KR910001985B1 - Side-wall doped half-vcc plate trench capacitor cell and manufacturing method thereof - Google Patents

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KR910001985B1
KR910001985B1 KR1019880012241A KR880012241A KR910001985B1 KR 910001985 B1 KR910001985 B1 KR 910001985B1 KR 1019880012241 A KR1019880012241 A KR 1019880012241A KR 880012241 A KR880012241 A KR 880012241A KR 910001985 B1 KR910001985 B1 KR 910001985B1
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    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices

Abstract

The trench capacitor with SDHT structure for DRAM is manufactured by: forming a P-wall region on P-type Si substrate; forming a trench by RIE etching through mask pattern; forming a diffusion layer at side-wall of trench for outer electrode by PSG or POCL3 method; forming a thick oxide layer by CVD method on the side- wall of the first trench; forming an inner electrode with poly-Si on the ONO layer formed at the residual side-wall of the second trench; forming a word line by the second poly-Si layer; forming a gate electrode including source and drain; connecting the drain and trench electrode with third poly-Si layer for bit line.

Description

SDHT 구조로 이루어진 트렌치 캐패시터 셀 및 그 제조방법Trench capacitor cell composed of SDHT structure and its manufacturing method

제1도는 본 발명에 따라 제조된 SDHT 구조로 이루어진 트렌치 캐패시터 셀의 단면도.1 is a cross-sectional view of a trench capacitor cell made of an SDHT structure made in accordance with the present invention.

제2도 내지 제7도는 자기 정렬 콘택(SELFALIGNED CONTACT) 공정 방법을 상세하게 나타낸 단면도로써,2 to 7 are cross-sectional views showing in detail a process of self-aligned contact (SELFALIGNED CONTACT) process,

제2도는 본 발명에 의한 제조공정과정에서 게이트 전극을 형성한 단면도.2 is a cross-sectional view of the gate electrode formed during the manufacturing process according to the present invention.

제3도는 제2도의 게이트 전극 좌우측과 실리콘 웨이퍼 상부에 산화막을 형성하고 N-불순물을 P-WELL에 형성한 단면도.FIG. 3 is a cross-sectional view of an oxide film formed on the left and right sides of the gate electrode of FIG. 2 and an upper portion of a silicon wafer, and an N-impurity formed on the P-WELL.

제4도는 제3도의 게이트 전극에 좌우측벽면에 스페이서(SPACER)를 형성한 단면도.4 is a cross-sectional view of forming a spacer SPACER on the left and right side wall surfaces of the gate electrode of FIG.

제5도는 CMOS 구조에서 P-형 채널을 형성하는 FET를 제조하기 위하여 N+ 불순물이 확산되지 않도록 산화막을 N-WELL 상부에 침착한 상태의 단면도.5 is a cross-sectional view of an oxide film deposited on top of an N-WELL such that N + impurities are not diffused in order to fabricate a FET forming a P-type channel in a CMOS structure.

제6도는 제4도의 게이트 좌우면 스페이서(SPACER) 상부에 IPOLY 패턴을 형성한 단면도.FIG. 6 is a cross-sectional view of the IPOLY pattern formed on the gate left and right spacer SPACER of FIG.

제7도는 제6도의 게이트 상부에 LTO막을 형성하고 폴리3층을 IPOLY 상부에 침착하여 패턴을 형성한 단면도.FIG. 7 is a cross-sectional view of forming a pattern by forming an LTO film on the gate of FIG. 6 and depositing a poly 3 layer on the IPOLY.

제8도는 본 발명에 의한 트렌치 캐패시터의 CVD 산화물층 두께에 따른 문턱전압의 변화상태를 나타낸 도표이다.8 is a chart showing the state of change of the threshold voltage according to the thickness of the CVD oxide layer of the trench capacitor according to the present invention.

