JPH1197638A - 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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JPH1197638A
JPH1197638A JP9251543A JP25154397A JPH1197638A JP H1197638 A JPH1197638 A JP H1197638A JP 9251543 A JP9251543 A JP 9251543A JP 25154397 A JP25154397 A JP 25154397A JP H1197638 A JPH1197638 A JP H1197638A
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electrode
capacitor
silicon substrate
forming
plane
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JP9251543A
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Takashi Kawakubo
隆 川久保
Shin Fukushima
伸 福島
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エピタキシャル成長した誘電体膜を有するキ
ャパシタを使用した半導体メモリにおいて、信頼性が高
くかつ超高集積化が可能なメモリセルを提供すること。 【解決手段】 シリコン基板1表面に形成された溝の(1
00) 方位の内壁面に形成した、(100) 方位を持つ第一の
電極3、誘電膜4、第二の電極5から構成されたキャパ
シタと、絶縁膜6を介して前記キャパシタの上部に形成
されたシリコン層7に形成されたトランジスタとを有す
る半導体記憶装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ペロブスカイト型
結晶構造などを有する誘電性材料からなる誘電体膜を具
備したキャパシタを用いた半導体記憶装置及びその製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】最近、記憶媒体として強誘電体薄膜を用
いた記憶装置(強誘電体メモリ)の開発が行われてお
り、一部にはすでに実用化されている。強誘電体メモリ
は不揮発性であり、電源を落とした後も記憶内容が失わ
れない、しかも膜厚が十分薄い場合には自発分極の反転
が速く、DRAM並みに高速の書き込み、読み出しが可
能であるなどの特徴を持つ。また、1ビットのメモリセ
ルを一つのトランジスタと一つの強誘電体キャパシタで
作成することができるため、大容量化にも適している。
【0003】強誘電体メモリに適した強誘電体薄膜に
は、残留分極が大きいこと、残留分極の温度依存性が小
さいこと、残留分極の長時間保持が可能であること(リ
テンション)などが必要である。
【0004】現在強誘電体材料としては、主としてジル
コン酸チタン酸鉛(PZT)が用いられている。PZT
は、ジルコン酸鉛とチタン酸鉛の固溶体であるが、ほぼ
1:1のモル比で固溶したものが自発分極が大きく、低
い電界でも反転することができ、記憶媒体として優れて
いると考えられている。PZTは、強誘電体相と常誘電
体層の転移温度(キュリー温度)が300℃以上と比較
的高いため、通常の電子回路が使用される温度範囲(1
20℃以下)では、記憶された内容が熱によって失われ
る心配は少ない。
【0005】しかしながら、PZTの良質な薄膜は作成
が難しいことが知られている。第一に、PZTの主成分
である鉛は500℃以上で蒸発しやすく、そのため組成
の正確な制御が難しい。第二に、PZTはペロブスカイ
ト型結晶構造を形成したときにはじめて強誘電性が現れ
るが、このペロブスカイト型結晶を持つPZTが得にく
く、パイロクロアと呼ばれる結晶構造のほうが容易に得
られやすいという問題がある。また、シリコンデバイス
に応用した場合には、主成分である鉛のシリコン中への
拡散を防ぐことが難しいという問題もある。
【0006】PZT以外ではチタン酸バリウム(BaT
iO3 )が代表的な強誘電体として知られている。チタ
ン酸バリウムはPZTと同じくペロブスカイト型結晶を
持ち、キュリー温度は約120℃であることが知られて
いる。Pbと比べるとBaは蒸発しにくいので、チタン
酸バリウムの薄膜作成においては、組成の制御が比較的
容易である。また、チタン酸バリウムが結晶化した場合
は、ペロブスカイト型以外の結晶構造をとることはほと
んどない。
【0007】これらの長所にもかかわらず、チタン酸バ
リウムの薄膜キャパシタが強誘電体メモリの記憶媒体と
してさほど検討されていない理由として、PZTと比べ
て残留分極が小さく、しかも残留分極の温度依存性が大
きいことが挙げられる。
【0008】この原因は、チタン酸バリウムのキュリー
温度が低い(120℃)ことにあり、このため強誘電体
メモリを作成した場合100℃以上の高温にさらされた
場合に記憶内容が失われる恐れがあるばかりではなく、
通常電子回路が使用される温度範囲(85℃以下)でも
残留分極の温度依存性が大きく、動作が不安定である。
したがって、チタン酸バリウムからなる強誘電体薄膜を
使用した薄膜キャパシタは、強誘電体メモリの記憶媒体
としての用途に適さないと考えられていた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、新しい
強誘電体薄膜として、下部電極(例えばルテニウム酸ス
トロンチウム、SrRuO3 、以下SROと略称。)の
(100)面の格子定数に比較的近くやや大きな格子定
数を持つ誘電材料(例えば、チタン酸バリウムストロン
チウム、Bax Sr1-x TiO3 、以下BSTと略
称。)を選択し、かつまたRFマグネトロン・スパッタ
法という成膜過程でミスフィット転位が比較的入りにく
い成膜方法を採用して、分極軸であるc軸方向にエピタ
キシャル成長させることにより、膜厚200nm以上の
比較的厚い膜厚をもつ薄膜においても、エピタキシャル
効果により本来の誘電体の格子定数よりも膜厚方向(c
軸)に格子定数が伸び面内方向(a軸)の格子定数が縮
んだ状態を保つことができることを見いだした。
【0010】その結果、強誘電キュリー温度を高温側に
シフトさせ、室温領域で大きな残留分極を示し、かつ8
5℃程度まで温度を上げても十分大きな残留分極を保持
できる強誘電体薄膜が実現可能であることを確認してい
