JPH0945875A - Semiconductor memory device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor memory device and manufacture thereof

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JPH0945875A
JPH0945875A JP7193568A JP19356895A JPH0945875A JP H0945875 A JPH0945875 A JP H0945875A JP 7193568 A JP7193568 A JP 7193568A JP 19356895 A JP19356895 A JP 19356895A JP H0945875 A JPH0945875 A JP H0945875A
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film
insulating film
interlayer insulating
forming
conductor
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昌伸 善家
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a semiconductor memory device having a TEG which is capable of measuring the characteristics of a storage node electrode of fin structure. SOLUTION: A spacer insulating film is formed on an interlayer insulating film 121, a part of the spacer insulating film is separated from a region where a TEG is predetermined to be formed, and a spacer insulating film is left unremoved on a region where a memory cell array is predetermined to be formed. A node contact hole is formed, a polycrystalline silicon film is formed, and a storage node electrode 128, a polycrystalline silicon film pattern 129ba and the like are formed by patterning the polycrystalline silicon film. The spacer insulating film 122a is removed by isotropic etching.

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およびそ
の製造方法に関し、特に特性測定専用素子(TEG)を
有したスタックド型のDRAM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 memory device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a stacked type DRAM having a characteristic measuring element (TEG) and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】メモリ・セルが1つのMOSトランジス
タと1つの容量素子とからなるDRAMでは、その高集
積化に伴なってメモリ・セルの占有面積が次第に縮小さ
れ続けている。さらにDRAMでは、α粒子により発生
するソフト・エラーへの耐性を持たせるために、メモリ
・セルの占有面積が縮小されても容量素子がある一定値
以上の容量値を有することが要求される。このため、限
られた占有面積で必要な蓄積電荷容量をどのように確保
するかが重要になっている。
2. Description of the Related Art In a DRAM in which a memory cell consists of one MOS transistor and one capacitance element, the occupied area of the memory cell has been gradually reduced as its integration becomes higher. Further, in the DRAM, in order to have resistance to a soft error generated by α particles, it is required that the capacitance element has a capacitance value above a certain value even if the area occupied by the memory cell is reduced. Therefore, it is important how to secure a necessary accumulated charge capacity with a limited occupation area.

【0003】この技術的課題は、容量素子のストレージ
・ノード電極(下部電極)の形状を3次元的に工夫する
ことにより解決する傾向にある。これにより、容量素子
のセル・プレート電極(上部電極)とストレージ・ノー
ド電極との実効的な対向面積が増大する。その一例とし
て、例えば特開平1−270344号公報に開示された
所謂フィン構造のストレージ・ノード電極がある。この
構造のストレージ・ノード電極では、この電極の上面お
よび側面は勿論のこと底面までもが容量絶縁膜を介して
セル・プレート電極と対峙している。さらにこれらのス
トレージ・ノード電極の形状の3次元化に伴ない、ビッ
ト線の上部に容量素子を形成する所謂COB構造(ca
pacitor−over−bit−lineの略)を
採用する傾向にある。
This technical problem tends to be solved by devising the shape of the storage node electrode (lower electrode) of the capacitive element three-dimensionally. As a result, the effective opposing area between the cell plate electrode (upper electrode) of the capacitive element and the storage node electrode increases. As one example thereof, there is a so-called fin structure storage node electrode disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1-270344. In the storage node electrode of this structure, not only the top and side surfaces of this electrode but also the bottom surface face the cell plate electrode via the capacitive insulating film. Further, as the shape of these storage node electrodes becomes three-dimensional, a so-called COB structure (ca) in which a capacitive element is formed above the bit line is formed.
There is a tendency to adopt "acceptor-over-bit-line".

【0004】一方、半導体記憶装置でも、それぞれの構
成要素に係わる特性測定専用素子(TEG)が設けられ
ている。当然のことながら、ストレージ・ノード電極を
構成する導電体膜に係わるTEGが必要とされる。これ
らのTEGとしては、ノードコンタクト孔とストレージ
・ノード電極との位置合せのずれの測定,この導電体膜
のシート抵抗の測定あるいは隣接する2つのストレージ
・ノード電極間の短絡のチェック等に用いるTEGが要
求される。
On the other hand, the semiconductor memory device is also provided with a characteristic measuring element (TEG) relating to each component. As a matter of course, the TEG relating to the conductive film forming the storage node electrode is required. These TEGs are used for measuring the misalignment between the node contact hole and the storage node electrode, measuring the sheet resistance of this conductor film, or checking the short circuit between two adjacent storage node electrodes. Is required.

【0005】DRAMの平面模式図である図12と、D
RAMの部分拡大された平面模式図である図13と、図
12のAA線での断面模式図である図14と、図13の
BB線,CC線,DD線およびEE線での断面模式図で
ある図15とを併せて参照すると、ストレージ・ノード
電極を構成する導電体膜に係わるTEGを有し,上記公
開公報をベースにしたフィン構造のスタックド型のスト
レージ・ノード電極を有したCOB構造の従来のDRA
Mは、次のとおりになっている。
FIG. 12, which is a schematic plan view of a DRAM, and D
13 is a partially enlarged plan schematic view of the RAM, FIG. 14 is a schematic sectional view taken along the line AA in FIG. 12, and a schematic sectional view taken along the line BB, CC line, DD line and EE line in FIG. Referring also to FIG. 15, which is a COB structure having a TEG relating to a conductor film forming a storage node electrode and having a stacked storage node electrode having a fin structure based on the above publication. Conventional DRA
M is as follows.

【0006】P型シリコン基板301には、メモリ・セ
ル・アレイ302が設けられている。メモリ・セル・ア
レイ302は、行列状に配置されたメモリ・セル303
からなり、Xデコーダ304,Yデコーダ304等の周
辺回路により駆動される。さらにP型シリコン基板30
1には、TEG307A,307B,307C等が設け
られている〔図12〕。
A memory cell array 302 is provided on a P-type silicon substrate 301. The memory cell array 302 includes memory cells 303 arranged in a matrix.
And is driven by peripheral circuits such as an X decoder 304 and a Y decoder 304. Furthermore, a P-type silicon substrate 30
1 is provided with TEGs 307A, 307B, 307C and the like [FIG. 12].

【0007】メモリ・セル303は、1つのMOSトラ
ンジスタと1つの容量素子とからなる。1つのMOSト
ランジスタは、ゲート酸化膜312を介してP型シリコ
ン基板301上に設けられたワード線313をゲート電
極とし、P型シリコン基板301表面に設けられたN型
ソース・ドレイン領域314A,314Bを有してい
る。それぞれのMOSトランジスタは、P型シリコン基
板301表面に設けられたフィールド酸化膜311によ
り素子分離がなされている。ワード線313は、Xデコ
ーダ304に接続されている。MOSトランジスタは、
酸化シリコン膜315,(第1の)層間絶縁膜316に
より覆われている。層間絶縁膜316および酸化シリコ
ン膜315を貫通するビット・コンタクト孔317を介
して、層間絶縁膜316上に設けられたビット線318
は、N型ソース・ドレイン領域314Aに接続されてい
る。さらにこれらのビット線318は、Yデコーダ30
5に接続されている〔図12,図13(a),図14,
図15(a)〕。
The memory cell 303 consists of one MOS transistor and one capacitive element. In one MOS transistor, the word line 313 provided on the P-type silicon substrate 301 via the gate oxide film 312 is used as a gate electrode, and the N-type source / drain regions 314A and 314B provided on the surface of the P-type silicon substrate 301. have. Each MOS transistor is isolated by a field oxide film 311 provided on the surface of the P-type silicon substrate 301. The word line 313 is connected to the X decoder 304. MOS transistors are
It is covered with a silicon oxide film 315, a (first) interlayer insulating film 316. Bit line 318 provided on interlayer insulating film 316 via bit contact hole 317 penetrating interlayer insulating film 316 and silicon oxide film 315.
Are connected to the N-type source / drain region 314A. Further, these bit lines 318 are connected to the Y decoder 30.
5 [FIG. 12, FIG. 13 (a), FIG. 14,
FIG. 15 (a)].

【0008】層間絶縁膜316は(第2の)層間絶縁膜
321により覆われている。層間絶縁膜321の少なく
とも上面は、例えば窒化シリコン膜からなる。層間絶縁
膜321上に設けられた記憶素子は、N型の多結晶シリ
コン膜(のパターン)からなるストレージ・ノード電極
328,容量絶縁膜331および例えばN型の多結晶シ
リコン膜からなるセル・プレート電極332から構成さ
れる。層間絶縁膜321,層間絶縁膜316および酸化
シリコン膜315を貫通するノード・コンタクト孔32
5Aを介して、ストレージ・ノード電極328はN型ソ
ース・ドレイン領域314Bに接続される。これらのス
トレージ・ノード電極328の底面と(ノード・コンタ
クト孔325Aの部分を除いて)層間絶縁膜321の上
面とは、(フィン構造故に)直接には接触せずに所定の
間隔の空隙部が形成されている。この間隔は、隣接する
2つのストレージ・ノード電極328の間隔より狭くな
っている。これらの空隙部は、容量絶縁膜331および
セル・プレート電極332により充填されている〔図1
2,図13(a),図14,図15(b)〕。
The interlayer insulating film 316 is covered with a (second) interlayer insulating film 321. At least the upper surface of the interlayer insulating film 321 is made of, for example, a silicon nitride film. The storage element provided on the interlayer insulating film 321 includes a storage node electrode 328 made of (a pattern of) an N-type polycrystalline silicon film, a capacitance insulating film 331, and a cell plate made of, for example, an N-type polycrystalline silicon film. It is composed of an electrode 332. Node contact hole 32 penetrating the interlayer insulating film 321, the interlayer insulating film 316, and the silicon oxide film 315.
The storage node electrode 328 is connected to the N-type source / drain region 314B through 5A. The bottom surfaces of these storage node electrodes 328 and the upper surface of the interlayer insulating film 321 (except for the portion of the node contact holes 325A) do not directly contact (due to the fin structure), and voids with a predetermined interval are formed. Has been formed. This space is narrower than the space between two adjacent storage node electrodes 328. These voids are filled with the capacitive insulating film 331 and the cell plate electrode 332.
2, FIG. 13 (a), FIG. 14 and FIG. 15 (b)].

【0009】TEG307Aは、ノード・コンタクト孔
325Aとストレージ・ノード電極328との位置ずれ
を測定するためのTEGであり、ノード・コンタクト孔
325Aと同時に形成された複数のコンタクト孔325
Bとストレージ・ノード電極328と同層の複数の多結
晶シリコン膜パターン329aとからなる。コンタクト
孔325Bおよび多結晶シリコン膜パターン329a
は、それぞれ所要の間隔を有して配置されている。コン
タクト孔325Bは層間絶縁膜321,層間絶縁膜31
6,酸化シリコン膜315およびフィールド酸化膜31
1を貫通してP型シリコン基板301表面に達している
が、場合によってはコンタクト孔325Bの底部がフィ
ールド酸化膜311中にあることもある。コンタクト孔
325Bのサイズはノード・コンタクト孔325Aのサ
イズより充分に大きく、コンタクト孔325Bの短辺の
長さの設計値はストレージ・ノード電極328の幅と一
致し、コンタクト孔325Bの長辺の長さはストレージ
・ノード電極328の長さより充分に長い。多結晶シリ
コン膜パターン329aの幅はストレージ・ノード電極
328の幅と一致し、多結晶シリコン膜パターン329
aの長さはコンタクト孔325Bの長辺の長さと一致す
る〔図12,図13(b),図14〕。
The TEG 307A is a TEG for measuring the positional deviation between the node contact hole 325A and the storage node electrode 328, and a plurality of contact holes 325 formed at the same time as the node contact hole 325A.
B and the storage node electrode 328 and a plurality of polycrystalline silicon film patterns 329a in the same layer. Contact hole 325B and polycrystalline silicon film pattern 329a
Are arranged with a required interval. The contact hole 325B has an interlayer insulating film 321 and an interlayer insulating film 31.
6, silicon oxide film 315 and field oxide film 31
Although it penetrates 1 to reach the surface of the P-type silicon substrate 301, the bottom of the contact hole 325B may be in the field oxide film 311 in some cases. The size of the contact hole 325B is sufficiently larger than the size of the node contact hole 325A, the design value of the length of the short side of the contact hole 325B matches the width of the storage node electrode 328, and the length of the long side of the contact hole 325B. The length is sufficiently longer than the length of the storage node electrode 328. The width of the polycrystalline silicon film pattern 329 a matches the width of the storage node electrode 328, and the polycrystalline silicon film pattern 329 a
The length of a matches the length of the long side of the contact hole 325B [FIG. 12, FIG. 13 (b), FIG. 14].

【0010】TEG307Bは、ストレージ・ノード電
極328を構成する多結晶シリコン膜のシート抵抗を測
定するためのTEGであり、ストレージ・ノード電極3
28と同層の例えば3種類の幅の多結晶シリコン膜パタ
ーン329ba,329bb,329bcから構成され
ている。多結晶シリコン膜パターン329ba,329
bb,329bcの両端には、それぞれ数十μm□の多
結晶シリコン膜パターンからなる探針用のパッドが設け
られている。多結晶シリコン膜パターン329baの幅
は、ストレージ・ノード電極328の幅と一致する。多
結晶シリコン膜329bb,329bcの幅は、例えば
ストレージ・ノード電極328の幅の2倍,4倍になっ
ている。シート抵抗の測定は、容量絶縁膜331を形成
する前(ストレージ・ノード電極328等が形成された
直後)に行なうのが好ましい〔図12,図13(c),
図15(c)〕。
The TEG 307B is a TEG for measuring the sheet resistance of the polycrystalline silicon film forming the storage node electrode 328.
28, and is composed of, for example, polycrystalline silicon film patterns 329ba, 329bb, 329bc of three kinds of widths in the same layer. Polycrystalline silicon film pattern 329ba, 329
At both ends of bb and 329bc, probe pads made of a polycrystalline silicon film pattern of several tens of μm square are provided. The width of the polycrystalline silicon film pattern 329ba matches the width of the storage node electrode 328. The widths of the polycrystalline silicon films 329bb and 329bc are, for example, twice or four times the width of the storage node electrode 328. The sheet resistance is preferably measured before forming the capacitive insulating film 331 (immediately after forming the storage node electrode 328 and the like) [FIG. 12, FIG. 13 (c),
FIG. 15 (c)].

【0011】TEG307Cは、ストレージ・ノード電
極328間の短絡をチェックするためのTEGであり、
N型ソース・ドレイン領域314A,314Bと同時に
形成されたN型拡散層314Cとノード・コンタクト孔
325Aと同時に形成された複数のコンタクト孔325
Cとストレージ・ノード電極328と同層の多結晶シリ
コン膜パターン329ca,329cbとから構成され
ている。多結晶シリコン膜パターン329ca,329
cbの幅はストレージ・ノード電極328の幅等に比べ
て広く、多結晶シリコン膜パターン329caと多結晶
シリコン膜パターン329cbとの間隔は隣接する2つ
のストレージ・ノード電極328の間隔と等しい。多結
晶シリコン膜パターン329ca,329cbの長さ
は、充分に長く、1mm台に設定されていることもあ
る。コンタクト孔325Cのサイズはストレージ・ノー
ド電極328のサイズに等しい。TEG307Cの目的
からは、多結晶シリコン膜パターン329cbもコンタ
クト孔を介してN型拡散層に接続されているのが好まし
いが、このような構造にするとN型拡散層間の短絡チェ
ックなのかストレージ・ノード電極328間の短絡チェ
ックなのか区別が着かなるなる。ストレージ・ノード電
極328間の短絡チェックも、容量絶縁膜331を形成
する前(ストレージ・ノード電極328等が形成された
直後)に行なわれる〔図12,図13(d),図15
(d)〕。
The TEG 307C is a TEG for checking a short circuit between the storage node electrodes 328,
N-type diffusion layer 314C formed simultaneously with N-type source / drain regions 314A and 314B and a plurality of contact holes 325 formed simultaneously with node contact holes 325A.
C and storage node electrode 328 and polycrystalline silicon film patterns 329ca and 329cb in the same layer. Polycrystalline silicon film pattern 329ca, 329
The width of cb is wider than the width of the storage node electrode 328, and the distance between the polycrystalline silicon film pattern 329ca and the polycrystalline silicon film pattern 329cb is equal to the distance between two adjacent storage node electrodes 328. The lengths of the polycrystalline silicon film patterns 329ca and 329cb are sufficiently long and may be set in the order of 1 mm. The size of the contact hole 325C is equal to the size of the storage node electrode 328. For the purpose of the TEG 307C, it is preferable that the polycrystalline silicon film pattern 329cb is also connected to the N-type diffusion layer through the contact hole. With such a structure, whether the short-circuit check between the N-type diffusion layers or the storage node is performed. It is difficult to distinguish whether it is a short circuit check between the electrodes 328. The short circuit check between the storage node electrodes 328 is also performed before forming the capacitance insulating film 331 (immediately after the storage node electrodes 328 and the like are formed) [FIG. 12, FIG. 13 (d), FIG. 15].
(D)].

【0012】図12乃至図15と図12のFF線での製
造工程の断面模式図である図16および図17とを併せ
て参照すると、上記従来のDRAMは、次のとおりに形
成される。
Referring to FIGS. 12 to 15 and FIGS. 16 and 17 which are schematic sectional views of the manufacturing process along the line FF in FIG. 12, the conventional DRAM described above is formed as follows.

