JPH11345943A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacture thereof

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JPH11345943A
JPH11345943A JP10149596A JP14959698A JPH11345943A JP H11345943 A JPH11345943 A JP H11345943A JP 10149596 A JP10149596 A JP 10149596A JP 14959698 A JP14959698 A JP 14959698A JP H11345943 A JPH11345943 A JP H11345943A
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JP
Japan
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trench
film
groove
conductive film
semiconductor device
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Pending
Application number
JP10149596A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Kajiyama
山 健 梶
Soichi Sugiura
浦 聡 一 杉
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH11345943A publication Critical patent/JPH11345943A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the semiconductor device and the manufacturing method thereof, which can increase the capacitance of a capacitor more than in the conventional case when the dimensions of trench grooves are equal. SOLUTION: A trench groove 15 is formed so that one diameter of an inner bottom surface becomes larger than the opening part. Furthermore, between a diffused layer 17 as a lower electrode and a polycrystalline silicon film 20 as an upper electrode, conductive particles 18 and an insulating film covering the particles 19 covering the surface are present. Thus, the surface area between the electrodes is increased. Therefore, even if the dimension of the conventional trench-groove type capacitor and the dimension of an opening are equal, the capacitor having more larger capacitance can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置及びその
製造する方法に係わり、特に溝型キャパシタを有する装
置とその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a device having a trench capacitor and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】DRAM(Dynamic Random Access Memo
ry)は、セル毎にキャパシタとトランジスタとを含む構
成を備えている。そして、素子の微細化とともにキャパ
シタの容量を確保することが困難になりつつある。従来
は、このような問題に対してトレンチ溝やスタック等の
立体的な構造をとることで対応してきた。
2. Description of the Related Art DRAM (Dynamic Random Access Memory)
ry) has a configuration including a capacitor and a transistor for each cell. Then, it is becoming difficult to secure the capacity of the capacitor as the element becomes finer. Conventionally, such a problem has been dealt with by forming a three-dimensional structure such as a trench groove or a stack.

【0003】従来の溝型セルキャパシタを有するDRA
Mの構造は、図14に示されるようであった。半導体基
板61の表面上にシリコン酸化膜62、シリコン窒化膜
63、TEOS膜64が順に堆積される。キャパシタ形
成領域に、反応性イオンエッチング(以下、RIEとい
う)法によりトレンチ溝65が形成される。
A DRA having a conventional grooved cell capacitor
The structure of M was as shown in FIG. On the surface of the semiconductor substrate 61, a silicon oxide film 62, a silicon nitride film 63, and a TEOS film 64 are sequentially deposited. A trench 65 is formed in the capacitor formation region by a reactive ion etching (hereinafter, referred to as RIE) method.

【0004】図15のように、トレンチ溝65の底部
に、不純物の固層拡散が行われて不純物拡散層66が形
成される。図16のように、トレンチ溝65の内壁及び
底面とTEOS膜64の表面全体を覆うように、キャパ
シタ絶縁膜67が形成される。
[0004] As shown in FIG. 15, an impurity diffusion layer 66 is formed at the bottom of the trench 65 by solid-phase diffusion of impurities. As shown in FIG. 16, a capacitor insulating film 67 is formed so as to cover the inner wall and bottom surface of the trench 65 and the entire surface of the TEOS film 64.

【0005】図17に示されたように、上層との絶縁を
行うためトレンチ溝65の内壁の上部にTEOS膜68
が形成され、さらにトレンチ溝65の内部を埋めるとと
もにキャパシタ絶縁膜67の表面上を覆うように多結晶
シリコン膜69が堆積される。
As shown in FIG. 17, a TEOS film 68 is formed on the inner wall of the trench 65 to insulate it from the upper layer.
Is formed, and a polycrystalline silicon film 69 is deposited so as to fill the inside of trench groove 65 and cover the surface of capacitor insulating film 67.

【0006】図18に示されたように、先ず素子分離領
域の形成が行われる。RIE法によりシャロートレンチ
(Shallow Trench)溝が形成され、このトレンチ溝の内
部がTEOS膜70で埋め込まれる。多結晶シリコン膜
が堆積されて電極の形状にパターニングされて、ゲート
電極71が形成される。さらに、ゲート電極71をマス
クとして不純物が注入され、ドレイン及びソース領域7
2が形成される。
As shown in FIG. 18, first, an element isolation region is formed. A shallow trench (Shallow Trench) groove is formed by RIE, and the inside of the trench is filled with a TEOS film 70. A gate electrode 71 is formed by depositing a polycrystalline silicon film and patterning it into an electrode shape. Further, impurities are implanted using the gate electrode 71 as a mask, and the drain and source regions 7 are formed.
2 are formed.

