JPS5988865A - Method of producing charge storage region of semiconductor substrate - Google Patents

Method of producing charge storage region of semiconductor substrate

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JPS5988865A
JPS5988865A JP57198798A JP19879882A JPS5988865A JP S5988865 A JPS5988865 A JP S5988865A JP 57198798 A JP57198798 A JP 57198798A JP 19879882 A JP19879882 A JP 19879882A JP S5988865 A JPS5988865 A JP S5988865A
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dopant
layer
polarity
forming
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ダレル・エム・ア−ブ
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 この発明は集積回路装置の分野に関するもので14− あり、かつ特に、高集積化されたダイナミックRAMの
ための高度にバックされたメモリセル容量装置を製造プ
゛る方法およびその結果生じる構造に関するものである
BACKGROUND OF THE INVENTION This invention relates to the field of integrated circuit devices and, more particularly, to a manufacturing process for highly backed memory cell capacitance devices for highly integrated dynamic RAM. The present invention relates to the method and resulting structure.

今日、ダイナミックランダムアクセスメモリ(RAM)
装置は数千の個別的なメモリセルを有し、各々はトラン
ジスタおよびコンデンサを含む。
Today, dynamic random access memory (RAM)
The device has thousands of individual memory cells, each containing a transistor and a capacitor.

コンデンサは充電された状態または充電されない状態に
あることによって情報の1ビツトを保持することができ
、トランジスタは、情報がコンデンサから読出されまた
はコンデンサへ書込まれるようにRAM装置の残りに対
してコンデンサを電気的に接続するためのスイッチとし
て作用する。
A capacitor can hold a bit of information by being in a charged or uncharged state, and a transistor connects the capacitor to the rest of the RAM device so that information can be read from or written to the capacitor. Acts as a switch to electrically connect.

理想的には、メモリセルコンデンサは単位面積あたり大
きな容量を有すべきである。これによって、コンデンサ
は、コンデンサの上に蓄積された電荷の量を読むであろ
うセンス増幅器の感度を増大ざぜる必要なく、半導体サ
ブストレートの非常に高い集m度を許容するように稠密
的にバックされるように物理的に小さくすることができ
る。単位面積のメモリセルあたりの高い容量を達成する
ための努力の結果、” E N CHA N CF D
  C△PACITORFOR0NE−TRANSTS
TORMEMORY  CELL、”IEEETRAN
S、ELECTRON  DEVICES、VOL、E
D−23,ρI)、1187−1189.0ctobe
r  1976においてC,Q、 3odin1および
T、  l 、 KaminsによッT 開示すn タ
”++−c″RAMメモリセルかつさらにA、F。
Ideally, memory cell capacitors should have large capacitance per unit area. This allows the capacitor to be densely packed to allow very high concentrations of semiconductor substrates without having to increase the sensitivity of the sense amplifier that would read the amount of charge stored on the capacitor. Can be made physically smaller to be backed up. As a result of efforts to achieve high capacity per unit area memory cell, "ENCHANCFD
C△PACITORFOR0NE-TRANSTS
TORMEMORY CELL,”IEEETRAN
S, ELECTRON DEVICES, VOL, E
D-23, ρI), 1187-1189.0ctobe
R 1976 by C, Q, 3odin 1 and T, I, Kamins discloses a ``++-c'' RAM memory cell and also A, F.

TASCH,ET  AL、、”THE  I」l−C
RAM  CELL  C0NCEPT、”IEEET
RANS、ELECTRON  DEVICES。
TASCH,ET AL,,”THE I”l-C
RAM CELL C0NCEPT,”IEEET
RANS, ELECTRON DEVICES.

VOL、ED−25,No 、1.1)Fl、33−4
1゜J anLIaryl 978 、によって拡張さ
れた゛ト]i−C”RAMメモリセルが得られた。
VOL, ED-25, No, 1.1) Fl, 33-4
A RAM memory cell extended by 1°JanLIaryl 978 was obtained.

この概念は、−力積性の不純物層を、半導体サブストレ
ートの他の極性の第2不純物層の上に注入することを含
む。コンデンサ酸化物層がサブストレートの上に形成さ
れ、かつ導電性層がコンデンサ装置を形成するように酸
化物層の頂部の上に形成される。この構造は高められた
容量を有する、なぜならば2成分のコンデンサがあるか
らである。
This concept involves implanting an impulse impurity layer onto a second impurity layer of the other polarity of the semiconductor substrate. A capacitor oxide layer is formed on the substrate and a conductive layer is formed on top of the oxide layer to form a capacitor device. This structure has increased capacitance because there is a two-component capacitor.

第1は酸化物容量であり、この容量はゲート酸化物を覆
う導電層とゲート酸化物の下のサブストレートとの間の
容量であり、第2はディプリーション層の容量であり、
これは対向する極性の2つの注入されたドーパント層の
並置によって形成される。この構造は、酸化物容量のみ
を有するダイミナックRAMセルコンデンサの標準的な
構造と対照される。新しい構造は単位面積あたり非常に
大きな容量を有する。
The first is the oxide capacitance, which is the capacitance between the conductive layer overlying the gate oxide and the substrate below the gate oxide, and the second is the depletion layer capacitance;
It is formed by the juxtaposition of two implanted dopant layers of opposite polarity. This structure is contrasted with the standard structure of Dyminac RAM cell capacitors, which have only oxide capacitance. The new structure has a very large capacity per unit area.

この発明は、H+ −Cメモリセル容量装置の製造方法
であり、それによって、そのようなコンデンサは特定の
処理技術およびそれにより結果的に生じる装置構造のた
めの可能な最大範囲でともにバックされる。この発明で
は、コンデンサ装置の各々は互いに関して明瞭に規定さ
れており、そのため各コンデンサはその電気的な一体性
を保持するため他のものから電気的に分離されたままで
ある。半導体サブストレートの空間の節約が達成さ17
− れ、かつ全体のRAMの集積化が高められる。
The present invention is a method of manufacturing H+-C memory cell capacitor devices, whereby such capacitors are backed together to the greatest extent possible for a particular processing technology and resulting device structure. . In this invention, each of the capacitor devices is well defined with respect to each other so that each capacitor remains electrically isolated from the others to preserve its electrical integrity. Space savings achieved in semiconductor substrates17
- and the overall RAM integration is increased.

発明の概要 この発明の一実施例は半導体ザブストレー1〜における
電荷蓄積領域を製造するための方法であり、サブストレ
ー1〜の上に絶縁層を形成するステップと、絶縁層を覆
ってマスク層を形成するステップと、マスク層に少な(
とも1個のアパーチャーを形成するステップとを備え、
前記アパーチャーは半導体サブストレートに電荷蓄積領
域を規定し、サブストレートを介しての拡散のため第1
極性のドーパント領域をアパーチャーを介して注入する
ステップと、第1極性ドーパント拡散よりも少ない程度
にサブストレートを介して拡散するため第2極性のドー
パントイオンをアパーチャーを介して注入し、それによ
って第2極性ドーパントの拡散に関して第1極性ドーパ
ントの拡散が電荷蓄積領域の周辺を規定するようにマス
ク層の開口の端縁と実質的に整列されるP−N接合を形
成するステップとをさらに含む。
SUMMARY OF THE INVENTION One embodiment of the present invention is a method for manufacturing a charge storage region in a semiconductor substray 1, which includes the steps of forming an insulating layer on the substray 1, and forming a mask layer over the insulating layer. step and add a small amount to the mask layer (
forming one aperture with each other;
The aperture defines a charge storage region in the semiconductor substrate and provides a first charge storage region for diffusion through the substrate.
implanting a dopant region of polarity through the aperture; and implanting dopant ions of a second polarity through the aperture to diffuse through the substrate to a lesser extent than the first polarity dopant diffusion, thereby implanting a second polarity dopant region through the aperture. forming a P-N junction substantially aligned with an edge of the opening in the mask layer such that the diffusion of the first polar dopant defines a periphery of the charge storage region with respect to the diffusion of the polar dopant.

サブストレートの第1ii性ドーパントよりも少18− ない程度に第2極性ドーパントを拡散させる1つの方法
は、第2極性ドーパントよりも大きな拡散率を有する第
1極性ドーパントを選択することである。このような第
1および第2極性ドーバン1−の例は、それぞれホウ素
および砒素である。
One method of diffusing the second polarity dopant to a lesser extent than the primary polarity dopant in the substrate is to select a first polarity dopant that has a greater diffusivity than the second polarity dopant. Examples of such first and second polar dobans 1- are boron and arsenic, respectively.

第2極性ドーバン+−に関して第1極性ドーバン1〜の
所望の拡散を達成する他の方法は、はぼ等しい拡散率の
2つのドーバン1−を選択し、かつ第2極性ドーパント
が半導体ザブストレートへ注入される前に第1極性ドー
パントを拡散することである。はぼ等しい拡散率を有す
る第1 J3よび第2極性ドーパントは、それぞれホウ
素およびリンである。
Another way to achieve the desired diffusion of the first polarity dopant 1~ with respect to the second polarity dopant +- is to select two polarity dopant 1- with approximately equal diffusivities and the second polarity dopant to the semiconductor substrate. Diffusion of the first polarity dopant before implantation. The first J3 and second polar dopants with approximately equal diffusivities are boron and phosphorus, respectively.

半導体サブストレートのこれらの複数個の電荷蓄積領域
のさらに他の方法は、ザブス1〜レートの上に第1の絶
縁層を形成するステップと、第1絶縁層の上に第1マス
ク層を形成するステップと、サブストレートの上に第1
領域を規定するように第1マスク層にアパーチャーを形
成するステップと、サブストレートの予め定められる濃
度まで、アパーチャーを介して第1極性ドーバンl−の
イオンを注入するステップと、第1マスク層を除去する
ステップと、第1絶縁層の上に第2のマスク層を形成−
づるステップと、第2マスク層に複数個のアパーチャー
を形成するステップとを含み、それらのアパーチャーの
各々は第1領域を実質的に覆うように配置され、さらに
、前記ザブス1ヘレート・の予め定められる濃度までア
パーチャーを介して第2極性ドーバンl−のイオンを注
入し、それによって第1極性ドーパントの濃度に関して
第2極性ドーパントの濃度が電荷蓄積領域の周辺を規定
するように各々第2マスク層のアバーヂト−の端縁と実
質的に整列されるP−N接合を形成するステップをさら
に備える。
Yet another method of forming a plurality of charge storage regions in a semiconductor substrate includes forming a first insulating layer over the Zabus 1-rate and forming a first masking layer over the first insulating layer. the first step on the substrate.
forming an aperture in the first mask layer to define a region; implanting ions of a first polarity Dovan l- through the aperture to a predetermined concentration in the substrate; forming a second mask layer on the first insulating layer;
forming a plurality of apertures in the second mask layer, each of the apertures being disposed to substantially cover the first region; each second mask layer such that the concentration of the second polarity dopant defines the periphery of the charge storage region with respect to the concentration of the first polarity dopant. forming a P-N junction substantially aligned with an edge of the vertices of the method.

