JPS5963757A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法Info
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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
- H10B12/02—Manufacture or treatment for one transistor one-capacitor [1T-1C] memory cells
- H10B12/03—Making the capacitor or connections thereto
- H10B12/038—Making the capacitor or connections thereto the capacitor being in a trench in the substrate
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】
本発明は、微細、^始度な半導体集積回路装置およびそ
の製造方法に関するもりである。
の製造方法に関するもりである。
従来の半導体集積記憶装置にあ・いて、もつとも烏″t
fji化が進んでいるlトランジスタ形ダイナミックラ
ンタムアクセスメモリ(以1”l’I’r形dRA形色
RAMでは、基本となるメモリセルは、1個のトランジ
スタと1個のキャパシタから成り、各メモリセルは厚い
シリコン酸化膜等によυ′亀気的に分離されている。従
来技術により製造した1 ’l’r形dRAMのメモリ
セル部の平向図および断面図の例を第1図(a)&よひ
(b)に示ツー。
fji化が進んでいるlトランジスタ形ダイナミックラ
ンタムアクセスメモリ(以1”l’I’r形dRA形色
RAMでは、基本となるメモリセルは、1個のトランジ
スタと1個のキャパシタから成り、各メモリセルは厚い
シリコン酸化膜等によυ′亀気的に分離されている。従
来技術により製造した1 ’l’r形dRAMのメモリ
セル部の平向図および断面図の例を第1図(a)&よひ
(b)に示ツー。
なア・、以−トでは、nチャネル形MO8)ランジスグ
について説明する。pチャネル形については、シリコン
基板、ソース・ドレイン用拡散層およびチャネルストッ
パの導電形を逆にする他はnチャイ・ル形と全く同様で
ある。第1図(aJに寂いて、破線で囲んだ領域が1メ
モリセルである。キャパシタは、p形シリコン基板lと
絶縁体薄膜22よひ導電体薄膜3よシ形成されるhlO
8形キャパシタでめる1、絶縁体薄膜としては、シリコ
ン基板を酸化雰囲気中で熱処理(以−ト、熱酸化と略記
)して得られる厚さ10−50 nm のシリコン酸化
mまたは化学的気相成長法(以1、CVDと略記する)
等によシ堆積されるシリコン酸化膜またはシリコン窒化
膜等が用いられる。
について説明する。pチャネル形については、シリコン
基板、ソース・ドレイン用拡散層およびチャネルストッ
パの導電形を逆にする他はnチャイ・ル形と全く同様で
ある。第1図(aJに寂いて、破線で囲んだ領域が1メ
モリセルである。キャパシタは、p形シリコン基板lと
絶縁体薄膜22よひ導電体薄膜3よシ形成されるhlO
8形キャパシタでめる1、絶縁体薄膜としては、シリコ
ン基板を酸化雰囲気中で熱処理(以−ト、熱酸化と略記
)して得られる厚さ10−50 nm のシリコン酸化
mまたは化学的気相成長法(以1、CVDと略記する)
等によシ堆積されるシリコン酸化膜またはシリコン窒化
膜等が用いられる。
導電体薄膜3としては、゛リン等の不純物ケドーグして
電気抵抗を減じた多結晶シリコンまたは、七リフテン等
の金槁が用いられる。11ζ、メモリセル間にケま、厚
き0.2〜1.0pmのシリコン酸化膜4が形成さtL
、メモリセル間の電気的な分離がなされる。キャパシタ
に隣接するMOSFETはソース・ドレインとなるn+
拡散鳩52よひゲート絶縁膜62よひゲート電極7より
成る。ゲート電極7はワード森として用いる。さらに層
間絶縁膜8を介してビット線9が形成式扛ている。ビッ
トIfM9は、層間絶縁膜8に形成されたコンタクトホ
ール1otl−介してn+拡散If45に接続3れてい
る。
電気抵抗を減じた多結晶シリコンまたは、七リフテン等
の金槁が用いられる。11ζ、メモリセル間にケま、厚
き0.2〜1.0pmのシリコン酸化膜4が形成さtL
、メモリセル間の電気的な分離がなされる。キャパシタ
に隣接するMOSFETはソース・ドレインとなるn+
拡散鳩52よひゲート絶縁膜62よひゲート電極7より
成る。ゲート電極7はワード森として用いる。さらに層
間絶縁膜8を介してビット線9が形成式扛ている。ビッ
トIfM9は、層間絶縁膜8に形成されたコンタクトホ
ール1otl−介してn+拡散If45に接続3れてい
る。
次に、従来技術にh−ける、素子間の分離寂よびキャパ
シタの形成方法について第2図ないし第suw用いて説
明する。
シタの形成方法について第2図ないし第suw用いて説
明する。
第2図に示すように、p形シリコン基板l上に、熱酸化
によシシリコン酸化膜11’盆形成し、次いでCVL)
によpシリコン窒化11t412”i槓鳩し、パターニ
ングしたレジスト13ヲマスクにシリコン窒化膜12’
2よびシリコン酸化ill ll’iエツチングし、ポ
ウ素をイメン注入してチャネルストッパ領域14i形成
する。
によシシリコン酸化膜11’盆形成し、次いでCVL)
によpシリコン窒化11t412”i槓鳩し、パターニ
ングしたレジスト13ヲマスクにシリコン窒化膜12’
2よびシリコン酸化ill ll’iエツチングし、ポ
