JPS62249473A - 半導体記憶装置 - Google Patents
半導体記憶装置Info
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- JPS62249473A JPS62249473A JP61092049A JP9204986A JPS62249473A JP S62249473 A JPS62249473 A JP S62249473A JP 61092049 A JP61092049 A JP 61092049A JP 9204986 A JP9204986 A JP 9204986A JP S62249473 A JPS62249473 A JP S62249473A
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Links
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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
- H10B12/37—DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells the capacitor being at least partially in a trench in the substrate
Landscapes
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体記憶JA置に関するものであり、特に
、ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)に
適用して有効な技術に関するものである。
、ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)に
適用して有効な技術に関するものである。
DRAMの高集積化のため、半導体基板に溝(tren
ch又はmo a t)を形成し、この溝内に電極を埋
込むことによってメモリセルの容量素子を構成する技術
が、日経マグロウヒル社発行「日経エレクトロニクス4
1985年6月3日号・p219に記載されている。
ch又はmo a t)を形成し、この溝内に電極を埋
込むことによってメモリセルの容量素子を構成する技術
が、日経マグロウヒル社発行「日経エレクトロニクス4
1985年6月3日号・p219に記載されている。
本発明者は前記技術を検討した結果、次の問題点を見出
した。
した。
前記容量素子は、溝の周囲の半導体基板内に空乏層が形
成される。このため、隣接する容量素子間あるいは隣接
しているメモリセルの容ffi素子と選択M I S
F E Tの間を分離するための素子分j[領域を大き
くしなければならない。また、空乏層内に半導体基板中
の少数キャリアが入込むためソフトエラーを生じ易すい
。
成される。このため、隣接する容量素子間あるいは隣接
しているメモリセルの容ffi素子と選択M I S
F E Tの間を分離するための素子分j[領域を大き
くしなければならない。また、空乏層内に半導体基板中
の少数キャリアが入込むためソフトエラーを生じ易すい
。
本発明の目的は、集積度の向上を図ることにある。
本発明の他の目的は、メモリセルの情報の保持特性の向
上を図ることにある。
上を図ることにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、溝の壁面に絶縁膜を設け、また溝内に2つの
電極を設け、そのうちの一方の電極を選択MISFET
の半導体領域に接続し、他方の電極を半導体基板に接続
する。
電極を設け、そのうちの一方の電極を選択MISFET
の半導体領域に接続し、他方の電極を半導体基板に接続
する。
上記した手段によれば、半導体基板中に空乏層が延びな
いので、素子分離領域を縮小することができ、また情報
の保持特性が向上する。
いので、素子分離領域を縮小することができ、また情報
の保持特性が向上する。
〔実施例1〕
第1図はメモリセルアレイの一部の平面図、第2図は第
1図のA−A切断線における断面図、第3図は第1図の
B−B切断線における断面図、第4図は1つのメモリセ
ルの平面図である。なお、第1図及び第4図は、メモリ
セルの構成を見易くするため、フィールド絶縁膜以外の
絶縁膜を図示していない。
1図のA−A切断線における断面図、第3図は第1図の
B−B切断線における断面図、第4図は1つのメモリセ
ルの平面図である。なお、第1図及び第4図は、メモリ
セルの構成を見易くするため、フィールド絶縁膜以外の
絶縁膜を図示していない。
第1図乃至第4図において、1はn°型半導体基板であ
り、この上にP−型エピタキシャルTI2を設けている
。P−型エピタキシャル層2の表面にメモリセルのパタ
ーンを規定し得るように酸化シリコン膜からなるフィー
ルド絶縁膜3を設け、さらにその下にp型チャネルスト
ッパ領域4を設けている。
り、この上にP−型エピタキシャルTI2を設けている
。P−型エピタキシャル層2の表面にメモリセルのパタ
ーンを規定し得るように酸化シリコン膜からなるフィー
ルド絶縁膜3を設け、さらにその下にp型チャネルスト
ッパ領域4を設けている。
本実施例のメモリセルの容量素子は、p−型エピタキシ
ャル層2の表面からn“型半導体基板1まで達する溝5
の内部に構成しである。溝5の深さは。
ャル層2の表面からn“型半導体基板1まで達する溝5
の内部に構成しである。溝5の深さは。
特に限定しないが3〜5μm程度であり、また溝5を半
導体基板1の平面方向に切った断面形状はリング状ある
いは第4図に示したように四角形のようになっている。
導体基板1の平面方向に切った断面形状はリング状ある
いは第4図に示したように四角形のようになっている。
溝5の側壁の全面は、P−型エピタキシャル層2あるい
はn4型半導体基板lを酸化した酸化シリコン膜からな
る絶a膜6が被着して覆っている。
はn4型半導体基板lを酸化した酸化シリコン膜からな
る絶a膜6が被着して覆っている。
容量素子は、多結晶シリコン膜からなるffi極7と9
1例えば酸化シリコン膜からなる誘電体膜8とで構成し
である。電V7A7は、その上端が溝5の上端にまで達
