DE10128928A1 - Halbleiterspeichervorrichtung, die keinen Floating-Body-Effekt aufweist, und dazugehöriges Herstellungsverfahren - Google Patents
Halbleiterspeichervorrichtung, die keinen Floating-Body-Effekt aufweist, und dazugehöriges HerstellungsverfahrenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Halbleiterspeichervorrichtung, bei der ein Floating-Body-Effekt eliminiert ist und welche eine verbesserte Unempfindlichkeit gegenüber externen Störeinflüssen, wie beispielsweise externem Rauschen, aufweist, sowie ein Herstellungsverfahren für diese Halbleiterspeichervorrichtung. Die Speichervorrichtung enthält ein Halbleitersubstrat. Eine Vielzahl von Bitleitungen sind in dem Halbleitersubstrat derart vergraben, daß die Oberflächen der Bitleitungen an die Oberfläche des Halbleitersubstrats angrenzen. Die Bitleitungen sind parallel zueinander angeordnet. Eine Vielzahl von Wortleitungen sind auf dem Halbleitersubstrat derart ausgebildet, daß die Wortleitungen die Bitleitungen kreuzen und von ihnen isoliert sind. Eine Vielzahl von vertikalen Zugriffstransistoren sind an einzelnen Speicherzellen, wo die Bitleitungen und die Wortleitungen sich schneiden, ausgebildet. Jeder vertikale Zugriffstransistor enthält einen Source/Drain-Bereich, einen Kanalbereich und einen zweiten Source/Drain-Bereich, welche vertikal auf einer Bitleitung ausgebildet sind. Der vertikale Zugriffstransistor kontaktiert eine Gate-Isolationsschicht, die auf einem Teil der Seitenwand einer Wortleitung ausgebildet ist. Body-Bereiche, die die Kanalbereiche der Zugriffstransistoren enthalten, sind miteinander zu einem einzigen integrierten Bereich verbunden.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleiterspeichervorrichtung
und insbesondere einen Zellenarray bzw. eine Zellenanordnung, bei welchen
Daten in einen dynamischen Halbleiterspeicher mit wahlfreiem Zugriff
(DRAM) gespeichert werden. Genauer gesagt, betrifft die vorliegende Erfin
dung eine Halbleiterspeichervorrichtung, die eine Speicherzelle mit einem ver
tikalen Transistor aufweist, und ein Herstellungsverfahren dafür.
Mit der fortschreitenden Integrationsdichte der Vorrichtungen und sin
kender Betriebsspannungen hat der Silizium-Body-Effekt, welcher der be
stimmende Faktor für die Zuverlässigkeit von Halbleiterspeichervorrichtungen
ist, an Bedeutung bei der Steuerung der Einschaltspannung (threshold voltage)
der Vorrichtungen gewonnen. Zahlreiche Verfahren zum Erhöhen der Integra
tionsdichte von Halbleiterspeichervorrichtungen sind untersucht worden. Ins
besondere Verfahren, die einen vertikalen Transistor verwenden, sind zum Ver
ringern der Fläche einer Zelleneinheit untersucht worden.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einiger Speicherzellen einer
herkömmlichen Halbleiterspeichervorrichtung, die einen vertikalen Transistor
verwendet. Fig. 2 zeigt eine Draufsicht von Fig. 1. Fig. 1 und 2 entsprechen
den Fig. 2 bzw. 3, die dem U.S.-Patent Nummer 6,072,209 beigefügt sind.
Fig. 1 und 2 zeigen zwei vergrabene Bitleitungen 202 und 204, ein Paar
von Bitleitungen 206 und 207, eine andere Wortleitung 208 und vier Speicher
zellen 112a, 112b, 112c und 112d auf einem Halbleitersubstrat 210. Jeder der
Bitleitungen 202 und 204 wird durch Isolationsgräben 220, 221 und 222 defi
niert bzw. bestimmt, die mit einem Isolationsmaterial wie Siliziumoxid 224
aufgefüllt sind. Ein vertikaler Transistor 130 ist in jeder Speicherzelle ausge
bildet.
Jeder vertikale Transistor 130, der eine Gate-Isolationsschicht 218 kon
taktiert, die an der Seitenwand einer Wortleitung 206, 207 und 208 ausgebildet
ist, enthält einen ersten Source/Drain-Bereich 212, einen Body-Bereich 214,
der einen Kanalbereich enthält, und einen zweiten Source/Drain-Bereich 216,
welche vertikal auf dem Halbleitersubstrat 210 ausgebildet sind. Der erste
Source/Drain-Bereich 212 dient als Bitleitung. Eine Speicherelektrode 132 ei
nes Kondensators ist auf dem zweiten Source/Drain-Bereich 216 ausgebildet.
Bei einem derartigen Aufbau schwebt (float) der Body-Bereich 214, der den
Kanalbereich jeder Speicherzelle enthält, vollständig und ist von den
Body-Bereichen der anderen Transistoren 130 durch die Wortleitungen 206,
207 und 208 getrennt.
Bei einem derartigen Aufbau gemäß dem Stand der Technik sind die in
den Speicherzellen gespeicherten Daten sehr empfindlich gegenüber externen
Störeinflüssen, wie externem Rauschen. Im allgemeinen wird ein MOS-Transi
stor durch einen Kanalbereich, welcher in der Nähe der Oberfläche des
Body-Bereichs ausgebildet ist, mittels einer an die Gate-Elektrode angelegten
Spannung geschaltet. Wenn der Body-Bereich des MOS-Transitors einem ex
ternen Versorgungsspannungsrauschen, was aufgrund einer Vielzahl von
Gründen auftreten kann, ausgesetzt ist, verändert sich die Ladung des
Body-Bereichs des Transistors. Im Stand der Technik schweben (flaat) die
Body-Bereiche und sind voneinander getrennt, so daß die Ladung jedes Transi
stors nicht gleichmäßig ist. Dementsprechend verändert sich die Einschaltspan
nung jedes MOS-Transistors, wenn die Ladung des Body-Bereichs jedes Transi
stors sich aufgrund von externem Rauschen verändert. Folglich können Be
triebsfehler auftreten, wodurch die Zuverlässigkeit der Speichervorrichtung
verringert ist.
Um dieses Problem zu lösen, besteht eine erste Aufgabe der vorliegenden
Erfindung darin, eine Halbleiterspeichervorrichtung zu schaffen, bei der der
Floating-Body-Effekt eliminiert ist, und welche eine verbesserte Unempfind
lichkeit gegenüber externem Rauschen aufweist, sowie ein Herstellungsverfah
ren für diese Halbleiterspeichervorrichtung zu schaffen.
Es ist eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Halbleiter
speichervorrichtung zu schaffen, bei der der Floating-Body-Effekt eliminiert
ist, und bei welcher eine Speicherzelle einen Oberflächenbereich aufweist, der
zu 4F2 minimiert ist, und ein Herstellungsverfahren für diese Halbleiterspei
chervorrichtung zu schaffen.
Um die voranstehend erwähnten Aufgaben der Erfindung zu lösen, wird
demgemäß eine Halbleiterspeichervorrichtung geschaffen, die keinen Floating-
Body-Effekt aufweist. Die Speichervorrichtung enthält ein Halbleitersubstrat.
Eine Vielzahl von Bitleitungen sind in dem Halbleitersubstrat so vergraben,
daß die Oberflächen der Bitleitungen an die Oberfläche des Halbleitersubstrats
angrenzt. Die Bitleitungen sind parallel zueinander angeordnet. Eine Vielzahl
von Wortleitungen sind auf dem Halbleitersubstrat so ausgebildet, daß die
Wortleitungen quer zu den Bitleitungen verlaufen, und sind von den Bitleitun
gen isoliert. Eine Vielzahl von vertikalen Zugriffstransistoren sind bei den ein
zelnen Speicherzellen ausgebildet, bei denen die Wortleitungen und die Bitlei
tungen sich schneiden. Jeder vertikale Zugriffstransistor enthält einen ersten
Source/Drain-Bereich, einen Kanalbereich und einen zweiten Source/Drain-Be
reich, welche vertikal auf einer Bitleitung ausgebildet sind. Der vertikale Zu
griffstransistor kontaktiert die Gate-Isolationsschicht, die auf einem Teil der
Seitenwand einer Wortleitung ausgebildet ist. Body-Bereiche, die die Kanalbe
reiche der Zugriffstransistoren enthalten, sind miteinander verbunden, um einen
einzigen integrierten Bereich auszubilden.
