JPS62219659A - Mos type semiconductor memory - Google Patents
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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
- H10B12/30—DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
- H10B12/31—DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells having a storage electrode stacked over the transistor
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はMOS型半導体記憶装置に係り、特に微細な素
子においても動作上十分な蓄積容量を得ることの出来る
MOS型半導体記憶装置に係るものである。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a MOS type semiconductor memory device, and particularly to a MOS type semiconductor memory device that can obtain a sufficient storage capacity for operation even in minute elements. It is.
MO5型半導体記憶装置、特に、dRAM(ダイナミッ
ク・ランダム・アクセス・メモリ)は3年で4倍という
集積度の向上を実現し、既に主流は64Kから256に
へと移り、IMの量産も間近い状況にある。この高集積
化は、いわゆるスケーリング則と呼ばれる素子寸法の微
細化によって達成されてきた。MO5 type semiconductor memory devices, especially dRAM (dynamic random access memory), have achieved a fourfold improvement in integration density in three years, and the mainstream has already shifted from 64K to 256, and mass production of IM is just around the corner. It is in. This high degree of integration has been achieved by miniaturizing element dimensions, which is called the so-called scaling law.
しかし、近年、微細化に伴う蓄積容量の減少のため、S
/N比の低下やα線の入射による信号反転等の弊害が顕
在化してきた。However, in recent years, due to the decrease in storage capacity due to miniaturization, S
Adverse effects such as a decrease in the /N ratio and signal inversion due to the incidence of alpha rays have become apparent.
このため、蓄積容量を増加させる目的で、様々な構造の
メモリセルが提案されている。例えば、基板に垂直に溝
を掘り、その側壁を利用するトレンチ・キャパシタもそ
のひとつである。このトレンチ・キャパシタの容量は溝
の深さによって決まるため、非常に小さな面積で大容量
が得られる。For this reason, memory cells with various structures have been proposed for the purpose of increasing storage capacity. One example is a trench capacitor, which uses the sidewalls of a trench dug perpendicular to the substrate. Since the capacitance of this trench capacitor is determined by the depth of the trench, a large capacitance can be obtained in a very small area.
しかし、この方式では、隣接する溝間のリーク電流等の
問題がある。However, this method has problems such as leakage current between adjacent grooves.
上記のトレンチ・キャパシタに対して、キャパシタ部を
ワード線や素子間分離用の厚い酸化膜上に積み上げ、実
効的なキャパシタ面積を増加させる試みもなされている
(例えば、アイ・イー・イー・イー、インターナショナ
ル、エレクトロン、デバイス、ミーティング、テクニカ
ルダイジェスト、IEEE Int、 Electro
n DevjcesMeeting、 Tech。For the trench capacitor described above, attempts have been made to increase the effective capacitor area by stacking the capacitor part on a thick oxide film for word lines and element isolation (for example, IE , International, Electron, Device, Meeting, Technical Digest, IEEE Int, Electro
n DevjcesMeeting, Tech.
Dig、、 p348−351. Dec(1978)
におけるKoyanagi。Dig, p348-351. Dec (1978)
Koyanagi in.
Sunami、 HashimotoおよびAshik
awa等による“Novel high densit
y、 5tacked CapacitorMOSRA
Mに記載)。Sunami, Hashimoto and Ashik
“Novel high density” by awa etc.
y, 5tacked CapacitorMOSRA
(described in M).
第2図は、上記のごとき従来の積み上げ型キャパシタを
有するdRAMの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a dRAM having a conventional stacked capacitor as described above.
以下にその構造を説明する。The structure will be explained below.
第2図において、ビット線に接続するドレイン5、ワー
ド線に接続するゲート電極4、キャパシタの一方の電極
となるソース6とからなるMOSトランジスタ(スイッ
チング用のトランジスタ)が素子間分離用の厚い酸化膜
2に囲まれた領域に作られている。In Figure 2, a MOS transistor (switching transistor) consisting of a drain 5 connected to a bit line, a gate electrode 4 connected to a word line, and a source 6 serving as one electrode of a capacitor is connected to a thick oxide film for isolation between elements. It is formed in an area surrounded by membrane 2.
