KR0151192B1 - Manufacture of semiconductor memory device - Google Patents

Manufacture of semiconductor memory device

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KR0151192B1
KR0151192B1 KR1019940001814A KR19940001814A KR0151192B1 KR 0151192 B1 KR0151192 B1 KR 0151192B1 KR 1019940001814 A KR1019940001814 A KR 1019940001814A KR 19940001814 A KR19940001814 A KR 19940001814A KR 0151192 B1 KR0151192 B1 KR 0151192B1
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유재민
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문정환
엘지반도체주식회사
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    • 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
    • H10B12/0387Making the trench

Abstract

본 발명은 반도체 메모리장치의 제조방법에 관한 것으로, 대용량의 반도체에 메모리장치 커패시터를 형성하기 위한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor memory device, and to forming a memory device capacitor in a large capacity semiconductor.

본 발명은 반도체기판상에 제1산화막을 형성하는 공정과, 상기 제1산화막을 선택적으로 식각하여 제1산화막패턴을 형성하는 공정, 상기 노출된 기판상에 제1에피택셜층을 형성하는 공정, 상기 제1산화막패턴 및 제1에피택셜층상에 제2산화막을 형성하는 공정, 상기 제2산화막을 선택적으로 식각하여 제2산화막패턴을 형성하는 공정, 상기 제2산화막의 식각에 따라 노출되는 상기 제1에피택셜층 및 제1산화막패턴상에 제2에피택셜층을 형성하는 공정, 상기 제2산화막패턴 및 제1에피택셜층상에 제3산화막을 형성하는 공정, 상기 제3산화막을 사진식각공정에 의해 선택적으로 식각하여 제3산화막패턴을 형성하는 공정, 상기 제3산화막의 식각에 따라 노출되는 상기 제2에피택셜층 및 제2산화막패턴상에 제3에피택셜층을 형성하는 공정, 및 상기 제1산화막패턴, 제2산화막패턴 및 제3산화막패턴을 제거하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리장치 제조방법을 제공한다.The present invention provides a process for forming a first oxide film on a semiconductor substrate, selectively etching the first oxide film to form a first oxide film pattern, forming a first epitaxial layer on the exposed substrate, Forming a second oxide layer on the first oxide pattern and the first epitaxial layer, selectively etching the second oxide layer to form a second oxide layer pattern, and exposing the second oxide layer to the second oxide layer. Forming a second epitaxial layer on the first epitaxial layer and the first oxide layer pattern, forming a third oxide layer on the second oxide pattern and the first epitaxial layer, and subjecting the third oxide layer to a photolithography process. Selectively etching to form a third oxide film pattern, forming a third epitaxial layer on the second epitaxial layer and the second oxide film pattern exposed by the etching of the third oxide film, and the second 1 oxide film A second oxide layer pattern and a provides a semiconductor memory device manufacturing method comprising the step of removing the third oxide film pattern.

Description

반도체 메모리장치 제조방법Semiconductor Memory Device Manufacturing Method

제1도는 종래의 반도체 메모리장치 제조방법을 도시한 공정순서도.1 is a process flowchart showing a conventional method of manufacturing a semiconductor memory device.

제2도는 반도체 메모리장치의 메모리셀 등가회로도.2 is an equivalent circuit diagram of a memory cell of a semiconductor memory device.

제3도는 본 발명에 의한 트렌치 형성방법을 동시한 도면.3 is a view concurrent with the trench forming method according to the present invention.

제4도는 본 발명의 실시예에 의한 반도체 메모리장치 제조방법을 도시한 공정 순서도.4 is a process flowchart showing a method of manufacturing a semiconductor memory device in accordance with an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

100 : 반도체 기판 26 : 스토리지노드100: semiconductor substrate 26: storage node

27 : 유전체막 28 : 제1도전층27 dielectric film 28 first conductive layer

29 : 게이트절연막 30 : 게이트전극29 gate insulating film 30 gate electrode

31 : 게이트캡산화막 32 : 소소스 및 드레인영역31: gate cap oxide film 32: small source and drain region

34 : 절연층 35 : 제3도전층34: insulating layer 35: third conductive layer

36 : 충간절연막 37 : 비트라인36: interlayer insulating film 37: bit line

40 : 플레이트전극40: plate electrode

본 발명은 반도체 메모리장치 제조방법에 관한 것으로, 특히 대용량을 갖는 반도체 메모리장치의 커패시터 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor memory device, and more particularly, to a method for manufacturing a capacitor of a semiconductor memory device having a large capacity.

