JPH09246402A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacture thereof

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JPH09246402A
JPH09246402A JP8046258A JP4625896A JPH09246402A JP H09246402 A JPH09246402 A JP H09246402A JP 8046258 A JP8046258 A JP 8046258A JP 4625896 A JP4625896 A JP 4625896A JP H09246402 A JPH09246402 A JP H09246402A
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shaped grooves
side wall
forming
semiconductor substrate
impurities
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Toshihisa Goto
利久 後藤
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize high integration without lowering the driving capability of a transistor, by forming a source/drain region on one sidewall of each of a plurality of V-shaped grooves, forming a channel region on the other sidewall, and forming a plurality of gate electrodes on the plurality of V-shaped grooves in a direction of crossing the V-shaped grooves via gate insulating films. SOLUTION: An oxide film is formed on the surface of a P-type silicon substrate 21. After a photoresist film is formed on the oxide film, anisotropic wet etching is performed using the photoresist film as a mask, thus forming a plurality of V-shaped grooves 22 in parallel. On one sidewall 22a of each of the V-shaped grooves 22, an N-type source/drain region 23 is formed. Across the plurality of V-shaped grooves 22, a plurality of gate electrodes 24 are formed via gate insulating films 25 in a direction perpendicular to the V-shaped grooves 22. Thus, high integration may be realized without lowering the driving capability of a transistor.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置および
その製造方法に関し、特に、高集積化に優れたLSIメ
モリのメモリセルアレイおよびそ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 device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a memory cell array of an LSI memory excellent in high integration and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、メモリセルアレイの高集積化に伴
い、これを構成するMOSトランジスタが大幅に縮小さ
れており、素子面積が小さく、かつ駆動能力の大きいM
OSトランジスタの必要性が高まっている。従来、この
種のメモリセルアレイでは、フラットセル構造を用い
て、高集積化が図られている。すなわち、図3に示すよ
うに、シリコン基板1の表面部に、ビット線となる複数
のソース/ドレイン領域2が平行に形成され、これらソ
ース/ドレイン領域2上に、ワード線となる複数のゲー
ト電極3がゲート酸化膜4を介してソース/ドレイン領
域2と直交する方向に形成され、MOSトランジスタを
格子状に配列している。
2. Description of the Related Art In recent years, with the high integration of memory cell arrays, the MOS transistors forming them have been greatly reduced in size, and the element area is small and the M drive capacity is large.
The need for OS transistors is increasing. Conventionally, this type of memory cell array has been highly integrated by using a flat cell structure. That is, as shown in FIG. 3, a plurality of source / drain regions 2 to be bit lines are formed in parallel on the surface of the silicon substrate 1, and a plurality of gates to be word lines are formed on these source / drain regions 2. Electrodes 3 are formed in a direction orthogonal to source / drain regions 2 via gate oxide film 4, and MOS transistors are arranged in a grid pattern.

【0003】また、さらに高集積化を図るため、図4に
示すように、シリコン基板11の表面部に、複数の矩形
状のトレンチ溝12が平行に形成され、これらトレンチ
溝12,12間およびトレンチ溝12の底部にソース/
ドレイン領域14が形成され、トレンチ溝12およびソ
ース/ドレイン領域14上に、複数のゲート電極16が
ゲート酸化膜15を介してトレンチ溝12と直交する方
向に形成されたものが提案されている。
Further, in order to achieve higher integration, as shown in FIG. 4, a plurality of rectangular trench grooves 12 are formed in parallel on the surface portion of the silicon substrate 11, and between these trench grooves 12, 12. At the bottom of the trench groove 12
It is proposed that the drain region 14 is formed, and a plurality of gate electrodes 16 are formed on the trench groove 12 and the source / drain regions 14 via the gate oxide film 15 in a direction orthogonal to the trench groove 12.

