JPS61134058A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPS61134058A
JPS61134058A JP59256159A JP25615984A JPS61134058A JP S61134058 A JPS61134058 A JP S61134058A JP 59256159 A JP59256159 A JP 59256159A JP 25615984 A JP25615984 A JP 25615984A JP S61134058 A JPS61134058 A JP S61134058A
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JP
Japan
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capacitor
oxide film
gate electrode
forming
film
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JP59256159A
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English (en)
Inventor
Yukio Takeuchi
幸雄 竹内
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/01Manufacture or treatment
    • H10B12/02Manufacture or treatment for one transistor one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/03Making the capacitor or connections thereto
    • H10B12/038Making the capacitor or connections thereto the capacitor being in a trench in the substrate

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

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野) 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特にダイナミッ
クメモリ等の製造に使用されるものである。
(発明の技術的背景) 例えば1トランジスタ1キヤパシタのダイナミックメモ
リにおいては、素子の微細化に伴い、キャパシタの面積
を減少せざるを得なくなってきて・いる。このことは従
来の構造のままではキャパシタの蓄積容量の減少を招き
、ソフトエラーなどの信頼性の劣化を生じる原因となる
ため、非常に不利益を生じる。そこで、近年、第2図(
a)及び(b)に示すようにシリコン基板に溝を形成し
、この溝の側面をキャパシタとして利用する(いわゆる
トレンチキャパシタ)ことによりキャパシタの蓄積容量
を増大し、前記問題を回避する手段が提案されてきた。
このようなダイナミックメモリは以下のようにして製造
されている。なお、第2図(a)及び(b)にはフィー
ルド酸化膜を挟んだ2ビット分のメモリセルを示す。す
なわち、まず例えばP型シリコン基板1の表面にフィー
ルド酸化膜2を形成した後、フィールド酸化膜2に囲ま
れた素子領域のキャパシタ領域となる一部に選択的にN
型不純物を導入してN−型拡散層3を形成する。次に、
反応性イオンエツチングによりN−型拡散層3の領域の
基板シリコンを選択的にエツチングして溝4を形成する
。つづいて、溝4の内面にキャパシタ酸化膜5を形成し
た後、溝4を十分に埋めることができる膜厚の多結晶シ
リコン膜を全面に堆積し、更にパターニングしてキャパ
シタ電極6を形成する。つづいて、キャパシタ電極6上
に層間絶縁117を形成する。次いで、露出した素子領
域表面に熱酸化膜を形成し、更に多結晶シリコン膜を堆
積して不純物ドープを行なった後、これらを順次バター
ニング。てゲート酸化膜8及びトランスファゲート電極
9を形成する。つづいて、トランス77ゲート電極9を
マスクとしてN型不純物をイオン注入することによりN
+型ソース、ドレイン領域10.11を形成する。
〔背景技術の問題点〕
上述したようないわゆるトレンチキャパシタは、キャパ
シタの蓄積容量を増加させる手段として効果的である。
しかし、第2図(b)の断面図かられかるように、キャ
パシタ電極6とトランスファゲート電極9とは合わせ余
裕を必要とし、もし合わせずれが大きい場合には片側の
トランスファゲート電極9がキャパシタ電極6の一部と
重畳するため、トランジスタのチャネル長が変化してし
きい値電圧vthがフィールド酸化[12を挟んだ左右
のトランジスタで異なる値となり、正常なメモリ動作を
なし得ない。これを避けるためには、合わせ余裕を十分
