JPS60105268A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JPS60105268A
JPS60105268A JP58211870A JP21187083A JPS60105268A JP S60105268 A JPS60105268 A JP S60105268A JP 58211870 A JP58211870 A JP 58211870A JP 21187083 A JP21187083 A JP 21187083A JP S60105268 A JPS60105268 A JP S60105268A
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JP
Japan
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film
groove
silicon substrate
semiconductor substrate
forming
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JP58211870A
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English (en)
Inventor
Riichiro Shirata
理一郎 白田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/08Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
    • H01L29/0843Source or drain regions of field-effect devices
    • H01L29/0847Source or drain regions of field-effect devices of field-effect transistors with insulated gate

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は半導体装置及びその製造方法に係り、特にダイ
ナミック型メモリセルとして使用される半導体装置のセ
ルキャパシタ及び素子分離領域の改良に関する。
〔発明の技術的背景〕
従来、例えばダイナミック型メモリセルとして使用され
るMOS (Metal 0xide Sem1con
ductor)型半導体装置においては、セルキャ・ξ
シタは素子分離領域とは別の領域に独立して形成されて
いた。第1図はその具体的な構成を示すものである。同
図において、1はP型シリコン基板であシ、このシリコ
ン基板1上の素子分離領域Aには厚いフィールド5IO
2膜2が形成され、このフィールド5IO2膜20両側
に隣接してセルキャ/ξシク3a、3bがそれぞれ形成
されている。
すなわち、厚いフィールドSiO2膜20両側にそれぞ
れ薄いS iO2膜4a、4bが延在し、これらSiO
膜4a、4bを、フィールドS s O2膜2上に形成
した例えば燐Pがドープされた多結晶シリコン膜5と、
シリコン基板1内に拡散形成した耐層6a、6bとによ
シ挾み込む構造としたものである。なお、7a、8a、
9a、7b。
8b 、9bはそれぞれセルトランジスタのソース若し
くはドレインと々るN層、10はゲートSiO2膜、l
la、12a、13a>llb。
12b、13bはそれぞれ多結晶シリコンゲート電極膜
、14は層間絶縁膜CBPSG−3iO2)、15はコ
ンタクトホール16を介して上記N層8m、8bに電気
的に接続され、ビット線を構成するA/=(アルミニウ
ム)膜でちる。
上記MO8型半導体装置は、多くの場合、先ず選択酸化
法(LOCO8法)によシ素子分離領域Aを形成し、そ
の後この素子分離領域A以外の領域にトランスファーゲ
ート部と共にセルキャ・ξシタ3a、3bを形成するよ
うにしていた。
〔背景技術の問題点〕
上記のように従来の半導体装置においては、セルキャパ
シタ部と素子分離領域とが別々の区域に形成されている
だめ、集積度を上げようとする場合、セルキャパシタ部
及び素子分離領域のいずれか一方又は両方の面積を縮小
する必要がある。
しかしながら、面積を縮小すると、セルキャパシタ部で
は充分なキヤ・ぐシタンスが得られず、また素子分離領
域においても素子分離効果が低下する。
〔発明の目的〕
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、その目的は
、セルキャパシタ部及び素子分離領域の各機能を低下さ
せることなく、集積度を向上させることのできる半導体
装置及びその製造方法を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、第一導電型の半導体基板に例えばV字状の溝
を形成し、との溝部の前記半導体基板内に第二導電型の
不純物層を形成すると共に、前記溝部の前記半導体基板
表面に絶縁膜及び導電体層を順次形成するものである。
〔発明の実施例〕
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説1ま 明する。第2図(a)において、21に例えばP型のシ
リコン基板でアシ、先ずとのシリコン基板21内に例え
ば分?ロンBをI X 106atoms/z2イオン
注入することにより2層22を形成する。
その後、同図(b)に示すように、シリコン基板21の
表面に例えば厚さ約1000XのCVD(Chemic
al Vapour Deposition )−8i
02膜23を付着形成する。次に、図示しないレジスト
膜をマスクとして例えばプラズマエツチングによp C
VD −8102膜23を選択的に除去し、さらに当該
レジスト膜を化学薬品等により除去することによシ、所
定領域に開孔24を形成する。次に、同図(c)に示す
ように開孔24の形成されたCVD−S 102膜23
をマスクにして例えばプラズマエツチングを行ない、こ
の開孔24部のシリコン基板21内に例えば深さ600
0X、幅11tmの7字形溝25を形成する。その後、
例えばNH4F液でウェットエツチングを行ないCVD
 −S iO2膜23を除去する。ここで、上記V字形
溝25はその最深部25aを2層22内に位置させるこ
とが重要である。
その後、同図(d)に示すようにシリコン基板21の表
面にセルキャパシタ部び素子分離領域形成予定領域に開
孔26を有するレジスト膜27を形成する。次に、同図
(e)に示すようにレジスト膜27をマスクにしてシリ
コン基板2I中にN型不純物例えばヒ素Asを例えば6
 XI O12atoms/cm” イオン注入して、
7字形溝25の周囲からその側壁に沿ってN型領域28
 a 、28bを形成する。なお、7字形溝25の最深