また、上記のソース6に接し、しかも一部がゲート電極
4と素子間分離酸化膜2の上に乗るように多結晶シリコ
ン8が形成されており、この表面に絶縁膜9が形成され
ている。このため、ソース6の基板表面部分のみに絶縁
膜を形成する平面型キャパシタに比較して、面積を大き
くすることが可能となる。Further, polycrystalline silicon 8 is formed so as to be in contact with the source 6 and partially on top of the gate electrode 4 and the element isolation oxide film 2, and an insulating film 9 is formed on the surface of this polycrystalline silicon 8. . Therefore, compared to a planar capacitor in which an insulating film is formed only on the substrate surface portion of the source 6, the area can be increased.
なお、第2図において、1は半導体基板、3はゲート酸
化膜、7は層間分離用酸化膜、10は電源電位にあるキ
ャパシタの他方の電極、11は層間分離膜、15はワー
ド線、16はビット線、17は電源電位を示す。In FIG. 2, 1 is a semiconductor substrate, 3 is a gate oxide film, 7 is an oxide film for interlayer isolation, 10 is the other electrode of the capacitor at the power supply potential, 11 is an interlayer isolation film, 15 is a word line, and 16 is an interlayer isolation film. indicates a bit line, and 17 indicates a power supply potential.
上記のごとき従来の積み上げ型キャパシタ・セルでは、
キャパシタ用の絶縁膜として、堆積させた多結晶シリコ
ン8の表面を直接酸化して形成した二酸化ケイ素膜(S
i Ot )や堆積させた窒化ケイ素膜(S13N4
)を用いるか、またはそれらの二層膜を用いている。こ
のため、従来の平面型キャパシタに比べて容量の増加は
面積の増加分しかなく、より一層、セル面積を小さくし
ていった時には十分な蓄積容量が確保できなくなるとい
う間=4−
題があった。In the conventional stacked capacitor cell as described above,
As an insulating film for a capacitor, a silicon dioxide film (S
iOt) and deposited silicon nitride film (S13N4
) or a double-layer film thereof. Therefore, compared to conventional planar capacitors, the increase in capacitance is only due to the increase in area, and when the cell area is made even smaller, it becomes impossible to secure sufficient storage capacity. Ta.
本発明の目的は、従来の積み上げ型キャパシタ・セルと
面積的には同等ながら、蓄積容量は従来のものより遥か
に大きな容量が得られるMOS型半導体記憶装置を提供
する、もしくは、従来の積み上げ型キャパシタ・セルに
比べて面積は小さいながら、蓄積容量は従来のものと同
様のMOS型半導体記憶装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a MOS type semiconductor memory device which is equivalent in area to a conventional stacked capacitor cell but has a much larger storage capacity than the conventional stacked capacitor cell; The object of the present invention is to provide a MOS type semiconductor memory device that has a smaller area than a capacitor cell but has the same storage capacity as a conventional device.
上記の目的は、キャパシタの絶縁膜として、二酸化ケイ
素や窒化シリコンに替わってそれらよりも比誘電率の大
きな絶縁材料を用いることで解決できる。例えば五酸化
タンタル(’razos)の比誘電率は20〜25であ
り、S j、 O、と比べて同じキャパシタ面積ならば
5倍程度の容量増加が期待でき、また、同じ容量を実現
するためには、キャパシタの面積は115ですむ。The above object can be solved by using an insulating material having a larger dielectric constant than silicon dioxide or silicon nitride as the insulating film of the capacitor. For example, tantalum pentoxide ('razos) has a relative dielectric constant of 20 to 25, and compared to Sj, O, if the capacitor area is the same, it can be expected that the capacitance will increase by about 5 times, and in order to achieve the same capacitance, In this case, the area of the capacitor only needs to be 115.