반도체장치의 발전에 따라 하나의 반도체칩상에 높은 집벅도로서 많은 소자들을 집적시키는 작업이 활발하게 진행되어 오고 있다. 특히 DRAM(Dynamic Random Access Memory)의 메모리셀에 있어서는 소자크기를 최소로 하기 위해 여러가지 다양한 셀구조가 제안되어 왔다.BACKGROUND With the development of semiconductor devices, the work of integrating many devices with a high degree of collecting on one semiconductor chip has been actively performed. In particular, in the memory cells of DRAM (Dynamic Random Access Memory), various various cell structures have been proposed to minimize the device size.

고집적화를 위해 칩상에서 차지하는 면적을 최소화시킨다는 관점에 메모리 셀을 하나의 트랜지스터와 하나의 커패시터로 구성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하나의 트랜지스터와 하나의 커패시터로 구성된 메모리셀에 있어서, 신호전하는 트랜지스터(스위칭트랜지스터)에 연결되는 커패시터의 스토리지노드(storage node)에 저장된다. 따라서 반도체 메모리장치의 고집적화로 인해 메모리셀 크기가 작아지게 되면 이에 따라 커패시터 크기도 작아지게 되므로 스토리지노드에 저정할 수 있는 신호전하의 수도 감소되게 된다. 그러므로 원하는 신호를 오동작하는 일없이 전달하기 위해서는 신호전달에 필요한 커패시터 용량 확보를 위해 메모리셀의 커패시터 스토리지노드가 어떤 정해진 값이상의 표면적을 가져야 한다.It is desirable to configure a memory cell with one transistor and one capacitor in view of minimizing the area occupied on a chip for high integration. As described above, in a memory cell including one transistor and one capacitor, signal charges are stored in a storage node of a capacitor connected to a transistor (switching transistor). Therefore, when the memory cell size is reduced due to the high integration of the semiconductor memory device, the capacitor size is also reduced, thereby reducing the number of signal charges that can be stored in the storage node. Therefore, in order to deliver the desired signal without malfunctioning, the capacitor storage node of the memory cell must have a surface area above a certain value in order to secure the capacitor capacity required for signal transmission.

따라서 메모리셀 크기의 축소화를 위해서는 커패시터의 스토리지노드가 반도체 기판상의 제안된 영역내에서 상대적으로 큰 표면적을 가져야만 한다.Therefore, in order to reduce the memory cell size, the storage node of the capacitor must have a relatively large surface area in the proposed area on the semiconductor substrate.

이와 같이 커패시터 스토리지노드의 표면적을 증대시키기 위해 제안된 여러가지 메모리셀구조중에서 3차원 커패시터구조중의 하나인 미합중국 특허 4,721,987에 개시된 트렌치 커패시터구조를 형성하는 방법을 제1도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The method of forming the trench capacitor structure disclosed in US Pat. No. 4,721,987, which is one of the three-dimensional capacitor structures, among the various memory cell structures proposed to increase the surface area of the capacitor storage node is described with reference to FIG. .

먼저, 제1도(a)에 도시된 바와 같이 반도체기판(100)상에 열산화막(1)과 질화막(2)을 차례로 형성한 후, 사진식각공정에 의해 선택적으로 식각하여 비트라인이 형성될 영역(3)과 커패시터가 형성될 영역(4)을 노출시킨 다음 N형 불순물을 이온주입하여 상기 비트라인 형성영역(3)과 커패시터 형성영역(4)의 반도체기판내에 N+영역(5,6)을 각각 형성한다. 상기 N+영역(5)은 후에 N+비트라인(10)이 되고, N+영역(6)은 커패시터의 N+영역(11)이 된다.First, as shown in FIG. 1A, a thermal oxide film 1 and a nitride film 2 are sequentially formed on the semiconductor substrate 100 and then selectively etched by a photolithography process to form bit lines. After exposing the region 3 and the region 4 on which the capacitor is to be formed, N-type impurities are implanted into the N + region (5,6) in the semiconductor substrate of the bit line forming region 3 and the capacitor forming region 4. ) Respectively. The N + region 5 later becomes the N + bit line 10 and the N + region 6 becomes the N + region 11 of the capacitor.

