JPS6313362A - 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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Publication number
JPS6313362A
JPS6313362A JP61155980A JP15598086A JPS6313362A JP S6313362 A JPS6313362 A JP S6313362A JP 61155980 A JP61155980 A JP 61155980A JP 15598086 A JP15598086 A JP 15598086A JP S6313362 A JPS6313362 A JP S6313362A
Authority
JP
Japan
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insulating film
trench
polycrystalline silicon
film
silicon film
Prior art date
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Pending
Application number
JP61155980A
Other languages
English (en)
Inventor
Takami Makino
牧野 孝実
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPS6313362A publication Critical patent/JPS6313362A/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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Element Separation (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】 〔概要〕 本発明は、半導体装置の製造方法に於いて、トレンチ内
に絶縁膜及び埋め込み電極を形成し、その絶縁膜及び埋
め込み電極を深さ方向に一部除去して前記トレンチ内に
半導体基板の一部を表出させ、選択的成長法を適用して
前記トレンチ内にシリコン膜或いは金属膜を成長させて
前記埋め込み電極と前記露出された半導体基板の一部と
を接続することに依り、素子の微細化、表面平坦化、工
程簡素化、浅い接合の形成などを可能にしたものである
〔産業上の利用分野〕
本発明は、トレンチ(trench)  ・キャパシタ
或いは素子間分離用トレンチを有する半導体装置を製造
するのに好適な方法に関する。
〔従来の技術〕
例えば、グイナミソク・ランダム・アクセス・メモリ 
(dynamic  random  acce s 
s  memo r y : DRAM)を設計する際
、狭い面積の中に、従来と同程度の容量を有する情報蓄
積用キャパシタを作らなければならない。即ち、α線ソ
フト・エラーを防止する為には、LMビットDRAMと
云えども情報蓄積用キャパシタの容量を小さくすること
はできない。因に、その容量は、通常、40〜50(f
F)以上である。
そこで、種々な構造の情報蓄積用キャパシタが実現され
ているが、その一つにトレンチ・キャパシタが知られて
いる。
トレンチ・キャパシタは、半導体基板に溝を掘り、その
堀りを利用してキャパシタを形成するものであり、溝の
側壁にもキャパシタ部分が形成される為、セル面積が小
さくしても大きな容量が得られる。
第6図乃至第10図は従来技術を解説する為の工程要所
に於けるDRAMの要部切断側面図を表し、以下、これ
等の図を参照しつつ説明する。
第6図参照 (1)p型シリコン半導体基板1に二酸化シリコン(S
iOz)からなる素子間分離絶縁膜2を形成する。
(2)適当なマスクを形成してからイオン注入法を適用
して例えばAsの打ち込みを行い、これを活性化する熱
処理を行ってn !p型コンタク) LQ域10を形成
する。
このn+型コンタクト領域10は、後の工程で明らかに
なるが、情報蓄積用キャパシタとトランスファ・ゲート
・トランジスタとを導電接続する役割を果たすものであ
る。
(3)前記(2)で用いたマスクを除去してから、n+
型コンタクトSi域10内の一部表面を露出させる開口
を持つ適当なマスクを新たに形成し、反応性イオン・エ
ツチング(reactiveion  etching
:RIE)法を適用して基板1の選択的エツチングを行
い、例えば幅1 〔μm〕程度、深さ4〜5〔μm〕程