種々のI’l造方法ににす、複数個の隣接する容量装置
を有する半導体装置構造が得られ、この構造は、電荷蓄
積領域を規定しかつ半導体サブストレートの表面に第2
極性のドーバン[へを有しかつ1ノブストレートへ延び
る複数個の領域と、表面で、サブス1ヘレートバルクの
それど同じ第1極性のドーパントを有しかつサブストレ
ートへ延びかつ、互いに第2極性ドーパント領域を電気
的に分l1llI′rJ−るため第1および第2極性ド
ーパント領域間の境界にP−N接合を形成するように第
2極性ドーパント領域間に配置される複数個の領域と、
第1および第2極性領域を覆う絶縁層(第1極性領域を
覆う絶縁層の厚さは1000オングストローム以下であ
る)と、絶縁層を覆う導電層とを備え、それによって導
電層、電荷蓄積領域および電荷蓄積領域の上の絶縁層の
部分が容量素子を形成する。
Various I'l fabrication methods result in semiconductor device structures having a plurality of adjacent capacitive devices that define a charge storage region and have a second capacitor on the surface of the semiconductor substrate.
a plurality of regions each having a dopant of polarity and extending to one knob straight, each having a dopant of the same first polarity and extending to the substrate and each having a dopant of a second polarity at the surface; a plurality of regions disposed between the second polarity dopant regions to form a P-N junction at the interface between the first and second polarity dopant regions for electrically dividing the regions;
an insulating layer covering the first and second polar regions (the thickness of the insulating layer covering the first polar region is 1000 angstroms or less); and a conductive layer covering the insulating layer, thereby forming a conductive layer and a charge storage region. and a portion of the insulating layer above the charge storage region forms a capacitive element.

詳細な説明 第1図は+−+; −Cメモリセルの回路図を示す。detailed description FIG. 1 shows a circuit diagram of a +-+;-C memory cell.

メモリセルはアクセストランジスタ13を有し、この1
−ランジスタの一方端子はピットライン11へ接続され
、かつ他方端子は電荷蓄積コンデンサ17へ接続される
。このコンデンサ17は2個のコンポーネント、すなわ
ち、酸化容量おにびディプリーション層容量を有する。
The memory cell has an access transistor 13, which
- one terminal of the transistor is connected to the pit line 11 and the other terminal to the charge storage capacitor 17; This capacitor 17 has two components: an oxidation capacitance and a depletion layer capacitance.

第1図において、酸化容量は別のコンデンサ15によっ
て表わされており、かつディプリーション層の容量はコ
ンデ21− ンサ16で示される。コンデンサ15の一方プレートは
接地であり、ディプリーション層の]ンデンサ16の他
のプレー1−は電圧Vaaにあり、これは半導体サブス
トレー1へのバルクにおいて発生されるバックゲート、
またはサブス1−レートバイアスである。1ヘランジタ
13のゲート14はワードライン12へ接続される。ワ
ードライン12の信号はトランジスタ13をターンオン
し、それによって蓄積コンデンサの内容は電気的にビッ
トライン11にアクセス可能である。
In FIG. 1, the oxidation capacitance is represented by another capacitor 15, and the depletion layer capacitance is represented by capacitor 21-16. One plate of the capacitor 15 is grounded and the other plate 1- of the capacitor 16 of the depletion layer is at the voltage Vaa, which is the backgate generated in the bulk to the semiconductor substrate 1;
or subs 1-rate bias. The gate 14 of the 1-heran jitter 13 is connected to the word line 12. The signal on word line 12 turns on transistor 13 so that the contents of the storage capacitor are electrically accessible to bit line 11.

第2A図は1対の隣接メモリセルの平面図であり、その
各々は軽くPドープされたシリコンリーブストレート1
0の上で、第1図に示される回路図に対応する。この対
は、1つのRAM装置における数千ものメモリセルを表
わす。点線およびダッシュラインは従来の工程によって
サブストレー1への上にメモリセルを形成するために用
いられる神々のマスクのいくつかを示し、それは各メモ
リセルを他のものから分離するためダラシコライン25
によって輪郭付けされたソース/ドレインマス22− りを用いる。点11i123はコンデンナマスク庖示し
、このマスクは、PおよびN型ドーパントの2重注入が
行なわれている間、コンデンサ領域の外側のサブストレ
ートにある部分を覆う。ポリシリコン7スクが、ダッシ
ュライン26で限界が示されており、それはコンデンサ
17の1;めのフィールドプレー1へ27と、各メモリ
セルのアクセスl−ランラスタ13のためのグー1−電
極14とを規定する。
FIG. 2A is a top view of a pair of adjacent memory cells, each of which has a lightly P-doped silicon rib straight 1
0 and corresponds to the circuit diagram shown in FIG. This pair represents thousands of memory cells in one RAM device. The dotted and dashed lines indicate some of the divine masks used to form the memory cells on the sub-stray 1 by conventional processes, which include the lines 25 to separate each memory cell from the others.
A source/drain mass 22- is used. Point 11i 123 represents a condenser mask that covers the portion of the substrate outside the capacitor region during the dual implantation of P and N type dopants. A polysilicon 7 screen is shown bounded by a dashed line 26, which connects the capacitor 17 to the field play 1 27 and the goo 1 electrode 14 for the access l-run raster 13 of each memory cell. stipulates.

第2A図のメモリセルの各々ごとに第1因のライン12
で示される物理的なワードラインは、ダラシコライン2
6で輪郭付けされるマスクによって規定されるようなポ
リシリコン層を覆う二酸化シリコンの絶縁層を覆ってビ
ットライン11に垂直に延びる。各ワードラインは、絶
1!I層におけるアパーチャーを介して示されたX″印
の各アクセス1〜ランジスタ13のグー(へ電極14に
接触する。
The first factor line 12 for each of the memory cells of FIG. 2A.
The physical word line indicated by is Darashico line 2
Extending perpendicularly to the bit lines 11 over an insulating layer of silicon dioxide overlying the polysilicon layer as defined by the mask outlined at 6. Each word line is absolutely perfect! Through the aperture in the I layer, each access 1 to the transistor 13 (to the electrode 14 of the X'' mark shown) is contacted.

ワードラインまたは二酸化シリコンの絶縁層のいずれも
示されていない。
Neither the word line nor the silicon dioxide insulating layer is shown.

ラインA −Aに沿って切断した第2A図のメモリセル
の1つの断面図を第2B図に示す。サブストレー1−1
0はサブスt−1ノート10の74−ルド領域において
フィールド酸化物層31にJ、って覆われており、すな
わち、これらの領域は点線25で示されるソース/トレ
インマスクによって規定されるようなサブストレート1
0の能動領域の外側にある3、サブストレー1−10の
能動領域間の浮遊チャネルが形成されるのを防止するP
型ドーパントのフィールド注入30がフィールド酸化物
層31の下にある。ピッ1〜ライン11はトノーー(N
+)不純物を備えた重くドープされたfnVj、である
。ビットライン11もまた各アクセス1ヘランジスタ1
3の部分を形成し、これはポリシリコン層−1−14お
よび他のソース/ドレイン領Vi21を有し、これもま
たN″領域である。メモリヒルごとのコンデンサがアク
セプタ不純物(P+)の第1注入層24おJ:びN+不
純物の第2注入層23でサブストレートの電荷蓄積領域
【こよって形成される。これらの2個の領域の境界は電
荷NW4構造に対するディプリーション容認寄与を作り
出すために空乏化となる。第1図において、この寄りは
C8として示さねた。平面図にd3いて層23によって
輪郭付(プされたこれらの電荷蓄積領域の」ニには、こ
の構造では、ゲート酸化物層28がありかつそのLには
」ンデンサのフィールドプレートを形成するポリシリコ
ン層27がある。N+層23から酸化物層28にJ:っ
て分離されたポリシリコン層27は酸化物容量をコンデ
ンサ16へ与える。第1図において、この寄与成分はc
o、、、として示される。
A cross-sectional view of one of the memory cells of FIG. 2A taken along line A--A is shown in FIG. 2B. Substray 1-1
0 is covered by a field oxide layer 31 in the 74-field regions of the substratum t-1 note 10, i.e., these regions are Substrate 1
3 outside the active area of substrays 1-10 to prevent floating channels from forming between the active areas of substrays 1-10.
A field implant 30 of type dopants underlies the field oxide layer 31. Pit 1 to line 11 is Tonneau (N
+) heavily doped fnVj with impurities. Bit line 11 is also connected to each access 1
3, which has a polysilicon layer -1-14 and another source/drain region Vi21, which is also an N'' region. A capacitor for each memory hill is connected to the first part of the acceptor impurity (P+). A charge storage region of the substrate is thus formed by the injection layer 24 and the second injection layer 23 of N+ impurity. In Figure 1, this offset is not shown as C8. There is an oxide layer 28 and at its L a polysilicon layer 27 forming the field plate of the capacitor. is applied to the capacitor 16. In FIG.
It is denoted as o, ,.

第3Δ図、第3B図および第3C図はコンデンサ装置の
勾を形成するのに用いられる従来の処理技術の部分を示
す1,3つの図面はうインB−Bに沿って第2八図を切
断1)だ断面図である。
Figures 3A, 3B and 3C are one or three views showing portions of conventional processing techniques used to form the slope of a capacitor device; It is a sectional view of cut 1).

従来のプロセスはN+R23およびP + Iff 2
4で2重注入された電荷蓄積領域を形成するためのマス
クとして絶縁フィールド酸化物層を用い、同時に、点!
23ににって示されるコンデンザマスクがこれらの領域
の外側の注入を阻止する。
The conventional process is N+R23 and P+If2
Using the insulating field oxide layer as a mask to form the double-implanted charge storage region at 4 and at the same time point!
A capacitor mask, indicated at 23, prevents implantation outside these areas.