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

1 : P형 실리콘 기판 2 : 보호층1: P-type silicon substrate 2: Protective layer

3 : 금속층 4 : 도프된 산화막층3: metal layer 4: doped oxide layer

5 : 폴리3층 6 : LTO(LOW TEMPERATURE OXIDE) 산화막층5: Poly 3 layer 6: LTO (LOW TEMPERATURE OXIDE) oxide film layer

7 : IPOLY(INTERCONNECTION POLY)층7: IPOLY (INTERCONNECTION POLY) layer

8 : 폴리2층 9 : 절연산화막층8: poly 2 layer 9: insulating oxide layer

10 : 게이트 산화막 11 및 11' : 소스 및 드레인 N+영역10: gate oxide films 11 and 11 ': source and drain N + regions

12 : ONE(OXIDE-NITRIDE-OXIDE)층12: ONE (OXIDE-NITRIDE-OXIDE) layer

13 : POLY 1층 14 : N+확산층13: POLY 1st floor 14: N + diffusion layer

15 : P-WELL영역15: P-WELL Area

16 : CVD(CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION)산화물층16: CVD (CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION) oxide layer

17 : 질화막층 18 : LTO 산화막층17 nitride layer 18 LTO oxide layer

19 : 산화막층 20 : LDD(LIGHTLY DOPED DRAIN)영역19: oxide layer 20: LDD (LIGHTLY DOPED DRAIN) region

21 : 스페이서(SPACER)21: spacer

본 발명은 반도체 고집적 기억소자의 SDHT(SIDE-WALL DOPED HALF-VCC PLATE TRENCH CAPACITOR)셀 기술에 관한것으로, 특히 SDT 셀과 유사한 구조로 형성되는데, SDT 셀보다 캐패시터 용량을 크게함과 동시에 셀의 면적을 작게한 SDHT 구조로된 트렌치 캐패시터 셀 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the technology of SDHT (SIDE-WALL DOPED HALF-VCC PLATE TRENCH CAPACITOR) cells of semiconductor integrated storage devices. In particular, the present invention has a structure similar to that of an SDT cell. The present invention relates to a trench capacitor cell having a small SDHT structure and a method of manufacturing the same.

종래의 SDT 셀 구조는 트렌치 캐패시터 측면벽으로 확산된 P+영역에 P형의 기판과 동일한 VCC의 높은 전압이 인가되어 트렌치 캐패시터의 사화물층 두께가 캐패시터 양단에서 인가되는 전압에 의해 발생하는 전장의 세기에 충분히 견딜수 있도록 두꺼워져야 하였다. 산화막의 두께가 두꺼워짐에 따라 캐패시터 용량은 반비례하여 줄어들게 되는 단점과 이동게이트의 면적은 다음과 같이 마스크를 사용하므로서 넓어지는 문제점이 있었다.In the conventional SDT cell structure, a high voltage of the same VCC as a P-type substrate is applied to the P + region diffused into the sidewalls of the trench capacitor so that the thickness of the tetragonal layer of the trench capacitor is generated by the voltage applied across the capacitor. It had to be thick enough to withstand. As the thickness of the oxide film becomes thicker, the capacity of the capacitor decreases in inverse proportion and the area of the moving gate has been widened by using a mask as follows.

즉, 이동게이트의 소스영역을 비트라인과 연결할때 DC 콘택마스크를 사용하여 이동게이트의 드레인영역을 트렌치 캐패시터 저장전극과 연결할때 BNC 마스크를 사용하므로서, 공정장비의 정밀도에 의하여 상기 마스크 배열이 오차가 발생하고 게이트와 상기의 마스크 사이의 누설전류를 막기 위해 최소거리를 유지하여야 하기 때문에 셀의 면적은 증가하는 단점이 발생하였다.In other words, the BNC mask is used to connect the drain region of the movable gate to the trench capacitor storage electrode by using a DC contact mask when the source region of the movable gate is connected to the bit line. And the area of the cell increases because the minimum distance must be maintained to prevent leakage current between the gate and the mask.

따라서, 발명의 목적은 상기한 단점을 해소하고 종래의 SDT 셀 보다 더 큰 캐패시터 용량을 가지면서 셀의 면적은 작게한 SDHT 셀 트렌치 캐패시터 셀 및 그 제조 방법을 제공하는데에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned disadvantages and to provide an SDHT cell trench capacitor cell having a larger capacitor capacity than a conventional SDT cell and a small cell area, and a method of manufacturing the same.