【0004】その製造方法を、図5〜図7に示す。ま
ず、シリコン基板11の表面部に、複数の矩形状のトレ
ンチ溝12を平行に形成した(図5(a)参照)後、化
学気相成長法および異方性エッチング技術により、トレ
ンチ溝12の両側壁12a,12bにSiO2 膜のサイ
ドウォール13を形成する。次に、サイドウォール13
をマスクとして、不純物をイオン注入101し(図5
(b)参照)、トレンチ溝12の周辺部および底部にソ
ース/ドレイン領域14を形成した後、サイドウォール
13を除去する。
The manufacturing method is shown in FIGS. First, a plurality of rectangular trench grooves 12 are formed in parallel on the surface portion of the silicon substrate 11 (see FIG. 5A), and then the trench grooves 12 are formed by the chemical vapor deposition method and the anisotropic etching technique. Sidewalls 13 of SiO 2 film are formed on both side walls 12a and 12b. Next, the sidewall 13
Using the mask as a mask, impurities are ion-implanted 101 (see FIG.
(See (b)), after forming the source / drain regions 14 in the peripheral portion and the bottom portion of the trench groove 12, the sidewall 13 is removed.

【0005】続いて、熱酸化を行い、トレンチ溝12お
よびソース/ドレイン領域14上にゲート酸化膜15を
形成する(図5(c)参照)。その後、ゲート酸化膜1
5上にゲート電極材を堆積し、このゲート電極材をフォ
トリソグラフィおよびエッチング技術を用いてパターニ
ングし、トレンチ溝12と直交する方向に複数のゲート
電極16を形成する(図5(d)参照)。
Then, thermal oxidation is performed to form a gate oxide film 15 on the trench groove 12 and the source / drain regions 14 (see FIG. 5C). After that, the gate oxide film 1
5, a gate electrode material is deposited, and the gate electrode material is patterned using photolithography and etching techniques to form a plurality of gate electrodes 16 in a direction orthogonal to the trench grooves 12 (see FIG. 5D). .

【0006】その後、MOSトランジスタへの情報の書
き込みおよびMOSトランジスタ間の素子分離を行なう
場合は、シリコン基板11の全面にフォトレジスト膜1
7を形成し、MOSトランジスタの一方の側壁12aの
チャネル領域上のフォトレジスト膜17をフォトリソグ
ラフィ技術により開口した後、トレンチ溝12の一方の
側壁12aに不純物をイオン注入102する(図6参
照)。また、前述した手順により、他方の側壁12bに
も不純物をイオン注入する。
Thereafter, when writing information to the MOS transistors and separating elements between the MOS transistors, the photoresist film 1 is formed on the entire surface of the silicon substrate 11.
7 is formed, the photoresist film 17 on the channel region of one side wall 12a of the MOS transistor is opened by the photolithography technique, and then impurities are ion-implanted into one side wall 12a of the trench groove 12 (see FIG. 6). . Further, impurities are ion-implanted into the other side wall 12b by the procedure described above.

【0007】あるいは、フォトレジスト膜17を用い
ず、トレンチ溝12の一方の側壁12aに不純物を斜め
方向からイオン注入103する(図7(a)参照)と共
に、他方の側壁12bにも不純物を斜め方向からイオン
注入104し(図7(b)参照)、MOSトランジスタ
のしきい値を変更する。なお、このような技術は、たと
えば特開平2−312278号公報に開示されている。
Alternatively, without using the photoresist film 17, impurities are ion-implanted 103 into one side wall 12a of the trench groove 12 from an oblique direction (see FIG. 7 (a)), and impurities are obliquely injected into the other side wall 12b. Ion implantation 104 is performed from the direction (see FIG. 7B) to change the threshold value of the MOS transistor. It should be noted that such a technique is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-312278.

【0008】また、トレンチ溝の表面部にソース/ドレ
イン領域が形成され、トレンチ溝の両側壁にゲート酸化
膜を介してゲート電極が形成されたものが、たとえば特
開平5−308135号公報に開示されている。さら
に、凹部の中心部および周辺部にソース/ドレイン領域
が形成され、凹部の側部にゲート絶縁膜を介してゲート
電極が形成されたものが、たとえば特開昭63−153
861号および特開昭64−73673号公報に開示さ
れている。
A source / drain region is formed on the surface of the trench groove, and a gate electrode is formed on both side walls of the trench groove via a gate oxide film, which is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-308135. Has been done. Further, a source / drain region is formed in the central portion and the peripheral portion of the recess, and a gate electrode is formed on the side of the recess via a gate insulating film.
No. 861 and Japanese Patent Laid-Open No. 64-73673.