【0013】まず、P型シリコン基板301の表面の素
子分離領域にフィールド酸化膜311を形成し、素子形
成領域にゲート酸化膜312を形成する。ゲート電極を
兼たワード線313を形成した後、素子形成領域のメモ
リ・セル・アレイ302の形成予定領域にN型ソース・
ドレイン領域314A,314Bを形成するとともに素
子形成領域のTEG307C形成予定領域にN型拡散層
314Cを形成する。高温気相成長による酸化シリコン
膜(HTO膜)315を全面に形成した後、例えばBP
SG膜の堆積,リフローおよび酸化シリコン膜の堆積等
により層間絶縁膜316を形成する。次に、公知のフォ
トリソグラフィ工程により、層間絶縁膜316,酸化シ
リコン膜315を順次エッチングしてN型ソース・ドレ
イン領域314Aに達するビット・コンタクト孔317
を形成した後、層間絶縁膜316上にビット線318を
形成する。例えばBPSG膜の堆積,リフローおよび窒
化シリコン膜の堆積等により層間絶縁膜321を形成す
る。さらに、全面に所定膜厚の例えばPSG膜からなる
スペーサ絶縁膜322を形成する〔図12〜図15,図
16(a)〕。
First, a field oxide film 311 is formed in the element isolation region on the surface of the P-type silicon substrate 301, and a gate oxide film 312 is formed in the element formation region. After forming the word line 313 that also serves as a gate electrode, an N-type source is formed in the area where the memory cell array 302 is to be formed in the element forming area.
The drain regions 314A and 314B are formed, and the N-type diffusion layer 314C is formed in the TEG307C formation planned region of the element formation region. After forming a silicon oxide film (HTO film) 315 by high temperature vapor deposition on the entire surface, for example, BP
An interlayer insulating film 316 is formed by depositing an SG film, reflow, depositing a silicon oxide film, and the like. Next, by a known photolithography process, the interlayer insulating film 316 and the silicon oxide film 315 are sequentially etched to reach the N-type source / drain regions 314A and the bit contact holes 317.
Then, the bit line 318 is formed on the interlayer insulating film 316. For example, the interlayer insulating film 321 is formed by depositing a BPSG film, reflow, depositing a silicon nitride film, or the like. Further, a spacer insulating film 322 made of a PSG film having a predetermined thickness is formed on the entire surface [FIGS. 12 to 15 and 16 (a)].

【0014】次に、公知のフォトリソグラフィ工程によ
り、メモリ・セル・アレイ302の形成予定領域ではス
ペーサ絶縁膜322,層間絶縁膜321,層間絶縁膜3
16および酸化シリコン膜315を順次エッチングして
N型ソース・ドレイン領域314Bに達するノード・コ
ンタクト孔325Aを形成し、TEG307Bの形成予
定領域ではスペーサ絶縁膜322,層間絶縁膜321,
層間絶縁膜316,酸化シリコン膜315およびフィー
ルド酸化膜311を順次エッチングしてP型シリコン基
板301に達するコンタクト孔325Bを形成し、TE
G307Cの形成予定領域ではスペーサ絶縁膜322,
層間絶縁膜321,層間絶縁膜316および酸化シリコ
ン膜315を順次エッチングしてN型拡散層314Cに
達するコンタクト孔325Cを形成する〔図12〜図1
5,図16(b)〕。
Next, the spacer insulating film 322, the interlayer insulating film 321, and the interlayer insulating film 3 are formed in the region where the memory cell array 302 is to be formed by a known photolithography process.
16 and the silicon oxide film 315 are sequentially etched to form a node contact hole 325A reaching the N-type source / drain region 314B, and a spacer insulating film 322, an interlayer insulating film 321, and a region where the TEG 307B is to be formed.
The interlayer insulating film 316, the silicon oxide film 315, and the field oxide film 311 are sequentially etched to form a contact hole 325B reaching the P-type silicon substrate 301.
In the region where G307C is to be formed, the spacer insulating film 322,
The interlayer insulating film 321, the interlayer insulating film 316, and the silicon oxide film 315 are sequentially etched to form a contact hole 325C reaching the N-type diffusion layer 314C [FIGS.
5, FIG. 16 (b)].

【0015】次に、全面に所要膜厚のN型の多結晶シリ
コン膜327を形成する〔図16(c)〕。次に、公知
のフォトリソグラフィ工程により多結晶シリコン膜32
7をパターニングして、ストレージ・ノード電極32
8,多結晶シリコン膜パターン329a,329ba,
329bb,329bc,329ca,329cb等を
形成する〔図12〜図15,図17(a)〕。続いて、
例えば稀弗酸による等方性のウェット・エッチングによ
り、スペーサ絶縁膜322を除去する〔図12〜図1
5,図17(b)〕。その後、例えば窒化シリコン膜を
含んでなる容量絶縁膜331,N型多結晶シリコン膜か
らなるセル・プレート電極332等の形成が行なわれ、
所望のTEGを有したDRAMが得られる〔図12〜図
15〕。
Next, an N-type polycrystalline silicon film 327 having a required film thickness is formed on the entire surface [FIG. 16 (c)]. Next, the polycrystalline silicon film 32 is formed by a known photolithography process.
7 is patterned to form the storage node electrode 32.
8, polycrystalline silicon film patterns 329a, 329ba,
329bb, 329bc, 329ca, 329cb and the like are formed [FIGS. 12 to 15 and FIG. 17 (a)]. continue,
The spacer insulating film 322 is removed by, for example, isotropic wet etching with diluted hydrofluoric acid [FIGS.
5, FIG. 17 (b)]. After that, for example, a capacitor insulating film 331 including a silicon nitride film, a cell plate electrode 332 including an N-type polycrystalline silicon film, and the like are formed,
A DRAM having a desired TEG can be obtained [FIGS. 12 to 15].

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】上記従来のDRAMで
は、同一層の(導電体膜である)多結晶シリコン膜32
7により(第1の導電体膜パターンである)ストレージ
・ノード電極328および(第2の導電体膜パターンで
ある)TEGを構成する多結晶シリコン膜パターン32
9a等を形成した後、スペーサ絶縁膜322を等方性エ
ッチングにより除去している。
In the conventional DRAM described above, the polycrystalline silicon film 32 (which is a conductor film) in the same layer is used.
7, the storage node electrode 328 (which is the first conductor film pattern) and the polycrystalline silicon film pattern 32 which constitutes the TEG (which is the second conductor film pattern) 32
After forming 9a and the like, the spacer insulating film 322 is removed by isotropic etching.

【0017】スペーサ絶縁膜322を等方性エッチング
により除去する際に、多結晶シリコン膜パターン329
ba,329bb等の幅の狭い多結晶シリコン膜パター
ンでは、直下のスペーサ絶縁膜322が完全に除去され
る。なお、これら多結晶シリコン膜パターン329b
a,329bbの両端に設けられたパッドの部分では
(これらのパッドの幅が充分に広いため)パッド周辺部
を除いてスペーサ絶縁膜が残置する。同様にそれぞれ周
辺部を除いて、多結晶シリコン膜パターン329bc直
下にはスペーサ絶縁膜323bが残置し、多結晶シリコ
ン膜パターン329ca,329cb直下にはスペーサ
絶縁膜323cが残置する。多結晶シリコン膜パターン
329baのように幅の狭いパターンでは、完全な欠落
部339が生じる。多結晶シリコン膜パターン329b
bのように幅がある程度広い場合,あるいは多結晶シリ
コン膜パターン329aのようにコンタクト孔325A
を介してP型シリコン基板301に接続されたパターン
の場合には、完全な欠落部の発生は多少低減される。し
かしながら、多結晶シリコン膜パターン329a,32
9bb,329bc,329ca,329cbにおいて
も、これらのパターンの周辺部での部分的な欠落を抑止
することは困難である。これらの欠落部を除いて、それ
ぞれ容量絶縁膜331を介して、多結晶シリコン膜パタ
ーン329aの底面と層間絶縁膜321の上面との間に
はセル・プレート電極332と同層の多結晶シリコン膜
332aが残置し、多結晶シリコン膜パターン329b
b,329bcの底面と層間絶縁膜321の上面との間
にはそれぞれ多結晶シリコン膜332bが残置し、多結
晶シリコン膜パターン329ca,329cbの底面と
層間絶縁膜321の上面との間にはそれぞれ多結晶シリ
コン膜332cが残置する(図14,図15(c),図
15(d)および図17(b)参照)。
When the spacer insulating film 322 is removed by isotropic etching, a polycrystalline silicon film pattern 329 is formed.
In the polycrystalline silicon film pattern having a narrow width such as ba or 329bb, the spacer insulating film 322 immediately below is completely removed. Incidentally, these polycrystalline silicon film patterns 329b
At the pad portions provided at both ends of a and 329bb (the width of these pads is sufficiently wide), the spacer insulating film remains except for the pad peripheral portion. Similarly, except for the peripheral portions, respectively, the spacer insulating film 323b remains just below the polycrystalline silicon film pattern 329bc, and the spacer insulating film 323c remains just below the polycrystalline silicon film patterns 329ca and 329cb. In a narrow pattern such as the polycrystalline silicon film pattern 329ba, a complete lacking portion 339 occurs. Polycrystalline silicon film pattern 329b
In the case where the width is wide to some extent as shown in b, or the contact hole 325A like the polycrystalline silicon film pattern 329a.
In the case of the pattern connected to the P-type silicon substrate 301 via, the occurrence of complete missing portions is somewhat reduced. However, the polycrystalline silicon film patterns 329a, 32
Also in 9bb, 329bc, 329ca, and 329cb, it is difficult to prevent partial omission in the peripheral portion of these patterns. Except for these missing portions, a polysilicon film of the same layer as the cell plate electrode 332 is formed between the bottom surface of the polysilicon film pattern 329a and the top surface of the interlayer insulation film 321 via the capacitor insulation film 331. 332a remains, and the polycrystalline silicon film pattern 329b
The polycrystalline silicon film 332b is left between the bottom surfaces of the b and 329bc and the upper surface of the interlayer insulating film 321, and the polycrystalline silicon film 332b is left between the bottom surfaces of the polycrystalline silicon film patterns 329ca and 329cb and the upper surface of the interlayer insulating film 321 respectively. The polycrystalline silicon film 332c remains (see FIGS. 14, 15C, 15D, and 17B).

【0018】上記記載の事象に基くと、本発明の課題は
以下のとおりになる。
Based on the events described above, the problems of the present invention are as follows.

【0019】まず、第1の問題点としては、TEG(特
にシート抵抗測定用TEG,短絡チェック用TEG)自
体が充分に機能しないことにある。シート抵抗測定用の
TEG(例えば、TEG307B)の導電体膜パターン
(例えば、多結晶シリコン膜パターン329ba)にお
いて、完全な欠落部が生じるとシート抵抗の測定は不可
能になる。また部分的な欠落が生じると、測定されたシ
ート抵抗の値は実際のシート抵抗の値より高くなる。ま
た、短絡チェック用のTEG(例えば、TEG307
C)における部分的な欠落が生じた場合、短絡してない
方向にデータがシフトすることになる。
First, the first problem is that the TEG (particularly the sheet resistance measuring TEG, the short circuit checking TEG) itself does not function sufficiently. In the conductor film pattern (for example, the polycrystalline silicon film pattern 329ba) of the TEG for measuring the sheet resistance (for example, TEG307B), the sheet resistance cannot be measured if a complete missing portion occurs. Further, when a partial dropout occurs, the measured sheet resistance value becomes higher than the actual sheet resistance value. In addition, a TEG for checking a short circuit (for example, TEG307
If a partial loss in C) occurs, the data will be shifted in the direction that is not short-circuited.

【0020】第2の問題点は、上記の欠落による導電体
膜片(例えば、多結晶シリコン片)の再付着により生じ
る問題点である。これらの導電体膜片は、何れのTEG
からも発生する。これらの導電体膜片がストレージ・ノ
ード電極間に付着してメモリ・セルの短絡が生じやすく
なる。また、これらの導電体膜片が短絡チェック用のT
EG(例えば、TEG307C)の2つの導電体膜パタ
ーン間に付着した場合にも、同様である。
The second problem is a problem caused by redeposition of a conductor film piece (for example, a polycrystalline silicon piece) due to the above-mentioned lack. These conductor film pieces are
It also occurs from. These conductive film pieces tend to adhere between the storage node electrodes to easily cause a short circuit in the memory cell. In addition, these conductor film pieces are T
The same is true when it is attached between two conductor film patterns of EG (for example, TEG307C).

【0021】したがって本発明の目的は、ストレージ・
ノード電極を構成する導電体膜に係わるTEGを有し,
COB構造かつフィン構造でスタックド型のストレージ
・ノード電極を有するDRAMにおいて、TEGが充分
に機能してメモリ・セル間の短絡が生じにくい構造のD
RAMとその製造方法とを提供することにある。
Therefore, the object of the present invention is to
It has a TEG relating to the conductor film that constitutes the node electrode,
In a DRAM having a COB structure, a fin structure, and a stacked type storage node electrode, a D having a structure in which a TEG functions sufficiently and a short circuit between memory cells is less likely to occur.
A RAM and a manufacturing method thereof are provided.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体記憶装置
は、ゲート酸化膜を介してP型シリコン基板上に設けら
れたワード線を兼るゲート電極およびこのP型シリコン
基板表面に設けられたN型ソース・ドレイン領域からな
る1つのMOSトランジスタと、第1の導電体膜パター
ンを含んでなるストレージ・ノード電極,容量絶縁膜お
よびセル・プレート電極からなる1つのスタックド型の
容量素子とから1つのメモリ・セルが構成され、さらに
この第1の導電体膜パターンを構成する導電体膜と同層
の第2の導電体膜パターンを含んでなる特性測定専用素
子がこのP型シリコン基板上に設けられた半導体記憶装
置であって、上記MOSトランジスタの表面を覆い,上
記N型ソース・ドレイン領域の一方に達するノード・コ
ンタクト孔が設けられた第1の層間絶縁膜を有し、上記
第1の層間絶縁膜上には、上記ノード・コンタクト孔を
介して上記N型ソース・ドレイン領域の一方に接続され
るビット線が設けられ、少なくとも上面が酸化シリコン
膜もしくは窒化シリコン膜からなる第2の層間絶縁膜に
より、上記ビット線および第1の層間絶縁膜が覆われ、
上記ストレージ・ノード電極が上記第2および第1の層
間絶縁膜を貫通して設けられたノード・コンタクト孔を
介して上記N型ソース・ドレイン領域の他方に接続さ
れ、上記ストレージ・ノード電極の底面と上記第2の層
間絶縁膜の上面との間には、隣接する2つのストレージ
・ノード電極の間隔より狭い間隔の空隙部を有し、上記
第2の導電体膜パターンが上記第2の層間絶縁膜の上面
に直接に接触して設けられている。
In the semiconductor memory device of the present invention, a gate electrode also serving as a word line is provided on a P-type silicon substrate via a gate oxide film and a surface of the P-type silicon substrate. 1 from one MOS transistor composed of N-type source / drain regions and one stacked capacitive element composed of a storage node electrode including a first conductor film pattern, a capacitive insulating film and a cell plate electrode On the P-type silicon substrate, an element dedicated to characteristic measurement is formed on which two memory cells are formed and which further includes a second conductor film pattern in the same layer as the conductor film forming the first conductor film pattern. A semiconductor memory device provided, wherein a node contact hole that covers the surface of the MOS transistor and reaches one of the N-type source / drain regions is provided. And a bit line connected to one of the N-type source / drain regions through the node contact hole is provided on the first interlayer insulating film. The bit line and the first interlayer insulating film are covered with a second interlayer insulating film having at least an upper surface made of a silicon oxide film or a silicon nitride film,
The storage node electrode is connected to the other of the N-type source / drain regions through a node contact hole provided through the second and first interlayer insulating films, and the bottom surface of the storage node electrode is connected. And an upper surface of the second interlayer insulating film, a void portion having a distance smaller than a distance between two adjacent storage node electrodes is provided, and the second conductor film pattern has the second interlayer insulating film. It is provided in direct contact with the upper surface of the insulating film.

【0023】好ましくは、上記第1および第2の導電体
膜パターンの側面にはそれぞれ導電体膜スペーサが設け
られている。また、上記第2の導電体膜パターンの少な
くとも1つが、上記第2および第1の層間絶縁膜を貫通
して設けられたコンタクト孔を介して、前上記型シリコ
ン基板の表面に設けられたN型拡散層に接続されてい
る。
Preferably, conductor film spacers are provided on the side surfaces of the first and second conductor film patterns, respectively. Further, at least one of the second conductor film patterns is provided on the front surface of the former type silicon substrate through a contact hole provided through the second and first interlayer insulating films. It is connected to the mold diffusion layer.