이어서 제1도 (b)에 도시된 바와 같이 기판 전면에 산화막(7)을 형성한 후, 이를 사진식각공정을 통해 선택적으로 식각하여 트렌치가 형성될 기판영역을 노출시킨 다음 상기 산화막(7)을 마스크로 하여 기판을 이방성식각하여 트렌치(8)를 형성한다. 이때, 상기 트렌치(8)는 2단계 공정에 의해 형성하게 되는데, 먼저 상기 산화막(7)을 마스크로 하여 기판을 얕게 식각하고 동시에 상기 산화막(7) 하부를 언더컷(undercut)하여 상기 N+영역(6)의 일부를 식각해낸다. 이어서 열산화공정을 행하여 상기 N+영역(6)의 식각된 부분을 포함한 트렌치 내벽에 산화막(9)을 형성한 후, 상기 산화막(7) 및 N+영역(6)의 식각된 부분에 형성된 산화막(9)을 마스크로 하여 상기 얕은 깊이로 형성된 트랜치를 원하는 소정의 깊이만큼 식각해냄으로써 트렌치(8)를 형성한다.Subsequently, an oxide film 7 is formed on the entire surface of the substrate as shown in FIG. 1 (b), and then selectively etched through the photolithography process to expose the substrate region where the trench is to be formed, and then the oxide film 7 is removed. The trench 8 is formed by anisotropically etching the substrate as a mask. In this case, the trench 8 is formed by a two-step process. First, the substrate is shallowly etched using the oxide film 7 as a mask, and at the same time, the bottom portion of the oxide film 7 is undercut to undercut the N + region ( Etch a part of 6). Subsequently, a thermal oxidation process is performed to form an oxide film 9 on the trench inner wall including the etched portion of the N + region 6, and then an oxide film formed on the etched portion of the oxide layer 7 and the N + region 6. Using the mask (9) as a mask, the trench 8 is etched to the desired predetermined depth to form the trench 8.

다음에 제1도 (c)에 도시된 바와 같이 상기 산화막(7)을 제거한 후, 열산화공정을 행하여 산화막(12,13)을 형성한다. 이때, 상기 산화막(12,13)은 불순물이 매우 낮은 농도로 도핑된 트랜치 영역에서보다 불순물이 고농도로 도핑된 상기 N+영역(10,11)에서 훨씬 빠르게 성장되므로 N+영역(10,11)상의 산화막(12,13)두께가 4000Å 정도일 경우 트렌치영역에서 형성되는 산화막의 두께는 200Å정도가 되게 된다. 상기 트렌치 영역에 형성된 얇은 산화막을 제거한 다음 제1도 (d)에 도시된 바와 같이 트렌치 내벽에 다시 산화막(21)을 성장시킨다. 이어서 폴리실리콘을 상기 트렌치 내벽을 포함한 기판 전면에 증착한 후, 사진식각공정에 의해 상기 폴리실리콘층을 패터닝하여 플레이트 전극(14)을 형성함으로써 커패시터를 완성한다.Next, as shown in FIG. 1C, the oxide film 7 is removed, and then thermal oxidation is performed to form the oxide films 12 and 13. At this time, the oxide films 12 and 13 is so much faster growth in the N + region (10, 11) than the impurities in the trench region is doped with a very low impurity concentration of the heavily doped N + region (10, 11) When the thickness of the oxide films 12 and 13 on the phase is about 4000 GPa, the thickness of the oxide film formed in the trench region is about 200 GPa. After removing the thin oxide film formed in the trench region, the oxide film 21 is grown again on the inner wall of the trench as shown in FIG. Subsequently, polysilicon is deposited on the entire surface of the substrate including the trench inner wall, and then the polysilicon layer is patterned by photolithography to form a plate electrode 14 to complete the capacitor.

상기 종래기술에 의한 반도체 메모리장치의 커패시터 제조방법은 트렌치를 이용하여 커패시터용량을 증대시키고 이온주입공정에 의해 고농도로 도핑한 기판영역을 비트라인으로 사용하는 것을 특징으로 하고 있다.The capacitor manufacturing method of the semiconductor memory device according to the related art is characterized by using a trench to increase the capacitor capacity and to use a doped substrate region with a high concentration by an ion implantation process as a bit line.

상기 종래기술에 의한 반도체 메모리장치의 등가회로도를 제2도에 도시한 바,An equivalent circuit diagram of the semiconductor memory device according to the prior art is shown in FIG.

트랜지스터(T)의 게이트는 워드라인(W/L)에 접속되고, 패스트랜지서트(T)는 비트라인 (B/L)에 접속되고, 저장용 커패시터(C)는 패스트랜지스터(T)와 Vss사이에 접속되어 동작이 이루어지게 된다.The gate of the transistor T is connected to the word line W / L, the fast transistor T is connected to the bit line B / L, and the storage capacitor C is connected to the fast transistor T and Vss. Connected between the operation is made.