る。例えば、下部電極として導電性ペロブスカイト結晶
であるSRO(格子定数aは0.393。)を使用し、
誘電体としてBax Sr1-x TiO3 を組成領域x=
0.30〜0.90で用いることにより、本来室温では
強誘電性を示さないはずの組成領域(x≦0.7)でも
強誘電性が発現し、またもともと室温で強誘電性を示す
組成領域(x>0.7)においては、本来室温以上にあ
るキュリー温度がさらに上昇するという、実用上好まし
い強誘電体特性を実現できることを実験的に確認してい
る。
【0011】また同様に、下部電極として導電性ペロブ
スカイト結晶であるSROを使用し、誘電体としてBa
x Sr1-x TiO3 を組成領域x=0.10〜0.40
で用いることにより、多結晶膜でキャパシタを作成した
ときの誘電率(例えば膜厚20nmで誘電率200 程度。)の
数倍の800 以上に達する誘電率を持つキャパシタが作成
できるという、DRAMとして非常に好ましい誘電特性
を実現できることを実験的に確認している。
【0012】このエピタキシャル成長させた誘電体薄膜
を使用した薄膜キャパシタ用いて、FRAMやDRAM
などの半導体メモリを構成することができる。代表的な
従来例として、予めトランジスタを形成したSi基板上
に、トランジスタを覆う層間絶縁膜にトランジスタの電
極上に開口部(コンタクトホール)を設け、開口部内に
気相からの選択エピタキシャル成長又は非晶質からの固
相エピタキシャル成長により単結晶Siプラグを作製し、
その上にエピタキシャル薄膜キャパシタを作成する方法
(特願平7-082091)が挙げられる。
【0013】この方法は、トランジスタの電極直上に積
層してエピタキシャル薄膜キャパシタを作製することが
できるため、構造上最も高集積化に適した方法である。
しかしながら、高集積化した半導体記憶装置において
は、トランジスタの電極上に形成したコンタクトホール
の深さと幅のアスペクト比が大きくなる。大きなアスペ
クト比を持つコンタクトホールの底面のみから単結晶シ
リコンプラグを選択エピタキシャル成長または固相エピ
タキシャル成長により形成するためのプロセスウィンド
は狭いものとなり、一つのメモリデバイスの中に数十メ
ガ個以上の数のプラグを作製する際の歩留まりを考慮す
ると、クリアすべき技術課題は大きい。
【0014】本発明は、エピタキシャル効果を利用して
強誘電性を発現した強誘電体薄膜、あるいはエピタキシ
ャル効果により誘電率を増大させた高誘電率薄膜を使用
した半導体メモリにおいて、作成方法が容易で、かつ高
集積化が可能な半導体記憶装置及びその製造方法を提供
することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】前述した問題を解決する
ために本発明の第1は、シリコン基板表面に形成され、
シリコンの{100}面で構成された内面を有する溝
と、この溝の内部にエピタキシャル成長により形成され
た第1の電極と、この第1の電極を覆うように前記溝の
内部にエピタキシャル成長により形成された誘電体膜
と、この誘電体膜上に形成された第2の電極とから構成
されているキャパシタと、このキャパシタに対して電気
的に接続されたトランジスタとを備えたことを特徴とす
る半導体記憶装置を提供する。
【0016】この本発明の第1において、以下の態様が
好ましい。 (1)前記トランジスタは前記キャパシタ上に絶縁膜を
介して形成され、前記トランジスタのソース及びドレイ
ン電極の一方は前記キャパシタの前記第2の電極と電気
的に接続されていること。
【0017】(2)前記キャパシタの前記第1の電極の
少なくとも一部が、立方晶結晶の{100}面又は正方
晶結晶の{001}面で構成されていること。 (3)前記キャパシタの前記誘電体膜の少なくとも一部
が、立方晶ペロブスカイト結晶の{100}面又は正方
晶若しくは層状ペロブスカイト結晶の{001}面で構
成されていること。
【0018】(4)前記誘電体膜が一般式ABO3 で表
され、AはBa、Sr、Caからなる群より選ばれた少
なくとも1種であり、BはTi、Zr、Hf、Sn、
(Mg1/3 Nb2/3 )、(Mg1/3 Ta2/3 )、(Zn
1/3 Nb2/3 )、(Zn1/3 Ta2/3 )、(Mg1/2
1/2 )、(Co1/21/2 )、(Mg1/21/2 )、
(Mn1/21/2 )、(Sc1/2 Nb1/2 )、(Mn
1/2 Nb1/2 )、(Sc1/2 Ta1/2 )、(Fe1/2
1/2 )、(In1/2 Nb1/2 )、(Fe1/2 Ta
1/2 )、(Cd1/3 Nb2/3 )、(Co1/3 Nb
2/3 )、(Ni1/3 Nb2/3 )、(Co1/3 Ta
2/3 )、(Ni1/3 Ta2/3 )からなる群より選ばれた
少なくとも1種であるペロブスカイト型結晶からなるこ
と。
【0019】(5)前記第2の電極は前記誘電体膜上に
エピタキシャル成長により形成されていること。 (6)前記キャパシタの前記第2の電極の少なくとも一
部が、立方晶結晶の{100}面又は正方晶結晶の{0
01}面で構成されていること。
【0020】また本発明の第2は、{100}面で構成
された表面を有するシリコン基板上にエピタキシャル成
長により形成され、立方晶結晶の{100}面又は正方
晶結晶の{001}面で構成された側面を有する第1の
電極と、この第1の電極の側面を覆うようにエピタキシ
ャル成長により形成された誘電体膜と、この誘電体膜を
介して前記第1の電極に隣接して形成された第2の電極
とから構成されているキャパシタと、このキャパシタに
対して電気的に接続されたトランジスタとを備えたこと
を特徴とする半導体記憶装置を提供する。
【0021】この本発明の第2において、以下の態様が
好ましい。 (1)前記トランジスタは前記キャパシタ上に絶縁膜を
介して形成され、 前記トランジスタのソース及びドレ
イン電極の一方は前記キャパシタの前記第1又は第2の
電極と電気的に接続されていること。
【0022】(2)前記第2の電極は、前記誘電体膜を
介して前記第1の電極に隣接してエピタキシャル成長に
より形成されていること。 (3)前記キャパシタの前記第2の電極の少なくとも一
部が、立方晶結晶の{100}面又は正方晶結晶の{0
01}面で構成されていること。
【0023】なお、上記本発明の第2においても、前述
した本発明の第1における誘電体膜を用いることが好ま
しい。また本発明の第3は、第1のシリコン基板表面
に、シリコンの{100}面で構成された内面を有する
溝を形成する工程と、この溝の内部にエピタキシャル成
長により第1の電極を形成する工程と、全面にエピタキ