にとればよいが、このことは素子の微細化の点では大き
な障害となることは明らかである。
〔発明の目的〕
本発明は上記事情に鑑みてなさ机たものであり、トラン
スファゲート電極とキャパシタ電極との合わせ余裕を必
要とせず、高集積度の半導体メモリを製造し得る方法を
提供しようとするものである。
〔発明の概要〕
本発明の半導体装置の製造方法は、第1導電型の半導体
基板上にゲート絶縁膜を介してゲート電極及び絶縁膜を
積層して形成する工程と、ゲート電極上部に積層された
絶縁膜をマスクとして第2導電型の不純物をイオン注入
することによりソース、ドレイン形成領域に第2導電型
の低濃度拡散層を形成する工程と、少なくとも前記ゲー
ト電極の側壁に絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート電
極の上部及び側壁に形成された絶縁膜をマスクとして第
2導電型の不純物をイオン注入することによりソース、
ドレイン形成領域に第2導電型の高濃度拡散層を形成す
る工程と、コンタクト形成部となる領域を耐濱化性膜で
覆う工程と、前記ゲート電極の上部及び側壁に形成され
た絶縁膜及び前記耐酸化性膜をマスクとして露出した基
板をエツチングし、溝を形成する工程と、該溝内で露出
した基板表面にキャパシタ絶縁膜を形成する工程と、前
記溝内にキャパシタ絶縁膜を介して導体層を埋設し、キ
ャパシタ電極を形成する工程とを具備したことを特徴と
するものである。
このような方法によれば、キャパシタ形成置載に近接し
て形成されているトランスファゲート電極は上部及び側
壁が絶縁膜で覆われており、これらの絶縁膜をコンタク
ト部を覆うように形成される耐酸化性膜とともに基板を
エツチングする際のマスク材として用いることにより、
トランスファゲート電極に対して自己整合的にトレンチ
キャパシタを形成することができる。したがって、トラ
ンジスタのしきい値電圧のバラツキを招くことなく微細
化を達成することができる。
(発明の実施例) 以下、本発明方法を1トランジスタ1キヤパシタのダイ
ナミックメモリの製造に適用した実施例を第1図(a)
〜(f)を参照して説明する。なお、第1図(a)〜(
f)にはフィールド酸化膜に囲まれた2ビット分のメモ
リセルの断面を製造工程順に示す。
まず、P型シリコン基板21の表面に選択酸化法により
フィールド酸化膜22を形成した後、熱酸化を行ないフ
ィールド酸化膜22に囲まれた素子領域表面に膜厚35
0人のゲート酸化1I23を形成する。次に、全面に膜
厚4000人の多結晶シリコン膜を堆積し、不純物ドー
プを行なった後、更に全面に膜厚3000人のCVDW
I化膜を堆積する。つづいて、写真蝕刻法によりこれら
を順次パターニングして基板21上にゲート酸化膜23
、トランスファゲート電極24及びCVD酸化膜パター
ン25を順次積層して形成する。つづいて、トランスフ
ァゲート電極24上のCVD酸化膜パターン25をマス
クとして例えばヒ素を低ドーズ量でイオン注入すること
によりソース、ドレイン領域にN−型拡散層26を形成
する(第1図(a)図示)。
次いで、再び全面に膜厚3000人のCVO酸化膜27
を堆積する(同図(b)図示)。つづいて、反応性イオ
ンエツチングによりCvD酸化膜27をエツチングし、
トランスファゲート電極24及びCVD酸化膜パターン
25のill壁に残存CVDI化II!(スペーサ)2
7′を形成する。つづいて、トランスファゲート電極2
4上 酸化膜パターン25及び側壁の残存CVD酸化膜27′
をマスクとして例えばヒ素を高ドーズ量でイオン注入す
ることによりN+型抵拡散層28,形成し、前記N−型
拡敢層26とN+型拡牧層28とからなる、いわゆるL
DD (Lightly  DopedDrain a
nd  5ource >構造のソース、ドレイン領域
2つ、30を形成する(間m<c>図示ン。
次いで、熱酸化を行ないソース、ドレイン領域表面に膜
厚約300人の熱酸化l[31を形成した後、全面に膜
厚2000人のシリコン窒化膜を堆積する。つづいて、
写真蝕刻法によりシリコン窒化膜をパターニングしてコ
ンタクト部となるドレイン領域30を覆うシリコン窒化
膜パターン32を形成する。つづいて、ソース領域29
上の熱酸化!1137のみをエツチングする(同図(d
)図示)次いで、トランスファゲート電極24上部のC
VDWI化膜パターン25と側壁の残存CVDI化1第
27−、シリコン窒化膜パターン32及びフィールド酸
化膜22をマスクとして反応性イオンエツチングにより
キャパシタ領域の基板シリコンをエツチングして溝33
を形成する。つづいて、熱酸化を行ない溝33内で露出
している基板21の表面にキャパシタ酸化膜34を形成
する。つづいて、前記シリコン窒化膜パターン32を除
去した後、全面に前記溝33内を十分に埋めることがで
きる膜厚の多結晶シリコン膜を堆積し、更にパターニン
グしてキャパシタ電極35を形成する(同図(e)図示
)、つづいて、全面にcvoaa化膜及びPSGII等
の層間絶縁膜36を堆積した後、ドレイン領域30上に
コンタクトホール37を開孔する。つづいて、全面にA
ffillを堆積した後、パターニングしてビット線3