【0007】以上のような工程を経て、ドレイン及びソ
ース領域72とゲート電極71とを有するトランジスタ
と、上部電極としての多結晶シリコン膜69と下部電極
としての拡散層66とその間を絶縁するキャパシタ絶縁
膜67とを有するキャパシタを各メモリセル毎に備えた
半導体装置が製造される。
Through the above-described steps, a transistor having a drain / source region 72 and a gate electrode 71, a polycrystalline silicon film 69 as an upper electrode and a diffusion layer 66 as a lower electrode, and a capacitor insulating between them. A semiconductor device provided with a capacitor having the film 67 for each memory cell is manufactured.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、近年のさらな
る微細化の要求に対応するためには、上述したような従
来の技術ではキャパシタの容量を確保することが困難に
なってきた。
However, in order to respond to the demand for further miniaturization in recent years, it has become difficult to secure the capacity of the capacitor by the above-mentioned conventional technology.

【0009】本発明は上記事情に鑑み、キャパシタの容
量を増大させることが可能な半導体装置及びその製造方
法を提供することを目的とする。
In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a semiconductor device capable of increasing the capacitance of a capacitor and a method of manufacturing the same.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の溝型セルキャパ
シタを有する半導体装置は、前記溝型セルキャパシタが
間口よりも内部底面の径が大きい溝に形成されており、
前記溝の内部に一方の電極として形成された拡散層と、
前記拡散層の表面上に形成された絶縁部と、前記絶縁部
により前記拡散層と電気的に絶縁された状態で前記溝の
内部を埋めるように他方の電極として形成された第1の
導電膜とを備え、前記絶縁部は、表面に凹凸が存在する
第2の導電膜と、この第2の導電膜の表面を覆うように
形成された絶縁膜とを含むことを特徴としている。
According to the present invention, there is provided a semiconductor device having a grooved cell capacitor, wherein the grooved cell capacitor is formed in a groove whose inner bottom surface is larger in diameter than the frontage.
A diffusion layer formed as one electrode inside the groove,
An insulating portion formed on the surface of the diffusion layer; and a first conductive film formed as the other electrode so as to fill the inside of the groove while being electrically insulated from the diffusion layer by the insulating portion. Wherein the insulating portion includes a second conductive film having an uneven surface, and an insulating film formed to cover the surface of the second conductive film.

【0011】あるいは、本発明の半導体装置は、溝型セ
ルキャパシタが溝の内部に一方の電極として形成された
拡散層と、前記溝の内部に、隙間が存在する状態で所定
深さまで埋めるように形成された粒子状の第1の導電膜
と、前記第1の導電膜と前記拡散層の表面を覆うように
形成された絶縁膜と、前記絶縁膜により前記拡散層と電
気的に絶縁された状態で、前記第1の導電膜上に他方の
電極として形成された第2の導電膜とを含むことを特徴
とする。
Alternatively, in the semiconductor device according to the present invention, the groove type cell capacitor may be filled with a diffusion layer formed as one electrode inside the groove, and may be filled to a predetermined depth in a state where a gap exists inside the groove. The formed first conductive film, an insulating film formed to cover the surfaces of the first conductive film and the diffusion layer, and electrically insulated from the diffusion layer by the insulating film. And a second conductive film formed as the other electrode over the first conductive film.

【0012】ここで、前記溝型セルキャパシタが間口よ
りも内部底面の径が大きい溝に形成されていてもよい。
Here, the groove type cell capacitor may be formed in a groove having a larger inner bottom surface diameter than the frontage.

【0013】本発明の溝型セルキャパシタを有する半導
体装置を製造する方法は、半導体基板の表面に、間口よ
りも内部の径が大きいトレンチ溝を形成する工程と、前
記トレンチ溝の内部に一方の電極として拡散層を形成す
る工程と、前記トレンチ溝の内部表面上に粒子状の第1
の導電膜を形成する工程と、前記第1の導電膜及び前記
拡散層の表面を覆うように絶縁膜を形成する工程と、前
記トレンチ溝の内部を埋め込むように他方の電極として
第2の導電膜を形成する工程とを備えることを特徴とし
ている。
According to the method of manufacturing a semiconductor device having a grooved cell capacitor of the present invention, a step of forming a trench having a diameter larger than the frontage on a surface of a semiconductor substrate; Forming a diffusion layer as an electrode; and forming a particulate first layer on an inner surface of the trench.
Forming an insulating film so as to cover the surfaces of the first conductive film and the diffusion layer; and forming a second conductive film as the other electrode so as to fill the inside of the trench groove. And a step of forming a film.