Vorzugsweise ist eine Halbleiterspeichervorrichtung eine Zellenanord
nung für einen dynamische Halbleiterspeicher mit wahlfreien Zugriff (DRAM),
und eine Speicherelektrode eines Kondensators ist auf dem zweiten
Source/Drain-Bereich jedes Zugriffstransistors ausgebildet. Die Body-Bereiche
der Zugriffstransistoren können durch ein einziges Abscheidungsverfahren
(Deposition) und Maskierungsverfahren (patterning) ausgebildet sein, um so
einen einzigen integrierten Body-Bereich ausbilden. Alternativ könne die
Body-Bereiche der Zugriffstransistoren voneinander durch Wortleitungen iso
liert werden, aber miteinander durch brückenartige Verbinder verbunden wer
den, so daß sie integriert sind. Eine Isolationsschicht mit der gleichen Dicke
wie die Gate-Isolationsschicht ist auf der Seitenwand jeder Wortleitung ausge
bildet. Vorzugsweise weist die Wortleitung, an welcher jeder Zugriffstransistor
ausgebildet ist, eine vierseitige Form auf, wobei, in einer Draufsicht, eine Seite
offen ist, und der Kanalbereich des Zugriffstransistors ist innerhalb der viersei
tigen Form ausgebildet.
Um bei einer ersten Ausführungsform die vorhergehend erwähnten Auf
gaben der Erfindung zu lösen, wird eine Halbleitervorrichtung geschaffen, die
ein Halbleitersubstrat enthält, auf welchem Grabenbereiche, die mit einem Iso
lationsmaterial gefüllt sind, in vorbestimmten Intervallen bzw. Abständen an
geordnet sind. Eine Vielzahl von Bitleitungen sind parallel zueinander zwi
schen den Grabenbereichen auf dem Halbleitersubstrat angeordnet. Eine Viel
zahl von Wortleitungen erstrecken sich auf den Grabenbereichen des Halblei
tersubstrats derart, daß sich die Wortleitungen die Bitleitungen kreuzen. Die
Seitenwand und die obere Oberfläche jeder Wortleitung sind durch ein Isola
tionsmaterial bedeckt. Eine Vielzahl von vertikalen Zugriffstransistoren sind an
den einzelnen Speicherzellen ausgebildet, wo die Wortleitungen und die
Bitleitungen sich schneiden. Jeder vertikale Zugriffstransistor enthält einen er
sten Source/Drain-Bereich, einen Kanalbereich und einen zweiten
Source/Drain-Bereich, welche vertikal auf einer Bitleitung ausgebildet sind.
Der vertikale Transistor kontaktiert eine Gate-Isolationsschicht, die auf einem
Teil der Seitenwand der Wortleitung ausgebildet ist. Ein gemeinsamer
Body-Bereich (joint body region) enthält Body-Bereiche, welche von den Bit
leitungen und den Wortleitungen isoliert sind. Benachbarte Body-Bereiche, die
Kanalbereiche enthalten, sind durch die Wortleitungen isoliert, werden jedoch
durch die obere Oberfläche des Isolationsmaterials auf den Wortleitungen inte
griert.
Bei einer zweiten Ausführungsform wird eine Halbleiterspeichervor
richtung mit einem Halbleitersubstrat, auf welchem Grabenbereiche, welche
mit einem Isolationsmaterial gefüllt sind, in vorbestimmten Abständen ange
ordnet sind, vorgesehen. Eine Vielzahl von Bitleitungen sind parallel zueinan
der zwischen den Grabenbereichen auf dem Halbleitersubstrat angeordnet. Eine
Vielzahl von Wortleitungen erstreckt sich auf den Grabenbereichen des Halb
leitersubstrats derart, daß die Wortleitungen die Bitleitungen kreuzen. Die Sei
tenwand jeder Wortleitung wird von einem Isolationsmaterial bedeckt. Eine
Vielzahl von vertikalen Transistoren sind an den einzelnen Speicherzellen aus
gebildet, wo die Bitleitungen und die Wortleitungen sich schneiden. Jeder ver
tikale Zugriffstransistor enthält einen ersten Source/Drain-Bereich, einen Ka
nalbereich und einen zweiten Source/Drain-Bereich, welche vertikal auf der
Bitleitung ausgebildet sind. Der vertikale Zugriffstransistor kontaktiert eine
Gate-Isolationsschicht, die auf einem Teil der Seitenwand einer Wortleitung
ausgebildet ist. Eine Vielzahl von Body-Bereichen sind von den Bitleitungen
und Wortleitungen isoliert ausgebildet und durch Wortleitungen voneinander
isoliert. Jeder Body-Bereich enthält einen Kanalbereich. Ein Verbinder ist zum
elektrischen Verbinden benachbarter bzw. angrenzender Body-Bereiche ausge
bildet.
Um bei der ersten Ausführungsform die vorhergehend genannten Aufga
ben der Erfindung zu lösen, wird ein Herstellungsverfahren für eine Halbleiter
speichervorrichtung vorgesehen. Das Verfahren enthält den Schritt eines Aus
formens von Grabenbereichen, die mit einem Isolationsmaterial angefüllt sind,
in vorbestimmten Abständen. Die Grabenbereiche sind in einem Halbleitersub
strat derart vergraben, daß sie an die Oberfläche des Halbleitersubstrats angren
zend sind. Eine Bitleitung ist zwischen den benachbarten Grabenbereichen in
dem Halbleitersubstrat ausgebildet, und die Oberfläche des Halbleitersubstrats
wird zum Freilegen der Oberfläche der Bitleitung planarisiert. Eine erste Isola
tionsschicht, eine Leitungsschicht für eine Wortleitung und eine Maskenschicht
für ein Isolationsmaterial werden sequentiell auf der gesamten Oberfläche des
planarisierten Halbleitersubstrat ausgebildet. Eine Wortleitung, die eine Mas
kenschicht aufweist, wird auf der oberen Oberfläche mit Hilfe von Photolitho
graphie ausgebildet. Eine zweite Isolationsschicht wird auf der Seitenwand der
freigelegten Wortleitung ausgebildet. Ein Teil der Oberfläche der Bitleitung,
die an die Seitenwand der Wortleitung angrenzt, wird an einem Abschnitt frei
gelegt, an welchem die Wortleitung und die Bitleitung sich schneiden. Eine er
ste Source/Drain-Bereichs-Materialschicht wird auf der freigelegten Bitleitung
ausgebildet. Eine Body-Bereichs-Materialschicht wird auf der gesamten Ober
fläche des Halbleitersubstrats einschließlich der Materialschicht des ersten
Source/Drain-Bereichs derart ausgebildet, daß die
Body-Bereichs-Materialschicht eine vorbestimmte Höhe von der Masken
schicht auf der Wortleitung aufweist. Ein Teil der
Body-Bereichs-Materialschicht wird unter Verwendung von Photolithographie
derart geätzt, daß die Body-Bereichs-Materialschicht der ersten
Source/Drain-Bereichs-Materialschicht entspricht. Eine zweite
Source/Drain-Bereichs-Materialschicht wird auf der geätzten und freigelegten
Body-Bereichs-Materialschicht ausgebildet.