度の溝IAを形成する。
従って、’In I Aの周囲表面にはn+型コンタク
ト領域10が存在する構成となる。
(4)熱酸化法を適用して溝IA内を含む全面に例えば
厚さ150 〔人〕程度の5i02からなる絶縁膜3を
形成する。尚、この絶縁膜3がトレンチ・キャパシタを
構成する為の誘電体であるることは云うまでもない。
第7図参照 (5)化学気相堆積(chemical  vap。
r  deposition:CVD)法を適用して例
えば厚さ1 〔μm〕程度のn型不純物を含有した多結
晶シリコン膜4を形成する。尚、多結晶シリコン膜4は
、当初、ノン・ドープで形成した後、イオン注入法など
を適用してドーピングすることも可能である。
この工程に依り、溝は多結晶シリコンで埋められる。
(6)例えばRIE法を適用して多結晶シリコン膜4の
全面エツチングを行い、絶縁膜3の表面が露出したとこ
ろで停止する。
これに依り、多結晶シリコン膜4は溝IA内にのみ残る
。尚、溝IAを埋めている多結晶シリコン膜4を埋め込
み電極と呼んでいる。
第8図参照 (7)通常のフォト・リソグラフィ技術を適用して絶縁
膜3の選択的エツチングを行い、トレンチ・キャパシタ
とトランスファ・ゲート・トランジスタとを導電接続す
る為の開口3Aを形成する。
第9図参照 <8jCVD法を適用することに依り、例えば厚さ30
00 (人〕程度の多結晶シリコン膜4′を形成する。
この多結晶シリコン膜4′には 成長時或い成長後にn
型不純物を導入しておくものとする。
(9)多結晶シリコン膜4′のパターニングを行い、溝
を埋めている多結晶シリコン膜4及びトランスファ・ゲ
ート・トランジスタと導電接続する為の部分を残して他
を除去する。
αω 熱酸化法を適用して多結晶シリコン膜4上に例え
ば厚さ2000  (人〕程度の5iC14からなる絶
縁膜5を形成する。尚、この際、絶縁膜3も若干厚くな
ることは云うまでもない。
第10図参照 αυ フッ酸をエッチャントとする浸漬法を適用して表
出されている絶縁膜3を除去する。
叩 熱酸化法を適用して全面に例えば厚さ200〔人〕
程度のS i02からなる絶縁膜を形成する。
0mCVD法を適用して例えば厚さ3000〜4000
 (人〕程度の不純物を含有した多結晶シリコン膜を形
成する。
Q4)CVD法を適用して例えば厚さ3000 [人〕
程度のS i02からなる絶縁膜を形成する。
αω 通常のフォト・リソグラフィ技術を適用して前記
(2)に於いて形成した絶縁膜、その下地である多結晶
シリコン膜、更にその下地である絶縁膜のパターニング
を行いゲート電極頂面を覆う絶縁膜8、ゲート電極7、
ゲート絶縁膜6とする。
061CVD法を適用して全面に例えば厚さ3000〔
人〕程度のS i O2からなる絶縁膜を形成する。
α71RIE法を適用して00で形成した絶縁膜の異方
性エツチングを行いゲート電極側面を覆う絶縁膜8′を
形成する。
ag+  イオン注入法を適用して例えばAsイオンの
打ち込みを行ってから熱処理してn+型ソース領域9並
びにn+型ドレイン領域11を形成する。
これに依り、n+型ソース領域9はn+型コンタクト領
域lOと結合されるので、結局、埋め込み電極である多
結晶シリコンMl 4は多結晶シリコン膜4′、絶縁膜
3の開口3A、n+型コンタクト領域lOを介してn+
型ソース領域8と接続されたことになる。従って、一方
の電極、即ち、セル・プレートを基板1とし、誘電体を
絶縁膜3とし、他方の電極を多結晶シリコン膜4とする
情報蓄積用キャパシタCStはトランスファ・ゲート・
トランジスタQTGと導電接続された構成になっている
。尚、WLIはトランスファ・ゲート・トランジスタQ
TGのゲート電極7であり、そのトランスファ・ゲート
・トランジスタQ?Gと情報蓄積用キャパシタCsTと
からなるメモリ・セルのワード線になっていて、また、
WL2は隣接メモリ・セルのワード線である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
第6図乃至第10図について説明した従来技術に於いて
は、 ■ 情報蓄積用キャパシタC3Tとトランスファ・ゲー
ト・トランジスタQTGとを接続する為、予めn+型コ
ンタクト領域10を形成しておく必要があること。
■ 多結晶シリコン膜4′とn0型コンタクト領域10
とをコンタクトさせるのに必要な開口3Aを絶縁膜3に
形成する為のパターニングと、多結晶シリコン膜4′の
パターニングとを実施しなければならないこと。
■ 多結晶シリコン膜4′とn+型ソース領域9とを結
合させる為のn+型コンタクト領域10がかなりの面積
になること。
■ ■乃至■に挙げたことから、大きなセル面積が必要
であると共に工程が複雑化するので、半導体装置を高集
