JPH0458556A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH0458556A
JPH0458556A JP2170735A JP17073590A JPH0458556A JP H0458556 A JPH0458556 A JP H0458556A JP 2170735 A JP2170735 A JP 2170735A JP 17073590 A JP17073590 A JP 17073590A JP H0458556 A JPH0458556 A JP H0458556A
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JP
Japan
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polycrystalline semiconductor
semiconductor layer
doped
gate electrode
electrode
Prior art date
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Pending
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JP2170735A
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English (en)
Inventor
Hideharu Nakajima
中嶋 英晴
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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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】 〔産業上の利用分野] 本発明は、半導体装置特にスタックドキャパシタ型のD
RAM (Dynamic Random Acces
s Memory)に適用して好適な半導体装置に係わ
る。
〔発明の概要〕
本発明は、半導体装置に係わり、第1の低比抵抗多結晶
半導体層よりなるゲート電極と眉間絶縁層を介して隣接
する第2の低比抵抗多結晶半導体層よりなる電極層が配
置されてなる半導体装置において、その第1及び第2の
低比抵抗多結晶半導体層中にドープされる不純物が互い
に異なる導電型とされると共に、これら第1及び第2の
低比抵抗多結晶半導体層間に常時逆バイアス印加状態で
その動作が行われるようにして、第1の多結晶半導体層
と第2の多結晶半導体層間の短絡による特性劣化を回避
する。
〔従来の技術] スタックドキャパシタ型DRAM &よ、その要部の断
面図を第3図に示すように半導体基体(1)上にゲート
絶縁層(2)を介して第1の低比抵抗多結晶半導体層よ
りなるゲート電極(3)すなわちトランスファーゲート
電極が形成され、これに対して層間絶縁層(4)を介し
て第2の低比抵抗多結晶半導体層よりなる電極(5)、
この場合キャパシタ電極が被着形成されてなる。
(6)はトランスファーゲート電極(3)を有するスイ
ッチングトランジスタのソース/ドレイン領域で、これ
の上に上述の第2の低比抵抗多結晶半導体層よりなる電
極層(5)すなわち下層のキャパシタ電極がオーミック
にコンタクトされる。
(7)はSiN等の誘電体層で、これの上に例えば第3
の低比抵抗多結晶半導体層よりなるキャパシタの対向電
極(8)が形成されてなる。
このような構成によるDRAMにおいて、実際上そのト
ランスファーゲート電極(3)とキャパシタ電極で5)
を構成する各第1及び第2の多結晶半導体層は互いに近
接して隣接するものであり、例えばゲート電極(3)す
なわち第1の多結晶半導体層に第3図で示すように局部
的に例えば巨大な粒径の結晶粒による突起(3a)が存
在している場合、このゲート電極(3)と第2の多結晶
半導体層のキャパシタ電極(5)とが短絡してDRAM
の特性低下ないしは不良品の発生を来す。
そして、このような突起(3a)を排除するには、トラ
ンスファゲート電極(3)を形成するに当って、すなわ
ち、第1の低比抵抗多結晶半導体層を全面的に形成して
後、これをフォトリソグラフィによる選択的エツチング
によって所要のパターンにパターニングするに当ってこ
の結晶粒による突起(3a)を排除できるだけのオーバ
ーエツチングを行えば良いが、このゲート電極下には薄
いゲート絶縁層(2)が存在することによって長時間の
オーバーエツチングを行うと、このゲート絶縁層をも侵
蝕してしまうことになってこの突起(3a)を確実に排
除するようなオーバーエツチングを行うとごができない
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明においては、上述したDRAM等の半導体装置に
おいて、その隣接する第1及び第2の多結晶半導体層間
の短絡による問題の解決をはかり信鯨性の向上と歩留り
の向上をはかる。
(課題を解決するための手段〕 本発明においては、第1図にその一例の路線的拡大断面
図を示すように、第1の低比抵抗多結晶半導体よりなる
ゲート電極(3)と層間絶縁層(4)を介して隣接する
第2の低比抵抗多結晶半導体層よりなる電極(5)とが
配置されてなる半導体装置において、第1及び第2の低