しかし、Ta2o、、を従来の積み上げ型キャパシタに
適用しようとすると様々な問題が生じる。例えば、積み
上げ型キャパシタ・セルでは前記第2図に示したように
、一方のキャパシタ電極として多結晶シリコンを用いて
いるため、多結晶シリコン表面に存在する凹凸が電界集
中の原因となり、耐圧や長期的信頼性を低下させる要因
となっている。特にTa2O,膜などのように、スパッ
タ法等の物理的蒸着方法で堆積させる場合には、下地の
凹凸の影響が大きい。However, various problems arise when trying to apply Ta2o to conventional stacked capacitors. For example, as shown in Figure 2 above, in a stacked capacitor cell, polycrystalline silicon is used as one of the capacitor electrodes, so the unevenness of the polycrystalline silicon surface causes electric field concentration, which reduces the breakdown voltage and long-term This is a factor that reduces the reliability of the information. In particular, when depositing a Ta2O film by a physical vapor deposition method such as a sputtering method, the unevenness of the underlying layer has a large effect.
これを解決するためのひとつの手段として、イクステン
ディド、アブストラクト、オブ、エレクトロケミカル、
ソサイアティ、スプリング、ミーティング、p190−
191、アブストラクトNo、 125゜(1984)
(Extended Abstract of El
ectrochemicalSociety、 Spr
ing Meeting)におけるN15hioka。As one means to solve this problem, extended, abstract, of, electrochemical,
Society, Spring, Meeting, p190-
191, Abstract No. 125° (1984)
(Extended Abstract of El
electrochemical Society, Spr.
N15hioka at ing Meeting).
Kimura、 Mukai等による“Dielect
ric Character−istic of a
very thin Ta2O,MIS capaci
tor”と題する論文において論じられているように、
TaZ Os / S iの二層構造に酸化処理を加え
、界面にSiO□膜を成長させるという方法を利用する
ことが考えられる。“Dielect” by Kimura, Mukai, etc.
ricCharacter-istic of a
very thin Ta2O, MIS capaci
As discussed in the paper entitled ``tor'',
It is conceivable to use a method of adding oxidation treatment to the TaZOs/Si two-layer structure and growing a SiO□ film at the interface.
この方法は、酸素がTa、O,膜中を拡散してゆき、界
面でSiと反応して酸化膜ができるものである。しかも
、酸素はTa2O,膜の特に薄い部分を拡散するため、
ピンホール等の欠陥の救済が可能となる。In this method, oxygen diffuses through the Ta, O, and films and reacts with Si at the interface to form an oxide film. Moreover, since oxygen diffuses through the particularly thin part of the Ta2O film,
It becomes possible to repair defects such as pinholes.
しかし、この方法を用いても、Sio、とSiの界面に
は、多結晶シリコンの凹凸を反映した電界集中点は残る
。However, even if this method is used, electric field concentration points reflecting the unevenness of polycrystalline silicon remain at the interface between Sio and Si.
そこで、本発明では、第1図に示したように、電極形状
に加工した多結晶シリコン8の表面全体にSi、N4膜
12を堆積させ、この上にTa、O,膜13を堆積し、
この状態で酸化処理を行い、Ta、O。Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 1, a Si, N4 film 12 is deposited on the entire surface of polycrystalline silicon 8 processed into an electrode shape, and a Ta, O, film 13 is deposited on this.
In this state, oxidation treatment is performed to remove Ta and O.
膜13中を通った酸素によってSi、N4膜12を直接
酸化し、界面にSin、ll114を形成した。これに
よって、T a、 Os / S i Oz / S
ia N 4の三層絶縁膜構造を形成した。The Si, N4 film 12 was directly oxidized by the oxygen passing through the film 13, and a Si, 114 was formed at the interface. By this, T a, Os / S i Oz / S
A three-layer insulating film structure of IA N4 was formed.
なお、多結晶シリコンの加工端のように、基板に対して
ほぼ垂直になっているためTa、O,膜13が被着しに
くい所では、S i O2/ S ia N *の二層
絶縁膜構造ができる。Note that in areas where it is difficult for Ta, O, and the film 13 to adhere because they are almost perpendicular to the substrate, such as the processed edges of polycrystalline silicon, a two-layer insulating film of SiO2/SiaN* is used. A structure is created.