【0009】さらにまた、半導体基板の表面部にチャネ
ル領域を隔ててソース/ドレイン領域が形成され、チャ
ネル領域の上面が矩形波形状または三角波形状を有し、
チャネル領域上にゲート絶縁膜を介してゲート電極が形
成されたものが、たとえば特開平5−75121号公報
に開示されている。
Further, source / drain regions are formed on the surface of the semiconductor substrate with a channel region therebetween, and the upper surface of the channel region has a rectangular wave shape or a triangular wave shape.
A structure in which a gate electrode is formed on a channel region via a gate insulating film is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-75121.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述したメ
モリセルアレイおいては、次のような問題点があること
が本発明者により見い出された。すなわち、特開平2−
312278号公報(図4〜図7に示す)では、MOS
トランジスタのチャネル領域および素子分離領域が、ト
レンチ溝12の両側壁12a,12bに形成されるた
め、フォトレジスト膜17を用いてMOSトランジスタ
への情報の書き込みおよび素子分離を行なう場合、トレ
ンチ溝12の一方の側壁12aまたは他方の側壁12b
の近傍のみを露出させるフォトレジスト膜17のパター
ンをそれぞれ形成しなければならない。
However, the present inventor has found that the above-mentioned memory cell array has the following problems. That is, JP-A-2-
In Japanese Patent No. 312278 (shown in FIGS. 4 to 7), the MOS
Since the channel region and the element isolation region of the transistor are formed on both side walls 12a and 12b of the trench groove 12, when the photoresist film 17 is used to write information into the MOS transistor and isolate the element, the trench groove 12 is formed. One side wall 12a or the other side wall 12b
It is necessary to form a pattern of the photoresist film 17 that exposes only the vicinity thereof.

【0011】このため、工程数が増加すると共に、トレ
ンチ溝12の幅をフォトレジスト膜17のパターンの位
置合わせ余裕を含めた解像可能な幅に設定しなければな
らないので、微細化に限界が生じる。これは、特開平5
−308135号公報、特開昭63−153861号公
報、特開昭64−73673号公報および特開平5−7
5121号公報についても同様のことがいえる。
For this reason, the number of steps is increased and the width of the trench groove 12 must be set to a resolvable width including the alignment margin of the pattern of the photoresist film 17, which limits the miniaturization. Occurs. This is Japanese Patent Laid-Open No.
-308135, JP-A-63-153861, JP-A-64-73673 and JP-A-5-7.
The same can be said for the 5121 publication.

【0012】また、トレンチ溝12の幅が狭く、フォト
レジスト膜17を使用できない場合は、トレンチ溝12
の両側壁12a,12bがシリコン基板11に対して垂
直方向に形成されているため、トレンチ溝12の一方の
側壁12aに不純物を斜め方向からイオン注入103
し、他方の側壁12bにも不純物を斜め方向からイオン
注入104しなければならない。つまり、2回の傾斜イ
オン注入工程が必要となり、工程数が増加する。
When the width of the trench groove 12 is narrow and the photoresist film 17 cannot be used, the trench groove 12 is used.
Since both side walls 12a and 12b of the trench are vertically formed with respect to the silicon substrate 11, impurities are ion-implanted into one side wall 12a of the trench groove 12 from an oblique direction.
However, the impurities must be ion-implanted 104 into the other side wall 12b from an oblique direction. That is, two tilted ion implantation processes are required, which increases the number of processes.

【0013】さらに、かかる傾斜イオン注入では、一方
の側壁12a(または他方の側壁12b)の垂直方向全
域に不純物を制御性よくイオン注入することが難しい
上、他方の側壁12b(または一方の側壁12a)の上
部の角がイオン注入を遮るため、不純物のイオン注入に
ばらつきが生じ、所望の耐圧が得られない。
Further, in such tilted ion implantation, it is difficult to implant impurities with good controllability over the entire area of one side wall 12a (or the other side wall 12b) in the vertical direction, and the other side wall 12b (or one side wall 12a). Since the upper corner of () obstructs the ion implantation, the impurity ion implantation varies, and the desired breakdown voltage cannot be obtained.

【0014】勿論、不純物を両側壁12a,12bの全
域に渡ってイオン注入するため、不純物の注入エネルギ
ーを変え、複数回に分けて注入してもよいが、これでは
工程数が増加する。
Of course, since the impurities are ion-implanted over the entire area of the both side walls 12a and 12b, the impurity implantation energy may be changed and the impurities may be implanted in plural times, but this increases the number of steps.