본 발명에 의하면, 트렌치 캐패시터 측면벽에 확산하는 불순물이 N+영역으로, P형 기판과 분리시켜 VCC/2 전압을 인가하므로써 캐패시터 산화막 두께를 80Å정도로 줄일수 있으며, 동일면적의 SDT 셀과 비교하여 비교적 큰 트렌치 캐패시터 용량을 얻을 수 있고, 이동게이트의 소스영역과 비트라인, 드레인영역과 트렌치 저장전극을 연결할때 마스크를 사용치 않고 자기 정렬 콘택의 공정 방법을 사용하여 면적을 줄인다.According to the present invention, the impurity diffused on the sidewalls of the trench capacitor is N + region, and the capacitor oxide film thickness can be reduced to about 80 kV by applying the VCC / 2 voltage to the P + substrate, and compared with the SDT cell of the same area. A large trench capacitor capacity can be obtained, and the area is reduced by using a method of self-aligned contact without using a mask when connecting the source region, the bit line, the drain region and the trench storage electrode of the moving gate.

이하, 본 발명은 첨부된 도면을 참고로 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 본 발명에 따라 제조된 SDHT 셀의 구조를 단면도로 나타낸 것으로, P형 실리콘 기판(1)에 기억소자의 전력소모를 줄이기 위한 CMOS 공정을 하기 위해 주변회로에 N-WELL이나 P-WELL영역(15)을 형성한 다음, 트렌치 캐패시터를 형성하기 위하여 상기 P-WELL영역(15)상부에 마스크 패턴을 형성하고 RIE 에치로 1차 트렌치를 에를들어 약 2㎛ 깊이로 형성한 다음, 상기 공정후에 저장전극 폴리1층(13)에 전하가 충전되면 이동게이트 드레인 N+영역(11)과 트렌치 측면벽에 N+확산층(14) 사이에 기생의 수직 NMOSFET가 형성되어 드레인 N+영역(11')에서 N+확산층(14)으로 전하가 누설되는데, 이것을 방지함과 동시에 측면벽에 N+확산영역(14)과 트렌치 캐패시터 경계면에 강한 전장이 인가될 경우 N+확산층(14)내의 터널링 전류를 제어하고 셀과 셀사이의 누설전류를 차단하기 위하여 CVD 산화물층(16)을 약 1000Å로 침착한다. 이를 설명하기 위한 일예로서, 산화막 두께와 게이트에 인가하는 전압에 따라서 문턱전압(VT)과 IDS 전류=10(A)일때 게이트와 소스간의 전압 VGS를 나타낸 도면이 제8도이다.1 is a cross-sectional view showing the structure of an SDHT cell manufactured according to the present invention, in which a N-WELL or P-WELL is applied to a peripheral circuit to perform a CMOS process for reducing power consumption of a memory device on a P-type silicon substrate 1. After forming the region 15, a mask pattern is formed on the P-WELL region 15 to form a trench capacitor, and a primary trench is formed to a depth of about 2 占 퐉 with an RIE etch, and then the process is performed. Subsequently, when the storage electrode poly1 layer 13 is charged with electric charge, a parasitic vertical NMOSFET is formed between the moving gate drain N + region 11 and the N + diffusion layer 14 in the trench sidewall to form N + in the drain N + region 11 '. Charge is leaked to the diffusion layer 14, which prevents this and simultaneously controls the tunneling current in the N + diffusion layer 14 when a strong electric field is applied to the N + diffusion region 14 and the trench capacitor interface on the side wall. To cut off the leakage current The deposited over the CVD oxide layer 16 to about 1000Å. As an example for explaining this, FIG. 8 is a diagram illustrating the voltage VGS between the gate and the source when the threshold voltage VT and the IDS current = 10 (A) according to the oxide film thickness and the voltage applied to the gate.

상기 공정후에, CVD 산화물(16)층위에 질화물을 예를들어 약 500Å두께로 침착시키고 이방성 에치로 1차 트렌치 하단의 질화물층과 CVD 산화물층(16)을 제거한후, 2차 트렌치를 약 5㎛ 길이로 형성하고 2차 트렌치 벽면에 PSG 불순물을 침착한 다음, 열처리하여 트렌치 외부전극용 VCC/2 플레이트인 N-확산층(14)을 형성하고 잔여 PSG를 제거한다.After the above process, nitride is deposited on the CVD oxide 16 layer, for example, about 500 mm thick, and the anisotropic etch removes the nitride layer and the CVD oxide layer 16 at the bottom of the first trench, and then the secondary trench is about 5 μm. Formed to length and deposited PSG impurities on the secondary trench wall, and then heat-treated to form an N-diffusion layer 14, a VCC / 2 plate for trench external electrodes, to remove residual PSG.