一/−
多結晶シリコン8の表面にSi、N4膜12を堆積させ
る場合は、一般に公知の低圧CVD(Chemical
Vapor Deposition)法が用いられる
。1/- When depositing the Si, N4 film 12 on the surface of the polycrystalline silicon 8, generally known low pressure CVD (Chemical
Vapor Deposition) method is used.
この方法は、大気圧以下の雰囲気内にSiH4とNH3
のガスを導入し、これを熱分解させることによってSi
3N4膜を形成する手法である。This method uses SiH4 and NH3 in an atmosphere below atmospheric pressure.
By introducing gas and thermally decomposing it, Si
This is a method of forming a 3N4 film.
この方法は、低圧であるため、被覆性等の点で物理的な
蒸着方法に比べて優れている。このため、凹凸のある基
板に堆積させた場合には、その凹凸を緩和するようにな
り、電圧を印加した時の電界集中が抑えられる。このよ
うな効果は、多結晶シリコンを直接酸化した場合には期
待できない効果である。Since this method uses low pressure, it is superior to physical vapor deposition methods in terms of coverage and the like. Therefore, when deposited on a substrate with unevenness, the unevenness is alleviated, and electric field concentration when voltage is applied is suppressed. Such an effect cannot be expected when polycrystalline silicon is directly oxidized.
また、低圧CVD法で形成したSi3N4膜のステップ
・カバレッジは非常に良いため、加工した端のように、
基板に垂直な側壁にもほぼ均一に膜を被着させることが
可能である。In addition, the step coverage of the Si3N4 film formed by low-pressure CVD is very good, so it looks like the processed edge.
It is also possible to deposit the film almost uniformly on the side walls perpendicular to the substrate.
次に、上記の5L3N、膜12の上に、Ta20=膜1
3を堆積させて二層膜を作る。この際、加工端への被覆
性はおどる。この二層膜構造でも十分にキャパンタ絶縁
膜としての特性を有しているが、加工端のようにSi、
N4の単層膜ではSi、N、膜に存在するピンホール等
の潜在欠陥のために、必ずしも十分な耐圧等を有してい
るという訳ではない。Next, on top of the above 5L3N and film 12, Ta20=film 1
3 to form a two-layer film. At this time, the coverage of the processed edge is affected. Although this two-layer film structure has sufficient characteristics as a capantor insulating film, it
A single layer film of N4 does not necessarily have sufficient breakdown voltage etc. due to Si, N, and latent defects such as pinholes existing in the film.
そこで、さらに、上記の構造に酸化処理を加え、Si、
N、膜の表面に酸化膜14を形成してやるとピンホール
等がふさがり、耐圧が向上する。Therefore, by further adding oxidation treatment to the above structure, Si,
If an oxide film 14 is formed on the surface of the N film, pinholes etc. will be closed and the withstand voltage will be improved.
Ta2O,とSi、N4の二層膜においても、Ta、0
゜膜中を拡散した酸素によって下地のSi、N、の極く
表面のみが酸化され、Si、N、のピンホール低減に大
きな効果がある。Even in the double layer film of Ta2O, and Si, N4, Ta,0
The oxygen diffused into the film oxidizes only the very surface of the underlying Si and N, which has a great effect on reducing pinholes in the Si and N.
このように、T a、 Os / S i Oz /
S is N 4の三層絶縁膜構造とS 102 /
S la N 4膜との二層絶縁膜構造を共存させるこ
とによって、容量が大きく、かつ、長期的信頼性にもす
ぐれた電荷蓄積キャパシタが得られる。Thus, T a, Os / S i Oz /
Three-layer insulation film structure of S is N 4 and S 102 /
By coexisting the two-layer insulating film structure with the S la N 4 film, a charge storage capacitor with large capacity and excellent long-term reliability can be obtained.
以下、本発明の一実施例を第3図により説明する。第3
図は、本発明を実施するための工程図であり、第3図の
(a)〜(f)は各工程における断面図を示しである。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. Third
The figure is a process diagram for implementing the present invention, and (a) to (f) in FIG. 3 show cross-sectional views in each process.