ウ素をイメン注入してチャネルストッパ領域14i形成
する。
次にレジストを除去した後、褐3図に示すように、シリ
コン菫化膜12増耐酸化マスクとして熱酸化(以下、選
択酸化と略記する)を付い、素子間分離領域15にシリ
コン酸化FI&16 i形成する。
コン菫化膜12増耐酸化マスクとして熱酸化(以下、選
択酸化と略記する)を付い、素子間分離領域15にシリ
コン酸化FI&16 i形成する。
次に、シリコン菫化膜ル′およびシリコン酸化1良11
’を除去したのち、第4図に示すように熱酸化してキャ
パシタ領域17ヲ含むシリコン表面にシリコン酸化$
18 i形成し、さらにキャパシタm&として例えはリ
ンドープ多結晶シリコン19ケ堆槙し、バターニングし
たレジスト加′tマスクに該多結晶シリコン19ヲエツ
ナンクする。
’を除去したのち、第4図に示すように熱酸化してキャ
パシタ領域17ヲ含むシリコン表面にシリコン酸化$
18 i形成し、さらにキャパシタm&として例えはリ
ンドープ多結晶シリコン19ケ堆槙し、バターニングし
たレジスト加′tマスクに該多結晶シリコン19ヲエツ
ナンクする。
レジス) 20”i除去して、第5図に示すように、キ
ャパシタが形成される。
ャパシタが形成される。
半導体集積回路装置の高密度化のためにはメモリセルの
縮少、特にキャパシタ面稙寂よひ素子間分離領域の縮少
が重要である。しかし、従来技術によりキャパシタ面積
の縮少を行うと、蓄積電荷電が減少し、出力信号電圧の
減少およびソフトエラー耐性の低斗等葡ひきおこツーと
いう欠点かあった。また、素子量分111領域を形成す
るための辿択酸化にふ・いては、キャパシタ形成領域の
周辺に酸化が進行し、いわゆるバースビークが形成され
、素子間分離領域が実効的に拡大するという欠点があっ
た。
縮少、特にキャパシタ面稙寂よひ素子間分離領域の縮少
が重要である。しかし、従来技術によりキャパシタ面積
の縮少を行うと、蓄積電荷電が減少し、出力信号電圧の
減少およびソフトエラー耐性の低斗等葡ひきおこツーと
いう欠点かあった。また、素子量分111領域を形成す
るための辿択酸化にふ・いては、キャパシタ形成領域の
周辺に酸化が進行し、いわゆるバースビークが形成され
、素子間分離領域が実効的に拡大するという欠点があっ
た。
本発明は、これらの欠点を除去するため、シリコン基板
に穿った溝の側面にキャパシタ全形成し、かつ、該溝の
底面および一部の側面に累子間分離狽域t−設けること
により、メモリセルの平面的な面積を減少させ、かつ、
分離物域【縮少セしめることを目的とするものである。
に穿った溝の側面にキャパシタ全形成し、かつ、該溝の
底面および一部の側面に累子間分離狽域t−設けること
により、メモリセルの平面的な面積を減少させ、かつ、
分離物域【縮少セしめることを目的とするものである。
前記の目的全達成するため、本発明はシリコン基板の主
衣面との為す角度がはは併置である側面と、J法面2よ
ひ底lに対して傾斜する傾斜部とを有するtltk m
して、前記の溝のはは昏直な側面にキャパシタを形成し
、前記の紙面および傾斜部金電気的分離部として構成す
るキャパシタ面積むことを特徴とする半導体装置、全発
明の要旨とするものである。
衣面との為す角度がはは併置である側面と、J法面2よ
ひ底lに対して傾斜する傾斜部とを有するtltk m
して、前記の溝のはは昏直な側面にキャパシタを形成し
、前記の紙面および傾斜部金電気的分離部として構成す
るキャパシタ面積むことを特徴とする半導体装置、全発
明の要旨とするものである。
さらに本発明はシリコン基板上に第1のシリコン酸化膜
盆形成し、前記のシリコン酸化膜上にシリコン冨化膜を
堆積し、ついで前記のシリコン酸化膜及びシリコン窒化
膜の一部全エツナンクにより除去した後、選択酸化荀行
い、バースビークケ有する第2のシリコン酸化膜及びチ
ャネルストッパJ@全形成する工程と、前記の第2のシ
リコン酸化膜及びシリコン窒化膜上に第3のシリコン酸
化膜全堆積し、ついで前記の弗3のシリコン酸化膜上に
被層した、レジストヲマスクにし1こ前記のシリコン窒
化膜及び第lのシリコン酸化膜ヲエッチッグによυ除去
して、第2のシリコン酸化膜のバースビーク部kl出す
る浅い溝を形成する工程と、前記のレジメ)k除去し、
前記の第2のシリコン酸化膜のバースビーク部及び前記
のシリコン基板全エツチングして、前記のバーズビーク
部の下eこ傾斜部全形成し、前記のバーズビーク部以外
の部分に底面に対してtよは垂お、な壁會有すゐ深い溝
を形成する工程と、削り己の深いltの内壁に第2のシ
リコン電化映葡形成する工程と、前記の味い横V紙面及
び1す(斜部に形成された第2のシリコン窒化膜iエツ
チッグにより除去する工程と、前記の病θkm及び1唄
斜部に第2のチャネルストッパを形成する1朽と、シリ
コン基板の主1n1上の第3のシリコン酸化11N’を
除去し、かつ前記の浦の)へ面及び傾斜部上に第4のシ
リコン酸化膜を形成する工程と、前記の溝の紙面に釣し
てはは垂直な?1li1面に残8れ1いる縞2のシリコ
ン窒化膜及びシリコン基板の主囲上に形成妊れていゐ第
3のシリコン酸化−1第1のシリコン窒化膜。
盆形成し、前記のシリコン酸化膜上にシリコン冨化膜を
堆積し、ついで前記のシリコン酸化膜及びシリコン窒化
膜の一部全エツナンクにより除去した後、選択酸化荀行
い、バースビークケ有する第2のシリコン酸化膜及びチ
ャネルストッパJ@全形成する工程と、前記の第2のシ
リコン酸化膜及びシリコン窒化膜上に第3のシリコン酸
化膜全堆積し、ついで前記の弗3のシリコン酸化膜上に
被層した、レジストヲマスクにし1こ前記のシリコン窒
化膜及び第lのシリコン酸化膜ヲエッチッグによυ除去