積化するのには適していないこと。
などの問題がある。
本発明は、トレンチに埋め込まれる電極の構成及び適用
技術の適切な選択に依り、素子面積を小さくして高集積
化が可能であるように、且つ、製造工程が簡単化される
ようにする。
C問題点を解決するための手段〕 本発明に依る半導体装置の製造方法に於いては、半導体
基板(例えばp型シリコン半導体基板1)を選択的にエ
ツチングしてトレンチ(例えば溝lA)を形成する工程
と、次いで、少なくとも前記トレンチ内に絶縁膜(例え
ばS i02からなる絶縁膜3)を形成してから該トレ
ンチ内のみを多結晶シリコン膜で埋めて埋め込み電極(
例えば多結晶シリコン膜4)を形成する工程と、次いで
、選択的成長法を適用して絶縁膜上以外の部分にシリコ
ン膜(例えば単結晶シリコン膜12)或いは金属膜(例
えばW膜)を成長させて前記埋め込み電極と他の部分(
例えばn+ソース領域9)とを接続する工程が含まれて
いる。
〔作用〕
このような手段を採ることに依り、埋め込み電極と他の
部分とを接続する構成を得るに際して、特別に不純物を
導入してコンタクト領域を形成したり、或いは、絶縁膜
にコンタクト用の開口を形成するパターニングや埋め込
み電極膜のパターニングを行う必要はなく、しかも、素
子表面をかなり平坦化することができる。従って、素子
を微細化して半導体装置を高集積化するには極めて有効
である。
〔実施例〕
第1図乃至第5図は本発明一実施例を解説する為の工程
要所に於ける半導体記憶装置の要部切断側面図を表し、
以下、これ等の図を参照しつつ説明する。尚、第6図乃
至第1O図に於いて用いた記号と同記号は同部分を表す
か或いは同じ意味を持つものとする。
第1図参照 (11p型シリコン半導体基板1にS i02からなる
素子量分1絶縁112を形成する。
図では、簡明にする為、素子間分離絶縁膜2の形状をそ
れらしく描いてはいないが、これを形成する場合、実際
には、例えば窒化シリコン(3i3N4)膜などをマス
クとする選択的酸化法(例えばロコス法)を適用してい
る。尚、トレンチを形成し、その内部を5i02などか
らなる絶縁膜で埋めるようにすれば、図示の構造と全く
同じにすることができる。
(2)トレンチ形成用開口を有する適当なマスクを形成
し、RIE法を適用して基板1の選択的エツチングを行
い、例えば幅l 〔μm〕以下、深さ4〜5 〔μm〕
程度の溝IAを形成する。
尚、第6図乃至第10図に関して説明した従来技術を実
施した場合には必須であったn+型コンタクト領域10
の形成は不要である。
(3)熱酸化法を適用して溝IA内を含む全面に厚さ例
えば150 〔人〕程度の5i02からなる絶縁膜3を
形成する。尚、この絶縁膜3が情報蓄積用キャパシタを
構成する為の誘電体であることは前記従来例と変わりな
い。
第2図参照 (41CVD法を適用して厚さ例えば1 〔μm〕程度
の多結晶シリコン膜4を形成する。尚、この多結晶シリ
コン膜4には、その成長時或いは成長後に不純物を導入
して導電性化しておくものとする。尚、溝IAは多結晶
シリコン膜4で埋められることは云うまでもない。
第3図参照 (5)適宜の技法、例えばRIE法を適用して多結晶シ
リコン膜4の全面エツチングを行い、絶縁膜3の表面が
露出されたところで停止する。
これに依り、多結晶シリコンIIW4は、溝LA内に存
在するものを残して他は全て除去される。
第4図参照 (6)絶縁膜3を除去した後、熱酸化法を適用して全面
に厚さ例えば200〔人〕程度の5i02からなる絶縁
膜を形成する。
T71CVD法を適用して不純物を含有した厚さ例えば
3000〜4000 (人〕程度の多結晶シリコン膜を
形成する。
(8)CVD法を適用して厚さ例えば3000 (人〕
程度のS i O2からなる絶縁膜を形成する。
(9)  通常のフォト・リソグラフィ技術を適用して
前記(7)に於いて形成した絶縁膜、その下地である多
結晶シリコン膜、更にその下地である絶縁膜のパターニ
ングを行いゲート電極頂面を覆う層間絶縁膜8、ゲート
電極7、ゲート絶縁膜6とする。゛ QOICVD法を適用して全面に厚さ例えば3000〔
人〕程度のS i O2からなる絶縁膜を形成する。
aD RIE法を適用して前記aωで形成した絶縁膜の
異方性エツチングを行いゲート電極側面を覆う絶縁膜8
′を形成する。この絶縁膜8′は、通常、サイド・ウオ
ールと呼ばれている。
第5図参照 Q2)if!択的エピタキシャル成長法を適用して厚さ
例えば2000〜4000 (人〕程度である単結晶シ
リコン膜12を形成する。
選択的エピタキシャル成長法を適用すると、単結晶シリ
コン膜12はS i02からなる絶縁膜上には成長しな
いようにすることが可能である。