第3図において、まず(a)は、従来の公知方法で作成
したMoSトランジスタの断面図である。In FIG. 3, (a) is a cross-sectional view of a MoS transistor manufactured by a conventional known method.
番号の指し示す各部分は、第1図に示したものと同じで
ある。The parts indicated by the numbers are the same as those shown in FIG.
この上に、(b)のようにキャパシタの一方の電極とな
る多結晶シリコン8を堆積させ、ソース6と同じ導電型
にするために、りん拡散やイオン打込み等によって不純
物を導入する。その後、公知のホトリソグラフ法やドラ
イエツチング法を用いて必要な部分のみを残して他を除
去する。膜厚は例えば250nmである。Polycrystalline silicon 8, which will become one electrode of the capacitor, is deposited thereon as shown in FIG. 3B, and impurities are introduced by phosphorus diffusion, ion implantation, etc. to make it the same conductivity type as the source 6. Thereafter, using a known photolithography method or dry etching method, only necessary portions are left and the rest are removed. The film thickness is, for example, 250 nm.
この上に公知の低圧CVD法を用いて、(c)のように
513N4膜12を15nm程度の厚さに堆積させる。A 513N4 film 12 is deposited thereon to a thickness of about 15 nm, as shown in FIG. 3C, using a known low pressure CVD method.
低圧CVD法ではステップ・カバレッジが良いため、加
工端のように基板に垂直な部分にも同じ膜厚で被着させ
ることができる。Since the low-pressure CVD method has good step coverage, it is possible to deposit the same film thickness even on parts perpendicular to the substrate, such as the processed edges.
この上にTa、O,膜13を(d)のように堆積させる
。Ta、Os膜は様々な方法で形成可能であるが、化学
量論組成や膜の緻密性などの点から、反応性スパッタ法
が適している。On top of this, Ta, O, and a film 13 are deposited as shown in (d). The Ta, Os film can be formed by various methods, but reactive sputtering is suitable from the viewpoint of stoichiometric composition and film density.
本実施例では、99.99%のタンタル板をターゲット
に用い、アルゴンと酸素の混合ガス中でスパッタを行な
う反応性スパッタ法を用いた。膜厚は20n曹以下であ
る。In this example, a reactive sputtering method was used in which a 99.99% tantalum plate was used as a target and sputtering was performed in a mixed gas of argon and oxygen. The film thickness is 20 nm or less.
なお1反応性スパッタ法のような物理的な蒸着方法はス
テップ・カバレッジが悪いため、加工端の側壁にはTa
、O,膜がつかないことがある。Note that 1. physical vapor deposition methods such as reactive sputtering have poor step coverage;
,O, The film may not stick.
次に、(d)のような状態のものに酸化処理を施すと、
Si、N4膜12の露出している所はSi、N4膜がそ
のまま酸化され、表面に数nmのS io2膜14が形
成される。Ta、O,膜13に被われた部分でも、酸素
はTa、Os膜中を容易に拡散してゆくため、その酸素
がSi、N、膜と反応してSun、膜ができる(e)。Next, when oxidation treatment is applied to the state shown in (d),
At the exposed portions of the Si, N4 film 12, the Si, N4 film is oxidized as it is, and an Sio2 film 14 of several nm thick is formed on the surface. Even in the portion covered by the Ta, O, film 13, oxygen easily diffuses through the Ta, Os film, so the oxygen reacts with the Si, N, and film to form a Sun film (e).
本実施例では900℃、7気圧の高圧酸化法を用いた。In this example, a high-pressure oxidation method at 900° C. and 7 atmospheres was used.
このようにして、同一キャパシタ上に、Ta、Os/5
io2/Si3N4の三層絶縁膜とS io2/ S
13 N 4の二層絶縁膜が形成される。本実施例では
、三層絶縁膜と二層絶縁膜が共存している構−n−
造について言及した。しかし、Ta2O,膜の被覆性が
良い場合には、キャパシタ全面に三層絶縁膜が形成され
る。In this way, Ta, Os/5
Three-layer insulation film of io2/Si3N4 and S io2/S
A two-layer insulating film of 13 N 4 is formed. In this embodiment, a structure in which a three-layer insulating film and a two-layer insulating film coexist has been described. However, if the coverage of the Ta2O film is good, a three-layer insulating film is formed over the entire surface of the capacitor.