シャル成長により誘電体膜を形成する工程と、この誘電
体膜上に第2の電極を形成する工程と、前記第1の電
極、誘電体膜、及び第2の電極から構成されているキャ
パシタに対して電気的に接続されたトランジスタを形成
する工程とを備えたことを特徴とする半導体記憶装置の
製造方法を提供する。
【0024】この本発明の第3において、以下の態様が
好ましい。 (1)前記第1のシリコン基板及び該基板とは別に準備
した第2のシリコン基板を、両基板の間に絶縁膜が位置
するように貼り合わせる工程と、前記第2のシリコン基
板を前記第1のシリコン基板と反対の側から削り、前記
第2のシリコン基板を薄くする工程と、薄くした前記第
2のシリコン基板にトランジスタを形成するとともに、
このトランジスタと前記第2の電極とを電気的に接続す
るための接続孔を前記絶縁膜に開孔し、該接続孔に接続
電極を埋め込み形成する工程とを備えたこと。
【0025】(2)前記第2の電極を前記誘電体膜上に
エピタキシャル成長により形成すること。 また本発明の第4は、第1のシリコン基板表面に、シリ
コンの{100}面で構成された内面を有する第1の溝
を形成する工程と、この溝の内部を埋め込むようにエピ
タキシャル成長により、前記第1の溝の前記シリコンの
{100}面で構成された内面に対向する面が立方晶結
晶の{100}面又は正方晶結晶の{001}面となる
ように、第1の電極を形成する工程と、この第1の電極
をマスクとして前記第1のシリコン基板をエッチングす
ることにより、該基板に第2の溝を形成する工程と、全
面にエピタキシャル成長により誘電体膜を形成する工程
と、この誘電体膜上に第2の電極を前記第2の溝を埋め
込むように形成する工程と、前記第1の電極、誘電体
膜、及び第2の電極から構成されているキャパシタに対
して電気的に接続されたトランジスタを形成する工程と
を備えたことを特徴とする半導体記憶装置の製造方法を
提供する。
【0026】この本発明の第4において、以下の態様が
好ましい。 (1)前記第1のシリコン基板及び該基板とは別に準備
した第2のシリコン基板を、両基板の間に絶縁膜が位置
するように貼り合わせる工程と、前記第2のシリコン基
板を前記第1のシリコン基板と反対の側から削り、前記
第2のシリコン基板を薄くする工程と、薄くした前記第
2のシリコン基板にトランジスタを形成するとともに、
このトランジスタと前記第1又は第2の電極とを電気的
に接続するための接続孔を前記絶縁膜に開孔し、該接続
孔に接続電極を埋め込み形成する工程とを備えたこと。
【0027】(2)前記第2の電極を前記誘電体膜上に
エピタキシャル成長により形成すること。 なお、上記した本発明において、第1の電極がプレート
電極(ドライブ線)、第2の電極が電荷蓄積電極となる
場合、及びその反対に第1の電極が電荷蓄積電極、第2
の電極がプレート電極(ドライブ線)となる場合が典型
的な例である。
【0028】以上述べた本発明により、ギガビット以上
の超高集積化したFRAMあるいはDRAMをも製造工
程を複雑にすることなく実現できる。すなわち、従来例
においては、予めトランジスタを形成した基板の上に単
結晶のSiコンタクトプラグを形成し、さらにその上にエ
ピタキシャルキャパシタを形成するという工程を経てい
た。このために、まず単結晶Siコンタクトプラグを形成
する工程が困難であり、さらにその上にキャパシタを作
成する際には、トランジスタの温度条件に制約されて高
温のCVDなどの工程が採用できず、立体的なキャパシ
タを作成するのが困難であるという問題点があった。
【0029】このような従来例の方法と比較して、本発
明の方法によればいくつかの大きな長所がある。まず第
1点として、Si基板上に最初にキャパシタを作成するこ
とができるため、トランジスタの耐熱温度を考慮するこ
となく、エピタキシャル電極膜や誘電体膜の作成に比較
的高温が必要なCVD 法を使用することができ、したがっ
てアスペクト比の大きな立体形状のキャパシタでも作成
できる。
【0030】第2点として、キャパシタとトランジスタ
の接続部分に、工程の複雑な単結晶のSiコンタクトプラ
グを使わずに済み、多結晶のSiプラグでも十分である
ために工程の簡略化を図ることができる。
【0031】以上のように本発明によれば、エピタキシ
ャル成長時に導入される歪等により誘起された強誘電体
膜や高誘電率膜を使用したキャパシタとトランジスタと
を簡単な工程で高度に集積することができ、信頼性の高
い超高集積化したFRAMやDRAMを容易に作成する
ことが可能になる。
【0032】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しつつ詳細に説明する。 第1の実施形態 図1乃至図3は、本発明の第1の実施形態であるDRA
Mの製造工程を示す断面図である。これらの図におい
て、1は第1導電型半導体基板、2はバリア金属層、3
は下部電極、4は誘電体薄膜、5は上部電極、6は貼り
合わせ用絶縁膜、7は貼り合わせ用基板、9は素子間分
離絶縁膜、10、11はキャパシタの上部電極とトラン
ジスタのソース/ドレイン電極とを接続するためのコン
タクトプラグ、12は側壁拡散層、13はソース/ドレ
イン不純物拡散層、14はゲート絶縁膜(酸化膜)、1
5a、15bはワード線(例えば15aはシリコン層、
15bはタングステンシリサイド層やタングステン
層。)、15cはワード線のキャップ絶縁膜(例えばシ
リコンナイトライド層。)、15dはワード線の側壁絶
縁膜(例えばシリコンナイトライド層。)、16aはビ
ット線とトランジスタのソース/ドレイン電極とを接続
するためのコンタクトプラグ、16bはビット線、16
cはビット線のキャップ絶縁膜(例えばシリコンナイト
ライド層。)、16dはビット線の側壁絶縁膜(例えば
シリコンナイトライド層。)、17、18は層間絶縁膜
である。
【0033】まず図1(a)に示すように、第一のSi(1
00) 基板1を用いて、キャパシタを埋め込むための(10
0) 方位で囲まれたトレンチ1aを公知のエッチング方
法により形成した。このとき、必要に応じて、トレンチ
の底部に深さ0.1 μm 程度の不純物拡散層を形成して、
プレート電極の一部としても良い。
【0034】次に、同図(b)に示すように、バリア金
属層2としてMOCVD法により(Ti,Al )Nをコン
フォーマルにエピタキシャル成長した。成膜温度を10
00℃として、ソースガスとして、Al(CH33
TiO(C252 およびNH3 を使用して、膜厚10
nmで形成した。
【0035】引き続き、下部電極3として、MOCVD
法によりSROをコンフォーマルにエピタキシャル成長