그러나 상술한 종래기술에 있어서는 기판 수직방향으로만 커패시터 스토리지노드 영역을 형성하므로 커패시터 용량을 증대시키는데 한계가 있으며 트렌치 형성을 위한 기판의 식각시 트렌치 모서리부분에 균열(crack)이 발생하여 충전된 전하가 누설될 우려가 있으며, 또한 균일한 깊이로 기판을 식각하여 트렌치를 형성하는데 어려움이 있다.However, in the above-described conventional technology, since the capacitor storage node region is formed only in the vertical direction of the substrate, there is a limit to increasing the capacitor capacity. When the substrate is etched to form the trench, a crack is generated at the corner of the trench to charge the charged charge. There is a risk of leakage, and there is a difficulty in forming the trench by etching the substrate to a uniform depth.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 반도체 메모리장치의 커패시터 용량을 증대시킬 수 있는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problem, and an object thereof is to provide a method for increasing the capacitor capacity of a semiconductor memory device.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 메모리장치 제조방법은 반도체 기판상에 산화막패턴을 형성하고 노출된 기판부위상에 에피택셜층을 형성하는 단계를 적어도 2회이상 반복하여 행하는 공정과, 상기 산화막패턴을 제거하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.The semiconductor memory device manufacturing method of the present invention for achieving the above object is a step of repeating the step of forming an oxide film pattern on a semiconductor substrate and an epitaxial layer formed on the exposed substrate portion at least twice or more, and the oxide film pattern It characterized in that it comprises a step of removing.

본 발명의 반도체 메모리장치는 반도체기판(100)상에 제1산화막을 형성하는 공정과, 상기 제1산화막을 선택적으로 식각하여 제1산화막패턴(21A)을 형성하는 공정, 상기 노출된 기판상에 제1에피택셜층(21)을 형성하는 공정, 상기 제1산화막패턴(21A) 및 제1에피택설층(21)상에 제2산화막을 형성하는 공정, 상기 제2산화막을 선택적으로 식각하여 제2산화막패턴(22A)을 형성하는 공정, 상기 제2산화막의 식각에 따라 노출되는 상기 제1에피택셜층(21) 및 제1산화막패턴(21A)상에 제2에피택셜층(22)을 형성하는 공정, 상기 제2산화막패턴(22A) 및 제1에피택셜층(22)상에 제3산화막을 형성하는 공정, 상기 제3산화막을 사진식각공정에 의해 선택적으로 식각하여 제3산화막패턴(23A)을 형성하는 공정, 상기 제3산화막의 식각에 따라 노출되는 상기 제2에피택셜층(22) 및 제2산화막패턴(22A)상에 제3에피택셜층(23)을 형성하는 공정, 및 상기 제1산화막패턴(21A), 제2산화막패턴(22A) 및 제3산화막패턴(23A)을 제거하는 공정을 포함하여 이루어진다.The semiconductor memory device of the present invention comprises the steps of forming a first oxide film on the semiconductor substrate 100, selectively etching the first oxide film to form a first oxide film pattern 21A, on the exposed substrate Forming a first epitaxial layer 21, forming a second oxide film on the first oxide pattern 21A and the first epitaxial layer 21, and selectively etching the second oxide film Forming a second oxide layer pattern 22A, and forming a second epitaxial layer 22 on the first epitaxial layer 21 and the first oxide layer pattern 21A, which are exposed by etching the second oxide layer. Forming a third oxide film on the second oxide pattern 22A and the first epitaxial layer 22 and selectively etching the third oxide film by a photolithography process to form a third oxide pattern 23A. ), The second epitaxial layer 22 and the second oxide exposed by the etching of the third oxide film. Forming a third epitaxial layer 23 on the pattern 22A, and removing the first oxide film pattern 21A, the second oxide film pattern 22A, and the third oxide film pattern 23A. It is done by

상기와 같이 다층의 에피택셜층과 다층의 산화막패턴을 차례로 형성한 다음 산화막패턴만을 제거하여 트렌치를 형성한다. 이때, 상기 다층의 산화막패턴을 각각 크기를 다르게 함으로써 산화막패턴을 제거함에 따라 형성되는 트렌치 측면을 수직 형태가 아닌 불규칙한 형태가 되도록 하여 이 트렌치에 형성되는 커패시터 스토리지노드의 유효면적을 증가시켜 커패시터 용량을 증대시킨다.As described above, a multilayer epitaxial layer and a multilayer oxide film pattern are sequentially formed, and then only the oxide film pattern is removed to form a trench. At this time, by varying the size of the oxide pattern of the multilayer, the trench side formed by removing the oxide layer pattern is irregular and not vertical, thereby increasing the effective area of the capacitor storage node formed in the trench to increase the capacitor capacity. Increase

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

본 발명에 의한 반도체 메모리장치의 커패시터 제조를 위한 트렌치 형성방법을 제3도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.A trench forming method for manufacturing a capacitor of a semiconductor memory device according to the present invention will be described with reference to FIG.