最後に、(f)のように、キャパシタの他方の電極10
を堆積させ、かつ、必要な部分を残して他を除去する。Finally, as shown in (f), the other electrode 10 of the capacitor
Deposit the necessary parts and remove the others.
また、配線に継がるコンタクトホール上の絶縁膜も同時
に除去する。このようにして、キャパシタ部が完成する
。At the same time, the insulating film on the contact hole connected to the wiring is also removed. In this way, the capacitor section is completed.
次に、第4図は、本発明のMOS半導体記憶装置のレイ
アウト図である。Next, FIG. 4 is a layout diagram of a MOS semiconductor memory device of the present invention.
第4図において、2は素子間分離用の厚い絶縁膜、15
はワード線、8はMOS)−ランジスタのドレインに接
続するキャパシタの一方の電極である。In FIG. 4, 2 is a thick insulating film for isolation between elements, 15
is a word line, and 8 is one electrode of a capacitor connected to the drain of a MOS transistor.
また10はキャパシタの他方の電極であり、ビット線が
接続されるコンタクトホール11の領域を残して全面を
被っている。Reference numeral 10 designates the other electrode of the capacitor, which covers the entire surface except for a contact hole 11 area to which a bit line is connected.
なお、この第4図では煩雑になるのを防ぐためにビット
線は省略している。Note that the bit lines are omitted in FIG. 4 to avoid complication.
また、この実施例では、回路動作上の雑音を低減させる
ために折り返しビット線構成になっているが、開放ビッ
ト線構成も可能である。Further, in this embodiment, a folded bit line configuration is used to reduce noise in circuit operation, but an open bit line configuration is also possible.
次に、第5図は、本発明の他の実施例の断面図である。Next, FIG. 5 is a sectional view of another embodiment of the present invention.
前記第1図の実施例においては、説明を簡略化するため
、スイッチング用のMOSトランジスタとして最も単純
な構造のものを例として説明した。In the embodiment shown in FIG. 1, in order to simplify the explanation, the simplest structure of the switching MOS transistor was explained as an example.
すなわち、上記の構造は、ソース・ドレイン領域の不純
物濃度が基板上の横方向でほぼ一定になっているもので
ある。That is, in the above structure, the impurity concentration in the source/drain regions is approximately constant in the lateral direction on the substrate.
ゲートの実効チャンネル長が2#l1以上の場合は、上
記のごとき単純なソース・ドレイン構造でも、動作上や
信頼性の点でなんら問題がない。しかし、ゲート長が短
くなるに従って、ドレイン端での電界集中が顕著になり
、ホットキャリアの注入による特性変動が大きな問題と
なってくる。When the effective channel length of the gate is 2#l1 or more, even a simple source/drain structure as described above poses no problem in terms of operation or reliability. However, as the gate length becomes shorter, electric field concentration at the drain end becomes more pronounced, and characteristic fluctuations due to injection of hot carriers become a major problem.
上記の問題を解決する一つの方法として提案されたのが
、第5図に示したL D D (LightlyDop
ed Drain)構造である。One method proposed to solve the above problem is the LDD (LightlyDop) shown in Figure 5.
ed Drain) structure.
この構造は、ソース・ドレイン端に低濃度不純物層を形
成することによって、電界集中を緩和するようにしたも
のである。第5図において、5′はLDD構造のドレイ
ン、6′はLDD構造のソースを示す。This structure is designed to alleviate electric field concentration by forming a low concentration impurity layer at the source/drain ends. In FIG. 5, 5' indicates the drain of the LDD structure, and 6' indicates the source of the LDD structure.
第5図に示すごとく、本発明の半導体記憶装置において
も、上記のLDD構造のトランジスタを用いることが出
来る。As shown in FIG. 5, the above-described LDD structure transistor can also be used in the semiconductor memory device of the present invention.