した。成膜温度を800℃として、ソースガスとして、
Sr(THD)2 (THDは2,2,6,6-Thetramethyl,3,5-Hep
tadionate)、RuO(C252 を使用し、酸化剤と
してO2 を使用した。膜厚は20nmである。さらにBaの
モル分率30%のBSTO薄膜4をMOCVD法により
コンフォーマルにエピタキシャル成長した。成膜温度を
800℃として、ソースガスとして、Sr(THD)
2 、Ba(THD)2 、TiO(THD)2 を使用し、
膜厚を20nmとした。酸化剤としてO2 を使用した。
【0036】次に、図2(a)に示すように、上部電極
5 としてMOCVD法によりSROをエピタキシャル成
長させてトレンチ1b内を埋め込んだ後、BSTO薄膜
4をストッパ層として化学的機械的研磨法(CMP)に
よりSROを研磨して平坦化した。SROの成膜温度は
800℃とし、ソースガスとして、Sr(THD)2
TiO(THD)2 、RuO(C252 およびO2
を使用して、膜厚20nmで形成した。
【0037】次に,図2(b)に示すように、貼り合わ
せ用絶縁膜としてBPSG層6aを例えば500nm 程度形
成し、例えばCMP法などにより平坦化した。さらに、
別途表面にBPSG層6bを形成し平坦化した第二のSi
基板7を用意し、第一と第二のSi基板1、7を、平坦化
したBPSG層6a、6b同士を突き合わせて接着し
た。BPSG層6a、6bは6となる。接着には、公知
の方法、例えば900℃程度の熱処理を用いた。
【0038】次に、図3(a)に示すように、第二のSi
基板の裏面から研磨していき、例えば150nm 程度の厚み
として、SOI 基板を形成する。この他、スマートカット
等の接着、研磨(エッチング)によるSOI基板の形成
方法を用いても良い。もちろんSOI基板のシリコン層
7の表面は、後のトランジスタ形成工程に耐えるように
鏡面研磨されている。
【0039】次に、例えば反応性イオンエッチング(R
IE)法を用いてSOI基板のシリコン層7に溝を掘
り、その溝に絶縁膜(SiO2 層)を埋め込み平坦化し
て、いわゆるトレンチ分離型の素子間分離絶縁膜(ST
I)9を形成する。
【0040】次に、通常のフォトリソグラフィー法とR
IE法などのプラズマエッチングを用いて接続孔を開口
する。このときのエッチング条件としては、SOI層の
シリコン層7及びSTIのSiO2 層9をともにエッチ
ングする条件を用い、さらに貼り合わせ用絶縁膜(BP
SG層)6をもエッチングした。このエッチングは、上
部電極のSRO膜5や誘電体薄膜のBSTO膜4をスト
ッパーとして用いて選択的にストップさせると良い。
【0041】次に、全面に例えばN+ 型不純物を含んだ
ポリSi膜を約200nm 程度の膜厚で堆積し、全面をCM
Pなどの方法でエッチバックすることにより、接続孔に
+ポリSi層からなる埋込み層(コンタクトプラグ)
10、11を形成する。この後、RTA(Rapid Therma
l Anneal)法で800 ℃程度、20秒、窒素雰囲気でアニー
ルすることにより、N+ 側壁拡散層12を形成する次
に、図3(b)に示すように、公知のプロセスを使用し
て、ソース/ドレイン不純物拡散層13、ゲート絶縁膜
14、ワード線15a、15bは、ワード線のキャップ
絶縁膜15c、ワード線の側壁絶縁膜15dを形成して
トランジスタを作製した。さらに、層間絶縁膜17、ビ
ット線とトランジスタのソース/ドレイン電極とを接続
するためのコンタクトプラグ16a、ビット線16b、
ビット線のキャップ絶縁膜16c、ビット線の側壁絶縁
膜、層間絶縁膜18を形成してDRAMを完成する。
【0042】このような構成により、キャパシタの上部
電極と接続孔とを自己整合的に形成できるため、製品の
歩留まりが向上する。また、下地としてSi基板の(10
0 )面が使用できるため、Si基板の上に(100) 配向し
た(Ti,Al)Nバリアメタル、(100) 配向したSrRuO3
電極、さらに(100) 配向した(Ba,Sr)TiO3 誘電膜などを
安定して作成することができ、誘電体キャパシタの誘電
率のばらつきやリーク電流のばらつきを抑えることがで
きる。
【0043】また、キャパシタがトランジスタの下にあ
るので、配線層の形成時においてキャパシタによる段差
がなくなり、コンタクトや配線形成工程が容易になり、
工程の簡略化や平坦化工程の簡略化を達成できる。さら
にまた、キャパシタがトランジスタの下部領域に立体化
されているので、トランジスタの下の領域まで立体化さ
れたキャパシタ領域として使用でき、メモリ領域におけ
るキャパシタの占める面積をメモリ面積を大きくせずに
大きくできる。その結果、蓄積電荷量を大きくでき、メ
モリセル動作マージンを大きくすることができ、製品の
歩留まりを向上できる。
【0044】第2の実施形態 図4及び図5は、本発明の第2の実施形態であるFRA
Mの製造工程を示す断面図である。これらの図におい
て、1は第1導電型半導体基板、2はバリア金属層、3
は下部電極、4は誘電体薄膜、5は上部電極、6は貼り
合わせ用絶縁膜、7は貼り合わせ用基板、8、9は素子
間分離絶縁膜、10、11はキャパシタの上部電極とト
ランジスタのソース/ドレイン電極とを接続するための
コンタクトプラグ、12は側壁拡散層、13はソース/
ドレイン不純物拡散層、14はゲート絶縁膜(酸化
膜)、15a、15bはワード線(例えば15aはシリ
コン層、15bはタングステンシリサイド層やタングス
テン層。)、15cはワード線のキャップ絶縁膜(例え
ばシリコンナイトライド層。)、15dはワード線の側
壁絶縁膜(例えばシリコンナイトライド層。)、16a
はビット線とトランジスタのソース/ドレイン電極とを
接続するためのコンタクトプラグ、16bはビット線、
16cはビット線のキャップ絶縁膜(例えばシリコンナ
イトライド層。)、16dはビット線の側壁絶縁膜(例
えばシリコンナイトライド層。)、17、18は層間絶
縁膜である。
【0045】図4(a)は、第1の実施形態の図2
(a)までの工程と同様の工程を行った後のキャパシタ
セル部分を示す断面図である。ただし、誘電膜としてB
aのモル分率30%のBSTO薄膜の代わりに、Baの
モル分率80%のBSTO薄膜を用いて強誘電体膜を作
成した。
【0046】次に、図4(b)に示すように、さらにC
MP法を使用して、バリアメタル(Ti,Al)Nをストッパー
として、誘電膜4、下部電極3をキャパシタ以外の所で
は研磨して取り除いた。この時、上部電極5も上面が一
部除去される。
【0047】次に、図5(a)に示すように、既知のリ