【0014】または、本発明の半導体装置の製造方法
は、半導体基板の表面にトレンチ溝を形成する工程と、
前記トレンチ溝の内部に一方の電極として拡散層を形成
する工程と、前記トレンチ溝の内部を隙間が存在する状
態で所定深さまで埋めるように粒子状の第1の導電膜を
形成する工程と、前記第1の導電膜及び前記拡散層の表
面を覆うように絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜に
より前記拡散層と電気的に絶縁された状態で、前記第1
の導電膜上に他方の電極として第2の導電膜を形成する
工程とを備えている。
Alternatively, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises the steps of: forming a trench in a surface of a semiconductor substrate;
A step of forming a diffusion layer as one electrode inside the trench groove, and a step of forming a particulate first conductive film so as to fill the inside of the trench groove to a predetermined depth in the presence of a gap, Forming an insulating film so as to cover the surfaces of the first conductive film and the diffusion layer; and forming the first film in a state in which the insulating film is electrically insulated from the diffusion layer.
Forming a second conductive film as the other electrode on the conductive film.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。本発明の第1の実施の形
態による半導体装置の製造方法は、図1〜図6にそれぞ
れ素子の断面として示された工程を備え、本実施の形態
による半導体装置は図6に示されたような断面構造を備
えている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention includes the steps shown in FIGS. 1 to 6 as the cross sections of the elements, respectively, and the semiconductor device according to the present embodiment is as shown in FIG. It has a simple cross-sectional structure.

【0016】先ず、図1に示されたように、半導体基板
11の表面上に、熱酸化法により100オングストロー
ムの膜厚でシリコン酸化膜12が形成され、その表面上
にCVD(Chemical Vapor Deposition )法により25
00オングストロームの膜厚でシリコン窒化膜13が形
成され、さらにCVD法により7000オングストロー
ムの膜厚でTEOS膜14が堆積される。キャパシタ形
成領域に、RIEによりトレンチ溝15が形成される。
上層との絶縁を行うために、トレンチ溝15の内壁上
部、即ち間口にのみTEOS膜16が層間絶縁膜として
形成される。
First, as shown in FIG. 1, a silicon oxide film 12 having a thickness of 100 Å is formed on a surface of a semiconductor substrate 11 by a thermal oxidation method, and a CVD (Chemical Vapor Deposition) is formed on the surface. 25 by law
A silicon nitride film 13 is formed to a thickness of 00 Å, and a TEOS film 14 is deposited to a thickness of 7000 Å by CVD. A trench 15 is formed in the capacitor formation region by RIE.
In order to insulate the upper layer, the TEOS film 16 is formed as an interlayer insulating film only on the upper part of the inner wall of the trench groove 15, that is, only on the frontage.

【0017】ここで、トレンチ溝15を図1に示された
ように間口よりも底部の径が大きいように形成し、さら
にトレンチ溝15の間口にのみTEOS膜16を形成す
る方法について述べる。
Here, a method of forming the trench groove 15 so as to have a larger diameter at the bottom than the frontage as shown in FIG. 1 and further forming the TEOS film 16 only at the frontage of the trench groove 15 will be described.

【0018】先ず、最終的に形成すべき溝よりも深さが
浅いトレンチ溝15がRIEにより形成される。CVD
法により、トレンチ溝15の内部にTEOS膜が堆積さ
れる。異方性の高い条件でRIEにより、トレンチ溝1
5の底部のTEOS膜と、半導体基板11上のTEOS
膜14とが除去されて、トレンチ溝15の内壁にのみT
EOS膜16が残存する。
First, a trench 15 having a depth smaller than that of a groove to be finally formed is formed by RIE. CVD
By the method, a TEOS film is deposited inside the trench 15. By RIE under conditions of high anisotropy, the trench 1
5 and a TEOS film on the semiconductor substrate 11
The film 14 is removed, and only the inner wall of the trench 15 becomes T
The EOS film 16 remains.

【0019】次に、等方性の高い条件でRIEによって
トレンチ溝15の底部と内壁とがエッチングされる。こ
のエッチングでは、シリコンが表出した領域が除去さ
れ、かつTEOS膜16は除去されないような条件で行
われる。これにより、トレンチ溝15における底部とT
EOS膜16が形成された間口を除く内壁とが除去され
る。この結果、トレンチ溝15の底部の径が間口よりも
大きくなり、かつトレンチ溝15の間口にのみTEOS
膜16が形成されることになる。
Next, the bottom and the inner wall of the trench 15 are etched by RIE under a highly isotropic condition. This etching is performed under such a condition that a region where silicon is exposed is removed and the TEOS film 16 is not removed. As a result, the bottom of the trench 15 and T
The inner wall excluding the frontage where the EOS film 16 is formed is removed. As a result, the diameter of the bottom portion of the trench groove 15 becomes larger than the frontage, and the TEOS is provided only at the frontage of the trench groove 15.
A film 16 will be formed.

