JPS59169172A - 半導体記憶装置の製造方法 - Google Patents
半導体記憶装置の製造方法Info
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- JPS59169172A JPS59169172A JP58043621A JP4362183A JPS59169172A JP S59169172 A JPS59169172 A JP S59169172A JP 58043621 A JP58043621 A JP 58043621A JP 4362183 A JP4362183 A JP 4362183A JP S59169172 A JPS59169172 A JP S59169172A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B12/00—Dynamic random access memory [DRAM] devices
- H10B12/01—Manufacture or treatment
Landscapes
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は半導体記憶装置の製造方法Oこ関し、特にトラ
ンスファゲート成極、キャパシタ電極のパターニングを
改良したDynamic (D) −RA Mの製造方
法に係イつる。
ンスファゲート成極、キャパシタ電極のパターニングを
改良したDynamic (D) −RA Mの製造方
法に係イつる。
〔発明の技術的背−景とその1も]照点〕従来、半導体
記憶装置例えばD−RAMにおいては、多結晶シリコン
、MOSi2等からなる電極材料層をパターニングして
キャパシタ電極、トランスファケート電極を形成する際
、異方性エツチングが可能71反応性イオンエツチング
(RIE)技術よりエツチングを行なって、パターン寸
法精度が高く、かつパターン変換差の少ない微細なキャ
パシタ電極、トランスファゲート電極を形成することか
行なわれている。こうしたエツチングに際しては、通常
、半導体基板と電極材料層との間に8102膜等の絶縁
膜をストッパーとして介在させている。
記憶装置例えばD−RAMにおいては、多結晶シリコン
、MOSi2等からなる電極材料層をパターニングして
キャパシタ電極、トランスファケート電極を形成する際
、異方性エツチングが可能71反応性イオンエツチング
(RIE)技術よりエツチングを行なって、パターン寸
法精度が高く、かつパターン変換差の少ない微細なキャ
パシタ電極、トランスファゲート電極を形成することか
行なわれている。こうしたエツチングに際しては、通常
、半導体基板と電極材料層との間に8102膜等の絶縁
膜をストッパーとして介在させている。
しかしながら、半導体素子の高集積化に伴つてパターン
寸法の微細化のみならず絶縁膜も薄くなってくると、電
極材料層と絶縁膜のエツチング速度比が充分でないRI
E法では、ウーエハ間、ウェハ内でエツチング速度のむ
らが生ずることより、絶縁膜下の半導体基板までエツチ
ングされることになる。特にD−RAMの製造工程の如
く、電荷保持用のMOSキャパシタを作った後に再度M
OSトランジスタを作る工程が採用されている方法では
、前記ダメージを受けた基板表面に新たなトランジスタ
や拡散層を作った場合、素子特性を低下させることにな
る。
寸法の微細化のみならず絶縁膜も薄くなってくると、電
極材料層と絶縁膜のエツチング速度比が充分でないRI
E法では、ウーエハ間、ウェハ内でエツチング速度のむ
らが生ずることより、絶縁膜下の半導体基板までエツチ
ングされることになる。特にD−RAMの製造工程の如
く、電荷保持用のMOSキャパシタを作った後に再度M
OSトランジスタを作る工程が採用されている方法では
、前記ダメージを受けた基板表面に新たなトランジスタ
や拡散層を作った場合、素子特性を低下させることにな
る。
また、他のエツチング法としては、電極材料層のエツチ
ング速度と絶縁膜のそれとの比がRIE法より大きいC
D E (Chemical [)ryEtching
)法が知られているが、かかる場合サイドエツチング
量が大きく、パターンの微細化が困難である。
ング速度と絶縁膜のそれとの比がRIE法より大きいC
D E (Chemical [)ryEtching
)法が知られているが、かかる場合サイドエツチング
量が大きく、パターンの微細化が困難である。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、半導体基板
表面にダメージを与えることなく微細なキャパシタ電極
、トランスファケート電極を形成し得るD−RA’M等
の半導体記憶装置の製造方法を提供することを目的とす
るものである。
表面にダメージを与えることなく微細なキャパシタ電極
、トランスファケート電極を形成し得るD−RA’M等
の半導体記憶装置の製造方法を提供することを目的とす