ソグラフィー法、及びSRO電極および誘電体膜をマス
クとするセルフアラインプロセスを併用して、RIE法
により(Ti,Al)N膜およびSi基板をエッチングした。さ
らに、プラズマCVD法等により素子間分離絶縁膜(酸
化膜)8を埋め込み、これを平坦化した。このプロセス
により下部電極3を分離絶縁し、ドライブ線(DRAM
ではプレート線に相当)を形成することができた。
【0048】次に、図5(b)に示すように、第一の実
施形態と同様に第二のSi基板と接着を行い、コンタクト
プラグ10、11を形成し、SOI基板中にトランジス
タおよび上部配線を形成した。
【0049】その結果、キャパシタ膜として常誘電体膜
の代わりに強誘電体膜が得られ、その残留分極は60C/
2 と非常に大きな値が得られた。この強誘電体膜を使
用したキャパシタによりFRAMの動作が確認された。
また、本実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効
果が得られることはいうまでもない。
【0050】第3の実施形態 図6乃至図8は、本発明の第3の実施形態であるDRA
Mの製造工程を示す断面図である。これらの図におい
て、61は第1導電型半導体基板、62はバリア金属
層、63はプレート電極、64は誘電体薄膜、65は電
荷蓄積電極、6は貼り合わせ用絶縁膜、7は貼り合わせ
用基板、8、9は素子間分離絶縁膜、10、11はキャ
パシタの上部電極とトランジスタのソース/ドレイン電
極とを接続するためのコンタクトプラグ、12は側壁拡
散層、13はソース/ドレイン不純物拡散層、14はゲ
ート絶縁膜(酸化膜)、15a、15bはワード線(例
えば15aはシリコン層、15bはタングステンシリサ
イド層やタングステン層。)、15cはワード線のキャ
ップ絶縁膜(例えばシリコンナイトライド層。)、15
dはワード線の側壁絶縁膜(例えばシリコンナイトライ
ド層。)、16aはビット線とトランジスタのソース/
ドレイン電極とを接続するためのコンタクトプラグ、1
6bはビット線、16cはビット線のキャップ絶縁膜
(例えばシリコンナイトライド層。)、16dはビット
線の側壁絶縁膜(例えばシリコンナイトライド層。)、
17、18は層間絶縁膜である。
【0051】まず図6(a)に示すように、第一のSi(1
00) 基板61を用いて、キャパシタを埋め込むための(1
00) 方位で囲まれたトレンチを公知の方法により形成し
た。このとき、必要に応じて、トレンチの底部に深さ0.
1 μm 程度の不純物拡散層を形成して、プレート電極の
一部としても良い。
【0052】次に、バリア金属層62としてMOCVD
法により(Ti,Al )Nをコンフォーマルにエピタキシャ
ル成長した。成膜温度を1000℃とし、ソースガスと
して、Al(CH33 、TiO(C252 および
NH3 を使用し、膜厚は10nmとした。引き続き、プレー
ト電極3として、MOCVD法によりSROをエピタキ
シャル成長させてトレンチ内に埋め込んだ後、(Ti,Al
)Nをストッパ層として化学的機械的研磨法(CM
P)によりSROを研磨して平坦化した。SROの成膜
温度は800℃とし、ソースガスとして、Sr(TH
D)2 、RuO(C252 及びO2 を使用し、膜厚
は20nmとした。
【0053】次に、図6(b)に示すように、公知のR
IE法により、SROプレート電極63をマスクとし
て、(Ti,Al)Nバリアメタル62およびSi層をエッチン
グして、再びトレンチ61aを形成した。
【0054】次に、図7(a)に示すように、Baのモ
ル分率30%のBSTO薄膜64をMOCVD法により
コンフォーマルに成長した。成膜温度は800℃とし、
ソースガスとして、Sr(THD)2 、Ba(THD)
2 、TiO(THD)2 及びO2 を使用して、膜厚を20
nmとした。このとき、SROプレート電極63のトレン
チ側壁部分においては、BSTO薄膜64は(100 )方
位でエピタキシャル成長した。トレンチの底部のSi結
晶上には、成膜中に形成された酸化膜を介して多結晶の
BSTO膜64が形成された。
【0055】次に、電荷蓄積電極65としてMOCVD
法によりSROをエピタキシャル成長させてトレンチ内
を埋め込んだ後、BSTO膜64をストッパ層として化
学的機械的研磨法(CMP)によりSRO膜65を研磨
して平坦化した。SROの成膜温度は800℃として、
ソースガスとして、Sr(THD)2 、RuO(C25
2 及びO2 を使用して、膜厚を20nmとした。
【0056】次に、図7(b)に示すように、貼り合わ
せ用絶縁膜としてBPSG層6aを例えば500nm 程度形
成し、例えばCMP法などにより平坦化した。さらに別
途表面にBPSG層6bを形成し平坦化した第二のSi基
板7を用意し、第一と第二のSi基板61、7を平坦化し
たBPSG層同士を突き合わせて接着した。BPSG層
6a、6bは6となる。接着には、公知の方法、例えば
900℃程度の熱処理を用いた。
【0057】次に、図8(a)に示すように,第二のSi
基板7の裏面から研磨していき,例えば150nm 程度の厚
さとして、SOI 基板を形成する。この他、スマートカッ
ト等の接着、研磨(エッチング)によるSOI基板の形
成方法を用いても良い。もちろん、SOI基板のシリコ
ン層7の表面は後のトランジスタ形成工程に耐えるよう
に鏡面研磨されている。
【0058】次に、例えば反応性イオンエッチング(R
IE)法を用いてSOI基板のシリコン層7に溝を掘
り、その溝に絶縁膜(SiO2 層)を埋め込み平坦化し
て、いわゆるトレンチ分離型の素子間分離絶縁膜(ST
I)9を形成する。次に、通常のフォトリソグラフィー
法とRIE法などのプラズマエッチングを用いて接続孔
を開口する。このときのエッチング条件としては、SO
I層のシリコン層7とSTIのSiO2 層9をともにエ
ッチングする条件を用い、さらにBPSG層6をエッチ
ングする。この時、電荷蓄積電極のSRO膜65や誘電
体薄膜のBSTO膜64をストッパーとして用いて選択
的にエッチングをストップさせると良い。
【0059】次に、全面に例えばN+ 型不純物を含んだ
ポリSi膜を約200nm 程度の膜厚で堆積し、全面をCM
Pなどの方法でエッチバックすることにより、接続孔に
+ポリSi層からなる埋込み層(コンタクトプラグ)
10、11を形成する。この後、RTA(Rapid Therma
l Anneal)法で800 ℃程度、20秒、窒素雰囲気でアニー
ルすることにより、N+ 側壁拡散層12を形成する次
に、図8(b)に示すように、第1の実施形態と同様に
して公知のプロセスを使用し、トランジスタのソース/