【0015】本発明の目的は、前述した問題点に鑑み、
低工程数で、トランジスタの駆動能力を低下することな
く、高集積化を行なうことができる半導体装置およびそ
の製造方法を提供することにある。本発明の前記ならび
にその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および
添付図面から明らかになるであろう。
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems.
It is an object of the present invention to provide a semiconductor device which can be highly integrated without reducing the driving ability of a transistor in a small number of steps, and a manufacturing method thereof. The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。本発明の半導体装置は、半導体基
板上に複数のV字形溝が形成され、複数のV字形溝の一
側壁にソース/ドレイン領域が形成されると共に、複数
のV字形溝の他側壁にチャネル領域が形成され、複数の
V字形溝と交差する方向の複数のV字形溝上に複数のゲ
ート電極がゲート絶縁膜を介して形成されたものであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows. In the semiconductor device of the present invention, a plurality of V-shaped grooves are formed on a semiconductor substrate, a source / drain region is formed on one side wall of the plurality of V-shaped grooves, and a channel region is formed on the other side wall of the plurality of V-shaped grooves. Are formed, and a plurality of gate electrodes are formed on a plurality of V-shaped grooves in a direction intersecting with the plurality of V-shaped grooves via a gate insulating film.

【0017】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
半導体基板の表面部に、複数のV字形溝を形成し、複数
のV字形溝上にゲート絶縁膜を形成した後、V字形溝の
一側壁に半導体基板とは異種導電型の不純物を斜め方向
からイオン注入し、ソース/ドレイン領域を形成し、ゲ
ート絶縁膜上に複数のV字形溝と交差する方向に複数の
ゲート電極を形成した後、複数のV字形溝の他側壁に半
導体基板と同種導電型の不純物を半導体基板に対して垂
直方向からイオン注入することを特徴とし、複数のV字
形溝を異方性ウェットエッチングにより形成し、異種導
電型の不純物をV字形溝の他側壁に平行あるいは他側壁
の傾斜角度より大きい傾斜角度でV字形溝の一側壁にイ
オン注入するものである。
The semiconductor device manufacturing method of the present invention is
After forming a plurality of V-shaped grooves on the surface of the semiconductor substrate and forming a gate insulating film on the plurality of V-shaped grooves, impurities of a conductivity type different from those of the semiconductor substrate are obliquely formed on one side wall of the V-shaped grooves. Ion implantation is performed to form source / drain regions, and a plurality of gate electrodes are formed on the gate insulating film in a direction intersecting with the plurality of V-shaped grooves, and then the same kind of conductivity as the semiconductor substrate is formed on the other side wall of the plurality of V-shaped grooves. Type impurities are ion-implanted in a direction perpendicular to the semiconductor substrate, and a plurality of V-shaped grooves are formed by anisotropic wet etching. Impurities of different conductivity types are formed in parallel with the other sidewalls of the V-shaped grooves. Ions are implanted into one side wall of the V-shaped groove at an inclination angle larger than the inclination angle of the other side wall.

【0018】前述した手段によれば、V字形溝のテーパ
を有する一側壁に不純物を斜め方向、特にV字形溝の他
側壁に平行あるいは他側壁の傾斜角度より大きい傾斜角
度でイオン注入することにより、ソース/ドレイン領域
がセルフアラインで制御性よく形成される。このとき、
V字形溝の他側壁もテーパを有するため、一側壁へのイ
オン注入を妨げることはない。
According to the above-mentioned means, impurities are ion-implanted into one side wall having the taper of the V-shaped groove in an oblique direction, particularly parallel to the other side wall of the V-shaped groove or at an inclination angle larger than the inclination angle of the other side wall. , The source / drain regions are formed in self-alignment with good controllability. At this time,
Since the other side wall of the V-shaped groove also has a taper, the ion implantation into one side wall is not hindered.

【0019】情報の書き込みおよび素子分離のための不
純物のイオン注入は、半導体基板に対して垂直方向から
V字形溝のテーパを有する他側壁に対して行なわれるの
で、情報の書き込みおよび素子分離は制御性よく安定的
に行なえる。ゲート電極をエッチングにより形成する場
合、下地がV字形溝なので、ゲート電極材のカバレッジ
が向上し、エッチ残りが生じない。
Impurity ion implantation for writing information and element isolation is performed on the other side wall having a taper of a V-shaped groove from the direction perpendicular to the semiconductor substrate, so that information writing and element isolation are controlled. It can be performed with good performance and stability. When the gate electrode is formed by etching, since the base is a V-shaped groove, the coverage of the gate electrode material is improved and no etching residue occurs.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。ここで、図1は本発明の実
施の形態に係るメモリセルアレイの斜視断面図、図2は
本発明の実施の形態に係るメモリセルアレイの製造方法
を説明する工程断面図を示す。また、実施の形態を説明
するための全図において、同一の機能を有するものは同
一の符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Here, FIG. 1 is a perspective sectional view of a memory cell array according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a process sectional view illustrating a method for manufacturing a memory cell array according to the embodiment of the present invention. In all the drawings for explaining the embodiments, parts having the same function are designated by the same reference numeral, and the repeated description thereof will be omitted.