상기 공정후, 1차 트렌치 벽면의 질화물층을 제거하고 1차 트렌치 CVD 산화물층(16)과 2차 트렌치 벽면위에 캐패시터 산화막층의 ONO층(12)을 100Å이하로 형성하여 캐패시터 용량을 증가시켜 준다. 또한 캐패시터 외부전극 N+확산층(14)에 1/2 VCC를 인가시켜 주기 위하여 폴드라인 비트선셀 배열에서는 단위셀들이 주기적으로 서로 엇갈리게 배열되기 때문에 단위 셀과 단위셀 사이의 N+확산영역은 상호 연결되도록 배열된 기억소자 영역의 최외각부위의 외부전극용 N+확산층(14)에 VCC/2 전극을 연결하기 위하여 최외각에 있는 트렌치 측면부위에 CVD 산화물층(16)을 제거하고 1, 2차 트렌치 모든 측면벽 부위를 N형 불순물로 확산시켜 N+확산층을 형성한다.After the above process, the nitride layer of the primary trench wall is removed, and the ONO layer 12 of the capacitor oxide layer is formed on the primary trench CVD oxide layer 16 and the secondary trench wall surface of 100 占 or less to increase the capacitor capacity. . In addition, in the foldline bit line cell arrangement, in order to apply 1/2 VCC to the capacitor external electrode N + diffusion layer 14, since the unit cells are periodically alternately arranged, the N + diffusion regions between the unit cells and the unit cells are arranged to be interconnected. In order to connect the VCC / 2 electrode to the N + diffusion layer 14 for the external electrode at the outermost portion of the memory region, the CVD oxide layer 16 is removed at the outermost trench side and all sides of the primary and secondary trenches are removed. The wall portion is diffused with N type impurities to form an N + diffusion layer.

상기 공정후 N-형 폴리1층(13)을 트렌치 구조에 채우고 트렌치 상부의 마스크 패턴층을 제거한다음, 평탄한 공정으로 표면을 평탄화시키고, LOCOS(LOCALIZED OXIDATION OF SILICON)방법으로 트렌치 내부 전극용 폴리1층(13)의 우측 상단에 IC내부의 각각의 트렌지스터를 절연하기 위하여 절연산화막층(9)을 두께 3000Å정도로 형성한다.After the process, the N-type poly1 layer 13 is filled in the trench structure, the mask pattern layer on the trench is removed, the surface is planarized by a flat process, and the polyl for trench internal electrode 1 is fabricated by a LOCOS method. An insulating oxide layer 9 is formed to a thickness of about 3000 kPa in order to insulate each transistor inside the IC on the upper right side of the layer 13.

상기 공정후, 폴리2층(8')을 절연산화막층(9) 상부에 침착하고 좌측 P-WELL영역(15) 상부에 이동게이트 폴리2층(8)을 침착하여 게이트 전극을 형성한 다음, IPOLY층(5)을 침착하여 게이트 상부는 제거하고 열처리하여 IPOLY층(5)으로부터 N불순물을 P-WELL영역(15)으로 확산시켜 소스 및 드레인 N+영역(11 및 11')를 형성한다.After the above process, the poly 2 layer 8 'is deposited on the insulating oxide layer 9 and the moving gate poly 2 layer 8 is deposited on the left P-WELL region 15 to form a gate electrode. The IPOLY layer 5 is deposited to remove the gate top and heat treated to diffuse N impurity from the IPOLY layer 5 into the P-WELL region 15 to form source and drain N + regions 11 and 11 '.

상기 공정후, LTO 산화막층(7)을 침착하고 일정 부분을 남기고 제거한후, 비트라인 폴리3층(5)을 침착시켜서 소스 N+영역(11)위의 IPOLY층(5)에 콘택되도록 한다음, 비트라인 폴리3층(5)의 상부에 BPSG의 도프산화막층(4)을 침착하여 금속층(3)과 비트라인 폴리3층(5)를 절연시켜 준다.After the process, the LTO oxide layer 7 is deposited and removed, leaving a portion, and then the bitline poly3 layer 5 is deposited so as to contact the IPOLY layer 5 over the source N + region 11, A dope oxide film layer 4 of BPSG is deposited on the bit line poly 3 layer 5 to insulate the metal layer 3 and the bit line poly 3 layer 5.