제3도 (a)는 본 발명의 일실시예에 의한 트렌치 형성방법을 도시한 것으로 먼저, 반도체기판(100)상에 CVD(Chemical Bapor Deposition)방법에 의한 산화막을 형성한 후, 이를 사진식각공정에 의해 선택적으로 식각하여 제1산화막패턴(21A)을 형성한 다음 상기 노출된 기판상에 선택적 에피택셜층 형성공정을 통해 제1에피택셜층(21)을 형성한다. 이어서 상기 제1산화막패턴(21A) 및 제1에피택셜층(21) 상에 CVD방법에 의해 산화막을 형성한 후, 이를 사진식각공정에 의해 선택적으로 식각하여 제2산화막패턴(22A)을 형성한 다음 상기 노출된 상기 제1에피택셜층(21)상에 선택적 에피택셜층 형성공정을 통해 제2에피택셜층(22)을 형성한다. 계속해서 상기 제2산화막패턴(22A) 및 제1에피택셜층(22)상에 CVD방법에 의해 산화막을 형성한 후, 이를 사진식각 공정에 의해 선택적으로 식각하여 제3산화막패턴(23A)을 형성한 다음 상기 노출된 상기 제2에피택셜층(22)상에 선택적 에피택셜층 형성공정을 통해 제3에피택셜층(23)을 형성한다. 이와 같이 형성된 제1, 제2 및 제3산화막패턴(21A,22A,23A)을 제거하게 되면 “+”자 형태의 트렌치가 형성된다.FIG. 3A illustrates a trench forming method according to an embodiment of the present invention. First, an oxide film is formed on a semiconductor substrate 100 by a chemical vapor deposition (CVD) method, and then a photolithography process is performed. The first epitaxial layer 21 is selectively etched to form the first oxide pattern 21A, and then the first epitaxial layer 21 is formed on the exposed substrate through a selective epitaxial layer forming process. Subsequently, an oxide film is formed on the first oxide pattern 21A and the first epitaxial layer 21 by CVD, and then selectively etched by a photolithography process to form a second oxide pattern 22A. Next, a second epitaxial layer 22 is formed on the exposed first epitaxial layer 21 through a selective epitaxial layer forming process. Subsequently, an oxide film is formed on the second oxide film pattern 22A and the first epitaxial layer 22 by CVD, and then selectively etched by a photolithography process to form a third oxide film pattern 23A. Next, a third epitaxial layer 23 is formed on the exposed second epitaxial layer 22 through a selective epitaxial layer forming process. When the first, second and third oxide film patterns 21A, 22A, and 23A formed as described above are removed, a trench having a “+” shape is formed.

제3도 (b)는 본발명의 다른 실시예에 의한 트렌치 형성방법에 관한 것으로, 상기 제3도 (a)의 방법과 동일하나, 산화막패턴을 “+”자가 아닌 옆으로 누운 “T”자 형태가 되도록 형성한 것이다. 따라서 산화막패턴을 제거하게 되면 옆으로 누운“T”자 형태의 트렌치가 형성되게 된다.Figure 3 (b) relates to the trench formation method according to another embodiment of the present invention, the same as the method of Figure 3 (a), but the letter "T" lying sideways instead of the "+" It is formed to form. Therefore, when the oxide film pattern is removed, a trench having a T-shape laid on its side is formed.

상기 제3도 (a)와 (b)의 경우 이외에도 상기 산화막패턴들의 크기를 각각 다르게 하여 여러가지 형태의 불규칙한 측벽형상을 갖는 트렌치를 형성할 수도 있다.In addition to the case of FIGS. 3A and 3B, trenches having irregular sidewall shapes having various shapes may be formed by varying sizes of the oxide layer patterns.

다음에 상기 트렌치 형성방법을 적용하여 커패시터를 제조하는 본 발명의 실시예를 제4도를 참조하여 설명한다.Next, an embodiment of the present invention for manufacturing a capacitor by applying the trench forming method will be described with reference to FIG.

먼저, 제4도 (a)에 도시된 바와 같이 실리콘기판(100) 상에 상기 제3도(b)의 방법에 의해 에피택셜층(24)과 에피택셜층(24)내에 매립된 형태의 산화막패턴들을 형성한 후, 습식식각에 의해 상기 산화막패턴들을 식각하여 옆으로 누운 “T”자 형태의 트렌치를 형성한다. 이어서 상기 트렌치를 포함한 에피택셜층(24)상에 불순물을 포함한 막으로서, 예컨대 PSG(Phosphosilicate Glass)막 (25)를 형성한 후, 에치백공정을 통해 상기 트렌지 내벽에만 PSG막(25)을 남긴 다음 고온 확산공정에 의해 상기 PSG막(25)으로부터 불순물이온, 즉, 인(P)이 트렌치 내벽면의 기판내로 확산되도록하여 스토리지노드(26)를 형성한다.First, as shown in FIG. 4A, an oxide film embedded in the epitaxial layer 24 and the epitaxial layer 24 on the silicon substrate 100 by the method of FIG. 3B. After the patterns are formed, the oxide layer patterns are etched by wet etching to form a “T” shaped trench. Subsequently, a PSG (Phosphosilicate Glass) film 25 is formed on the epitaxial layer 24 including the trench. Next, impurity ions, ie, phosphorus (P), are diffused from the PSG film 25 into the substrate on the inner wall of the trench by the high temperature diffusion process to form the storage node 26.