るものである。
本発明は、半導体基板上に絶縁膜を介して電極材料層を
形成した後、この電極材料層上の電極形成予定部ζこイ
オン注入用パターンを形成し、更にこのパターンから電
極材料層部分に該電極材料層を絶縁化させる物ICをイ
オン注入し、更にイオン注入された電極材料層部分を絶
縁化させることによって、半導体基板表面にダメージを
与えることなく、残存した電極材料層により微細な電極
を形成することを骨子とする。なぢ、上記の電極は電荷
保持用のキャパシタ電極あるいは電荷転送用のトランス
ファゲート電極を示す。
形成した後、この電極材料層上の電極形成予定部ζこイ
オン注入用パターンを形成し、更にこのパターンから電
極材料層部分に該電極材料層を絶縁化させる物ICをイ
オン注入し、更にイオン注入された電極材料層部分を絶
縁化させることによって、半導体基板表面にダメージを
与えることなく、残存した電極材料層により微細な電極
を形成することを骨子とする。なぢ、上記の電極は電荷
保持用のキャパシタ電極あるいは電荷転送用のトランス
ファゲート電極を示す。
本発明に係るイオン注入用パターンとしては、レジスト
パターン、s tQ、、パターン等の絶縁膜パターンが
挙げられる。
パターン、s tQ、、パターン等の絶縁膜パターンが
挙げられる。
本発明において電極材料層として多結晶シリコン層する
いはMOSi2等のシリサイド化合物層が用いられるが
、これらの′電極材料層を絶縁化する物質としては、酸
素イオン、窒素イオンが挙げられる。
いはMOSi2等のシリサイド化合物層が用いられるが
、これらの′電極材料層を絶縁化する物質としては、酸
素イオン、窒素イオンが挙げられる。
本発明において電極材料層を絶縁化する手段としては、
高温熱処理、レーザーアニールが挙げられる。
高温熱処理、レーザーアニールが挙げられる。
以下、本発明をD−RAMの製造に適用した例について
第1図(a)〜(h)を参照して説明する。
第1図(a)〜(h)を参照して説明する。
〔1〕ます、例えばP型のSI基板1表面に酸化埋込法
(・こより5io2膜からなる素子分離領域2を形成し
た。つづいて、HCl/ 02混合ガスの雰囲気で熱酸
化処理して、第1の絶縁膜としての厚さ100OAの熱
酸化膜3を形成した。次いで、全面に電極材料層として
厚さ200OAの多結晶シリコン層4を形成した後、P
OC13拡散を施した(第1図(a)図示)。更(こ
、前記多結晶シリコン層4上のキャパシタ電極形成予定
部に対応する部分にイオン注入用パターンとしてのレジ
ストパターン5を形成した後、該パターン5をマスクと
して全面に加速電圧50KV、 ドーズ−Jjkl
x 10” / crfiの条件下で酸素イオンをイオ
ン注入した(弗1図(b)図示)。しかる後、レジスト
パターン5を剥離し、N2雰囲気で高温熱処理を施した
。その結果、イオン注入された多結晶シリコン層4は絶
縁化されて5io2膜6となると共に、残存した多結晶
シリコン層ζこより電荷保持用のキャパシタ4極7が形
成された(第1図(C)図示)。
(・こより5io2膜からなる素子分離領域2を形成し
た。つづいて、HCl/ 02混合ガスの雰囲気で熱酸
化処理して、第1の絶縁膜としての厚さ100OAの熱
酸化膜3を形成した。次いで、全面に電極材料層として
厚さ200OAの多結晶シリコン層4を形成した後、P
OC13拡散を施した(第1図(a)図示)。更(こ
、前記多結晶シリコン層4上のキャパシタ電極形成予定
部に対応する部分にイオン注入用パターンとしてのレジ
ストパターン5を形成した後、該パターン5をマスクと
して全面に加速電圧50KV、 ドーズ−Jjkl
x 10” / crfiの条件下で酸素イオンをイオ
ン注入した(弗1図(b)図示)。しかる後、レジスト
パターン5を剥離し、N2雰囲気で高温熱処理を施した
。その結果、イオン注入された多結晶シリコン層4は絶
縁化されて5io2膜6となると共に、残存した多結晶
シリコン層ζこより電荷保持用のキャパシタ4極7が形
成された(第1図(C)図示)。
〔11〕次に、キャパシタ電極7をマスクとしてN H
a F溶液で前記s iQ2膜6を除去した。つづいて
、全面にCVD−5io、膜(図示せず)を形成した後
、写真蝕刻法によりキャパシタ電極7の周辺番このみ残
存するC V D −S jotハターン8を形成した
。なお、このCVD−8ho、パターン8は、後記多結
晶シリコン層の酸化特番こ゛該シリコン層下のキャパシ
タ電極7も同時に酸化されるのを防止するため、及びキ
ャノくシタ電極7と後記多結晶シリコン層間を絶縁する
ために形成される。次いで、熱酸化処理を施し、露出す
る基板1表面に第1の絶縁膜としての厚さ200大の熱
酸化膜9を形成した後、全面に再度多結晶シリコン層1
0を形成した(第1図(d)図示)。更(こ、前記多結
晶シリコン層10のトランスファゲート電極形成予定部
ζこ対応する部分にレジストパターン11を形成した後