【0021】図1において、メモリセルアレイの主要部
は、P型シリコン基板21上に、複数のV字形溝22が
平行に形成され、V字形溝22の一側壁22aにN型ソ
ース/ドレイン領域23が形成され、複数のV字形溝2
2上に跨がるように、複数のゲート電極24がゲート酸
化膜25を介してV字形溝22と直交する方向に形成さ
れており、V字形溝22の他側壁22bはチャネル領域
または素子分離領域となっている。
In FIG. 1, the main part of the memory cell array is such that a plurality of V-shaped grooves 22 are formed in parallel on a P-type silicon substrate 21, and one side wall 22a of the V-shaped groove 22 has an N-type source / drain region 23. And a plurality of V-shaped grooves 2 are formed.
2, a plurality of gate electrodes 24 are formed in a direction orthogonal to the V-shaped groove 22 via a gate oxide film 25, and the other side wall 22b of the V-shaped groove 22 is a channel region or an element isolation region. It has become an area.

【0022】次に、かかるメモリセルアレイの製造方法
について、図2を参照して説明する。まず、(100)
結晶面を有するP型シリコン基板21の主面に、保護膜
としての酸化膜(図示略す)を形成する。次に、この酸
化膜上にフォトレジスト膜(図示略す)を形成した後、
フォトリソグラフィ技術を用いて、P型シリコン基板2
1のV字形溝形成予定領域上のフォトレジスト膜を開口
する。
Next, a method of manufacturing such a memory cell array will be described with reference to FIG. First, (100)
An oxide film (not shown) as a protective film is formed on the main surface of the P-type silicon substrate 21 having a crystal plane. Next, after forming a photoresist film (not shown) on this oxide film,
The P-type silicon substrate 2 is formed by using the photolithography technique.
The photoresist film is opened on the region 1 in which the V-shaped groove is to be formed.

【0023】その後、このフォトレジスト膜をマスクに
して、酸化膜をエッチング除去し、さらに、水酸化カリ
ウム(KOH)溶液またはトリメチルアンモニウムヒド
ロオキシド(TMAH)溶液による異方性ウェットエッ
チングを行ない、P型シリコン基板21の表面部に平行
に配列された複数のV字形溝22を形成する。
Then, using this photoresist film as a mask, the oxide film is removed by etching, and anisotropic wet etching with a potassium hydroxide (KOH) solution or a trimethylammonium hydroxide (TMAH) solution is performed to obtain a P type. A plurality of V-shaped grooves 22 arranged in parallel are formed on the surface of the silicon substrate 21.

【0024】この場合、V字形溝22の幅は、たとえば
1〜2μm、深さは、たとえば0.5〜1μmとされ
る。その後、フォトレジスト膜はアッシング除去され、
酸化膜も除去する。なお、水酸化カリウム(KOH)溶
液またはトリメチルアンモニウムヒドロオキシド(TM
AH)溶液による異方性ウェットエッチングでは、酸化
膜は殆どエッチングされず、P型シリコン基板21にお
いては、(111)面が殆どエッチングされないので、
(100)面のP型シリコン基板21では、サイドエッ
チング量が少なくなる(図2(a)参照)。
In this case, the V-shaped groove 22 has a width of, for example, 1 to 2 μm and a depth of, for example, 0.5 to 1 μm. After that, the photoresist film is removed by ashing,
The oxide film is also removed. In addition, potassium hydroxide (KOH) solution or trimethylammonium hydroxide (TM
In the anisotropic wet etching using the (AH) solution, the oxide film is hardly etched and the (111) plane is hardly etched in the P-type silicon substrate 21,
In the (100) plane P-type silicon substrate 21, the amount of side etching is small (see FIG. 2A).