し、また下端はn°型半導体基板1に被着して接続して
いる。1!極7は絶縁膜6の側面に被着し、それを半導
体基板1の平面方向に切ったパターンは溝5と同様にな
っている。誘電体膜8は、多結晶シリコン膜からなる電
極7の絶縁膜6から露出している表面及び溝5の底部の
半導体基板1の表面に設けられている。溝5内の前記電
極7及び誘電体膜8によって埋込まれていなし)空間部
分を多結晶シリコン膜からなる電極9が埋込んでいる。
1例えば酸化シリコン膜からなる誘電体膜8とで構成し
である。電V7A7は、その上端が溝5の上端にまで達
し、また下端はn°型半導体基板1に被着して接続して
いる。1!極7は絶縁膜6の側面に被着し、それを半導
体基板1の平面方向に切ったパターンは溝5と同様にな
っている。誘電体膜8は、多結晶シリコン膜からなる電
極7の絶縁膜6から露出している表面及び溝5の底部の
半導体基板1の表面に設けられている。溝5内の前記電
極7及び誘電体膜8によって埋込まれていなし)空間部
分を多結晶シリコン膜からなる電極9が埋込んでいる。
溝5の内部における電(4i9は、誘電体膜8によって
電極7及びn4型半導体基板1から絶縁しである。電極
9は、P−型エピタキシャル層2の上部にも設けられて
おり、その一部はP−型エピタキシャルJ!2上におけ
る誘電体膜8を選択的に除去してなる開口10を通して
1選択MISFETのソース、ドレイン領域の一部であ
るn゛型半導体領域11に接続している。p−型エピタ
キシャル層2上における電極9は、第1図及び第4図に
示すように、それぞれのメモリセルごとに分割されて設
けられている。なお、第1図はメモリセルアレイの構成
を見易くするため、溝5の内部に設けられている絶縁膜
6.電極7.9、誘電体膜8を図示していない。電極9
のp−型エピタキシャル層2の上に出ている部分をその
表面の熱酸化による酸化シリコン膜からなる絶縁膜13
が覆っている。
電極7及びn4型半導体基板1から絶縁しである。電極
9は、P−型エピタキシャル層2の上部にも設けられて
おり、その一部はP−型エピタキシャルJ!2上におけ
る誘電体膜8を選択的に除去してなる開口10を通して
1選択MISFETのソース、ドレイン領域の一部であ
るn゛型半導体領域11に接続している。p−型エピタ
キシャル層2上における電極9は、第1図及び第4図に
示すように、それぞれのメモリセルごとに分割されて設
けられている。なお、第1図はメモリセルアレイの構成
を見易くするため、溝5の内部に設けられている絶縁膜
6.電極7.9、誘電体膜8を図示していない。電極9
のp−型エピタキシャル層2の上に出ている部分をその
表面の熱酸化による酸化シリコン膜からなる絶縁膜13
が覆っている。
前記のように、電極7、電極9が絶縁膜6によってp”
型エピタキシャル層2から絶縁することにより、以下の
効果を得ることができる。
型エピタキシャル層2から絶縁することにより、以下の
効果を得ることができる。
(1)容量素子の周囲のp”型エピタキシャル層2中に
空乏層が延びることがないため、隣接している2つのメ
モリセルの容量素子間、あるいは隣接している2つのメ
モリセルの容量素子と選択MIS F E Tの間の素
子分離領域すなわちフィールド絶縁膜3及びp型チャネ
ルストッパ領域4を縮小することができる。
空乏層が延びることがないため、隣接している2つのメ
モリセルの容量素子間、あるいは隣接している2つのメ
モリセルの容量素子と選択MIS F E Tの間の素
子分離領域すなわちフィールド絶縁膜3及びp型チャネ
ルストッパ領域4を縮小することができる。
(2)@2 (1)により、を導体記憶装置の集積度を
高めることができる。
高めることができる。
(3)前記(1)により、p−型エピタキシャル層2中
の少数キャリアが容量素子中に入込むことがないため、
メモリセルの情報の保持特性の向上を図ることができる
。
の少数キャリアが容量素子中に入込むことがないため、
メモリセルの情報の保持特性の向上を図ることができる
。
一方、電極7は容量素子が情報となるキャリアを蓄積で
きるようにするため定電位としなければならないが、電
極7が接続されているn゛型半導体基板lに1 / 2
V c cを印加することにより、電極7と電極9の
間の電界を緩和することができる。
きるようにするため定電位としなければならないが、電
極7が接続されているn゛型半導体基板lに1 / 2
V c cを印加することにより、電極7と電極9の
間の電界を緩和することができる。
この電界の緩和は、p−型エピタキシャル層2に印加す
る電圧例えば回路の接地電位Vss(例えば0■)ある
いはパックバイアス−Voo(例えば−2,5〜−3V
)に係わらずなされる。これにより、誘電体膜8の絶縁
破壊を低減することができ、したがって半導体記憶装置
の信頼性の向上を図ることができる。
る電圧例えば回路の接地電位Vss(例えば0■)ある
いはパックバイアス−Voo(例えば−2,5〜−3V
)に係わらずなされる。これにより、誘電体膜8の絶縁
破壊を低減することができ、したがって半導体記憶装置
の信頼性の向上を図ることができる。
また、誘電体膜8の絶縁耐圧が向上することにより誘電
体膜8の膜厚を低減することができるので、容量値の増
加を図ることができる。
体膜8の膜厚を低減することができるので、容量値の増
加を図ることができる。
また、容量素子としては、溝5内を1層の多結晶シリコ
ン膜によって埋込みそれぞれの45内の多結晶シリコン
膜をP−型エピタキシャル層2上に設けた多結晶シリコ
ン膜によって一体化し、情報となるキャリアは溝5の周
囲に形成される空乏領域に蓄積する構造のものがある。
ン膜によって埋込みそれぞれの45内の多結晶シリコン
膜をP−型エピタキシャル層2上に設けた多結晶シリコ
ン膜によって一体化し、情報となるキャリアは溝5の周
囲に形成される空乏領域に蓄積する構造のものがある。
このような構成の容量素子では、P−型エピタキシャル
層2上に設けられる容量電極が選択M I S FET
の形成領域において開口されるにの開口があるため、p
−型エピタキシャルya2上に設けられた電極が開口と
開口の間で断線し易くなる。
層2上に設けられる容量電極が選択M I S FET
の形成領域において開口されるにの開口があるため、p
−型エピタキシャルya2上に設けられた電極が開口と