して、第2のシリコン酸化膜のバースビーク部kl出す
る浅い溝を形成する工程と、前記のレジメ)k除去し、
前記の第2のシリコン酸化膜のバースビーク部及び前記
のシリコン基板全エツチングして、前記のバーズビーク
部の下eこ傾斜部全形成し、前記のバーズビーク部以外
の部分に底面に対してtよは垂お、な壁會有すゐ深い溝
を形成する工程と、削り己の深いltの内壁に第2のシ
リコン電化映葡形成する工程と、前記の味い横V紙面及
び1す(斜部に形成された第2のシリコン窒化膜iエツ
チッグにより除去する工程と、前記の病θkm及び1唄
斜部に第2のチャネルストッパを形成する1朽と、シリ
コン基板の主1n1上の第3のシリコン酸化11N’を
除去し、かつ前記の浦の)へ面及び傾斜部上に第4のシ
リコン酸化膜を形成する工程と、前記の溝の紙面に釣し
てはは垂直な?1li1面に残8れ1いる縞2のシリコ
ン窒化膜及びシリコン基板の主囲上に形成妊れていゐ第
3のシリコン酸化−1第1のシリコン窒化膜。
第lのシリコン酸化膜を除去し、ついで溝の織細に対し
てはIよ垂直な11I11面及びこ扛と接する1圓」二
のキャパシタ形成慣城1c杷縁膜のための第5のシリコ
ン酸化膜を形成する工程と、専翫性の多幀晶シリコンr
前記の溝p−i rc堆稙し、該多り晶シリコンtエツ
チングしてキャパシタ電極伊影成する工程と合金ひこと
f:1時個とする牛會。
てはIよ垂直な11I11面及びこ扛と接する1圓」二
のキャパシタ形成慣城1c杷縁膜のための第5のシリコ
ン酸化膜を形成する工程と、専翫性の多幀晶シリコンr
前記の溝p−i rc堆稙し、該多り晶シリコンtエツ
チングしてキャパシタ電極伊影成する工程と合金ひこと
f:1時個とする牛會。
体装や、υ$4 スα方法金発明の要旨とするものであ
る。
る。
仄に本発明の実施例’lj #a附図向について歇明す
る3、IJふ′実施例は一つの例示でめって、本発明の
梢神ケ逸脱しない範囲内で、4−s+々の震央めゐい妹
改良倉行いうる仁とitbうまてもない。
る3、IJふ′実施例は一つの例示でめって、本発明の
梢神ケ逸脱しない範囲内で、4−s+々の震央めゐい妹
改良倉行いうる仁とitbうまてもない。
〔実施例1」
シリコン基板主衣面と溝111.il血との局す角度力
・は維垂直でわる側面お上ひそれより小さい用度でおる
側面から成る溝を形成する方法について−取初に祝明す
る。
・は維垂直でわる側面お上ひそれより小さい用度でおる
側面から成る溝を形成する方法について−取初に祝明す
る。
第6図に不すよ5ircXp形シリコン基板1ケ熱酸化
して、)J¥850ないし301) nmのシリコン重
化13111’i形域し、CVaにより厚さ50〜30
0 tunのシリコン窒化膜12′ft堆槙し、第6図
に(・ま示していないが、バターニングしたレジストに
マス ・りに僅冶して、上i己シリコン蓋化9412
およびシリコン酸化11411 葡エツナンクし、を生
ナヤ不ル防止のために例えばホウX k 4U’1(e
V v 3 X 10 ” ctrt”の条件でイオン
注入しレジスト’に除去したのち選択咽化を行い、シリ
コン酸化膜20寂よぴナヤイ・ルストツバJ1201を
形成する。シリコン窒化1換12に代えて、耐酸化性薄
膜としてアルミナ(MzOs)等を用いてもよい。後述
するよりに、シリコン基板主表面1との為す角度が小さ
い@側面(紙に対して傾斜する傾斜部)は第6図に示ず
バーズビーク21の下に形成され、上記小さい角度の溝
側面とシリコン基板の主表面とのなす角(以1、傾斜用
という)れバースビークが長いはと減少するため、バー
スビーク〒長くする必散がめる。例として、厚さ500
nmのシリコン酸化膜20におい−Cバーズビーク2
1の長さ勿1 pntとするためには、シリコン窒化膜
12ツ?よひシリコン酸化膜11の厚さをそれぞれ50
nmおよび70nmとしで、7Kg/cIIに加圧し
た水素3.6t/分および酸素2.011分の反応によ
り生成した水蒸気中で800 ’C、2時間の選択酸化
を行う。
して、)J¥850ないし301) nmのシリコン重
化13111’i形域し、CVaにより厚さ50〜30
0 tunのシリコン窒化膜12′ft堆槙し、第6図
に(・ま示していないが、バターニングしたレジストに
マス ・りに僅冶して、上i己シリコン蓋化9412
およびシリコン酸化11411 葡エツナンクし、を生
ナヤ不ル防止のために例えばホウX k 4U’1(e
V v 3 X 10 ” ctrt”の条件でイオン
注入しレジスト’に除去したのち選択咽化を行い、シリ
コン酸化膜20寂よぴナヤイ・ルストツバJ1201を
形成する。シリコン窒化1換12に代えて、耐酸化性薄
膜としてアルミナ(MzOs)等を用いてもよい。後述
するよりに、シリコン基板主表面1との為す角度が小さ
い@側面(紙に対して傾斜する傾斜部)は第6図に示ず
バーズビーク21の下に形成され、上記小さい角度の溝
側面とシリコン基板の主表面とのなす角(以1、傾斜用
という)れバースビークが長いはと減少するため、バー
スビーク〒長くする必散がめる。例として、厚さ500
nmのシリコン酸化膜20におい−Cバーズビーク2
1の長さ勿1 pntとするためには、シリコン窒化膜
12ツ?よひシリコン酸化膜11の厚さをそれぞれ50
nmおよび70nmとしで、7Kg/cIIに加圧し
た水素3.6t/分および酸素2.011分の反応によ
り生成した水蒸気中で800 ’C、2時間の選択酸化
を行う。
次に、第7図に示すように、CVDによりシリコン酸化
膜222!−厚さ0.5ないし1.0μm堆枳し、パタ
ーニンクしたレジスト23ヲマスクにして、シリコンば
化膜22.シリコン窒化膜12およびその−を層のシリ