Bei der zweiten Ausführungsform wird ein Verfahren zum Herstellen ei
ner Halbleiterspeichervorrichtung vorgesehen. Das Verfahren enthält den
Schritt eines Ausbildens von mit einem Isolationsmaterial aufgefüllten Gra
benbereichen in vorbestimmten Abständen. Die Grabenbereiche sind in einem
Halbleitersubstrat derart vergraben, daß sie an die Oberfläche des Halbleiter
substrats angrenzen. Eine Bitleitung wird zwischen benachbarten Grabenberei
chen in dem Halbleitersubstrat ausgebildet und die Oberfläche des Halbleiter
substrats zum Freilegen der Oberfläche der Bitleitung planarisiert. Eine erste
Isolationsschicht und eine Leitungsschicht für eine Wortleitung werden se
quentiell auf der gesamten Oberfläche des planarisierten Halbleitersubstrats
ausgebildet. Eine Wortleitung wird mit Hilfe von Photolithographie ausgebil
det. Eine zweite Isolationsschicht wird auf der freigelegten Wortleitung ausge
bildet. Ein Teil der Oberfläche der Bitleitung, der zu der Seitenwand der
Wortleitung benachbart ist, wird an einem Abschnitt freigelegt, an welchem die
Wortleitung und die Bitleitung sich schneiden. Eine erste
Source/Drain-Bereichs-Materialschicht wird auf der freigelegten Bitleitung
ausgebildet. Eine Body-Bereichs-Materialschicht wird auf der gesamten Ober
fläche des Halbleitersubstrats einschließlich der ersten
Spurce/Drain-Bereichs-Materialschicht ausgebildet, so daß die
Body-Bereichs-Materialschicht höher als die Wortleitung ist. Die
Body-Bereichs-Materialschicht wird solange poliert, bis die Oberfläche der
Wortleitung zum Planarisieren der Oberfläche des Halbleitersubstrats freigelegt
ist. Eine dritte Isolationsschicht wird auf der gesamten Oberfläche des planari
sierten Halbleitersubstrats ausgebildet. Ein Teil der dritten Isolationsschicht
wird mit Hilfe von Photolithographie derart geätzt, daß die dritte Isolations
schicht der ersten Source/Drain-Bereichs-Materialschicht entspricht. Ein Teil
der Body-Bereichs-Materialschicht wird unter Verwendung der geätzten dritten
Isolationsschicht als eine Ätzmaske geätzt. Eine zweite
Source/Drain-Bereichs-Materialschicht wird auf der freigelegten
Body-Bereichs-Materialschicht ausgebildet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung schweben (float) die Body-Bereiche
des Transistors in einer einzelnen Speicherzelle nicht, sondern sind zu einem
Bereich integriert, so daß ein in jede Speicherzelle eindringendes Rauschen bei
der Speichervorrichtung leicht eliminiert werden kann. Folglich kann die La
dung eines Body-Bereichs jedes Transistors konstant aufrechterhalten werden,
ohne von einem Rauschen beeinflußt zu sein, so daß eine Fehlfunktion des
Transistors verhindert werden kann. Außerdem wird die Gateelektrode des
vertikalen Transistors so ausgebildet, daß sie einen vierseitigen Querschnitt
aufweist, deren eine Seite offen ist, so daß es einfach ist, eine Speicherzelle mit
einer Fläche von 4F2 zu realisieren.
Die oben erwähnten Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden durch eine detaillierte Beschreibung ihrer bevorzugten Ausführungs
formen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung besser ersichtlich.
Es zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht von einigen Speicherzellen
einer herkömmlichen Halbleiterspeichervorrichtung, die ei
nen vertikalen Transistor verwendet;
Fig. 2 eine Draufsicht von Fig. 1;
Fig. 3 eine Ansicht von einem Teil einer Speicherzellenanord
nung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 bis 15 Querschnittansichten entlang der Linie A-A' in Fig. 3 zum
Erläutern eines Herstellungsverfahrens einer Halbleitervor
richtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorlie
genden Erfindung;
Fig. 16 eine Querschnittansicht entlang der Linie B-B' in Fig. 3
der Halbleiterspeichervorrichtung gemäß der ersten Aus
führungsform;
Fig. 17 eine Querschnittansicht entlang der Linie C-C' in Fig. 3
der Halbleiterspeichervorrichtung gemäß der ersten Aus
führungsform;
Fig. 18 eine Querschnittansicht entlang der Linie D-D' in Fig. 3
der Halbleiterspeichervorrichtung gemäß der ersten Aus
führungsform;
Fig. 19 bis 23 Querschnittansichten entlang der Linie A-A' in Fig. 3 zum
Erläutern eines Herstellungsverfahrens für eine Halbleiter
speichervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungs
form der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 24 eine Querschnittansicht entlang der Linie D-D' in Fig. 3
der Halbleiterspeichervorrichtung gemäß der zweiten Aus
führungsform.
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen im Detail beschrieben.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die folgenden Ausführungsformen be
schränkt und zahlreiche Variationen sind innerhalb der Idee und des Umfangs der
vorliegenden Erfindung möglich. Die Ausführungsformen der vorliegenden Er
findung sind dazu vorgesehen, die vorliegende Erfindung einem Fachmann
ausführlich zu erläutern. In der Zeichnung sind die Abbildungen von Teilen
und Bereichen aus Gründen der Übersichtlichkeit und Klarheit vergrößert und
nicht maßstabsgetreu dargestellt, und gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche
Teile oder Bereiche. Ferner ist unter "eine Schicht ist auf einer anderen Schicht
oder einem Substrat" in der Beschreibung zu verstehen, daß die Schicht entwe
der direkt auf einer anderen Schicht angeordnet sein kann oder daß dazwischen
ein Halbleitersubstrat bzw. eine Zwischenschicht vorhanden ist.
Fig. 3 zeigt eine Ansicht eines Teils einer Speicherzellenanordnung ge
mäß der vorliegenden Erfindung. Gemäß Fig. 3 ist eine Vielzahl an Bitleitun
gen 20 parallel in vorbestimmten Abständen in den vertikalen Richtungen der
Zeichenebene angeordnet. Eine Vielzahl von Wortleitungen 24a sind in vorbe
stimmten Abständen in der horizontalen Richtung der Zeichnungsebene ange
ordnet. Fig. 3 zeigt vier Speicherzellen, und jede der Speicherzellen ist eine 4F2-
Speicherzelle. In jeder Speicherzelle bezeichnen "L1" und "L2" jeweils 2F (F
bezeichnet ein Mindestmerkmal bzw. Minimalabmessung gemäß einer Ent
wurfsregel). Bei jeder Speicherzelle ist ein vertikaler Transistor an der Schnitt
stelle zwischen der Bitleitung 20 und der Wortleitung 24a ausgebildet. Bei die
ser Ausführungsform und in dieser Beschreibung ist die Form der Wortleitung
24a an der Schnittstelle in einer Draufsicht eine viereckige Form, welche auf
einer Seite offen ist. Ein vertikaler Transistor ist innerhalb dieses Vierecks aus
gebildet.
Fig. 4 bis 15 sind Querschnittansichten entlang der Linie A-A' in Fig. 3
zur Erläuterung eines Herstellungsverfahrens für eine Halbleiterspeichervor
richtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein
Grabenbereich 12 wird als Isolationsbereich auf einem Halbleitersubstrat 10
aus Silizium ausgebildet. Ein Grabenbereich 12 wird durch ein typisches Aus
bildungsverfahren als ein Stapel aus einer Oxidschicht und einer Nitridschicht
ausgebildet, wobei ein Graben durch ein selektives Ätzen des Halbleitersub
strats 10 unter Verwendung von Photolithographie ausgebildet wird und der
Graben mit einem Isolationsmaterial aufgefüllt wird. Anschließend wird eine
dünne Pufferoxidschicht (buffer oxide layer) 16, die zur Ionenimplantation
notwendig ist, auf der freigelegten Oberfläche des Halbleitersubstrats 10 zwi
schen den Grabenbereichen 12 ausgebildet. Als nächstes werden Störstellen ei
nes zu dem Leitungstyp des Halbleitersubstrats 10 unterschiedlichen Lei
tungstyps in dem Halbleitersubstrat 10 mit Hilfe eines Ionenimplantationsver
fahrens eingebracht, wodurch ein Störstellenübergangsschichtbereich (impurity
junction region) 14 eines n-Typs oder eines p-Typs, d. h. einem Leitungstyp,
der unterschiedlich zu dem Leitungstyp des Halbleitersubstrats 10 ist, ausge
bildet wird.