다음에 제4도 (b)에 도시된 바와 같이 상시 PSG막을 습식식각에 의해 제거한 후, 트렌치를 포함한 에피택셜층(24)전면에 커패시터 유전체막(27)을 형성하고 이어서 커패시터 플레이트전극 형성을 위한 제1도전층으로서, 예컨대 불순물이 도핑된 폴리실리콘(28)을 증착하여 상기 트렌치를 매몰시킨다. 이어서 상기 폴리실리콘(28) 및 커패시터 유전체막(27)을 에치백하여 트렌치내에만 남도록 한다.Next, as shown in FIG. 4 (b), the constant PSG film is removed by wet etching, and then a capacitor dielectric film 27 is formed on the entire surface of the epitaxial layer 24 including trenches, and then the capacitor plate electrode is formed. As the first conductive layer, for example, an impurity doped polysilicon 28 is deposited to bury the trench. The polysilicon 28 and capacitor dielectric film 27 are then etched back so as to remain only in the trench.

이어서 제4도 (c)에 도시된 바와 같이 상기 트렌치영역을 포함한 에피택셜층(24)상에 게이트절연막(29)을 형성하고 이위에 게이트전극 형성을 위한 제2도전층으로서, 예컨대 폴리실리콘을 증착하고 계속해서 이 위에 게이트 캡산화막(31)을 형성한 후, 상기 게이트캡산화막(31) 및 폴리실리콘층을 소정의 게이트전극패턴으로 패터닝하여 게이트 전극(30)을 형성한다. 이어서 N형 불순물을 저농도로 이온주입하여 기판내의 소정영역에 N-영역을 형성한 후, 기판전면에 절연막을 증착한 다음 이를 에치백하여 상기 게이트전극(30) 측벽에 측벽스페이서(33)를 형성하고 이어서 N형 불순물을 고농도로 이온주입하여 N+영역을 형성함으로써 LDD(Lightly Doped Drain) 구조의 소오스 및 드레인영역(32)을 형성하여 반도체메모리장치의 전송트랜지스터를 완성한다.Subsequently, as shown in FIG. 4 (c), a gate insulating film 29 is formed on the epitaxial layer 24 including the trench region, and polysilicon is formed as a second conductive layer for forming the gate electrode thereon. After the deposition, the gate cap oxide film 31 is formed thereon, the gate cap oxide film 31 and the polysilicon layer are patterned into a predetermined gate electrode pattern to form the gate electrode 30. Subsequently, an N-type impurity is implanted at low concentration to form an N-region in a predetermined region of the substrate, an insulating film is deposited on the entire surface of the substrate, and then etched back to form sidewall spacers 33 on the sidewalls of the gate electrode 30. Subsequently, the source and drain regions 32 having a lightly doped drain (LDD) structure are formed by ion implanting N-type impurities at a high concentration to form a N + region, thereby completing a transfer transistor of a semiconductor memory device.