開口の間で断線し易くなる。
しかしながら、本実施例ではP−型エピタキシャル層2
上の電極9がメモリセルごとに分割されているため、電
極9の間が断線して給電不良となることがなく、電気的
信頼性が向上する。
上の電極9がメモリセルごとに分割されているため、電
極9の間が断線して給電不良となることがなく、電気的
信頼性が向上する。
メモリセルの選択MISFETは、酸化シリコン膜から
なるゲート絶縁膜16、例えば多結晶シリコン膜の上に
MOlW、T a 、T i等の高融点金属膜あるいは
その高融点金属のシリサイド膜を積層して構成した2M
膜(ポリサイド膜)からなるゲート電極17、ソース又
はドレイン領域であるn゛型半導体領域11.14及び
n型半導体領域15からなっている。容置素子側のn°
型半導体領域14とn°型半導体領域11とは一体にな
っている。n゛型半導体領域11の下にはp゛型半導体
領域12が設けである。P゛型半導体領域12は、n゛
型半導体領域11との間で寄生容量を構成することによ
って容量素子の容量値を増加するためのものであり、ま
た、p−型エピタキシャル層2中の少数キャリアのバリ
アとなる、18は酸化シリコン膜からなるサイドウオー
ルスペーサ、19は例えばリンシリケートガラス(PS
G)膜からなる絶縁膜、20は接続孔、WLはゲート電
極17と一体に形成されたワード線、DLはアルミニウ
ム膜からなるデータ線である。
なるゲート絶縁膜16、例えば多結晶シリコン膜の上に
MOlW、T a 、T i等の高融点金属膜あるいは
その高融点金属のシリサイド膜を積層して構成した2M
膜(ポリサイド膜)からなるゲート電極17、ソース又
はドレイン領域であるn゛型半導体領域11.14及び
n型半導体領域15からなっている。容置素子側のn°
型半導体領域14とn°型半導体領域11とは一体にな
っている。n゛型半導体領域11の下にはp゛型半導体
領域12が設けである。P゛型半導体領域12は、n゛
型半導体領域11との間で寄生容量を構成することによ
って容量素子の容量値を増加するためのものであり、ま
た、p−型エピタキシャル層2中の少数キャリアのバリ
アとなる、18は酸化シリコン膜からなるサイドウオー
ルスペーサ、19は例えばリンシリケートガラス(PS
G)膜からなる絶縁膜、20は接続孔、WLはゲート電
極17と一体に形成されたワード線、DLはアルミニウ
ム膜からなるデータ線である。
次に1本実施例のメモリセルの製造方法を説明する。
第5図乃至第15図は、DRAMの製造工程における第
2@と同一部分のメモリセルの断面図である。
2@と同一部分のメモリセルの断面図である。
第5図に示すように、n゛型半導体基板1上にp−型エ
ピタキシャル層2を成長させ、このP−型エピタキシャ
ルM2の所定の表面にフィールド絶縁膜3とp型チャネ
ルストッパ領域4を形成する。次に、P−型エピタキシ
ャル層2のフィールド絶縁膜3から露出している表面を
酸化することによって、後に形成する窒化シリコン膜か
らなる熱酸化マスク22の下地膜となる酸化シリコン膜
21を形成する0次に、溝5の内壁を酸化する際の熱酸
化マスクとなる窒化シリコン膜22を例えばCVDによ
って形成する。
ピタキシャル層2を成長させ、このP−型エピタキシャ
ルM2の所定の表面にフィールド絶縁膜3とp型チャネ
ルストッパ領域4を形成する。次に、P−型エピタキシ
ャル層2のフィールド絶縁膜3から露出している表面を
酸化することによって、後に形成する窒化シリコン膜か
らなる熱酸化マスク22の下地膜となる酸化シリコン膜
21を形成する0次に、溝5の内壁を酸化する際の熱酸
化マスクとなる窒化シリコン膜22を例えばCVDによ
って形成する。
次に、第6図に示すように、例えばCVDによって酸化
シリコン膜をP−型エピタキシャル層2上の全面に形成
し、この酸化シリコン膜を図示していないレジストマス
クを用いたエツチングによってバターニングして、溝5
を形成するためのマスク23を形成する。次に、マスク
23から露出している窒化シリコン膜22をエツチング
によって除去し、さらに酸化シリコン膜21.フィール
ド絶縁膜3をエツチングする。
シリコン膜をP−型エピタキシャル層2上の全面に形成
し、この酸化シリコン膜を図示していないレジストマス
クを用いたエツチングによってバターニングして、溝5
を形成するためのマスク23を形成する。次に、マスク
23から露出している窒化シリコン膜22をエツチング
によって除去し、さらに酸化シリコン膜21.フィール
ド絶縁膜3をエツチングする。
次に、第7図に示すように、マスク23から露出してい
るp−型エピタキシャル層2を反応性イオンエツチング
(RIE)によってエツチングして溝5を形成する。溝
5はn゛型半導体基板1に達するように深くする。この
ため、溝5の底からぎ型半導体基板1が露出する。
るp−型エピタキシャル層2を反応性イオンエツチング
(RIE)によってエツチングして溝5を形成する。溝
5はn゛型半導体基板1に達するように深くする。この
ため、溝5の底からぎ型半導体基板1が露出する。
次に、第8図に示すように、溝5の全内壁を熱酸化によ
って酸化して酸化シリコン膜からなる絶縁wA6を形成
する。
って酸化して酸化シリコン膜からなる絶縁wA6を形成
する。
次に、第9図に示すように、RIEによって溝5の底部
の絶縁膜6を除去することによって溝5の底におけるn
゛型半導体基板1を露出させる。このエツチングによっ
てp−型エピタキシャル層2上に設けられていた酸化シ
リコン膜からなるマスク23が除去される。この後、窒
化シリコン膜からなる熱酸化マスク22を熱リン酸等を
用いたウェットエツチングによって除去する。
の絶縁膜6を除去することによって溝5の底におけるn
゛型半導体基板1を露出させる。このエツチングによっ
てp−型エピタキシャル層2上に設けられていた酸化シ
リコン膜からなるマスク23が除去される。この後、窒
化シリコン膜からなる熱酸化マスク22を熱リン酸等を
用いたウェットエツチングによって除去する。
次に、第1O図に示すように、例えばCVDあるいはプ
ラズマCVDによって電極7を形成するための多結晶シ
リコン膜7を溝5の側面に残在している絶縁膜6に被着
し、また溝5の底のn1型半導体基板1に被層するよう
にP−型エピタキシャル層2上の全面に形成する。なお