상기 공정후, 도프산화물층(4) 상부에 워드라인 고정용 금속층(3)을 형성하여, 워드라인이 되는 폴리2층(8)을 계속적으로, 연결하는 경우 저항이 증가되어 전압강하가 발생되도록, 이러한 전압강하를 방지하기 위하여 셀의 128번째 셀마다 금속층(3)으로 폴리2층(8)에 콘택시켜서 전원을 공급하므로 전압강하되는 문제를 해결하였다.After the above process, the word line fixing metal layer 3 is formed on the dope oxide layer 4 so that when the poly 2 layer 8, which becomes a word line, is continuously connected, the resistance is increased so that a voltage drop is generated. In order to prevent such a voltage drop, the voltage drop is solved by supplying power by contacting the poly 2 layer 8 with the metal layer 3 every 128th cell of the cell.

그후, 금속층 상부에 보호층(2)을 증착하여 셀을 열, 충격 및 전류등으로부터 보호한다.Thereafter, a protective layer 2 is deposited on the metal layer to protect the cell from heat, shock and current.

위와같이 공정으로 이루어진 구조가 제1도에 도시된 바와같은 SDHT 셀의 구조이다.The structure made of the above process is the structure of the SDHT cell as shown in FIG.

상기 공정후 이동게이트 폴리2층(8)을 형성하고 이동게이트 소스 및 드레인 N+영역(11 및 11')을 비트라인, 저장전극 폴리1층(13)을 연결하는 공정은 자기 정렬 콘택(SELF ALIGNED CONTACT) 공정방법으로 제2도에서 제7도를 참고하여 설명한다.After the process, the process of forming the moving gate poly 2 layer 8 and connecting the moving gate source and drain N + regions 11 and 11 ′ to the bit line and the storage electrode poly 1 layer 13 is performed using a self-aligned contact. CONTACT) will be described with reference to FIGS.

제2도는 트렌치 캐패시터 좌측의 P-WELL영역(15) 상부에 게이트 산화막(10)을 침착하고 게이트 전극용 폴리2(8)를 산화막(10)상부에 침착시킨다음, 그 상부에 LTO(LOW TEMPERATURE OXIDE) 산화막층(18)을 침착하고 에치시 LTO 산화막층(18)을 보호하며, 또한 산화공정시 산화막이 위쪽으로 성장하는 것을 막기 위해 질화막층(17)을 침착한 상태의 단면도이다.FIG. 2 deposits a gate oxide film 10 over the P-WELL region 15 on the left side of the trench capacitor and deposits a gate electrode poly 2 (8) over the oxide film 10, and then LTO (LOW TEMPERATURE) on the top. OXIDE) It is sectional drawing of the nitride film layer 17 deposited in order to deposit the oxide film layer 18, to protect the LTO oxide layer 18 at the time of etching, and to prevent an oxide film from growing upward during an oxidation process.

제3도는 상기의 게이트 전극 폴리2(8) 좌우측면에서 IPOLY (INTERCONNETION POLY)(5)의 누설전류를 방지하고 LDD(LOWER DOPED DRAIN)영역(20)의 N-불순물의 접합 깊이를 작게 하기 위하여 P-WELL영역(15) 상부와 게이트 전극 폴리2층(8)의 좌우면에 산화막층(19)을 형성한 다음, N-영역이 형성되도록 상기의 산화막층(19) 상부에 N형 불순물을 이온 주입하여 LDD영역(20)를 형성시켜, 이로인하여 소스 및 드레인 N+영역(11 및 11') 영역간에 역전층이 발생할때 강한 전장이 발생하여 전자가 가속화되는 것을 저농도 N-영역으로 바꾸어서 전장의 세기를 감소시켜 전자의 가속을 막아 주는 역할을 한다.3 is for preventing leakage current of the IPOLY (INTERCONNETION POLY) 5 at the left and right sides of the gate electrode poly 2 (8) and reducing the junction depth of the N-impurity of the LDD (LOWER DOPED DRAIN) region 20. An oxide layer 19 is formed on the upper and lower surfaces of the P-WELL region 15 and the gate electrode poly 2 layer 8, and then an N-type impurity is formed on the oxide layer 19 above to form an N-region. The ion implantation forms an LDD region 20, which causes a strong electric field when an inversion layer occurs between the source and drain N + regions 11 and 11 'regions, thereby changing the acceleration of electrons to a low-concentration N- region and thus the intensity of the electric field. This reduces the acceleration of electrons.