【0024】本発明の半導体記憶装置の製造方法の第1
の態様は、P型シリコン基板の表面の素子分離領域にフ
ィールド酸化膜を形成し、素子形成領域にゲート酸化膜
を形成し、ワード線を兼るゲート電極を形成し、これら
の素子形成領域のメモリ・セル・アレイ形成予定領域に
N型ソース・ドレイン領域を形成するとともにこれらの
素子形成領域の特性測定専用素子形成予定領域に少なく
とも1つのN型拡散層を形成し、全面に第1の層間絶縁
膜を形成し、これらのN型ソース・ドレイン領域の一方
に達するビット・コンタクト孔をこの第1の層間絶縁膜
に形成し、これらのビット・コンタクト孔を介してこれ
らのN型ソース・ドレイン領域の一方に接続されるビッ
ト線を形成する工程と、上記ビット線および上記第1の
層間絶縁膜を覆い,少なくとも上面が酸化シリコン膜も
しくは窒化シリコン膜からなる第2の層間絶縁膜を全面
に形成する工程と、上記第2の層間絶縁膜を覆い,所定
の膜厚を有し,PSG膜もしくはBPSG膜からなるス
ペーサ絶縁膜を形成する工程と、上記特性測定専用素子
形成予定領域の上記スペーサ絶縁膜を選択的に除去し、
上記メモリ・セル・アレイ形成予定領域にこのスペーサ
絶縁膜を残置する工程と、上記スペーサ絶縁膜,第2の
層間絶縁膜および第1の層間絶縁膜を貫通して上記N型
ソース・ドレイン領域の他方に達するノード・コンタク
ト孔を形成するとともにこの第2の層間絶縁膜および第
1の層間絶縁膜を貫通して少なくとも上記N型拡散層に
達するコンタクト孔を形成する工程と、全面に導電体膜
を形成し、この導電体膜をパターニングして上記ノード
・コンタクト孔を介して上記N型ソース・ドレイン領域
の他方に接続される第1の導電体膜パターンからなるス
トレージ・ノード電極を形成するとともに少なくとも1
つが上記コンタクト孔を介して上記N型拡散層に接続さ
れる第2の導電体膜パターンを形成する工程と、等方性
エッチングにより、残置された上記スペーサ絶縁膜を選
択的に除去する工程と、容量絶縁膜を形成し、さらにセ
ル・プレート電極を形成する工程とを有する。
First Method of Manufacturing Semiconductor Memory Device of the Present Invention
In this mode, a field oxide film is formed in an element isolation region on the surface of a P-type silicon substrate, a gate oxide film is formed in an element formation region, and a gate electrode also serving as a word line is formed. An N-type source / drain region is formed in the memory cell array formation planned region, and at least one N-type diffusion layer is formed in the device-dedicated device-dedicated region for characteristic measurement of these device formation regions, and the first interlayer is formed on the entire surface. An insulating film is formed, a bit contact hole reaching one of the N-type source / drain regions is formed in the first interlayer insulating film, and the N-type source / drain is formed through the bit-contact hole. Forming a bit line connected to one of the regions, and covering at least the bit line and the first interlayer insulating film, at least the upper surface of which is a silicon oxide film or a silicon nitride film. A step of forming a second interlayer insulating film made of a film on the entire surface, and a step of forming a spacer insulating film covering the second interlayer insulating film and having a predetermined film thickness and made of a PSG film or a BPSG film. , Selectively removing the spacer insulating film in the region for forming the element dedicated to characteristic measurement,
A step of leaving the spacer insulating film in the memory cell array formation planned region; and a step of penetrating the spacer insulating film, the second interlayer insulating film and the first interlayer insulating film to form the N-type source / drain region. A step of forming a node contact hole reaching the other and forming a contact hole penetrating the second interlayer insulating film and the first interlayer insulating film and reaching at least the N-type diffusion layer, and a conductor film on the entire surface. And patterning this conductor film to form a storage node electrode made of a first conductor film pattern connected to the other of the N-type source / drain regions through the node contact hole. At least 1
A step of forming a second conductor film pattern connected to the N-type diffusion layer through the contact hole, and a step of selectively removing the remaining spacer insulating film by isotropic etching. Forming a capacitance insulating film, and further forming a cell plate electrode.

【0025】好ましくは、上記第2の層間絶縁膜の上面
が化学機械研磨法により平坦化される。さらに好ましく
は、上記第2の層間絶縁膜の上面が酸化シリコン膜から
なり,上記導電体膜が多結晶シリコン膜からなり,さら
に上記容量絶縁膜の形成が窒化シリコン膜の気相成長と
この窒化シリコン膜表面の熱酸化とからなるとき、上記
第1および第2の導電体膜パターンを形成した後、全面
にこの窒化シリコン膜を形成し、上記特性測定専用素子
形成予定領域のこの窒化シリコン膜を選択的に除去し、
熱酸化を行なう。
Preferably, the upper surface of the second interlayer insulating film is flattened by the chemical mechanical polishing method. More preferably, the upper surface of the second interlayer insulating film is made of a silicon oxide film, the conductor film is made of a polycrystalline silicon film, and the capacitive insulating film is formed by vapor phase growth of a silicon nitride film and this nitriding. When the surface of the silicon film is thermally oxidized, the silicon nitride film is formed on the entire surface after forming the first and second conductor film patterns, and the silicon nitride film in the region for forming the element for exclusive use in characteristic measurement is formed. Selectively remove,
Perform thermal oxidation.

【0026】本発明の半導体記憶装置の製造方法の第2
の態様は、P型シリコン基板の表面の素子分離領域にフ
ィールド酸化膜を形成し、素子形成領域にゲート酸化膜
を形成し、ワード線を兼るゲート電極を形成し、これら
の素子形成領域のメモリ・セル・アレイ形成予定領域に
N型ソース・ドレイン領域を形成するとともにこれらの
素子形成領域の特性測定専用素子形成予定領域に少なく
とも1つのN型拡散層を形成し、全面に第1の層間絶縁
膜を形成し、これらのN型ソース・ドレイン領域の一方
に達するビット・コンタクト孔をこの第1の層間絶縁膜
に形成し、これらのビット・コンタクト孔を介してこれ
らのN型ソース・ドレイン領域の一方に接続されるビッ
ト線を形成する工程と、上記ビット線および上記第1の
層間絶縁膜を覆い,少なくとも上面が酸化シリコン膜も
しくは窒化シリコン膜からなる第2の層間絶縁膜を全面
に形成する工程と、上記第2の層間絶縁膜を覆い,所定
の膜厚を有し,PSG膜もしくはBPSG膜からなる第
1のスペーサ絶縁膜を形成する工程と、上記特性測定専
用素子形成予定領域の上記第1のスペーサ絶縁膜を選択
的に除去し、上記メモリ・セル・アレイ形成予定領域に
この第1のスペーサ絶縁膜を残置する工程と、上記第1
のスペーサ絶縁膜,第2の層間絶縁膜および第1の層間
絶縁膜を貫通して上記N型ソース・ドレイン領域の他方
に達するノード・コンタクト孔を形成するとともにこの
第2の層間絶縁膜および第1の層間絶縁膜を貫通して少
なくとも上記N型拡散層に達するコンタクト孔を形成す
る工程と、全面に第1の導電体膜を形成し、PSG膜も
しくはBPSG膜からなる第2のスペーサ絶縁膜を形成
する工程と、上記第2のスペーサ絶縁膜および第1の導
電体膜を順次パターニングして、上記ノード・コンタク
ト孔を介して上記N型ソース・ドレイン領域の他方に接
続されて上面がこの第2のスペーサ絶縁膜に覆われた第
1の導電体膜パターンと、少なくとも1つが上記コンタ
クト孔を介して上記N型拡散層に接続されて上面がこの
第2のスペーサ絶縁膜に覆われた第2の導電体膜パター
ンとを形成する工程と、全面に第2の導電体膜を形成
し、この第2の導電体膜をエッチ・バックして第1およ
び第2の導電体膜パターンの側面に導電体膜スペーサを
残置する工程と、等方性エッチングにより、上記第1お
よび第2の導電体膜パターンの上面を覆う上記第2のス
ペーサ絶縁膜と上記メモリ・セル・アレイ形成予定領域
に残置された上記第1のスペーサ絶縁膜とを選択的に除
去して、これらの第1の導電体膜パターンおよび上記導
電体膜スペーサからなるストレージ・ノード電極を形成
するとともにこれらの第2の導電体膜スペーサの側面に
導電体膜スペーサが接続された姿態に加工する工程と、
容量絶縁膜を形成し、さらにセル・プレート電極を形成
する工程とを有する。
Second Method of Manufacturing Semiconductor Memory Device of the Present Invention
In this mode, a field oxide film is formed in an element isolation region on the surface of a P-type silicon substrate, a gate oxide film is formed in an element formation region, and a gate electrode also serving as a word line is formed. An N-type source / drain region is formed in the memory cell array formation planned region, and at least one N-type diffusion layer is formed in the device-dedicated device-dedicated region for characteristic measurement of these device formation regions, and the first interlayer is formed on the entire surface. An insulating film is formed, a bit contact hole reaching one of the N-type source / drain regions is formed in the first interlayer insulating film, and the N-type source / drain is formed through the bit-contact hole. Forming a bit line connected to one of the regions, and covering at least the bit line and the first interlayer insulating film, at least the upper surface of which is a silicon oxide film or a silicon nitride film. A step of forming a second interlayer insulating film made of a film, and forming a first spacer insulating film of a PSG film or a BPSG film that covers the second interlayer insulating film and has a predetermined film thickness. And a step of selectively removing the first spacer insulating film in the characteristic measurement dedicated element formation scheduled region and leaving the first spacer insulating film in the memory cell array formation scheduled region. First above
Forming a node contact hole penetrating the spacer insulating film, the second interlayer insulating film, and the first interlayer insulating film to reach the other of the N-type source / drain regions. A step of forming a contact hole penetrating at least the N-type diffusion layer through the first interlayer insulating film, and a second spacer insulating film formed of a PSG film or a BPSG film by forming a first conductor film on the entire surface. And the second spacer insulating film and the first conductor film are sequentially patterned, and the upper surface is connected to the other of the N-type source / drain regions through the node / contact hole. A first conductor film pattern covered with a second spacer insulating film, and at least one of them is connected to the N-type diffusion layer through the contact hole so that the upper surface of the second spacer insulating film is not exposed. A step of forming a second conductor film pattern covered with the film, a second conductor film is formed on the entire surface, and the second conductor film is etched back to form the first and second conductor films. A step of leaving a conductor film spacer on the side surface of the conductor film pattern, and the second spacer insulating film and the memory cell that cover the upper surfaces of the first and second conductor film patterns by isotropic etching. -Selectively removing the first spacer insulating film remaining in the array formation region to form a storage node electrode composed of the first conductive film pattern and the conductive film spacer. A step of processing into a state in which the conductor film spacers are connected to the side surfaces of these second conductor film spacers;
Forming a capacitive insulating film, and further forming a cell plate electrode.

【0027】好ましくは、上記第2の層間絶縁膜の上面
が化学機械研磨法により平坦化される。さらに好ましく
は、上記第2の層間絶縁膜の上面が酸化シリコン膜から
なり,上記第1および第2の導電体膜が多結晶シリコン
膜からなり,さらに上記容量絶縁膜の形成が窒化シリコ
ン膜の気相成長とこの窒化シリコン膜表面の熱酸化とか
らなるとき、上記第1および第2の導電体膜パターンを
形成して上記導電体膜スペーサを形成した後、全面にこ
の窒化シリコン膜を形成し、上記特性測定専用素子形成
予定領域のこの窒化シリコン膜を選択的に除去し、熱酸
化を行なう。
Preferably, the upper surface of the second interlayer insulating film is flattened by the chemical mechanical polishing method. More preferably, the upper surface of the second interlayer insulating film is made of a silicon oxide film, the first and second conductor films are made of a polycrystalline silicon film, and the formation of the capacitive insulating film is made of a silicon nitride film. When consisting of vapor phase growth and thermal oxidation of the surface of the silicon nitride film, the first and second conductor film patterns are formed to form the conductor film spacer, and then the silicon nitride film is formed on the entire surface. Then, the silicon nitride film in the region for forming the element for exclusive use in characteristic measurement is selectively removed, and thermal oxidation is performed.

【0028】[0028]

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
Next, the present invention will be described with reference to the drawings.

【0029】DRAMの平面模式図である図1と、DR
AMの部分拡大された平面模式図である図2と、図1の
AA線での断面模式図である図3と、図2のBB線,C
C線,DD線およびEE線での断面模式図である図4と
を併せて参照すると、本発明の第1の実施例のDRAM
はストレージ・ノード電極を構成する導電体膜に係わる
TEGを有し,フィン構造のスタックド型のストレージ
・ノード電極を有したCOB構造の従来のDRAMであ
り、次のとおりになっている。
FIG. 1 which is a schematic plan view of a DRAM and DR
2 which is a partially enlarged plan schematic view of AM, FIG. 3 which is a schematic sectional view taken along the line AA of FIG. 1, and BB line, C of FIG.
Referring to FIG. 4 which is a schematic sectional view taken along line C, DD and EE, the DRAM of the first embodiment of the present invention will be described.
Is a conventional DRAM having a COB structure having a TEG relating to a conductive film forming a storage node electrode and having a fin type stacked storage node electrode, which is as follows.

【0030】P型シリコン基板101には、メモリ・セ
ル・アレイ102が設けられている。メモリ・セル・ア
レイ102は、行列状に配置されたメモリ・セル103
からなり、Xデコーダ104,Yデコーダ104等の周
辺回路により駆動される。さらにP型シリコン基板10
1には、TEG107A,107B,107C等が設け
られている〔図1〕。
A memory cell array 102 is provided on the P-type silicon substrate 101. The memory cell array 102 includes memory cells 103 arranged in a matrix.
And is driven by peripheral circuits such as the X decoder 104 and the Y decoder 104. Furthermore, a P-type silicon substrate 10
1, TEGs 107A, 107B, 107C and the like are provided [FIG. 1].

【0031】メモリ・セル103は、1つのMOSトラ
ンジスタと1つの容量素子とからなる。メモリ・セル1
03のセル・サイズは0.9μm×1.8μmである。
1つのMOSトランジスタは、膜厚10nm程度のゲー
ト酸化膜112を介してP型シリコン基板101上に設
けられたワード線113をゲート電極とし、P型シリコ
ン基板101表面に設けられたN型ソース・ドレイン領
域114A,114Bを有している。このMOSトラン
ジスタのゲート長,ゲート幅はそれぞれ0.4μm,
0.5μmである。ワード線113は膜厚100nm程
度のN型の多結晶シリコン膜に膜厚100nm程度のタ
ングステン・シリサイド膜が積層されたタングステン・
ポリサイド膜からなる。N型ソース・ドレイン領域11
4A,114BはそれぞれLDD構造をなし、これらの
接合の深さは0.15μm程度である。それぞれのMO
Sトランジスタは、P型シリコン基板101表面に設け
られた膜厚300nm程度のフィールド酸化膜111に
より素子分離がなされている。ワード線113は、Xデ
コーダ104に接続されている。
The memory cell 103 consists of one MOS transistor and one capacitive element. Memory cell 1
The cell size of 03 is 0.9 μm × 1.8 μm.
In one MOS transistor, the word line 113 provided on the P-type silicon substrate 101 via the gate oxide film 112 having a film thickness of about 10 nm is used as the gate electrode, and the N-type source provided on the surface of the P-type silicon substrate 101. It has drain regions 114A and 114B. The gate length and gate width of this MOS transistor are 0.4 μm,
It is 0.5 μm. The word line 113 is a tungsten layer formed by stacking a tungsten silicide film having a thickness of about 100 nm on an N-type polycrystalline silicon film having a thickness of about 100 nm.
It consists of a polycide film. N-type source / drain region 11
4A and 114B each have an LDD structure, and the depth of their junction is about 0.15 μm. Each MO
The S transistor is isolated by a field oxide film 111 having a film thickness of about 300 nm provided on the surface of the P-type silicon substrate 101. The word line 113 is connected to the X decoder 104.

【0032】MOSトランジスタは、膜厚100nm程
度の酸化シリコン膜115,膜厚300nm程度のリフ
ローされたBPSG膜からなる(第1の)層間絶縁膜1
16により覆われている。酸化シリコン膜115は、層
間絶縁膜116からのボロンがN型ソース・ドレイン領
域114A,114Bに拡散するのを防ぐために設けて
ある。層間絶縁膜116および酸化シリコン膜115を
貫通するビット・コンタクト孔117を介して、層間絶
縁膜116上に設けられたビット線118は、N型ソー
ス・ドレイン領域114Aに接続されている。ビット・
コンタクト孔117の設計上のサイズは0.4μm□で
あるが、出来あがりのサイズは0.2μm□程度であ
る。ビット線118の線幅は0.4μm程度であり、こ
れらのビット線118は膜厚150nm程度のN型の多
結晶シリコン膜に膜厚100nm程度のタングステン・
シリサイド膜が積層されたタングステン・ポリサイド膜
からなる。さらにこれらのビット線118は、Yデコー
ダ105に接続されている〔図1,図2(a),図3,
図4(a)〜(b)〕。
The MOS transistor is a (first) interlayer insulating film 1 made of a silicon oxide film 115 having a thickness of about 100 nm and a reflowed BPSG film having a thickness of about 300 nm.
16. The silicon oxide film 115 is provided to prevent boron from the interlayer insulating film 116 from diffusing into the N-type source / drain regions 114A and 114B. The bit line 118 provided on the interlayer insulating film 116 is connected to the N-type source / drain region 114A through the bit contact hole 117 penetrating the interlayer insulating film 116 and the silicon oxide film 115. bit·
The design size of the contact hole 117 is 0.4 μm □, but the finished size is about 0.2 μm □. The line width of the bit lines 118 is about 0.4 μm, and these bit lines 118 are made of an N-type polycrystalline silicon film having a film thickness of about 150 nm and a tungsten film having a film thickness of about 100 nm.
It is made of a tungsten polycide film in which a silicide film is laminated. Further, these bit lines 118 are connected to the Y decoder 105 [FIG. 1, FIG. 2 (a), FIG.
4 (a)-(b)].