フィールド顛化物31はサブストレー1〜10を覆う数
百オングストロームの厚さの初期パリヤニ25− 酸化シリ」ン層22から形成される。周知のノAトリソ
グラノイ技術による窒化シリコン層29が第2A図の点
線25によって境界が定められたソース/トレインマス
クによっでバリヤ酸化物層22の」二に規定される。し
かしながら、ノAトレジス1へ祠料のフォトリソグラフ
ィマスクもまた、−ノア t−レジス1へが除去される
前に、サブストレー1へfR域30Aへのフィールド注
入のために用いられる。サブストレートは、次に、酸化
環境において加熱され、それによって、窒化物層29に
よって露出されて残され7.:1122の部分は適当な
フィールド酸化物層(ぎ、約10000オンゲスト[1
−ムまで成長し、初期注入領域30△はその下に配回さ
れたフィールド注入領域30内へ拡がる。窒化物層29
の下のバリヤ酸化物822の部分がマスクされるので、
これらの部分は成長しない。酸化侵、窒化物1!29お
よび薄いバリヤ酸化物語22が除去される。第3B図は
この段階におけるリブストレートの状態を示づ。
Field infusion 31 is formed from an initial silicon oxide layer 22 several hundred angstroms thick covering substrays 1-10. A silicon nitride layer 29 in accordance with the well-known A-trisograno technique is defined over the barrier oxide layer 22 by a source/train mask delimited by the dotted line 25 in FIG. 2A. However, a photolithographic mask of NoA abrasive is also used for field implantation into the fR region 30A of Substray 1 before the NoA t-Resist 1 is removed. The substrate is then heated in an oxidizing environment, thereby leaving the nitride layer 29 exposed7. :1122 is covered with a suitable field oxide layer (approximately 10,000 onguest [1
- the initial implant region 30Δ extends into the field implant region 30 disposed below. Nitride layer 29
The portion of barrier oxide 822 under is masked, so
These parts do not grow. Oxide attack, nitride 1!29 and thin barrier oxide story 22 are removed. FIG. 3B shows the state of the rib straight at this stage.

ここ(二おりる図面は代表的なものにすきず、真26− のスケールを確保するものでないということにン1目す
べきであり、第3B図のフィールド酸化物31と第3A
図のバリヤ酸化物層22の厚さの比較がこの点を示して
いる。
It should be noted that the two drawings here are representative and do not ensure true scale, and the field oxide 31 in Fig. 3B and the field oxide 31 in Fig. 3A.
A comparison of the thickness of barrier oxide layer 22 in the figure illustrates this point.

第3B図に示される下方向を差J矢印はPおよびN型ド
ーバン1〜の2重注入を示し、マスクフィールド酸化物
31おにびフォトレジストのコンデンサマスクが第2A
図のライン23によって規定される。第3C図は完成し
た」ンデンサを示し、その各々は1)+およびN4層2
3および24をイれぞれ備えた電荷蓄積領域およびサブ
ス1〜レート10におけるフィールド注入領域30を有
する。
The downward arrow shown in FIG. 3B indicates a double implant of P and N type dopanes 1 to 1, with mask field oxide 31 and photoresist capacitor mask 2A.
It is defined by line 23 in the figure. FIG. 3C shows the completed "densor", each of which has 1) + and N4 layers 2
3 and 24, respectively, and a field injection region 30 in sub-rates 1-10.

コンデンサ酸化物28は電荷蓄積領域を覆って再成長さ
れ、かつポリシリコンフィールドプレー1〜27が、今
、完全に絶縁されたサブス1〜レート10を覆って形成
される。
Capacitor oxide 28 is regrown over the charge storage region and polysilicon field plays 1-27 are formed over the now fully isolated sub-layers 1-10.

第2A図、第3A図、第3B図および第3C図をより詳
細に調べると、従来の処理の欠点のいくつかが見られる
。与えられたフォトリソグラフィプロセスでは、達成可
能な最大解像度がある。光を用いる今日の投影アライメ
ント技術に対し−Cは、フ4トレジス1〜材料用のツー
A1−マスクの最大解像度は約2ミクロンのようである
。上の従来のブ[]セスでは、フィールド酸化スデツブ
のための窒化物マスクを規定するために電荷蓄積領域を
罹−)て窒化物層29をフォトレジスト が必襞である。2ミク[コンがフォトマスクのためのコ
ンデンサ間に分離を規定するために用いられる状態では
、)第1−リソグラフィによりノル定された口よりも多
いフォトレジストか必然的に除去されて、2ないし2.
5ミクロンのフォトルジス1−14料閤の実際の分離距
離を与えるということがわかっている。
Upon closer examination of Figures 2A, 3A, 3B and 3C, some of the deficiencies of the conventional process can be seen. For a given photolithography process, there is a maximum resolution that can be achieved. For today's projection alignment techniques that use light-C, the maximum resolution of the mask for the FTREGIS1~MATERIAL appears to be about 2 microns. The above conventional process requires photoresist nitride layer 29 over the charge storage region to define the nitride mask for the field oxide layer. 2 microns (in situations where the condenser is used to define the separation between capacitors for a photomask) 1st - more photoresist than the lithographically defined aperture is necessarily removed, 2 or 2.
It has been found that 5 microns gives the actual separation distance of the Photolgis 1-14 material.

さらに、電荷蓄積領域間で露出される下に横たわる窒化
物層29がエツチングされな&つればならない。これに
よってさらに分離距離が増大される。
Additionally, the underlying nitride layer 29 that is exposed between the charge storage regions must be etched and removed. This further increases the separation distance.

なぜならば、■+i露出された°窒化物層29よりも多
くがフォトレジス1〜の下の窒化物層へアンダーカット
することによって除去されるh日うである。
This is because more than the exposed nitride layer 29 is removed by undercutting into the nitride layer below the photoresist 1.

これはエツヂングスデツブの当然の結果である。This is a natural result of Etzings' development.

このように、第3A図に示す実際の分MSは投影アライ
メン1−の特定のフォトリソグラフィ技術の限界に、J
:って課せられる2ミクロンの規定された分離よりも大
きい。
Thus, the actual MS shown in FIG.
: greater than the specified separation of 2 microns imposed.

従来の工程のさらに他の欠点が明らかである。Still other drawbacks of the conventional process are apparent.

各コンデンサが幅Wを有する状態では、窒化物層29は
各コンデンサの電荷蓄積領域を規定するため分離SおJ
:び幅Wのマスク窒化物層2つで形成される。厚いフィ
ールド酸化物31が形成された後、フィールド酸化物3
1は厚さがテーパを有するので、サブストレート10の
電荷蓄積領域を覆ってそれはコンデンサ酸化物1128
内へ進入することが見られる。このことは、電荷蓄積領
域の丁度外側の酸化物厚さとゲート酸化物の厚さとの1
0:1の比以上の構造においては必須のようである。大
雑把なやり方どして、このグー1−1化物28へのフィ
ールド酸化物31による侵入はほぼフ−(−ルド酸化物
の厚さである。各コンデンサの端縁での厚くなった部分
は各装甜の総容量を減少させる。上で与えられた寸法で
かつ6ミクロンの典29− 型内なコンデンサaWを想定して、実際の幅は4ミクロ
ンまで減少される。容量の対応する厳しい減少が生じる
。この損失を補償するために、コンデンサ幅Wが増大さ
れてもよい。しかしながら、そのような増大により、コ
ンデンサのピッ721幅Wの総和おJ、び分離Sが長く
なる。各コンデンサはより多くのスペースを占めるため
に幅を拡げられ、これはメモリセルのバック密度を減少
さける。同様に、各コンデンサの長さが代わりに増大さ
れても同じ不所望な結果どなる。メモリセルは今日のR
AMでは数千倍に複写されているので、この補償はRA
M素子のバック密度およびブツブ寸法に即不利な衝撃を
有する。
With each capacitor having a width W, the nitride layer 29 separates S and J to define the charge storage area of each capacitor.
: Formed by two mask nitride layers with a width W. After the thick field oxide 31 is formed, the field oxide 3
1 has a taper in thickness so that over the charge storage region of the substrate 10 it is capacitor oxide 1128
It can be seen that it is entering inside. This means that the oxide thickness just outside the charge storage region is equal to the gate oxide thickness.
It appears to be essential in structures with a ratio of 0:1 or higher. As a rough rule of thumb, this intrusion by field oxide 31 into goo 1-1 oxide 28 is approximately the thickness of the field oxide. Reduces the total capacitance of the device.Assuming a capacitor aW with the dimensions given above and in a typical 29-type of 6 microns, the actual width is reduced to 4 microns.A corresponding severe reduction in capacitance To compensate for this loss, the capacitor width W may be increased. However, such an increase increases the sum of the capacitor pitch widths W, J, and the separation S. The width is increased to take up more space, which reduces the back density of the memory cell.Similarly, if the length of each capacitor were instead increased, the same undesirable result would occur.Memory cells today R of
Since AM is copied thousands of times, this compensation is
This has an immediate negative impact on the back density and bump size of the M element.

他方、この発明は特定のフォトリソグラフィ技術のすべ
ての利点をとり得る。
On the other hand, the invention may take all the advantages of a particular photolithography technique.

この発明の稜々のフォトリソグラフィマスクが第4図に
輪郭付1)されている。この発明はシリコンサブストレ
ート10の約5x 10” /C1の軽(ドープされた
アクセプタ濃度で始まり、バリヤ酸化物H4,2が数百
ないしほぼ1000オング30− スl〜ロームの厚さく500オンゲス1ヘロームが最適
な厚さである)の範囲でサブストレー]へを覆って成長
される。窒化シリコン層がこの二酸化シリコンを覆って
約1000オングストロームの厚さに形成される。窒化
物層の部分は次いで、ダッシュライン45によって輪郭
付番プされるソース/ドレインマスクを形成するように
除去される。サブストレートの能動領域を覆って窒化シ
リコン層が形成された状態で、アクセプタ不純物イオン
のフィールド注入が前に説明したようにサブストーレー
1へのフィールド領域へ行なわれる。続いて、マスクと
して窒化シリコンを用いて、露出されたバリヤ酸化物層
が、フィールド酸化物31を形成するように約1000
0:4ングストロームの厚さまで成長される。この点で
、フィールド酸化物は任意の意義ある程度まで隣接電荷
蓄積領域間には現われない。第4図のライン45によっ
て境界を付けられたソース/ドレインマスクは第2A図
のソース/ドレインマスクと異なる。
The ridged photolithographic mask of this invention is outlined 1) in FIG. The invention begins with a light (doped acceptor concentration of about 5 x 10"/C1) on a silicon substrate 10, and a barrier oxide H4,2 of a few hundred to approximately 1000 angstroms to a loam thickness of 500 ng/cm. A layer of silicon nitride is formed over the silicon dioxide to a thickness of about 1000 angstroms. Portions of the nitride layer are then , removed to form a source/drain mask contoured by dashed lines 45. With a silicon nitride layer formed over the active area of the substrate, field implantation of acceptor impurity ions is then performed. to the field area to the sub-storey 1 as described in 1. Then, using silicon nitride as a mask, the exposed barrier oxide layer is etched by about 1000 nm to form the field oxide 31.
It is grown to a thickness of 0:4 angstroms. In this regard, field oxide does not appear between adjacent charge storage regions to any significant extent. The source/drain mask bounded by line 45 in FIG. 4 is different from the source/drain mask in FIG. 2A.