【0025】次に、高温酸素雰囲気中で熱酸化を行い、
V字形溝22上にゲート酸化膜25を被着形成した後、
V字形溝22の一側壁22aに、たとえば砒素(As)
などのN型不純物をドーズ量3×1015cm-2程度の濃
度で斜め方向からイオン注入105する。
Next, thermal oxidation is performed in a high temperature oxygen atmosphere,
After depositing a gate oxide film 25 on the V-shaped groove 22,
For example, arsenic (As) is formed on one side wall 22a of the V-shaped groove 22.
Ion implantation 105 is performed with an N-type impurity such as the above at a concentration of about 3 × 10 15 cm −2 in an oblique direction.

【0026】このとき、N型不純物が一側壁22aにの
み注入されるように、V字形溝22の他側壁22bに平
行あるいは他側壁22bの傾斜角度より若干大きい角度
となるように、たとえば35°〜40°でイオン注入1
05する。これにより、V字形溝22の一側壁22aに
N型ソース/ドレイン領域23が形成され、他側壁22
bはチャネル領域あるいは素子分離領域となる(図2
(b)参照)。
At this time, the N-type impurity is injected only into the one side wall 22a so that it is parallel to the other side wall 22b of the V-shaped groove 22 or slightly larger than the inclination angle of the other side wall 22b, for example, 35 °. Ion implantation 1 at ~ 40 °
05. As a result, the N-type source / drain region 23 is formed on one side wall 22a of the V-shaped groove 22, and the other side wall 22 is formed.
b is a channel region or an element isolation region (see FIG. 2).
(B)).

【0027】次に、ゲート酸化膜25上にゲート電極材
であるポリシリコン層をCVD法で堆積した後、フォト
リソグラフィおよびエッチング技術を用いて、ポリシリ
コン層をパターニングし、複数のゲート電極24を、複
数のV字形溝22上に跨がるように、V字形溝22と直
交する方向に形成する(図2(c)参照)。
Next, a polysilicon layer which is a gate electrode material is deposited on the gate oxide film 25 by the CVD method, and then the polysilicon layer is patterned using photolithography and etching techniques to form a plurality of gate electrodes 24. , Is formed in a direction orthogonal to the V-shaped groove 22 so as to extend over the plurality of V-shaped grooves 22 (see FIG. 2C).

【0028】しかる後、P型シリコン基板21上にフォ
トレジスト膜26を堆積し、フォトリソグラフィ技術を
用いて、MOSトランジスタ間の素子分離領域形成予定
領域上のフォトレジスト膜26を開口する。その後、フ
ォトレジスト膜26の開口部26aより、たとえばボロ
ン(B)をドーズ量3×1013cm-2程度の濃度でイオ
ン注入106し、素子分離を行なう。
After that, a photoresist film 26 is deposited on the P-type silicon substrate 21, and the photoresist film 26 is formed on the element isolation region formation scheduled region between the MOS transistors by using the photolithography technique. Thereafter, for example, boron (B) is ion-implanted 106 at a dose amount of about 3 × 10 13 cm -2 through the opening 26a of the photoresist film 26 to perform element isolation.

【0029】また、所望のMOSトランジスタに情報を
書き込む場合は、フォトリソグラフィ技術を用いて、フ
ォトレジスト膜26のチャネル領域形成予定領域上を開
口し、このフォトレジスト膜26をマスクとして、ボロ
ン(B)を書き込みイオン注入し(図2(d)参照)、
MOSトランジスタのしきい値を変更する。その後、フ
ォトレジスト膜26をアッシング除去し、メモリセルア
レイを完成する(図1参照)。
Further, when writing information to a desired MOS transistor, a photolithography technique is used to open a region of the photoresist film 26 where a channel region is to be formed, and the photoresist film 26 is used as a mask for boron (B ) Write ion implantation (see FIG. 2D),
Change the threshold value of the MOS transistor. Then, the photoresist film 26 is removed by ashing to complete the memory cell array (see FIG. 1).

【0030】このように、本実施の形態では、V字形溝
22の他側壁22bに平行あるいは他側壁22bの傾斜
角度より若干大きい角度となるように、V字形溝22の
テーパを有する一側壁22aに不純物を斜め方向からイ
オン注入105することにより、ソース/ドレイン領域
23がセルフアラインで制御性よく容易に形成される。
As described above, in this embodiment, the one side wall 22a having the taper of the V-shaped groove 22 is parallel to the other side wall 22b of the V-shaped groove 22 or slightly larger than the inclination angle of the other side wall 22b. By ion-implanting the impurities 105 from the oblique direction, the source / drain regions 23 are easily self-aligned with good controllability.