8を形成し、ダイナミックメモリを製造する(同図(f
)図示)。
このような本発明方法によれば、第1図(C)までの工
程でトランスファゲート電極24の上部及び側壁にCV
D酸化膜パターン25及び残存CVD酸化lI(スペー
サ)27′を形成することによりトランスファゲート電
極24を完全に絶縁した後、同図(d)の工程でドレイ
ン領域30のみを覆うようにシリコン窒化膜パターン3
2を形成し、次いで同図(e)の工程でトランスフ1ゲ
ート電極24の上部と11壁に形成されたCVDI!化
膜パターン25と残存CVDI化1127−、シリコン
窒化膜パターン32及びフィールド酸化膜22をマスク
としてキャパシタ領域となる基板シリコンをエツチング
して溝33を形成し、更にキャパシタ酸化膜34及びキ
ャパシタ電極35を形成することにより、トランスファ
トランジスタとキャパシタとを自己整合的に一成するこ
とができる。
このため、従来の方法のようにキャパシタ電極とトラン
スファゲート電極とが重畳してトランジスタのしきい値
電圧にバラツキが生じ、正常なメモリ動作を阻害するよ
うなことは起こらない。したがって、トランスファゲー
ト電極24とキャパシタとの合わせ余裕を考慮する必要
がなく、大幅な高集積化を達成することができる。
また、トランジスタのソース、ドレイン1Iil第29
.30がいわゆるLDD構造となっているので素子の信
頼性も通常のトランジスタに比べて向上する。
なお、上記実施例では最初にフィールド酸化膜を形成し
、その後トレンチキャパシタを形成したが、本発明方法
はトレンチキャパシタの底面にフィールド酸化膜を形成
する、いわゆるFCセル(フォールデッドキャパシタセ
ル)にも同様に適用できることはいうまでもない。
〔発明の効果〕
以上詳述した如く本発明方法によれば、正常なメモリ動
作を損うことなく大幅に集積度の向上した半導体メモリ
を製造できる等顕著な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(f)は本発明の実施例におけるダイナ
ミックメモリの製造方法を示す断面図、第2図(a)は
従来のダイナミックメモリの平面図、同図(b)は同図
(a)のB−8−線に沿う断面図である。 21・・・P型シリコン基板、22・・・フィールド酸
化膜、23・・・ゲート酸化膜、24・・・トランスフ
ァゲート電極、25・・・CVD酸化膜パターン、26
・・・N″′型拡散拡散層7・・・CVD酸化膜、27
−・・・残存CVD酸化!!(スペーサ)、28・・・
N1型拡散層、29.30・・・ソース、ドレイン領域
、31・・・熱酸化膜、32・・・シリコン窒化膜パタ
ーン、33・・・溝、34・・・キャパシタ酸化膜、3
5・・・キャパシタ電極、36・・・層間絶縁膜、37
・・・コンタクトホール、38・・・ビット線。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 第1導電型の半導体基板上にゲート絶縁膜を介してゲー
    ト電極及び絶縁膜を積層して形成する工程と、ゲート電
    極上部に積層された絶縁膜をマスクとして第2導電型の
    不純物をイオン注入することによりソース、ドレイン形
    成領域に第2導電型の低濃度拡散層を形成する工程と、
    少なくとも前記ゲート電極の側壁に絶縁膜を形成する工
    程と、前記ゲート電極の上部及び側壁に形成された絶縁
    膜をマスクとして第2導電型の不純物をイオン注入する
    ことによりソース、ドレイン形成領域に第2導電型の高
    濃度拡散層を形成する工程と、コンタクト形成部となる
    領域を耐酸化性膜で覆う工程と、前記ゲート電極の上部
    及び側壁に形成された絶縁膜及び前記耐酸化性膜をマス
    クとして露出した基板をエッチングし、溝を形成する工
    程と、該溝内で露出した基板表面にキャパシタ絶縁膜を
    形成する工程と、前記溝内にキャパシタ絶縁膜を介して
    導体層を埋設し、キャパシタ電極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。
JP59256159A 1984-12-04 1984-12-04 半導体装置の製造方法 Pending JPS61134058A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62262455A (ja) * 1986-05-09 1987-11-14 Seiko Epson Corp 半導体装置の製造方法
JPH02134867A (ja) * 1988-11-15 1990-05-23 Nec Corp Mis型半導体記憶装置及びその製造方法
WO1998053497A1 (en) * 1997-05-22 1998-11-26 Advanced Micro Devices, Inc. Method for mos transistor isolation

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