JPS62247560A - ダイナミツクランダムアクセスメモリセル - Google Patents

ダイナミツクランダムアクセスメモリセル

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JPS62247560A
JPS62247560A JP61090337A JP9033786A JPS62247560A JP S62247560 A JPS62247560 A JP S62247560A JP 61090337 A JP61090337 A JP 61090337A JP 9033786 A JP9033786 A JP 9033786A JP S62247560 A JPS62247560 A JP S62247560A
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JP
Japan
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layer
slope
trench
substrate
semiconductor layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP61090337A
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English (en)
Inventor
Yasumi Ema
泰示 江間
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS62247560A publication Critical patent/JPS62247560A/ja
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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 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】 〔概要〕 従来のトレンチ(溝)キャパシタを有するダイナミック
ランダムアクセスメモリ (DRAM)セルにおいては
、基板側の蓄積電極と基板との接続をリソグラフィによ
り行いマスクを必要としたが、こ4ではトレンチに斜面
を形成し、斜面に形成された半導体層によりマスクなし
で蓄積電極と基板を接続する構造を提起する。これによ
りリソグラフィ工程数を減少し、高集積のDRAMセル
を得ることができる。
〔産業上の利用分野〕
本発明は高集積のDRAMセルの構造に関する。
トレンチキャパシタは、256にビットDRAMまで−
・般的に用いられてきたブレーナ型セルに比べて、キャ
パシタ部が立体的に構成されたMOS構造で、実効的な
キャパシタ面積を広(とることができるため、小型で大
きな蓄積容量が得られる特徴がある。
しかしながら、従来のトレンチキャパシタはトランジス
タと接続する際、リソグラフィ工程を必要とし、高集積
化が阻害されている。
〔従来の技術〕
第5図は従来例によるトレンチキャパシタセルの断面図
である。
図において、51は半導体基板でp型珪素(p−3i)
基板、52はセル領域を画定するフィールド絶縁層で二
酸化珪素(SiO□)層、53は蓄積電極で多結晶珪素
(ポリSi)層、54は誘電体層でSiO□層、55は
セルプレートでポリ5iJiiで、蓄積電極53、誘電
体層54、セルプレート55により蓄積キャパシタが構
成される。
56はポリSiNよりなるワード線、51A、51Bは
高濃度不純物導入領域でn°型のソース、ドレイン領域
である。これらの領域とワード線56をゲートとして電
界効果トランジスタ(FET)が構成される。
ソース、ドレイン領域51Aとコンタクトして、かつ基
板上においてワード線56と垂直方向に、例えばアルミ
ニウム(AI)よりなるビット線57が形成される。
この場合、蓄積キャパシタとトランジスタとの接続はソ
ース、ドレイン領域51Bと蓄積電極53間で行われる
。従って、蓄積電極に情報電荷が蓄積される。
以上の構造のDRAMセルにおいては、蓄積電極53を
FETのソース、ドレイン領域51Bに接続する際にリ
ソグラフィを用いている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来のトレンチキャパシタセルにおいては、トレンチキ
ャパシタとPUTの接続にリソグラフィを必要とし、従
ってマスクの位置合わせ余裕をとらなければならず高集
積化を阻害していた。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点の解決は、半導体基板(1)の主面から該半
導体基板(1)内に、溝幅が該半導体基板(1)の表面
に向かって漸増する斜面(5)を有する溝(4)を形成
し、該斜面(5)を除いて該溝(4)内の表面に絶縁層
(6)と第1の導電層(7)を順次形成し、該斜面(5
)と該第1の導電層(7)上に半導体層(8)を形成し
、該半導体層(8)上に誘電体層(9)を介して第2の
導電層(10)を形成して構成された蓄積キャパシタと