【0031】また、情報の書き込みおよび素子分離のた
めの不純物のイオン注入106は、半導体基板21に対
して垂直方向からV字形溝22のテーパを有する他側壁
22bに対して行なわれる。よって、情報の書き込みお
よび素子分離は制御性よく安定的に行なえる。
Ion implantation 106 of impurities for writing information and separating elements is performed from the direction perpendicular to the semiconductor substrate 21 to the other side wall 22b having the taper of the V-shaped groove 22. Therefore, information writing and element isolation can be performed stably with good controllability.

【0032】ポリシリコン層をCVD法で堆積した後、
フォトリソグラフィおよびエッチング技術を用いて、ポ
リシリコン層をパターニングする際、下地がV字形溝2
2なので、ポリシリコン層のカバレッジが良好であり、
ポリシリコン層のエッチ残りはない。よって、信頼性の
高いゲート電極24が形成される。以上、本発明者によ
ってなされた発明を、実施の形態に基づき具体的に説明
したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるもので
はなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変更可能で
あることは、言うまでもない。
After depositing the polysilicon layer by the CVD method,
When patterning the polysilicon layer using photolithography and etching techniques, the underlying V-shaped groove 2
2, the coverage of the polysilicon layer is good,
There is no etching residue on the polysilicon layer. Therefore, the highly reliable gate electrode 24 is formed. Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the embodiments and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say,

【0033】本実施の形態は、メモリセルアレイをP型
シリコン基板上に形成したが、N型シリコン基板に形成
してもよい。この場合、ソース/ドレイン領域はP型に
なり、情報書き込み用および素子分離用の不純物はN型
が用いられる。また、N型不純物として、砒素(As)
の他、リン(P)を用いてもよく、P型不純物として
は、ボロン(B)の他、ガリウム(Ga)などを用いて
もよい。
Although the memory cell array is formed on the P-type silicon substrate in the present embodiment, it may be formed on the N-type silicon substrate. In this case, the source / drain regions are of P type, and N type is used as the impurity for writing information and element isolation. Further, as N-type impurities, arsenic (As)
In addition, phosphorus (P) may be used, and gallium (Ga) or the like may be used as the P-type impurity in addition to boron (B).

【0034】[0034]

【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。本発明によれば、V字形溝の一側
壁はテーパを有するので、不純物を斜め方向、特にV字
形溝の他側壁に平行あるいは他側壁の傾斜角度より大き
い傾斜角度でイオン注入することにより、ソース/ドレ
イン領域がセルフアラインで制御性よく容易に形成され
る。これにより、マスク形成工程が不要となり、工程数
を減少することができる。
Advantageous effects obtained by typical ones of the inventions disclosed by the present application will be briefly described as follows.
It is as follows. According to the present invention, since one side wall of the V-shaped groove has a taper, impurities are ion-implanted in an oblique direction, particularly in parallel to the other side wall of the V-shaped groove or at an inclination angle larger than the inclination angle of the other side wall. The / drain region is self-aligned and easily formed with good controllability. As a result, the mask forming step is not necessary, and the number of steps can be reduced.

【0035】また、情報の書き込みおよび素子分離のた
めの不純物のイオン注入は、半導体基板に対して垂直方
向からV字形溝のテーパを有する他側壁に対して行なわ
れるので、情報の書き込みおよび素子分離を制御性よく
安定的に行なうことができ、MOSトランジスタの駆動
能力を低下することなく、高集積化を図ることができ
る。
Since the impurity ion implantation for writing information and element isolation is performed to the other side wall having the taper of the V-shaped groove from the direction perpendicular to the semiconductor substrate, the information writing and element isolation is performed. Can be performed stably with good controllability, and high integration can be achieved without lowering the drive capability of the MOS transistor.

【0036】さらに、ゲート電極をエッチングにより形
成する場合、下地がV字形溝なので、ゲート電極材のカ
バレッジが向上すると共に、エッチ残りが生じないの
で、MOSトランジスタの信頼性を向上することができ
る。
Furthermore, when the gate electrode is formed by etching, since the base is a V-shaped groove, the coverage of the gate electrode material is improved and no etching residue is generated, so that the reliability of the MOS transistor can be improved.