다음에 제4도 (d)에 도시된 바와 같이 상기 트렌치영역 및 트랜지스터를 포함한 기판 전면에 절연층(34)을 형성한 후, 이를 선택적으로 식각하여 상기 트렌치영역을 노출시킨다. 이어서 커패시터 플레이트전극 형성을 위한 제3도전층(35)으로서, 폴리실리콘을 증착하여 상기 트렌치내에 매몰된 폴리실리콘층(28)과 연결되도록 한 후, 상기 폴리실리콘층(35)을 커패시터 플레이트전극패턴으로 패터닝함으로써 트렌치내의 폴리실리콘층(28)과 트렌치 상부의 폴리실리콘층(35)으로 이루어진 커패시터 플레이트전극(40)을 형성한다. 이와 같이 함으로써 스토리지노드(26)과 유전체막(27) 및 플레이트 전극(40)으로 이루어진 반도체 메모리장치의 커패시터가 얻어지게 된다. 이어서 상기 전송트랜지스터 및 커패시터가 형성된 기판 전면에 층간절연막(36)을 형성한 후, 이를 선택적으로 식각하여 상기 전송트랜지스터 일축(트렌치 영역과 반대측)의 소오스 또는 드레인 영역(32)을 노출시킨 다음 상기 층간절연막(36)상에 비트라인 형성을 위한 제4도전층(37)을 형성하고 이를 소정의 비트라인패턴으로 패터닝함으로써 상기 전송트랜지스터에 연결되는 비트라인(37)을 형성하여 반도체 메모리장치를 완성한다.Next, as shown in FIG. 4D, an insulating layer 34 is formed on the entire surface of the substrate including the trench region and the transistor, and then selectively etched to expose the trench region. Subsequently, as the third conductive layer 35 for forming the capacitor plate electrode, polysilicon is deposited so as to be connected to the polysilicon layer 28 embedded in the trench, and then the polysilicon layer 35 is connected to the capacitor plate electrode pattern. By patterning, the capacitor plate electrode 40 including the polysilicon layer 28 in the trench and the polysilicon layer 35 on the trench is formed. In this manner, a capacitor of the semiconductor memory device including the storage node 26, the dielectric film 27, and the plate electrode 40 is obtained. Subsequently, an interlayer insulating layer 36 is formed on the entire surface of the substrate on which the transfer transistor and the capacitor are formed, and then selectively etched to expose the source or drain region 32 of the transfer transistor uniaxial (opposite to the trench region), and then to the interlayer. By forming a fourth conductive layer 37 for forming a bit line on the insulating layer 36 and patterning the fourth conductive layer 37 in a predetermined bit line pattern, a bit line 37 connected to the transfer transistor is formed to complete a semiconductor memory device. .

이상 상술한 바와같이 본 발명에 의하면, 필요로 하는 만큼 에피택셜층수를 증가시킴으로써 단위면적당 커패시터용량을 원하는 만큼 충분히 얻을 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, by increasing the number of epitaxial layers as needed, the capacitor capacity per unit area can be sufficiently obtained as desired.

따라서 반도체 메모리장치의 고집적화를 도모할 수 있게 된다.Therefore, high integration of the semiconductor memory device can be achieved.

Claims (8)