、該パターン11をマスクとして全面に加速電圧80K
V、ドーズ肴I X 1018/ crAの灸件下で酸
素イオンをイオン注入した(第1図(e)図示)。しか
る後、レジストパターン11を剥離し、N2雰囲気で高
温熱処理を施した。−その結果、イオン注入された多結
晶シリコン層10は絶縁化されて5io2膜12となる
と共に、残存した多結晶シリコン層により這荷転送用の
トランスファゲート電極13が形成された(第1図(f
)図示)。
a F溶液で前記s iQ2膜6を除去した。つづいて
、全面にCVD−5io、膜(図示せず)を形成した後
、写真蝕刻法によりキャパシタ電極7の周辺番このみ残
存するC V D −S jotハターン8を形成した
。なお、このCVD−8ho、パターン8は、後記多結
晶シリコン層の酸化特番こ゛該シリコン層下のキャパシ
タ電極7も同時に酸化されるのを防止するため、及びキ
ャノくシタ電極7と後記多結晶シリコン層間を絶縁する
ために形成される。次いで、熱酸化処理を施し、露出す
る基板1表面に第1の絶縁膜としての厚さ200大の熱
酸化膜9を形成した後、全面に再度多結晶シリコン層1
0を形成した(第1図(d)図示)。更(こ、前記多結
晶シリコン層10のトランスファゲート電極形成予定部
ζこ対応する部分にレジストパターン11を形成した後
、該パターン11をマスクとして全面に加速電圧80K
V、ドーズ肴I X 1018/ crAの灸件下で酸
素イオンをイオン注入した(第1図(e)図示)。しか
る後、レジストパターン11を剥離し、N2雰囲気で高
温熱処理を施した。−その結果、イオン注入された多結
晶シリコン層10は絶縁化されて5io2膜12となる
と共に、残存した多結晶シリコン層により這荷転送用の
トランスファゲート電極13が形成された(第1図(f
)図示)。
(iii) 次ζこ、トランスファゲート電極13をマ
スクとしてNH4F溶液で前記5io2模12゜CVD
5102パターン8を夫々除去し、前記キャパシタ
電極7、トランスファゲート電極13下に夫々ゲート杷
縁膜I4を形成した。つづいて、キャパシタこ極7、ト
ランスファゲート電極13をマスクとして基鈑1表面に
nu不純物例えば砒素をイオン注入し、熱処理を施して
前記1極7,13間の基板1表面に夫々覗荷転送用のn
+W+散層15、ピット線としてのn+型型数散層16
形成した(第1図(g)図示)。次いで、全面に層間絶
縁膜17を形成後、前記拡散層16の一部に対応する層
間絶縁膜17部分を開孔してコンタクトホール18を形
成する。
スクとしてNH4F溶液で前記5io2模12゜CVD
5102パターン8を夫々除去し、前記キャパシタ
電極7、トランスファゲート電極13下に夫々ゲート杷
縁膜I4を形成した。つづいて、キャパシタこ極7、ト
ランスファゲート電極13をマスクとして基鈑1表面に
nu不純物例えば砒素をイオン注入し、熱処理を施して
前記1極7,13間の基板1表面に夫々覗荷転送用のn
+W+散層15、ピット線としてのn+型型数散層16
形成した(第1図(g)図示)。次いで、全面に層間絶
縁膜17を形成後、前記拡散層16の一部に対応する層
間絶縁膜17部分を開孔してコンタクトホール18を形
成する。
更に、全面にAIを#着、パターニングを行なって前記
拡Fly、t4z6にコンタクトホール18を介して接
続したp、l配線19を形成し、nチャネル型D −R
A Iviを製造した(第1図(h)図示)。
拡Fly、t4z6にコンタクトホール18を介して接
続したp、l配線19を形成し、nチャネル型D −R
A Iviを製造した(第1図(h)図示)。
しかして、前述した製造方法ζこよれば、多結晶シリコ
ン層4(又は10 )上にイオン注入用パターンとして
のレジストパターン5(又は11)を形成し、しかる後
このパターン5(又は11)から露出する多結晶シリコ
ン層4(父は10)部分にイオン注入し、パターン5(
又はII)の除去、熱処理を行なうことによって、イオ
ン注入された多結晶シリコン層(4(又II 1o )
部分が5io2膜6(又は12)となると共に、イオン
注入されないで残存した多結晶シリコン74 iこより
キャパシタ電極7(又はトランスファゲート電極13)
を形成できる。したがって、キヤsllシタ電極7及び
トランスファゲート電極13の寸法はレジストパターン
5,11のパターニンク精度で決定されるため、RIE
法の如(基板表面を露出してタメージを与えることもl
いため、素子特性が良好である。
ン層4(又は10 )上にイオン注入用パターンとして
のレジストパターン5(又は11)を形成し、しかる後
このパターン5(又は11)から露出する多結晶シリコ
ン層4(父は10)部分にイオン注入し、パターン5(
又はII)の除去、熱処理を行なうことによって、イオ
ン注入された多結晶シリコン層(4(又II 1o )
部分が5io2膜6(又は12)となると共に、イオン
注入されないで残存した多結晶シリコン74 iこより
