JPH11204755A - 半導体記憶装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体記憶装置及びその製造方法

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JPH11204755A
JPH11204755A JP10002372A JP237298A JPH11204755A JP H11204755 A JPH11204755 A JP H11204755A JP 10002372 A JP10002372 A JP 10002372A JP 237298 A JP237298 A JP 237298A JP H11204755 A JPH11204755 A JP H11204755A
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JP
Japan
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layer
conductive layer
insulating film
peripheral circuit
memory cell
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JP10002372A
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Takashi Urabe
隆 卜部
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/01Manufacture or treatment
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L27/0207Geometrical layout of the components, e.g. computer aided design; custom LSI, semi-custom LSI, standard cell technique
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 メモリセル形成後のメモリセル部と周辺回路
部との間の段差を縮小し、チップサイズの縮小を図るこ
とができる半導体記憶装置及びその製造方法を提供す
る。 【解決手段】 メモリセル部Aと周辺回路部Bとを有す
る半導体記憶装置において、メモリセルの電荷蓄積用の
ストレッジノード3に対向してセルプレート4を形成す
るとき、低抵抗の導電層を用い、周辺回路部において同
じ低抵抗の導電層から信号配線4aを形成し、メモリセ
ル形成後のメモリセル部と周辺回路部との段差を縮小す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明はチップサイズの縮
小を図った半導体記憶装置及びその製造方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】図3は、従来の半導体記憶装置の構造を
示す図であり、この例はDRAMの要部の構造を示す断面図
である。このようなスタック型DRAMメモリセルにおい
て、微細化が進展しても、ソフトエラー等の問題がある
ため、信号電荷を蓄積する容量(キャパシタンス)の絶
対値は下げることができない。
【0003】図3において、このDRAMは、メモリセ
ル部Aと周辺回路部Bとを有する。このDRAMでは、
半導体基板7の上に層間絶縁膜5が形成され、層間絶縁
膜5の中にワード線1、ビット線2が配置されている。
【0004】さらにメモリセル部Aでは、層間絶縁膜5
を貫いて半導体基板1に達するストレッジノード3が形
成され、層間絶縁膜5から突出する形状の突部を有し、
電荷蓄積用の下部電極を構成している。この突部には薄
い絶縁膜3’を介してセルプレート4が形成され、電荷
蓄積用の上部電極を構成している。さらにこの上に、メ
モリセル部Aと周辺回路部Bにわたって層間絶縁膜5の
前面に更に上層の層間絶縁膜6が形成されている。
【0005】このようなスタック型DRAMメモリセルにお
いて、信号電荷を蓄積する容量(キャパシタンス)の絶
対値を確保するため、メモリセルの電荷蓄積用のストレ
ッジノード(下部電極)3は、高さ方向に三次元的に延
びた形状が採用されている。このため、図3のように、
メモリセル部Aと周辺回路部B間に大きな段差8’が生
じている。通常ストレージノード3の頭部の突出部の厚
さは0.6μm程度、セルプレート4の厚さは0.2μm程度
あるため、0.8μm程度の段差8’(距離d’)が生じ
ている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このため、図4のよう
に、メモリセル部Aの層間絶縁膜6の表面にマスク9の
写真製版のフォーカス10を合わせると、周辺回路部B
では、デフォーカス11’のように、フォーカスが合わ
なくなり、ピンボケ状態となる。このため、メモリセル
形成後の周辺回路部Bのデザインルールはゆるくせざる
を得ない。その結果、周辺回路部Bが大きいために、チ
ップサイズが大きくなってしまうという問題があった。
また、セルプレート4の形成に使用される導電層は抵抗
が高く、信号伝達配線には、抵抗値が高すぎて使用でき
なかった。
【0007】この発明はこのような課題を解決するため