제4도는 게이트 전극 폴리2층(8)의 좌우측면에 산화막을 침착한다음 이방성 산화막 에치를 실시하여 후공정으로 형성될 IPOLY(5)로부터 N형 불순물이 LDD영역(21)안으로 확산되어 N+영역으로 변화되는 것을 보호하기 위한 스페이서(21)을 형성하고 잔여 산화막이 제거되도록 한다.4 shows an oxide film deposited on the left and right sides of the gate electrode poly2 layer 8, and then anisotropic oxide film etch is performed to diffuse N-type impurities into the LDD region 21 from the IPOLY 5 to be formed in a later step. The spacers 21 are formed to protect them from being changed and the remaining oxide film is removed.

또한, CMOS를 형성하기 위하여 P-MOSFET를 N-MOSFET와 동시에 만들때 P-MOSFET의 N-영역 즉 소스 및 드레인 N+영역(11 및 11')을 POLY의 N형 불순물로부터 확산되는 것을 방지하기 위하여 얇은 산화막을 성장시킨 것이 제5도이다.In addition, in order to prevent the diffusion of the N-regions of the P-MOSFETs, that is, the source and drain N + regions 11 and 11 ', from the N-type impurities of POLY when the P-MOSFET is simultaneously formed with the N-MOSFET to form CMOS. 5 is a thin oxide film grown.

제6도는 제4도의 게이트 전극 폴리2층(8) 상부의 질화물층(17)을 제거한후 SAC 마스크를 이용해서 NMOS영역의 산화물을 제거시키고 게이트 전극 폴리2층(8)위의 LTO 산화막층(18) 상부와 P-WELL영역(15) 상부에 IPOLY(7)를 침착하고 게이트 상부의 IPOLY(7)를 일정부분 제거한 공정으로, IPOLY(7)를 침착할때 마스크를 사용하지 않고 직접 침착함으로써 마스크 사용시에 공정장비의 오차를 보정하기 위한 최소거리를 두지 않아도 된다. 최소거리를 예를들어 X라 하면 게이트 전극 좌측면과 IPOLY(7)사이의 X, 게이트 전극 우측면과 IPOLY(7)사이의 X 및 절연산화막층(9) 상부의 게이트 전극 좌측면과 IPOLY(7) 사이의 X로 모두 3X가 되며, 워드라인쪽의 셀의 크기를 Y라 하면 셀의 축소면적은 3XY로 나타낼 수 있다.FIG. 6 shows the removal of the nitride layer 17 over the gate electrode poly2 layer 8 of FIG. 4, followed by removal of the oxide of the NMOS region using a SAC mask, and the LTO oxide layer on the gate electrode poly2 layer 8 ( 18) In the process of depositing IPOLY (7) on the upper part and P-WELL area 15 and removing some part of IPOLY (7) on the gate, it is possible to deposit IPOLY (7) directly without using a mask when depositing it. When using a mask, there is no need to provide a minimum distance to compensate for errors in the process equipment. For example, the minimum distance X is X between the left side of the gate electrode and IPOLY (7), X between the right side of the gate electrode and IPOLY (7) and IPOLY (7) on the left side of the gate electrode on the insulating oxide layer 9 ) X is 3X, and if the size of the cell on the word line is Y, the reduced area of the cell can be expressed as 3XY.

제7도는 제6도에서 침착된 IPOLY(7)을 열처리 공정을 통하여 P-WELL영역(15)안으로 확산시키면 소스 및 드레인 N+영역(11 및 11')이 형성하고 셀의 두개의 게이트 상부에 IPOLY층(7)와 비트라인 폴리3(5)를 절연하기 위해 LTO 산화막층(6)을 성장시킨다음 비트라인 폴리3(5)를 침착시킨 것이다.FIG. 7 shows that when the IPOLY 7 deposited in FIG. 6 is diffused into the P-WELL region 15 through a heat treatment process, source and drain N + regions 11 and 11 'are formed and IPOLY is formed on the two gates of the cell. The LTO oxide layer 6 was grown to insulate the layer 7 and the bitline poly3 (5) and then the bitline poly3 (5) was deposited.