キャパシタ電極7(又はトランスファゲート電極13)
を形成できる。したがって、キヤsllシタ電極7及び
トランスファゲート電極13の寸法はレジストパターン
5,11のパターニンク精度で決定されるため、RIE
法の如(基板表面を露出してタメージを与えることもl
いため、素子特性が良好である。
なお、上記実施例ではキャパシタ電極、トランスファ電
極が夫々Si基板上ζこ絶縁膜を介して所定間隔おいて
並設されたD−RAMの場合について述べたが、これに
限らず、トランスファゲート電極がその一部をキャパシ
タ電極上(こ絶縁膜を介して設けられたD−RAMの場
合も同様に適用できる。即ち、このD −R、A Mは
第2図に示す構造になっている。1伯中の21(ば素予
分離領域22で分離された複数の島領域を有するp型の
3i 基板である。前記島領域表面には、ビット線とし
てのn+型型数散層23設けられている。前記拡散層2
3を除く島領域上の大部分には、熱酸化膜24If介し
て多結晶シリコンからなるキャパシタ電極25がその一
端部を前記素子分離領域22上にクル在して設けられて
いる。また、前記島領域上ζこけゲート酸化膜242を
介して多結晶シリコンからなるトランスファゲート電極
26が設けられており、該電極26の一端部(ば前記キ
ャパシタ電極25表面の酸化膜27上にオーバラップさ
れている。前記トランスファゲート電極26等を含む全
面にはCVD−5io2膜28が形成されており、かつ
前記拡散層23の−す♂1′1に対応するCVD−81
02膜28部分にはコンタクトホール29が開孔されて
いる。更に、前記CVD−5io、膜28上には前記拡
散層23とコンタクトホール29を介して接続するhl
l配830が形成されている。
極が夫々Si基板上ζこ絶縁膜を介して所定間隔おいて
並設されたD−RAMの場合について述べたが、これに
限らず、トランスファゲート電極がその一部をキャパシ
タ電極上(こ絶縁膜を介して設けられたD−RAMの場
合も同様に適用できる。即ち、このD −R、A Mは
第2図に示す構造になっている。1伯中の21(ば素予
分離領域22で分離された複数の島領域を有するp型の
3i 基板である。前記島領域表面には、ビット線とし
てのn+型型数散層23設けられている。前記拡散層2
3を除く島領域上の大部分には、熱酸化膜24If介し
て多結晶シリコンからなるキャパシタ電極25がその一
端部を前記素子分離領域22上にクル在して設けられて
いる。また、前記島領域上ζこけゲート酸化膜242を
介して多結晶シリコンからなるトランスファゲート電極
26が設けられており、該電極26の一端部(ば前記キ
ャパシタ電極25表面の酸化膜27上にオーバラップさ
れている。前記トランスファゲート電極26等を含む全
面にはCVD−5io2膜28が形成されており、かつ
前記拡散層23の−す♂1′1に対応するCVD−81
02膜28部分にはコンタクトホール29が開孔されて
いる。更に、前記CVD−5io、膜28上には前記拡
散層23とコンタクトホール29を介して接続するhl
l配830が形成されている。
また、上記実施例では第1図(g)で5102膜12と
CVD−8in2パターン8を除去した場合(こついて
述べたが、これに限らず、CVD−8iO2パターン8
を残存させてもよい。
CVD−8in2パターン8を除去した場合(こついて
述べたが、これに限らず、CVD−8iO2パターン8
を残存させてもよい。
更に、上記実施例では、p柳、のSi 基板に適用した
場合について述べたが、これζこ限らず、n型のSI
基板ζこついても同様(こ適用できる。
場合について述べたが、これζこ限らず、n型のSI
基板ζこついても同様(こ適用できる。
以上詳述した如く本発明によれは、半導体基板表面にダ
メージを与えることなく微細なキャパシタ電極、トラン
スファゲート電極を形成できるD−4AM等の半導体記
憶装置を製造する方法を提供できるものである。
メージを与えることなく微細なキャパシタ電極、トラン
スファゲート電極を形成できるD−4AM等の半導体記
憶装置を製造する方法を提供できるものである。
第1図(a)〜(11)fば本発明の一実施例を示すD
−RAMの製造方法を工程順に示す断面図、第2図は第
1図(h)のD−RAMとは異なる構造を有するD−R
AMの断面図である。 1.21・・・p型の81基板、2,22・・・素子分
離領域、3・・・熱酸化膜(第1の絶縁膜)、4.10
・・・多結晶シリコン層(電極材料層)、6.12・・
・レジストパターン(イオン注入用)々ターン)、7,
25・・・キャパシタ電極、8・・・cVD−8in2
パターン、9・・・熱酸化膜(第2の絶縁膜)、1g、
2e・・・トランスファゲート電極、14・・・ゲート
絶縁膜、15,16.23・・・n+型型数散層17・
・・層間絶縁膜、1B、2.9・・コンタクトホール、
19.30・・・Al配線、241・・熱酸化膜、24
2・・グー11化膜。
