JPH01158759A - 半導体記憶装置の製造方法 - Google Patents

半導体記憶装置の製造方法

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JPH01158759A
JPH01158759A JP62318012A JP31801287A JPH01158759A JP H01158759 A JPH01158759 A JP H01158759A JP 62318012 A JP62318012 A JP 62318012A JP 31801287 A JP31801287 A JP 31801287A JP H01158759 A JPH01158759 A JP H01158759A
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JP
Japan
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film
insulating film
substrate
slot
groove
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Application number
JP62318012A
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English (en)
Inventor
Yasumi Ema
泰示 江間
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/01Manufacture or treatment
    • H10B12/02Manufacture or treatment for one transistor one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/03Making the capacitor or connections thereto
    • H10B12/038Making the capacitor or connections thereto the capacitor being in a trench in the substrate

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要] 本発明は半導体記憶装置の製造方法、特に溝掘り技術を
応用した蓄積容量(トレンチキャパシタ)を有する高集
積、高性能のMOSダイナミックランダムアクセスメモ
リ(DRAM)セルの溝部の形成方法に関し、 RIE法等の異方性エツチングに依存することなく、溝
部の底部を開口し、その製造工程における余裕度の向上
を図ることを目的とし、半導体基板に溝部を選択的に形
成する工程と、前記溝部を設けた半導体基板に第1の絶
縁膜を形成する工程と、 前記溝部の底部の前記第1の!@縁膜(14)上に第2
の絶縁膜を形成する工程と、 前記溝部の第2の絶縁膜をマスクにして、前記第1の絶
縁膜を選択的に除去する工程と、前記半導体基板を熱処
理をして、第3の絶縁膜を形成する工程と、 前記第2の絶縁膜と第1の絶縁膜とを除去する工程と、
前記溝部(12)内に蓄積容量(Cc)を形成する工程
とを有することを含み構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体記憶装置の製造方法に関するものであり
、更に詳しく言えば、溝掘り技術を応用した蓄積容量(
トレンヂギャパシク)を有する高集積、高性能のMOS
ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)セル
の溝部の形成方法に関するものである。
〔従来の技術] 第2.3図は従来例に係る説明図である。
第2図(a)はMO3DRΔMセルの電気回路。
図である。図において、Tはデータ(電荷)を転送する
Mo5t〜ランジスタ等により構成される転送トランジ
スタ、Cは電荷を蓄積する蓄積容量(トレンヂキャパシ
タ)、WI、はワード線、B Lはビット線である。な
お、6は蓄積電極、Yは誘電体膜、8ば対向電極である
同図(b)はnチャンネル型MO3DRAMセル構造を
示す断面図である。図において、1はp型エピタキシャ
ル層等のp型Si基板、2はロコス法等により形成され
るフィールド酸化膜、3.4はAs”イオン等を拡散し
て形成されるn+不純物拡散層であり、転送1〜ランジ
スタTのソース又はドレインである。
5a、5bはワード線W Lの絶縁や蓄積容量Cの溝部
(1〜レンチ)22を画定する絶縁膜であり、5i02
膜や5t3N4膜等である。6はp型Si基板1を選択
的に溝堀りした溝部22に形成された蓄積電極であり、
ポリSi膜に不純物イオンをドープして形成される電極
である。なお蓄積容量Cを構成する蓄積電極6である。
7ばSiO□膜や5iJ4膜等の絶縁膜により形成され
る誘電体膜である。8はポリSi膜に不純物イオンをド
ープして形成される電極であり、蓄積容量Cを構成する
対向電極である。なお対向電極8はp型Si基板1に接
合されている。9は蓄積電極6と転送トランジスタTの
ドレイン3とを電気的に接合する導電層であり、不純物
イオンをドープしたポリSi膜等により形成される。1
0は導電層9を絶縁するPSG膜である。
BLは不純物イオンを含有したポリSi膜や、ボリザイ
ド膜、アルミ膜等により形成されるビット線である。
第3図は従来例に係るMO3DRAMセルの問題点を説
明する図であり、蓄積容量Cを形成する溝部22の形成
