JPS60200565A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPS60200565A
JPS60200565A JP59056021A JP5602184A JPS60200565A JP S60200565 A JPS60200565 A JP S60200565A JP 59056021 A JP59056021 A JP 59056021A JP 5602184 A JP5602184 A JP 5602184A JP S60200565 A JPS60200565 A JP S60200565A
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JP
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groove
capacitor
capacitors
film
insulating film
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JP59056021A
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Mitsumasa Koyanagi
光正 小柳
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/30DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/37DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells the capacitor being at least partially in a trench in the substrate

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  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Element Separation (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は溝型容量を情報蓄積部として構成した半導体記
憶装置に好適な半導体装置に関するものである。
〔背景技術〕
近年の半導体記憶装置は記憶容量の増大の要求に伴なっ
て記憶素子(メモリセル)の微細化が促進され、素子の
高集積化が図られている。例えば、情報蓄積部としての
容量(キャパシタ)と、MO8型電界効果トランジスタ
(MOSFET)を含んでなる記憶装置においても例外
ではなく、特に占有面積が大きなものとされているキャ
パシタの微細化が試みられている。特公昭58−127
39号に記載の半導体記憶装置は、このような要求に対
応したものであり、キャパシタを溝型に形成してその占
有面積の低減を図っている。
即ち、この装置は、第1図に示すように半導体基板1の
主表面から基板内部へ向けて溝(細孔)2を形成し、こ
の溝20表面上に積層して形成した絶縁膜3と容量電極
4とでキャパシタ5を構成したものである。そして、こ
の例では、キャパシタ5に隣接したMO8FET6とで
1素子型のD−RAM(ダイナミンクRA]’v、I)
を構成し、キャパシタ5を情報蓄積部としている。した
がって、この記憶装置によれば、それまでの平面型キャ
パシタと同一容量であればその占有面積を少なくとも従
来の1150に縮小でき、この結果50倍以上の集積度
を実現することができる。
しかしながら、本発明者が前記D−RAMについて種々
の検討を行なったところ、隣接するメモリセル%j −
CE L間の間隔を小さくして集積度を一層増太させよ
うとすると、夫々のキャパシタ5,5の空乏層が近接さ
れ、両キャパシタ間に所謂パンチスルー現象が生じてリ
ーク電流Xが発生し、キャパシタ5.5内に蓄積した信
号電荷(情報)が消失してしまうという問題の生ずるこ
とが判明した。
これを防止するためには、両キャパシタ5,5間の間隔
を大きくしなければならず、これでは集積度の向上に制
限を受け、溝型に構成した意味が薄〔発明の目的〕 本発明の目的は隣接するキャパシタ間におけるリーク電
流な防止して信号電荷の消失を防止し、これにより溝型
キャパシタを有するメモリセル間の間隔の低減化を図り
、よってメモリセルの集積度の向上を達成することので
きる記憶装置に好適な半導体装置を提供することにある
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本例a書の記述2よび添付図面からあきらかになるであ
ろう。
〔発明のg!、要〕