ドレイン不純物拡散層13、ゲート絶縁膜14、ワード
線15a、15bからなるトランジスタや、ビット線1
6b等を形成した。
【0060】このような構成により、第1の実施形態と
同様な効果が期待できる。さらに、キャパシタ・セルの
断面がプレート電極、誘電体、電荷蓄積電極、誘電体の
繰り返しのみの究極の構造で構成されているために、メ
モリセルのデザインルールが0.1μm以下に小さくな
ったときも対応が可能になるという大きな特徴がある。
【0061】第4の実施形態 図9乃至図10は、本発明の第4の実施形態であるDR
AMの製造工程を示す断面図である。これらの図におい
て、91は第1導電型半導体基板、92はバリア金属
層、93は電荷蓄積電極、94は誘電体薄膜、95はプ
レート電極、6は貼り合わせ用絶縁膜、7は貼り合わせ
用基板、8、9は素子間分離絶縁膜、100、101は
キャパシタの上部電極とトランジスタのソース/ドレイ
ン電極とを接続するためのコンタクトプラグ、12は側
壁拡散層、13はソース/ドレイン不純物拡散層、14
はゲート絶縁膜(酸化膜)、15a、15bはワード線
(例えば15aはシリコン層、15bはタングステンシ
リサイド層やタングステン層。)、15cはワード線の
キャップ絶縁膜(例えばシリコンナイトライド層。)、
15dはワード線の側壁絶縁膜(例えばシリコンナイト
ライド層。)、16aはビット線とトランジスタのソー
ス/ドレイン電極とを接続するためのコンタクトプラ
グ、16bはビット線、16cはビット線のキャップ絶
縁膜(例えばシリコンナイトライド層。)、16dはビ
ット線の側壁絶縁膜(例えばシリコンナイトライド
層。)、17、18は層間絶縁膜である。
【0062】まず図9(a)に示すように、第一のSi(1
00) 基板91を用いて、キャパシタを埋め込むための(1
00) 方位で囲まれたトレンチを公知の方法により形成し
た。このとき、必要に応じて、トレンチの底部に深さ0.
1 μm 程度の不純物拡散層を形成して、プレート電極の
一部としても良い。
【0063】次に、バリア金属層92としてMOCVD
法により(Ti,Al )Nをコンフォーマルにエピタキシャ
ル成長した。成膜温度を1000℃とし、ソースガスと
して、Al(CH33 、TiO(C252 および
NH3 を使用し、膜厚は10nmとした。引き続き、電荷蓄
積電極93として、MOCVD法によりSROをエピタ
キシャル成長させてトレンチ内に埋め込んだ後、(Ti,A
l )Nをストッパ層として化学的機械的研磨法(CM
P)によりSROを研磨して平坦化した。SROの成膜
温度は800℃とし、ソースガスとして、Sr(TH
D)2 、RuO(C252 及びO2 を使用し、膜厚
は20nmとした。
【0064】次に、図9(b)に示すように、公知のR
IE法により、SRO電荷蓄積電極93をマスクとし
て、(Ti,Al)Nバリアメタル92およびSi層をエッチン
グして、再びトレンチ91aを形成した。
【0065】次に、図10(a)に示すように、Baの
モル分率30%のBSTO薄膜94をMOCVD法によ
りコンフォーマルに成長した。成膜温度は800℃と
し、ソースガスとして、Sr(THD)2 、Ba(TH
D)2 、TiO(THD)2 及びO2 を使用して、膜厚
を20nmとした。このとき、SRO電荷蓄積電極93のト
レンチ側壁部分においては、BSTO薄膜94は(100
)方位でエピタキシャル成長した。トレンチの底部の
Si結晶上には、成膜中に形成された酸化膜を介して多
結晶のBSTO膜94が形成された。
【0066】次に、プレート電極95としてMOCVD
法によりSROをエピタキシャル成長させてトレンチ内
を埋め込んだ後、BSTO膜94をストッパ層として化
学的機械的研磨法(CMP)によりSRO膜95を研磨
して平坦化した。SROの成膜温度は800℃として、
ソースガスとして、Sr(THD)2 、RuO(C25
2 及びO2 を使用して、膜厚を20nmとした。
【0067】次に、図10(b)に示すように、貼り合
わせ用絶縁膜としてBPSG層6aを例えば500nm 程度
形成し、例えばCMP法などにより平坦化した。さらに
別途表面にBPSG層6bを形成し平坦化した第二のSi
基板7を用意し、第一と第二のSi基板91、7を平坦化
したBPSG層同士を突き合わせて接着した。BPSG
層6a、6bは6となる。接着には、公知の方法、例え
ば900℃程度の熱処理を用いた。
【0068】次に、図11(a)に示すように,第二の
Si基板7の裏面から研磨していき,例えば150nm 程度の
厚さとして、SOI 基板を形成する。この他、スマートカ
ット等の接着、研磨(エッチング)によるSOI基板の
形成方法を用いても良い。もちろん、SOI基板のシリ
コン層7の表面は後のトランジスタ形成工程に耐えるよ
うに鏡面研磨されている。
【0069】次に、例えば反応性イオンエッチング(R
IE)法を用いてSOI基板のシリコン層7に溝を掘
り、その溝に絶縁膜(SiO2 層)を埋め込み平坦化し
て、いわゆるトレンチ分離型の素子間分離絶縁膜(ST
I)9を形成する。次に、通常のフォトリソグラフィー
法とRIE法などのプラズマエッチングを用いて接続孔
を開口する。このときのエッチング条件としては、SO
I層のシリコン層7とSTIのSiO2 層9をともにエ
ッチングする条件を用い、さらにBPSG層6及びBS
TO膜94をエッチングする。この時、誘電体薄膜のB
STO膜94をストッパーとしてその表面で一度エッチ
ングを止め、さらにBSTO膜64をエッチング除去す
ることにより、接続孔間でエッチングばらつきを低減す
ることが可能である。もちろん、電荷蓄積電極のSRO
膜93をストッパーとして用いて選択的にエッチングを
ストップさせることも可能である。
【0070】次に、全面に例えばN+ 型不純物を含んだ
ポリSi膜を約200nm 程度の膜厚で堆積し、全面をCM
Pなどの方法でエッチバックすることにより、接続孔に
+ポリSi層からなる埋込み層(コンタクトプラグ)
100、101を形成する。この後、RTA(Rapid Th
ermal Anneal)法で800 ℃程度、20秒、窒素雰囲気でア
ニールすることにより、N+ 側壁拡散層12を形成する
次に、図11(b)に示すように、第1の実施形態と同
様にして公知のプロセスを使用し、トランジスタのソー
ス/ドレイン不純物拡散層13、ゲート絶縁膜14、ワ
ード線15a、15bからなるトランジスタや、ビット
線16b等を形成した。
【0071】このような構成により、第1の実施形態と
同様な効果が期待できる。さらに、キャパシタ・セルの
断面がプレート電極、誘電体、電荷蓄積電極、誘電体の