工程に係る図を示している。
図において、まず5i02膜5cを設げたp型S1基板
1を不図示レジスト膜をマスクとして、RIE法等の異
方性エツチングにより、溝堀りをし、溝部22を形成す
る(同図(a))。
次に溝部22を設けたp型S1基板1の全面に溝部22
の素子間を画定する5iOz膜5dをCVD法等により
形成する。なお、Llは5iO7膜5cの膜厚である(
同図(b))。
その後溝部22の底部を開口するために該p型Si基板
1の全面をRIE/i等により異方性エンチングして不
要のSiO2膜5dを除去する。なお、t2はRIE法
等による異方性エンチング後のSiO□膜5cの膜厚で
ある。また膜厚t2は膜JiX t、l に比較して、
tE法等の買方性エンチングが過剰にされたためL2<
t、 となり、著しいときにはt2〈0となってSi基
板1表面が荒らされてしまう。
これは溝部22内のエツチング速度がSi基板1の表面
より遅いことと、溝が深くなる程著しい。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで従来例によれば、蓄積電1cを形成する溝部2
2の底部は、該溝部22を画定するSiO□膜5cを形
成した後、溝部22の底部の3102膜5CをRIE法
等の異方性エツチングにより開口している。このため次
の様な問題がある。
■RIE法等の異方性エツチングが過剰になるとSi基
板1の表面に形成した5iOz膜5Cが薄膜化(12>
1.)される。その著しいときにはSiO□膜5cが全
面除去され、Si基板1表面がRIE法等の異方性エツ
チングに曝されて、該表面が荒らされ、後工程における
転送トランジスタTの形成に与えるダメージが大きい。
■RIE法等の異方性エツチングが不足すると、溝部2
2の底部にSiO□膜5cが残留し、対向電極8とSi
O□膜1との電気的接合が不完全となる。
このようにして、714部形成に係る製造工程の余裕度
が少ないという欠点があり、微細、高集積化するMO3
DRAMセルを形成することができないという問題があ
る。
本発明は係る従来例の問題点に鑑み創作されたものであ
り、RIE法等の異方性エツチングに依存することなく
、溝部の底部を開口し、その製造工程における余裕度の
向上を図ることを可能とする半導体記憶装置の製造方法
の提供を目的とする。
(問題点を解決するだめの手段] 本発明の半導体記憶装置の製造方法はその一実施例を第
1図に示すように半導体基板11に溝部12を選択的に
形成する工程と、 前記溝部12を設けた半導体基板11に第1の絶縁11
!J14を形成する工程と、 前記溝部12の底部の前記第1の絶縁膜(14)上に第
2の絶縁膜15を形成する工程と、前記溝部12の第2
の絶縁膜15をマスクにして、前記第1の絶縁膜14を
選択的に除去する工程と、 前記半導体基板11を熱処理をして、第3の絶縁膜16
を形成する工程と、 前記第2の絶縁膜15と第一の絶縁膜14とを除去する
工程と、前記溝部(12)内に蓄積容量(Co)を形成
する工程とを有することを特徴とし、上記目的を達成す
る。
(作 用〕 本発明によれば、半導体基板に溝堀りをした溝部に選択
的に薄い第1の絶縁膜と、第2の絶縁膜とを形成した後
に熱処理をして、厚い第3の絶縁膜を形成し、その後、
第2の絶縁膜、第1の絶縁膜とを等方性エツチングによ
り除去している。このため、溝部の側壁に絶縁膜を残留
させ、かつ溝部の底部を開口して、半導体基板の表面を
露出することが可能となる。
これにより従来のような溝部の底部を開口するためのR
IE法等の異方性エンチングに依存することがないので
、半導体基板の表面を所定形状に維持することが可能と
なる。
〔実施例] 次に図を参照しながら本発明の実施例について説明する
第1図は本発明の実施例に係る半導体記憶装置の製造方
法の説明図であり、本発明の実施例に係るMO8DRΔ
Mセルの形成工程図を示している。
図において、まずSi基Fillに不図示のレジス1〜
膜をマスクとして、選択的に溝部12を形成する。なお
溝部12は、RIE法等の異方性エツチングにより行う
。また、そのドライエッヂング等に用いるエツチングガ
スはCCで410□等である(同図(a))。
次に、溝部12を設けたSI基板11の全面に膜厚10
0人程鹿の薄いSiO□膜13をCVD法等により形成
する(同図(b))。
さらに、5iOz膜13上にml熱酸化性絶縁膜として
膜厚1000人程度人程i3Na膜14を形成する(同
図(C))。
次いで、5l−aNa膜14を形成した溝部12に5O
G(スピン・オン・グラス)15を塗布する。
なお、5OC15は液粒状の5iOz等であり、Si基
板11表面に比べて、溝部12に多く入り込む。
その後Si基板11を熱処理して、SOC;15を固形
化する(同図(d))。
次に、Si基板IIの全面をHF(フン酸)等のエンチ
ンダ液により等方性エンチングして、5OG15を選択
的に除去する。このとき溝部22に5OG15が残留す
る(同図(e))。
その後、5OG15をマスクにして、Si基板11をリ
ン酸等の水溶液により等方性エンヂングし、Si3N4
膜14を選択的に除去する。このとき溝部12内に5i
3Nn膜14が残留する。また、その後5OGL5をH
F等により除去してもよい(同図(f))。
さらに、Si基板11を熱処理して、膜厚1000〜1
500人程度のSiO□膜16膜形6する(同図(g)
)。
次いで、Si3N4膜14をリン酸等の水溶液に除去す
る。なお5OG15も同時に除去することができる。そ
の後、先に形成した膜厚100人程鹿のSiO□膜13
をHF等の水溶液によりウォッシュアウトする(同図(
h))。
なお、これより後の形成工程については、特開昭62−