【0020】図2に示されたように、トレンチ溝15の
内壁において、例えばヒ素(As)が気層拡散法により
拡散されて不純物拡散層17が形成される。さらに、ト
レンチ溝15の底面、内壁、TEOS膜14及び16の
表面上に、多結晶シリコンから成る導電性粒子18が形
成される。このような導電性粒子18の形成方法として
は、例えば多結晶シリコンに含まれているヒ素(As)
や酸素(O)、炭素(C)等の不純物濃度を高くする方
法がある。不純物濃度が高いと、シリコンの流動性が低
くなるので粒子状の多結晶シリコン膜が形成される。よ
り具体的には、ヒ素濃度が2×1020(1/cm3 )とい
うように高いAs−Doped多結晶シリコンを用いる
ことで、導電性粒子18の形成が可能である。
As shown in FIG. 2, for example, arsenic (As) is diffused on the inner wall of the trench 15 by an air layer diffusion method to form an impurity diffusion layer 17. Further, conductive particles 18 made of polycrystalline silicon are formed on the bottom and inner walls of trench 15 and on the surfaces of TEOS films 14 and 16. As a method for forming such conductive particles 18, for example, arsenic (As) contained in polycrystalline silicon is used.
There is a method of increasing the concentration of impurities such as oxygen, oxygen (O), and carbon (C). If the impurity concentration is high, the fluidity of silicon becomes low, so that a particulate polycrystalline silicon film is formed. More specifically, the conductive particles 18 can be formed by using As-Doped polycrystalline silicon having a high arsenic concentration of 2 × 10 20 (1 / cm 3 ).

【0021】次に、図3に示されるように、トレンチ溝
15の内壁を覆うようにキャパシタ絶縁膜19が形成さ
れる。このキャパシタ絶縁膜19は、例えばCVD法に
よりシリコン窒化(SiN)膜が75オングストローム
の膜厚で形成され、さらにCVD法によりシリコン酸化
(SiO2 )膜が25オングストロームの膜厚で形成さ
れてもよい。
Next, as shown in FIG. 3, a capacitor insulating film 19 is formed so as to cover the inner wall of trench 15. The capacitor insulating film 19 may be formed by forming a silicon nitride (SiN) film to a thickness of 75 angstroms by, for example, a CVD method, and further forming a silicon oxide (SiO 2 ) film to a thickness of 25 angstroms by a CVD method. .

【0022】図4に示されるように、トレンチ溝15の
間口付近のTEOS膜16上と半導体基板11のTEO
S膜14上に存在する導電性粒子18及びキャパシタ絶
縁膜19とがエッチングにより除去される。
As shown in FIG. 4, the TEO film 16 on the TEOS film 16 near the opening of the trench 15 and the TEO film
The conductive particles 18 and the capacitor insulating film 19 existing on the S film 14 are removed by etching.

【0023】図5のように、上部電極用導電膜として多
結晶シリコン膜20がCVD法により5000オングス
トロームの膜厚で堆積される。
As shown in FIG. 5, a polycrystalline silicon film 20 is deposited as a conductive film for an upper electrode to a thickness of 5000 angstroms by a CVD method.

【0024】以降の工程は、上述した従来の製造方法と
同様である。図6のように、RIE法によりシャロート
レンチ溝が形成され、内部がTEOS膜21で埋め込ま
れる。多結晶シリコン膜が堆積されて電極の形状にパタ
ーニングされ、ゲート電極22が形成される。このゲー
ト電極22をマスクとして不純物が注入され、ドレイン
及びソース領域23が形成される。
The subsequent steps are the same as in the above-described conventional manufacturing method. As shown in FIG. 6, a shallow trench groove is formed by RIE, and the inside is filled with a TEOS film 21. A polycrystalline silicon film is deposited and patterned into an electrode shape to form a gate electrode 22. Using the gate electrode 22 as a mask, an impurity is implanted to form a drain and source region 23.

【0025】以上のような工程を経ることによって、ド
レイン及びソース領域23とゲート電極22とを有する
トランジスタと、上部電極としての多結晶シリコン膜2
0と下部電極としての不純物拡散層17とその間を絶縁
するキャパシタ絶縁膜19とを有するキャパシタを各メ
モリセル毎に備えた半導体装置が製造される。
Through the above steps, the transistor having the drain and source regions 23 and the gate electrode 22 and the polycrystalline silicon film 2 as the upper electrode are formed.
A semiconductor device having a capacitor for each memory cell having 0, an impurity diffusion layer 17 as a lower electrode, and a capacitor insulating film 19 for insulating between them is manufactured.