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、溝型キャパシタは半導体基板とは絶縁された
溝内に絶縁膜を挾んで一対の導電膜を形成することによ
り構成するものであり、これにより隣接するキャパシタ
間におけるバンチスルーを防止して信号電荷の消失を防
止でき、合わせてこの溝を素子間分離領域として構成す
ることにより、各キャパシタ間の近接配置を可能とし、
これにより素子の集積度の向上を達成するものである。
〔実施例〕
第2図および第3図は本発明を1素子型のD−RAMに
適用した実施例であり、第2図は平面レイアウト図、第
3図(5)、CB+は第2図のAA、BB線断面図であ
る。これらの図において、10はMOSFES、11は
キャパシタであり、図の鎖線Cで示す平面領域が各1個
のMO8FFJTIOとキャパシタ11とで1単位のメ
モリセルM−CELを構成している。
即ち、半導体基板12の主面上には平面コ字状の溝13
を交互にかつ対向するように配置形成し、各溝13はそ
の内面ないし境界面に形成した絶縁膜(シリコン酸化膜
)14によって互に絶縁状態を保っている。そして、こ
の溝13内には第1導電膜としてのポリシリコン膜15
を形成し、かつその上面に絶縁膜(誘電膜)としてのシ
リコン酸化膜16を形成し、更にその上層に第2導電膜
(導電体)としてのポリシリコン17を溝13内に充填
し、これにより所謂溝型のキャパシタ11を構成してい
る。
一方、前記溝13の内面に設けた絶縁膜14で包囲され
た長方形状の領域18上にはシリコン酸化膜からなるゲ
ート絶縁膜19を形成し、その上を図示縦方向に延設し
たワード線20をゲート電極として配設している。そし
て、前記領域18の主面には不純物をドーグさせたソー
ス−ドレイン領域21を形成し、これらソース・ドレイ
ン領域21と前記ゲート電極(ワード線20)とで領域
18内に各2個のMO8FETIOを形成している。
そして、前記第1導電膜15とソース・ドレイン領域2
1の一方とはコンタクト22を介して接続し、第2導電
膜17は夫々のキャパシタ11において導通させてGN
Dに接続する。更に、MO8FETIOおよびキャパシ
タ11上の全面にわたって設けたPSG等の層間絶縁膜
23上には図示横方向に延設したAA膜からなるデータ
[24を設げ、コンタクト25を介して前記ソース・ド
レイン領域2】の他方に接続している。
次に以上の構成のメモリセルM−CELの特にキャパシ
タ11の製造方法を第4図囚〜(Flにより説明する。
なお、これらの図は第3図(5)の断面に相当する。
先ず、第4図囚のように、キャパシタ形成付買上の半導
体基板12の主面上にシリコン酸化膜26をパターニン
グしたマスクを形成しかつこれをドライエツチングする
ことKより所要深さの溝13.13を近接配置形成する
。図中、27はシリコン窒化膜。そして、この状態で熱
酸化を行なうことにより溝13.13の各内面および両
溝の隔壁部13aに夫々シリコン酸化膜からなる絶縁膜
14を同図刊のように形成する。
次いで、同図(Oのようにマスクとしてのシリコン酸化
11K 26とシリコン窒化膜27を除去した後、基板
]2の表面に酸化膜2Bを形成しCVD法によって全面
に第1導電膜15としてのポリシリコン膜を形成し1、
更にその上に絶縁膜16としてのシリコン酸化膜を形成
する。更に、CVD法により全面に第2導電膜17とし
てのポリシリコンを堆積して前記溝13.13内に充填
し、その後これをエンチバックすることによりキャパシ
タ11゜11が構成できる。この第1導電膜15の形成
に先立って、後述するコンタクト22部位の酸化膜28
にコンタクト用の孔22aを形成しておく。
しかる上で、同図の)のようにマスク29を形成し、そ
の後ドライエツチングを行なって均一厚さの膜除去を行
なえば、同図に)のよう眞隣合うキャパシタ11.11
の各第1導を膜15,15を切離すことができる。そし
て、第2導電膜17の一部となるポリシリコンを堆積し
これをパターニングする。この透失々の領域18.18
上にその一部がコンタクト22.22とし7て張り出さ
れることになる第1導電膜15,1.5は第2導電膜パ
ターンをマスクとして自己整合的に形成され、同図fF
lのようにキャパシタ11.11が完成される。
続いて表面酸化を行うことによりキャパシタ上の酸化膜
とゲート酸化膜19が同時に形成できる。
その後ポリシリコンの堆積および選択エツチングにより
ゲート電極、つまりワード線2oを形成することができ
る。
以下、常法によりMO8FETIOを形成しかつデータ
線24を形成することにより、第2図、第3図のD−R
AMを完成することができる。
以上の構成によれば、溝型に構成したキャパシタ11は
溝内面に設けた絶縁膜14によって半導体基板12とは
全く絶縁された状態とされており、しかも隣合ったキャ
パシタ11.11間にも絶縁[14が存在されているた