、該半導体基板(11に形成されたトランジスタと・を
有し、 該トランジスタのソース、ドレイン領域(1B)と該半
導体層(8)とが電気的に接続されているダイナミック
ランダムアクセスメモリセルにより達成される。
〔作用〕
本発明はDRAMセルのキャパシタ部のトレンチの肩に
斜面を設け、選択エピタキシャル成長によりこの斜面と
蓄積電極の上に選択的に半導体層を成長し、この半導体
層により蓄積電極とPETのソース、ドレイン領域とを
斜面において接続するものである。
トレンチの形成は、まず等方性エツチングで斜面を形成
し、異方性エツチングで本来の溝を形成することにより
、斜面の形成が再現性よくでき、この斜面を接続領域と
して用い、ここに接続層を選択エピタキシャル成長する
ことにより、リソグラフィを省略することができる。
〔実施例〕
第1図(1)、(2)はそれぞれ本発明の実施例による
トレンチキャパシタセルの平面図と、断面図である。
図において、1は半導体基板でp−St基板、2は絶縁
層で5i02層、3はセル領域を画定するフィールド絶
縁層(図中FOXと略記されている)で5i02層、4
は溝(トレンチ)、5はトレンチに形成された斜面、6
はトレンチ内に形成された絶縁層で5iO1層、7は第
1の導電層でポリ5ili、8は半導体層で選択エピタ
キシャル成長により形成されたSi層、9は誘電体層で
5i02層、10は第2の導電層でポリSt層で、第1
の導電層7と半導体層8よりなる蓄積電極、誘電体層9
、第2の導電層の導電層10よりなるセルプレートによ
り蓄積キャパシタが構成される。
11はポリSi層よりなるワード線、LA、 1Bは高
濃度不純物導入領域でn゛型のソース、ドレイン領域で
ある。これらの領域とワード線11をゲートとしてFE
Tが構成される。
コンタクト孔13においてソース、ドレイン領域IAと
コンタクトし、かつ基板上においてワード線11と垂直
方向に、例えばAIよりなるビット!12が形成される
この場合、蓄積キャパシタとPETとの接続は、斜面5
において、ソース、ドレイン領域1Bと半導体層8間で
行われる。
つぎに、製造工程の概略を説明する。
第2図(11〜(5)は本発明の実施例によるトレンチ
キャパシタの製造工程を説明する断面図である。
第2図(1)において、p−Si基板1上に厚さ200
0人+7) S i Oz層2と、FOX として厚さ
8000人(7) S i O2層3を形成し、等方性
エツチングにより斜面5、異方性エツチングにより幅1
μm、深さ5μmのトレンチ4を形成する。斜面5の上
端で溝幅が1.5μmに形成する。
この形成方法は後記の第3図、第4図において説明する
第2図(2)において、化学気相成長(CVD)法によ
り、溝4内と斜面5を覆って基板全面に厚さ1000人
のSi02層6と厚さ2000人のポリSi層7を順次
成長する。
CVD−5i02の成長は、原料ガスとしてSiH4+
 820を用い、これを数Torrに減圧して800℃
で熱分解して行う。
CvD−ポリSiの成長は、原料ガスとしてSiH4を
用い、これを数Torrに減圧して620℃で熱分解し
て行う。
第2図(3)において、リアクティブイオンエツチング
(RIE)により基板全面のポリSi層をエツチングし
て、トレンチ4の側面にのみポリSi層7を残す。
ポリStのR1Bは、反応ガスとしてCCl4.+O□
を用い、これをQ、 15Torrに減圧し、周波数1
3.56M)lzkの電力を基板光たり30〇−印加し
て行う。
第2図(4)において、RIEにより基板全面をエツチ
ングして斜面5上の5iCh層6を除去し、半導体基板
1を露出させる。
5i02のR1Bは、反応ガスとしてCFa + Hl
を用い、これを0.3 Torrに減圧し、周波数13
.56MHzkの電力を基板光たり50〇−印加して行
う。
つぎにゲート電極(ワード線11)をマスクにしてイオ
ン注入により、n゛型のソース、ドレイン領域1Bを形
成する。
第2図(5)において、エピタキシャル成長により、S
i基板lの露出した斜面5とトレンチ4内の側面に残っ
たポリSi層7上に選択的にSi層8を成長する。
Siのエピタキシャル成長は、原料ガスとしてSiH4
を用い、これを数Torrに減圧して900℃で熱分解
して行う。
この場合、エピタキシャル成長のSi層8はS302層
2.3上には成長しないが、層の断面が露出しているs
io、N6上では、僅かの間隔を覆って成長層が連続し
てしまう。
この後の工程は第1図において、熱酸化により厚さ10
0 人のSi02層9、ポリSi層10を形成して蓄積
キャパシタを形成を終わる。
さらに、眉間絶縁層を基板全面に被着し、ビット線がセ
ルにコンタクトするソース、ドレイン領域IA上にコン
タクト孔13を開け、ビット線12を形成する。
第3図(1)、(2)は本発明のトレンチの形成方法を
工程順に説明する断面図である。
第3図(1)において、Si基板1上に5iozi!2
.3を形成し、その上にレジスト31を塗布しりソグラ
フィによりトレンチ形成部を開口する。
つぎに、レジストパターンをマスクにして等方性エツチ
ングにより斜面5を形成する。
等方性エツチングは、反応ガスとしてCF4+0.tを