、多結晶シリコン膜7には低抵抗化のために熱拡散等に
よってn型不純物例えばリン(P)を導入する。
ラズマCVDによって電極7を形成するための多結晶シ
リコン膜7を溝5の側面に残在している絶縁膜6に被着
し、また溝5の底のn1型半導体基板1に被層するよう
にP−型エピタキシャル層2上の全面に形成する。なお
、多結晶シリコン膜7には低抵抗化のために熱拡散等に
よってn型不純物例えばリン(P)を導入する。
次に、第11図に示すように、RIEよって溝5の底部
及びp−型エピタキシャル層2上の多結晶シリコン膜7
を除去することによって溝5の底からn゛型半導体基板
1を露出させる。このエツチングによって多結晶シリコ
ン膜からなる電極7が形成される。この後、下地膜とし
ての酸化シリコン膜21を除去する。
及びp−型エピタキシャル層2上の多結晶シリコン膜7
を除去することによって溝5の底からn゛型半導体基板
1を露出させる。このエツチングによって多結晶シリコ
ン膜からなる電極7が形成される。この後、下地膜とし
ての酸化シリコン膜21を除去する。
次に、第12図に示すように、露出している電極7及び
P−型エピタキシャル層2の表面及び溝5の底のn゛型
半導体基板1の表面を熱酸化によって酸化して酸化シリ
コン膜からなる誘電体膜8を形成する。なお、誘電体膜
8は、熱酸化による酸化シリコン膜の表面に例えばCV
Dによって窒化シリコン膜をU層させ、さらにその窒化
シリコン膜を熱酸化によって酸化して酸化シリコン膜を
形成して構成してもよい。また、CVDによって酸化シ
リコン膜を形成して構成してもよい。
P−型エピタキシャル層2の表面及び溝5の底のn゛型
半導体基板1の表面を熱酸化によって酸化して酸化シリ
コン膜からなる誘電体膜8を形成する。なお、誘電体膜
8は、熱酸化による酸化シリコン膜の表面に例えばCV
Dによって窒化シリコン膜をU層させ、さらにその窒化
シリコン膜を熱酸化によって酸化して酸化シリコン膜を
形成して構成してもよい。また、CVDによって酸化シ
リコン膜を形成して構成してもよい。
次に、第13図に示すように、ソース又はドレイン領域
の一部であるn゛型半導体領域11及びその下に設けら
れるP°型半導体領域12を形成するイオン打込みのた
めのレジストマスク24をp−型エピタキシャル層2上
に形成する。次に、イオン打込みによってレジストマス
ク24の開口25を通してP型不純物例えばボロン(B
)をp−型エピタキシャル層2の主面部に導入してp゛
型半導体領域12を形成する。さらに、イオン打込みに
よってN型不純物例えばヒ素(As)を開口25を通し
てP−型エピタキシャル)tI2の表面に導入してn9
型半導体領域11を形成する。次に、レジストマスク2
4の開口25から露出している誘電体膜8を除去して第
14図に示すように、開口10を形成する。レジストマ
スク24は、開口10を形成した後に除去する。
の一部であるn゛型半導体領域11及びその下に設けら
れるP°型半導体領域12を形成するイオン打込みのた
めのレジストマスク24をp−型エピタキシャル層2上
に形成する。次に、イオン打込みによってレジストマス
ク24の開口25を通してP型不純物例えばボロン(B
)をp−型エピタキシャル層2の主面部に導入してp゛
型半導体領域12を形成する。さらに、イオン打込みに
よってN型不純物例えばヒ素(As)を開口25を通し
てP−型エピタキシャル)tI2の表面に導入してn9
型半導体領域11を形成する。次に、レジストマスク2
4の開口25から露出している誘電体膜8を除去して第
14図に示すように、開口10を形成する。レジストマ
スク24は、開口10を形成した後に除去する。
次に、第14図に示すように1例えばCVDあるいはプ
ラズマCVDによって多結晶シリコン膜9を溝5内及び
P−型エピタキシャル層2上の全面に形成する。多結晶
シリコン膜9は開口10を通してn゛型半導体領域11
に接続している。なお、多結晶シリコン膜9には例えば
それを形成するためのCVDにおける反応ガス中にN型
不純物例えばリン(P)を含有させておくことによって
N型不純物を含有させる。
ラズマCVDによって多結晶シリコン膜9を溝5内及び
P−型エピタキシャル層2上の全面に形成する。多結晶
シリコン膜9は開口10を通してn゛型半導体領域11
に接続している。なお、多結晶シリコン膜9には例えば
それを形成するためのCVDにおける反応ガス中にN型
不純物例えばリン(P)を含有させておくことによって
N型不純物を含有させる。
次に、第15図に示すように1図示していないレジスト
マスクを用いたエツチングによって多結晶シリコン膜′
9をパターニングして電極9を形成する。レジストマス
クは電極9を形成した後に除去する。次に、電極9の露
出している表面を熱酸化によって酸化して酸化シリコン
膜からなる絶縁膜13を形成する。次に、絶縁膜13か
ら露出しているp−型エピタキシャル層2上の誘電体膜
8を除去し、この後絶縁膜13及びフィールド絶縁膜3
から露出しているP−型エピタキシャル層2の表面を酸
化して酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜16を形成
する。次に1例えばCVDによって多結晶シリコン膜を
p−型エピタキシャル層2の全上面に形成し、さらに例
えばCVDあるいはスパッタによってMOlW、Ta、
Ti等の高融点全屈シリサイド膜を積層し、これらをレ
ジス1−マスクを用いたエツチングによってバターニン
グしてゲート電極17及びワードgWLを形成する。な
お、ゲート電極17及びワード線WLは、多結晶シリコ
ン膜のみによって構成してもよく、前記高融点金属膜あ
るいは高融点金属シリサイド膜のみによって構成しても
よい。
マスクを用いたエツチングによって多結晶シリコン膜′
9をパターニングして電極9を形成する。レジストマス
クは電極9を形成した後に除去する。次に、電極9の露
出している表面を熱酸化によって酸化して酸化シリコン
膜からなる絶縁膜13を形成する。次に、絶縁膜13か
ら露出しているp−型エピタキシャル層2上の誘電体膜
8を除去し、この後絶縁膜13及びフィールド絶縁膜3
から露出しているP−型エピタキシャル層2の表面を酸
化して酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜16を形成