め、キャパシタ11゜]1相互間でのパンチスルーは確
実に防止することができ、信号電荷が消失されることは
ない。したがって、キャパシタ11,11の間隔を小さ
くすることが可能となりキャパシタの占有面積を低減で
きる。一方、キャパシタ上1を構成する溝13は内面の
絶縁膜】4によって所謂溝型アイソレーションとして機
能でき、MO8FET]0間の絶縁分離としても作用す
る。′これにより、各MO8FETIO間における相互
干渉を防止でき、結局前述のキャパシタの占有面積の低
減と相俟ってメモリセルM−CEL全体としての高集積
化を達成することができる。
〔効果〕
(11キャパシタを溝型に形成しかっこの溝の内面に絶
縁膜を形成してキャパシタと半導体基板との絶縁を図っ
ているので、キャパシタを夫々近接配置してモハンチス
ルー現象が生じろことはなく、信号電荷の消失を防止し
てキャパシタの集積度を向上できる。
(2)キャパシタを構成する溝内面に絶縁膜を形成シテ
イルので、溝自身を溝型アイソレーションとして構成で
き、その素子間分離領域の間隔の低減下と共に素子、%
KMO8FBT間の相互間隔の低減および相互干渉の防
止が実現できる。
(3)前記(1)、f21に、l:す、キャパシタおよ
びMOSFETの各間隔の低減を可能とし、D−RAM
としての集積度を向上できる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。たとえば、D−RAM
を構成するMOSFETとキャパシタの平面レイアウト
は図示のものに限られず他の構成であってもよく、これ
に応じてデータ線やワード線の配列も適宜に変更するこ
とができる。また、キャパシタを構成する第1、第2導
電膜や絶縁膜の材質には他のものを用いてもよい。
〔利用分野〕
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である1素子型のD−RA
Mメモリセルに適用した場合について説明したが他のD
−RAMやスタチックRAM等のメモリセルはもちろん
のこと、MOSFETやキャパシタを使用する回路素子
であれば、全て同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来構造の断面図、 第2図は本発明の一実施例の平面レイアウト図、第3図
囚、(Blは夫々第2図AA、BB縁の拡大断面図、 第4図A〜「)は製造方法の一部の工程断面Mである。 10・・・MOSFET、11・・・キャパシタ、12
・・・半導体基板、13・・・溝、14・・・絶縁膜、
15・・・第1導電膜、16・・・絶縁膜、17・・・
第2導電膜、19・・・ゲート酸化膜、20・・・ワー
ド線(ゲート電極)、22・・・コンタクト、24・・
・データ線、25・・・コンタクト、26・・・シリコ
ン酸化膜、27・・・シリコン窒化膜、29・・・マス
ク、M−CEL・・・メモリセル。 第 1 図 第 2 図 Zθ 2σ / リノ (、〕、、−5、l 、++っ /ン) L、1
35、81、 77 777ノ)(″ 一一一一11− I −IT−m−−1コー113+ 
+、−滉−」よ 111S 1−1−1−IB亡 If l + 11(11、 ゛(、−+−゛・、S′、−、パ、゛、゛1誦〜1−−
LL−I I −I」J−−に一、、L、−リ11止是
シC: + I22’ ” 1]1 1 l’47(II + ・7・ 1、 1、〜 、、−J 、 −・ 2 −7
)ゝゝゝ +)ど〆″′。 “ ′ −一部 ・ ・: ・1 −− ”−“ ・ −士へ一!A:ユ7 ” ・: 区
−一 1.− = − 第 3 図 (A) 1 (13)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、半導体基板上に溝型のキャパシタを形成してなる半
    導体装置において、前記キャパシタはその内面に絶縁膜
    を形成した溝内に前記半導体基板とは絶縁状態を保って
    形成し、かつこの溝全体を素子間分離用の溝型アイソレ
    ーションとして構成したことを特徴とする半導体装置。 2、キャパシタは溝内面の絶縁膜上に形成した第1導電
    膜と、その上に形成した絶縁膜と、その上に形成した第
    2導電膜とで構成してなる特許請求の範囲第1項記載の
    半導体装置。 3、キャパシタに隣設した半導体基板上にMOSFET
    を形成し、このMOSFETとキャパシタとで1素子型
    のメモリセルを構成してなる特許請求の範囲第1項又は
    第2項記載の半導体装置。 4、MO8FET相互間に溝型キャパシタをアイソレー
    ションとして配設してなる特許請求の範囲第3項記載の
    半導体装置。
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