窒化物層の下の残りの窒化物およびバリヤ酸化物層が簡
単なエツチング技術によって除去される。
The remaining nitride and barrier oxide layer below the nitride layer is removed by a simple etching technique.

続いて、第2の酸化物層52が100 ’:にいし30
0オングストローム(200オンゲス1−ロームが最適
)の範囲の厚さまでサブストレー1〜10の露出された
能動領域を覆って成長される。少なくとも部分的に、か
つダッシュライン43によって輪郭付けされる電荷蓄積
領域を描くフォトレジスト材料49のコンデンサマスク
が形成される。ノオトレジス1−材料4つおよび厚いフ
ィールド酸化物31、すなわち、点線および実線43お
よび45によって境界付けられる領域によって規定され
るアパーチャーを介して、ザブス1−レート10ヘホウ
素をイオン注入して予備注入層53△を作り出寸。この
後、砒素の注入が行なわれて予備層54Aを作り出す。
Subsequently, the second oxide layer 52 has a thickness of 100': 30
The substrate is grown over the exposed active areas of substrays 1-10 to a thickness in the range of 0 Angstroms (200 Angstroms 1-Roam is optimal). A capacitor mask of photoresist material 49 is formed that at least partially delineates the charge storage area and is delineated by dashed line 43 . Nootregis 1 - material and thick field oxide 31 , i.e. ion implantation of Zabus 1 - rate 10 boron through an aperture defined by the area bounded by dotted and solid lines 43 and 45 to form a pre-implanted layer. Create a size of 53△. After this, an arsenic implant is performed to create preliminary layer 54A.

ホウ素(P41の量はサブストレート10において10
0KeVで10+9イオン/C1であり、かつ砒素(N
+)の量は100KeVで10′4イオン/am2であ
る。薄い酸化物層52の露出部は、次に、エツチングに
よって除去されかつフォトレジスト49は剥ぎ取られる
The amount of boron (P41 is 10 in substrate 10)
10+9 ions/C1 at 0 KeV, and arsenic (N
+) is 10'4 ions/am2 at 100 KeV. The exposed portions of thin oxide layer 52 are then etched away and photoresist 49 is stripped.

残っているものは点線43によって囲まれたザブストレ
ートの露出面と、隣接電荷蓄積領域間にある約200オ
ングストローム厚さの酸化物層52である。酸化ステッ
プにより、露出したザブス1−レート10は300ない
し500オンゲス]へロームの厚さまでその上に再成長
される酸化物層、すなわちコンデンサ酸化物領域58を
有し、使方、電荷蓄積領域間の領域51は450ないし
650オングストロームまでうすくされる。400オン
グストロームのコンデンサ酸化物厚さおよび電荷蓄積領
域を覆っていない酸化物のための550オンゲス1〜ロ
ームの厚さは非常に有効な酸化物層の寸法であるという
ことがわかっている。したがって、従来のプロセスの構
造と対比して、2:1以下の酸化物厚さの比が作り出さ
れる。事実、まずフォトレジスト49を剥ぎ取り、薄い
酸化物層52を完全に除去し、次にサブストレート10
を覆って酸化物層を再び成長させることによって、コン
デンサ酸化物領域52および分離酸化物領域51が同じ
厚さ、すなわち1:1の比を有すること33− ができる。このような構造もまた有効である。l−)小
のプロセスおよびその変形トニ共通なことは、酸化物領
域51の厚さは、10000オンゲス1〜ロームの典型
的なフィールド酸化物よりもはるかに小さく、かつ小実
、1000オンゲスト[J−ム以下であるということで
ある。この利点を以下に議論する。
What remains is the exposed surface of the substrate surrounded by dotted lines 43 and an approximately 200 angstrom thick oxide layer 52 between adjacent charge storage regions. Due to the oxidation step, the exposed Zabus 1-Rate 10 has an oxide layer regrown thereon to a thickness of 300 to 500 Å, i.e., a capacitor oxide region 58, between the charge storage regions. Region 51 is thinned to 450 to 650 angstroms. It has been found that a capacitor oxide thickness of 400 Angstroms and a thickness of 550 Angstroms to Rohm for the oxide not covering the charge storage regions are very effective oxide layer dimensions. Thus, an oxide thickness ratio of 2:1 or less is created compared to conventional process structures. In fact, the photoresist 49 is first stripped, the thin oxide layer 52 is completely removed, and then the substrate 10 is removed.
By growing the oxide layer over again, the capacitor oxide region 52 and the isolation oxide region 51 can have the same thickness, ie, a 1:1 ratio 33-. Such a structure is also effective. l-) A common feature of the small process and its variations is that the thickness of the oxide region 51 is much smaller than the typical field oxide of ROHM, and the thickness of the oxide region 51 is much smaller than the typical field oxide of ROHM, and the thickness of the small grain, 1000 Å [ This means that it is below J-m. The benefits of this are discussed below.

サブストレートが酸化された状態で、ポリシリコン層が
約3000オンゲス1−ロームの厚さに対しサブストレ
ー1−を覆って形成され、かつダッシュライン46で示
されるJ、うに、第2A図のものと同じポリシリコンマ
スクをした状態で、フィールドプレー1−が電荷蓄積領
域を覆って形成される。
With the substrate oxidized, a polysilicon layer is formed over the substrate 1- to a thickness of approximately 3000 Å 1-Roam, and is indicated by dashed line 46, as shown in FIG. 2A. With the same polysilicon mask on, field play 1- is formed over the charge storage region.

同じポリシリコン層もまたアクセス1ヘランジスタを覆
ってグー1〜T1極44を形成する。
The same polysilicon layer also forms the Goo1-T1 poles 44 over the Access1 transistor.

コンデンサフィールドブlノート47およびアクセスト
ランジスタグー1−・電極44の形成に続き、砒素のソ
ース/ドレイン注入が行なわれて、ポリシリコン層のこ
41らの部分をドープし、かつアクセス1−ランジスタ
およびピッ1−ライン11のN+34− ソースおよびドレイン領域を形成する。
Following the formation of the capacitor field blank 47 and the access transistor electrode 44, a source/drain implant of arsenic is performed to dope these portions of the polysilicon layer 41 and to fill the access transistor and Form N+34- source and drain regions of Pit 1-line 11.

最後に、サブストレートが酸化環境に置かれ、かつ10
00℃以上の温度で゛ドライブインステップが行なわれ
る。そのようなステップのための典型的な組のパラメー
タは70分間で1030℃である。このステップの効果
のうちの1つは、砒素およびホウ素の不純物の注入がサ
ブストレート10を介して区別して拡散するということ
である。ホウ素および砒素の拡散率におシブる大きな差
の状態で、たとえば、ホウ素は約2X10−”Cm2/
secの拡散率を有し、かつ砒素は1000℃でlX1
0− ” ’ c1/secの拡散率を有し、P−N接
合は互いに関して電荷蓄積領域を規定するマスクフォ1
ヘレジスト層の端縁の実質的に下で形成される。
Finally, the substrate is placed in an oxidizing environment and
A "drive-in step" is performed at a temperature of 00°C or higher. A typical set of parameters for such a step is 1030° C. for 70 minutes. One of the effects of this step is that the arsenic and boron impurity implants diffuse differentially through the substrate 10. With the large difference in diffusivity of boron and arsenic, for example, boron is approximately 2X10-"Cm2/
sec, and arsenic has a diffusivity of lX1 at 1000°C.
0- ''' with a diffusivity of c1/sec, the P-N junctions are connected to a mask photoform 1 which defines a charge storage region with respect to each other.
Formed substantially below the edges of the heresist layer.

第5A図、第5B図および第5C図はこの点を示してい
る。これらの図面は第4図のラインC−Cに沿って切断
した断面図である。第5A図は各Z+ −Cメモリセル
の電荷蓄積領域を規定するように薄い酸化物層52の上
にフォト−ジス1〜材料49のコンデンサマスクを備え
たサブストレートマスクを示す。従来のプロセスと同じ
設計寸法を用いて、マスク層49により規定される各ア
パーチャーは、幅Wであり、Isだけ隣接電荷蓄積領域
を分離している。
Figures 5A, 5B and 5C illustrate this point. These drawings are cross-sectional views taken along line CC in FIG. 4. FIG. 5A shows a substrate mask with a capacitor mask of Photo-Dis 1-Material 49 over a thin oxide layer 52 to define the charge storage region of each Z+-C memory cell. Using the same design dimensions as in conventional processes, each aperture defined by mask layer 49 is of width W and separates adjacent charge storage regions by Is.

各アパーチャーを介してホウ素および砒素イオンが注入
される。第5B図はそのプロセスの段階を示す。2つの
予備ドーパント領域53Aおよび54Aが別々の層とし
て示されており、2つの不純物の注入エネルギはホウ素
および砒素不純物を混ぜ合わせるように設定されてもよ
い。
Boron and arsenic ions are implanted through each aperture. Figure 5B shows the stages of the process. Two preliminary dopant regions 53A and 54A are shown as separate layers, and the implant energies of the two impurities may be set to mix the boron and arsenic impurities.

フォトレジスト層49がマスクとして保持され、かつ電
荷蓄積領域を覆って薄い酸化物層52の露出部が除去さ
れる。次に、フォトレジスト層49が取除かれ、かつ他
の酸化ステップが行なわれてコンデンサ酸化物58を再
び成長させ、かつ電荷蓄積領域の間の酸化物層51を厚
くする。第5C図はこの構造を示し、これはまた各コン
デンサ構造を完成するため覆っているポリシリコンフィ
ールドプレートl!147を有している。
Photoresist layer 49 is retained as a mask and exposed portions of thin oxide layer 52 are removed over the charge storage regions. Photoresist layer 49 is then removed and another oxidation step is performed to re-grow capacitor oxide 58 and thicken oxide layer 51 between the charge storage regions. Figure 5C shows this structure, which also covers polysilicon field plates l! to complete each capacitor structure. It has 147.

