlayer insulating film as a sidewall in the opening of the first interlayer insulating film, and making an electrical contact with the first conductor layer. And extend above the bit line The method of manufacturing a semiconductor memory device, and forming a capacitor as.
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