する。次に1例えばCVDによって多結晶シリコン膜を
p−型エピタキシャル層2の全上面に形成し、さらに例
えばCVDあるいはスパッタによってMOlW、Ta、
Ti等の高融点全屈シリサイド膜を積層し、これらをレ
ジス1−マスクを用いたエツチングによってバターニン
グしてゲート電極17及びワードgWLを形成する。な
お、ゲート電極17及びワード線WLは、多結晶シリコ
ン膜のみによって構成してもよく、前記高融点金属膜あ
るいは高融点金属シリサイド膜のみによって構成しても
よい。
この後、第1図乃至第4図に示したn型半導体領域15
.サイドウオールスペーサ1B、n”型半導体領域14
1例えばPSG膜からなる絶縁膜19、接続孔20、ア
ルミニウム膜からなるデータ線DLをそれぞれ周知の技
術によって形成する。
.サイドウオールスペーサ1B、n”型半導体領域14
1例えばPSG膜からなる絶縁膜19、接続孔20、ア
ルミニウム膜からなるデータ線DLをそれぞれ周知の技
術によって形成する。
なお、図示していないが、データ線DLを覆う最終保護
膜として例えばCVDによってPSG膜を形成し、さら
に例えばCVDあるいはプラズマCVDによって窒化シ
リコン膜を積層してもよい。
膜として例えばCVDによってPSG膜を形成し、さら
に例えばCVDあるいはプラズマCVDによって窒化シ
リコン膜を積層してもよい。
このように1本実施例の製造方法によれば、電極7をセ
ルファラインでn゛型半導体基板1に接続することがで
き、また、電極9をセルファラインでn゛型半導体基板
1から絶縁することができる。
ルファラインでn゛型半導体基板1に接続することがで
き、また、電極9をセルファラインでn゛型半導体基板
1から絶縁することができる。
次に、第16図乃至第18図を用いて本実施例の変形例
を説明する。
を説明する。
第16図乃至第18図は、DRAMのメモリセルのデー
タ線DLが延在する方向における断面図である。
タ線DLが延在する方向における断面図である。
第16図に示したメモリセルでは、同一のデータfiD
Lに接続しかつ隣接している容量素子が1つの溝5内に
構成しである。溝5内に設けられている2つの電極9は
、それらの間が絶縁されそれぞれ所定の選択M I S
FETのソース又はドレイン領域の一部であるn0型
半導体領域14に開口10を通して接続している。この
2つの電極9の周囲にはn°型半導体基板1に接続して
いる多結晶シリコン膜からなる電極7が設けられている
。電ti7は平面的すなわち溝5をp−型エピタキシャ
ル層2の上から深さ方向に見た場合には一体となってい
る。このように2つの容量素子の間を分離する領域をな
くしてさらに微細化を図っている。また隣接している容
量素子間にはそれらの間を分離するためのフィールド絶
縁膜3が設けられていないため、電極9上の平担性が向
上している。
Lに接続しかつ隣接している容量素子が1つの溝5内に
構成しである。溝5内に設けられている2つの電極9は
、それらの間が絶縁されそれぞれ所定の選択M I S
FETのソース又はドレイン領域の一部であるn0型
半導体領域14に開口10を通して接続している。この
2つの電極9の周囲にはn°型半導体基板1に接続して
いる多結晶シリコン膜からなる電極7が設けられている
。電ti7は平面的すなわち溝5をp−型エピタキシャ
ル層2の上から深さ方向に見た場合には一体となってい
る。このように2つの容量素子の間を分離する領域をな
くしてさらに微細化を図っている。また隣接している容
量素子間にはそれらの間を分離するためのフィールド絶
縁膜3が設けられていないため、電極9上の平担性が向
上している。
第17図に示しているメモリセルでは、n′″型半導体
基板1に接続する電極7を溝5の中央に配置し、この周
囲に選択M I S FETのソース又はドレイン領域
の一部であるr1+型半導体領域14に接続する電極9
を配置している。
基板1に接続する電極7を溝5の中央に配置し、この周
囲に選択M I S FETのソース又はドレイン領域
の一部であるr1+型半導体領域14に接続する電極9
を配置している。
同一のデータ線DLに接続しかつ隣接する2つの容量素
子は、それぞれ専用の溝S内に構成しである。
子は、それぞれ専用の溝S内に構成しである。
第18図に示したメモリセルでは、P−型エピタキシャ
ル層2を先の実施例で示したものより1くし、溝5をn
゛型半導体基板1内に深く入込むように形成している。
ル層2を先の実施例で示したものより1くし、溝5をn
゛型半導体基板1内に深く入込むように形成している。
n゛型半導体基板1が容量素子の一方の電極となってい
る。)簿5の内にはそれぞれのメモリセルの選択MIS
FETのソース又はドレイン領域の一部であるn°型半
導体頒域14に接続する電極9と誘電体[8のみが設け
られている。
る。)簿5の内にはそれぞれのメモリセルの選択MIS
FETのソース又はドレイン領域の一部であるn°型半
導体頒域14に接続する電極9と誘電体[8のみが設け
られている。
すなわち、先に示したメモリセルの容量素子を構成する
ための溝5より微細化が図られている。これにより、さ
らにメモリセルの微細化が図れる。
ための溝5より微細化が図られている。これにより、さ
らにメモリセルの微細化が図れる。
実施例■は、溝5の底に誘電体膜8より厚い組粒膜6を
設けることによって、選択M I S FETのソース
又はドレイン領域の一部であるn゛型半導体領域14に
接続される電極9の角部と前記r1°型半導体基板1の
間の絶縁耐圧を高めている。また。
設けることによって、選択M I S FETのソース
又はドレイン領域の一部であるn゛型半導体領域14に
接続される電極9の角部と前記r1°型半導体基板1の
間の絶縁耐圧を高めている。また。
電極9とp−型エピタキシャル層2間の容量を減少させ
ることにより、寄生MOsトランジスタのスレショルド
電圧を大きくするとともに、α線によるソフトエラーを
起りに<<シている。さらに、n゛型半導体基板1に接
続される電極7の上端部に誘電体膜より厚い絶縁WX2
9を設けて、電極9のP−型エピタキシャル層2上に設
けられている部分と、電極7の上端部との間の絶縁耐圧
を高めたものである。
ることにより、寄生MOsトランジスタのスレショルド