전술한 바와같이 게이트 전극을 형성하고 IPOLY층(7)를 침착하는 과정과 소스 및 드레인 N+영역(11 및 11')을 형성하고 LTO 산화막층(17)을 침착한후 비트라인 폴리3(5)를 침착하는 과정을 자기 정렬 콘택으로 형성한후 비트라인 폴리3층(5)와 상부에 BPSG의 도프된 산화막층(4)를 증착하여 비트라인 폴리3(5)와 상부의 금속층(3)을 절연시켜 주며, 도프산화물층(4) 상부에 워드라인 고정용 금속층(3)을 형성하여 워드라인 폴리2층(8)이 연속적으로 셀에 연결되어 전압강하가 발생되므로 셀의 127번째 까지는 폴리2층(8)으로 연결하고 128번째 셀마다 금속층(3)으로부터 직접 연결하여 전원이 공급되도록 한다. 상기 공정후 보호층(2)을 증착하여 셀이 열, 충격, 전류등으로부터 보호한다.As described above, the gate electrode is formed, the IPOLY layer 7 is deposited, the source and drain N + regions 11 and 11 'are formed, and the LTO oxide layer 17 is deposited. After the process of depositing a self-aligned contact, the bit line poly 3 layer 5 and the doped oxide layer 4 of BPSG are deposited on the bit line poly 3 (5) and the upper metal layer (3). It is insulated, and the word line fixing metal layer 3 is formed on the dope oxide layer 4 so that the word line poly 2 layer 8 is continuously connected to the cell to generate a voltage drop. Connected to layer 8 and connected directly from metal layer 3 to every 128th cell so that power is supplied. After the process, the protective layer 2 is deposited to protect the cell from heat, impact, current, and the like.

본 발명의 동작은 트렌지스터와 캐패시터가 직렬로 연결된 단위셀로써 게이트 전극을 워드라인으로, 소스 단자가 비트라인 연결되고, 그리고 드레인 단자와 캐패시트를 직렬로 연결하고 캐패시터와 다른쪽 단자는 P+기판에 접지시킨 구조로하여 전하를 축적하거나 소거하는 동작을 할수 있다. 예를들어 NMOSFET의 구조의 캐패시터가 축적되지 않은 경우, 비트라인에 양전압, 워드라인에 양전압을 인가하면 워드라인이 게이트 단자에 양전압을 인가하여 드레인과 소스가 도통되고 비트라인이 소스단자에 양전압을 인가하여 드레인을 거쳐 캐패시터에 전하가 축적된다.The operation of the present invention is a unit cell in which a transistor and a capacitor are connected in series. The gate electrode is connected to the word line, the source terminal is connected to the bit line, and the drain terminal and the capacitor are connected in series, and the capacitor and the other terminal are connected to the P + substrate. With a grounded structure, charges can be accumulated or erased. For example, when the capacitor of the NMOSFET structure is not accumulated, if a positive voltage is applied to the bit line and a positive voltage to the word line, the word line applies a positive voltage to the gate terminal so that the drain and the source are conducted, and the bit line is the source terminal. The positive voltage is applied to the capacitor, and charge is accumulated in the capacitor through the drain.

또한, 축적된 캐패시터의 경우 워드라인에 양전압을 인가하면 게이트 단자에 연결되어 소스, 드레인 도통되고 비트라인에 양전압을 인가하면 소스단자가 드레인 단자보다 전위가 낮아서 캐패시터로부터 드레인을 거쳐 소스쪽으로 전하가 방전하여 소거된다. 따라서, 이러한 소거의 기능을 감지하여 정보를 판독할 수 있다.Also, in the case of accumulated capacitors, when a positive voltage is applied to a word line, it is connected to a gate terminal and is connected to a source and a drain. Is discharged and erased. Thus, the function of erasing can be sensed to read the information.

본 발명의 SDHT 셀은 상기의 설명과 같이 캐패시터 용량을 크게 할수 있을 뿐아니라, 자기 정렬 콘택방법을 사용하여 셀의 면적을 줄일 수 있다.The SDHT cell of the present invention can not only increase the capacitor capacity as described above, but can also reduce the area of the cell by using a self-aligned contact method.