用いたプラズマエツチングによる。
第3図(2)において、レジストパターンをマスクにし
て異方性エツチングによりトレンチ4を形成する。
異方性エツチングは、反応ガスとしてCC1t+O□を
用いたR1Bによる。
この後、レジスト31を除去する。
第4図(1) 、−(21は本発明のトレンチの他の形
成方法を工程順に説明する断面図である。
第4図(1)において、Si基+ffE l上にSi0
g層2.3を形成し、その上に窒化珪素(SiN)層4
1、燐珪酸ガラス(PSG)層42を被着し、これらの
層をリソグラフィによりトレンチ形成部を開口する。
つぎに、パターニングされたPSG層42、Si8層4
1をマスクにして等方性エツチングにより斜面5を形成
する。
第4図(2)において、Si8層41をストッパにして
、弗酸を用いてPSG層42をウェットエツチングして
除去すると、5ift層2.3も多少アンダカットされ
る。
この後、熱燐酸を用いてSi8層41をウェットエツチ
ングして除去する。
以上の実施例はnチャネル型デバイスに対して説明した
が、pチャネル型に対しても発明の要旨は変わらない。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したように本発明によるトレンチキャパ
シタセルにおいては、トレンチキャパシタとFETの接
続にリソグラフィを必要としない。
従って、リソグラフィ工程数を減らすことができ、マス
クの位置合わせ余裕分だけ高集積化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図(1)、(2)はそれぞれ本発明の実施例による
トレンチキャパシタセルの平面図と、断面図、第2図(
1)〜(5)は本発明の実施例によるトレンチキャパシ
タの製造工程を説明する断面図、第3図(1)、(2)
は本発明のトレンチの形成方法を工程順に説明する断面
図、 第4図(1)、(2)は本発明のトレンチの他の形成方
法を工程順に説明する断面図、 第5図は従来例によるトレンチキャパシタセルの断面図
である。 図において、 1は半導体基板でp−St基板、 2は絶縁層で5iCh層、 3はフィールド絶縁層(FOX)でSi01層、4は溝
(トレンチ)、 5はトレンチに形成された斜面、 6は絶縁層でSi01層、 7は第1の導電層でポリSi層、 8は半導体層でエピタキシャル成長のSi層、9は誘電
体層でSi01層、 10は第2の導電層でポリSiJ!i%11はポリSi
層よりなるワード線、 LA、 1Bはn+型のソース、ドレイン領域、12は
ビット線、 13はコンタクト孔 $ 5 図 手続補正書(財)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 半導体基板(1)の主面から該半導体基板(1)内に、
    溝幅が該半導体基板(1)の表面に向かって漸増する斜
    面(5)を有する溝(4)を形成し、 該斜面(5)を除いて該溝(4)内の表面に絶縁層(6
    )と第1の導電層(7)を順次形成し、 該斜面(5)と該第1の導電層(7)上に半導体層(8
    )を形成し、該半導体層(8)上に誘電体層(9)を介
    して第2の導電層(10)を形成して構成された蓄積キ
    ャパシタと、 該半導体基板(1)に形成されたトランジスタとを有し
    、 該トランジスタのソース、ドレイン領域(1B)と該半
    導体層(8)とが電気的に接続されていることを特徴と
    するダイナミックランダムアクセスメモリセル。
JP61090337A 1986-04-18 1986-04-18 ダイナミツクランダムアクセスメモリセル Pending JPS62247560A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0274068A (ja) * 1988-09-09 1990-03-14 Toshiba Corp 半導体記憶装置の製造方法
US5432115A (en) * 1992-02-13 1995-07-11 Siemens Aktiengesellschaft Process for making a contact betwen a capacitor electrode disposed in a trench and an MOS transistor source/drain region disposed outside the trench
US5559350A (en) * 1992-07-08 1996-09-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Dynamic RAM and method of manufacturing the same

Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0274068A (ja) * 1988-09-09 1990-03-14 Toshiba Corp 半導体記憶装置の製造方法
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