【0033】層間絶縁膜116は(第2の)層間絶縁膜
121により覆われている。層間絶縁膜121は、膜厚
400nm程度のリフローされたBPSG膜に膜厚10
0nm程度の窒化シリコン膜が積層された膜からなる。
層間絶縁膜121上に設けられた記憶素子は、膜厚60
0nm程度の(導電体膜である)N型の多結晶シリコン
膜(のパターン)からなる(第1の導電体膜パターンで
ある)ストレージ・ノード電極128,容量絶縁膜13
1および膜厚200nm程度のN型の多結晶シリコン膜
からなるセル・プレート電極132から構成される。ス
トレージ・ノード電極128の(平面射影での)サイズ
は、0.4μm×1.3μmであり、2つのストレージ
・ノード電極128の間隔は0.5μmである。層間絶
縁膜121,層間絶縁膜116および酸化シリコン膜1
15を貫通するノード・コンタクト孔125Aを介し
て、ストレージ・ノード電極128はN型ソース・ドレ
イン領域114Bに接続される。ノード・コンタクト孔
125Aの設計上のサイズも0.4μm□であるが、出
来あがりのサイズも0.2μm□程度である。これらの
ストレージ・ノード電極128の底面と(ノード・コン
タクト孔125Aの部分を除いて)層間絶縁膜121の
上面とは、(フィン構造故に)直接には接触せずに0.
4μm程度の間隔の空隙部が形成されている。この間隔
は、隣接する2つのストレージ・ノード電極128の間
隔より狭くなっている。これらの空隙部は、容量絶縁膜
131およびセル・プレート電極132により充填され
ている〔図1,図2(a),図3,図4(a)〜
(b)〕。
The interlayer insulating film 116 is covered with a (second) interlayer insulating film 121. The inter-layer insulating film 121 is a reflowed BPSG film having a thickness of about 400 nm and a thickness of 10
It is a film in which a silicon nitride film having a thickness of about 0 nm is laminated.
The memory element provided over the interlayer insulating film 121 has a film thickness of 60.
The storage node electrode 128 (which is the first conductor film pattern) and the capacitor insulating film 13 which are (the pattern of) the N-type polycrystalline silicon film (which is the conductor film) of about 0 nm
1 and a cell plate electrode 132 made of an N-type polycrystalline silicon film having a film thickness of about 200 nm. The size of the storage node electrode 128 (in a plane projection) is 0.4 μm × 1.3 μm, and the distance between the two storage node electrodes 128 is 0.5 μm. Interlayer insulating film 121, interlayer insulating film 116 and silicon oxide film 1
The storage node electrode 128 is connected to the N-type source / drain region 114B through a node contact hole 125A penetrating through 15. The design size of the node contact hole 125A is 0.4 μm □, but the finished size is about 0.2 μm □. The bottom surface of these storage node electrodes 128 and the top surface of the interlayer insulating film 121 (excluding the portion of the node contact hole 125A) do not directly contact each other (due to the fin structure), but are not contacted with each other.
Voids are formed at intervals of about 4 μm. This space is narrower than the space between two adjacent storage node electrodes 128. These voids are filled with the capacitive insulating film 131 and the cell plate electrode 132 [Fig. 1, Fig. 2 (a), Fig. 3, Fig. 4 (a)-
(B)].

【0034】TEG107Aは、ノード・コンタクト孔
125Aとストレージ・ノード電極128との位置ずれ
を測定するためのTEGであり、ノード・コンタクト孔
125Aと同時に形成された複数のコンタクト孔125
Bとストレージ・ノード電極128と同層の(第2の導
電体膜パターンである)複数の多結晶シリコン膜パター
ン129aとからなる。コンタクト孔125Bおよび多
結晶シリコン膜パターン129aは、それぞれ所要の間
隔を有して配置されている。コンタクト孔125Bは層
間絶縁膜121,層間絶縁膜116,酸化シリコン膜1
15およびフィールド酸化膜111を貫通してP型シリ
コン基板101表面に達しているが、場合によってはコ
ンタクト孔125Bの底部がフィールド酸化膜111中
にあることもある。多結晶シリコン膜パターン129a
が層間絶縁膜121上を覆う部分では、従来の構造(例
えば、図14における多結晶シリコン膜パターン329
aの形状を参照のこと)と異なり、多結晶シリコン膜パ
ターン129aの底面は層間絶縁膜121の上面に直接
に接触しており、これらの間には空隙部が設けられてい
ない。コンタクト孔125Bのサイズはノード・コンタ
クト孔125Aのサイズより充分に大きく、コンタクト
孔125Bの短辺の長さの設計値はストレージ・ノード
電極128の幅(0.4μm)と一致し、コンタクト孔
125Bの長辺の長さはストレージ・ノード電極128
の長さ(1.3μm)より充分に長い。多結晶シリコン
膜パターン129aの幅はストレージ・ノード電極12
8の幅と一致し、多結晶シリコン膜パターン129aの
長さはコンタクト孔125Bの長辺の長さと一致する
〔図1,図2(b),図3〕。
The TEG 107A is a TEG for measuring the positional deviation between the node contact hole 125A and the storage node electrode 128, and a plurality of contact holes 125 formed simultaneously with the node contact hole 125A.
B and a plurality of polycrystalline silicon film patterns 129a (which are second conductor film patterns) in the same layer as the storage node electrode 128. The contact hole 125B and the polycrystalline silicon film pattern 129a are arranged with a required interval, respectively. The contact holes 125B are formed in the interlayer insulating film 121, the interlayer insulating film 116, and the silicon oxide film 1.
Although it penetrates 15 and the field oxide film 111 and reaches the surface of the P-type silicon substrate 101, the bottom of the contact hole 125B may be in the field oxide film 111 in some cases. Polycrystalline silicon film pattern 129a
In the portion covering the interlayer insulating film 121, the conventional structure (for example, the polycrystalline silicon film pattern 329 in FIG.
(See the shape of a)), the bottom surface of the polycrystalline silicon film pattern 129a is in direct contact with the top surface of the interlayer insulating film 121, and no void is provided between them. The size of the contact hole 125B is sufficiently larger than the size of the node contact hole 125A, and the design value of the length of the short side of the contact hole 125B matches the width (0.4 μm) of the storage node electrode 128. The long side length is the storage node electrode 128
Is sufficiently longer than the length (1.3 μm). The width of the polycrystalline silicon film pattern 129a is equal to the storage node electrode 12
8 and the length of the polycrystalline silicon film pattern 129a matches the length of the long side of the contact hole 125B [FIG. 1, FIG. 2 (b), FIG. 3].

【0035】TEG107Bは、ストレージ・ノード電
極128を構成する多結晶シリコン膜のシート抵抗を測
定するためのTEGであり、ストレージ・ノード電極1
28と同層の例えば3種類の幅の(第2の導電体膜パタ
ーンである)多結晶シリコン膜パターン129ba,1
29bb,129bcから構成されている。多結晶シリ
コン膜パターン129ba,129bb,129bcの
両端には、それぞれ数十μm□の多結晶シリコン膜パタ
ーンからなる探針用のパッドが設けられている。多結晶
シリコン膜パターン129baの幅は、ストレージ・ノ
ード電極128の幅と一致する。多結晶シリコン膜12
9bb,129bcの幅は、例えばストレージ・ノード
電極128の幅の2倍,4倍になっている。多結晶シリ
コン膜パターン129ba,129bb,129bcも
従来の構造(例えば、図15(c)における多結晶シリ
コン膜パターン329ba,329bb,329bcの
形状を参照のこと)とは異なり、これらの底面もそれぞ
れ層間絶縁膜121の上面に直接に接触しており、これ
らの間には空隙部が設けられていない。シート抵抗の測
定は、容量絶縁膜131を形成する前(ストレージ・ノ
ード電極128等が形成された直後)に行なうのが好ま
しい〔図1,図2(c),図4(c)〕。
The TEG 107B is a TEG for measuring the sheet resistance of the polycrystalline silicon film forming the storage node electrode 128.
For example, a polycrystalline silicon film pattern 129ba, 1 of the same layer as 28 having three kinds of widths (which is a second conductor film pattern)
It is composed of 29bb and 129bc. At both ends of the polycrystalline silicon film patterns 129ba, 129bb, 129bc, probe pads made of a polycrystalline silicon film pattern of several tens of μm square are provided. The width of the polycrystalline silicon film pattern 129ba matches the width of the storage node electrode 128. Polycrystalline silicon film 12
The widths of 9bb and 129bc are, for example, twice or four times the width of the storage node electrode 128. The polycrystalline silicon film patterns 129ba, 129bb, 129bc are also different from the conventional structure (for example, refer to the shapes of the polycrystalline silicon film patterns 329ba, 329bb, 329bc in FIG. 15C), and their bottom surfaces are also different from each other. It is in direct contact with the upper surface of the insulating film 121, and no void is provided between them. It is preferable to measure the sheet resistance before forming the capacitive insulating film 131 (immediately after the storage node electrode 128 and the like are formed) [FIG. 1, FIG. 2 (c), FIG. 4 (c)].

【0036】TEG107Cは、ストレージ・ノード電
極128間の短絡をチェックするためのTEGであり、
N型ソース・ドレイン領域114A,114Bと同時に
形成されたN型拡散層114Cとノード・コンタクト孔
125Aと同時に形成された複数のコンタクト孔125
Cとストレージ・ノード電極128と同層の(第2の導
電体膜パターンである)多結晶シリコン膜パターン12
9ca,129cbとから構成されている。多結晶シリ
コン膜パターン129ca,129cbの幅はストレー
ジ・ノード電極128の幅等に比べて広く、多結晶シリ
コン膜パターン129caと多結晶シリコン膜パターン
129cbとの間隔は隣接する2つのストレージ・ノー
ド電極128の間隔と等しい。多結晶シリコン膜パター
ン129ca,129cbの長さは、充分に長く、1m
m台に設定されていることもある。多結晶シリコン膜パ
ターン129ca,129cbも従来の構造(例えば、
図15(d)における多結晶シリコン膜パターン329
ca,329cbの形状を参照のこと)とは異なり、こ
れらの底面もそれぞれ層間絶縁膜121の上面に直接に
接触しており、これらの間には空隙部が設けられていな
い。コンタクト孔125Cのサイズはストレージ・ノー
ド電極128のサイズに等しい。TEG107Cの目的
からは、多結晶シリコン膜パターン129cbもコンタ
クト孔を介してN型拡散層に接続されているのが好まし
いが、このような構造にするとN型拡散層間の短絡チェ
ックなのかストレージ・ノード電極128間の短絡チェ
ックなのか区別がつかなくなる。ストレージ・ノード電
極128間の短絡チェックも、容量絶縁膜131を形成
する前(ストレージ・ノード電極128等が形成された
直後)に行なわれる〔図1,図2(d),図4
(d)〕。
The TEG 107C is a TEG for checking a short circuit between the storage node electrodes 128,
N-type diffusion layer 114C formed simultaneously with N-type source / drain regions 114A and 114B and a plurality of contact holes 125 formed simultaneously with node contact holes 125A.
Polycrystalline silicon film pattern 12 (which is the second conductor film pattern) in the same layer as C and the storage node electrode 128
9ca and 129cb. The widths of the polycrystalline silicon film patterns 129ca and 129cb are wider than the width of the storage node electrode 128, and the distance between the polycrystalline silicon film pattern 129ca and the polycrystalline silicon film pattern 129cb is two adjacent storage node electrodes 128. Equal to the interval. The lengths of the polycrystalline silicon film patterns 129ca and 129cb are sufficiently long and 1 m.
It may be set to m. The polycrystalline silicon film patterns 129ca and 129cb also have a conventional structure (for example,
Polycrystalline silicon film pattern 329 in FIG.
(See the shapes of ca and 329cb), their bottom surfaces are also in direct contact with the top surface of the interlayer insulating film 121, and no void is provided between them. The size of the contact hole 125C is equal to the size of the storage node electrode 128. For the purpose of the TEG 107C, it is preferable that the polycrystalline silicon film pattern 129cb is also connected to the N-type diffusion layer through the contact hole. With such a structure, whether the short-circuit check between the N-type diffusion layers or the storage node is performed. It cannot be distinguished whether it is a short circuit check between the electrodes 128. The short circuit check between the storage node electrodes 128 is also performed before the formation of the capacitive insulating film 131 (immediately after the storage node electrodes 128 and the like are formed) [FIG. 1, FIG. 2 (d), FIG. 4].
(D)].

【0037】図1乃至図4と図1のFF線での製造工程
の断面模式図である図5および図6とを併せて参照する
と、上記第1の実施例のDRAMは、次のとおりに形成
される。
Referring to FIGS. 1 to 4 and FIGS. 5 and 6 which are schematic sectional views of the manufacturing process along the line FF in FIG. 1, the DRAM of the first embodiment is as follows. It is formed.

【0038】まず、P型シリコン基板101の表面の素
子分離領域にLOCOS型で膜厚30nm程度のフィー
ルド酸化膜111を形成し、素子形成領域に熱酸化によ
り膜厚10nm程度のゲート酸化膜112を形成する。
全面に膜厚100nm程度のN型の多結晶シリコン膜と
膜厚100nm程度のタングステン・シリサイド膜とを
順次形成した後、公知のフォトリソグラフィ技術により
この積層膜をパターニングしてゲート電極を兼たワード
線113を形成する。燐のイオン注入,ワード線113
側面への酸化シリコン膜スペーサ(図示せず)の形成お
よび砒素のイオン注入等により、素子形成領域のメモリ
・セル・アレイ102の形成予定領域にN型ソース・ド
レイン領域114A,114Bを形成するとともに素子
形成領域のTEG107C形成予定領域にN型拡散層1
14Cを形成する。段差被覆性のよいシラン(Si
4 )と亜酸化窒素(N2 O)とを原料ガスとた800
℃程度での減圧気相成長法(LPCVD)により膜厚1
00nm程度の酸化シリコン膜(HTO膜)115を全
面に形成した後、膜厚300nm程度のBPSG膜の堆
積,リフロー等により層間絶縁膜116を形成する。B
PSG膜の堆積は、TEOSとホスフィン(PH3 )と
トリ・メチル・ボレイト(B(OCH3 3 )と酸素
(O2 )とを原料ガスとしたLPCVDもしくはTEO
Sとトリ・メチル・ホスファイト(P(OCH3 3
とトリ・メチル・ボレイト(もしくはトリ・エチル・ボ
レイト(B(OC2 5 3 )とオゾン(O3 )とを原
料ガスとした常圧気相成長法(APCVD)により行な
われる。BPSG膜のリフローは、750℃〜900℃
の温度範囲で行なわれる。なお、BPSG膜の代りにP
SG膜を用いてもよい。
First, a LOCOS type field oxide film 111 having a film thickness of about 30 nm is formed in an element isolation region on the surface of a P-type silicon substrate 101, and a gate oxide film 112 having a film thickness of about 10 nm is formed in the element formation region by thermal oxidation. Form.
A N-type polycrystalline silicon film having a film thickness of about 100 nm and a tungsten silicide film having a film thickness of about 100 nm are sequentially formed on the entire surface, and then the laminated film is patterned by a known photolithography technique to form a word which also serves as a gate electrode. Form line 113. Phosphorus ion implantation, word line 113
N-type source / drain regions 114A and 114B are formed in the region where the memory cell array 102 is to be formed in the element forming region by forming a silicon oxide film spacer (not shown) on the side surface and implanting arsenic ions. The N-type diffusion layer 1 is formed in the TEG107C formation planned region of the element formation region.
Form 14C. Silane (Si with good step coverage
H 4 ) and nitrous oxide (N 2 O) used as source gases 800
Film thickness 1 by low pressure vapor deposition (LPCVD) at about ℃
After a silicon oxide film (HTO film) 115 having a thickness of about 00 nm is formed on the entire surface, an interlayer insulating film 116 is formed by depositing a BPSG film having a thickness of about 300 nm and reflowing. B
The PSG film is deposited by LPCVD or TEO using TEOS, phosphine (PH 3 ), trimethyl borate (B (OCH 3 ) 3 ) and oxygen (O 2 ) as source gases.
S and tri-methyl phosphite (P (OCH 3 ) 3 )
And tri-methyl borate (or tri-ethyl borate (B (OC 2 H 5 ) 3 ) and ozone (O 3 ) are used as source gases by atmospheric pressure vapor deposition (APCVD). Reflow is 750 ℃ -900 ℃
Is performed in the temperature range of. In addition, instead of the BPSG film, P
An SG film may be used.