【0026】そして、本実施の形態では、トレンチ溝1
5の内壁において下部電極と上部電極との間を絶縁する
キャパシタ絶縁膜19に覆われた導電性粒子18が存在
する。ここで、容量Cはε×電極間面積/電極間距離に
より決定される。よって、図18に示された従来の装置
のようにトレンチ溝65の内部表面が平坦である場合よ
りも下部電極と上部電極との間の表面積が増加するの
で、容量が増加する。さらに、トレンチ溝15の内部底
面の径が間口よりも大きく形成されているので、従来の
ように筒状のトレンチ溝を形成した場合よりも、トレン
チ溝15の内部側面の面積が増加してさらにキャパシタ
の容量が増大する。従って、本実施の形態によれば従来
と同じ間口寸法のトレンチ溝を形成した場合にも、より
容量の大きいキャパシタを形成することができる。
In this embodiment, the trench 1
There is a conductive particle 18 covered by a capacitor insulating film 19 that insulates between the lower electrode and the upper electrode on the inner wall of the element 5. Here, the capacitance C is determined by [epsilon] * area between electrodes / distance between electrodes. Accordingly, the surface area between the lower electrode and the upper electrode is increased as compared with the case where the inner surface of the trench 65 is flat as in the conventional device shown in FIG. Further, since the diameter of the inner bottom surface of the trench groove 15 is formed larger than the frontage, the area of the inner side surface of the trench groove 15 is further increased as compared with the case where the cylindrical trench groove is formed as in the related art. The capacity of the capacitor increases. Therefore, according to the present embodiment, a capacitor having a larger capacitance can be formed even when a trench having the same width as that of the conventional trench is formed.

【0027】次に、本発明の第2の実施の形態による半
導体装置の製造方法を図7〜図12を用いて説明し、本
実施の形態による装置の断面構造を図12に示す。
Next, a method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 to 12, and a sectional structure of the device according to the present embodiment is shown in FIG.

【0028】上記第1の実施の形態と同様に、図7に示
されたように半導体基板31の表面上に、熱酸化法によ
り100オングストロームの膜厚でシリコン酸化膜32
が形成され、CVD法により2500オングストローム
の膜厚でシリコン窒化膜33が形成され、さらにCVD
法により7000オングストロームの膜厚でTEOS膜
34が堆積される。キャパシタ形成領域に、上記第1の
実施の形態と同様にRIEにより間口よりも底部の径が
大きいトレンチ溝35が形成され、さらにトレンチ溝3
5の間口にのみTEOS膜36が層間絶縁膜として形成
される。
As in the first embodiment, as shown in FIG. 7, a silicon oxide film 32 having a thickness of 100 Å is formed on the surface of a semiconductor substrate 31 by a thermal oxidation method.
Is formed, and a silicon nitride film 33 having a thickness of 2500 Å is formed by the CVD method.
The TEOS film 34 is deposited to a thickness of 7000 angstroms by the method. In the capacitor formation region, a trench groove 35 having a larger diameter at the bottom than the frontage is formed by RIE as in the first embodiment, and the trench groove 3 is formed.
The TEOS film 36 is formed as an interlayer insulating film only at the frontage of No. 5.

【0029】図8に示されたように、トレンチ溝35の
内壁に例えばヒ素が気層拡散法により拡散されて不純物
拡散層37が形成される。
As shown in FIG. 8, for example, arsenic is diffused into the inner wall of the trench 35 by an air layer diffusion method to form an impurity diffusion layer 37.

【0030】図9のように、トレンチ溝35の内部に、
粒子状導電膜38として多結晶シリコンが堆積される。
ここで、粒子状導電膜38の直径は上記第1の実施の形
態における導電性粒子18よりも大きい。このような粒
子状導電膜38は、上記第1の実施の形態による導電性
粒子18を堆積する時間をより長く設定することで形成
が可能となる。あるいは、上記第1の実施の形態よりも
温度を高く設定することで、粒子の径をより大きく成長
させることができる。また、トレンチ溝35の間口近辺
や半導体基板31上のTEOS膜34の表面上では、粒
子状ではなく通常の膜と同様に多結晶シリコン膜39が
堆積された状態となる。ここで、第1の実施の形態のよ
うに粒子の径が小さい導電性粒子18を形成する場合に
よりも、第2の実施の形態のように粒子の径が大きい粒
子状導電膜38を形成する場合の方が、膜厚の制御性が
容易である。
As shown in FIG. 9, inside the trench 35,
Polycrystalline silicon is deposited as the particulate conductive film 38.
Here, the diameter of the particulate conductive film 38 is larger than the conductive particles 18 in the first embodiment. Such a particulate conductive film 38 can be formed by setting a longer time for depositing the conductive particles 18 according to the first embodiment. Alternatively, by setting the temperature higher than in the first embodiment, the diameter of the particles can be increased. Further, in the vicinity of the frontage of the trench groove 35 and on the surface of the TEOS film 34 on the semiconductor substrate 31, the polycrystalline silicon film 39 is not deposited in the form of particles but deposited like a normal film. Here, even when the conductive particles 18 having a small particle diameter are formed as in the first embodiment, the particulate conductive film 38 having a large particle diameter is formed as in the second embodiment. In this case, the controllability of the film thickness is easier.