−RAMの製造方法を工程順に示す断面図、第2図は第
1図(h)のD−RAMとは異なる構造を有するD−R
AMの断面図である。 1.21・・・p型の81基板、2,22・・・素子分
離領域、3・・・熱酸化膜(第1の絶縁膜)、4.10
・・・多結晶シリコン層(電極材料層)、6.12・・
・レジストパターン(イオン注入用)々ターン)、7,
25・・・キャパシタ電極、8・・・cVD−8in2
パターン、9・・・熱酸化膜(第2の絶縁膜)、1g、
2e・・・トランスファゲート電極、14・・・ゲート
絶縁膜、15,16.23・・・n+型型数散層17・
・・層間絶縁膜、1B、2.9・・コンタクトホール、
19.30・・・Al配線、241・・熱酸化膜、24
2・・グー11化膜。
Claims (2)
- (1)キャパシタ電極とトランスファゲート電極とを有
する半導体記憶装置において、半導体基板表面に素子分
離領域を形成する工程と、この素子分離領域で分離され
た複数の島領域上に第1の絶縁膜を形成する工程と、全
面に多結晶シリコン層あるいはシリサイド化合物層を形
成する工程と、この多結晶シリコン層あるいはシリサイ
ド化合物層上のキャパシタ′M極形成予定部にイオン注
入用パターンを形成する工程と、同パターンから露出す
る多結晶シリコン層あるい(ゴシリザイド化合物層番こ
6亥シリコン層あるい(iシリサイド化合物を絶縁化さ
せる物質をイオン注入する工程と、イオン注入された多
結晶シリコン層あるいはシリサイド化合物層部分を絶縁
化させると共に、残存した多結晶シリコン層あるいはシ
リサイド化合物層によりキャパシタ電極を形成する工程
と、全面に第2の絶縁膜を形成し、更に多結晶シリコン
層あるいはシリサイド化合物層を形成する工程と、この
多結晶シリコン層あるいはシリサイド化合物層上のトラ
ンスファゲート電極形成予定部にイオン注入用パターン
を形成する工程と、同パターンから露出する多結晶シリ
コン層あるいはシリサイド化合物層に前記と同様な絶縁
化させる物質をイオン注入する工程と、イオン注入さn
た多結晶シリコン層あるいはシリサイド化合物層部分を
絶縁化させると共に、残存した多結晶シリコン層あるい
はシリサイド化合物層によりトランスファゲート電、極
を形成する工程とを具備することを特徴とする半導体記
憶装置の製造方法。 - (2) 多結晶シリコン層もしくはシリサイド化合物
層を絶縁化する物質として酸素イオンあるいは窒素イオ
ンを用いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の半導体記憶装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58043621A JPS59169172A (ja) | 1983-03-16 | 1983-03-16 | 半導体記憶装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58043621A JPS59169172A (ja) | 1983-03-16 | 1983-03-16 | 半導体記憶装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59169172A true JPS59169172A (ja) | 1984-09-25 |
Family
ID=12668913
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58043621A Pending JPS59169172A (ja) | 1983-03-16 | 1983-03-16 | 半導体記憶装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59169172A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5604337A (en) * | 1990-06-21 | 1997-02-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Loudspeaker arrangement in television receiver cabinet |
-
1983
- 1983-03-16 JP JP58043621A patent/JPS59169172A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5604337A (en) * | 1990-06-21 | 1997-02-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Loudspeaker arrangement in television receiver cabinet |
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