【0039】次に、テトラ・フルオロ・メタン(C
4 )をエッチングガスに用いたRIE等の公知のフォ
トリソグラフィ工程により、層間絶縁膜116,酸化シ
リコン膜115を順次エッチングしてN型ソース・ドレ
イン領域114Aに達するビット・コンタクト孔117
を形成する。その後、(図示は省略するが)全面に10
0nm〜150nm程度のHTO膜を形成してこのHT
O膜をエッチ・バックし、ビット・コンタクト孔117
の側面に酸化シリコン膜スペーサを形成する。全面に膜
厚150nm程度のN型の多結晶シリコン膜と膜厚10
0nm程度のタングステン・シリサイド膜とを順次形成
した後、公知のフォトリソグラフィ技術によりこの積層
膜をパターニングして、層間絶縁膜116上にビット線
118を形成する。膜厚400nm程度のBPSG膜
(もしくはPSG膜)の堆積,リフローおよび膜厚10
0nm程度の窒化シリコン膜の堆積等により層間絶縁膜
121を形成する。この窒化シリコン膜の堆積は、ジ・
クロル・シラン(SiH2 Cl2)とアンモニア(NH
3 )とを原料ガスとするLPCVDによる。なお、この
窒化シリコン膜の代りに、APCVDによる酸化シリコ
ン膜(NSG膜)を用いてもよい。さらに、全面に膜厚
400nm程度のPSG膜(あるいばBPSG膜)から
なるスペーサ絶縁膜122を形成する〔図1〜図4,図
5(a)〕。
Next, tetra fluoro methane (C
Bit contact hole 117 reaching N type source / drain region 114A by sequentially etching interlayer insulating film 116 and silicon oxide film 115 by a known photolithography process such as RIE using F 4 ) as an etching gas.
To form After that, (not shown) 10 on the entire surface
This HT is formed by forming an HTO film of 0 nm to 150 nm.
Etch back the O film and bit contact hole 117
A silicon oxide film spacer is formed on the side surface of. An N-type polycrystalline silicon film having a film thickness of about 150 nm and a film thickness of 10
After a tungsten silicide film having a thickness of about 0 nm is sequentially formed, this laminated film is patterned by a known photolithography technique to form a bit line 118 on the interlayer insulating film 116. Deposition and reflow of a BPSG film (or PSG film) with a film thickness of about 400 nm and film thickness 10
The interlayer insulating film 121 is formed by depositing a silicon nitride film having a thickness of about 0 nm. The deposition of this silicon nitride film
Chlorine silane (SiH 2 Cl 2 ) and ammonia (NH
3 ) by LPCVD using and as source gases. A silicon oxide film (NSG film) formed by APCVD may be used instead of the silicon nitride film. Further, a spacer insulating film 122 made of a PSG film (so-called BPSG film) having a film thickness of about 400 nm is formed on the entire surface [FIGS. 1 to 4 and 5 (a)].

【0040】次に、メモリ・セル・アレイ102の形成
予定領域を覆い,少なくともTEG107A,107
B,107Cの形成予定領域に開口部を有するフォトレ
ジスト膜(図示せず)をマスクにして、オクタ・フルオ
ロ・シクロ・ブタン(C4 8)(もしくはトリ・フル
オロ・メタン(CHF3 ))に一酸化炭素(CO)を添
加したエッチング・ガスを用いたRIEにより、スペー
サ絶縁膜122をエッチング除去する。このとき、少な
くともメモリ・セル・アレイ102の形成予定領域に
は、スペーサ絶縁膜122aが残置される。なお、層間
絶縁膜121の上面がNSG膜からなる場合には、上記
フォトレジスト膜をマスクにして、バッファード弗酸
(HF:NH4 Fが1:30程度のものが好ましい)を
用いた等方性のウェット・エッチングを採用すればよ
い。次に、(上記ビット・コンタクト孔117の形成と
同様の方法により)メモリ・セル・アレイ102の形成
予定領域ではスペーサ絶縁膜122a,層間絶縁膜12
1,層間絶縁膜116および酸化シリコン膜115を順
次エッチングしてN型ソース・ドレイン領域114Bに
達するノード・コンタクト孔125Aを形成し、TEG
107Bの形成予定領域では層間絶縁膜121,層間絶
縁膜116,酸化シリコン膜115およびフィールド酸
化膜111を順次エッチングしてP型シリコン基板10
1に達するコンタクト孔125Bを形成し、TEG10
7Cの形成予定領域では層間絶縁膜121,層間絶縁膜
116および酸化シリコン膜115を順次エッチングし
てN型拡散層114Cに達するコンタクト孔125Cを
形成する。その後、ビット・コンタクト孔117と同様
に、ノード・コンタクト孔125A,コンタクト孔12
5B,125Cの側面に酸化シリコン膜スペーサを形成
する〔図1〜図4,図5(b)〕。
Next, the area where the memory cell array 102 is to be formed is covered, and at least the TEGs 107A, 107 are formed.
Octafluorocyclobutane (C 4 F 8 ) (or trifluoromethane (CHF 3 )) using a photoresist film (not shown) having an opening in the region where B and 107C are to be formed as a mask. The spacer insulating film 122 is removed by etching by RIE using an etching gas in which carbon monoxide (CO) is added. At this time, the spacer insulating film 122a is left at least in the region where the memory cell array 102 is to be formed. When the upper surface of the interlayer insulating film 121 is formed of an NSG film, buffered hydrofluoric acid (HF: NH 4 F having a ratio of about 1:30 is preferably used) using the photoresist film as a mask. It is possible to use anisotropic wet etching. Next, in the region where the memory cell array 102 is to be formed (by the same method as that for forming the bit contact hole 117), the spacer insulating film 122a and the interlayer insulating film 12 are formed.
1, the interlayer insulating film 116 and the silicon oxide film 115 are sequentially etched to form a node contact hole 125A reaching the N-type source / drain region 114B.
In the area where 107B is to be formed, the P-type silicon substrate 10 is formed by sequentially etching the interlayer insulating film 121, the interlayer insulating film 116, the silicon oxide film 115, and the field oxide film 111.
1 to form the contact hole 125B, the TEG10
In the region where 7C is to be formed, the interlayer insulating film 121, the interlayer insulating film 116, and the silicon oxide film 115 are sequentially etched to form a contact hole 125C reaching the N-type diffusion layer 114C. Thereafter, similar to the bit contact hole 117, the node contact hole 125A and the contact hole 12 are formed.
Silicon oxide film spacers are formed on the side surfaces of 5B and 125C [FIGS. 1 to 4 and 5 (b)].

【0041】次に、シラン(もしくはジ・シラン(Si
2 6 ))とホスフィンとを原料ガスとするLPCVD
により、全面に膜厚600nm程度のN型の多結晶シリ
コン膜127を形成する。この多結晶シリコン膜127
の不純物濃度は、1.5×1020cm-3程度である〔図
5(c)〕。次に、臭化水素(HBr)等をエッチング
・ガスに用いたRIEにより多結晶シリコン膜127の
パターニングを行ない、ストレージ・ノード電極12
8,多結晶シリコン膜パターン129a,129ba,
129bb,129bc,129ca,129cb等を
形成する〔図1〜図4,図5(c)〕。続いて、例えば
稀弗酸による等方性のウェット・エッチングにより、ス
ペーサ絶縁膜122aを除去する〔図1〜図4,図6
(a)〕。なお、多結晶シリコン膜127の代りに、i
n−situでN型の非晶質シリコン膜を形成してもよ
い。この場合には、ストレージ・ノード電極128のシ
ート抵抗の測定を考慮すると、この膜をパターニングし
て非晶質シリコン膜パターンを形成するまではよいが、
容量絶縁膜131を形成する前に、多結晶シリコン膜パ
ターンに変換することが好ましい。さらになお、ストレ
ージ・ノード電極128等を構成する導電体膜は、多結
晶シリコン膜(もしくは非晶質シリコン膜)の代りに、
タングステン膜等の高融点金属膜,タングステン・シリ
サイド膜等の高融点金属シリサイド膜あるいは窒化チタ
ン膜等を用いてもよい。
Next, silane (or disilane (Si
LPCVD using 2 H 6 )) and phosphine as source gases
Thus, an N-type polycrystalline silicon film 127 having a film thickness of about 600 nm is formed on the entire surface. This polycrystalline silicon film 127
Has an impurity concentration of about 1.5 × 10 20 cm −3 [FIG. 5 (c)]. Next, the polycrystalline silicon film 127 is patterned by RIE using hydrogen bromide (HBr) or the like as an etching gas, and the storage node electrode 12 is formed.
8, polycrystalline silicon film patterns 129a, 129ba,
129bb, 129bc, 129ca, 129cb and the like are formed [FIGS. 1 to 4 and 5 (c)]. Subsequently, the spacer insulating film 122a is removed by, for example, isotropic wet etching with diluted hydrofluoric acid [FIGS. 1 to 4 and 6].
(A)]. Instead of the polycrystalline silicon film 127, i
An N-type amorphous silicon film may be formed by n-situ. In this case, considering the measurement of the sheet resistance of the storage node electrode 128, it is sufficient to pattern this film to form an amorphous silicon film pattern.
Before forming the capacitive insulating film 131, it is preferable to convert into a polycrystalline silicon film pattern. Furthermore, the conductor film forming the storage node electrode 128 and the like is replaced by a polycrystalline silicon film (or an amorphous silicon film),
A refractory metal film such as a tungsten film, a refractory metal silicide film such as a tungsten / silicide film, or a titanium nitride film may be used.

【0042】続いて、全面に膜厚7nm程度の窒化シリ
コン膜を形成し、さらに800℃程度00℃の水蒸気雰
囲気でのパイロジェニック酸化を行ない、酸化シリコン
膜換算膜厚が5nm程度の(窒化シリコン膜に酸化シリ
コン膜が積層された構造の)容量絶縁膜131を形成す
る。なお、容量絶縁膜131としては、この組成構造に
限定されるものではなく、例えばタンタル・オキサイド
(Ta2 5 )膜を採用してもよい。続いて、上記多結
晶シリコン膜127の形成と同様の方法により、膜厚2
00nm程度のN型の多結晶シリコン膜を全面に形成
し、この膜をパターニングしてセル・プレート電極13
2を形成する〔図1〜図4〕。なお、セル・プレート電
極132を構成する導電体膜としては、上記多結晶シリ
コン膜に限定されるものではなく、in−situでN
型の非晶質シリコン膜あるいは窒化チタン膜等の段差被
覆性に優れた膜を用いてもよい。但し、容量絶縁膜13
1がタンタル・オキサイド膜からなる場合には、ストレ
ージ・ノード電極128は高融点金属膜もしくは窒化チ
タン膜から形成し、セル・プレート電極132は窒化チ
タン膜から形成することが好ましい。その後、さらに公
知の製造工程を経て、本実施例によるDRAMが完成す
る。
Subsequently, a silicon nitride film having a film thickness of about 7 nm is formed on the entire surface, and pyrogenic oxidation is further performed in a steam atmosphere at about 800 ° C. to 00 ° C. to obtain a silicon oxide film-converted film thickness of about 5 nm (silicon nitride film). A capacitive insulating film 131 (having a structure in which a silicon oxide film is laminated on the film) is formed. Note that the capacitive insulating film 131 is not limited to this composition structure, and a tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) film may be used, for example. Then, a film having a thickness of 2 is formed by the same method as that for forming the polycrystalline silicon film 127.
An N-type polycrystalline silicon film of about 00 nm is formed on the entire surface, and this film is patterned to form the cell plate electrode 13
2 is formed [FIGS. 1 to 4]. The conductor film forming the cell plate electrode 132 is not limited to the above-mentioned polycrystalline silicon film, but may be formed in-situ with N.
A film having excellent step coverage such as a type amorphous silicon film or a titanium nitride film may be used. However, the capacitance insulating film 13
When 1 is a tantalum oxide film, the storage node electrode 128 is preferably formed of a refractory metal film or a titanium nitride film, and the cell plate electrode 132 is preferably formed of a titanium nitride film. After that, the DRAM according to the present embodiment is completed through further known manufacturing steps.

【0043】上記第1の実施例では、ノード・コンタク
ト孔125A(およびコンタクト孔125B,125
C)の形成と(第1の導電体膜パターンである)ストレ
ージ・ノード電極128および(TEGを構成する第2
の導電体膜パターンである)多結晶シリコン膜パターン
129a等を構成する(導電体膜である)多結晶シリコ
ン膜127の形成とに先だって、(第2の層間絶縁膜で
ある)層間絶縁膜121上に形成されたスペーサ絶縁膜
122のうち、TEG107A等の形成予定領域に形成
されれいる部分を除去しておく。そのため、(TEGを
構成する第2の導電体膜パターンである)多結晶シリコ
ン膜パターン129a等の底面は層間絶縁膜121の上
面に直接に接触する姿態を有することになり、これら多
結晶シリコン膜パターン129a等の形成以降におい
て、これら多結晶シリコン膜パターン129a等の欠落
の発生は抑制される。その結果、TEG107A,10
7B,107C等の機能は充分に果せることなる。さら
に、これら多結晶シリコン膜パターン129a等の欠落
による多結晶シリコン片(導電体膜片)に帰因したメモ
リ・セル間の短絡不良の発生も大幅に抑制される。
In the first embodiment described above, the node contact hole 125A (and the contact holes 125B, 125) is formed.
C) and the storage node electrode 128 (which is the first conductor film pattern) and the second (which constitutes the TEG)
Prior to the formation of the polycrystalline silicon film 127 (which is the conductor film) that constitutes the polycrystalline silicon film pattern 129a (which is the conductor film pattern of FIG. 4), the interlayer insulating film 121 (which is the second interlayer insulating film) Of the spacer insulating film 122 formed above, the portion formed in the region where the TEG 107A or the like is to be formed is removed. Therefore, the bottom surface of the polycrystalline silicon film pattern 129a (which is the second conductor film pattern forming the TEG) or the like has a state of being in direct contact with the upper surface of the interlayer insulating film 121. After the formation of the pattern 129a and the like, the occurrence of the loss of the polycrystalline silicon film pattern 129a and the like is suppressed. As a result, TEG107A, 10
The functions of 7B, 107C, etc. can be fully achieved. Further, the occurrence of a short circuit defect between the memory cells due to the polycrystalline silicon piece (conductor film piece) due to the lack of the polycrystalline silicon film pattern 129a or the like is significantly suppressed.

【0044】DRAMの製造工程の断面模式図である図
7を参照すると、以下に示すような上記第1の実施例の
応用例がある。この応用例は、上記第2の層間絶縁膜の
上面が酸化シリコン膜からなり,ストレージ・ノード電
極等を構成する導電体膜が多結晶シリコン膜からなり,
さらに容量絶縁膜の形成が窒化シリコン膜の気相成長と
この窒化シリコン膜表面の熱酸化とからなる場合に適用
される。
Referring to FIG. 7 which is a schematic sectional view of the manufacturing process of the DRAM, there is an application example of the first embodiment as described below. In this application example, the upper surface of the second interlayer insulating film is made of a silicon oxide film, and the conductor film forming the storage node electrode or the like is made of a polycrystalline silicon film.
Further, it is applied when the formation of the capacitive insulating film comprises vapor phase growth of the silicon nitride film and thermal oxidation of the surface of the silicon nitride film.

【0045】まず、上記第1の実施例と同様の方法によ
り、ビット線までを形成した後、上面がNSG膜からな
る(第2の)層間絶縁膜121aを形成する。その上記
第1の実施例と同様に、この層間絶縁膜121aを覆う
スペーサ絶縁膜を形成する。少なくともTEG107
A,107B,107Cの形成予定領域のスペーサ絶縁
膜をエッチング除去して少なくともメモリ・セル・アレ
イ102の形成予定領域にスペーサ絶縁膜122aを残
置し、ノード・コンタクト孔125A,コンタクト孔1
25B,125Cを形成し、(導電体膜である)多結晶
シリコン膜を堆積,パターニングしてストレージ・ノー
ド電極および多結晶シリコン膜パターン129bc等を
形成する。上記第1の実施例と同様に膜厚7nm程度の
窒化シリコン膜131aaを形成する〔図7(a)〕。
First, by the same method as in the first embodiment, up to the bit line is formed, and then the (second) interlayer insulating film 121a whose upper surface is an NSG film is formed. Similar to the first embodiment, a spacer insulating film that covers the interlayer insulating film 121a is formed. At least TEG107
The spacer insulating film in the regions where A, 107B and 107C are to be formed is removed by etching, leaving the spacer insulating film 122a at least in the region where the memory cell array 102 is to be formed.
25B and 125C are formed, and a polycrystalline silicon film (which is a conductor film) is deposited and patterned to form a storage node electrode, a polycrystalline silicon film pattern 129bc, and the like. Similar to the first embodiment, a silicon nitride film 131aa having a film thickness of about 7 nm is formed [FIG. 7 (a)].

【0046】次に、テトラ・フルオロ・メタンに酸素
(O2 )を添加したエッチングガスによるRIEによ
り、TEG107A,107B,107Cの形成予定領
域の窒化シリコン膜131aaを除去し、メモリ・セル
・アレイ102の形成予定領域に窒化シリコン膜131
abを残置させる〔図7(b)〕。
Next, the silicon nitride film 131aa in the region where the TEGs 107A, 107B, 107C are to be formed is removed by RIE using an etching gas in which oxygen (O 2 ) is added to tetrafluoromethane, and the memory cell array 102 is formed. Silicon nitride film 131 in the region where
Let ab remain [FIG. 7 (b)].

【0047】続いて、上記第1の実施例と同様のパイロ
ジェニック酸化を行ない、上記第1の実施例と同じ組成
構造の容量絶縁膜131aをメモリ・セル・アレイ10
2の形成予定領域に形成する。この酸化により、多結晶
シリコン膜パターン129bc等の表面に10nm以上
の膜厚の酸化シリコン膜134が形成される〔図7
(c)〕。
Subsequently, the same pyrogenic oxidation as in the first embodiment is performed to form the capacitive insulating film 131a having the same composition structure as in the first embodiment on the memory cell array 10.
It is formed in the area 2 to be formed. By this oxidation, a silicon oxide film 134 having a thickness of 10 nm or more is formed on the surface of the polycrystalline silicon film pattern 129bc or the like [FIG.
(C)].