【0031】次に、多結晶シリコン膜39にエッチング
を行っていき、図10に示されたようにトレンチ溝35
内部の粒子状導電膜38の表面を露出させる。これによ
り、トレンチ溝35の内部がある深さまで隙間が存在す
る状態で粒子状導電膜38で埋められることなる。
Next, the polycrystalline silicon film 39 is etched to form a trench 35 as shown in FIG.
The surface of the internal particulate conductive film 38 is exposed. As a result, the inside of the trench groove 35 is filled with the particulate conductive film 38 in a state where a gap exists to a certain depth.

【0032】図11に示されたように、トレンチ溝35
の内部の粒子状導電膜38の表面と、トレンチ溝35内
の隙間のある表面と、トレンチ溝35の間口に形成され
たTEOS膜36の表面と、半導体基板31上のTEO
S膜34の表面を覆うように、キャパシタ絶縁膜40が
形成される。このキャパシタ絶縁膜40は、上記第1の
実施の形態と同様に、例えばCVD法によりシリコン窒
化(SiN)膜が75オングストロームの膜厚で形成さ
れ、さらにCVD法によりシリコン酸化(SiO2 )膜
が25オングストロームの膜厚で形成されてもよい。
As shown in FIG. 11, the trench 35
, The surface of the TEOS film 36 formed at the opening of the trench 35, and the surface of the TEO film
Capacitor insulating film 40 is formed to cover the surface of S film 34. As in the first embodiment, the capacitor insulating film 40 is formed by forming a silicon nitride (SiN) film to a thickness of 75 Å by CVD, for example, and further forming a silicon oxide (SiO 2 ) film by CVD. It may be formed with a thickness of 25 Å.

【0033】図12のように、トレンチ溝35の内部の
うち粒子状導電膜38で埋められていない間口近辺と半
導体基板31上のTEOS膜34の表面上に、上部電極
として多結晶シリコン膜41がCVD法により堆積され
る。この後は、図6に示された上記第1の実施の形態と
同様に、素子分離領域とトランジスタの形成が行われ
る。
As shown in FIG. 12, a polycrystalline silicon film 41 as an upper electrode is formed in the trench groove 35 near the opening not filled with the particulate conductive film 38 and on the surface of the TEOS film 34 on the semiconductor substrate 31. Is deposited by a CVD method. Thereafter, as in the case of the first embodiment shown in FIG. 6, an element isolation region and a transistor are formed.

【0034】本実施の形態によれば、上部電極としての
多結晶シリコン膜41と下部電極としての不純物拡散層
37との間が、粒子状導電膜38を覆うように形成され
た表面積の大きいキャパシタ絶縁膜40で絶縁されてい
るので、上部電極と下部電極との間の表面積が大きくな
る。よって、トレンチ溝の寸法が同一である場合、従来
よりも容量の大きいキャパシタを形成することができ
る。
According to the present embodiment, a capacitor having a large surface area formed so as to cover the particulate conductive film 38 is provided between the polycrystalline silicon film 41 as the upper electrode and the impurity diffusion layer 37 as the lower electrode. Since it is insulated by the insulating film 40, the surface area between the upper electrode and the lower electrode increases. Therefore, when the dimensions of the trench grooves are the same, a capacitor having a larger capacity than the conventional one can be formed.

【0035】上述した実施の形態は一例であって、本発
明を限定するものではない。例えば、上記第1、第2の
実施の形態ではいずれも間口よりも底部の方が径が大き
いトレンチ溝を形成している。しかし、通常のように筒
状の形状を有するトレンチ溝を形成する場合にも本発明
を同様に適用することができる。例えば、図13に示さ
れたように半導体基板51に筒状のトレンチ溝52を形
成し、溝52の内壁に不純物拡散層53を形成し、溝5
2の内部に粒子状導電膜54を堆積した場合にも、従来
よりも大きい容量を有するキャパシタを形成することが
できる。
The above embodiment is merely an example, and does not limit the present invention. For example, in each of the first and second embodiments, a trench having a larger diameter at the bottom than at the frontage is formed. However, the present invention can be similarly applied to a case where a trench having a cylindrical shape is formed as usual. For example, as shown in FIG. 13, a cylindrical trench groove 52 is formed in a semiconductor substrate 51, and an impurity diffusion layer 53 is formed on an inner wall of the groove 52.
Even when the particulate conductive film 54 is deposited inside the capacitor 2, a capacitor having a larger capacity than before can be formed.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体装
置及びその製造方法によれば、間口よりも内部底面の径
が大きいトレンチ溝に容量を形成し、かつ一方の電極と
他方の電極との間の絶縁膜の表面積を粒子状の導電膜を
用いて増加させることにより、従来のトレンチ溝と間口
寸法が同一であってもより容量の大きいキャパシタを得
ることができる。
As described above, according to the semiconductor device and the method of manufacturing the same of the present invention, a capacitance is formed in a trench having a larger inner bottom surface diameter than a frontage, and one electrode and the other electrode are connected to each other. The surface area of the insulating film is increased by using a particulate conductive film, so that a capacitor having a larger capacitance can be obtained even if the opening size is the same as that of the conventional trench.