コン酸化11i411′7!!:反応性スパッタエツチ
ング等の極めて方向性の強いエツチング方法によりエツ
チングする。反応性スパッタエツチングは、例えは、C
F42よひ水素を用いて、圧力5 m torr 、高
周波出力400Wで行う。なお、エソチンクマスクとし
て、シリコン酸化膜22に代えて、アルミニウム膜する
いは、シリコン窒化膜等を用いることもできる。
膜222!−厚さ0.5ないし1.0μm堆枳し、パタ
ーニンクしたレジスト23ヲマスクにして、シリコンば
化膜22.シリコン窒化膜12およびその−を層のシリ
コン酸化11i411′7!!:反応性スパッタエツチ
ング等の極めて方向性の強いエツチング方法によりエツ
チングする。反応性スパッタエツチングは、例えは、C
F42よひ水素を用いて、圧力5 m torr 、高
周波出力400Wで行う。なお、エソチンクマスクとし
て、シリコン酸化膜22に代えて、アルミニウム膜する
いは、シリコン窒化膜等を用いることもできる。
仄に、レジスト23全除去後、第8図に示すように、シ
リコンのアンターエツチングが極めて少ない反応、性ス
パッタエツチング等のエツチング法によりシリコン基板
1をエツチングして溝24’7形成する。シリコンの反
応性スパッタエツチングは、例えは、CBrF、を用い
て圧力5 m torr 。
リコンのアンターエツチングが極めて少ない反応、性ス
パッタエツチング等のエツチング法によりシリコン基板
1をエツチングして溝24’7形成する。シリコンの反
応性スパッタエツチングは、例えは、CBrF、を用い
て圧力5 m torr 。
尚周波出力300W+7)条件で行う。このとき、シリ
コンおよびシリコン酸化膜のエツチング速匿tよ、それ
ぞれ100 nm7分および25 nm7分でめる。
コンおよびシリコン酸化膜のエツチング速匿tよ、それ
ぞれ100 nm7分および25 nm7分でめる。
バーズビーク21の下部のシリコン基板のエツチングは
、シリコン酸化膜であるバーズビークのエツチングが終
了した時点から開始されるため、バースビークが厚いほ
ど、その下部のシリコンのエツチング法δが減少し、シ
リコン基板主表面に対し小δい角度の溝側向5が侍ら扛
る。バースビークのない領域にはは#よ垂直な溝側[l
l126が得られる。な2、上記の小さい角度の溝側面
25の延長上にシリコンのほぼ垂直な溝側面を作らない
ために、バーズビークの一部202を残すように上記エ
ツチングを行う。
、シリコン酸化膜であるバーズビークのエツチングが終
了した時点から開始されるため、バースビークが厚いほ
ど、その下部のシリコンのエツチング法δが減少し、シ
リコン基板主表面に対し小δい角度の溝側向5が侍ら扛
る。バースビークのない領域にはは#よ垂直な溝側[l
l126が得られる。な2、上記の小さい角度の溝側面
25の延長上にシリコンのほぼ垂直な溝側面を作らない
ために、バーズビークの一部202を残すように上記エ
ツチングを行う。
次に、第9図に示すように、Cvl)によりシリコン窒
化膜27を厚爆駒ないし300 nm堆積する。
化膜27を厚爆駒ないし300 nm堆積する。
該CVDでは、例えはシラン、アンモニアおよび窒素音
用いて、850℃ないし950℃の条件を用いることに
よシ溝24のほぼ垂直な側面26およびでれ以外の小さ
い角度の側面邪に平坦部とはは叫しい膜厚のシリコン蓋
化膜會堆積することができる。な駁、シリコン窒化膜2
7の堆−執に先立ち、熱酸化を行い、溝あの円面に薄い
シリコン酸化膜を形成しておいてもよい。
用いて、850℃ないし950℃の条件を用いることに
よシ溝24のほぼ垂直な側面26およびでれ以外の小さ
い角度の側面邪に平坦部とはは叫しい膜厚のシリコン蓋
化膜會堆積することができる。な駁、シリコン窒化膜2
7の堆−執に先立ち、熱酸化を行い、溝あの円面に薄い
シリコン酸化膜を形成しておいてもよい。
次に、反応1性スパッタエツチング等の方向性の極めて
強いエツチング方法によシリコン基板[27會エツチン
グする。エツチングには、例えは、前述のCF、および
水素を用いる。このときのエツチングは、小さい角度の
溝側面25上のシリコン窒化膜及び底のシリコン窒化膜
か完全に除去されるまで行う。前述のバースビーク21
の長延とシリコン酸化膜20の厚さとの比が2であり、
シリコンとシリコン酸化膜のエツチング速度の比が4で
ある条件を用いた場合、小さい角度の溝側面25の傾斜
角は約60度であるから、水平面に堆積したシリコン窒
化膜のsec 60’、’3−なわち約2倍の厚さのシ
リコン窒化膜上除去する条件で行う。
強いエツチング方法によシリコン基板[27會エツチン
グする。エツチングには、例えは、前述のCF、および
水素を用いる。このときのエツチングは、小さい角度の
溝側面25上のシリコン窒化膜及び底のシリコン窒化膜
か完全に除去されるまで行う。前述のバースビーク21
の長延とシリコン酸化膜20の厚さとの比が2であり、
シリコンとシリコン酸化膜のエツチング速度の比が4で
ある条件を用いた場合、小さい角度の溝側面25の傾斜
角は約60度であるから、水平面に堆積したシリコン窒
化膜のsec 60’、’3−なわち約2倍の厚さのシ
リコン窒化膜上除去する条件で行う。
その結果、第1O図に示すように、溝24のはは垂直な
91!l而26および小さい角度の溝側向25の班長に
あるシリコン酸化換器の側面281Cのみシリコン窒化
膜27が残る。
91!l而26および小さい角度の溝側向25の班長に
あるシリコン酸化換器の側面281Cのみシリコン窒化
膜27が残る。
次に、第1υ図に示すように、第2のチャネルストッパ
29のためにホウ素を、例れは、4(lKeVI4 X
10”crn’の条件で小さい角度の溝側面2fM?