電圧を大きくするとともに、α線によるソフトエラーを
起りに<<シている。さらに、n゛型半導体基板1に接
続される電極7の上端部に誘電体膜より厚い絶縁WX2
9を設けて、電極9のP−型エピタキシャル層2上に設
けられている部分と、電極7の上端部との間の絶縁耐圧
を高めたものである。
実施例■は、製造工程に沿って説明する。
第19図乃至第28図は、D、 RA Mの製造工程に
おけるメモリセルの断面図である。
おけるメモリセルの断面図である。
第19図に示すように、実施例■と同様に、p−型エピ
タキシャル層2に溝5を形成し、この溝5の内壁を酸化
して酸化シリコン膜からなる絶縁膜6を形成する。絶縁
膜6は、溝5の側面のみならず底面にも形成される。す
なわち、溝5の底において、n゛型半導体基板1は露出
していない。絶縁膜6を形成した後に、窒化シリコン膜
からなる熱酸化マスク22を除去する。
タキシャル層2に溝5を形成し、この溝5の内壁を酸化
して酸化シリコン膜からなる絶縁膜6を形成する。絶縁
膜6は、溝5の側面のみならず底面にも形成される。す
なわち、溝5の底において、n゛型半導体基板1は露出
していない。絶縁膜6を形成した後に、窒化シリコン膜
からなる熱酸化マスク22を除去する。
次に、第20図に示すように1例えばCVDによって多
結晶シリコン膜9をP−型エピタキシャル層2の全上面
に形成し、この多結晶シリコン膜9をRIEによって下
地膜である酸化シリコン膜21が露出するまでエツチン
グする。このエツチングによって多結晶シリコン1II
9は、溝5の内部にのみ残在する。
結晶シリコン膜9をP−型エピタキシャル層2の全上面
に形成し、この多結晶シリコン膜9をRIEによって下
地膜である酸化シリコン膜21が露出するまでエツチン
グする。このエツチングによって多結晶シリコン1II
9は、溝5の内部にのみ残在する。
次に、第21図に示すように、多結晶シリコン膜9の露
出している上面を熱酸化によって酸化して、後に形成す
る後酸化マスク27の下地膜としての酸化シリコン膜2
1を形成する。
出している上面を熱酸化によって酸化して、後に形成す
る後酸化マスク27の下地膜としての酸化シリコン膜2
1を形成する。
次に、第22図に示すように1例えばCVDによって熱
酸化マスクとなる窒化シリコン膜27をp−型エピタキ
シャルM2上の全面に形成する。次に、例えばCVDに
よって酸化シリコン膜26をp−型エピタキシャル層2
上の全面に形成し、この酸化シリコン[26を図示して
いないレジストマスクを用いたエツチングによってパタ
ーニングして、溝28(第24図参照)を形成するため
のマスク26を形成する。前記レジストマスクは、マス
ク26を形成した後に除去する。
酸化マスクとなる窒化シリコン膜27をp−型エピタキ
シャルM2上の全面に形成する。次に、例えばCVDに
よって酸化シリコン膜26をp−型エピタキシャル層2
上の全面に形成し、この酸化シリコン[26を図示して
いないレジストマスクを用いたエツチングによってパタ
ーニングして、溝28(第24図参照)を形成するため
のマスク26を形成する。前記レジストマスクは、マス
ク26を形成した後に除去する。
次に、第23図に示すように、RIEによって酸化シリ
コン膜からなるマスク26から露出している窒化シリコ
ンM27及び酸化シリコン膜21を除去し、さらにマス
ク26から露出した多結晶シリコン膜9をn゛型半導体
基板1に達するまでエツチングして11128を形成す
る。このエツチングは、溝28の底部における絶縁膜6
も除去してn2型半導体基板1が露出するようにする。
コン膜からなるマスク26から露出している窒化シリコ
ンM27及び酸化シリコン膜21を除去し、さらにマス
ク26から露出した多結晶シリコン膜9をn゛型半導体
基板1に達するまでエツチングして11128を形成す
る。このエツチングは、溝28の底部における絶縁膜6
も除去してn2型半導体基板1が露出するようにする。
このエツチングによって溝5の内部における多結晶シリ
コン膜からなる電極9が形成される。なお、溝28を形
成した後に、酸化シリコン膜からなるマスク26を除去
する。
コン膜からなる電極9が形成される。なお、溝28を形
成した後に、酸化シリコン膜からなるマスク26を除去
する。
次に、第24図に示すように、多結晶シリコン膜からな
る電極9の露出している側面を熱酸化によって酸化して
酸化シリコン膜からなる誘電体膜8を形成する。なお、
誘電体膜8を形成する際に溝28から露出しているn1
型半導体基板1の表面が酸化されて酸化シリコン膜が形
成されるが、この酸化シリコン膜は多結晶シリコン膜の
酸化による誘電体v8より成長が遅いため、それらの膜
厚差を利用したエツチング又はリアクティブイオンエツ
チングにより電極9の側面に誘電体膜8を残在させ、n
゛型半導体基板1を露出させることができる。
る電極9の露出している側面を熱酸化によって酸化して
酸化シリコン膜からなる誘電体膜8を形成する。なお、
誘電体膜8を形成する際に溝28から露出しているn1
型半導体基板1の表面が酸化されて酸化シリコン膜が形
成されるが、この酸化シリコン膜は多結晶シリコン膜の
酸化による誘電体v8より成長が遅いため、それらの膜
厚差を利用したエツチング又はリアクティブイオンエツ
チングにより電極9の側面に誘電体膜8を残在させ、n
゛型半導体基板1を露出させることができる。
fll!極9の下端部と♂型半導体基板1との間には。
誘電体rs8より厚い絶縁膜6が介在している。このた
め、電[!9の下端における角部とn゛型半導体基板l
の間の電界が緩和され、ffi極9とrl”型半導体基
板1の間の絶縁耐圧が向上する。
め、電[!9の下端における角部とn゛型半導体基板l
の間の電界が緩和され、ffi極9とrl”型半導体基
板1の間の絶縁耐圧が向上する。
次に、第25図に示すように、例えばCVDによって多
結晶シリコン膜をp−型エピタキシャル層2上の全面に
形成することによって溝28内を多結晶シリコン膜で埋
込み、さらにp−型エピタキシャルyIJ2上の多結晶
シリコン膜をRIEによって除去して多結晶シリコン膜
からなる電極7を形成する。1!極7は、溝2Bの底部
においてn3型半導体基板1と接続する。次に、多結晶
シリコン膜からなる電極7の露出している上端部を熱酸
化によって酸化して酸化シリコン膜からなる絶縁膜29