Gemäß Fig. 5 wird als nächstes die Pufferoxidschicht 16 entfernt. An
schließend wird eine Silicidbildung-Materialschicht 18 aus Titan oder Kobalt
auf der gesamten Oberfläche des Halbleitersubstrats 10 abgeschieden und an
schließend bei einer Temperatur von 500-850°C ausgeglüht, obgleich die Aus
glühungstemperatur von dem Silicidbildungsmaterial abhängt, wodurch eine
Silicidschicht mit einem niedrigen Widerstand ausgebildet wird, die eine Dicke
von ungefähr 500 Å aufweist, so daß die Silicidschicht das Halbleitersubstrat
10 aus Silizium kontaktiert, wie in Fig. 6 gezeigt. Diese Silicidschicht bildet
eine Bitleitung 20.
Gemäß Fig. 6 wird, nachdem die gesamte Oberfläche des Halbleitersub
strats 10 durch ein chemisch-mechanisches Polieren (CMP-Verfahren) planari
siert worden ist, eine erste Isolationsschicht 20 aus Siliziumdioxid auf der ge
samten Oberfläche des Halbleitersubstrats 10 abgeschieden. Wie in Fig. 7 und
8 gezeigt, wird anschließend eine Polysiliziumschicht 24 und eine Siliziumni
tridschicht 26 sequentiell auf der ersten Isolationsschicht 22 ausgebildet, und
dann ein Ätzmaskenmuster 28, das Wortleitungen bestimmt, ausgebildet.
Gemäß Fig. 9 wird die Siliziumnitiridschicht 26 und die Polysilizium
schicht 24 unter Verwendung des Ätzmaskenmusters 28 als eine Ätzmaske ani
sotrop geätzt, wodurch ein Muster für die Wortleitung 24a ausgebildet wird, auf
welchem die Siliziumnitiridschicht 26 zum Ausbilden von Maskenschichten
26a verbleibt. Als nächstes wird eine zweite Isolationsschicht 30 aus einer
thermischen Oxidschicht auf der Seitenwand der Wortleitung 24a durch ther
mische Oxidation ausgebildet. Hierbei wird die zweite Isolationsschicht 30
dünn auf der Seitenwand der Maskenschicht 26a ausgebildet.
Gemäß Fig. 10 wird die auf der Bitleitung 20 übriggebliebene erste Iso
lationsschicht 22 durch ein umfassendes Ätzen oder ein photolithographi
sches Verfahren entfernt, wodurch die Bitleitung 20 freigelegt wird. Hierbei
kann abhängig von dem Ätzverfahren ein erstes Isolationsschichtmuster 22a
auf dem Grabenbereich 12 außerhalb der Wortleitung 24a übrig bleiben oder
entfernt werden.
Gemäß Fig. 11 wird ein erster Source/Drain-Bereich 32, der z. B. aus
Polysilizium besteht, selektiv nur auf der freigelegten Bitleitung 20 ausgebil
det. Als nächstes wird eine Polysiliziumschicht 34 auf der gesamten Oberfläche
des Halbleitersubstrats 10 ausgebildet. Hierbei wird der erste Source/Drain-Be
reich 32 so ausgebildet, daß er eine Höhe aufweist, die ausreicht, daß der erste
Source/Drain-Bereich 32 zumindest ein Teil der Wortleitung 24a überlappt
bzw. abdeckt und einen Transistor ausbildet. Gemäß Fig. 12 wird die Oberflä
che der Polysiliziumschicht 34 durch ein Rückätzen oder durch ein CMP-Ver
fahren so planarisiert, daß die Polysiliziumschicht 34 eine vorbestimmte Dicke
von der Oberfläche der Maskenschicht 26a auf der Wortschicht 24a aufweist,
z. B. eine Dicke von ungefähr 500-1000 Å. Als nächstes wird ein Ätzmasken
muster 36 als Photolack ausgebildet. Wie der Draufsicht der Fig. 3 entnommen
werden kann, wird das Ätzmaskenmuster 36 ausgebildet, um den vertikalen
Transistor jeder Speicherzelle zu definieren.
Gemäß Fig. 13 wird die Polysiliziumschicht 34 bis zu einer vorbestimm
ten Tiefe unter Verwendung des Ätzmaskenmusters 36 als eine Ätzmaske ge
ätzt, wodurch ein Polysiliziumschichtmuster 34a ausgebildet wird. Hierbei
wird ein Abschnitt, an dem ein vertikaler Transistor ausgebildet werden wird,
so geätzt, daß der Abschnitt niedriger ist als die obere Oberfläche der Wortlei
tung 24a. Anschließend wird das Ätzmaskenmuster 36 durch ein herkömmli
ches Verfahren entfernt. Das Polysiliziumschichtmuster 34a, das auf dem er
sten Source/Drain-Bereich 32 übrig bleibt, bildet einen Body-Bereich, der ei
nen Kanalbereich des vertikalen Transistors enthält. Das Polysiliziumschicht
muster 34a wird ein einziger integrierter Body-Bereich, der über das Halblei
tersubstrat 10 verbunden ist. Fig. 16 zeigt eine Querschnittansicht entlang der
Linie B-B' in Fig. 3 von der Halbleiterspeichervorrichtung gemäß einer ersten
Ausführungsform. Fig. 17 zeigt eine Querschnittansicht entlang der Linie C-C'
in Fig. 3. Fig. 18 zeigt eine Querschnittansicht entlang der Linie D-D' in Fig. 3.
Fig. 16 bis 18 zeigen deutlich, daß der Body-Bereich einschließlich des Kanal
bereichs jedes Vertikaltransistors sich über das Halbleitersubstrat 10 hinaus er
streckt, wodurch ein einziger integrierten Body-Bereich ausgebildet wird.
Gemäß Fig. 14 wird ein zweiter Source/Drain-Bereich 38a und eine Spei
cherelektrode 38 für einen Kondensator auf dem Polysiliziumschichtmuster
34a, welches in Fig. 13 zum Ausbilden eines Vertikaltransistors durch ein typi
sches Abscheidungs- und Photolithographieverfahren geätzt worden ist, selek
tiv ausgebildet. Der zweite Source/Drain-Bereich 38a kann auf einer Sili
cidschicht ausgebildet sein und die Speicherelektrode 38 kann aus Polysilizium
ausgebildet sein. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausfüh
rungsform beschränkt. Der zweite Source/Drain-Bereich 38a und die Spei
cherelektrode 38 können aus der gleichen Materialschicht oder unterschiedli
chen Materialschichten ausgebildet sein und können in einem einzigen Verfah
ren oder in getrennten Verfahren ausgebildet sein. Als nächstes wird eine di
elektrische Schicht 40 des Kondensators auf der gesamten Oberfläche des
Halbleitersubstrats 10 ausgebildet, auf welchem die Speicherelektrode 38 aus
gebildet wird. Wie in Fig. 15 gezeigt, wird dann eine Plattenelektrodenschicht
42 des Kondensators ausgebildet. Anschließend werden typische Speicherzel
lenseparations- und Passivierungsverfahren durchgeführt, um die Herstellung
einer Halbleiterspeichervorrichtung zu vervollständigen.