第5C図はさらにドライブインステップの後、P型ドー
パン1−のホウ素がN型砒素よりもはるかに広範囲に拡
散したということを示す。拡散されたホウ素の層54は
最初に注入された層54Aから大いに拡大している。そ
れに対し、拡散された砒素の層53は比較的移動しない
で留まっている。
Figure 5C further shows that after the drive-in step, the boron of the P-type dopane 1- diffused much more extensively than the N-type arsenic. The diffused boron layer 54 has expanded greatly from the initially implanted layer 54A. In contrast, the diffused arsenic layer 53 remains relatively stationary.

このように、ホウ素は隣接する電荷蓄積領域からN+層
53を効果的に分離するため砒素よりも先に拡散する。
Thus, boron diffuses before arsenic to effectively isolate N+ layer 53 from adjacent charge storage regions.

サブストレート10の表面で砒素の層53およびホウ素
の層54により形成されるP−N接合は実質的にコンデ
ンザマスクアパーチャーの周辺の下にある。
A PN junction formed by a layer of arsenic 53 and a layer of boron 54 at the surface of substrate 10 lies substantially below the periphery of the capacitor mask aperture.

上述のプロセスにおいて、フォトレジ21〜層49は従
来のプロセスと対比して、コンデンサを分離するサブス
トレート10の領域を覆って残されているという点に注
目されたい。フォトマスクにより規定されるものを越え
てフォトレジスト材料を過剰に除去すると上述した新規
なプロセスに有利である。2ミクロンの解像度という同
じフtトリソグラフィの高速の状態で、電荷蓄積領域を
分37− 離するだめのフォト−ジス1一層49は、コンデンサ領
域が実際に増大するように1.5から2ミクロンまで変
化する。
Note that in the process described above, photoresist 21-layers 49 are left over the regions of substrate 10 that separate the capacitors, in contrast to conventional processes. Excess removal of photoresist material beyond that defined by the photomask is advantageous for the novel process described above. At the same high lithography speed of 2 micron resolution, the photolithographic layer 49 used to separate the charge storage area by 1.5 to 2 microns actually increases the capacitor area. changes up to.

さらに、この発明の分離方法では何の窒化物層も用いら
れず、かつ従来のプロセスにおける窒化物のアンダーカ
ットが避【プられる。
Furthermore, the separation method of the present invention does not use any nitride layer and avoids nitride undercutting in conventional processes.

最後に、コンデンサ酸化物の進入も何ら生じず、これは
従来のプロセスおよび構造と比べて、酸化物領域51の
厚さが不足するためである。コンデンサ酸化物層58は
これらの周辺領域ではなおも薄いので、幅Wのコンデン
サが形成される。各メモリセルの容量を維持するために
コンデンサを幅広くすることによる補償が何ら要求され
ない。
Finally, no capacitor oxide ingress occurs either, due to the lack of thickness of the oxide region 51 compared to conventional processes and structures. Capacitor oxide layer 58 is still thinner in these peripheral regions, so that a capacitor of width W is formed. No compensation is required by widening the capacitor to maintain the capacitance of each memory cell.

差動的拡散をさらに調べると、上で示した2個の隣接す
る電荷蓄積領域を規定するために用いられるフォトレジ
ス1−マスク層49の一部と、拡散後のサブストレート
の表面近くの注入されたホウ素および砒素のための対応
する横方向のドーパント輪郭が示される。しかしながら
、ドーパント輪郭は、電荷蓄積領域の分離がどのように
して達成38− されるかを示すために描かれているものであり、正確な
ドーピング輪郭を示すために描かれているものでないこ
とに注目されたい。正確なドーピング輪郭は半導体サブ
ストレートのマスクエツジからのドーパントの周知の誤
関数ラテラル拡散構造から計算されてもよい。
Further investigation of differential diffusion reveals that a portion of the photoresist 1-mask layer 49 used to define the two adjacent charge storage regions shown above and an implant near the surface of the substrate after diffusion. The corresponding lateral dopant profiles for boron and arsenic are shown. However, it should be noted that the dopant profiles are drawn to show how separation of the charge storage regions is achieved, and not to show exact doping profiles. I want to be noticed. The exact doping profile may be calculated from the well-known misfunctioning lateral diffusion structure of dopants from the mask edges of the semiconductor substrate.

拡散の前に、注入されたドーパントのすべては層49に
よって覆われていないサブストレートにおける領域、す
なわち電荷蓄積領域に留まる。拡散慢、より可動なホウ
素が砒素ドーバン1−に比べて2個の電荷蓄積領域間の
領域へ横方向に移動する。2つのドーピング輪郭は、下
で交差し、かつ実質的に、層49の端縁と整列され、−
万機性形式のドーパントから他方極性形式のドーパント
への全体濃度の切替わり、すなわちP−N接合を示す。
Prior to diffusion, all of the implanted dopants remain in regions of the substrate not covered by layer 49, ie, charge storage regions. During diffusion, the more mobile boron moves laterally into the region between the two charge storage regions compared to the arsenic dopant. the two doping contours intersect below and are substantially aligned with the edges of the layer 49, -
Figure 3 shows a switch in overall concentration from a universal type of dopant to an other polar type of dopant, ie, a P-N junction.

このように電荷蓄積領域間のサブストレートの表面の領
域および表面近くの領域はPドープされており、かつ電
荷蓄積領域はNドープされる。
The regions of the surface of the substrate between the charge storage regions and the regions near the surface are thus P-doped, and the charge storage regions are N-doped.

その接合の正確な配置は処理の変動に依存して正確に層
49の端縁の下にはなく、その接合は、従来のプロセス
により電荷蓄積領域を規定する窒化物層29の端縁から
コンデンサ酸化物へ進入するフィールド酸化物の端部よ
りも、フォトレジスト端縁へより近付いたままである。
The exact placement of the junction is dependent on processing variations and is not exactly under the edge of layer 49, so the junction can be moved from the edge of nitride layer 29 defining the charge storage region to the capacitor by conventional processes. It remains closer to the photoresist edge than the edge of the field oxide that goes into the oxide.

できあがったコンデンサーコンデンサ分離構造は比較的
薄い酸化物層によってダイオードから分離される上に横
たわる接地されたコンデンサフィールドプレートを備え
た2個の背面n+  p+ダイオードからなる。この分
離構造はフィールドプレートがゲートであるMOSトラ
ンジスタとして考えられてもよい。従来のMOSトラン
ジスタにおけるように、新しい分離構造はフィールドプ
レート電圧によって規定されるしきい値電圧を示し、そ
の電圧以上で、コンデンナーコンデンサ電流が与えられ
たコンデンサーコンデンサバイアス、たとえば5■に対
して流れる。ここに議論した装置では、しきいm?11
圧は1.5ないし2.0ボルトの範囲にある。このため
、新しい分離構造では、フィールドプレートは各コンデ
ンサを互いに分離するために接地される必要がある。
The resulting capacitor isolation structure consists of two backside n+ p+ diodes with an overlying grounded capacitor field plate separated from the diodes by a relatively thin oxide layer. This isolation structure may be thought of as a MOS transistor with the field plate as the gate. As in conventional MOS transistors, the new isolation structure exhibits a threshold voltage defined by the field plate voltage, above which the capacitor current flows for a given capacitor bias, e.g. . For the device discussed here, the threshold m? 11
The pressure is in the range of 1.5 to 2.0 volts. Therefore, in new isolation structures, the field plate needs to be grounded to isolate each capacitor from each other.

同様に、従来のM OS F E ”rでは、しぎい値
電圧はチャネル、すなわち、電荷蓄積領域間の領域のP
型ドーパントの量を増大するに従って増大する。それゆ
えに、より高いしきい値電圧分離構造が、多量のP+ド
ーパントを第5B図の領域54Aへ注入することによっ
て得られることができる。
Similarly, in a conventional MOSFE''r, the threshold voltage is the channel, i.e., P in the region between the charge storage regions.
It increases as the amount of type dopant is increased. Therefore, a higher threshold voltage isolation structure can be obtained by implanting a large amount of P+ dopant into region 54A of FIG. 5B.

これはまた蓄積容量のディプリーション容量部分の増大
の原因となる。しかしながら、より大きなP+ドーパン
ト濃度に対しては、N”−P+ダイオードアバランシェ
ブレークダウン電圧が減少される。典型的な設計マージ
ン、たとえば、7ボルトの最大電源電圧および一4vの
最大サブストレート逆バイアスで作動するメモリチップ
に対しては、N+−P+’jイアF−ドG、t7V+4
V、ずなわち11ボルトに耐えなければならない。ここ
に説明した特定のドーパント濃度を有する構造は最も高
いP“注入量を用いかつ11ボルトよりも大きなアバラ
ンシェブレークタウン電圧を有するように最適化されて
いる。
This also causes an increase in the depletion capacitance portion of the storage capacitance. However, for larger P+ dopant concentrations, the N''-P+ diode avalanche breakdown voltage is reduced. With typical design margins, e.g., 7 volts maximum supply voltage and -4V maximum substrate reverse bias. For a working memory chip, N+-P+'j ear F-do G, t7V+4
V, or must withstand 11 volts. The structure with the particular dopant concentration described herein is optimized to use the highest P'' implant dose and to have an avalanche break-town voltage greater than 11 volts.

はぼ等しい拡散率の注入ドーパントの代替物も41− また利用できる。たとえば、一旦、コンデンサマスクが
フォトレジスト層49によって形成されると、ホウ素が
前述したように電荷蓄積領域へ注入されることができる
。拡散、またはドライブインステップ、ホウ素の横方向
ドーピング輪郭が第6図におけるものと同様になるよう
に行なわれる。
Alternatives to implanted dopants of approximately equal diffusivity are also available. For example, once the capacitor mask is formed by photoresist layer 49, boron can be implanted into the charge storage regions as described above. A diffusion, or drive-in step, is performed such that the lateral doping profile of boron is similar to that in FIG.