比抵抗多結晶半導体層中にドープされる不純物すなわち
ゲート電極(3)及び電極(5)にドープされる不純物
が互いに異なる導電型を有する不純物より選定され、か
つこれら第1及び第2の多結晶半導体層すなわちゲート
電極(3)とこれに隣接する電極(5)との間にその動
作状態において、常時逆バイアス状態が保持されるよう
にする。
〔作用〕
上述の本発明構成によれば、互いに隣接するゲート電極
(3)を構成する第1の低比抵抗多結晶半導体層と他の
電極(5)を構成する第2の低比抵抗多結晶半導体層と
にドープされる不純物を互いに異なる導電型に選定して
、これら間に常時逆バイアス電圧関係が保持されるよう
にしたので、例えば第1の多結晶半導体層に大粒径の多
結晶による突起(3a)が存在し、これが第2の低比抵
抗多結晶層すなわち他の電極(5)と接触ないしは近接
する場合においてもその短絡による不都合を回避するこ
とができ、信転性の向上と歩留りの向上をはかることが
できる。
〔実施例〕
本発明による第1図のスタックドキャパシタ型DRAM
の一例を、その理解を容易にするために第2図を参照し
て製造方法の一例と共に詳細に説明する。この例におい
てはいわゆるセルファライン型の製造方法を採った場合
を示す。
第2図Aに示すように、例えば多結晶シリコンよりなる
半導体基体(1)を用意する。基体(])のその表面の
、メモリセルの形成部以外の周辺部すなわちフィールド
部には選択的熱酸化等によって熱いSiO2膜よりなる
素子間分離絶縁層(12)いわゆるLOGOSが形成さ
れる。そして、この素子間分離絶縁層(12)によって
囲まれた部分すなわちメモリセルの形成部に熱酸化等に
よる薄いSiO□膜よりなるゲート絶縁層(2)が形成
される。また、この基体(1)には最終的にゲート電極
(3)、すなわちトランスファーゲート電極を構成する
低比抵抗の第1の多結晶半導体層(21)がCVD (
化学的気相成長法)等によって形成され、これの上にさ
らに5i02等のCVD等によって形成された最終的に
層間絶縁層(4)を構成する絶縁層(24)を被着形成
する。
第2図已に示すように、フォトリソグラフィ等によって
絶縁層(24)とこれの下の第1の多結晶半導体層(2
1)に対してトランスファゲート電極のパターンを残し
て他部を除去するエツチングを行う。
このようにしてそれぞれ表面が絶縁層(24)による眉
間絶縁層(4)によって被覆された対のトランファーゲ
ート電極(3)を形成する。図示の例ではそれぞれ素子
間分離絶縁層(12)によって囲まれたメモリセル形成
部に対のスイッチングトランジスタの各トランスファゲ
ート電極(3)を並置形成した場合を示す。そしてこの
ゲート電極(3)及び素子間分離絶縁層(12)をイオ
ン注入マスクとして不純物例えばn型の不純物のAs、
 P等をイオン注入して例えば2つのスイッチングトラ
ンジスタの各ゲート電極(3)間に共通の低不純物濃度
のソース/ドレイン領域(6a)を形成すると共に、各
トランスファゲート電極(3)の両側に、それぞれ独立
に同様の低濃度のソース/ドレイ7頭域(6a)を形成
する。
第2図Cに示すように、全面的に5iOz等の絶縁層(
24)を再びCVD法等によって形成する。
第2図りに示すように、絶縁層(24)を全面的に異方
性エツチング例えばRIE(反応性イオンエツチング)
によってエッチバックしてトランスファーゲート電極(
3)の側面に眉間絶縁層(4)の一部となるサイドウオ
ール(4りをそれぞれ形成すると共に例えばソース/ド
レイン領域(6a)に対する開口(25)を形成する。
そして、これら開口(25)を通してn型の不純物例え
ば、P或いはAs等を高濃度をもってイオン注入してソ
ース/ドレイン領域(6)を形成する。
第2図已に示すように、全面的に低比抵抗の第2の多結
晶半導体層(22)をCVD法1等によって形成する。
第2図Fに示すように、フォトリソグラフィの適用によ
って第2の多結晶半導体層(22)を所要のパターンに
エツチングしてそれぞれソース/ドレイン領域(6)に
オーミックにコンタクトするキャパシタの下層電極とな
るキャパシタ電極(5)を形成する。
第2図Gに示すように、全面的に例えば5in2SiN
−SiO□の積層構造による誘電体層(7)を被着し、
これの上に同様の第3の低比抵抗多結晶半導体層(23
)を全面的にCVD法等によって被着し、この半導体層
(23)をフォトリソグラフィ等によって所定のパター
ンにエツチングしてキャパシタ電極(5)の対向電極(
8)を形成する。
第2図Hに示すように、全面的に例えばAs、 P等が
ドープされた低融点ガラスによる層間絶縁層(9)を被
着し、溶融化して表面をなだらかにする。
その後第1図に示すように、眉間絶縁層(9)の2つの
トランジスタの共通のソース/ドレイン領域(6)上に
コンタクト窓(10)を穿設し、第4の低比抵抗多結晶
半導体層あるいはM等によってビット電極(ビット線)
 (13)を形成する。
上述の構成において、第1〜第3の多結晶半導体層(2
1)〜(23)、更に或いは第4の多結晶半導体層は、
それぞれ不純物がドープされた低比抵抗多結晶シリコン
層によって形成し得る。この多結晶シリコン半導体層は
、それぞれ周知の技術すなわちCVDによって不純物が
ドープされた多結晶シリコン層として形成するか、ある
いは多結晶シリコン層を形成して後、不純物をイオン注
入あるいはプレデポジットして多結晶シリコン中に不純