【0037】あるいは、本発明の半導体装置及びその製
造方法によれば、トレンチ溝の内部を所定深さまで粒子
状の導電膜で埋めてその表面を絶縁膜で覆うことによ
り、導電膜の上部に形成した一方の電極とトレンチ溝の
内部に形成した他方の電極との間の表面積が増加するの
で、容量の大きいキャパシタを得ることが可能である。
Alternatively, according to the semiconductor device and the method of manufacturing the same of the present invention, the inside of the trench is filled with a particulate conductive film to a predetermined depth and the surface is covered with an insulating film, so that the trench is formed on the conductive film. Since the surface area between the one electrode and the other electrode formed inside the trench is increased, it is possible to obtain a capacitor having a large capacitance.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態による半導体装置の
製造方法を工程別に示した素子断面図。
FIG. 1 is an element cross-sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention for each process.

【図2】同第1の実施の形態による半導体装置の製造方
法を工程別に示した素子断面図。
FIG. 2 is an element cross-sectional view showing a method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment for each step;

【図3】同第1の実施の形態による半導体装置の製造方
法を工程別に示した素子断面図。
FIG. 3 is an element cross-sectional view showing a method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment for each step;

【図4】同第1の実施の形態による半導体装置の製造方
法を工程別に示した素子断面図。
FIG. 4 is an element cross-sectional view showing a method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment for each step;

【図5】同第1の実施の形態による半導体装置の製造方
法を工程別に示した素子断面図。
FIG. 5 is an element cross-sectional view showing a method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment for each step;

【図6】同第1の実施の形態による半導体装置の製造方
法を工程別に示した素子断面図。
FIG. 6 is an element cross-sectional view showing a method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment for each step;

【図7】本発明の第2の実施の形態による半導体装置の
製造方法を工程別に示した素子断面図。
FIG. 7 is an element cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention for each process.

【図8】同第2の実施の形態による半導体装置の製造方
法を工程別に示した素子断面図。
FIG. 8 is an element cross-sectional view showing a method of manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment for each step;

【図9】同第2の実施の形態による半導体装置の製造方
法を工程別に示した素子断面図。
FIG. 9 is an element cross-sectional view showing a method of manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment for each step;

【図10】同第2の実施の形態による半導体装置の製造
方法を工程別に示した素子断面図。
FIG. 10 is an element cross-sectional view showing a method of manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment for each step;

【図11】同第2の実施の形態による半導体装置の製造
方法を工程別に示した素子断面図。
FIG. 11 is an element cross-sectional view showing a method of manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment for each step;

【図12】同第2の実施の形態による半導体装置の製造
方法を工程別に示した素子断面図。
FIG. 12 is an element cross-sectional view showing a method of manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment for each step;

【図13】上記第2の実施の形態に対する変形例を示し
た素子断面図。
FIG. 13 is an element cross-sectional view showing a modified example of the second embodiment.

【図14】従来の半導体装置の製造方法を工程別に示し
た素子断面図。
FIG. 14 is an element cross-sectional view showing a conventional method of manufacturing a semiconductor device for each process.

【図15】同半導体装置の製造方法を工程別に示した素
子断面図。
FIG. 15 is an element cross-sectional view showing a method of manufacturing the same semiconductor device for each process;

【図16】同半導体装置の製造方法を工程別に示した素
子断面図。
FIG. 16 is an element sectional view showing the method of manufacturing the same semiconductor device for each process;

【図17】同半導体装置の製造方法を工程別に示した素
子断面図。
FIG. 17 is an element cross-sectional view showing the manufacturing method of the semiconductor device for each process;

【図18】同半導体装置の製造方法を工程別に示した素
子断面図。
FIG. 18 is an element sectional view showing the method of manufacturing the same semiconductor device for each process;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11、31、51 半導体基板 12、32 シリコン酸化膜 13、33 シリコン窒化膜 14、16、21、34、36、55 TEOS膜 15、35、52 トレンチ溝 17、37、53 不純物拡散層 18 導電性粒子 19、40 キャパシタ絶縁膜 20、39、41 多結晶シリコン膜 22、56 ゲート電極 23、57 ドレイン、ソース領域 38、54 粒子状導電膜 11, 31, 51 Semiconductor substrate 12, 32 Silicon oxide film 13, 33 Silicon nitride film 14, 16, 21, 34, 36, 55 TEOS film 15, 35, 52 Trench groove 17, 37, 53 Impurity diffusion layer 18 Conductivity Particles 19, 40 Capacitor insulating film 20, 39, 41 Polycrystalline silicon film 22, 56 Gate electrode 23, 57 Drain, source region 38, 54 Particulate conductive film

