JPS63115367A - 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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JPS63115367A
JPS63115367A JP61262257A JP26225786A JPS63115367A JP S63115367 A JPS63115367 A JP S63115367A JP 61262257 A JP61262257 A JP 61262257A JP 26225786 A JP26225786 A JP 26225786A JP S63115367 A JPS63115367 A JP S63115367A
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JP
Japan
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groove
type
diffusion layer
impurity diffusion
trench
Prior art date
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Pending
Application number
JP61262257A
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English (en)
Inventor
Nobuyuki Takenaka
竹中 信之
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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Publication date
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Publication of JPS63115367A publication Critical patent/JPS63115367A/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】 産業上の利用分野 本発明は半導体装置、特にダイナミックRAM(Ran
dalIIAccess  MeIIory)のトレン
チ型メモリーセルの製造方法に関する。
従来の技術 ダイナミックRAMの大容量化はメモリーセル面積の縮
小によって実現されてきたが、4メガビット以上の大容
量メモリーでは、従来から使用されてきたプレーナ形の
セルで、ソフトエラーを防ぐために必要とされる50f
Fの容量を確保することが不可能である。
そこで、新しいセル構造として、トレンチ型容量を有す
るメモリーセルが提案されている。第3図にトレンチ型
メモリーセルの要部の断面図を示す。このメモリーセル
は電荷を蓄積するトレンチ型のMOS (Metal 
0xide Sem1condnctor)容量とビッ
ト線30との電荷のやり取りを制御するMO8型電界効
果トランジスタ(MOSFET)とで構成されている。
第3図に示したメモリーセルの場合、MO8容量はシリ
コン基板21に形成された溝の表面およびシリコン基板
21の一部の表面に形成されたn型拡散層23と、同n
型拡散層上に積層に形成されたキャパシタ酸化膜24お
よびキャパシタ電極25とで形成されている。なお溝内
部はキャパシタ電極25によって埋め込まれている。
一方、MOSFETはシリコン基板21上に積層に形成
されたゲート酸化膜26とゲート電極27およびゲート
電極27に対して自己整合的に形成されたn+拡散層2
8とで形成されている。
ゲート電極27はメモリーセルのワードラインを兼用し
ており、またn+拡散層28の片側はビットライン30
に接続されている。
このトレンチ型メモリーセルの場合、溝の寸法を1μm
X1μmX5μm(深さ)とすると、トレンチ型MO8
容量の表面積は約20μiとなり、キャパシタ酸化膜の
膜厚を100八とすれば、シリコン基板表面の1μmの
領域に約70fFの容量を形成できることになる。さら
にMO8容量が形成されるn型拡散層23の不純物濃度
を制御することによって、キャパシタ電極25の電位と
しては電源電位から接地電位の間のどの電位ででも使用
できる。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、従来のトレンチ型MO8容量では、溝全
体を容量として利用するために、溝の底面および側面の
全領域にn型拡散層を形成するので、1つの溝内部にた
とえばディプレッション型のMO8容Jiとエンハンス
メント型のMOSFETとのように、特性の異なる複数
の素子を並べて形成することは不可能であった。
問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するものであり、一導電型半
導体基板に所望の深さを有する第1の溝を形成する工程
と、同溝側壁に保護膜を形成する工程と、前記溝底部の
半導体基板に異方性エツチングを施して第2の溝を形成
する工程と、前記保護膜をマスクにして前記第2の溝の
側面および底面に選択的に前記半導体基板と逆導電型の
不純物拡散層を形成する工程と、さらに前記第2の溝の
底面部に異方性エツチングを施して同底面部に形成され
た不純物拡散層を除去する工程とをそなえた半導体装置
の製造方法である。
作用 本発明の半導体装置の製造方法では、半導体基板に二段