次に、ホウ素とほぼ同じ拡散率を有する、リンのような
N型ドーパントが同じアパーチャーを介して拡散される
。リンのための拡散ステップもまた行なわれるが、電荷
蓄積領域間の領域へ既に横方向に拡散されたホウ素は、
効果的に、各コンデンサのN4層53を分離する。
Next, an N-type dopant such as phosphorus, which has approximately the same diffusivity as boron, is diffused through the same aperture. A diffusion step for the phosphorus is also performed, but the boron, which has already been diffused laterally into the areas between the charge storage regions, is
Effectively, the N4 layer 53 of each capacitor is separated.

新しい分離方法の利点を有するこの発明のさらに他の実
施例は、第4図のライン43によって説明されるマスク
アパーチャーを介してN+トド−ントのみを注入するこ
とからなる。P+ドーパント、たとえばホウ素はダッシ
ュライン46で描かれるフィールドプレートと同じ輪郭
のアパーチャーを1する付加的なマスクを用いて注入さ
れる。
Yet another embodiment of the invention, which takes advantage of the new separation method, consists of injecting only the N+ dont through the mask aperture illustrated by line 43 in FIG. A P+ dopant, such as boron, is implanted using an additional mask that creates an aperture with the same contour as the field plate depicted by dashed line 46.

基本的には、このマスクによって、P+ドーバン42− 1〜が電荷蓄積領域および電荷蓄積gA域間の領域へ導
入されることができ、しかしこのマスクはドーパントを
他の領域から阻止する。ホウ素が付加的なマスクステッ
プの犠牲で電荷蓄積領域間の分漬領域へ意図的に注入さ
れるので、この実施例はコンデンサ間の領域へP4ドー
パントを横方向に拡散することには依存していない。こ
の分離構造は、分離領域におけるホウ素の量が非常に多
いのでPおよびN型の両方のドーバン1へが同じマスク
を介して注入されかつ優れた分離特性を与える分離方法
の電荷蓄積の利点を有する。前に説明したように、より
高いホウ素の濃度の結果、N+領領域よびコンデンサフ
ィールドプレー1〜を隣接させることによって形成され
たN”  P” −N” MO3FFFに対するより大
きなしぎい値電王が得られる。
Basically, this mask allows P+ dopanes 42-1 to be introduced into the region between the charge storage region and the charge storage gA region, but this mask blocks the dopants from other regions. This embodiment does not rely on lateral diffusion of the P4 dopant into the intercapacitor regions, as the boron is intentionally implanted into the separation regions between the charge storage regions at the expense of an additional mask step. do not have. This isolation structure has the advantage of charge storage of the isolation method, since the amount of boron in the isolation region is so high that both P and N type Doban 1 are implanted through the same mask and gives excellent isolation properties. . As explained earlier, a higher boron concentration results in a larger threshold voltage for the N"P"-N"MO3FFF formed by adjacent the N+ region and the capacitor field play 1. .

これらの代替の実施例は、従来のプロセスの欠点である
、フィールド酸化物がコンデンサ酸化物領域へ1受入す
るということを避けるように、ゲート酸化物層の領域5
8間で比較的薄い酸1ヒ物層の領域51の特徴を保持す
る。ざらに、前に説明したこの発明の他の利点がなおも
これらの実施例に適用できる。
These alternative embodiments reduce the area 5 of the gate oxide layer so as to avoid the incorporation of field oxide into the capacitor oxide area, a drawback of conventional processes.
8, the characteristics of the region 51 of the relatively thin acid-1 arsenic layer are retained. In general, other advantages of the invention described above are still applicable to these embodiments.

したがって、この発明は好ましい実施例を参照して特定
的に示しかつ説明したが、形式および詳細部における変
形はこの発明の精神を逸脱することなくなされ得るとい
うことが当業者にとつ一〇理解されよう。それゆえに、
本願発明は前掲の特許請求の範囲によってのみ限定され
るべきものであることを意図する。
Therefore, while this invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments, it will be appreciated by those skilled in the art that modifications in form and detail may be made without departing from the spirit of the invention. It will be. Hence,
It is intended that the invention be limited only by the scope of the claims appended hereto.

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

第1図は++ −Cメモリセルの回路図である。 第2A図は半導体構造の上のt−+i−CミーCメモリ
セルの物理的なレイアウトの図である。 第2B図はラインA−Aに沿って切断した第2A図のメ
モリセルの断面図である。 第3A図、第3B図および第3C図は++ −Cコンデ
ンサ装置を製造するために用いられる従来のプロセスス
テップであり、第2A図のラインB−8に沿った断面図
である。 第4図はこの発明によるHl−Cメモリセルを示す。 第5A図、第5B図および第5C図はこの発明による製
造工程を示し、第4図のラインC−Cに沿って切断した
断面図である。 第6図はマスク層に関して2個の注入されたドーパント
の濃度を示し、かつ電荷蓄積領域がこの発明に従って半
導体サブストレートにおいていかに規定されるかを示す
。 図において、10はサブストレート、11はビットライ
ン、31はフィールド酸化物、45はソース/ドレイン
マスク、49はフォトレジスト、47はコンデンサフィ
ールドプレート、44はトランジスタグー1− !i極
、52は酸化物層を示す。 特許出願人 アドバンスト・マイクロ・fイバイシイズ
・インコーホ 45− 図面のrfl書(内容に変更なし) F/Cr、2A FacT、 2B F/(、、Z、C ”    FIQ、4 lqC 手続補正書(方式) 昭和57年12月コ/日 ハ 昭和57年特許願第 198798  号2、発明の名
称 半導体サブストレートの電荷蓄積領域の製造方法3、補
正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所  アメリカ合衆国、カリフォルニア州、サニイ
ベイルピイ・オウ・ボックス・453、 トンプソン・ブレイス、901 名 称  アドバンスト・マイクロ・デイバイシズ・イ
ンコーホレーテッド 代表者  ステイフエン・ゼレンシック4、代理人 住 所 大阪市北区天神橋2丁目3番9号 八千代第一
ビル自発補正 6、補正の対象 図  面 7、補正の内容 濃墨で描いた図面を別紙のとおり補充致します。 なお内容についての変更はありません。 以  上 2−
FIG. 1 is a circuit diagram of a ++-C memory cell. FIG. 2A is a diagram of the physical layout of a t-+i-CmeC memory cell on a semiconductor structure. FIG. 2B is a cross-sectional view of the memory cell of FIG. 2A taken along line A--A. 3A, 3B, and 3C are cross-sectional views taken along line B-8 of FIG. 2A, and are conventional process steps used to fabricate a ++-C capacitor device. FIG. 4 shows an Hl-C memory cell according to the invention. 5A, 5B, and 5C illustrate the manufacturing process according to the present invention, and are cross-sectional views taken along line CC in FIG. 4. FIG. 6 shows the concentrations of two implanted dopants with respect to the mask layer and shows how charge storage regions are defined in the semiconductor substrate according to the invention. In the figure, 10 is the substrate, 11 is the bit line, 31 is the field oxide, 45 is the source/drain mask, 49 is the photoresist, 47 is the capacitor field plate, and 44 is the transistor group 1-! The i-pole, 52, represents an oxide layer. Patent Applicant: Advanced Micro F-Evices Incoho 45- rfl document of drawings (no change in content) F/Cr, 2A FacT, 2B F/(,, Z, C ” FIQ, 4 lqC Procedural amendment (method) December 1987 Co/Japan Patent Application No. 198798 2 Title of the invention Method for manufacturing a charge storage region of a semiconductor substrate 3 Relationship to the case of the person making the amendment Patent applicant address California, United States of America State, Sanii Bail P.O. Box 453, Thompson Brace, 901 Name: Advanced Micro Devices, Inc. Representative: Staifen Zelencik 4, Agent Address: Yachiyo, 2-3-9 Tenjinbashi, Kita-ku, Osaka 1st Building voluntary correction 6, drawing subject to correction 7, and drawing drawn in dark ink with correction content will be supplemented as shown in the attached sheet. There are no changes to the content. Above 2-