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

【図1】本発明の実施の形態であるメモリセルの斜視断
面図である。
FIG. 1 is a perspective sectional view of a memory cell according to an embodiment of the present invention.

【図2】(a)〜(d)は本発明の実施の形態であるメ
モリセルの製造方法を説明する工程断面図である。
2A to 2D are process cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a memory cell according to an embodiment of the present invention.

【図3】従来例であるフラットセル構造を用いたメモリ
セルの斜視断面図である。
FIG. 3 is a perspective cross-sectional view of a memory cell using a conventional flat cell structure.

【図4】従来例である他のメモリセルの斜視断面図であ
る。
FIG. 4 is a perspective cross-sectional view of another conventional memory cell.

【図5】(a)〜(d)は従来例である他のメモリセル
の製造方法を説明する工程断面図である。
5A to 5D are process cross-sectional views explaining a method of manufacturing another memory cell which is a conventional example.

【図6】従来例である他のメモリセルの製造方法を説明
する工程断面図である。
FIG. 6 is a process cross-sectional view illustrating the method of manufacturing another memory cell that is the conventional example.

【図7】(a)および(b)は従来例である他のメモリ
セルの製造方法を説明する工程断面図である。
7A and 7B are process cross-sectional views illustrating a method for manufacturing another memory cell which is a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 P型シリコン基板 22 V字形溝 22a 一側壁 22b 他側壁 23 N型ソース/ドレイン領域 24 ゲート電極 25 ゲート酸化膜 26 フォトレジスト膜 21 P-type silicon substrate 22 V-shaped groove 22a One side wall 22b Other side wall 23 N-type source / drain region 24 Gate electrode 25 Gate oxide film 26 Photoresist film

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に複数のV字形溝が形成さ
れ、前記複数のV字形溝の一側壁にソース/ドレイン領
域が形成されると共に、前記複数のV字形溝の他側壁に
チャネル領域が形成され、前記複数のV字形溝と交差す
る方向の前記複数のV字形溝上に複数のゲート電極がゲ
ート絶縁膜を介して形成されたことを特徴とする半導体
装置。
1. A plurality of V-shaped grooves are formed on a semiconductor substrate, a source / drain region is formed on one side wall of the plurality of V-shaped grooves, and a channel region is formed on the other side wall of the plurality of V-shaped grooves. And a plurality of gate electrodes are formed on the plurality of V-shaped grooves in a direction intersecting the plurality of V-shaped grooves via a gate insulating film.
【請求項2】 半導体基板の表面部に、複数のV字形溝
を形成する工程と、前記複数のV字形溝上にゲート絶縁
膜を形成する工程と、前記V字形溝の一側壁に前記半導
体基板とは異種導電型の不純物を斜め方向からイオン注
入し、ソース/ドレイン領域を形成する工程と、前記ゲ
ート絶縁膜上に前記複数のV字形溝と交差する方向に複
数のゲート電極を形成する工程と、前記複数のV字形溝
の他側壁に前記半導体基板と同種導電型の不純物を前記
半導体基板に対して垂直方向からイオン注入する工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. A step of forming a plurality of V-shaped grooves on a surface portion of a semiconductor substrate, a step of forming a gate insulating film on the plurality of V-shaped grooves, and the semiconductor substrate on one side wall of the V-shaped grooves. Is a step of ion-implanting impurities of different conductivity types from an oblique direction to form source / drain regions, and a step of forming a plurality of gate electrodes on the gate insulating film in a direction intersecting with the plurality of V-shaped grooves. And a step of ion-implanting impurities having the same conductivity type as that of the semiconductor substrate into the other side walls of the plurality of V-shaped grooves in a direction perpendicular to the semiconductor substrate.
【請求項3】 前記複数のV字形溝を異方性ウェットエ
ッチングにより形成し、前記異種導電型の不純物を前記
V字形溝の一側壁に前記V字形溝の他側壁に平行あるい
は前記他側壁の傾斜角度より大きい傾斜角度でイオン注
入することを特徴とする請求項2記載の半導体装置の製
造方法。
3. The plurality of V-shaped grooves are formed by anisotropic wet etching, and the impurities of different conductivity types are parallel to one side wall of the V-shaped groove or to the other side wall of the V-shaped groove. 3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein the ion implantation is performed at an inclination angle larger than the inclination angle.
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