階の過程で溝を堀り、後段の過程で形成された溝の基板
表面から任意の深さの限定された側壁部分に基板と逆導
電型の不純物拡散層が形成できるので、単一の溝内部に
特性の異なる複数のMO8型素子を形成することが可能
となる。
実施例 本発明の半導体装置の製造方法を、トレンチ型メモリー
セルの容量形成に適用した実施例により、第1図a−j
の工程順断面図を参照して説明する。
第1図aに示すようにp型(100)シリコン基板1上
に周知のCVD法で膜厚200OA程度の酸化膜12、
膜厚1500八程度のチツ化シリコン膜13および膜厚
8000A程度の酸化膜13を順次積層に形成する。フ
ォトレジストをマスクにして異方性エツチングによって
これらの三層膜12.13.14に開孔部を形成し、フ
ォトレジストを除去した後、三層膜をマスクにして異方
性エツチングによってシリコン基板1に深さ1.5μm
程度の第1の溝2を形成する。
次に、第1図6に示すように、シリコン基板1の全面に
膜厚1000A程度のチッ化シリコン膜15を周知のC
VD法で形成後、シリコン基板全面に異方性エツチング
を施して、三層膜12゜13.14の開孔部側壁および
第1の溝2の側壁以外のチッ化シリコン膜を除去する。
次に、三層膜12.13.14および側壁に形成された
チッ化シリコン膜15をマスクにして、第1の溝2の底
部に露出するシリコン基板部分を異方性エツチングして
、第1図Cに示すような深さ3μm程度の第2の溝2′
を新たに形成する。この時、シリコン基板エツチングは
異方性エツチングで行うので、三層膜12,13.14
および第1の溝2の側壁部に形成されたチッ化シリコン
膜15は損傷を受けない。
次に、第1図dに示すように、シリコン基板1にフォス
フイン(PH3)ガスを含む雰囲気中、温度約850℃
の条件のリン拡散を行い、新たに形成した第2の溝2゛
の側面および底面にn型の不純物拡散層3を形成する。
このとき、溝2の側壁は、チッ化シリコン膜15でカバ
ーされているので、不純物が拡散されない。不純物拡散
層3の不純物濃度はフォスフインガス流量、拡散温度、
拡散時間によって制御する。
次に第1図eに示すように、三層膜12,13゜14お
よびチッ化シリコン膜15をマスクにして、第2の溝2
′の底部を、異方性エツチングにより、深さ0.8μm
程度、さらに掘り下げ、第3の溝2″を形成する。この
とき、第2の溝2′の底部に形成されていたn型の不純
物拡散層3は除去される。続いてイオン注入法によって
、溝3の溝2”の底面部にポロンイオンを加速エネルギ
−30Kev程度、ドーズ量I X 1013cm”程
度注入して、p型の不純物注入層4゛を形成する。この
ときのイオン注入は、第3の溝2”の底面にだけイオン
が注入されるように、注入方向をシリコン基板表面に対
して垂直にする必要がある。
次に、第1図fに示すように、シリコン基板1に約90
0℃の熱処理を施して、注入したボロンを活性化および
拡散させてp型の不純物拡散層4を形成後、約900℃
の水蒸気酸化法によって膜厚的2000Aの熱酸化膜1
6を形成して、第1の溝2の開孔寸法と第2の溝2′お
よび第3の溝2”の開孔寸法とをほぼ一致させ、併せて
、第3の溝2″底部のコーナ部の曲率をゆるやかにする
次に、第1図gに示すように、バッフアート・フッ酸(
HF)で熱酸化膜16とCVD酸化膜14を除去した後
、第1図りに示すように、熱リン酸でチッ化シリコン膜
13と同15を除去する。
次に、第1図iに示すように、溝表面を熱酸化して膜厚
的120Aのキャパシタ酸化膜5を形成後、周知のCV
D法でリンをドープしたポリシリコン膜6を形成して溝
内部を埋める。最後に、シリコン基板表面のポリシリコ
ン膜と、溝上部のn型の不純物拡散層3が形成されてい
ない部分に埋め込まれているポリシリコン膜を異方性エ
ツチングによって除去し、バッフアート・フッ酸でCV
D酸化膜12および溝側壁に露出したキャパシタ酸化膜
部分を除去することによって、第1図jに示したような
、メモリーセルのトレンチ型容量が完成する。
このトレンチ型容量は、溝底部に形成したp型の不純物
拡散層4が素子分離領域として作用し、さらに、ポリシ
リコンによるキャパシタ電極6、キャパシタ酸化膜5お
よびn型の不純物拡散層3でディスプレッション型のM
O8容量を形成している。また溝上部の側面はp型のシ
リコン基板が露出しており、この部分に上述のMO8容
量とは特性の異なる素子、たとえば、エンハンスメント
型のMOSFETを形成することが可能である。
第1図jに示したトレンチ型容量形成後、溝上部に縦型
のMOSFETを形成して、1キヤパシタ+1トランジ
スタからなダイナミックRAMのメモリーセルを形成し
た時の一実施例を第2図に示す。第2図すおよびCに示
すようにMOSFETは溝上部の側壁に形成されたゲー
ト酸化膜7とゲート電極8およびシリコン基板1の表面
に形成されたn生鉱散層9とで構成される。
また、ゲート電極8は、第2図gに示すように、Y方向
に走るワードラインを兼用する。さらに、n生鉱散層9
は、層間絶縁膜11に形成された開孔により、アルミニ
ウム膜からなるビット線1゜と接続されている。このM
OSFETは、p型シリコン基板1上に形成されている
ので、エンハンスメント型であり、メモリーセルのトラ
ンスファーゲートとして作用する。
発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明によると、半導体
基板に形成した溝の所望の深さの側面にディプレッショ
ン型のMO8容量を形成できるので、溝上部のオープン
スペースにエンハンスメント型MO3FETを形成する
ことによって1つの溝内部にキャパシタとトランジスタ
