JPS5830153A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPS5830153A
JPS5830153A JP56128342A JP12834281A JPS5830153A JP S5830153 A JPS5830153 A JP S5830153A JP 56128342 A JP56128342 A JP 56128342A JP 12834281 A JP12834281 A JP 12834281A JP S5830153 A JPS5830153 A JP S5830153A
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JP
Japan
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film
oxide film
insulating film
layer
gate
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Pending
Application number
JP56128342A
Other languages
English (en)
Inventor
Keiji Nishimoto
西本 恵治
Shinpei Tanaka
田中 伸平
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/01Manufacture or treatment
    • H10B12/02Manufacture or treatment for one transistor one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/03Making the capacitor or connections thereto

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体装置の製造方法に係り、特にダイナミッ
ク−メモリ素子に於けるゲート絶縁膜の形成方法の改良
lこ関する。
1トランジスタlセル方式のダイナミック・メモリ素子
に於ては、第1図に示すように半導体基板1の同一活性
領域2面にゲート3とギヤツクシタ4が絶縁膜5を介し
て隣接して形成される(図中6はゲート絶i#膜、7は
誘電体膜、8はドレイン8はピッ11に接続される。そ
して従来上記素子に於けるキャパシタ及びゲートを形成
する際Jこは、第2図(a)に示すようにシリコン(S
i)基板11の活性領域面に通常の方法により第1のゲ
ート酸化膜12、第1の多結、i、84層13、第1の
二酸化シリコン(Sin、)膜14を積層形成した後、
第21MI(b)に示すようにレジストeパターン15
をマスクとしてウェット・エツチングにより第1の81
0、膜14を、プラズマ・エツチングにより第1の多結
晶81層13を、ウェット・エツチングにより第1のゲ
ート酸化M12をそれぞれ選択エツチングして上部に第
1の840.[14を有するキャパシタ168形成し、
次いで熱酸化により、第2図(C)に示すように表出し
ているSi基板11面に第2のゲート酸化膜17を形成
するき同時に第1の多結晶Si層13側面に第2の81
0.膜18を形成した後、通常の方法憂こ従って第2図
(d)に示すように第2のゲート酸化膜17上からキャ
パシタ16上面の第1の8 i 0.膜14上に延出す
る。多結晶Siゲグー電&19を形成する方法が行われ
ていたO 然し上記従来方法に於ては、第2図(b)を用いてピ明
したように、キャパシタ16を形成するに際しての第1
のゲート酸化膜12の選択エツチングがウェット−エツ
チング法でなされていたために、同図に示したように第
1のゲート酸化膜12の縁部にアンダ・カット部20が
形成され、第2図(C)に示すようにSi基板11面に
第2のゲート酸化膜17を形成する際に、該第2のゲー
ト酸化膜17と第1の多結晶Si層13の表面から成長
する第2のSin、膜18の界面に第2のゲート酸化膜
17の薄い部分21が形成され、そのため第2図(d)
に示すように該第2のゲート酸化膜17上に形成した多
結晶S#ゲグー電′&19と8i基板11間の耐圧が低
下し、ノイズ等の電源変動に対する素子の耐性が弱めら
れて、ダイナミック・メモリ素子の信頼性が低下すると
いう問題があった。
本発明は上記問題点を除去する目的でゲート電極の下部
全域にわたって、所望の膜厚を有し且つ良質なゲート絶
縁膜を形成することができるダイナミック・メモリ素子
の製造方法を提供する。
即ち本発明はダイナきツク・メモリ素子等の半導体装置
の製造方法に於て、半導体基板面に第1の絶縁膜を形成
し、該第1の絶縁編上に第1の導電体層を形成し、該第
1の導電体層上に第2の絶縁膜を形成し、該第2の絶縁
膜上に第1のレジスト・パターンを形成し、該第1のレ
ジスト・パターンをマスクにして方向性を持たないエツ