Claims (2)

P형기판에 P-웰영역을 형성하고, 마스크 패턴을 형성하여 RIE 에칭기술에 의해 트렌치를 형성하여 이 트렌치 벽면상에 PSG 혹은 POCL3 방법의 불순물확산에 의한 트렌치 외부 전극용 확산층을 형성시키고 상부에는 금속층과 보호층을 포함하는 트렌치 캐패시터 셀에 있어서, 1차 트렌치에 의해 형성된 트렌치 벽면 상부에는 CVD 산화막층을 두껍게 형성시키고 2차 트렌치에 의해 형성된 트렌치 잔여 벽면에는 캐패시터 산화막층으로 ONO층을 형성시킨 트렌치 내부에 폴리1층을 채워 내부전극을 형성하고, 상기 내부전극 상부에 형성된 절연산화막층 상부에 폴리2층을 침착시켜 워드라인을 형성하며, 상기 P웰영역 상부에는 소스 및 드레인 영역을 포함하는 게이트 전극을 형성하여, IPOLY층에 의해 비트라인용 폴리3층 콘택영역과, 이동게이트의 드레인 및 트렌치의 전하 저장전극을 연결시킨 SDHT 구조로 이루어진 트렌치 캐패시터 셀A P-well region is formed on a P-type substrate, a mask pattern is formed, and a trench is formed by RIE etching. A trench external electrode diffusion layer is formed on the trench wall by PSG or POCL3 impurity diffusion. In a trench capacitor cell including a metal layer and a protective layer, a trench in which a CVD oxide layer is thickly formed on the trench wall formed by the primary trench and an ONO layer is formed on the remaining trench formed by the secondary trench in the trench wall formed by the secondary trench. Forming an internal electrode by filling a poly1 layer therein, forming a word line by depositing a poly2 layer on the insulating oxide layer formed on the internal electrode, and a gate including a source and a drain region on the P well region. An electrode is formed, and the IP3 layer is used to form the polyline layer contact region for the bit line, the drain and the trench of the moving gate. Trench capacitor cell with SDHT structure P형 기판에 P-웰 영역을 형성한후 마스크 패턴층을 형성하여 RIE 에칭기술로 상기 P-웰 영역 및 P형 기판에 트렌치를 형성한다음 선택적 도핑방법에 의해 트렌치 벽면에 확산층을 형성하는 트렌치 캐패시터 셀 제조방법에 있어서, 상기 P-웰 영역에 1차 트렌치를 형성하여, CVD 산화물층을 침착하는 공정과, 상기 CVD 산화물층에 질화물을 침착한후 이방성 에치로 1차 트렌치 하단의 질화물층과 CVD 산화물층을 제거한 2차 트렌치를 형성하여 2차 트렌치 벽면에 PSG 불순물을 침착하는 공정과, 상기 침착공정후 열처리하여 트렌치 측면벽에 N+확산층을 형성한후 잔여 PSG 혹은 POCL3 방법의 불순물을 제거하는 단계와, 상기 제거 공정후 1차 트렌치 벽면의 질화물층을 제거하고 상기 1차 트렌치 CVD 산화물층과 2차 트렌치 벽면위에 캐패시터 산화막층을 형성하는 공정과, 상기 형성된 트렌치 내부에 N-형 폴리1층을 채우고 트렌치 상부의 마스크 패턴층을 제거한다음 표면을 평탄화하는 공정을 거쳐 절연산화막층을 형성하는 공정과, 상기 절연산화막층 위에는 워드라인용 폴리층을 형성하고 이동게이트 폴리2층을 형성하여 이동게이트의 소스 및 드레인 N+영역을 비트라인용 폴리3층 및 트렌치의 전하 저장전극을 연결하는 자기정렬 콘택공정을 특징으로 하는 SDHT 구조로 이루어진 트렌치 캐패시터 셀 제조방법.After forming a P-well region on a P-type substrate, a mask pattern layer is formed to form trenches in the P-well region and a P-type substrate by RIE etching, and then a trench for forming a diffusion layer on the trench wall by a selective doping method. In the method of manufacturing a capacitor cell, forming a primary trench in the P-well region, depositing a CVD oxide layer, and depositing a nitride in the CVD oxide layer and the nitride layer at the bottom of the primary trench with anisotropic etch; Forming a secondary trench from which the CVD oxide layer is removed and depositing PSG impurities on the secondary trench wall surface; And removing the nitride layer of the first trench wall after the removing process and forming a capacitor oxide layer on the first trench CVD oxide layer and the second trench wall. Forming an insulating oxide layer by filling an N-type poly1 layer in the formed trench, removing a mask pattern layer on the trench, and then planarizing the surface; and forming a word line poly layer on the insulating oxide layer. And forming a mobile gate poly2 layer to fabricate a trench capacitor cell having an SDHT structure characterized by a self-aligned contact process connecting the source and drain N + regions of the mobile gate to the poly3 layer for the bit line and the charge storage electrode of the trench. Way.
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