よび溝24の底面にイオン注入する。
29のためにホウ素を、例れは、4(lKeVI4 X
10”crn’の条件で小さい角度の溝側面2fM?
よび溝24の底面にイオン注入する。
次に、シリコン酸化膜22ヲ緩衝フツ酸液により除去し
た後、第11図に示すようtこ、選択酸化を行い、小δ
い角度の溝側面25および溝24の底囲Vこ、厚さ0.
1ないし1μmのシリコン酸化11130を例えはH!
0のある雰囲気で熱酸化して形成する。
た後、第11図に示すようtこ、選択酸化を行い、小δ
い角度の溝側面25および溝24の底囲Vこ、厚さ0.
1ないし1μmのシリコン酸化11130を例えはH!
0のある雰囲気で熱酸化して形成する。
次に、上記溝24のはは垂直な側面26に残ちれている
シリコン窒化膜27および、シリコン基板lの王表向上
に残されているシリコン璽化11ii112を、例えは
、160℃ないし180℃に加熱したリン酸により除去
し、緩衝フッ酸液によりシリコン酸化膜11に除去し、
第12図に示すように、上記婢24のほは垂直な側面2
6およびシリコン基板lのキャパシタ形成領域31に絶
縁膜として例えは熱酸化により)!v−さlOないし1
00 nmのシリコン酸化膜32を形成する。絶縁膜と
しては、シリコン酸化膜に代えてCVDによるシリコン
蓋化験あるいは五酸化タンタル等の高誘電体薄膜等を用
いてもよい。この場合には図で32で示延れた領域以外
の膜を除去するためのマスク形成1根、除去工程が追加
される。
シリコン窒化膜27および、シリコン基板lの王表向上
に残されているシリコン璽化11ii112を、例えは
、160℃ないし180℃に加熱したリン酸により除去
し、緩衝フッ酸液によりシリコン酸化膜11に除去し、
第12図に示すように、上記婢24のほは垂直な側面2
6およびシリコン基板lのキャパシタ形成領域31に絶
縁膜として例えは熱酸化により)!v−さlOないし1
00 nmのシリコン酸化膜32を形成する。絶縁膜と
しては、シリコン酸化膜に代えてCVDによるシリコン
蓋化験あるいは五酸化タンタル等の高誘電体薄膜等を用
いてもよい。この場合には図で32で示延れた領域以外
の膜を除去するためのマスク形成1根、除去工程が追加
される。
仄に、導電体薄膜として例えは、リン勿トークした多結
晶シリコン33會CvL)にょ9堆極し、溝を埋込む。
晶シリコン33會CvL)にょ9堆極し、溝を埋込む。
ドープ材としてはリンの他に、ヒ素、ホウ累等?用いて
もよい。また、上記不純物葡ドープした多結晶シリコン
に代えて、モリブテン、タングステン等の金、mkcV
D、蒸看。
もよい。また、上記不純物葡ドープした多結晶シリコン
に代えて、モリブテン、タングステン等の金、mkcV
D、蒸看。
またはスパッタ法によシ形成し、溝を埋込む方法才用い
ることもできる。
ることもできる。
上記リンドープ多結晶シリコンお表面に溝が残らないた
めに、その換厚會上記溝24の幅の72以上にすること
が望ましい。
めに、その換厚會上記溝24の幅の72以上にすること
が望ましい。
賂らに、第13図に示すように、パターニングしたレジ
スト34ヲマスクに多結晶シリコン33ヲエツテングし
、キャパシタ電極を形成する。該エツチングは、例えは
、平行平板群電極ツクスマエツチンク装&金用いて、C
L4Ft、圧力o、1torr 、高周波出力300W
によシ行う。
スト34ヲマスクに多結晶シリコン33ヲエツテングし
、キャパシタ電極を形成する。該エツチングは、例えは
、平行平板群電極ツクスマエツチンク装&金用いて、C
L4Ft、圧力o、1torr 、高周波出力300W
によシ行う。
な2、第13図に示す断面に直交する断面(第14図参
照)に、多結晶シリコン33の表面yc ?7135が
残る場合には、表面平坦化のために、例えばCVDによ
シリコン酸化膜36を堆積したのち、パターニングした
レジスト34′f:マスクニ、シリコン酸化膜36およ
び多結晶シリコン33tエッナングする。
照)に、多結晶シリコン33の表面yc ?7135が
残る場合には、表面平坦化のために、例えばCVDによ
シリコン酸化膜36を堆積したのち、パターニングした
レジスト34′f:マスクニ、シリコン酸化膜36およ
び多結晶シリコン33tエッナングする。
次に、第13図に示した工程に続けて、レジスト34會
除去して、小さい角度の溝側面および溝底面により電気
的に分離され得るキャパシタが完成する。なお・、第7
図ないし第13図に2いては長方形状の溝か示さtL
%そのために小ひい角度の溝側面に対問して、基板の主
表面に対してはIよ辛直な側面が描か扛ているか、上記
の長方形状の溝の代りにコ字状の溝を用いることもでき
る。この場合にはコ字状の溝の両端部に夫々小さい角度
の溝側面CM斜S)が形成6れるものである。
除去して、小さい角度の溝側面および溝底面により電気
的に分離され得るキャパシタが完成する。なお・、第7
図ないし第13図に2いては長方形状の溝か示さtL
%そのために小ひい角度の溝側面に対問して、基板の主
表面に対してはIよ辛直な側面が描か扛ているか、上記
の長方形状の溝の代りにコ字状の溝を用いることもでき
る。この場合にはコ字状の溝の両端部に夫々小さい角度
の溝側面CM斜S)が形成6れるものである。
以上、実施例1では、小さい7e1度の溝側面(傾斜邸
)2よひ溝底面に、厚いシリコン酸化膜を形成し1キャ
パシタ間を分離したが、実施例2では小さい7’1度の
溝側面2よび溝)Jk:曲にp形部a度層ケ設けてキャ
パシタ間を電気的に分際する方法につい1評細に説明す
る。
)2よひ溝底面に、厚いシリコン酸化膜を形成し1キャ
パシタ間を分離したが、実施例2では小さい7’1度の
溝側面2よび溝)Jk:曲にp形部a度層ケ設けてキャ
パシタ間を電気的に分際する方法につい1評細に説明す
る。
し実施例2〕
キャパシタ間ケ分離う−るには、分#!ll! vA域
に反転鳩が形成されない程度すこ不純物態度を高くして
νく必要かめる。
に反転鳩が形成されない程度すこ不純物態度を高くして
νく必要かめる。
まず、実施例1で説明した方法に従い、シリコン基板主
表面との為す角かはt1垂直な溝側面およ、ひそれより
小さい角にの溝側向から成る第8図に示した溝を形成し