Fig. 19 bis 23 sind Querschnittansichten entlang der Linie A-A' in Fig. 3
zur Erläuterung eines Herstellungsverfahrens für eine Halbleiterspeichervor
richtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 24 ist eine Querschnittansicht entlang der Linie D-D' in Fig. 3 von der
Halbleiterspeichervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform. Die
zweite Ausführungsform, bei welcher Body-Bereiche der Speicherzellen des
dynamischen Speichers mit wahlfreiem Zugriff (d. h. DRAM-Speicherzellen),
die durch Wortleitungen isoliert sind, miteinander durch brückenförmige Ver
binder 38d so verbunden werden, daß sie zu einem Bereich integriert sind, ent
hält die gleichen Schritte wie in Fig. 4 bis 7, die bei der ersten Ausführungs
form beschrieben worden sind. Somit wird eine Beschreibung dieser Schritte
weggelassen.
Gemäß Fig. 19 wird ein Ätzmaskenmuster 28 aus Photolack auf der Po
lysiliziumschicht 24 in Fig. 7 zum Definieren einer Wortleitung ausgebildet.
Gemäß Fig. 20 wird die Polysiliziumschicht 24 unter Verwendung des
Ätzmaskenmusters 28 als eine Ätzmaske anisotrop geätzt, wodurch ein Muster
für eine Wortleitung 24b ausgebildet wird. Als nächstes wird das Ätzmasken
muster 28 entfernt und eine thermische Oxidation durchgeführt, wodurch eine
zweite Isolationsschicht 30b aus einer thermischen Oxidationsschicht auf der
Seitenwand und der oberen Oberfläche des Wortleitungsmusters 24b ausgebil
det wird. Anschließend wird die erste Isolationsschicht 22 geätzt und durch ein
umfassendes Ätzen oder Photolithographie von der Bitleitung 20 entfernt,
wodurch die Bitleitung 20 freigelegt wird. Wie bei der ersten Ausführungsform
wird hierbei ein erstes Isolationsschichtmuster 22b abhängig von den Ätzver
fahren übrig bleiben oder von dem Grabenbereich 12 außerhalb der Wortlei
tung 24b entfernt.
Gemäß Fig. 21 wird ein erster Source/Drain-Bereich 32b aus Polysili
zium oder einer Silicidschicht selektiv nur auch der freigelegten Bitleitung 20
ausgebildet. Als nächstes wird eine Polysiliziumschicht 34 auch der gesamten
Oberfläche des Halbleitersubstrats 10 dick ausgebildet. Wie zuvor beschrieben,
wird hierbei ein erster Source/Drain-Bereich 32b so ausgebildet, daß seine
Höhe für den ersten Source/Drain-Bereich 32b ausreicht, um mit zumindest ei
nem Teil der Wortleitung 24b zum Bilden eines Transistors zu überlappen bzw.
abzudecken. Anschließend wird die Polysiliziumschicht 34 durch ein Rück
ätzen oder durch ein CMP-Verfahren geätzt, bis die Oberfläche der Wortleitung
24b freigelegt ist, und dann die Oberfläche des Halbleitersubstrats 10 planari
siert. Hierbei werden benachbarte Polysiliziumschichten 34 durch die Wortlei
tung 24b voneinander isoliert. Als nächstes wird ein Muster einer dritten Isola
tionsschicht 36b auf einer Oxidschicht oder einer Nitiridschicht ausgebildet,
welche eine Ätzselektivität im Bezug auf die Polysiliziumschicht 34 und die
zweite Isolationsschicht 30b aufweist. Wie aus der Draufsicht in Fig. 3 abge
leitet werden kann, wird das Muster einer dritten Isolationsschicht 36b ausge
bildet, um den vertikalen Transistor jeder Speicherzelle zu definieren. Wie in
Fig. 3 und 24 gezeigt, wird zusätzlich, da benachbarte Polysiliziumschichten 34
durch die Wortleitung 24b voneinander isoliert sind, ein Muster einer Kon
taktöffnung 38c in Fig. 24 zusammen mit dem Muster der dritten Isolations
schicht 36b ausgebildet, um die Polysiliziumschichten 34 in den anschließen
den Schritten zu verbinden. Es wird bevorzugt, daß zumindest ein Muster der
Kontaktöffnung 38b in jeder Polysiliziumschicht 34 quer über die Streifenflä
che zwischen den Bitleitungen 20 ausgebildet wird.
Gemäß Fig. 22 wird die Polysiliziumschicht 34 bis zu einer vorbestimm
ten Tiefe unter Verwendung des Musters der dritten Isolationsschicht 36b als
eine Ätzmaske naß oder trocken geätzt, wodurch ein Polysiliziumschichtmuster
34b ausgebildet wird. Hierbei wird ein Abschnitt, an dem ein vertikaler Transi
stor ausbildet wird, tiefer als die Wortleitung 24b geätzt. Obwohl die Polysili
ziumschicht 34 unterhalb des Musters der Kontaktöffnung 38c (wie in Fig. 24
gezeigt), die quer zu der Streifenfläche ausgebildet ist, auch geätzt wird, macht
dies nichts bzw. bleibt das ohne Einfluß. Anschließend wird ein zweiter
Source/Drain-Bereich 38b und eine Steuerelektrode 38 eines Kondensators auf
dem Polysiliziumschichtmuster 34 selektiv ausgebildet, auf welchem ein verti
kaler Transistor durch ein typisches Abscheidungs- und Photolithographie-Ver
fahren ausgebildet wird. Der zweite Source/Drain-Bereich 38b kann aus einer
Silicidschicht ausgebildet sein, und die Speicherelektrode 38 kann aus Polysili
zium ausgebildet sein. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese
Ausführungsform beschränkt. Der zweite Source/Drain-Bereich 38b und die
Steuerelektrode 38 können aus der gleichen Art von Materialschicht oder einer
unterschiedlichen Art von Materialschicht ausgebildet sein und können in ei
nem einzigen Verfahren oder in einem getrennten Verfahren ausgebildet sein.
Wie in Fig. 24 gezeigt, wird hierbei das gleiche Verfahren, das auf den zweiten
Source/Drain-Bereich 38b ausgeführt worden ist, auf dem Muster der Kon
taktöffnung 38c ausgeführt, welches die isolierten Polysiliziumschichten 34b
miteinander in Form einer Brücke verbindet. Mit anderen Worten, die gleiche
Materialschicht ist auf dem zweiten Source/Drain-Bereich 38b und dem Kon
taktöffnungsmuster 38c abgeschieden und durch Photolithographie geätzt, wo
durch die Speicherelektrode 38 eines Kondensators auf dem zweiten
Source/Drain-Bereich 38b und Verbinder 38d auf den Kontaktöffnungsmuster
38c zum Verbinden der isolierten Polysiliziumschichten 34b ausgebildet wer
den.
Gemäß Fig. 23 wiederum wird auf der gesamten Oberfläche des Halblei
tersubtrats 10, auf welcher die Speicherelektrode 38 ausgebildet wird, eine
dielektrische Schicht 40 des Kondensators ausgebildet. Dann wird eine Plat
tenelektrodenschicht 42 des Kondensators ausgebildet. Anschließend werden
typische Speicherzellenseparations- und Passivierungsverfahren durchgeführt,
wodurch die Herstellung einer Halbleiterspeichervorrichtung vervollständigt
wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung schweben (float) Body-Bereiche des
Transistors in einzelnen Speicherzellen nicht, sondern sind zu einem
Body-Bereich integriert, so daß ein Rauschen, das in jeder Speicherzelle einer
Speichervorrichtung eindringt, ohne weiteres eliminiert werden kann. Folglich
kann die Ladung eines Body-Bereichs jedes Transistors konstant aufrecht er
halten werden, ohne durch Rauschen beeinflußt zu sein, so daß eine Fehlfunk
tion des Transistors verhindert werden kann. Außerdem ist die Gateelektrode
eines vertikalen Transistors in einer vierseitigen Form ausgebildet, bei welcher
eine Seite offen ist, so daß ohne weiteres eine Speicherzelle mit einer idealen
Fläche von der 4F2 realisiert werden kann.