【0048】本応用例は上記第1の実施例の有する効果
を有する。さらに本応用例は、セル・プレート電極のエ
ッチング加工に際して、TEGを構成する多結晶シリコ
ン膜パターンの表面が容量絶縁膜より厚い酸化シリコン
膜により覆われていることから、エッチング・ガスの選
択,エッチング時間の制御等に対して自由度が高くなる
という利点がある。
This application example has the effects of the first embodiment. Further, in this application example, since the surface of the polycrystalline silicon film pattern forming the TEG is covered with the silicon oxide film thicker than the capacitive insulating film when etching the cell plate electrode, the etching gas is selected and the etching is performed. There is an advantage that the degree of freedom with respect to time control and the like is increased.

【0049】DRAMの平面模式図である図8と、メモ
リ・セルの平面模式図である図9(a)と、図9(a)
のGG線,BB線およびCC線での断面模式図である図
9(b),(c)および(d)とを併せて参照すると、
本発明の第2の実施例のDRAMは、ストレージ・ノー
ド電極等の形状と第1および第2の層間絶縁膜の形状と
が上記第1の実施例と異なっており、次のとおりになっ
ている。
FIG. 8 which is a schematic plan view of the DRAM, FIG. 9A which is a schematic plan view of the memory cell, and FIG. 9A.
9 (b), (c) and (d) which are schematic cross-sectional views taken along line GG, BB and CC of FIG.
The DRAM of the second embodiment of the present invention is different from that of the first embodiment in the shape of the storage node electrodes and the like and the shape of the first and second interlayer insulating films, and is as follows. There is.

【0050】P型シリコン基板201には、上記第1の
実施例と同様に、行列状に配置されたメモリ・セル20
3からなるメモリ・セル・アレイ202と、Xデコーダ
204,Yデコーダ204等の周辺回路と、TEG20
7A,207B,207C等とが設けられている。TE
G207A,207B,207Cはそれぞれノード・コ
ンタクト孔225Aとストレージ・ノード電極228と
の位置ずれを測定するためのTEG,ストレージ・ノー
ド電極228のシート抵抗を測定するためのTEG,ス
トレージ・ノード電極228間の短絡を測定するための
TEGである〔図8〕。
As in the first embodiment, the P-type silicon substrate 201 has memory cells 20 arranged in rows and columns.
3, a memory cell array 202, peripheral circuits such as an X decoder 204 and a Y decoder 204, and a TEG 20.
7A, 207B, 207C, etc. are provided. TE
G207A, 207B, and 207C are between the TEG for measuring the positional deviation between the node contact hole 225A and the storage node electrode 228, the TEG for measuring the sheet resistance of the storage node electrode 228, and the storage node electrode 228, respectively. FIG. 8 is a TEG for measuring the short circuit of [FIG. 8].

【0051】メモリ・セル203のセル・サイズは(上
記第1の実施例と同じで)0.9μm×1.8μmであ
る。1つのMOSトランジスタは、膜厚10nm程度の
ゲート酸化膜212を介してP型シリコン基板201上
に設けられたワード線213をゲート電極とし、P型シ
リコン基板201表面に設けられたN型ソース・ドレイ
ン領域214A,214Bを有している。このMOSト
ランジスタのゲート長,ゲート幅もそれぞれ0.4μ
m,0.5μmである。ワード線213も膜厚100n
m程度のN型の多結晶シリコン膜に膜厚100nm程度
のタングステン・シリサイド膜が積層されたタングステ
ン・ポリサイド膜からなる。N型ソース・ドレイン領域
214A,214Bの接合の深さは0.15μm程度で
ある。それぞれのMOSトランジスタは、P型シリコン
基板201表面に設けられた膜厚300nm程度のフィ
ールド酸化膜211により素子分離がなされている。
The cell size of the memory cell 203 is 0.9 μm × 1.8 μm (as in the first embodiment). In one MOS transistor, the word line 213 provided on the P-type silicon substrate 201 via the gate oxide film 212 having a film thickness of about 10 nm is used as the gate electrode, and the N-type source provided on the surface of the P-type silicon substrate 201. It has drain regions 214A and 214B. The gate length and gate width of this MOS transistor are each 0.4μ.
m, 0.5 μm. The word line 213 also has a film thickness of 100 n
It is composed of a tungsten polycide film in which a tungsten silicide film having a film thickness of about 100 nm is laminated on an N-type polycrystalline silicon film having a film thickness of about m. The junction depth of the N-type source / drain regions 214A and 214B is about 0.15 μm. Each MOS transistor is isolated by a field oxide film 211 having a film thickness of about 300 nm provided on the surface of the P-type silicon substrate 201.

【0052】MOSトランジスタは、膜厚100nm程
度の酸化シリコン膜215,化学機械研磨(CMP)に
より平坦化された(第1の)層間絶縁膜216により覆
われている。層間絶縁膜216および酸化シリコン膜2
15を貫通するビット・コンタクト孔217を介して、
層間絶縁膜216上に設けられたビット線218は、N
型ソース・ドレイン領域214Aに接続されている。ビ
ット・コンタクト孔217の出来あがりのサイズは0.
2μm□程度である。ビット線218の線幅は0.4μ
m程度であり、これらのビット線218は膜厚150n
m程度のN型の多結晶シリコン膜に膜厚100nm程度
のタングステン・シリサイド膜が積層されたタングステ
ン・ポリサイド膜からなる。〔図8,図9(a),図9
(c)〜(d)〕。
The MOS transistor is covered with a silicon oxide film 215 having a film thickness of about 100 nm and a (first) interlayer insulating film 216 planarized by chemical mechanical polishing (CMP). Interlayer insulating film 216 and silicon oxide film 2
Through the bit contact hole 217 penetrating 15
The bit line 218 provided on the interlayer insulating film 216 is N
It is connected to the mold source / drain region 214A. The finished size of the bit contact hole 217 is 0.
It is about 2 μm □. Bit line 218 has a line width of 0.4μ
and the bit line 218 has a film thickness of 150 n.
It is composed of a tungsten polycide film in which a tungsten silicide film having a film thickness of about 100 nm is laminated on an N-type polycrystalline silicon film having a film thickness of about m. [FIG. 8, FIG. 9 (a), FIG.
(C) to (d)].

【0053】層間絶縁膜216は(第2の)層間絶縁膜
221により覆われている。層間絶縁膜221は、膜厚
600nm程度のリフローされたBPSG膜(もしくは
PSG膜)がCMPにより平坦化されその上に膜厚10
0nm程度の窒化シリコン膜(あるいはNSG膜)が積
層された膜からなる。層間絶縁膜221上に設けられた
記憶素子は、膜厚600nm程度の(第1の導電体膜で
ある)N型の多結晶シリコン膜からなる(第1の導電体
膜パターンである)多結晶シリコン膜パターン227a
とこれらの側面に設けられた(第2の導電体膜から形成
された)多結晶シリコン膜スペーサ238とからなるス
トレージ・ノード電極228,容量絶縁膜231および
膜厚100nm程度のN型の多結晶シリコン膜からなる
セル・プレート電極232から構成される。多結晶シリ
コン膜スペーサ238の幅は100nm程度であり、高
さは900nm程度である。ストレージ・ノード電極2
28の(平面射影での)サイズは、0.6μm×1.5
μmであり、2つのストレージ・ノード電極228の間
隔は0.3μmである。層間絶縁膜221,層間絶縁膜
216および酸化シリコン膜215を貫通するノード・
コンタクト孔225Aを介して、ストレージ・ノード電
極228はN型ソース・ドレイン領域214Bに接続さ
れる。ノード・コンタクト孔225Aの出来あがりのサ
イズも0.2μm□程度である。これらのストレージ・
ノード電極228の底面と層間絶縁膜221の上面と
は、(フィン構造故に)直接には接触せずに0.2μm
程度の間隔の空隙部が形成されている。この間隔は、隣
接する2つのストレージ・ノード電極228の間隔より
狭くなっている。これらの空隙部は、容量絶縁膜231
およびセル・プレート電極232により充填されている
〔図8,図9(a)〜(d)〕。
The interlayer insulating film 216 is covered with a (second) interlayer insulating film 221. The interlayer insulating film 221 has a film thickness of about 600 nm and a reflowed BPSG film (or PSG film) flattened by CMP to have a film thickness of 10 nm thereon.
It is a film in which a silicon nitride film (or NSG film) of about 0 nm is laminated. The memory element provided on the interlayer insulating film 221 is made of an N-type polycrystalline silicon film (which is a first conductor film) having a film thickness of about 600 nm (a first conductor film pattern) which is a polycrystalline film. Silicon film pattern 227a
And a storage node electrode 228 composed of a polycrystalline silicon film spacer 238 (formed of a second conductor film) provided on these side surfaces, a capacitive insulating film 231, and an N-type polycrystalline film having a thickness of about 100 nm. It is composed of a cell plate electrode 232 made of a silicon film. The polycrystalline silicon film spacer 238 has a width of about 100 nm and a height of about 900 nm. Storage node electrode 2
The size of 28 (in the plane projection) is 0.6 μm × 1.5.
μm, and the distance between the two storage node electrodes 228 is 0.3 μm. A node penetrating the interlayer insulating film 221, the interlayer insulating film 216, and the silicon oxide film 215.
The storage node electrode 228 is connected to the N-type source / drain region 214B through the contact hole 225A. The finished size of the node contact hole 225A is also about 0.2 μm □. These storage
The bottom surface of the node electrode 228 and the top surface of the interlayer insulating film 221 do not directly contact each other (due to the fin structure) and have a thickness of 0.2 μm.
Voids are formed at regular intervals. This space is narrower than the space between two adjacent storage node electrodes 228. These voids are formed by the capacitive insulating film 231.
And the cell plate electrode 232 [FIGS. 8 and 9 (a) to (d)].

【0054】上記第1の実施例に比べて、本実施例では
ストレージ・ノード電極228の間隔が狭くなっている
ため、ストレージ・ノード電極228間の短絡の存否が
重要になる。其故、図8のHH線での製造工程の断面模
式図である図10および図11を参照して、TEG20
7Cの形成に着目しながら本実施例の製造方法を説明す
る。
In this embodiment, the distance between the storage node electrodes 228 is narrower than that in the first embodiment, so that the presence or absence of a short circuit between the storage node electrodes 228 becomes important. Therefore, referring to FIGS. 10 and 11 which are schematic cross-sectional views of the manufacturing process along the line HH of FIG.
The manufacturing method of the present embodiment will be described while focusing on the formation of 7C.

【0055】まず、P型シリコン基板201の表面の素
子分離領域にLOCOS型で膜厚300nm程度のフィ
ールド酸化膜211を形成し、素子形成領域に熱酸化に
より膜厚10nm程度のゲート酸化膜212を形成す
る。全面に膜厚100nm程度のN型の多結晶シリコン
膜と膜厚100nm程度のタングステン・シリサイド膜
とを順次形成した後、この積層膜をパターニングしてゲ
ート電極を兼たワード線313を形成する。素子形成領
域のメモリ・セル・アレイ202の形成予定領域にN型
ソース・ドレイン領域214A,214Bを形成すると
ともに素子形成領域のTEG207C形成予定領域にN
型拡散層214Cを形成する。膜厚100nm程度の酸
化シリコン膜(HTO膜)215を全面に形成する。そ
の後、膜厚600nm程度のBPSG膜もしくはPSG
膜の堆積,リフローおよびCMPにより層間絶縁膜21
6を形成する。ゲート電極213がフィールド酸化膜2
11上ある部分では層間絶縁膜216の膜厚は最も薄く
250nm程度となる。N型ソース・ドレイン領域21
4A,214Bのある部分では層間絶縁膜216の膜厚
は最も厚く600nm程度となる。なお、層間絶縁膜2
16の構成材料,形成工程はこれに限定されるものでは
なく、BPSG膜もしくはPSG膜を堆積してこれをリ
フローした後NSG膜を堆積してCMPを行なってもよ
く、NSG膜の堆積とこれのCMPのみでもよい。
First, a field oxide film 211 of LOCOS type having a film thickness of about 300 nm is formed in an element isolation region on the surface of a P-type silicon substrate 201, and a gate oxide film 212 having a film thickness of about 10 nm is formed by thermal oxidation in the element formation region. Form. After an N-type polycrystalline silicon film having a film thickness of about 100 nm and a tungsten silicide film having a film thickness of about 100 nm are sequentially formed on the entire surface, this laminated film is patterned to form a word line 313 which also serves as a gate electrode. N-type source / drain regions 214A and 214B are formed in the region where the memory cell array 202 is to be formed in the element forming region, and N is formed in the region where the TEG207C is to be formed in the element forming region.
The type diffusion layer 214C is formed. A silicon oxide film (HTO film) 215 having a film thickness of about 100 nm is formed on the entire surface. After that, a BPSG film or PSG with a film thickness of about 600 nm
Interlayer insulation film 21 by film deposition, reflow and CMP
6 is formed. The gate electrode 213 is the field oxide film 2
The film thickness of the interlayer insulating film 216 is the thinnest in the upper part of 11 and is about 250 nm. N-type source / drain region 21
The film thickness of the interlayer insulating film 216 is thickest at about 600 nm in the portions where 4A and 214B are present. The interlayer insulating film 2
The constituent materials and forming steps of 16 are not limited to this, and a BPSG film or a PSG film may be deposited and reflowed, and then an NSG film may be deposited and CMP may be performed. CMP only may be used.

【0056】次に、上記第1の実施例と同様の方法によ
り、N型ソース・ドレイン領域214Aに達するビット
・コンタクト孔217を形成し、全面に膜厚150nm
程度のN型の多結晶シリコン膜と膜厚100nm程度の
タングステン・シリサイド膜とを順次形成した後、この
積層膜をパターニングして層間絶縁膜216上にビット
線218を形成する。膜厚600nm程度のBPSG膜
(もしくはPSG膜)の堆積,リフローおよびCMPを
行ない,さらに膜厚100nm程度の窒化シリコン膜
(もしくはNSG膜)の堆積等により層間絶縁膜221
を形成する。ビット線218の部分での層間絶縁膜21
1の膜厚は400nm程度であり、他の部分での膜厚は
650nm程度である。なお、層間絶縁膜211も、こ
れらの構成材料,形成工程に限定されるものではなく、
例えば100nm程度のHTO膜を形成してから500
nm程度のNSG膜を形成し、CMPを行ない、さらに
100nm程度の窒化シリコン膜もしくはNSG膜を形
成してもよい。次に、全面に膜厚200nm程度のPS
G膜(あるいはBPSG膜)からなる第1のスペーサ絶
縁膜222を形成する〔図9,図10(a)〕。
Then, a bit contact hole 217 reaching the N-type source / drain region 214A is formed by the same method as in the first embodiment, and a film thickness of 150 nm is formed on the entire surface.
After forming an N-type polycrystalline silicon film having a thickness of about 100 nm and a tungsten silicide film having a thickness of about 100 nm in this order, the laminated film is patterned to form a bit line 218 on the interlayer insulating film 216. The BPSG film (or PSG film) with a film thickness of about 600 nm is deposited, reflow and CMP are performed, and the silicon nitride film (or NSG film) with a film thickness of about 100 nm is deposited, etc.
To form The interlayer insulating film 21 at the bit line 218 portion
The film thickness of No. 1 is about 400 nm, and the film thickness of other portions is about 650 nm. The interlayer insulating film 211 is not limited to these constituent materials and forming process, either.
For example, after forming an HTO film of about 100 nm, 500
It is also possible to form an NSG film having a thickness of about nm and perform CMP to further form a silicon nitride film or an NSG film having a thickness of about 100 nm. Next, PS with a film thickness of about 200 nm is formed on the entire surface.
A first spacer insulating film 222 made of a G film (or a BPSG film) is formed [FIGS. 9 and 10 (a)].

【0057】次に、メモリ・セル・アレイ202の形成
予定領域を覆い,少なくともTEG207A,207
B,207Cの形成予定領域に開口部を有するフォトレ
ジスト膜(図示せず)をマスクにして、(第1の)スペ
ーサ絶縁膜222をエッチング除去する。このとき、少
なくともメモリ・セル・アレイ202の形成予定領域に
は、スペーサ絶縁膜222aが残置される。次に、N型
ソース・ドレイン領域114Bに達するノード・コンタ
クト孔125A,N型拡散層214Cに達するコンタク
ト孔225C等を形成する〔図8,図9,図10
(b)〕。
Next, the area where the memory cell array 202 is to be formed is covered, and at least the TEGs 207A and 207 are formed.
The (first) spacer insulating film 222 is removed by etching using a photoresist film (not shown) having an opening in the region where B and 207C are to be formed as a mask. At this time, the spacer insulating film 222a is left at least in the region where the memory cell array 202 is to be formed. Next, a node contact hole 125A reaching the N-type source / drain region 114B, a contact hole 225C reaching the N-type diffusion layer 214C, etc. are formed [FIG. 8, FIG. 9, FIG. 10].
(B)].