を形成できるので、ダイナミックRAMのメモリーセル
の微細化に効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図a−jは本発明の一実施例によるトレンチ型容量
の製造方法を説明するための工程順断面図、第2図a−
cは本発明の応用したメモリーセルの一実施例を示す平
面図および断面図、第3図は従来のトレンチ型メモリー
セルの断面図である。 1・・・・・・p型シリコン基板、2.2’、2−・・
・・・溝、3・・・・・・n型の不純物拡散層、4・・
・・・・p型の不純物拡散層、5・・・・・・キャパシ
タ酸化膜、6・・・・・・キャパシタ電極、7・・・・
・・ゲート酸化膜、8・・・・・・ゲート電極(ワード
ライン)、9・・・・・・n+拡散層、lO・・・・・
・ビットライン、11・・・・・・層間絶縁膜、12.
14・・・・・・CVD酸化膜、13.15・・・・・
・チッ化シリコン膜。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか1名第1図 第1図 <6>    15     (f)   /S(ぴ)
   、15(h) 7−−−P型、シリコン基板 22′2″′−一一潰 3−−−n型の不穀物狐龍罵 4−−−P型−のイ孝V蜀捩砧 4’−−−P型の不料、物注1 5−−−キャペシタ角菓1ヒ距( 6−− −Δぐマノぐミ/り1呼114に1 図   
           (ぼりシリコン芹()/2./
4−−− QVA貢貧イヒ衷 /3.ノ石−−−づ−ソ1ヒシリコン蔑(乙)    
      リ) 7−−−ゲート負餐1℃矩麺 3−m−ケート冑4色 IO−m−ビントライン tr−一一肩閃絶橡衷 (久) (b)x−x’ 謂7’0  飄」λ糸 第3図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一導電型半導体基板に所望の深さを有する第1の
    溝を形成する工程と、同溝側壁に保護膜を形成する工程
    と、前記溝底部の半導体基板部分に異方性エッチングを
    施して第2の溝を形成する工程と、前記保護膜をマスク
    にして前記第2の溝の側面および底面に選択的に不純物
    拡散層を形成する工程と、さらに前記第2の溝の底面部
    に異方性エッチングを施して同底面部に形成された不純
    物拡散層を除去する工程を含むことを特徴とする半導体
    装置の製造方法。
  2. (2)不純物拡散層が半導体基板と逆導電型に選ばれる
    ことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項に記載の半
    導体装置の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5262002A (en) * 1991-10-02 1993-11-16 Siemens Aktiengesellschaft Method for manufacturing a trench structure in a substrate

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5956763A (ja) * 1983-08-26 1984-04-02 Hitachi Ltd 半導体メモリセル
JPS6123360A (ja) * 1984-07-12 1986-01-31 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 半導体記憶装置およびその製造方法
JPS61124167A (ja) * 1984-08-31 1986-06-11 テキサス インスツルメンツ インコ−ポレイテツド メモリセル
JPS61239658A (ja) * 1985-04-16 1986-10-24 Toshiba Corp 半導体記憶装置
JPS62266868A (ja) * 1986-05-14 1987-11-19 Mitsubishi Electric Corp 半導体記憶装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5956763A (ja) * 1983-08-26 1984-04-02 Hitachi Ltd 半導体メモリセル
JPS6123360A (ja) * 1984-07-12 1986-01-31 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 半導体記憶装置およびその製造方法
JPS61124167A (ja) * 1984-08-31 1986-06-11 テキサス インスツルメンツ インコ−ポレイテツド メモリセル
JPS61239658A (ja) * 1985-04-16 1986-10-24 Toshiba Corp 半導体記憶装置
JPS62266868A (ja) * 1986-05-14 1987-11-19 Mitsubishi Electric Corp 半導体記憶装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5262002A (en) * 1991-10-02 1993-11-16 Siemens Aktiengesellschaft Method for manufacturing a trench structure in a substrate

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