になされたもので、メモリセル形成後のメモリセル部と
周辺回路部との間の段差を縮小し、チップサイズの縮小
を図ることができる半導体記憶装置及びその製造方法を
提供しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明の半導体記憶装
置は、メモリセル部と周辺回路部とを有する半導体記憶
装置において、上記メモリセル部において電荷蓄積用の
下部電極およびこれと対向する上部電極を備え、上記上
部電極が低抵抗導電層から形成され、上記周辺回路部に
おいて、上記低抵抗導電層と同一の低抵抗導電層から形
成された信号配線を備えたことを特徴とするものであ
る。
【0009】また、この発明の半導体記憶装置は、上記
低抵抗導電層としてシリサイド層、ポリシリコン層とシ
リサイド層の2層構造、又はメタル層のいずれかを用い
たことを特徴とするものである。
【0010】また、この発明の半導体記憶装置の製造方
法は、メモリセル部と周辺回路部とを有する半導体記憶
装置の製造において、半導体基板の上に層間絶縁膜を形
成し、メモリセル部において上記層間絶縁膜に開口を形
成し、この開口に上記層間絶縁膜の上に突部を有する電
荷蓄積用の下部電極を形成し、上記下部電極の上記突部
を薄い絶縁膜で被覆し、上記薄い絶縁膜で被覆された上
記下部電極の突部を含む上記層間絶縁膜の全面に、上記
メモリセル部と周辺回路部にわたって、低抵抗の導電層
を形成し、上記メモリセル部において上記導電層から上
記下部電極に対向する電荷蓄積用の上部電極を形成する
とともに、上記周辺回路部において上記導電層から信号
配線を形成することを特徴とするものである。
【0011】また、この発明の半導体記憶装置の製造方
法は、上記低抵抗の導電層としてシリサイド層、ポリシ
リコン層とシリサイド層の2層構造、又はメタル層のい
ずれかを用いることを特徴とするものである。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。なお、図中、同一の符
号はそれぞれ同一または相当部分を示す。 実施の形態1.図1は、この発明の実施の形態1による
半導体記憶装置の構造を示す図である。この図1の例で
は、半導体記憶装置としてDRAMの断面を示してい
る。図1において、AはDRAMのメモリセル部、Bは
その周辺回路部を示す。また、7は半導体基板であり、
この例ではシリコン基板である。5は半導体基板1の上
に形成された層間絶縁膜、6は層間絶縁膜5の上に形成
されたさらに上層の層間絶縁膜であり、これらの層間絶
縁膜はシリコン酸化膜により形成されている。
【0013】また、1は、層間絶縁膜5の中で基板1に
近接して形成された第1導電層としてのワード線であ
り、シリサイド配線により形成されている。2は層間絶
縁膜5の中で第1導電層1より上層に形成された第2導
電層としてのビット線であり、シリサイド配線により形
成されている。
【0014】また、3はワード線1とビット線2との間
を通り層間絶縁膜5を貫通する開口を埋めるように形成
され、上部に拡大部を有する第3導電層としての下部電
極であり、ポリシリコン層で形成されている。これは、
メモリ用のキャパシタンスを構成するための下部電極、
すなわちストレージノードである。
【0015】また、3’は下部電極3が第1の層間絶縁
膜5より突出した頭部の拡大部表面に薄く形成された絶
縁膜、4は絶縁膜3’を挟んで下部電極3に対向するよ
うに形成された第4導電層としての上部電極であり、シ
リサイド層により形成されている。この上部電極4は、
例えばWSi等の金属シリサイド層により低抵抗に形成さ
れている。これはメモリ用のキャパシタンスを構成する
上部電極、すなわちセルプレートである。
【0016】また、周辺回路部Bにおいて、4aはメモ
リセル部のシリサイド層4と同時に、層間絶縁膜5の上
に形成された信号配線の層であり、同じ材料すなわちW
Si等の金属シリサイドにより低抵抗に形成されている。
【0017】これらの製造プロセスについて述べると、
半導体基板7の上に層間絶縁膜5を形成する。メモリセ
ル部Aにおいてこの層間絶縁膜5に開口を形成し、この
開口に層間絶縁膜5の上に突部を有する電荷蓄積用の下
部電極3を形成し、下部電極3の突部を薄い絶縁膜3’
で被覆する。次に、この薄い絶縁膜3’で被覆された下
部電極3の突部を含む層間絶縁膜5の全面に、メモリセ
ル部Aと周辺回路部Bにわたって、低抵抗の導電層を形成
し、メモリセル部Aにおいてこの導電層から下部電極3
に対向する電荷蓄積用の上部電極4を形成するととも
に、周辺回路部Bにおいて前記導電層から信号配線4a
を形成する。
【0018】このように、メモリセル部Aで電荷蓄積用
の上部電極4を形成するための低抵抗の導電層と、周辺
回路部Bにおいて信号配線4aを形成するための低抵抗
の導電層とは、層間絶縁膜5の全面に同時に形成された
同一材料の導電層である。
【0019】以上のような構成においては、層間絶縁膜
6の表面の、メモリセル部Aと周辺回路部Bとの間の段
差8(長さd)は、図3の従来例と比べると、従来例の
段差8’(長さd’)に比べて、配線層4aの高さ分だ
け小さくなる。
【0020】いま、図1に示すように、メモリセル部A
の層間絶縁膜6の表面に写真製版のマスク9のフォーカ
ス10を合わせると、周辺回路部Bでは、デフォーカス
11のように、フォーカスが合わないが、フォーカス面
からの距離が短くなった分だけ、ピンボケ状態が改善さ
れる。このため、メモリセル形成後の周辺回路部Bのデ