繰り返しのみの究極の構造で構成されているために、メ
モリセルのデザインルールが0.1μm以下に小さくな
ったときも対応が可能になるという大きな特徴がある。
【0072】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ことはなく種々変形して実施することが可能である。
【0073】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
立体化したキャパシタをシリコン基板上に高密度に作製
することができ、信頼性の高い超高集積化したDRAM
やFRAMの実現を可能とし、本発明の工業的価値は極
めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施形態にかかるメモリセル
の製造工程を示す断面図。
【図2】 図1に続く本発明の第1の実施形態にかかる
メモリセルの製造工程を示す断面図。
【図3】 図2に続く本発明の第1の実施形態にかかる
メモリセルの製造工程を示す断面図。
【図4】 本発明の第2の実施形態にかかるメモリセル
の製造工程を示す断面図。
【図5】 図4に続く本発明の第2の実施形態にかかる
メモリセルの製造工程を示す断面図。
【図6】 本発明の第3の実施形態にかかるメモリセル
の製造工程を示す断面図。
【図7】 図6に続く本発明の第3の実施形態にかかる
メモリセルの製造工程を示す断面図。
【図8】 図7に続く本発明の第3の実施形態にかかる
メモリセルの製造工程を示す断面図。
【図9】 本発明の第4の実施形態にかかるメモリセル
の製造工程を示す断面図。
【図10】 図9に続く本発明の第4の実施形態にかか
るメモリセルの製造工程を示す断面図。
【図11】 図10に続く本発明の第4の実施形態にか
かるメモリセルの製造工程を示す断面図。
【符号の説明】
1、61、91…第1導電型半導体基板 2、62、92…バリア金属層 3…下部電極 4、64、94…誘電体薄膜 5…上部電極 6…貼り合わせ用絶縁膜 7…貼り合わせ用基板 8、9…素子間分離絶縁膜 10、11、100、101…キャパシタの上部電極と
トランジスタのソース/ドレイン電極とを接続するため
のコンタクトプラグ 12…側壁拡散層 13…ソース/ドレイン不純物拡散層 14…ゲート絶縁膜(酸化膜) 15a、15b…ワード線 15c…ワード線のキャップ絶縁膜 15d…ワード線の側壁絶縁膜 16a…ビット線とトランジスタのソース/ドレイン電
極とを接続するためのコンタクトプラグ 16b…ビット線 16c…ビット線のキャップ絶縁膜 16d…ビット線の側壁絶縁膜 17、18…層間絶縁膜 65、93…電荷蓄積電極 63、95…プレート電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 29/788 29/792

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリコン基板表面に形成され、シリコン
    の{100}面で構成された内面を有する溝と、この溝
    の内部にエピタキシャル成長により形成された第1の電
    極と、この第1の電極を覆うように前記溝の内部にエピ
    タキシャル成長により形成された誘電体膜と、この誘電
    体膜上に形成された第2の電極とから構成されているキ
    ャパシタと、このキャパシタに対して電気的に接続され
    たトランジスタとを備えたことを特徴とする半導体記憶
    装置。
  2. 【請求項2】 前記トランジスタは前記キャパシタ上に
    絶縁膜を介して形成され、前記トランジスタのソース及
    びドレイン電極の一方は前記キャパシタの前記第2の電
    極と電気的に接続さ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。
  3. 【請求項3】 前記キャパシタの前記第1の電極の少な
    くとも一部が、立方晶結晶の{100}面又は正方晶結
    晶の{001}面で構成されていることを特徴とする請
    求項1又は2記載の半導体記憶装置。
  4. 【請求項4】 前記キャパシタの前記誘電体膜の少なく
    とも一部が、立方晶ペロブスカイト結晶の{100}面
    又は正方晶若しくは層状ペロブスカイト結晶の{00
    1}面で構成されていることを特徴とする請求項1乃至
    3記載の半導体記憶装置。
  5. 【請求項5】 前記誘電体膜が一般式ABO3 で表さ
    れ、AはBa、Sr、Caからなる群より選ばれた少な
    くとも1種であり、BはTi、Zr、Hf、Sn、(M
    1/3 Nb2/3 )、(Mg1/3 Ta2/3 )、(Zn1/3
    Nb2/3 )、(Zn1/3 Ta2/3 )、(Mg1/2 Te
    1/2 )、(Co1/21/2 )、(Mg1/21/2 )、
    (Mn1/21/2 )、(Sc1/2 Nb1/2 )、(Mn
    1/2 Nb1/2 )、(Sc1/2 Ta1/2 )、(Fe1/2
    1/2 )、(In1/2 Nb1/2 )、(Fe1/2 Ta
    1/2 )、(Cd1/3 Nb2/3 )、(Co1/3 Nb
    2/3 )、(Ni1/3 Nb2/3 )、(Co1/3 Ta
    2/3 )、(Ni1/3 Ta2/3 )からなる群より選ばれた
    少なくとも1種であるペロブスカイト型結晶からなるこ
    とを特徴とする請求項1乃至4記載の半導体記憶装置。
  6. 【請求項6】 前記第2の電極は前記誘電体膜上にエピ
    タキシャル成長により形成されていることを特徴とする
    請求項1乃至5記載の半導体記憶装置。
  7. 【請求項7】 前記キャパシタの前記第2の電極の少な
    くとも一部が、立方晶結晶の{100}面又は正方晶結
    晶の{001}面で構成されていることを特徴とする請
    求項6記載の半導体記憶装置。
  8. 【請求項8】 {100}面で構成された表面を有する
    シリコン基板上にエピタキシャル成長により形成され、
    立方晶結晶の{100}面又は正方晶結晶の{001}
    面で構成された側面を有する第1の電極と、この第1の
    電極の側面を覆うようにエピタキシャル成長により形成
    された誘電体膜と、この誘電体膜を介して前記第1の電
    極に隣接して形成された第2の電極とから構成されてい
    るキャパシタと、このキャパシタに対して電気的に接続
    されたトランジスタとを備えたことを特徴とする半導体