LDD構造においては、熱処理によるLDDプロファイ
ルの変化を抑える必要があるので、LDD形成後に高温
熱処理のあるプロセスは好ましくない。In the LDD structure, it is necessary to suppress changes in the LDD profile due to heat treatment, so a process that involves high-temperature heat treatment after forming the LDD is not preferred.
その点、本発明においては、プロファイルに影響を及ぼ
すような熱処理工程はない0例えば、多結晶シリコン8
やSi、N、膜12の形成には、700℃程度のCVD
法が用いられており、またTa、O。On the other hand, in the present invention, there is no heat treatment process that affects the profile.For example, polycrystalline silicon 8
CVD at about 700°C is used to form the film 12.
method has been used, and Ta, O.
膜13は、スパッタ法で形成するので室温での堆積が可
能である。更に、Ta、O,膜形成後の酸化工程も10
00℃以下の高圧酸化法が用いられている。Since the film 13 is formed by sputtering, it can be deposited at room temperature. Furthermore, the oxidation process after the Ta, O, and film formation is also 10
A high-pressure oxidation method at temperatures below 00°C is used.
上記のごとく、ソース・ドレインの不純物濃度プロファ
イルを厳密に制御する必要のあるLDD構造のトランジ
スタをスイッチング用トランジスタとじて用いる場合で
も本発明を適用することが出来る。As described above, the present invention can be applied even when an LDD structure transistor, which requires strict control of the source/drain impurity concentration profile, is used as a switching transistor.
本発明によれば、同じ容量を得るのに、従来のキャパシ
タに比べて面積を大幅に縮少することが出来るだけでな
く、耐圧や長期的信頼性等にも非常に優れているため、
微細なメモリセルの作製が可能となり、MOS型半導体
装置の高集積化に優れた効果がある。According to the present invention, not only can the area be significantly reduced compared to conventional capacitors to obtain the same capacity, but it also has excellent breakdown voltage and long-term reliability.
It becomes possible to fabricate minute memory cells, which has an excellent effect on increasing the integration of MOS type semiconductor devices.
第1図は本発明による積み上げ型キャパシタ・セルを有
するMOS型半導体記憶装置の一実施例の断面図、第2
図は従来の積み上げ型キャパシタ・セルを有するMOS
型半導体記憶装置の断面図。
第3図は本発明によるMOS型半導体記憶装置を作製す
るための工程図、第4図は本発明のMOS型半導体記憶
装置のレイアウトの一実施例図、第5図は本発明の他の
実施例の断面図である。
く符号の説明〉
1・・・半導体基板 2・・・素子間分離用酸化
膜3・・・ゲート酸化膜 4・・・ゲート電極5・
・・ドレイン
5′・・・LDD構造のドレイン
6・・・ソース
6′・・・LDD構造のソース
7・・・層間分離膜 8・・・多結晶シリコン9
・・・キャパシタ酸化膜
10・・・キャパシタの他方の電極
11・・・層間分離膜 12・・・Si、N4膜
13・・・Ta、 O,膜 14・・・Sio2
膜15・・・ワード線 16・・・ビット線1
7・・・電源電位FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of a MOS semiconductor memory device having stacked capacitor cells according to the present invention;
The figure shows a MOS with conventional stacked capacitor cells.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a type semiconductor memory device. FIG. 3 is a process diagram for manufacturing a MOS type semiconductor memory device according to the present invention, FIG. 4 is an example of the layout of a MOS type semiconductor memory device according to the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing another embodiment of the present invention. FIG. 3 is an example cross-sectional view. Explanation of symbols> 1... Semiconductor substrate 2... Oxide film for element isolation 3... Gate oxide film 4... Gate electrode 5.