Claims (29)
1. Halbleiterspeichervorrichtung, die keinen Floating-Body-Effekt aufweist, umfas
send:
ein Halbleitersubstrat;
eine Vielzahl von Bitleitungen, die in dem Halbleitersubstrat derart vergraben sind, daß die Oberfläche der Bitleitungen zu der Oberfläche des Halbleitersub strats benachbart ist, wobei die Bitleitungen parallel zueinander angeordnet sind;
eine Vielzahl von Wortleitungen, die auf dem Halbleitersubstrat ausgebildet so sind, daß die Wortleitungen quer zu den Bitleitungen verlaufen und von ihnen isoliert sind; und
eine Vielzahl von vertikalen Zugriffstransistoren, die an den einzelnen Speicher zellen dort ausgebildet sind, wo die Bitleitungen und die Wortleitungen sich schneiden, wobei jeder vertikale Zugriffstransistor einen ersten Source/Drain-Bereich, einen Kanalbereich und einen zweiten Source/Drain-Bereich aufweist, welche vertikal auf einer Bitleitung ausgebildet sind, wobei der vertikale Zugriffstransistor eine Gate-Isolationsschicht kontak tiert, die auf einem Teil der Seitenwand einer Wortleitung ausgebildet ist, und wobei Body-Bereiche, die die Kanalbereiche der Zugriffstransistoren enthalten, miteinander zu einem einzigen integrierten Bereich verbunden sind.
ein Halbleitersubstrat;
eine Vielzahl von Bitleitungen, die in dem Halbleitersubstrat derart vergraben sind, daß die Oberfläche der Bitleitungen zu der Oberfläche des Halbleitersub strats benachbart ist, wobei die Bitleitungen parallel zueinander angeordnet sind;
eine Vielzahl von Wortleitungen, die auf dem Halbleitersubstrat ausgebildet so sind, daß die Wortleitungen quer zu den Bitleitungen verlaufen und von ihnen isoliert sind; und
eine Vielzahl von vertikalen Zugriffstransistoren, die an den einzelnen Speicher zellen dort ausgebildet sind, wo die Bitleitungen und die Wortleitungen sich schneiden, wobei jeder vertikale Zugriffstransistor einen ersten Source/Drain-Bereich, einen Kanalbereich und einen zweiten Source/Drain-Bereich aufweist, welche vertikal auf einer Bitleitung ausgebildet sind, wobei der vertikale Zugriffstransistor eine Gate-Isolationsschicht kontak tiert, die auf einem Teil der Seitenwand einer Wortleitung ausgebildet ist, und wobei Body-Bereiche, die die Kanalbereiche der Zugriffstransistoren enthalten, miteinander zu einem einzigen integrierten Bereich verbunden sind.
2. Halbleiterspeichervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Halbleiterspeicher
vorrichtung eine Zellenanordnung für einen dynamischen Speicher mit wahl
freiem Zugriff (DRAM) ist.
3. Halbleiterspeichervorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Steuerelektrode ei
nes Kondensators auf dem zweiten Source/Drain-Bereich jedes Zugriffstransi
stors ausgebildet ist.
4. Halbleiterspeichervorrichtung nach Anspruch 3, wobei der zweite
Source/Drain-Bereich jedes Zugriffstransistors und die Speicherelektrode des
Kondensators aus dem gleichen Material ausgebildet sind.
5. Halbleiterspeichervorrichtung nach Anspruch 3, wobei der zweite
Source/Drain-Bereich jedes Zugriffstransistors und die Steuerelektrode des Kon
densators aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet sind.
6. Halbleiterspeichervorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Vielzahl von Gra
benbereichen, die mit einem Isolationsmaterial aufgefüllt sind, in dem Halblei
tersubstrat ausgebildet sind, und die Vielzahl von Bitleitungen zwischen den
Grabenbereichen ausgebildet sind.
7. Halbleiterspeichervorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Bitleitungen aus ei
nem Silizidmaterial ausgebildet sind.
8. Halbleiterspeichervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Body-Bereiche der
Zugriffstransistoren durch ein einziges Abscheidungsverfahren und ein Maskie
rungsverfahren ausgebildet sind, wodurch ein einziger integrierter Body ausge
bildet wird.
9. Halbleiterspeichervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Body-Bereiche der
Zugriffstransistoren durch Wortleitungen voneinander isoliert sind, aber durch
brückenartige Verbinder so miteinander verbunden sind, daß sie integriert sind.
10. Halbleiterspeichervorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Isolationsschicht,
die die gleichen Eigenschaften wie die Gate-Isolationsschicht aufweist, auf der
Seitenwand jeder Wortleitung ausgebildet ist.
11. Halbleiterspeichervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Wortleitung, an wel
cher jeder Zugriffstransistor ausgebildet ist, eine vierseitige Form aufweist, bei
der in einer Draufsicht eine Seite offen ist, und der Kanalbereich des Zu
griffstransistors innerhalb der vierseitigen Form ausgebildet ist.
12. Halbleiterspeichervorrichtung, die keinen Floating-Body-Effekt aufweist, umfas
send:
ein Halbleitersubstrat, auf welchem Grabenbereiche, die mit einem Isolations material aufgefüllt sind, in vorbestimmten Abständen angeordnet sind;
eine Vielzahl von Bitleitungen, die parallel zueinander zwischen den Grabenbe reichen auf dem Halbleitersubstrat angeordnet sind;
eine Vielzahl von Wortleitungen, die sich auf den Grabenbereichen des Halblei tersubstrats so erstrecken, daß die Wortleitungen die Bitleitungen kreuzen, wobei die Seitenwand und die obere Oberfläche jeder Wortleitung mit einem Isola tionsmaterial bedeckt ist;
eine Vielzahl von vertikalen Zugriffstransistoren, die an den einzelnen Speicher zellen dort ausgebildet sind, wo die Bitleitungen und die Wortleitungen sich schneiden, wobei jeder vertikale Zugriffstransistor einen ersten Source/Drain-Bereich, einen Kanalbereich und einen zweiten Source/Drain-Bereich aufweist, welche vertikal auf einer Bitleitung ausgebildet sind, und wobei der vertikale Zugriffstransistor eine Gate-Isolationsschicht, die auf einem Teil der Seitenwand einer Wortleitung ausgebildet ist, kontaktiert; und
ein gemeinsamer Body-Bereich, der Body-Bereiche enthält, welche von den Bitleitungen und den Wortleitungen isoliert sind, wobei benachbarte Body-Bereiche, die die Kanalbereiche enthalten, durch die Wortleitungen isoliert sind, aber über die obere Oberfläche des Isolationsmaterial auf den Wortleitun gen integriert sind.
ein Halbleitersubstrat, auf welchem Grabenbereiche, die mit einem Isolations material aufgefüllt sind, in vorbestimmten Abständen angeordnet sind;
eine Vielzahl von Bitleitungen, die parallel zueinander zwischen den Grabenbe reichen auf dem Halbleitersubstrat angeordnet sind;
eine Vielzahl von Wortleitungen, die sich auf den Grabenbereichen des Halblei tersubstrats so erstrecken, daß die Wortleitungen die Bitleitungen kreuzen, wobei die Seitenwand und die obere Oberfläche jeder Wortleitung mit einem Isola tionsmaterial bedeckt ist;
eine Vielzahl von vertikalen Zugriffstransistoren, die an den einzelnen Speicher zellen dort ausgebildet sind, wo die Bitleitungen und die Wortleitungen sich schneiden, wobei jeder vertikale Zugriffstransistor einen ersten Source/Drain-Bereich, einen Kanalbereich und einen zweiten Source/Drain-Bereich aufweist, welche vertikal auf einer Bitleitung ausgebildet sind, und wobei der vertikale Zugriffstransistor eine Gate-Isolationsschicht, die auf einem Teil der Seitenwand einer Wortleitung ausgebildet ist, kontaktiert; und
ein gemeinsamer Body-Bereich, der Body-Bereiche enthält, welche von den Bitleitungen und den Wortleitungen isoliert sind, wobei benachbarte Body-Bereiche, die die Kanalbereiche enthalten, durch die Wortleitungen isoliert sind, aber über die obere Oberfläche des Isolationsmaterial auf den Wortleitun gen integriert sind.
13. Halbleiterspeichervorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Speicherelektrode
eines Kondensators auf dem zweiten Source/Drain-Bereich jedes Zugriffstransi
stors ausgebildet ist.
14. Halbleiterspeichervorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Bitleitungen auf
einem Silizidmaterial ausgebildet sind.
15. Halbleiterspeichervorrichtung nach Anspruch 12, wobei eine thermische Oxid
schicht auf der Seitenwand jeder Wortleitung ausgebildet ist, und eine Silizium
nitridschicht auf der oberen Oberfläche jeder Wortleitung ausgebildet ist.
16. Halbleiterspeichervorrichtung, die keinen Floating-Body-Effekt aufweist, umfas
send:
ein Halbleitersubstrat, auf welchem Grabenbereiche, die mit einem Isolations material aufgefüllt sind, in vorbestimmten Abständen angeordnet sind;
eine Vielzahl von Bitleitungen, die parallel zueinander zwischen den Grabenbe reichen auf dem Halbleitersubstrat angeordnet sind;
eine Vielzahl von Wortleitungen, die sich auf den Grabenbereichen des Halblei tersubstrats so erstrecken, daß die Wortleitungen die Bitleitungen kreuzen, wobei die Seitenwand jeder Wortleitung mit einem Isolationsmaterial bedeckt ist;
eine Vielzahl von vertikalen Zugriffstransistoren, die an einzelnen Speicherzel len dort ausgebildet sind, wo die Bitleitungen und die Wortleitungen sich schneiden, wobei jeder vertikale Zugriffstransistor einen ersten Source/Drain-Bereich, einen Kanalbereich und einen zweiten Source/Drain-Bereich umfaßt, die vertikal auf einer Bitleitung ausgebildet sind, und wobei der vertikale Zugriffstransistor eine Gate-Isolationsschicht, die auf ei nem Teil der Seitenwand einer Wortleitung ausgebildet ist, kontaktiert;
eine Vielzahl von Body-Bereichen, welche von den Bitleitungen und den Wort leitungen isoliert sind, wobei jeder Body-Bereich den Kanalbereich enthält; und
ein Verbinder zum elektrischen Verbinden benachbarter Body-Bereiche.
ein Halbleitersubstrat, auf welchem Grabenbereiche, die mit einem Isolations material aufgefüllt sind, in vorbestimmten Abständen angeordnet sind;
eine Vielzahl von Bitleitungen, die parallel zueinander zwischen den Grabenbe reichen auf dem Halbleitersubstrat angeordnet sind;
eine Vielzahl von Wortleitungen, die sich auf den Grabenbereichen des Halblei tersubstrats so erstrecken, daß die Wortleitungen die Bitleitungen kreuzen, wobei die Seitenwand jeder Wortleitung mit einem Isolationsmaterial bedeckt ist;
eine Vielzahl von vertikalen Zugriffstransistoren, die an einzelnen Speicherzel len dort ausgebildet sind, wo die Bitleitungen und die Wortleitungen sich schneiden, wobei jeder vertikale Zugriffstransistor einen ersten Source/Drain-Bereich, einen Kanalbereich und einen zweiten Source/Drain-Bereich umfaßt, die vertikal auf einer Bitleitung ausgebildet sind, und wobei der vertikale Zugriffstransistor eine Gate-Isolationsschicht, die auf ei nem Teil der Seitenwand einer Wortleitung ausgebildet ist, kontaktiert;
eine Vielzahl von Body-Bereichen, welche von den Bitleitungen und den Wort leitungen isoliert sind, wobei jeder Body-Bereich den Kanalbereich enthält; und
ein Verbinder zum elektrischen Verbinden benachbarter Body-Bereiche.
17. Halbleiterspeichervorrichtung nach Anspruch 16, wobei eine Speicherelektrode
eines Kondensators auf dem zweiten Source/Drain-Bereich jedes Zugriffstransi
stors ausgebildet ist.
18. Halbleiterspeichervorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Bitleitungen aus
einem Silizidmaterial ausgebildet sind.
19. Halbleiterspeichervorrichtung nach Anspruch 16, wobei eine Isolationsschicht,
welche die gleiche Isolationsschicht wie die ist, die den zweiten
Source/Drain-Bereich jedes Zugriffstransistors definiert, auf der oberen Oberflä
che jeder Wortleitung ausgebildet ist.
20. Herstellungsverfahren für eine Halbleiterspeichervorrichtung, die keinen Floa
ting-Body-Effekt aufweist, das die folgenden Schritte umfaßt:
Ausbilden von Grabenbereichen, die mit einem Isolationsmaterial aufgefüllt sind, in vorbestimmten Abständen, wobei die Grabenbereiche in einem Halblei tersubstrat derart vergraben sind, daß sie zu der Oberfläche des Halbleitersub strats benachbart sind;
Ausbilden einer Bitleitung zwischen benachbarten Grabenbereichen in dem Halbleitersubstrat und Planarisieren der Oberfläche des Halbleitersubstrats, um die Oberfläche der Bitleitung freizulegen;
sequentielles Ausbilden einer ersten Isolationsschicht, einer Leitungsschicht für eine Wortleitung und einer Maskenschicht aus einem Isolationsmaterial auf der gesamten Oberfläche des planarisierten Halbleitersubstrats;
Ausbilden einer Wortleitung, die die Maskenschicht aufweist, auf der oberen Oberfläche durch Ausführen von Photolithographie;
Ausbilden einer zweiten Isolationsschicht auf der Seitenwand der freigelegten Wortleitung;
Freilegen eines Teils der Oberfläche der Bitleitung, die zu der Seitenwand der Wortleitung benachbart ist, an einem Abschnitt, an dem die Wortleitung und die Bitleitung sich schneiden;
Ausbilden einer ersten Source/Drain-Bereich-Materialschicht auf der freigeleg ten Bitleitung;
Ausbilden einer Body-Bereich-Materialschicht auf der gesamten Oberfläche des Halbleitersubstrats einschließlich der ersten Source/Drain-Bereich-Material schicht derart, daß die Body-Bereich-Materialschicht eine vorbestimmte Höhe von der Maskenschicht auf der Wortleitung aufweist;
Ätzen eines Teils der Body-Bereich-Materialschicht unter Verwendung von Photolithographie, so daß die Body-Bereich-Materialschicht der ersten Source/Drain-Bereich-Materialschicht entspricht; und
Ausbilden einer zweiten Source/Drain-Bereich-Materialschicht auf der geätzten und freigelegten Body-Bereich-Materialschicht.
Ausbilden von Grabenbereichen, die mit einem Isolationsmaterial aufgefüllt sind, in vorbestimmten Abständen, wobei die Grabenbereiche in einem Halblei tersubstrat derart vergraben sind, daß sie zu der Oberfläche des Halbleitersub strats benachbart sind;
Ausbilden einer Bitleitung zwischen benachbarten Grabenbereichen in dem Halbleitersubstrat und Planarisieren der Oberfläche des Halbleitersubstrats, um die Oberfläche der Bitleitung freizulegen;
sequentielles Ausbilden einer ersten Isolationsschicht, einer Leitungsschicht für eine Wortleitung und einer Maskenschicht aus einem Isolationsmaterial auf der gesamten Oberfläche des planarisierten Halbleitersubstrats;
Ausbilden einer Wortleitung, die die Maskenschicht aufweist, auf der oberen Oberfläche durch Ausführen von Photolithographie;
Ausbilden einer zweiten Isolationsschicht auf der Seitenwand der freigelegten Wortleitung;
Freilegen eines Teils der Oberfläche der Bitleitung, die zu der Seitenwand der Wortleitung benachbart ist, an einem Abschnitt, an dem die Wortleitung und die Bitleitung sich schneiden;
Ausbilden einer ersten Source/Drain-Bereich-Materialschicht auf der freigeleg ten Bitleitung;
Ausbilden einer Body-Bereich-Materialschicht auf der gesamten Oberfläche des Halbleitersubstrats einschließlich der ersten Source/Drain-Bereich-Material schicht derart, daß die Body-Bereich-Materialschicht eine vorbestimmte Höhe von der Maskenschicht auf der Wortleitung aufweist;
Ätzen eines Teils der Body-Bereich-Materialschicht unter Verwendung von Photolithographie, so daß die Body-Bereich-Materialschicht der ersten Source/Drain-Bereich-Materialschicht entspricht; und
Ausbilden einer zweiten Source/Drain-Bereich-Materialschicht auf der geätzten und freigelegten Body-Bereich-Materialschicht.