【0058】次に、上記第1の実施例と同様の方法によ
り、全面に膜厚600nm程度の(第1の導電体膜であ
る)N型の多結晶シリコン膜227を形成する。さら
に、膜厚300nm程度のPSG膜(もしくはBPSG
膜)からなる第2のスペーサ絶縁膜230を全面に形成
する〔図10(c)〕。
Then, an N-type polycrystalline silicon film 227 (which is a first conductor film) having a film thickness of about 600 nm is formed on the entire surface by the same method as in the first embodiment. Further, a PSG film (or BPSG) having a film thickness of about 300 nm is used.
A second spacer insulating film 230 made of a film is formed on the entire surface [FIG. 10 (c)].

【0059】異方性エッチングによりスペーサ絶縁膜2
30,多結晶シリコン膜227のパターニングを順次行
ない、(第1の導電体膜パターンである)多結晶シリコ
ン膜パターン227a,(第2の導電体膜パターンであ
る)多結晶シリコン膜パターン229ca,229cb
等を形成する。多結晶シリコン膜パターン227aおよ
び多結晶シリコン膜パターン229ca,229cb等
の上面には、それぞれスペーサ絶縁膜230aが残置さ
れる。続いて、多結晶シリコン膜227の形成と同様の
方法により、全面に膜厚100nm程度の(第2の導電
体膜である)N型の多結晶シリコン膜237を形成する
〔図11(a)〕。上記多結晶シリコン膜227のパタ
ーニングに用いたのと同様のRIEにより多結晶シリコ
ン膜237をエッチバックして、多結晶シリコン膜スペ
ーサ238を形成する〔図11(b)〕。
The spacer insulating film 2 is formed by anisotropic etching.
30, the polycrystalline silicon film 227 is sequentially patterned to form a polycrystalline silicon film pattern 227a (first conductor film pattern), polycrystalline silicon film patterns 229ca and 229cb (second conductor film pattern).
Etc. are formed. A spacer insulating film 230a is left on the upper surfaces of the polycrystalline silicon film pattern 227a and the polycrystalline silicon film patterns 229ca and 229cb. Subsequently, an N-type polycrystalline silicon film 237 (which is a second conductor film) having a film thickness of about 100 nm is formed on the entire surface by the same method as that for forming the polycrystalline silicon film 227 [FIG. ]. The polycrystalline silicon film 237 is etched back by the same RIE as that used for patterning the polycrystalline silicon film 227 to form a polycrystalline silicon film spacer 238 [FIG. 11 (b)].

【0060】続いて、例えば稀弗酸による等方性のウェ
ット・エッチングにより、スペーサ絶縁膜222a,2
30aを除去する。これにより、多結晶シリコン膜パタ
ーン227aと多結晶シリコン膜スペーサ238とから
なるストレージ・ノード電極228が形成され、同時
に、TEG207C等を構成する第2の導電体膜パター
ンである多結晶シリコン膜パターン229ca,229
cb等の側面にも多結晶シリコン膜スペーサ238が接
続された姿態を有することになる〔図8,図9,図11
(c)〕。なお、本実施例も上記第1の実施例と同様
に、多結晶シリコン膜227,237の代りに、in−
situでN型の非晶質シリコン膜を形成してもよい。
この場合にも、ストレージ・ノード電極228のシート
抵抗の測定を考慮すると、この膜をパターニングして非
晶質シリコン膜パターンを形成するまではよいが、容量
絶縁膜231を形成する前に、多結晶シリコン膜パター
ンに変換することが好ましい。さらになお、ストレージ
・ノード電極228等および導電体膜スペーサである多
結晶シリコン膜スペーサ238を構成する導電体膜とし
ては、多結晶シリコン膜(もしくは非晶質シリコン膜)
の代りに、タングステン膜等の高融点金属膜,タングス
テン・シリサイド膜等の高融点金属シリサイド膜あるい
は窒化チタン膜等を用いてもよい。
Subsequently, the spacer insulating films 222a, 222a and 222a are formed by isotropic wet etching using, for example, dilute hydrofluoric acid.
Remove 30a. As a result, the storage node electrode 228 including the polycrystalline silicon film pattern 227a and the polycrystalline silicon film spacer 238 is formed, and at the same time, the polycrystalline silicon film pattern 229ca which is the second conductor film pattern forming the TEG 207C or the like is formed. , 229
The polycrystalline silicon film spacer 238 is also connected to the side surface of cb or the like [FIG. 8, FIG. 9, FIG.
(C)]. In this embodiment, as in the first embodiment, instead of the polycrystalline silicon films 227 and 237, in-
An N-type amorphous silicon film may be formed in situ.
Also in this case, considering the measurement of the sheet resistance of the storage node electrode 228, it is sufficient to pattern this film to form an amorphous silicon film pattern. Conversion to a crystalline silicon film pattern is preferable. Furthermore, as the conductor film forming the storage node electrode 228 and the like and the polysilicon film spacer 238 which is the conductor film spacer, a polysilicon film (or an amorphous silicon film) is used.
Instead of the above, a refractory metal film such as a tungsten film, a refractory metal silicide film such as a tungsten silicide film, or a titanium nitride film may be used.

【0061】続いて、全面に膜厚7nm程度の窒化シリ
コン膜を形成し、パイロジェニック酸化を行ない、酸化
シリコン膜換算膜厚が5nm程度の(窒化シリコン膜に
酸化シリコン膜が積層された構造の)容量絶縁膜231
を形成する。なお、本実施例も上記第1の実施例と同様
に、容量絶縁膜231としては、この組成構造に限定さ
れるものではなく、例えばタンタル・オキサイド膜を採
用してもよい。続いて、上記多結晶シリコン膜227の
形成と同様の方法により、膜厚100nm程度のN型の
多結晶シリコン膜を全面に形成し、この膜をパターニン
グしてセル・プレート電極232を形成する〔図9〕。
なお、セル・プレート電極232を構成する導電体膜も
上記多結晶シリコン膜に限定されるものではなく、in
−situでN型の非晶質シリコン膜あるいは窒化チタ
ン膜等の段差被覆性に優れた膜を用いてもよい。その
後、さらに公知の製造工程を経て、本実施例によるDR
AMが完成する。
Then, a silicon nitride film having a film thickness of about 7 nm is formed on the entire surface, and pyrogenic oxidation is performed to obtain a silicon oxide film-equivalent film thickness of about 5 nm (of a structure in which a silicon oxide film is laminated on a silicon nitride film). ) Capacitance insulating film 231
To form As in the first embodiment, the capacitance insulating film 231 is not limited to this composition structure, and a tantalum oxide film may be used, for example. Then, an N-type polycrystalline silicon film having a film thickness of about 100 nm is formed on the entire surface by the same method as that for forming the polycrystalline silicon film 227, and this film is patterned to form a cell plate electrode 232. FIG. 9].
The conductor film forming the cell plate electrode 232 is not limited to the above-mentioned polycrystalline silicon film.
A film excellent in step coverage such as an N-type amorphous silicon film or a titanium nitride film may be used in-situ. Then, after further known manufacturing steps, the DR according to the present embodiment
AM is completed.

【0062】上記第2の実施例も、上記第1の実施例の
有する効果を有している。具体的に説明すると、つぎの
とおりになる。ノード・コンタクト孔225A(および
コンタクト孔225C等)の形成と(ストレージ・ノー
ド電極を構成する第1の導電体膜パターンである)多結
晶シリコン膜パターン227aおよび(TEGを構成す
る第2の導電体膜パターンである)多結晶シリコン膜パ
ターン229ca,229cb等を構成する(第1の導
電体膜である)多結晶シリコン膜227の形成とに先だ
って、(第2の層間絶縁膜である)層間絶縁膜221上
に形成された(第1の)スペーサ絶縁膜222のうち、
TEG207C等の形成予定領域に形成されれいる部分
を除去しておく。そのため、(TEGを構成する第2の
導電体膜パターンである)多結晶シリコン膜パターン2
29ca,229cb等の底面は層間絶縁膜221の上
面に直接に接触する姿態を有して形成されることにな
り、これら多結晶シリコン膜パターン229ca,22
9cb等の形成以降において、これら多結晶シリコン膜
パターン229ca,229cb等の欠落の発生は抑制
される。その結果、TEG207C等の機能は充分に果
せることなる。さらに、これら第2の導電体膜パターン
である多結晶シリコン膜パターンの欠落による多結晶シ
リコン片(導電体膜片)に帰因したメモリ・セル間の短
絡不良の発生も大幅に抑制される。
The second embodiment also has the effects of the first embodiment. The details are as follows. Formation of node contact hole 225A (and contact hole 225C, etc.) and polycrystalline silicon film pattern 227a (which is the first conductor film pattern that constitutes the storage node electrode) and second conductor (which constitutes the TEG) Prior to the formation of the polycrystalline silicon film 227 (which is the first conductor film) that constitutes the polycrystalline silicon film patterns 229ca and 229cb (which are the film patterns), interlayer insulation (which is the second interlayer insulation film) Of the (first) spacer insulating film 222 formed on the film 221,
The portion formed in the formation planned region such as TEG207C is removed. Therefore, the polycrystalline silicon film pattern 2 (which is the second conductor film pattern forming the TEG)
The bottom surfaces of 29ca, 229cb, etc. are formed so as to be in direct contact with the top surface of the interlayer insulating film 221, and these polycrystalline silicon film patterns 229ca, 22c are formed.
After the formation of 9cb and the like, the occurrence of the loss of these polycrystalline silicon film patterns 229ca, 229cb and the like is suppressed. As a result, the functions of the TEG 207C and the like can be fully achieved. Further, the occurrence of a short circuit defect between the memory cells due to the polycrystalline silicon piece (conductive film piece) due to the lack of the polycrystalline silicon film pattern which is the second conductive film pattern is significantly suppressed.

【0063】さらに本実施例は、上記第1の実施例より
容量値の大きな容量素子が得られる。また、層間絶縁膜
221,216の上面が平坦化されていることから、ノ
ード・コンタクト孔225A等の形成は、上記第1の実
施例のノード・コンタクト孔の形成より容易になる。
Further, in this embodiment, a capacitance element having a larger capacitance value than that of the first embodiment can be obtained. Further, since the upper surfaces of the interlayer insulating films 221 and 216 are flattened, the formation of the node contact holes 225A and the like becomes easier than the formation of the node contact holes of the first embodiment.

【0064】なお、上記第2の実施例の層間絶縁膜の上
面を平坦化することは、上記第1の実施例にも適用でき
る。さらに、多結晶シリコン膜スペーサを有するストレ
ージ・ノード電極も、上記第1の実施例に適用できる。
The flattening of the upper surface of the interlayer insulating film of the second embodiment can be applied to the first embodiment. Furthermore, a storage node electrode having a polycrystalline silicon film spacer can also be applied to the first embodiment.

【0065】[0065]

【発明の効果】以上説明したように本発明では、フィン
構造のストレージ・ノード電極の形成に先だって、層間
絶縁膜の上面に形成されたPSG膜等からなるスペーサ
絶縁膜をTEGの形成予定領域では除去し,メモリ・セ
ル・アレイの形成予定領域にのみ残置させておくことに
より、導電体膜を形成してこれをパターニングしてスト
レージ・ノード電極に含まれる第1の導電体膜パターン
とTEGを構成する第2の導電体膜パターンとを形成し
たとき、第2の導電体膜パターンの底面は層間絶縁膜の
上面に直接に接触することになる。このため、残置され
たスペーサ絶縁膜を等方性エッチングにより除去する際
に、第2の導電体膜パターンが欠けて導電体膜片が発生
することが抑制される。
As described above, according to the present invention, prior to the formation of the storage node electrode having the fin structure, the spacer insulating film made of the PSG film or the like formed on the upper surface of the interlayer insulating film is not formed in the region where the TEG is to be formed. By removing and leaving it only in the region where the memory cell array is to be formed, a conductor film is formed and patterned to form the first conductor film pattern and TEG included in the storage node electrode. When the constituent second conductor film pattern is formed, the bottom surface of the second conductor film pattern comes into direct contact with the upper surface of the interlayer insulating film. Therefore, when the remaining spacer insulating film is removed by isotropic etching, it is possible to prevent the second conductive film pattern from being chipped and generating conductive film pieces.

【0066】この結果、本発明によれば、ストレージ・
ノード電極を構成する導電体膜に係わるTEGを有し,
COB構造かつフィン構造でスタックド型のストレージ
・ノード電極を有するDRAMにおいて、TEGが充分
に機能してメモリ・セル間の短絡が生じにくい構造のD
RAMとその製造方法とが得られることになる。
As a result, according to the present invention, the storage
It has a TEG relating to the conductor film that constitutes the node electrode,
In a DRAM having a COB structure, a fin structure, and a stacked type storage node electrode, a D having a structure in which a TEG functions sufficiently and a short circuit between memory cells is less likely to occur.
The RAM and the manufacturing method thereof are obtained.

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

【図1】本発明の第1の実施例の平面模式図である。FIG. 1 is a schematic plan view of a first embodiment of the present invention.

【図2】上記第1の実施例の部分拡大された平面模式図
である。
FIG. 2 is a partially enlarged schematic plan view of the first embodiment.

【図3】上記第1の実施例の断面模式図であり、図1の
AA線での断面模式図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view of the first embodiment, and is a schematic sectional view taken along the line AA in FIG.

【図4】上記第1の実施例の断面模式図であり、図2の
BB線,CC線,DD線およびEE線での断面模式図で
ある。
FIG. 4 is a schematic sectional view of the first embodiment, and is a schematic sectional view taken along line BB, CC line, DD line and EE line of FIG. 2;

【図5】上記第1の実施例の製造工程の断面模式図であ
り、図1のFF線での断面模式図である。
5 is a schematic cross-sectional view of the manufacturing process of the first embodiment, which is a schematic cross-sectional view taken along the line FF of FIG.

【図6】上記第1の実施例の製造工程の断面模式図であ
り、図1のFF線での断面模式図である。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the manufacturing process of the first embodiment, and is a schematic cross-sectional view taken along the line FF of FIG.

【図7】上記第1の応用例を説明するための製造工程の
断面模式図である。
FIG. 7 is a schematic sectional view of a manufacturing process for explaining the first application example.

【図8】本発明の第2の実施例の平面模式図である。FIG. 8 is a schematic plan view of the second embodiment of the present invention.

【図9】上記第2の実施例のメモリ・セルの平面模式図
および断面模式図である。
FIG. 9 is a schematic plan view and a schematic cross-sectional view of the memory cell of the second embodiment.

【図10】上記第2の実施例の製造工程の断面模式図で
あり、図8のHH線での断面模式図である。
10 is a schematic cross-sectional view of the manufacturing process of the second embodiment, which is a schematic cross-sectional view taken along the line HH of FIG.

【図11】上記第2の実施例の製造工程の断面模式図で
あり、図8のHH線での断面模式図である。
11 is a schematic cross-sectional view of the manufacturing process of the second embodiment, which is a schematic cross-sectional view taken along the line HH of FIG.

【図12】従来のDRAMの平面模式図である。FIG. 12 is a schematic plan view of a conventional DRAM.

【図13】上記従来のDRAMの部分拡大された平面模
式図である。
FIG. 13 is a partially enlarged plan schematic view of the conventional DRAM.

【図14】上記従来のDRAMの断面模式図であり、図
12のAA線での断面模式図である。
14 is a schematic cross-sectional view of the conventional DRAM, which is a schematic cross-sectional view taken along the line AA of FIG.

【図15】上記従来のDRAMの断面模式図であり、図
13のBB線,CC線,DD線およびEE線での断面模
式図である。
15 is a schematic cross-sectional view of the conventional DRAM, which is a schematic cross-sectional view taken along the line BB, CC, DD and EE in FIG.

【図16】上記従来のDRAMの製造工程の断面模式図
であり、図12のFF線での断面模式図である。
16 is a schematic sectional view in the manufacturing process of the conventional DRAM, which is a schematic sectional view taken along the line FF in FIG.