を形成する。絶縁膜29を形成した後に、熱酸化マスク
としての窒化シリコン膜27と、それの下地膜としての
酸化シリコン膜21を、除去する。このエツチングによ
り、フィールド絶縁膜3によって被覆されていない部分
のP″′型エピタキシャル層2の上面、多結晶シリコン
膜からなる電極7及び電極9の上面が露出する。なお、
第26図以後の図面には溝28を図示していない。
結晶シリコン膜をp−型エピタキシャル層2上の全面に
形成することによって溝28内を多結晶シリコン膜で埋
込み、さらにp−型エピタキシャルyIJ2上の多結晶
シリコン膜をRIEによって除去して多結晶シリコン膜
からなる電極7を形成する。1!極7は、溝2Bの底部
においてn3型半導体基板1と接続する。次に、多結晶
シリコン膜からなる電極7の露出している上端部を熱酸
化によって酸化して酸化シリコン膜からなる絶縁膜29
を形成する。絶縁膜29を形成した後に、熱酸化マスク
としての窒化シリコン膜27と、それの下地膜としての
酸化シリコン膜21を、除去する。このエツチングによ
り、フィールド絶縁膜3によって被覆されていない部分
のP″′型エピタキシャル層2の上面、多結晶シリコン
膜からなる電極7及び電極9の上面が露出する。なお、
第26図以後の図面には溝28を図示していない。
次に、第26図に示すように、先のエッチング工程によ
って露出したP−型エピタキシャル層2の上面、電極7
及び9の上面を熱酸化によって酸化してP−型エピタキ
シャル層2上における酸化シリコン膜からなる誘電体膜
8を形成する。次に、レジストマスク30を用いたエツ
チングによってp−型エピタキシャル層2上における誘
電体膜8を選択的に除去して開口10を形成するととも
に、電極9の上端部を露出させる。電極7の上端部は。
って露出したP−型エピタキシャル層2の上面、電極7
及び9の上面を熱酸化によって酸化してP−型エピタキ
シャル層2上における酸化シリコン膜からなる誘電体膜
8を形成する。次に、レジストマスク30を用いたエツ
チングによってp−型エピタキシャル層2上における誘
電体膜8を選択的に除去して開口10を形成するととも
に、電極9の上端部を露出させる。電極7の上端部は。
絶縁膜29が誘電体膜8より厚いため誘電体膜8を除去
した後も残在している絶縁膜29によって被覆されてい
る。次に、図示していないが、レジストマスク30から
露出しているP−型エピタキシャル層2の主面部に実施
例Iと同様にP′型半導体領域12及びn゛型半導体領
域11(第27図参照)を形成する。レジストマスク3
0は、P゛型半導体領域12及びn゛型半導体領域11
を形成した後に除去する。
した後も残在している絶縁膜29によって被覆されてい
る。次に、図示していないが、レジストマスク30から
露出しているP−型エピタキシャル層2の主面部に実施
例Iと同様にP′型半導体領域12及びn゛型半導体領
域11(第27図参照)を形成する。レジストマスク3
0は、P゛型半導体領域12及びn゛型半導体領域11
を形成した後に除去する。
次に、第27図に示すように、例えばCVDによって多
結晶シリコン膜をP−型エピタキシャル層2の全上面に
形成し、これを図示していないレジストマスクを用いた
エツチングによってパターニゲしてP−型エピタキシャ
ル層2上における電極9を形成する。レジストマスクは
、前記パターニングの後に除去する。P−型エピタキシ
ャルFJ!j2上の多結晶シリコン膜からなるffi極
9は、溝5内に設けられている電極9の上端部に被着し
て接続しているが、電極7とはそれの上端部の絶縁膜2
9によって絶縁されている。すなわち、電極7の上端部
における角部と、P−型エピタキシャル層2上における
電極9の間の耐圧は、絶Bv29によって高められてい
る。
結晶シリコン膜をP−型エピタキシャル層2の全上面に
形成し、これを図示していないレジストマスクを用いた
エツチングによってパターニゲしてP−型エピタキシャ
ル層2上における電極9を形成する。レジストマスクは
、前記パターニングの後に除去する。P−型エピタキシ
ャルFJ!j2上の多結晶シリコン膜からなるffi極
9は、溝5内に設けられている電極9の上端部に被着し
て接続しているが、電極7とはそれの上端部の絶縁膜2
9によって絶縁されている。すなわち、電極7の上端部
における角部と、P−型エピタキシャル層2上における
電極9の間の耐圧は、絶Bv29によって高められてい
る。
この後、第28図に示すように、実施例1と同様に、w
A縁膜13.ゲート絶縁膜17及びワード線WL、n型
半導体領域15、サイドウオールスペーサ18.n”型
半導体領域14、絶縁膜19.接続孔20.データfi
DLを形成して本実施例の製造工程が終了する。
A縁膜13.ゲート絶縁膜17及びワード線WL、n型
半導体領域15、サイドウオールスペーサ18.n”型
半導体領域14、絶縁膜19.接続孔20.データfi
DLを形成して本実施例の製造工程が終了する。
本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれ;f、下記のとおりで
ある。
て得られる効果を簡単に説明すれ;f、下記のとおりで
ある。
すなわち、容量素子の周囲し;空乏層が延びな1\ため
素子分離領域を縮小することができ、これ番こより集積
度の向上を図ることができる。
素子分離領域を縮小することができ、これ番こより集積
度の向上を図ることができる。
さらに、容量素子が絶縁膜によって囲まれてしするため
、メモリセルの情報の保持特性の向上を図ることができ
る。
、メモリセルの情報の保持特性の向上を図ることができ
る。
第1図は、メモリセルアレイの一部の平面図、第2図は
、第1図のA−A切断線における断面図、 第3図は、第1図のB−B切断線における断面図、 第4図は、1ビツトのメモリセルの平面図、第5図乃至
第15図は、DRAMの製造工程番;おけるメモリセル
の断面図、 第16図乃至第18図は、実施例1の変形例のメモリセ
ルの断面図。 第19図乃至第28図は、DRAMの製造工程における
メモリセルの断面図である。 1・・・半導体基板、2・・・エピタキシャル層、3・
・・フィールド絶縁膜、4・・・チャネルストッパ領域
、5゜28・・・溝、6,8・・・絶縁膜(SiO2)
13.19.29・・・絶縁膜、16・・・ゲート絶縁