a■ イオン注入法を適用してAsの打ち込みを行い、
その後、熱処理することに依り、n++ソース領域9及
びn+型トドレイン領域11形成する。
このようにして作成された半導体記憶装置に於いては、
従来技術に於けるようなn+型コンタクトFJ域10や
開口3Aを形成することなく、情報蓄積用キャパシタと
トランスファ・ゲート・トランジスタとを接続すること
ができる。
ところで、前記実施例では、埋め込み電極である多結晶
シリコン膜4とn++ソース領域9と接続するのに単結
晶シリコン膜12を用いたが、これは、同じく選択成長
させた多結晶シリコン膜或いは高融点金属、例えばタン
グステン(W)などで代替することができ、その場合も
WはS i O2からなる絶縁膜上には成長されない。
尚、高融点金属を用いる場合には、ソース領域及びドレ
イン領域は予めゲート電極をマスクとするセルフ・アラ
イメント方式で形成しておくことが必要である。
また、前記実施例では半導体記憶装置を対象にしたが、
本発明は、トレンチ内の埋め込み電極と他の部分とをセ
ルフ・アライメント方式で接続する場合に広く適用する
ことができる。
〔発明の効果〕
本発明に依る半導体装置の製造方法に於いては、トレン
チ内にのみ埋め込み電極を形成し、選択的成長法を適用
して絶縁膜上以外の部分に単結晶シリコン膜或いは金属
膜を成長させて前記埋め込み電極と他の部分とを接続す
るようにしている。
このような構成を採ることに依り、埋め込み電極と他の
部分とを接続する構成を得るに際して、特別に不純物を
導入してコンタクトSM域を形成したり、或いは、絶縁
膜にコンタクト用の開口を形成するパターニングや埋め
込み電極膜のバターニングを行う必要はなく、しかも、
素子表面をかなり平坦化することができる。従って、素
子を微細化して半導体装置を高集積化するには極めて有
効である。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第5図は本発明一実施例を説明する為の工程
要所に於ける半導体記憶装置の要部切断側面図、第6図
乃至第10図は従来技術を説明する為の工程要所に於け
る半導体記憶装置の要部切断側面図をそれぞれ表してい
る。 図に於いて、1はp型シリコン半導体基板、2はフィー
ルド絶縁膜、3は絶縁膜(トレンチ・キャパシタの誘電
体)、4は多結晶シリコン膜(埋め込み電極)、4′は
多結晶シリコン膜、5は層間絶縁膜、6はゲート絶縁膜
、7はゲート電極、8及び8′は層間絶縁膜、9はn+
+ソース領域、10はn++コンタクト領域、11はn
+型トドレイン領域12は単結晶シリコン膜、WLI及
びWL2はワード線、C,アは情報蓄積用キャパシタ、
Qycはトランスファ・ゲート・トランジスタをそれぞ
れ示している。 A −第1図 第4図 第5図 第8図 第9図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  半導体基板を選択的にエッチングしてトレンチを形成
    する工程と、 次いで、少なくとも前記トレンチ内に絶縁膜を形成して
    から該トレンチ内のみを多結晶シリコン膜で埋めて埋め
    込み電極を形成する工程と、次いで、前記トレンチ内の
    埋め込み電極及び絶縁膜を深さ方向に一部除去して該ト
    レンチ内に前記半導体基板の一部を露出させる工程と、 次いで、選択的成長法を適用して前記トレンチ内にシリ
    コン膜或いは金属膜を成長させて前記埋め込み電極と前
    記露出された半導体基板の一部とを結合する工程と が含まれてなることを特徴とする半導体装置の製造方法
JP61155980A 1986-07-04 1986-07-04 半導体装置の製造方法 Pending JPS6313362A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63179566A (ja) * 1987-01-21 1988-07-23 Nec Corp 半導体記憶装置の製造方法
US5844835A (en) * 1996-01-04 1998-12-01 Micron Technology, Inc. SCRAM cell employing substantially vertically elongated pull-up resistors

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63179566A (ja) * 1987-01-21 1988-07-23 Nec Corp 半導体記憶装置の製造方法
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