    記憶装置。
  9. 【請求項9】 前記トランジスタは前記キャパシタ上に
    絶縁膜を介して形成され、 前記トランジスタのソース
    及びドレイン電極の一方は前記キャパシタの前記第1又
    は第2の電極と電気的に接続されていることを特徴とす
    る請求項8記載の半導体記憶装置。
  10. 【請求項10】 前記キャパシタの前記誘電体膜の少な
    くとも一部が、立方晶ペロブスカイト結晶の{100}
    面又は正方晶若しくは層状ペロブスカイト結晶の{00
    1}面で構成されていることを特徴とする請求項8又は
    9記載の半導体記憶装置。
  11. 【請求項11】 前記誘電体膜が一般式ABO3 で表さ
    れ、AはBa、Sr、Caからなる群より選ばれた少な
    くとも1種であり、BはTi、Zr、Hf、Sn、(M
    1/3 Nb2/3 )、(Mg1/3 Ta2/3 )、(Zn1/3
    Nb2/3 )、(Zn1/3 Ta2/3 )、(Mg1/2 Te
    1/2 )、(Co1/21/2 )、(Mg1/21/2 )、
    (Mn1/21/2 )、(Sc1/2 Nb1/2 )、(Mn
    1/2 Nb1/2 )、(Sc1/2 Ta1/2 )、(Fe1/2
    1/2 )、(In1/2 Nb1/2 )、(Fe1/2 Ta
    1/2 )、(Cd1/3 Nb2/3 )、(Co1/3 Nb
    2/3 )、(Ni1/3 Nb2/3 )、(Co1/3 Ta
    2/3 )、(Ni1/3 Ta2/3 )からなる群より選ばれた
    少なくとも1種であるペロブスカイト型結晶からなるこ
    とを特徴とする請求項8乃至10記載の半導体記憶装
    置。
  12. 【請求項12】 前記第2の電極は、前記誘電体膜を介
    して前記第1の電極に隣接してエピタキシャル成長によ
    り形成されていることを特徴とする請求項8乃至11記
    載の半導体記憶装置。
  13. 【請求項13】 前記キャパシタの前記第2の電極の少
    なくとも一部が、立方晶結晶の{100}面又は正方晶
    結晶の{001}面で構成されていることを特徴とする
    請求項12記載の半導体記憶装置。
  14. 【請求項14】 第1のシリコン基板表面に、シリコン
    の{100}面で構成された内面を有する溝を形成する
    工程と、この溝の内部にエピタキシャル成長により第1
    の電極を形成する工程と、全面にエピタキシャル成長に
    より誘電体膜を形成する工程と、この誘電体膜上に第2
    の電極を形成する工程と、前記第1の電極、誘電体膜、
    及び第2の電極から構成されているキャパシタに対して
    電気的に接続されたトランジスタを形成する工程とを備
    えたことを特徴とする半導体記憶装置の製造方法。
  15. 【請求項15】 前記第1のシリコン基板及び該基板と
    は別に準備した第2のシリコン基板を、両基板の間に絶
    縁膜が位置するように貼り合わせる工程と、前記第2の
    シリコン基板を前記第1のシリコン基板と反対の側から
    削り、前記第2のシリコン基板を薄くする工程と、薄く
    した前記第2のシリコン基板にトランジスタを形成する
    とともに、このトランジスタと前記第2の電極とを電気
    的に接続するための接続孔を前記絶縁膜に開孔し、該接
    続孔に接続電極を埋め込み形成する工程とを備えたこと
    を特徴とする請求項14記載の半導体記憶装置の製造方
    法。
  16. 【請求項16】 前記第2の電極を前記誘電体膜上にエ
    ピタキシャル成長により形成することを特徴とする請求
    項14又は15記載の半導体記憶装置の製造方法。
  17. 【請求項17】 第1のシリコン基板表面に、シリコン
    の{100}面で構成された内面を有する第1の溝を形
    成する工程と、この溝の内部を埋め込むようにエピタキ
    シャル成長により、前記第1の溝の前記シリコンの{1
    00}面で構成された内面に対向する面が立方晶結晶の
    {100}面又は正方晶結晶の{001}面となるよう
    に、第1の電極を形成する工程と、この第1の電極をマ
    スクとして前記第1のシリコン基板をエッチングするこ
    とにより、該基板に第2の溝を形成する工程と、全面に
    エピタキシャル成長により誘電体膜を形成する工程と、
    この誘電体膜上に第2の電極を前記第2の溝を埋め込む
    ように形成する工程と、前記第1の電極、誘電体膜、及
    び第2の電極から構成されているキャパシタに対して電
    気的に接続されたトランジスタを形成する工程とを備え
    たことを特徴とする半導体記憶装置の製造方法。
  18. 【請求項18】 前記第1のシリコン基板及び該基板と
    は別に準備した第2のシリコン基板を、両基板の間に絶
    縁膜が位置するように貼り合わせる工程と、前記第2の
    シリコン基板を前記第1のシリコン基板と反対の側から
    削り、前記第2のシリコン基板を薄くする工程と、薄く
    した前記第2のシリコン基板にトランジスタを形成する
    とともに、このトランジスタと前記第1又は第2の電極
    とを電気的に接続するための接続孔を前記絶縁膜に開孔
    し、該接続孔に接続電極を埋め込み形成する工程とを備
    えたことを特徴とする請求項17記載の半導体記憶装置
    の製造方法。
  19. 【請求項19】 前記第2の電極を前記誘電体膜上にエ
    ピタキシャル成長により形成することを特徴とする請求
    項17又は18記載の半導体記憶装置の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6639317B2 (en) * 1998-10-16 2003-10-28 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device in trench
US6825534B2 (en) * 1999-06-04 2004-11-30 International Business Machines Corporation Semiconductor device on a combination bulk silicon and silicon-on-insulator (SOI) substrate

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