【図17】上記従来のDRAMの製造工程の断面模式図
であり、図12のFF線での断面模式図である。
FIG. 17 is a schematic cross-sectional view in the manufacturing process of the conventional DRAM, which is a schematic cross-sectional view taken along the line FF in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101,201,301 P型シリコン基板 102,202,302 メモリ・セル・アレイ 103,203,303 メモリ・セル 104,204,304 Xデコーダ 105,205,305 Yデコーダ 107A〜107C,207A〜207C,307A〜
307C TEG 111,211,311 フィールド酸化膜 112,212,312 ゲート酸化膜 113,213,313 ワード線 114A,114B,214A,214B,314A,
314B N型ソース・ドレイン領域 114C,214C,314C N型拡散層 115,134,215,315 酸化シリコン膜 116,121,121a,216,221,316,
321 層間絶縁膜 117,217,317 ビット・コンタクト孔 118,218,318 ビット線 122,122a,222,222a,230,230
a,322,323b,323c スペーサ絶縁膜 125A,225A,325A ノード・コンタクト
孔 125B,125C,225B,225C,325B,
325C コンタクト孔 127,227,237,327,332a〜332c
多結晶シリコン膜 128,228,328 ストレージ・ノード電極 129a,129ba,129bb,129bc,12
9ca,129cb,227a,229ca,229c
b,329a,329ba,329bb,329bc,
329ca,329cb 多結晶シリコン膜パターン 131,131a,231,331 容量絶縁膜 131aa,131ab 窒化シリコン膜 238 多結晶シリコン膜スペーサ 339 消失部
101, 201, 301 P-type silicon substrate 102, 202, 302 Memory cell array 103, 203, 303 Memory cell 104, 204, 304 X decoder 105, 205, 305 Y decoder 107A-107C, 207A-207C, 307A ~
307C TEG 111, 211, 311 Field oxide film 112, 212, 312 Gate oxide film 113, 213, 313 Word line 114A, 114B, 214A, 214B, 314A,
314B N-type source / drain region 114C, 214C, 314C N-type diffusion layer 115, 134, 215, 315 Silicon oxide film 116, 121, 121a, 216, 221, 316
321 Interlayer insulating film 117, 217, 317 Bit contact hole 118, 218, 318 Bit line 122, 122a, 222, 222a, 230, 230
a, 322, 323b, 323c Spacer insulating film 125A, 225A, 325A Node contact hole 125B, 125C, 225B, 225C, 325B,
325C contact hole 127,227,237,327,332a-332c
Polycrystalline silicon film 128, 228, 328 Storage node electrode 129a, 129ba, 129bb, 129bc, 12
9ca, 129cb, 227a, 229ca, 229c
b, 329a, 329ba, 329bb, 329bc,
329ca, 329cb Polycrystalline silicon film pattern 131, 131a, 231, 331 Capacitance insulating film 131aa, 131ab Silicon nitride film 238 Polycrystalline silicon film spacer 339 Disappearing part

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ゲート酸化膜を介してP型シリコン基板
上に設けられたワード線を兼るゲート電極および該P型
シリコン基板表面に設けられたN型ソース・ドレイン領
域からなる1つのMOSトランジスタと、第1の導電体
膜パターンを含んでなるストレージ・ノード電極,容量
絶縁膜およびセル・プレート電極からなる1つのスタッ
クド型の容量素子とから1つのメモリ・セルが構成さ
れ、さらに該第1の導電体膜パターンを構成する導電体
膜と同層の第2の導電体膜パターンを含んでなる特性測
定専用素子が該P型シリコン基板上に設けられた半導体
記憶装置であって、 前記MOSトランジスタの表面を覆い,前記N型ソース
・ドレイン領域の一方に達するノード・コンタクト孔が
設けられた第1の層間絶縁膜を有し、 前記第1の層間絶縁膜上には、前記ノード・コンタクト
孔を介して前記N型ソース・ドレイン領域の一方に接続
されるビット線が設けられ、 少なくとも上面が酸化シリコン膜もしくは窒化シリコン
膜からなる第2の層間絶縁膜により、前記ビット線およ
び第1の層間絶縁膜が覆われ、 前記ストレージ・ノード電極が前記第2および第1の層
間絶縁膜を貫通して設けられたノード・コンタクト孔を
介して前記N型ソース・ドレイン領域の他方に接続さ
れ、 前記ストレージ・ノード電極の底面と前記第2の層間絶
縁膜の上面との間には、隣接する2つの該ストレージ・
ノード電極の間隔より狭い間隔の空隙部を有し、 前記第2の導電体膜パターンが前記第2の層間絶縁膜の
上面に直接に接触して設けられていることを特徴とする
半導体記憶装置。
1. A MOS transistor comprising a gate electrode provided on a P-type silicon substrate via a gate oxide film and also serving as a word line, and an N-type source / drain region provided on the surface of the P-type silicon substrate. And one stacked-type capacitive element including a storage node electrode including the first conductor film pattern, a capacitive insulating film, and a cell plate electrode, and one memory cell is formed. Is a semiconductor memory device in which a characteristic measurement-dedicated element including a second conductor film pattern in the same layer as a conductor film forming the second conductor film pattern is provided on the P-type silicon substrate. A first interlayer insulating film covering a surface of the transistor and having a node contact hole reaching one of the N-type source / drain regions; A bit line connected to one of the N-type source / drain regions through the node / contact hole is provided on the film, and a second interlayer insulating film having at least an upper surface made of a silicon oxide film or a silicon nitride film. The bit line and the first interlayer insulating film are covered with the storage node electrode through the node contact hole penetrating the second and first interlayer insulating films, and the N-type source is formed. Two adjacent storages connected to the other of the drain regions and between the bottom surface of the storage node electrode and the top surface of the second interlayer insulating film;
A semiconductor memory device having a void portion that is narrower than a distance between the node electrodes, and the second conductor film pattern is provided in direct contact with an upper surface of the second interlayer insulating film. .
【請求項2】 前記第1および第2の導電体膜パターン
の側面にはそれぞれ導電体膜スペーサが設けられている
ことを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。
2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein a conductor film spacer is provided on each side surface of the first and second conductor film patterns.
【請求項3】 前記第2の導電体膜パターンの少なくと
も1つが、前記第2および第1の層間絶縁膜を貫通して
設けられたコンタクト孔を介して、前記P型シリコン基
板の表面に設けられたN型拡散層に接続されていること
を特徴とする請求項1あるいは請求項2記載の半導体記
憶装置。
3. At least one of the second conductor film patterns is provided on the surface of the P-type silicon substrate through a contact hole provided through the second and first interlayer insulating films. 3. The semiconductor memory device according to claim 1 or 2, wherein the semiconductor memory device is connected to the N-type diffusion layer.
【請求項4】 P型シリコン基板の表面の素子分離領域
にフィールド酸化膜を形成し、素子形成領域にゲート酸
化膜を形成し、ワード線を兼るゲート電極を形成し、該
素子形成領域のメモリ・セル・アレイ形成予定領域にN
型ソース・ドレイン領域を形成するとともに該素子形成
領域の特性測定専用素子形成予定領域に少なくとも1つ
のN型拡散層を形成し、全面に第1の層間絶縁膜を形成
し、該N型ソース・ドレイン領域の一方に達するビット
・コンタクト孔を該第1の層間絶縁膜に形成し、該ビッ
ト・コンタクト孔を介して該N型ソース・ドレイン領域
の一方に接続されるビット線を形成する工程と、 前記ビット線および前記第1の層間絶縁膜を覆い,少な
くとも上面が酸化シリコン膜もしくは窒化シリコン膜か
らなる第2の層間絶縁膜を全面に形成する工程と、 前記第2の層間絶縁膜を覆い,所定の膜厚を有し,PS
G膜もしくはBPSG膜からなるスペーサ絶縁膜を形成
する工程と、 前記特性測定専用素子形成予定領域の前記スペーサ絶縁
膜を選択的に除去し、前記メモリ・セル・アレイ形成予
定領域に該スペーサ絶縁膜を残置する工程と、 前記スペーサ絶縁膜,第2の層間絶縁膜および第1の層
間絶縁膜を貫通して前記N型ソース・ドレイン領域の他
方に達するノード・コンタクト孔を形成するとともに該
第2の層間絶縁膜および第1の層間絶縁膜を貫通して少
なくとも前記N型拡散層に達するコンタクト孔を形成す
る工程と、 全面に導電体膜を形成し、該導電体膜をパターニングし
て前記ノード・コンタクト孔を介して前記N型ソース・
ドレイン領域の他方に接続される第1の導電体膜パター
ンからなるストレージ・ノード電極を形成するとともに
少なくとも1つが前記コンタクト孔を介して前記N型拡
散層に接続される第2の導電体膜パターンを形成する工
程と、 等方性エッチングにより、残置された前記スペーサ絶縁
膜を選択的に除去する工程と、 容量絶縁膜を形成し、さらにセル・プレート電極を形成
する工程とを有することを特徴とする半導体記憶装置の
製造方法。
4. A field oxide film is formed in an element isolation region on the surface of a P-type silicon substrate, a gate oxide film is formed in an element formation region, and a gate electrode also serving as a word line is formed. N in the memory cell array formation planned area
Type source / drain regions are formed, at least one N-type diffusion layer is formed in a region for element-dedicated characteristic measurement in the element formation region, and a first interlayer insulating film is formed on the entire surface to form the N-type source / drain region. Forming a bit contact hole reaching one of the drain regions in the first interlayer insulating film and forming a bit line connected to one of the N-type source / drain regions through the bit contact hole; Covering the bit line and the first interlayer insulating film, and forming a second interlayer insulating film having at least an upper surface made of a silicon oxide film or a silicon nitride film on the entire surface, and covering the second interlayer insulating film. , Having a predetermined film thickness, PS
A step of forming a spacer insulating film made of a G film or a BPSG film; and a step of selectively removing the spacer insulating film in the characteristic measurement dedicated element formation planned region, and forming the spacer insulating film in the memory cell array formation planned region. And forming a node contact hole penetrating the spacer insulating film, the second interlayer insulating film and the first interlayer insulating film to reach the other of the N-type source / drain regions, and Forming a contact hole penetrating the interlayer insulating film and the first interlayer insulating film of at least the N-type diffusion layer; forming a conductor film on the entire surface; patterning the conductor film;・ N-type source through the contact hole
A second conductor film pattern, which forms a storage node electrode made of a first conductor film pattern connected to the other of the drain regions and at least one of which is connected to the N-type diffusion layer through the contact hole. And a step of selectively removing the remaining spacer insulating film by isotropic etching, a step of forming a capacitive insulating film, and a step of forming a cell plate electrode. Manufacturing method of semiconductor memory device.
【請求項5】 前記第2の層間絶縁膜の上面が化学機械
研磨法により平坦化されることを特徴とする請求項4記
載の半導体記憶装置の製造方法。
5. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 4, wherein an upper surface of the second interlayer insulating film is planarized by a chemical mechanical polishing method.
【請求項6】 前記第2の層間絶縁膜の上面が酸化シリ
コン膜からなり,前記導電体膜が多結晶シリコン膜から
なり,さらに前記容量絶縁膜の形成が窒化シリコン膜の
気相成長と該窒化シリコン膜表面の熱酸化とからなると
き、前記第1および第2の導電体膜パターンを形成した
後、全面に該窒化シリコン膜を形成し、前記特性測定専
用素子形成予定領域の該窒化シリコン膜を選択的に除去
し、熱酸化を行なうことを特徴とする請求項4あるいは
請求項5記載の半導体記憶装置の製造方法。
6. The upper surface of the second interlayer insulating film is made of a silicon oxide film, the conductor film is made of a polycrystalline silicon film, and the capacitive insulating film is formed by vapor phase growth of a silicon nitride film and When the surface of the silicon nitride film is thermally oxidized, the silicon nitride film is formed on the entire surface after the first and second conductor film patterns are formed, and the silicon nitride film in the region for forming the element dedicated to characteristic measurement is formed. 6. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 4, wherein the film is selectively removed and thermal oxidation is performed.
【請求項7】 P型シリコン基板の表面の素子分離領域
にフィールド酸化膜を形成し、素子形成領域にゲート酸
化膜を形成し、ワード線を兼るゲート電極を形成し、該
素子形成領域のメモリ・セル・アレイ形成予定領域にN
型ソース・ドレイン領域を形成するとともに該素子形成
領域の特性測定専用素子形成予定領域に少なくとも1つ
のN型拡散層を形成し、全面に第1の層間絶縁膜を形成
し、該N型ソース・ドレイン領域の一方に達するビット
・コンタクト孔を該第1の層間絶縁膜に形成し、該ビッ
ト・コンタクト孔を介して該N型ソース・ドレイン領域
の一方に接続されるビット線を形成する工程と、 前記ビット線および前記第1の層間絶縁膜を覆い,少な
くとも上面が酸化シリコン膜もしくは窒化シリコン膜か
らなる第2の層間絶縁膜を全面に形成する工程と、 前記第2の層間絶縁膜を覆い,所定の膜厚を有し,PS
G膜もしくはBPSG膜からなる第1のスペーサ絶縁膜
を形成する工程と、 前記特性測定専用素子形成予定領域の前記第1のスペー
サ絶縁膜を選択的に除去し、前記メモリ・セル・アレイ
形成予定領域に該第1のスペーサ絶縁膜を残置する工程
と、 前記第1のスペーサ絶縁膜,第2の層間絶縁膜および第
1の層間絶縁膜を貫通して前記N型ソース・ドレイン領
域の他方に達するノード・コンタクト孔を形成するとと
もに該第2の層間絶縁膜および第1の層間絶縁膜を貫通
して少なくとも前記N型拡散層に達するコンタクト孔を
形成する工程と、 全面に第1の導電体膜を形成し、PSG膜もしくはBP
SG膜からなる第2のスペーサ絶縁膜を形成する工程
と、 前記第2のスペーサ絶縁膜および第1の導電体膜を順次
パターニングして、前記ノード・コンタクト孔を介して
前記N型ソース・ドレイン領域の他方に接続されて上面
が該第2のスペーサ絶縁膜に覆われた第1の導電体膜パ
ターンと、少なくとも1つが前記コンタクト孔を介して
前記N型拡散層に接続されて上面が該第2のスペーサ絶
縁膜に覆われた第2の導電体膜パターンとを形成する工
程と、 全面に第2の導電体膜を形成し、該第2の導電体膜をエ
ッチ・バックして第1および第2の導電体膜パターンの
側面に導電体膜スペーサを残置する工程と、 等方性エッチングにより、前記第1および第2の導電体
膜パターンの上面を覆う前記第2のスペーサ絶縁膜と前
記メモリ・セル・アレイ形成予定領域に残置された前記
第1のスペーサ絶縁膜とを選択的に除去して、該第1の
導電体膜パターンおよび前記導電体膜スペーサからなる
ストレージ・ノード電極を形成するとともに該第2の導
電体膜スペーサの側面に該導電体膜スペーサが接続され
た姿態に加工する工程と、 容量絶縁膜を形成し、さらにセル・プレート電極を形成
する工程とを有することを特徴とする半導体記憶装置の
製造方法。
7. A field oxide film is formed in an element isolation region on the surface of a P-type silicon substrate, a gate oxide film is formed in an element formation region, and a gate electrode which also serves as a word line is formed. N in the memory cell array formation planned area
Type source / drain regions are formed, at least one N-type diffusion layer is formed in a region for element-dedicated characteristic measurement in the element formation region, and a first interlayer insulating film is formed on the entire surface to form the N-type source / drain region. Forming a bit contact hole reaching one of the drain regions in the first interlayer insulating film and forming a bit line connected to one of the N-type source / drain regions through the bit contact hole; Covering the bit line and the first interlayer insulating film, and forming a second interlayer insulating film having at least an upper surface made of a silicon oxide film or a silicon nitride film on the entire surface, and covering the second interlayer insulating film. , Having a predetermined film thickness, PS
A step of forming a first spacer insulating film made of a G film or a BPSG film, and a step of selectively removing the first spacer insulating film in the region for forming a device dedicated to characteristic measurement to form the memory cell array Leaving the first spacer insulating film in the region, and penetrating the first spacer insulating film, the second interlayer insulating film, and the first interlayer insulating film to the other of the N-type source / drain regions. Forming a reaching node contact hole and forming a contact hole penetrating the second interlayer insulating film and the first interlayer insulating film and reaching at least the N-type diffusion layer; and a first conductor on the entire surface. Forming a film, PSG film or BP
A step of forming a second spacer insulating film made of an SG film, patterning the second spacer insulating film and the first conductor film in order, and then the N-type source / drain through the node / contact hole. A first conductor film pattern that is connected to the other of the regions and has an upper surface covered with the second spacer insulating film; and at least one is connected to the N-type diffusion layer through the contact hole and the upper surface is Forming a second conductor film pattern covered with a second spacer insulating film; forming a second conductor film on the entire surface; and etching back the second conductor film to form a second conductor film. A step of leaving a conductor film spacer on the side surfaces of the first and second conductor film patterns; and a second spacer insulating film that covers the upper surfaces of the first and second conductor film patterns by isotropic etching. And the memory cell The first spacer insulating film left in the area where the ray is to be formed is selectively removed to form a storage node electrode composed of the first conductor film pattern and the conductor film spacer, and 2. A semiconductor comprising: a step of processing the second conductive film spacer on a side surface of the conductive film spacer; and a step of forming a capacitive insulating film and further forming a cell plate electrode. Storage device manufacturing method.
【請求項8】 前記第2の層間絶縁膜の上面が化学機械
研磨法により平坦化されることを特徴とする請求項7記
載の半導体記憶装置の製造方法。
8. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 7, wherein an upper surface of the second interlayer insulating film is planarized by a chemical mechanical polishing method.
【請求項9】 前記第2の層間絶縁膜の上面が酸化シリ
コン膜からなり,前記第1および第2の導電体膜が多結
晶シリコン膜からなり,さらに前記容量絶縁膜の形成が
窒化シリコン膜の気相成長と該窒化シリコン膜表面の熱
酸化とからなるとき、前記第1および第2の導電体膜パ
ターンを形成して前記導電体膜スペーサを形成した後、
全面に該窒化シリコン膜を形成し、前記特性測定専用素
子形成予定領域の該窒化シリコン膜を選択的に除去し、
熱酸化を行なうことを特徴とする請求項7あるいは請求
項8記載の半導体記憶装置の製造方法。
9. The upper surface of the second interlayer insulating film is made of a silicon oxide film, the first and second conductor films are made of a polycrystalline silicon film, and the capacitor insulating film is formed of a silicon nitride film. Of vapor phase growth and thermal oxidation of the surface of the silicon nitride film, after forming the first and second conductor film patterns and forming the conductor film spacer,
The silicon nitride film is formed on the entire surface, and the silicon nitride film in the region for forming the characteristic-dedicated element is selectively removed.
9. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 7, wherein thermal oxidation is performed.
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