膜、7,9・・・電極(多結晶シリコン膜)、10・・
・開口、11゜12.14.15・・・半導体領域、1
7・・・ゲート電極、18・・・サイドウオールスペー
サ、20・・・接続孔、WL・・・ワード線、DL・・
・データ線、21.22.23.24.26.27.3
0・・マスク、25・・・マスク24の開口。
、第1図のA−A切断線における断面図、 第3図は、第1図のB−B切断線における断面図、 第4図は、1ビツトのメモリセルの平面図、第5図乃至
第15図は、DRAMの製造工程番;おけるメモリセル
の断面図、 第16図乃至第18図は、実施例1の変形例のメモリセ
ルの断面図。 第19図乃至第28図は、DRAMの製造工程における
メモリセルの断面図である。 1・・・半導体基板、2・・・エピタキシャル層、3・
・・フィールド絶縁膜、4・・・チャネルストッパ領域
、5゜28・・・溝、6,8・・・絶縁膜(SiO2)
13.19.29・・・絶縁膜、16・・・ゲート絶縁
膜、7,9・・・電極(多結晶シリコン膜)、10・・
・開口、11゜12.14.15・・・半導体領域、1
7・・・ゲート電極、18・・・サイドウオールスペー
サ、20・・・接続孔、WL・・・ワード線、DL・・
・データ線、21.22.23.24.26.27.3
0・・マスク、25・・・マスク24の開口。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、半導体基板の主面部の溝内に2つの電極及び誘電体
膜を設けて容量素子を構成し、前記2つの電極を溝の壁
面に設けた絶縁膜によって半導体基板から絶縁し、前記
2つの電極のうちの一方の電極をMISFETの半導体
領域に接続し、他方の電極を半導体基板に接続してメモ
リセルを構成したことを特徴とする半導体記憶装置。 2、前記半導体基板は、第1導電型の半導体基板とこの
上に設けた第2導電型のエピタキシャル層からなり、前
記第1導電型の半導体基板に前記2つの電極のうちの一
方の電極がセルフアラインで接続していることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の半導体記憶装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61092049A JPS62249473A (ja) | 1986-04-23 | 1986-04-23 | 半導体記憶装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61092049A JPS62249473A (ja) | 1986-04-23 | 1986-04-23 | 半導体記憶装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62249473A true JPS62249473A (ja) | 1987-10-30 |
Family
ID=14043656
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61092049A Pending JPS62249473A (ja) | 1986-04-23 | 1986-04-23 | 半導体記憶装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62249473A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH027465A (ja) * | 1988-02-15 | 1990-01-11 | Samsung Electron Co Ltd | 半導体メモリ装置及びその製造方法 |
JPH02166765A (ja) * | 1988-12-21 | 1990-06-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体メモリ装置 |
JPH037752A (ja) * | 1989-02-08 | 1991-01-14 | Japan Synthetic Rubber Co Ltd | 熱可塑性樹脂組成物 |
US5223730A (en) * | 1992-02-03 | 1993-06-29 | Micron Technology, Inc. | Stacked-trench dram cell that eliminates the problem of phosphorus diffusion into access transistor channel regions |
-
1986
- 1986-04-23 JP JP61092049A patent/JPS62249473A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH027465A (ja) * | 1988-02-15 | 1990-01-11 | Samsung Electron Co Ltd | 半導体メモリ装置及びその製造方法 |
US5432365A (en) * | 1988-02-15 | 1995-07-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor memory device |
JPH02166765A (ja) * | 1988-12-21 | 1990-06-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体メモリ装置 |
JPH037752A (ja) * | 1989-02-08 | 1991-01-14 | Japan Synthetic Rubber Co Ltd | 熱可塑性樹脂組成物 |
US5223730A (en) * | 1992-02-03 | 1993-06-29 | Micron Technology, Inc. | Stacked-trench dram cell that eliminates the problem of phosphorus diffusion into access transistor channel regions |
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