...Drain 5'...Drain 6 of LDD structure...Source 6'...Source 7 of LDD structure...Interlayer isolation film 8...Polycrystalline silicon 9
...Capacitor oxide film 10...Other electrode of the capacitor 11...Interlayer isolation film 12...Si, N4 film 13...Ta, O, film 14...Sio2
Film 15...word line 16...bit line 1
7...Power supply potential
Claims (1)
接続されるゲート電極と、蓄積容量の一方の電極となる
ソース領域とから形成されるMOS型トランジスタと、
上記ソース領域に接し、かつ、該ソース領域と導電形の
等しい導電体層を一方の電極とし、電源電圧に接続され
る導電体層を他方の電極とし、上記の両電極及び上記の
両電極に挟まれた絶縁膜とから形成された蓄積容量と、
によって構成されたMOS型半導体記憶装置において、
上記蓄積容量の絶縁膜として、五酸化タンタルと二酸化
ケイ素と窒化シリコンの三層膜、または五酸化タンタル
と窒化シリコンの二層膜を用いるか、若しくは二酸化ケ
イ素と窒化シリコンの二層膜と上記の多層膜のいずれか
一方との組合せを用いることを特徴とするMOS型半導
体記憶装置。 2、上記二酸化ケイ素と窒化シリコンの二層膜における
二酸化ケイ素として、上記窒化シリコン表面を直接に酸
化することによって形成した膜を用いることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載のMOS型半導体記憶装置
。 3、上記五酸化タンタルと二酸化ケイ素と窒化シリコン
の三層膜における二酸化ケイ素として、上記五酸化タン
タル膜中に拡散した酸化種によって上記窒化シリコン表
面が直接に酸化された結果、形成された膜を用いること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のMOS型半導
体記憶装置。[Claims] 1. A MOS transistor formed from a drain region connected to a bit line, a gate electrode connected to a word line, and a source region serving as one electrode of a storage capacitor;
A conductor layer in contact with the source region and having the same conductivity type as the source region is used as one electrode, a conductor layer connected to the power supply voltage is used as the other electrode, A storage capacitor formed from an insulating film sandwiched between
In a MOS type semiconductor memory device configured by
As the insulating film of the storage capacitor, a three-layer film of tantalum pentoxide, silicon dioxide, and silicon nitride, a two-layer film of tantalum pentoxide and silicon nitride, or a two-layer film of silicon dioxide, silicon nitride, and the above-mentioned A MOS type semiconductor memory device characterized by using a combination with either one of multilayer films. 2. The MOS semiconductor according to claim 1, wherein a film formed by directly oxidizing the silicon nitride surface is used as silicon dioxide in the two-layer film of silicon dioxide and silicon nitride. Storage device. 3. As silicon dioxide in the three-layer film of tantalum pentoxide, silicon dioxide, and silicon nitride, a film formed as a result of direct oxidation of the silicon nitride surface by oxidizing species diffused into the tantalum pentoxide film. A MOS type semiconductor memory device according to claim 1, wherein the MOS type semiconductor memory device is used.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61060645A JPS62219659A (en) | 1986-03-20 | 1986-03-20 | Mos type semiconductor memory |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61060645A JPS62219659A (en) | 1986-03-20 | 1986-03-20 | Mos type semiconductor memory |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62219659A true JPS62219659A (en) | 1987-09-26 |
Family
ID=13148269
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61060645A Pending JPS62219659A (en) | 1986-03-20 | 1986-03-20 | Mos type semiconductor memory |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62219659A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4937645A (en) * | 1987-03-16 | 1990-06-26 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor device and a method of manufacturing the same |
US5567964A (en) * | 1993-06-29 | 1996-10-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device |
US5688724A (en) * | 1992-07-02 | 1997-11-18 | National Semiconductor Corporation | Method of providing a dielectric structure for semiconductor devices |
-
1986
- 1986-03-20 JP JP61060645A patent/JPS62219659A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4937645A (en) * | 1987-03-16 | 1990-06-26 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor device and a method of manufacturing the same |
US5688724A (en) * | 1992-07-02 | 1997-11-18 | National Semiconductor Corporation | Method of providing a dielectric structure for semiconductor devices |
US5567964A (en) * | 1993-06-29 | 1996-10-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device |
US5693553A (en) * | 1993-06-29 | 1997-12-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device and manufacturing method of the same |
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