、シリコン酸化1jiL 22 (L−マスク[チャネ
ルストッパを形成する。実施例1では、後工程で溝底面
2よひ小δい偏度の溝11ill向に厚い酸化膜が形成
毛扛るために、チャイ・ルストツパのためにイオン注入
されるホウ素量獣、例えは4XlO’〜〃−2と比較的
低良度で十分であった。しかし、溝)#、向および小δ
い角度の溝側向に厚い酸化膜を形成しない場合には、イ
オン注入δれるホウ累量は、例えは、8X10”ないし
5 X 10”tyn−”と増大させ、分離領域に反転
層が形成されないようにする。
表面との為す角かはt1垂直な溝側面およ、ひそれより
小さい角にの溝側向から成る第8図に示した溝を形成し
、シリコン酸化1jiL 22 (L−マスク[チャネ
ルストッパを形成する。実施例1では、後工程で溝底面
2よひ小δい偏度の溝11ill向に厚い酸化膜が形成
毛扛るために、チャイ・ルストツパのためにイオン注入
されるホウ素量獣、例えは4XlO’〜〃−2と比較的
低良度で十分であった。しかし、溝)#、向および小δ
い角度の溝側向に厚い酸化膜を形成しない場合には、イ
オン注入δれるホウ累量は、例えは、8X10”ないし
5 X 10”tyn−”と増大させ、分離領域に反転
層が形成されないようにする。
次に、シリコン酸化$22.シリコン窒化11j)41
2゜シリコン鹸化311葡除去したのち、第15図に示
すように絶縁膜として例えば厚さ10ないし100nn
lのシリコン酸化膜32’に熱酸化により形成する。
2゜シリコン鹸化311葡除去したのち、第15図に示
すように絶縁膜として例えば厚さ10ないし100nn
lのシリコン酸化膜32’に熱酸化により形成する。
絶縁膜とし又は、シリコン酸化膜32に代えて、CVD
によりシリコン窒化膜あるいは五酸化タンタル等の商誘
電体薄In用いることもできる。
によりシリコン窒化膜あるいは五酸化タンタル等の商誘
電体薄In用いることもできる。
次に、第16図に示すように、導電体薄膜として、例え
は、リンドープ多結晶シリコン33を堆積し、パター二
ンクしたレジスト34tマスクに多結晶シリコン33t
エツチングスル。
は、リンドープ多結晶シリコン33を堆積し、パター二
ンクしたレジスト34tマスクに多結晶シリコン33t
エツチングスル。
実施例1と同しく、レジスト34會除去して、溝側面會
含゛むシリコン基板表面にキャパシタが形成される。
含゛むシリコン基板表面にキャパシタが形成される。
(実施例3」
実施例1で説明した方法により形成されたキャパシタを
用いfc I Tr形dRAMのメモリセル部の平面図
表よび断面図のl?l11を七れでれ亀17図の―)お
よび(b)に示す。平面図(JL)に2いて、1点鎖線
で囲んだ領域が1メモリセルである。竹24(クロス状
のハツテングが施さ扛ている)は桁す状に穿た扛てj’
り 、その一部は、予め形成されたシリコン酸化換器
に接続されでいる。バースビーク21はシリコン酸化膜
2oの周囲に形成aれ、線溝の小さい角度の溝側面(傾
斜部)25(21iIII)方に設けられている)音形
成するために用いられるQ tまは垂直な11f側面を
含むシリコン基板1の表面には絶縁膜として、例えはシ
リコン酸化膜32か形成ざ才L1さらに、導電体薄膜と
し1例えはリンドープ多結晶シリコン33が堆積され、
バターニングされている。ワード線として用いられるケ
ート電極7には例えはリンドープ多結晶シリコンあるい
はモリブデン等の導電体か用いられる。バターニングさ
扛た多結晶シリコン33およびケート電極7tマスクに
、例えは、ヒ素を80 KeV 5 x 10町i2の
条件でイオン注入し、n+拡散層5會形成する。1餉1
11絶縁膜8として例えはシリコン酸化膜をCVDによ
シ堆植し、n+拡散層5上にコンタクトホール1()全
形成する。ヒツト線9として例えばアルミニウム奢形成
し、コンタクトホール1(l介してn+拡散1輪5に接
続する。
用いfc I Tr形dRAMのメモリセル部の平面図
表よび断面図のl?l11を七れでれ亀17図の―)お
よび(b)に示す。平面図(JL)に2いて、1点鎖線
で囲んだ領域が1メモリセルである。竹24(クロス状
のハツテングが施さ扛ている)は桁す状に穿た扛てj’
り 、その一部は、予め形成されたシリコン酸化換器
に接続されでいる。バースビーク21はシリコン酸化膜
2oの周囲に形成aれ、線溝の小さい角度の溝側面(傾
斜部)25(21iIII)方に設けられている)音形
成するために用いられるQ tまは垂直な11f側面を
含むシリコン基板1の表面には絶縁膜として、例えはシ
リコン酸化膜32か形成ざ才L1さらに、導電体薄膜と
し1例えはリンドープ多結晶シリコン33が堆積され、
バターニングされている。ワード線として用いられるケ
ート電極7には例えはリンドープ多結晶シリコンあるい
はモリブデン等の導電体か用いられる。バターニングさ
扛た多結晶シリコン33およびケート電極7tマスクに
、例えは、ヒ素を80 KeV 5 x 10町i2の
条件でイオン注入し、n+拡散層5會形成する。1餉1
11絶縁膜8として例えはシリコン酸化膜をCVDによ
シ堆植し、n+拡散層5上にコンタクトホール1()全
形成する。ヒツト線9として例えばアルミニウム奢形成
し、コンタクトホール1(l介してn+拡散1輪5に接
続する。
以上説明したように、本発明によるとメモリセル部のキ
ャパシタがシリコン基板表面に穿った溝のはは垂直な1
11/11111面に、セル間分離部が小aい角匿の溝
側面2よひ溝底面に形成さiするためセルの高密度化が
できる利点がめる。
ャパシタがシリコン基板表面に穿った溝のはは垂直な1
11/11111面に、セル間分離部が小aい角匿の溝
側面2よひ溝底面に形成さiするためセルの高密度化が
できる利点がめる。
また、キャパシタとして、はは垂直な溝側面を用い−し
いるため、メモリセルの平161的な面積縮小にもかか
わらず、キャパシタ容量の減少r防ぐことができる利点
をもつ。
いるため、メモリセルの平161的な面積縮小にもかか
わらず、キャパシタ容量の減少r防ぐことができる利点
をもつ。
さらに、メモリセルのトランスファゲート用トランジス
タのナヤネルー側面は、従来方法と同様な選択酸化法に
よシ形成されたシリコン酸化膜と接しているため、従来