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】溝型セルキャパシタを有する半導体装置に
おいて、 前記溝型セルキャパシタは、間口よりも内部底面の径が
大きい溝に形成されており、 前記溝の内部に一方の電極として形成された拡散層と、 前記拡散層の表面上に形成された絶縁部と、 前記絶縁部により前記拡散層と電気的に絶縁された状態
で前記溝の内部を埋めるように他方の電極として形成さ
れた第1の導電膜と、 を備え、 前記絶縁部は、表面に凹凸が存在する第2の導電膜と、
この第2の導電膜の表面を覆うように形成された絶縁膜
とを含むことを特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor device having a grooved cell capacitor, wherein the grooved cell capacitor is formed in a groove having a larger inner bottom surface diameter than a frontage, and is formed as one electrode inside the groove. A diffusion layer, an insulating portion formed on the surface of the diffusion layer, and a second electrode formed as the other electrode so as to fill the inside of the groove while being electrically insulated from the diffusion layer by the insulating portion. A second conductive film having unevenness on its surface;
And an insulating film formed so as to cover the surface of the second conductive film.
【請求項2】溝型セルキャパシタを有する半導体装置に
おいて、 前記溝型セルキャパシタは、 溝の内部に一方の電極として形成された拡散層と、 前記溝の内部に、隙間が存在する状態で所定深さまで埋
めるように形成された粒子状の第1の導電膜と、 前記第1の導電膜と前記拡散層の表面を覆うように形成
された絶縁膜と、 前記絶縁膜により前記拡散層と電気的に絶縁された状態
で、前記第1の導電膜上に他方の電極として形成された
第2の導電膜と、 を含むことを特徴とする半導体装置。
2. A semiconductor device having a groove-type cell capacitor, wherein the groove-type cell capacitor is provided with a diffusion layer formed as one electrode inside a groove, and in a state where a gap exists inside the groove. A first conductive film in the form of particles formed so as to fill the depth, an insulating film formed so as to cover the surfaces of the first conductive film and the diffusion layer; And a second conductive film formed as the other electrode on the first conductive film while being electrically insulated.
【請求項3】前記溝型セルキャパシタは、間口よりも内
部底面の径が大きい溝に形成されていることを特徴とす
る請求項2記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 2, wherein said groove type cell capacitor is formed in a groove having a larger diameter at an inner bottom surface than at a frontage.
【請求項4】溝型セルキャパシタを有する半導体装置を
製造する方法において、 半導体基板の表面に、間口よりも内部の径が大きいトレ
ンチ溝を形成する工程と、 前記トレンチ溝の内部に一方の電極として拡散層を形成
する工程と、 前記トレンチ溝の内部表面上に粒子状の第1の導電膜を
形成する工程と、 前記第1の導電膜及び前記拡散層の表面を覆うように絶
縁膜を形成する工程と、 前記トレンチ溝の内部を埋め込むように他方の電極とし
て第2の導電膜を形成する工程と、 を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. A method for manufacturing a semiconductor device having a grooved cell capacitor, comprising: forming a trench having a larger inner diameter than a frontage on a surface of a semiconductor substrate; and forming one electrode in the trench. Forming a diffusion layer, forming a particulate first conductive film on the inner surface of the trench, and forming an insulating film to cover the surface of the first conductive film and the diffusion layer. Forming a second conductive film as the other electrode so as to bury the inside of the trench groove.
【請求項5】溝型セルキャパシタを有する半導体装置を
製造する方法において、 半導体基板の表面にトレンチ溝を形成する工程と、 前記トレンチ溝の内部に一方の電極として拡散層を形成
する工程と、 前記トレンチ溝の内部を隙間が存在する状態で所定深さ
まで埋めるように粒子状の第1の導電膜を形成する工程
と、 前記第1の導電膜及び前記拡散層の表面を覆うように絶
縁膜を形成する工程と、 前記絶縁膜により前記拡散層と電気的に絶縁された状態
で、前記第1の導電膜上に他方の電極として第2の導電
膜を形成する工程と、 を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. A method for manufacturing a semiconductor device having a grooved cell capacitor, comprising: forming a trench in a surface of a semiconductor substrate; and forming a diffusion layer as one electrode inside the trench. A step of forming a particulate first conductive film so as to fill the trench groove with a gap to a predetermined depth, and an insulating film covering the first conductive film and the surface of the diffusion layer Forming a second conductive film as the other electrode on the first conductive film while being electrically insulated from the diffusion layer by the insulating film. A method for manufacturing a semiconductor device.
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