物をドーピングすることによって形成することができる
しかしながら特に本発明においては、トランスファーゲ
ート電極(3)を構成する第1の多結晶半導体層(21
)とキャパシタ電極(5)を形成する第2の多結晶半導
体層(22)のそれぞれにドープされる不純物として互
いに異なる導電型の不純物をドープする。実際には、第
2の多結晶半導体層(22)は、ソース/ドレイン領域
(6)と同導電型の、不純物、すなわちメモリセルのス
イ・ノチングトランジスタがnチャンネル型MO3構成
を採るときには、nチャンネルの不純物例えばAs、 
Pがドープされた多結晶シリコン層によって構成し、こ
れに対してトランスファーゲート電極(3)となる第1
の多結晶半導体層(21)にはP型の不純物の例えばB
等がドープされた構成となされる。
そして、本発明においては、スイッチングトランジスタ
のMOSをデイプレッション型とする。
すなわち、例えばnチャンネル型のスイッチングトラン
ジスタ構成とする場合には、常時その動作状態において
そのスイッチングトランジスタのp型子結晶半導体によ
るゲート電極(3)には、キャパシタ電極(5)に対し
て負の電圧が印加されるようにデイプレッション型nチ
ャンネルMO3構成とするように、チャンネル形成部の
不純物濃度、ゲート絶縁層(2)の厚さ等の選定がなさ
れる。
尚、図示した例においては、Nチャンネル型のスイッチ
ングトランジスタによるDRAM構成とした場合である
が、pチャンネル型のスイッチングトランジスタ構成の
DRAMとする場合に本発明を適用することもできる。
この場合においては、第1の多結晶半導体層(21)と
してn型不純物をドープし第2の多結晶半導体層(22
)としてP型の不純物をドープした構成とする。
また、上述した例においては、セルファライン型構成を
採るようにした場合ミすなわち開口(25)を通じてソ
ース/ドレイン領域(6)の形成と、これに対するキャ
パシタ電極(5)のコンタクトを行った場合であるが、
このようなセルファライン型構成による製造方法を採る
場合に限らず、ソース/ドレイン領域(6)を覆って眉
間絶縁層(4)を形成し、これにキャパシタ電極(5)
のコンタクト窓を穿設して形成する方法を採る場合など
種々の製造方法によって得たDRAMに適用することが
できる。
〔発明の効果] 上述の本発明構成によれば、互いに隣接するゲート電極
(3)を構成する第1の低比抵抗多結晶半導体層と他の
電極(5)を構成する第2の低比抵抗多結晶半導体層と
にドープされる不純物を互いに異なる導電型に選定して
、これら間に常時逆バイアス電圧関係が保持されるよう
にしたので、例えば第1の多結晶半導体層に大粒径の多
結晶による突起(3a)が存在し、これが第2の低比抵
抗多結晶層すなわち他の電極(5)と接触ないしは近接
する場合においてもその短絡による不都合を回避するこ
とができ、信顧性の向上と歩留りの向上をはかることが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による半導体装置の一例の路線的拡大断
面図、第2図A−Hはその一例の製造方法の工程図、第
3図及び第4図はそれぞれ従来の半導体装置の断面図及
びその説明図である。 (1)は半導体基体、(2)はゲート絶縁層、(3)は
ゲート電極、(4)は眉間絶縁層、(5)は電極、(6
)はソース/ドレイン領域、(21)及び(22)は第
1及び第2の多結晶半導体層である。 5を椿 第3図 従禾襞買の1・面7 第4図 二程又 第2図いの2)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 第1の低比抵抗多結晶半導体層よりなるゲート電極と層
    間絶縁層を介して隣接する第2の低比抵抗多結晶半導体
    よりなる電極層が配置されてなる半導体装置において、 上記第1及び第2の低比抵抗多結晶半導体層中にドープ
    される不純物が互いに異なる導電型とされ、これら第1
    及び第2の低比抵抗多結晶半導体層間が常時逆バイアス
    で動作されるようにしたことを特徴とする半導体装置。
JP2170735A 1990-06-28 1990-06-28 半導体装置 Pending JPH0458556A (ja)

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JP2170735A JPH0458556A (ja) 1990-06-28 1990-06-28 半導体装置

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ID=15910418

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003031684A (ja) * 2001-07-11 2003-01-31 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置およびその製造方法
US6734479B1 (en) 1998-12-01 2004-05-11 Hitachi, Ltd. Semiconductor integrated circuit device and the method of producing the same

Cited By (3)

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