21. Verfahren nach Anspruch 20, das weiterhin den Schritt eines Ausbildens einer
Speicherelektroden-Materialschicht für einen Kondensator auf der zweiten
Source/Drain-Bereich-Materialschicht aufweist.
22. Verfahren nach Anspruch 20, wobei die zweite Isolationsschicht, die auf der
Seitenwand der Wortleitung ausgebildet ist, eine thermische Oxidschicht ist, und
die Maskenschicht, die auf der oberen Oberfläche der Wortleitung ausgebildet
ist, eine Siliziumnitridschicht ist.
23. Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Wortleitung an einem Abschnitt, an dem
die Wortleitung und die Bitleitung sich schneiden, eine vierseitige Form auf
weist, welche in einer Draufsicht an einer Seite offen ist, und wobei erste und
zweite Source/Drain-Bereich-Materialschichten innerhalb der vierseitigen Form
ausgebildet werden.
24. Herstellungsverfahren für eine Halbleiterspeichervorrichtung, die keinen Floa
ting-Body-Effekt aufweist, das die folgenden Schritte umfaßt:
Ausbilden von Grabenbereichen, die mit einem Isolationsmaterial aufgefüllt sind, in vorbestimmten Abständen, wobei die Grabenbereiche in einem Halblei tersubstrat derart vergraben sind, daß sie zu der Oberfläche des Halbleitersub strats benachbart sind;
Ausbilden einer Bitleitung zwischen benachbarten Grabenbereichen in dem Halbleitersubstrat und Planarisieren der Oberfläche des Halbleitersubstrats, um die Oberfläche der Bitleitung freizulegen;
sequentielles Ausbilden einer ersten Isolationsschicht und einer Leitungsschicht für eine Wortleitung auf der gesamten Oberfläche des planarisierten Halbleiter substrats;
Ausbilden einer Wortleitung durch Ausführen von Photolithographie;
Ausbilden einer zweiten Isolationsschicht auf der freigelegten Wortleitung;
Freilegen eines Teils der Oberfläche der Bitleitung, die zu der Seitenwand der Wortleitung benachbart ist, an einem Abschnitt, an dem die Wortleitung und die Bitleitung sich schneiden;
Ausbilden einer ersten Source/Drain-Bereich-Materialschicht auf der freigeleg ten Bitleitung;
Ausbilden einer Body-Bereich-Materialschicht auf der gesamten Oberfläche des Halbleitersubstrats einschließlich der ersten Source/Drain-Bereich-Material schicht derart, daß die Body-Bereich-Materialschicht höher als die Wortleitung ist;
Polieren der Body-Bereich-Materialschicht, bis die Oberfläche der Wortleitung zum Planarisieren der Oberfläche des Halbleitersubstrats freigelegt ist;
Ausbilden einer dritten Isolationsschicht auf der gesamten Oberfläche des plana risierten Halbleitersubstrats;
Ätzen eines Teils der dritten Isolationsschicht durch Ausführen von Photolitho graphie, so daß die dritte Isolationsschicht mit der ersten Source/Drain-Bereich-Materialschicht übereinstimmt;
Ätzen eines Teils der Body-Bereich-Materialschicht unter Verwendung der ge ätzten dritten Isolationsschicht als eine Ätzmaske, und
Ausbilden einer zweiten Source/Drain-Bereich-Materialschicht auf der freige legten Body-Bereich-Materialschicht.
Ausbilden von Grabenbereichen, die mit einem Isolationsmaterial aufgefüllt sind, in vorbestimmten Abständen, wobei die Grabenbereiche in einem Halblei tersubstrat derart vergraben sind, daß sie zu der Oberfläche des Halbleitersub strats benachbart sind;
Ausbilden einer Bitleitung zwischen benachbarten Grabenbereichen in dem Halbleitersubstrat und Planarisieren der Oberfläche des Halbleitersubstrats, um die Oberfläche der Bitleitung freizulegen;
sequentielles Ausbilden einer ersten Isolationsschicht und einer Leitungsschicht für eine Wortleitung auf der gesamten Oberfläche des planarisierten Halbleiter substrats;
Ausbilden einer Wortleitung durch Ausführen von Photolithographie;
Ausbilden einer zweiten Isolationsschicht auf der freigelegten Wortleitung;
Freilegen eines Teils der Oberfläche der Bitleitung, die zu der Seitenwand der Wortleitung benachbart ist, an einem Abschnitt, an dem die Wortleitung und die Bitleitung sich schneiden;
Ausbilden einer ersten Source/Drain-Bereich-Materialschicht auf der freigeleg ten Bitleitung;
Ausbilden einer Body-Bereich-Materialschicht auf der gesamten Oberfläche des Halbleitersubstrats einschließlich der ersten Source/Drain-Bereich-Material schicht derart, daß die Body-Bereich-Materialschicht höher als die Wortleitung ist;
Polieren der Body-Bereich-Materialschicht, bis die Oberfläche der Wortleitung zum Planarisieren der Oberfläche des Halbleitersubstrats freigelegt ist;
Ausbilden einer dritten Isolationsschicht auf der gesamten Oberfläche des plana risierten Halbleitersubstrats;
Ätzen eines Teils der dritten Isolationsschicht durch Ausführen von Photolitho graphie, so daß die dritte Isolationsschicht mit der ersten Source/Drain-Bereich-Materialschicht übereinstimmt;
Ätzen eines Teils der Body-Bereich-Materialschicht unter Verwendung der ge ätzten dritten Isolationsschicht als eine Ätzmaske, und
Ausbilden einer zweiten Source/Drain-Bereich-Materialschicht auf der freige legten Body-Bereich-Materialschicht.
25. Verfahren nach Anspruch 24, wobei bei dem Schritt des Ätzens eines Teils der
dritten Isolationsschicht gleichzeitig eine Kontaktöffnung, die jede durch die
Wortleitung voneinander isolierte Body-Bereich-Materialschicht freilegt, ausge
bildet wird.
26. Verfahren nach Anspruch 25, wobei bei dem Schritt des Ausbildens der zweiten
Source/Drain-Bereich-Materialschicht in der Kontaktöffnung, die jede
Body-Bereich-Materialschicht freilegt, die gleiche Materialschicht wie die
zweite Source/Drain-Bereich-Materialschicht ausgebildet wird.
27. Verfahren nach Anspruch 26, wobei bei dem Schritt des Ausbildens der zweiten
Source/Drain-Bereich-Materialschicht gleichzeitig ein Verbinder zum Verbinden
der durch die Wortleitung isolierten Body-Bereich-Materialschichten unter Ver
wendung der Kontaktöffnung ausgebildet wird.
28. Verfahren nach Anspruch 24, das weiterhin den Schritt des Ausbildens einer
Speicherelektroden-Materialschicht für einen Kondensator auf der zweiten
Source/Drain-Bereich-Materialschicht aufweist.
29. Verfahren nach Anspruch 24, wobei die Wortleitung an einem Abschnitt, an dem
sich die Bitleitung und die Wortleitung schneiden, eine vierseitige Form auf
weist, welche in einer Draufsicht an einer Seite offen ist, und die ersten und
zweiten Source/Drain-Bereich-Materialschichten innerhalb der vierseitigen Form
ausgebildet werden.
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