と同様リーク電流が少なく、メモリセルの保持特性も良
好でめる利点ケもつ等の効果金有するものである。
タのナヤネルー側面は、従来方法と同様な選択酸化法に
よシ形成されたシリコン酸化膜と接しているため、従来
と同様リーク電流が少なく、メモリセルの保持特性も良
好でめる利点ケもつ等の効果金有するものである。
第1図(aJ$=よひ(b)I′i従来法によるメモリ
セルのそれぞれ平面図および(87図においてA −A
’線に沿う断面図を示し、第2図ないし第5図は従来の
選択酸化法による工程音用いた場合のセル部の断面図を
示す。第6図ないし第16図は本発明による工程を用い
た場合のセル部断面図、第17図(a)および(b)は
本発明により形成[7たメモリセルのそれぞれ平゛th
1図および(87図においてA−に線に沿うi9+向図
を示す。 l・・・・・p形シリコン基板、2・・・・・絶林体W
I験、3・・・・・・棉′闇体薄験、4・・・・・・シ
リコン酸化膜、5・・・・・・n+拡散層、6・・・・
・ケート絶縁膜、7・・・・グー1−電極、8、・・・
・・・層間絶縁膜、9・・・・・・ビット線、10・・
・・・・コンタクトホール、ll′・・・・・・シリコ
ン酸化ffl、12’・・・・・・シリコン窒化ill
、13・・・・・・レジスト、14・・・・・・チャネ
ルストッパ領域、15・・・・・・素子間り[111域
、16・・・・・・シリコン酸化111ij、17・・
・・・・キャパシタ領域、18・・・・・・シリコン酸
化膜、19・・・・・・多結晶シリコン、加′・・・・
・・レジスト、11・・・・・・第lのシリコン酸化膜
、12・・・・・・第lのシリコン窒化膜、20・・・
・・・第2のシリコン酸化ill、21・・・・・・ノ
く一ズビーク、22・・・・・・第3のシリコン酸化膜
、23・・・・・・レジスト、24・・・・・・溝、2
5・・・・・・傾斜面、26・・・・・・基板の主表囲
rc対しでほは昏直なfill向、27・・・・・・第
2のシリコン窒化膜、29・・・・・・第2のチャネル
ストッパ、30・・・・・・第4のシリコン酸化膜、3
1・・・・・・キャパシタ形成領域、32・・・・・弗
5のシリコン酸化膜、33・・・・・・リンtドープし
た多結晶シリコン、34・・・・・・レジスト、201
・・・・・・チャネルストツノ(特許出願人 日本%信
電話公社 第1図 (a) (b) 第2図 第6図 第7図 第9図 第15図 第17図 (CI) (b)
セルのそれぞれ平面図および(87図においてA −A
’線に沿う断面図を示し、第2図ないし第5図は従来の
選択酸化法による工程音用いた場合のセル部の断面図を
示す。第6図ないし第16図は本発明による工程を用い
た場合のセル部断面図、第17図(a)および(b)は
本発明により形成[7たメモリセルのそれぞれ平゛th
1図および(87図においてA−に線に沿うi9+向図
を示す。 l・・・・・p形シリコン基板、2・・・・・絶林体W
I験、3・・・・・・棉′闇体薄験、4・・・・・・シ
リコン酸化膜、5・・・・・・n+拡散層、6・・・・
・ケート絶縁膜、7・・・・グー1−電極、8、・・・
・・・層間絶縁膜、9・・・・・・ビット線、10・・
・・・・コンタクトホール、ll′・・・・・・シリコ
ン酸化ffl、12’・・・・・・シリコン窒化ill
、13・・・・・・レジスト、14・・・・・・チャネ
ルストッパ領域、15・・・・・・素子間り[111域
、16・・・・・・シリコン酸化111ij、17・・
・・・・キャパシタ領域、18・・・・・・シリコン酸
化膜、19・・・・・・多結晶シリコン、加′・・・・
・・レジスト、11・・・・・・第lのシリコン酸化膜
、12・・・・・・第lのシリコン窒化膜、20・・・
・・・第2のシリコン酸化ill、21・・・・・・ノ
く一ズビーク、22・・・・・・第3のシリコン酸化膜
、23・・・・・・レジスト、24・・・・・・溝、2
5・・・・・・傾斜面、26・・・・・・基板の主表囲
rc対しでほは昏直なfill向、27・・・・・・第
2のシリコン窒化膜、29・・・・・・第2のチャネル
ストッパ、30・・・・・・第4のシリコン酸化膜、3
1・・・・・・キャパシタ形成領域、32・・・・・弗
5のシリコン酸化膜、33・・・・・・リンtドープし
た多結晶シリコン、34・・・・・・レジスト、201
・・・・・・チャネルストツノ(特許出願人 日本%信
電話公社 第1図 (a) (b) 第2図 第6図 第7図 第9図 第15図 第17図 (CI) (b)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (IJ シリコン基板の主表面との為す角度がはは垂
直でめる側面と、紙面および低部に対し、て1頃斜する
傾斜部とを南する溝を有して、前記の溝のほは垂直な側
面にキャパシタ會形成し、前記の1代面、2よひ傾斜部
全電気的分離部として構成するキャパシタ7含むことを
特徴とする半導体装置。 (2〕(イJ シリコン基板上に第lのシリコン酸化膜
音形成し、MIJ配のシリコン酸化膜上にシリコン案化
膜葡堆積し、ついで前記のシリコン酸化膜及びシリコン
窒化膜の一部をエツチングにより除去した後、選択酸化
を行い、バーズビーク盆翁する第2のシリコン酸化膜及
びチャネルストッパJ!l形成する工程と、 1FJ) 前記の第2のシリコン酸化膜及びシリコン
窒化膜上に第3のシリコン嘔化膜を堆積し、ついで前記
の第3のシリコン酸化膜上に被看した、レジストをマス
クにした前記のシリコン猿化膜及び第lのシリコン酸化
喚?rエツチンク゛V(より除去して、第2のシリコン
酸化膜のバースビーク部全蕗出する浅い溝上形成する工
程と、 e′j 前記のレジストを除去し、前記の第2のシリ
コン酸化膜のバーズビーク部及び前記のシリコン基板を
エツチングして、前記のバーズビーク部の十に傾斜部上
形成し、前記のバースビーク部以外の部分に底面に対し
て疎eよ垂Iはな壁を一部する深い溝上形成する工程と
、(→ Nil記の深い溝の内壁に第2のシリコン窒化
a!4會形成゛すゐ工程と、 (」9 前記の深い溝の紙面及び1頃斜部に形成さ7し
7ζ第2リシリコン蓋化膜紮エツナンクにより除去する
工程と、 (へ)前記の溝の紙面及び軸斜部に第2のテA・ネルス