반도체 기관(100)상에 제1산화막을 형성하는 공정과, 상기 제1산화막을 선택적으로 식각하여 제1크기를 갖는 제1산화막패턴(21A)을 형성하는 공정. 상기 노출된 기판상에 제1에피택셜층(21)을 형성하는 공정, 상기 제1산화막패턴(21A) 및 제1에피택셜층(21)상에 제2산화막을 형성하는 공정, 상기 제2산화막을 선택적으로 식각하여 제2크기를 갖는 제2산화막패턴(22A)을 형성하는 공정, 상기 제2산화막을 식각에 따라 노출되는 상기 제1에피택셜층(21) 및 제1산화막패턴(21A)상에 제2에피택셜층(22)을 형성하는 공정, 상기 제2산화막패턴(22A) 및 제1에피택셜층(22)상에 제3산화막을 형성하는 공정, 상기 제3산화막을 사진식각공정에 의해 선택적으로 식각하여 제3크기를 갖는 제3산화막패턴(23A)을 형성하는 공정, 상기 제3산화막의 식각에 따라 노출되는 상기 제2에피택셜층(22) 및 제2산화막패턴(22A) 상에 제3에피택셜층(23)을 형성하는 공정, 및 상기 제1산화막패턴(21A), 제2산화막패턴(22A) 및 제3산화막패턴(23A))을 제거하는 공정으로 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치 제조 방법.Forming a first oxide film on the semiconductor engine (100), and selectively etching the first oxide film to form a first oxide film pattern (21A) having a first size. Forming a first epitaxial layer 21 on the exposed substrate, forming a second oxide film on the first oxide pattern 21A and the first epitaxial layer 21, and forming the second oxide film Selectively etching to form a second oxide film pattern 22A having a second size, on the first epitaxial layer 21 and the first oxide film pattern 21A exposing the second oxide film by etching. Forming a second epitaxial layer 22 on the substrate, forming a third oxide film on the second oxide film pattern 22A and the first epitaxial layer 22, and subjecting the third oxide film to a photolithography process. Selectively etching to form a third oxide film pattern 23A having a third size, on the second epitaxial layer 22 and the second oxide film pattern 22A exposed by the etching of the third oxide film. Forming a third epitaxial layer 23 and removing the first oxide layer pattern 21A, the second oxide layer pattern 22A, and the third oxide layer pattern 23A. Method of manufacturing a semiconductor memory device characterized in that it comprises a step. 제2항에 있어서, 상기 제1산화막패턴, 제2산화막패턴 및 제3산화막패턴 중의 적어도 어느 하나를 나머지 패턴보다 넓은 폭을 갖도록 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치 제조 방법.The method of claim 2, wherein at least one of the first oxide pattern, the second oxide pattern, and the third oxide pattern is formed to have a wider width than the remaining patterns. 제2항에 있어서, 상기 제1어피택셜층, 제2피택셜층 및 제3에피택셜층을 각각 선택적 에피택셜층 성장 방법에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치 제조 방법.The method of claim 2, wherein the first epitaxial layer, the second epitaxial layer, and the third epitaxial layer are formed by a selective epitaxial layer growth method, respectively. 반도체 기판상에 산화막패턴을 형성하고 노출된 기판부위상에 에피택셜층(24)을 형성하는 단계를 적어도 2회이상 방복하여 행하는 공정과, 상기 산화막패턴을 상기 산화막패턴을 제거하여 상기 에피택셜층(24)에 트렌치를 형성하는 공정, 상기 트렌치 내벽면의 기판 부위에 불순물 이온을 도핑하여 스토리지노드(26)를 형성하는 공정, 상기 스토리지노드(26)상에 커패시터 유전체막(27)을 형성하는 공정, 상기 트렌치 내부를 제1도전층(28)으로 매립하는 공정, 상기 트랜치영역을 포함한 에픽택셜층(24)상에 게이트절연막(29)을 형성하는 공정. 상기 게이트 절연막(29)상에 제2도전층을 형성하는 공정. 상기 제2도전층을 패터닝하여 게이트 전극(30)을 형성하는 공정. 상기 게이트 전극 양측단의 기판영역에 소오스 및 드레인 영역(32)을 형성하는 공정, 상기 트렌치 영역과 게이트 전극 및 소오스 및 드레인 영역이 형성된 기판 전면에 절연층(34)을 형성하는 공정, 상기 절연층(34)을 선택적으로 식각하여 상기 트렌치 영역을 노출시키는 공정, 상기 절연층(34)상에 제3도전층을 형성하는 공정, 및 상기 제3도전층(35)을 커패시터 플레이트전극패턴으로 패터닝하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치 제조 방법.Forming an oxide film pattern on the semiconductor substrate and forming the epitaxial layer 24 on the exposed substrate portion at least twice; and removing the oxide film pattern from the oxide film pattern to form the epitaxial layer ( Forming a trench in 24, forming a storage node 26 by doping impurity ions to a substrate portion of the inner wall of the trench, and forming a capacitor dielectric layer 27 on the storage node 26. Filling the inside of the trench with a first conductive layer (28) and forming a gate insulating film (29) on the epitaxial layer (24) including the trench region. Forming a second conductive layer on the gate insulating film (29). Patterning the second conductive layer to form a gate electrode (30). Forming a source and drain region 32 in the substrate regions at both ends of the gate electrode, forming an insulating layer 34 on the entire surface of the substrate on which the trench region and the gate electrode and the source and drain regions are formed, and the insulating layer Selectively etching 34 to expose the trench region, forming a third conductive layer on the insulating layer 34, and patterning the third conductive layer 35 into a capacitor plate electrode pattern. A semiconductor memory device manufacturing method comprising the step of. 제6항에 있어서, 상기 산화막패턴은 습식식각에 의해 제거하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치 제조 방법.The method of claim 6, wherein the oxide layer pattern is removed by wet etching. 제6항에 있어서, 상기 트렌치는 수직 형태가 아닌 불규칙한 측면 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치 제조 방법.The method of claim 6, wherein the trench has an irregular side shape rather than a vertical shape. 제6항에 있어서, 상기 스토리지노드(26)는 상기 트렌치를 포함한 에피택셜층(24)상에 불순물을 포함한 막(25)을 형성한후, 에치백 공정을 통해 상기 트렌치 내벽에만 상기 불순물을 포함한 막(25)을 남긴 다음 고온 확산 공정에 의해서 상기 불순물을 포함한 막(25)으로부터 불순물 이온을 트렌치 내벽면의 기판내로 확산시켜 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치 제조 방법.The method of claim 6, wherein the storage node 26 includes the impurities 25 on the epitaxial layer 24 including the trenches, and then includes only the impurities in the trench inner wall through an etch back process. And leaving impurity ions into the substrate on the inner wall of the trench from the film containing the impurity by a high temperature diffusion process. 제6항에 있어서, 상기 트렌치 내에 매립된 제1도전층(28)과 트렌치 상부의 제3도전층(35)에 의해 커패시터 플레이트전극(40)이 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치 제조 방법.7. The method of claim 6, wherein the capacitor plate electrode (40) is formed by a first conductive layer (28) embedded in the trench and a third conductive layer (35) on the trench.
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