チング手kicより前記第2の絶縁族及び菌1の導電体
層庖エツチングして、前記1g1の絶縁膜上に′第2の
絶縁膜を上部に有する第1の4電体パターンを形成し、
前記第1のレジスト・パターンをマスクにして基板面に
対して直角の方向性を有するエツチング手段により前記
第1の絶縁膜の表出領域を除去して半導体基板面を表出
せしめ、次いで該半導体基板面及び前記第1の導電体パ
ターンの側面に第3の&、縁PMを形成し、該半導体基
板上に第2の等電体鳩を形成し、該第2の導電体層を第
2のレジスト・パターンをマスクにしてエツチングし、
前記半導体基板面の第3の絶縁膜上(こ、該第3の絶縁
編上刃)ら前記第1の導電体パターン表面の第2の絶縁
編上に蝙出する第2の導電体パターンを形成する工程を
有することを特徴とする。
以下不発明を一実施例について(第、S@(a)乃至0
)に示す工程断面図を用いて詳細に説明する。
本発明の方法により1トランジスタ1セル方式のNチャ
ネル・ダイナミック・メモリ素子を形成するに際しては
、例えば第3図(a)に示すようにフィールド酸化膜3
1及びP+型チャネル・カット領域32により活性領域
33面が分離表出されたP−型Si基板34面に、通常
の熱酸化法を用いて例えば350〔^〕径程度厚さの第
1の絶縁膜即ち第1・のゲート酸化膜35を形成し、次
いで該被処理基板上に通常の化学気相成長(OVD)法
を用いて、例えば4000(A)程度の厚さを有する第
1の導電体層即ち第1のN型多結晶8i層36を形成し
、次いで通常の方法により該第1のN型多結晶Si層3
6の表面を熱酸化して、第3図中)に示すようにI*N
型多結晶SI層36上に例えばaooo(A)程度の厚
さの第2の絶縁膜即ち第1のSin、[37を形成する
。なお該熱酸化により残留する第1のN型多結晶S1層
36の厚さは2500(A)程度となる。次いで通常の
フォト・プロセスにより第3図(C)に示すようlこ前
記第1のSin、膜37上着こキャパシタ電極パターン
に対応する第1のフォト・レジスト・パターン38を形
成した後、該第1のフォト・レジスト−ノ(ターン38
をマスクとして、方向性を持たないエツチング手段例え
ばHP系のエツチング液によるウェット・エツチング法
等により第1の8i0.jlI37を選択エツチングし
、次いで同じく方向性を持たないエツチング手段例えば
4ふつ化炭素(OF4)によるプラズマ・エツチング法
等により第1のN型多結晶Si層36の選択エツチング
を行い、次いで前記第1のフォト・レジスト−パターン
38をマスクとして、被処理基板面に対して直角な方向
性を持つエツチング手段、例えば3ふつ化メタン(Oh
F’、)  、フレオン(OF4)十水素(Ht)等の
エツチング・ガスを用いる通常のりアクティブ・イオン
・エツチング法等により第1のゲート酸化膜35の選択
エツチングを行う。なお上記等方性エツチングに於て、
嬉1の8jO,M37及び第1の多結晶Si層36は深
さiこ対応して横方向にもエツチングがなされ(サイド
・エツチング)、通常工程で行われる所望のオーバ・エ
ツチング条件に於て、第1のフォト・レジスト・パター
ン38の下部に幅Wが2000〜aooo(X)程度の
アンダカット領域39が形成されるが、リアクティブ・
イオン・エツチング法により選択エツチングを行った第
1のゲート酸化膜35には殆んどサイド・エツチングを
生じない。第3図(d)は酸素(0,)プラズマ等によ
り第1のフォ)−レジスト・パターンを除去した状態を
示したもので、この時点で活性領域33上に1,200
0〜3000(又〕程度の幅で横方向に突出した誘電体
層である350(A)程度の厚さの第1の絶縁膜即ち第
1のゲート酸化膜35を下層に有する第1の導電体パタ
ーン即ち第1のN型多結晶Siからな、るキャパシタ電
極36’が形成される。次いで通常の熱酸化を行い第3
図(e)ζこ示すように、活性領域33に表出している
P−型St基板34面に例えば450(A)程度の厚さ
の第3の絶縁膜即ち第2のゲート酸化膜40を形成する
と同時に、嬉1のN型多結晶シリコン層からなるキャパ
シタ電極36′の側面に第2のStO。
M41を形成Tる。なお前述のように第1のゲート酸化
膜35はキャパシタ電極36′の側面から突出して形成
されているので、該熱酸化工程に於て前6己第1のゲー
ト酸化膜35突出部下層の5iJ−は、該第1のゲート
酸化膜35を通して浸入し1こOtIこより酸化され、
核領域に形成される第2のゲートv化膜40は他の領域
と同様均一な構造を有し、且つ図に示すように他の領域
より僅かに厚い膜となる。次いで第3図(f)に示すよ
うφこ、通常のOVD法を用いて該基板上に例えば40
00(A)程度の厚さの第2の導電体層即ち第2のN型
多結晶S1層42を形成し、次いで第2のフォト−レジ
スト・パターン(図示せず)をマスクとして通′にのエ
ツチング手段により第2の多結晶S1層42を選択エツ
チングして、第昧泡)に示すように前記活性領域33の
第3の絶縁膜即ち第2のゲート酸化M40上から前記第