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1) 半導体サブストレートの電荷蓄積領域の製造方
法であって、 前記サブストレート上に絶縁層を形成し、前記絶縁層を
覆ってマスク層を形成し、前記マスク層に少なくとも1
個のアパーチャーを形成し、前記アパーチャーは少なく
とも部分的に前記半導体サブストレートの電荷蓄積領域
を規定し、 前記ザブストレートを介して拡散するため前記アパーチ
ャーを介して第1極性のドーパントのイオンを注入し、
かつ 前記第1極性のドーパント拡散よりも少ない程度に前記
サブストレートを介して拡散するため第2極性のドーパ
ントを前記アパーチャーを介して注入し、それによって
前記第2極性のドーパントの拡散に対して前記第1極性
のドーパントの拡散が前記マスク層のアパーチャーの端
縁の下で実質的に整列されたP−N接合を形成して前記
電荷蓄積領域の周辺を規定する、電荷ストレージ領域の
製造方法。 (2) 前記第1極性ドーバン1〜は前記第2極性イオ
ンに対するよりも大きな拡散率を有する、特許請求の範
囲第1項記載の方法。 (3) 前記第1極性のドーバン1〜は前記第2極性ド
ーパン1−に対する拡散率にほぼ等しい拡散率を有し、
前記第1極性ドーパントは前記第2極性ドーパントが注
入される前に拡散されている、特許請求の範囲第1項記
載の方法。 (4) メモリセルのためのシリコンサブス1−レート
の電荷蓄積領域を製造するだめの方法であって、 前記サブストレート上に第1の二酸化シリコン層を形成
し、 前記第1の二酸化シリコン層にわたってマスク用のフォ
トレジスト層を形成し、 前記サブストレーi〜の前記電荷蓄積領域を少なくとも
部分的に規定する前記マスク層に少なくとも1個のアパ
ーチャーを形成し、 前記アパーチャーを介して第1極性のドーパントのイオ
ンを注入し、前記第1極性ドーパントは前記サブストレ
ートに予め定められる拡散率を有し、 前記アパーチャーを介して第2極性ドーパントのイオン
を注入し、前記第2極性ドーパントは前記第1極性形式
のドーパントのための拡散率よりも小さな前記サブスト
レートの予め定められる拡散率を有し、そのため前記第
2極性ドーパントに関する前記第1極性ドーパントの拡
散が前記電荷蓄積領域の周辺を規定するように前記マス
ク層の端縁と実質的に整列されたP−N接合を形成する
、方法。 (5) 前記第1極性ドーバン1−はホウ素を含み、前
記第2極性ドーパントは砒素を含む、特許請求の範囲第
4項記載の方法。 (6) 前記アパーチャーによって露出された前記第1
の二酸化シリコン層の少なくとも部分および前記マスク
層を除去し、 前記サブストレート上に第2の二酸化シリコン層を形成
し、 前記第2の二酸化シリコン層の上にポリ91112層を
形成し、 それによって前記第2の二酸化シリコン層、前記ポリシ
リコン層および前記電荷蓄積領域は高容量コンデンサを
特徴する特許請求の範囲第5項記載の方法。 (7) 高度に集積された容量装置を製造する方法であ
って、 半導体サブストレートを覆って第1絶縁層を形成し、 前記第1絶縁層の上にマスク層を形成し、前記マスク層
に複数個のアパーチャーを形成し、各アパーチャーは前
記第1絶縁層の一部を露出し、第1極性ドーパントのイ
オンを前記アバーチト一を介して前記サブストレートの
予め定められる濃度まで注入し、鹸記第1極性ドーパン
1〜は前記サブストレートに予め定められる拡散率を有
し、第2極性ドーパン1〜のイAンを前記アパーチャー
を介して前記サブストレートに予め定められる濃度まで
注入し、前記第2極性ドーパントは前記第1極性イオン
に対する拡散率よりも小さな予め定められる拡散率を前
記サブストレートに有し、そのため前記第2極性ドーパ
ントの拡散および濃度に関して前記第1極性ドーパント
の拡散および濃度が電荷蓄積領域の周辺を規定するよう
に各マスク層の開口の端縁と実質的に整列されるI”−
N接合を形成し、 前記マスク層および前記第1絶縁層の少なくとも前記露
出された部分を除去し、 前記ザブストレートを覆って第2絶縁層を形成し、 前記第2絶縁層を覆って導電層を形成し、それにJこつ
て各電荷蓄積領域、前記第2の絶縁層および前記導電層
がコンデンザ素子を形成する、方法。 (8) 前記第1極性ドーパン1〜および前記第2極性
ドーパントはそれぞれホウ素および砒素を5− 含む、特許請求の範囲第7項記載の方法。 (9) 前記マスクHおよび、前記第1絶縁層の少なく
とも露出された部分を除去するステップはさらに、 前記第1絶縁層の前記露出された部分を除去し、次いで
前記マスク層を除去し、 それによって前記第2絶縁層が前記第1絶縁層の除去さ
れない部分によって部分的に形成されるステップを含む
、特許請求の範囲第8項記載の方法。 (10) 前記第1絶縁層は前記サブストレートを10
0ないし300オングストロームの範囲の厚さまで酸化
することによって形成され、かつ前記第2絶縁層は前記
サブストレートおよび前記第1絶縁層の除去されない部
分を酸化することによって形成され、それによって前記
電荷蓄積領域を覆う前記第2絶縁層の厚さは300ない
し500オングストロームの範囲にあり、かつ前記第1
絶縁層の除去されない部分を含む前記第2絶縁層の厚さ
は450ないし650オングストロームの6− 範囲にある、特許請求の範叶第9項記載の方法。 (11) 前記マスク層および前記第1絶縁層の少なく
とも露出された部分を除去するステップはさらに、 前2マスク層を除去し、かつ 前記第1絶縁層を完全に除去し、そねによって前記電荷
蓄積領域および前記電荷領域間の領域を覆う前記第2絶
縁層が均一な厚さになるステップを含む、特許請求の範
囲第8項記載の方法。 (12) 高度に集積化されたコンデンサ装置を製造す
るための方法であって、 半導体サブストレートの上に第1絶縁層を形成し、 前記第1絶縁層を覆ってマスク層を形成し、11fl配
マスク層において互いに密接して複数個のアパーチャー
を形成し、各アパーチャーは前記絶縁層の一部を露出し
、 第1極性ドーパントのイオンを前記アバーチV−を介し
て前記サブストレートの予め定められる濃度まで注入し
、前記第1極性ドーパントは前記ザブストレーi〜の予
め定められる拡散率を有し、前記サブストレー1−を介
して前記第1極性ドーパントを拡散し、 第2極性ドーパントのイオンを前記アパーチャーを介し
て予め定められる濃度まで注入し、前記第2極性ドーパ
ントは前記第1極性ドーパンi〜の拡散率とほぼ等しい
予め定められた拡散率を有し、そのため前記第2極性ド
ーバン!・の濃度および拡散に関する前記第1極性ドー
パントの拡散および濃度が、隣接する電荷蓄積領域の周
辺に関して電荷蓄積領域の周辺を規定するように各マス
ク層のアパーチャーの端縁と実質的に整列される「)−
N接合を形成し、 前記絶縁層の前記露出された部分を除去し、前記マスク
層を除去し、 前記サブストレートを覆って第2絶縁層を形成し、 前記第2絶縁層を覆って導電層を形成し、それによって
各電荷蓄積領域、前記第2絶縁層およびその上の前記導
電層が容量装置を形成する、方法。 (13) 半導体サブストレー1〜はシリコンを含み、
前記第1および第2絶縁層は二酸化シリ−]ンを含み、
かつ前記導N層はポリシリコンを含む、特許請求の範囲
第12項記載の方法。 (14) 前記第1極性のドーパントおよび前記第2極
性のドーパントはホウ素およびリンをそれぞれ含む、特
許請求の範囲第13項記載の方法。 (15) 前記第1の絶縁層は前記ナブス1〜レー1〜
を100ないし300オングストロームの範囲の厚さま
で酸化することによって形成され、かつ前記第2絶縁層
は前記サブストレートおよび前記第1絶縁層の除去され
ない部分を酸化し、それによって前記電荷蓄積領域を覆
う前記第2絶縁層の厚さが300ないし500オングス
トロームの範囲になりかつ前記第1絶縁層の除去されな
い部分を含む前記第2絶縁層の厚さが450ないし65
0オングストロームの範囲になるようにすることによっ
て形成される、特許請求の範囲第14項記載の方法。 (16) 高度に集積化された容I装薗を製造−〇− する方法であって、 半導体サブストレートを覆って第1絶B層を形成し、 前記第1絶縁層の上に第1のマスク層を形成し、前記第
1マスク層にアパーチャーを形成し、前記アパーチャー
は前記サブストレートの上に第1領域を規定し、 第1極性のドーパントのイオンを前記アパーチャーを介
して前記サブストレートの予め定められる濃度まで注入
し、 前記第1マスク層を除去し、 前記第1絶縁暦の上に第2マスク層を形成し、前記第2
マスク層に複数個のアパーチャーを形成し、前記アパー
チャーの各々は前記第1領域を実質的に覆って配置され
かつ前記第1絶縁層の一部を露出し、 前記アパーチャーを介して第2極性ドーパントのイオン
をサブストレートの予め定められる濃度まで注入し、そ
れによって前記第1極性ドーパントの濃度に関して前記
第2極性ドーパントの濃度10− が電荷蓄積領域の周辺を規定するように前記各々の第2
マスク層のアバーチ1アーの端縁と実質的に整列される
P−N接合を形成し、 前記第2マスターおよび前記第1絶縁層の少なくとも前
記露出された部分を除去し、 前記サブストレートのための第2絶縁層を形成し、 前記第2絶縁層を覆って導電層を形成し、各電荷蓄積領
域、前記第2絶縁層およびそれを覆う前記導NW#はコ
ンデンサ装置を形成する、方法。 〈17) 前記第1極性ドーバン]・はホウ素を含み、
前記第2極性ドーパントは砒素を含む、特許請求の範囲
第16項記載の方法。 (18) 前記第2マスクNおよび前記第1絶縁層の少
なくとも露出された部分を除去するステップはさらに、 前記第1絶縁層の前記露出された部分を除去し、かつ 次に前記第2マスク層を除去するステップをさらに含み
、それによって前記第2絶縁層は前記第1絶縁層の除去
されない部分によって部分的に形成される、特許請求の
範囲第17項記載の方法、。 (19) 前記第1絶縁層は前記)ノブス1−レートを
100ないし300 :4ングス1−ロームの範囲の厚
さまで酸化することにJ:って形成され、かつ前記第2
絶縁層は前記サブストレートおよびitI記第1絶縁層
の除去されない部分を酸化づることによって形成され、
そのため前記電荷蓄積領域を覆う前記第2絶縁層の厚さ
が300ないし500オンゲス1〜ロームの範囲にあり
、かつ前記第1絶縁層の除去されない部分を含む前記第
2絶縁層の厚さが450−650オングストロームの範
囲にある、特許請求の範囲第18項記載の方法。 (20) 前記第2?スク層および前記絶縁層の少なく
とも露出された部分を除去するステップはさらに、 前記第2マスク層を除去し、かつ 前記第1絶縁層を完全に除去しそれによって前記電荷蓄
積領域および前記電荷蓄積領域間の領域を覆う前記第2
絶縁層が均一な厚さのものに4するステップをさらに備
えた、特許請求の範囲第17項記載の方法。 (21) 複数個の容量性Bitをイiする半導体装置
構造であって、 第1極性の1−一バントを有する複数個の領域を備え、
前記領域は半導体サシストレートの表面に設けられかつ
その表面におい゛(延び、第2ai性のドーパントを右
する複数個の領域を備え、前記領域は前記サシストレー
を−の表面に設けられかつイの表面においC延σ、前記
領域はざらにnいに前記第1極性ドーパント領域を電気
的に分離するため前記第1 J3よび第2極性ドーパン
ト領域間の境界にP−N接合を形成するように前記第1
極性ドーパント領域間に設(Jられ、前記第1および第
2極性ドーパント領域を覆う絶縁層をさらに備え、61
’J記第2極性ドーパント領域を覆う前記絶縁層の厚さ
は1000オングストローム以1τであり、かつ 前記絶縁層を覆うS電層をさらに備え、それによって前
記導’4層、前記第1極性ドーパ13− ン1へ領域および前記第1極性ドーバン1−領域の上の
前記絶縁層の部分が前記容聞性装置を形成−4る、半導
体装置構造。 (22) 前記第1極性ドーバン1−領域を覆う前記絶
縁層の厚さは300ないし500Aングス1〜ロームの
範囲にあり、かつ前記第2極性ドーパント領域を覆う前
記絶縁層の厚さは450−650Aンクストロームの範
囲にある、特許請求の範囲第4項記載の装置M4造。 (23) 前記第1極性ドーバン1−の濃度おJ、び前
記第2極性ドーバンl−の濃度は、前記導電層が接地に
保持されるとぎ、隣接のコンデンサ装置が互いに電気的
に分離されたままであり、かつ前記第1おにび第2極性
ドーパント領域間の前記P−N接合のアバランシェブレ
ークダウン電圧は11ボルトを越えるように選択される
、特許請求の範囲第22項記載の装置構造。
[Scope of Claims] (1) A method for manufacturing a charge storage region of a semiconductor substrate, comprising: forming an insulating layer on the substrate; forming a mask layer covering the insulating layer; and forming a mask layer on the mask layer. at least 1
forming an aperture at least partially defining a charge storage region of the semiconductor substrate; implanting ions of a dopant of a first polarity through the aperture for diffusion through the substrate; ,
and implanting a dopant of a second polarity through the aperture to diffuse through the substrate to a lesser extent than dopant diffusion of the first polarity, thereby increasing the diffusion of the dopant of the second polarity. A method of manufacturing a charge storage region, wherein diffusion of a dopant of a first polarity forms a substantially aligned P-N junction under an edge of an aperture in the mask layer to define a periphery of the charge storage region. 2. The method of claim 1, wherein said first polar dopant 1 has a greater diffusivity than said second polar ion. (3) The first polarity dopant 1~ has a diffusion rate approximately equal to the diffusion rate for the second polarity dopant 1-,
2. The method of claim 1, wherein the first polarity dopant is diffused before the second polarity dopant is implanted. (4) A method for fabricating a silicon substrate 1-rate charge storage region for a memory cell, comprising: forming a first silicon dioxide layer on the substrate; forming a photoresist layer for a mask, forming at least one aperture in the mask layer at least partially defining the charge storage region of the substrate i, through which a dopant of a first polarity is exposed; implanting ions, the first polarity dopant having a predetermined diffusion rate into the substrate, and implanting ions of a second polarity dopant through the aperture, the second polarity dopant having a predetermined diffusion rate into the substrate; a predetermined diffusivity of the substrate that is less than a diffusivity for a dopant of the substrate such that diffusion of the first polarity dopant with respect to the second polarity dopant defines a periphery of the charge storage region. A method of forming a P-N junction substantially aligned with an edge of a mask layer. (5) The method according to claim 4, wherein the first polar dopant 1- contains boron and the second polar dopant contains arsenic. (6) the first portion exposed by the aperture;
removing at least a portion of the silicon dioxide layer and the mask layer, forming a second silicon dioxide layer on the substrate, and forming a poly91112 layer on the second silicon dioxide layer, thereby 6. The method of claim 5, wherein the second silicon dioxide layer, the polysilicon layer and the charge storage region are high capacitance capacitors. (7) A method of manufacturing a highly integrated capacitive device, comprising: forming a first insulating layer over a semiconductor substrate; forming a mask layer on the first insulating layer; forming a plurality of apertures, each aperture exposing a portion of the first insulating layer, implanting ions of a first polarity dopant through the aperture to a predetermined concentration in the substrate; The first polar dopant 1~ has a predetermined diffusivity in the substrate, and the ions A of the second polarity dopant 1~ are injected into the substrate through the aperture to a predetermined concentration. The bipolar dopant has a predetermined diffusivity in the substrate that is less than the diffusivity for the first polar ions, such that the diffusion and concentration of the first polarity dopant is charge related to the diffusion and concentration of the second polarity dopant. I”- substantially aligned with the edges of the openings in each mask layer to define the periphery of the storage region;