部25aの直下にもヒ素A8は注入されるが、前述のよ
うにこの部分はP+層22内にあシダロンBの濃度がヒ
素Asの濃度よ〃も圧倒的に高いため、P型のままであ
る。その後、レジスト膜27を化学薬品等でエツチング
除去する。次に、塩酸酸化を行い、同図(f)に示すよ
うにシリコン基板21の表面全面に厚さ約250XのS
 iO2膜29を形成する。次に、同図0)に示すよう
に、このSiO2M29上に例えばC■法により厚さ約
5000Xの多結晶シリコンM30を付着形成し、その
後1000℃のPOCt3ガス中においてこの多結晶シ
リコン膜30中に燐拡散を行う。これにょシ、N型領域
28a、28bと燐Pがドープされた多結晶シリコン膜
30はS iO2膜29を介してキヤ・ぐシフを形成す
ることになる。また、N型領域28 a トN型領域2
8bはS 102 g 29及びP+層22によシ分離
されているため、それぞれ独立のキヤ、oシタとしての
機能を有するととができる。との2つのキャノξシタを
それぞれセルキャパシタとして用いることによシ、集積
度の高いセルが実現できる。次に、同図(h)に示すよ
うに、図示しないレジスト膜をマスクにして、多結晶シ
リコン膜30のN型領域28 a 、 28b上に位置
する部分以外をプラズマエツチングによシ除去する。そ
の後、S s O2膜29上に厚さ約3000XのCV
D−3s O2膜31を付着形成し、しかる後図示しな
いレジスト膜をマスクとして、このC■−8102膜3
1及びシリコン基板21上の5tO2膜29の上記加工
された多結晶シリコン膜30の存在する領域以外をプラ
ズマエツチングによシ除去する。
次に、シリコン基板21が露出した領域にセルトランジ
スタを形成する。すなわち、同図(i)に示すように、
例えば塩酸酸化により厚さ約400XのゲートS iO
2膜32をシリコン基板21の露出しだ領域に形成する
。次に、ゲート電極材料例えばMo S ] 2をスバ
、り装置によυ全面に付着させる。その後、図示しない
レジスト膜をマスクとしてセルトランジスタのワード線
として用いる領域以外のMo S 12をプラズマエツ
チングによシ除去し、ゲート電極33.〜336を形成
する。さらに、シリコン基板21上のグーと810.膜
32もこれらゲート電極331〜336をマスクとして
NH4Fのウェットエツチングによ力選択的に除去する
。これにょ)セルトランジスタのゲート電極部が形成さ
れる。なお、同図(1)において、上記ゲート電極33
3,334はそれぞれ紙面に対して垂直方向に少し移動
させると別のセルにおいてゲート電極33、等と同様に
グーF 5102膜32上に位置することになシ、又、
グー ト電極331,332等はゲート電極333.3
34 と同じ(CVD−8102膜3)上に位置すると
とKなる。
次に、これらゲート電極331〜336をマスクとして
N型不純物例えばヒ素Asを例えば加速電圧40 Ke
Vで、3 X 10” atoms1022イオン注入
し、ソース、ドレインとなるN層34.〜346をそれ
ぞれ形成する。次に、同図(j)に示すように、シリコ
ン基板21の表面全面に厚さ膵 約7000XのBPSG#35を付着形成する。次いで
、図示しないレジスト膜をマスクとしてBPSG膜35
にコンタクトホール361..362を形成する。次に
、このレジ2ト膜を化学薬品等でエツチング除去した後
、厚さ約8000XのAt 膜37を形成し、コンタク
トホール361゜362を介してN層342,345 
とのコンタクトをとる。最後に図示しないレジスト膜を
マスクにしてプラズマエツチングを行ないAt 膜37
をビット線としての形状に加工する。以上の工程によジ
ダイナミック型のメモリが製造される。
上記のように製造されたメモリにちっては、同じキャパ
シタンスであれば従来構造に比べて大幅に面積を縮小す
ることができる。なお、セルギヤノミシタ用のN型領域
28a、28bはP+層22によシ互いに分離されてい
るだめ、一方のキヤ・ξシタの電荷が他方に漏れる恐れ
は無い。
尚、上記実施例においては、形成する溝の形状をV字状
としたが、これに限定するものではなく、U字状等その
他の形状でもよいことは勿論である。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、集積度を向上させること
の可能な半導体装置及びその製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のダイナミック型メモリセルの構造を示す
断面図、第2図は本発明の一実施例に係るダイナミック
型メモリセルの製造工程を示す断面図でちる。 21・・・シリコン基板、22・・・P層、23・・・
CVD−8in2膜、25−V字形溝、28a、28b
・・・N型領域、29・・・5IO2膜、30−・多結
晶シリコン膜、31・・・CVD−8IO2膜、32・
・・ゲートS iO2膜、331〜336・・・ゲート
電極、341〜346・・・N層、35・・・BPSG
膜、37・・・At膜。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第一導電型の半導体基板と、この半導体基板表面
    に形成された溝と、この溝部の前記半導体基板内に形成
    された第二導電型の不純物層と、前記溝部の前記半導体
    基板表面に形成された絶縁膜と、この絶縁膜上に形成さ
    れた導電体層とを具備したことを特徴とする半導体装置
  2. (2) 前記半導体基板内に、前記第二導電型の不純物
    層を前記溝の中央部において電気的に分離する第一導電
    型の高濃度不純物層が設けられた特許請求の範囲第1項
    記載の半導体装置。
  3. (3)第一導電型の半導体基板表面に溝を形成する工程
    と、前記溝部の前記半導体基板内に第二導電型の不純物
    層を形成する工程と、前記溝部の前記半導体基板表面に
    絶縁膜を形成す−る工程と、前記絶縁膜上に導電体層を
    形成する工程とを具備したことを特徴とする半導体装置
    の製造方法。
  4. (4) 前記半導体基板内に第一導電型の高濃度不純物
    層を形成する。工程を具備し、前記溝の最深部を前記高
    濃度不純物層内に位置させる特許請求の範囲第3項記載
    の半導体装置の製造方法。
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Cited By (2)

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JPS6221266A (ja) * 1985-07-19 1987-01-29 Sanyo Electric Co Ltd 半導体メモリセル
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