1の導電体パターン上の第2の絶縁膜即ちキャパシタ電
極36′表面の第1のSiO,膜37上に延出する第2
の導電体パターン即らN型多結晶8iゲート電極42′
を形成する。次いで通常のMO8トランジスタの形成方
法に従って、多結晶8i電極42′及び36′に覆わn
ていない活性領域33のP−型81基板34面に第2の
ゲート酸化膜40を貫いてN型不純物を注入して、第3
°図伽)に示すようにN+型ドレイン領域43を形成し
、次いで図示しないが該基板上への絶縁膜の形成、該絶
縁膜へのコンタクト窓の形成、配線パターンの形成等が
なされる。
上記実施例から明らかなように、本発明の方法によって
形成したlトランジスタ1セル方式のダイナンツク・メ
モリ素子に於ては、ゲート酸化膜即ち第3図(e)に示
す第2のゲート酸化膜40は、前述したようにキャパシ
タの誘電体膜である′第1のゲート絶縁膜35と均一な
構造で接続されており、且つ該接続領域は他の領域の第
2のゲート酸化膜40よりむしろ僅かに厚く形成されて
いる。
従りて第3図@に示すグー)11!4極42′と8i基
板34との間の耐圧は充分に確保され、上記実施例に示
した第2のゲート酸化膜40の厚さ450〔芙〕の場合
のゲート耐圧は37 (V)以上の値を示し、従来方法
に於ける25(V)程度に比べ大幅(こ向上する。又ニ
42のゲート酸化膜厚200(A)の場合は従来の13
(V)程度に対して20(V)程度(こ同上する。
以上d明したように本発明(こよれば半導体基板の同一
活性領域面にキャパシタと隣接して形成さ4Lるゲート
の耐圧を向上せしめることができるので、1トランジス
タ1セル方式のダイナミック・メモリ素子の信頼性の向
上が図れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は1トランジスタ1セル方式のダイナミック・メ
モリ素子の構造断面図、渠2図(a)乃至(d)は従来
方法の工程断面図で、第3図(a)乃至(h)は本祐明
の方法の一実施例に於ける工程断面図である。 図に於て、31はフィールド酸化膜、32はP+型チャ
ネル・カッNil域、33は活性領域、34はP−型シ
リコン基板、35は第1のゲート酸([,36は第1の
N型多結晶シリコン層、36′は第1(7)N型多結晶
シリコン・キャパシタ電極、37はmtの二酸化シリコ
ン膜、38は第1のフォト・レジスト・パターン、39
はアンダ・カット領域、4Gは第2のゲート酸化膜、4
1は第2の二酸化シリコン・膜、42は第2の多結晶シ
リコン層、42′は第2の多結晶シリ;ン・ゲート電極
、43はN+型ドレイン領域、Wはアンダ・カット領域
の幅を示す。 第 1 図 第 2 図 第 3 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 半導体基板面に第1の絶縁膜を形成し、#第1の絶縁膜
    上に第1の導電体層を形成し、#第1の導電体層上に第
    2の絶縁膜を形成し、該第2の絶縁膜上に第1のレジス
    ト・パターンを形成し、該第1のレジスト・パターンを
    マスクにして方向性を持たないエツチング手段により前
    記第2の絶縁膜及び第1の導電体層をエツチングして、
    前記第1の絶縁膜上に第2の絶縁膜を上部に有する第1
    の導電体パターンを形成し、前記第1のレジスト・パタ
    ーンをマスクにして基板面に対して直角の方向性を有す
    るエツチング手段により前記第1の絶縁膜の表出領域を
    除去して半導体基板面を表出せしめ、該半導体基板面及
    び前記第1の導電体パターンの側面に第3の絶縁膜を形
    成し、該半導体基板上lこ第2の導電体層を形成し、該
    第2の導電体層を第2のレジスト・パターンをマスクに
    してエツチングし前記半導体基板面の第3の絶縁膜上に
    、該第3の絶縁膜上から前記第1の導電体ノ;ターン表
    面の第2の絶縁膜上に延出する第2の導電体パターンを
    形成する工程を有することを詩情とする半導体装置の製
    造方法。
JP56128342A 1981-08-17 1981-08-17 半導体装置の製造方法 Pending JPS5830153A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6038866A (ja) * 1983-07-14 1985-02-28 インテル・コーポレーシヨン 金属―酸化膜―半導体集積回路の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6038866A (ja) * 1983-07-14 1985-02-28 インテル・コーポレーシヨン 金属―酸化膜―半導体集積回路の製造方法
JPH0586863B2 (ja) * 1983-07-14 1993-12-14 Intel Corp

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