forming an N-junction; removing at least the exposed portions of the mask layer and the first insulating layer; forming a second insulating layer over the substrate; and forming a conductive layer over the second insulating layer. forming a charge storage region therein, wherein each charge storage region, said second insulating layer and said conductive layer form a capacitor element. (8) The method according to claim 7, wherein the first polar dopant 1 to and the second polar dopant each contain boron and arsenic. (9) The step of removing the mask H and at least the exposed portion of the first insulating layer further comprises: removing the exposed portion of the first insulating layer and then removing the mask layer; 9. The method of claim 8, including the step of forming said second insulating layer in part by an unremoved portion of said first insulating layer. (10) The first insulating layer covers the substrate by 10
and the second insulating layer is formed by oxidizing the substrate and the unremoved portions of the first insulating layer, thereby forming the charge storage region. the thickness of the second insulating layer covering the first insulating layer is in the range of 300 to 500 angstroms;
10. The method of claim 9, wherein the thickness of the second insulating layer, including the portion of the insulating layer that is not removed, is in the range of 450 to 650 Angstroms. (11) The step of removing at least the exposed portions of the mask layer and the first insulating layer further includes removing the first two mask layers, completely removing the first insulating layer, and removing the charges by twisting. 9. The method of claim 8, including the step of providing a uniform thickness of the second insulating layer covering the storage region and the region between the charge regions. (12) A method for manufacturing a highly integrated capacitor device, comprising: forming a first insulating layer on a semiconductor substrate; forming a mask layer covering the first insulating layer; a plurality of apertures are formed in close proximity to each other in a masking layer, each aperture exposing a portion of the insulating layer, and directing ions of a first polarity dopant through the aperture V- to a predetermined portion of the substrate. implanting the first polarity dopant to a concentration, the first polarity dopant having a predetermined diffusion rate of the substray i~, diffusing the first polarity dopant through the substray 1-, and introducing ions of a second polarity dopant into the aperture. to a predetermined concentration via the second polarity dopant, the second polarity dopant having a predetermined diffusivity approximately equal to the diffusion coefficient of the first polarity dopant i~, such that the second polarity dopant i~ has a predetermined diffusivity approximately equal to that of the first polarity dopant i~; - the concentration and diffusion of said first polarity dopant are substantially aligned with the edges of the apertures of each mask layer to define the perimeter of the charge storage region with respect to the perimeter of adjacent charge storage regions; “)−
forming an N-junction, removing the exposed portion of the insulating layer, removing the mask layer, forming a second insulating layer over the substrate, and forming a conductive layer over the second insulating layer. wherein each charge storage region, the second insulating layer and the conductive layer thereon form a capacitive device. (13) Semiconductor substray 1~ contains silicon,
The first and second insulating layers include silicon dioxide,
13. The method of claim 12, and wherein the N-conducting layer comprises polysilicon. (14) The method of claim 13, wherein the first polarity dopant and the second polarity dopant each include boron and phosphorus. (15) The first insulating layer includes the nubs 1 to 1 to
is formed by oxidizing the substrate to a thickness in the range of 100 to 300 angstroms, and the second insulating layer oxidizes the unremoved portions of the substrate and the first insulating layer, thereby covering the charge storage region. The thickness of the second insulating layer is in the range of 300 to 500 angstroms, and the thickness of the second insulating layer including the unremoved portion of the first insulating layer is in the range of 450 to 65 angstroms.
15. The method of claim 14, wherein the method is formed by forming a 0 angstrom range. (16) A method for manufacturing a highly integrated device, comprising: forming a first insulating layer covering a semiconductor substrate; and forming a first insulating layer on the first insulating layer. forming a mask layer and forming an aperture in the first mask layer, the aperture defining a first region over the substrate, and directing ions of a dopant of a first polarity through the aperture onto the substrate; implanting to a predetermined concentration; removing the first mask layer; forming a second mask layer on the first insulation layer;
forming a plurality of apertures in the mask layer, each aperture disposed substantially over the first region and exposing a portion of the first insulating layer; and a second polarity dopant being applied through the aperture. of each second polarity dopant to a predetermined concentration of the substrate, such that a concentration of the second polarity dopant 10- with respect to the concentration of the first polarity dopant defines a periphery of a charge storage region.
forming a P-N junction substantially aligned with an edge of an aperture of a mask layer; removing at least the exposed portions of the second master and the first insulating layer; forming a second insulating layer over the second insulating layer; forming a conductive layer over the second insulating layer; each charge storage region, the second insulating layer and the conductive NW# overlying the second insulating layer forming a capacitor device; <17) The first polar Doban] contains boron,
17. The method of claim 16, wherein the second polar dopant comprises arsenic. (18) The step of removing at least the exposed portions of the second mask N and the first insulating layer further comprises: removing the exposed portions of the first insulating layer, and then removing the exposed portions of the second mask N and the first insulating layer. 18. The method of claim 17, further comprising the step of removing, whereby the second insulating layer is partially formed by unremoved portions of the first insulating layer. (19) the first insulating layer is formed by oxidizing the above Nobbs 1-rate to a thickness in the range of 100 to 300:4 ng 1-Rohm;
an insulating layer is formed by oxidizing portions of the substrate and the first insulating layer that are not removed;
Therefore, the thickness of the second insulating layer covering the charge storage region is in the range of 300 to 500 Å, and the thickness of the second insulating layer including the portion of the first insulating layer that is not removed is 450 Å. 19. The method of claim 18, in the range -650 angstroms. (20) Said second? The step of removing at least the exposed portions of the masking layer and the insulating layer further includes removing the second masking layer and completely removing the first insulating layer, thereby removing the charge storage region and the charge storage region. said second covering the area between
18. The method of claim 17, further comprising the step of providing a uniform thickness of the insulating layer. (21) A semiconductor device structure that supports a plurality of capacitive Bits, comprising a plurality of regions having a 1-1 band of a first polarity,
The region is provided on the surface of the semiconductor susceptor tray and includes a plurality of regions extending on the surface thereof and containing a second ai dopant; The region is roughly divided to form a P-N junction at the boundary between the first and second polar dopant regions to electrically isolate the first polar dopant region. 1st
further comprising an insulating layer disposed between the polar dopant regions and covering the first and second polar dopant regions;
The thickness of the insulating layer covering the second polarity dopant region is 1000 angstroms or more and 1τ, and further comprising an S conductive layer covering the insulating layer, thereby forming the conductive layer and the first polarity dopant region. 13--A semiconductor device structure, wherein a portion of the insulating layer overlying the conductive region and the first polarizing region forms the permissive device. (22) The thickness of the insulating layer covering the first polar dopant region is in the range of 300 to 500 Angs 1 to 1-Rohm, and the thickness of the insulating layer covering the second polar dopant region is 450- Device M4 construction according to claim 4, in the range of 650 Angstroms. (23) The concentration OJ of the first polarity doban 1- and the concentration of the second polarity doban l- are such that when the conductive layer is held at ground, adjacent capacitor devices are electrically isolated from each other. 23. The device structure of claim 22, wherein the avalanche breakdown voltage of the P-N junction between the first and second polarity dopant regions is selected to be greater than 11 volts.
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JPS5694643A (en) * 1979-12-27 1981-07-31 Chiyou Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai Manufacture of semiconductor device
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