トッパを形成する工程と1 (ト2 シリコン基板の主向上の第3のシリコン畝化1
ikl除去し、かつ前記の溝の底面及び傾斜部上に第4
のシリコン酸化膜を形成する工程と、 力 前Heの溝の紙面V(対して線は垂直な側面に残さ
れている第2のシリコン窒化膜及びシリコン基板の主面
上に形成され1いる第3のシリコン酸化膜、第1のシリ
コン富化膜、第1ノシリコン敵化膜を除去し、ついで溝
の紙面に対してtよIよ垂直な側面及びこ扛と接する主
面上のキャパシタ形成領域に絶縁膜のための第5のシリ
コン酸化膜を形成する工程と、切 導電性の多結晶シリ
コンを前記の溝内に堆オ六し、該多結晶シリコンをエツ
チングしてキャパシタ電極を形成する工程とr 含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57173157A JPS5963757A (ja) | 1982-10-04 | 1982-10-04 | 半導体装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57173157A JPS5963757A (ja) | 1982-10-04 | 1982-10-04 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5963757A true JPS5963757A (ja) | 1984-04-11 |
Family
ID=15955153
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57173157A Pending JPS5963757A (ja) | 1982-10-04 | 1982-10-04 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5963757A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6167955A (ja) * | 1984-09-11 | 1986-04-08 | Fujitsu Ltd | 半導体記憶装置とその製造方法 |
EP0187596A2 (en) * | 1984-12-29 | 1986-07-16 | Fujitsu Limited | Semiconductor memory device and method for producing the same |
JPS62136066A (ja) * | 1985-12-09 | 1987-06-19 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
JPS62252963A (ja) * | 1986-04-25 | 1987-11-04 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
JPS62282457A (ja) * | 1986-03-19 | 1987-12-08 | テキサス インスツルメンツ インコ−ポレイテツド | 溝型コンデンサーを有する集積回路 |
US5432115A (en) * | 1992-02-13 | 1995-07-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Process for making a contact betwen a capacitor electrode disposed in a trench and an MOS transistor source/drain region disposed outside the trench |
-
1982
- 1982-10-04 JP JP57173157A patent/JPS5963757A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6167955A (ja) * | 1984-09-11 | 1986-04-08 | Fujitsu Ltd | 半導体記憶装置とその製造方法 |
JPH0365904B2 (ja) * | 1984-09-11 | 1991-10-15 | ||
EP0187596A2 (en) * | 1984-12-29 | 1986-07-16 | Fujitsu Limited | Semiconductor memory device and method for producing the same |
US5006910A (en) * | 1984-12-29 | 1991-04-09 | Fujitsu Limited | Semiconductor memory device and method for producing the same |
JPS62136066A (ja) * | 1985-12-09 | 1987-06-19 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
JPS62282457A (ja) * | 1986-03-19 | 1987-12-08 | テキサス インスツルメンツ インコ−ポレイテツド | 溝型コンデンサーを有する集積回路 |
JPS62252963A (ja) * | 1986-04-25 | 1987-11-04 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
US5432115A (en) * | 1992-02-13 | 1995-07-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Process for making a contact betwen a capacitor electrode disposed in a trench and an MOS transistor source/drain region disposed outside the trench |
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