ザインルールは、従来例の場合よりも改善される。従っ
て、周辺回路部Bが大きいため、チップサイズが大きく
なってしまうのを抑制できる。
【0021】すなわち、この実施の形態では、メモリセ
ル部Aでセルプレートとなる導電層を低抵抗の導電層で
形成すると同時に、同じ導電層を用いて周辺回路部Bで
配線層を形成し信号線に用いている。これによりメモリ
セル部Aと周辺回路部Bでの段差を軽減し、周辺回路部
Bでの配線層数を増加し、チップシュリンクに寄与させ
ている。
【0022】実施の形態2.図2は、この発明の実施の
形態2による半導体記憶装置の構造を示す図である。こ
の図2の例でも、DRAMの断面を示している。図2に
おいて、12は第4導電層下層としての上部電極下層で
あり、リンをドープしたポリシリコン層により形成さ
れ、低抵抗化されている。また、13は第4導電層上層
としての上部電極上層であり、例えばWSi等のシリサイ
ド層により低抵抗に形成されている。すなわち、この実
施の形態では、図3の従来例における上部電極4に相当
する層として、リンドープのポリシリコン層とシリサイ
ド層との2層構造により上部電極が形成されている。
【0023】これにあわせて、周辺回路部Bでも、リン
ドープのポリシリコン層による信号配線下層12aとシ
リサイド層による信号配線上層13aとの2層構造の信
号配線を同時に形成している。このような構成によって
も、メモリセル部Aでのセルプレート12,13の形成
と同時に、周辺回路部Bでの低抵抗の信号配線12a,
13aの形成をすることができる。
【0024】なお、周辺回路部Bでの信号配線を低抵抗
に形成できればよいので、上部電極上層13および信号
配線上層13aとなるシリサイド層に代えて、W等の金
属配線を用いてもよい。以上のような構成によっても、
層間絶縁膜6表面のメモリセル部Aと周辺回路部Bとの
間の段差8は、図3の段差8’に比べて、信号配線12
a,13aの高さ分だけ小さくなる。従って、その分だ
け周辺回路部Bでのピンボケ状態が改善され、実施の形
態1と同様にチップサイズ縮小の効果がある。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、メモリセル形成後のメモリセル部と周辺回路部との
間の段差を縮小し、チップサイズの縮小を図った半導体
記憶装置及びその製造方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1による半導体記憶装置
の要部構造を示す断面図である。
【図2】 本発明の実施の形態2による半導体記憶装置
の要部構造を示す断面図である。
【図3】 従来のDRAMの構造を示す断面図である。
【図4】 従来のDRAMの構造におけるフォーカスを説明
する図である。
【符号の説明】
1 ワード線(第1導電層)、 2 ビット線(第2導
電層)、 3 下部電極(ストレッジノード、第3導電
層)、 3’ 絶縁膜、 4 上部電極(セルプレー
ト、第4導電層)、 4a 信号配線、 5、6 層間
絶縁膜、 7 半導体基板、 8,8’ 段差、 9
マスク、 10 フォーカス、 11 デフォーカス、
12 上部電極下層(第4導電層下層)、 12a
信号配線下層(第4導電層下層)、 13 上部電極上
層(第4導電層上層)、 13a信号配線上層(第4導
電層上層)。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メモリセル部と周辺回路部とを有する半
    導体記憶装置において、上記メモリセル部において電荷
    蓄積用の下部電極およびこれと対向する上部電極を備
    え、上記上部電極が低抵抗導電層から形成され、上記周
    辺回路部において、上記低抵抗導電層と同一の低抵抗導
    電層から形成された信号配線を備えたことを特徴とする
    半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 上記低抵抗導電層としてシリサイド層、
    ポリシリコン層とシリサイド層の2層構造、又はメタル
    層のいずれかを用いたことを特徴とする請求項1に記載
    の半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 メモリセル部と周辺回路部とを有する半
    導体記憶装置の製造において、半導体基板の上に層間絶
    縁膜を形成し、メモリセル部において上記層間絶縁膜に
    開口を形成し、この開口に上記層間絶縁膜の上に突部を
    有する電荷蓄積用の下部電極を形成し、上記下部電極の
    上記突部を薄い絶縁膜で被覆し、上記薄い絶縁膜で被覆
    された上記下部電極の突部を含む上記層間絶縁膜の全面
    に、上記メモリセル部と周辺回路部にわたって、低抵抗
    の導電層を形成し、上記メモリセル部において上記導電
    層から上記下部電極に対向する電荷蓄積用の上部電極を
    形成するとともに、上記周辺回路部において上記導電層
    から信号配線を形成することを特徴とする半導体記憶装
    置の製造方法。
  4. 【請求項4】 上記低抵抗の導電層としてシリサイド
    層、ポリシリコン層とシリサイド層の2層構造、又はメ
    タル層のいずれかを用いることを特徴とする請求項3に
    記載の半導体記憶装置の製造方法。
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