208661号公報、特開昭62−213273号公報
に記載されているように行う。従って、5iOz膜16
により画定された溝部12かつ底部にSi基板11を露
出した溝部12内に対向電極17と、誘電体膜18と、
蓄積電極19とを形成して蓄積容量C6を構成する。さ
らに、転送トランジスタ形成領域を画定するフィールド
酸化膜20と、不純物イオンを注入して形成される一対
の不純物拡散N(ソース又はドレイン)21゜23と、
ゲート電極W L oとを形成して転送トランジスタT
。を構成する。
次いでゲート電極W L oを絶縁膜24により絶縁し
、その後蓄積電NCoと転送1〜ランジスタT。
のドレイン21とを導電層25により接続し、その後P
SG膜26により絶縁してピント線BLを形成し、MO
3DRAMセルを製造する(同図(j))。
このようにして、Si基板11に溝堀りをした溝部12
に選択的に薄い(膜厚100人程鹿の 5iOz膜13
と、5iJ4膜14と、5OG15とを形成した後に熱
処理をして、厚いSiO□膜16膜形6し、その後HF
(フッ酸)やリン酸等の等方性エツチングにより、5O
G15、Si3N、膜14及びSiO2膜13を順次除
去している。このため溝部12の側壁に5iO7膜13
やSiO2膜16等の絶縁膜を残留させ、かつ溝部12
の底部を開口して、Si基板11の表面を露出すること
が可能となる。
これにより従来のような溝部12の底部を開口するため
のRIE法等の異方性エツチングに依存することがない
のでSi基板11の表面を所定形状に維持することが可
能となる。
〔発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、蓄積容量や転送ト
ランジスタを形成する溝部の底部の開口をR,IE法等
の異方性エツチングに依存することなく等注性エツチン
グにより開口することができる。このため所定形状の半
導体基板上に各トランジスタ素子を形成することが可能
となる。
これにより、製造工程における余裕度の向上を図ること
ができ、超微細、高集積度の半導体記憶装置を製造する
ことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に係るMO3DRAMセルの形
成工程図、 第2図は従来例に係るMO3DRAMセルの説明図、 第3図は従来例に係るMO3DRAMセルの問題点を説
明する回である。 (符号の説明) 1.11・・・p型Si基板、Si基板(半導体基板)
2.20・・・フィールド酸化膜(フィールド絶縁膜)
、 3.21・・・ドレイン(不純物拡散層)、4.23・
・・ソース(不純物拡散層)、5 a、  5 b、 
 5 c、  5 d−3iOz膜(絶縁膜)、13.
24・・・SiO□膜(絶縁膜)、14・・・Si3N
4膜(第1の絶縁膜)、15・・・SOG’(第2の絶
縁膜)、16・・・SiO3膜(第3の絶縁膜)、6.
19・・・蓄積電極、 7.18・・・誘電体膜、 8.17・・・対向電極、 9.25・・・導電層、 10.26・・・PSG膜、 22.12・・・溝部、 WL、WL。・・・ワード線(ゲート電極)、BL・・
・ビット線、 T、T、・・・転送トランジスタ、 C,C,・・・蓄積容量、 1、.12・・・膜厚。 (千ノ ;千ζj子ごド叩ぐっ\しr方るレイ91コ1てイ剤−
るト40SDRAMしじて2LにD子fA;r%’J@
第1 図(才の2)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板(11)に溝部(12)を選択的に形
    成する工程と、 前記溝部(12)を設けた半導体基板(11)に第1の
    絶縁膜(14)を形成する工程と、前記溝部(12)の
    底部の前記第1の絶縁膜(14)上に第2の絶縁膜(1
    5)を形成する工程と、 前記溝部(12)の第2の絶縁膜(15)をマスクにし
    て、前記第1の絶縁膜(14)を選択的に除去する工程
    と、 前記半導体基板(11)を熱処理をして、第3の絶縁膜
    (16)を形成する工程と、 前記第2の絶縁膜(15)と第1の絶縁膜(14)とを
    除去する工程と、前記溝部(12)内に蓄積容量(Co
    )を形成する工程とを有することを特徴とする半導体記
    憶装置の製造方法。
  2. (2)前記第1の絶縁膜(14)がシリコン窒化膜であ
    り、前記第2の絶縁膜(15)がスピンオングラスであ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載する半
    導体記憶装置の製造方法。
JP62318012A 1987-12-15 1987-12-15 半導体記憶装置の製造方法 Pending JPH01158759A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0361453U (ja) * 1989-10-20 1991-06-17
EP1073115A3 (en) * 1999-07-29 2004-08-04 Infineon Technologies North America Corp. Process for manufacture of trench DRAM capacitor

Cited By (2)

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JPH0361453U (ja) * 1989-10-20 1991-06-17
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