JPH05235295A - 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Info
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- JPH05235295A JPH05235295A JP4036436A JP3643692A JPH05235295A JP H05235295 A JPH05235295 A JP H05235295A JP 4036436 A JP4036436 A JP 4036436A JP 3643692 A JP3643692 A JP 3643692A JP H05235295 A JPH05235295 A JP H05235295A
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- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 ウエハ−の貼着技術によって、転送用トラン
ジスタの直下に情報記憶用キャパシタを設けたDRAM
セルの製造方法において、より簡略化された製造工程で
より高性能の高集積化したDRAMセルを得る。 【構成】 P型シリコン半導体基板上にSi3N4からな
る絶縁膜25を介してストレ−ジ電極、キャパシタ絶縁
膜30およびセルプレ−ト電極膜31からなる情報記憶
用キャパシタを形成する。そして、N型シリコン半導体
基板32を研摩により平坦化したセルプレ−ト電極膜3
1に貼着し、P型シリコン半導体基板の露出面を素子分
離用絶縁膜24をストッパーとして用いて研摩する。そ
して、研摩したP型シリコン半導体基板内にn+型ソ−
ス領域35がストレ−ジ電極にコンタクトされた情報記
憶用トランジスタを形成する。
ジスタの直下に情報記憶用キャパシタを設けたDRAM
セルの製造方法において、より簡略化された製造工程で
より高性能の高集積化したDRAMセルを得る。 【構成】 P型シリコン半導体基板上にSi3N4からな
る絶縁膜25を介してストレ−ジ電極、キャパシタ絶縁
膜30およびセルプレ−ト電極膜31からなる情報記憶
用キャパシタを形成する。そして、N型シリコン半導体
基板32を研摩により平坦化したセルプレ−ト電極膜3
1に貼着し、P型シリコン半導体基板の露出面を素子分
離用絶縁膜24をストッパーとして用いて研摩する。そ
して、研摩したP型シリコン半導体基板内にn+型ソ−
ス領域35がストレ−ジ電極にコンタクトされた情報記
憶用トランジスタを形成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体記憶装置の製造
方法に関し、さらに詳しくは情報記憶用キャパシタを有
するダイナミック型ランダム・アクセス・メモリ(DR
AM)の製造方法の改良に関する。
方法に関し、さらに詳しくは情報記憶用キャパシタを有
するダイナミック型ランダム・アクセス・メモリ(DR
AM)の製造方法の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、高集積化された大容量のDRAM
のメモリセルは、1個の転送用トランジスタと1個の情
報記憶用キャパシタとから構成されている。DRAMを
高集積化する場合、このメモリセルの占有面積を情報記
憶用キャパシタの容量値を維持しつつ、如何に縮小する
かが重要な課題である。またこれと同時に、転送用トラ
ンジスタの微細化に伴って生じる短チャンネル効果を如
何にして抑止するかという課題もある。
のメモリセルは、1個の転送用トランジスタと1個の情
報記憶用キャパシタとから構成されている。DRAMを
高集積化する場合、このメモリセルの占有面積を情報記
憶用キャパシタの容量値を維持しつつ、如何に縮小する
かが重要な課題である。またこれと同時に、転送用トラ
ンジスタの微細化に伴って生じる短チャンネル効果を如
何にして抑止するかという課題もある。
【0003】近年、これらの点に関してトレンチ構造や
スタック構造が提案されている。しかし、トレンチ構造
についてはトレンチ内の洗浄、均一酸化、埋め込み等の
点で問題がある。他方、スタック構造については表面平
坦化の面から限界があることなど、それぞれに問題点を
有している。そこで、ウエハーの貼着技術によって情報
記憶用キャパシタを転送用トランジスタの直下に形成す
る方法が提案された。これによれば、メモリセルは平面
で見て略一個分の転送用トランジスタの面積を占有する
のみであるから、従来のものに比較して小型となり、ま
た情報記憶用キャパシタの容量も維持することができ
る。この技術は、特開平3−218664号公報等に記
載されている。
スタック構造が提案されている。しかし、トレンチ構造
についてはトレンチ内の洗浄、均一酸化、埋め込み等の
点で問題がある。他方、スタック構造については表面平
坦化の面から限界があることなど、それぞれに問題点を
有している。そこで、ウエハーの貼着技術によって情報
記憶用キャパシタを転送用トランジスタの直下に形成す
る方法が提案された。これによれば、メモリセルは平面
で見て略一個分の転送用トランジスタの面積を占有する
のみであるから、従来のものに比較して小型となり、ま
た情報記憶用キャパシタの容量も維持することができ
る。この技術は、特開平3−218664号公報等に記
載されている。
【0004】以下に、従来例に係る半導体記憶装置の製
造方法を工程順に図面を参照して説明する。 図14参照:ガラス基板(1)にP型シリコン半導体基
板(2)を貼着し、その後半導体基板(2)を所定の厚
さとなるまで表面研摩する。
造方法を工程順に図面を参照して説明する。 図14参照:ガラス基板(1)にP型シリコン半導体基
板(2)を貼着し、その後半導体基板(2)を所定の厚
さとなるまで表面研摩する。
【0005】図15参照:半導体基板(2)に選択エッ
チングにより凹所を形成し、その後CVDにより不純物
含有シリコンからなる情報記憶用キャパシタのn+型の
ストレ−ジ電極膜(3)を形成する。 図16参照:シリコン選択熱酸化法により、SiO2か
らなる素子分離用酸化膜(4)を形成し、その後熱酸化
法によりSiO2からなる情報記憶用キャパシタの誘電
体膜(5)を形成する。続いてCVD法により、多結晶
シリコンからなる情報記憶用キャパシタのセルプレ−ト
電極膜(6)を形成する。
チングにより凹所を形成し、その後CVDにより不純物
含有シリコンからなる情報記憶用キャパシタのn+型の
ストレ−ジ電極膜(3)を形成する。 図16参照:シリコン選択熱酸化法により、SiO2か
らなる素子分離用酸化膜(4)を形成し、その後熱酸化
法によりSiO2からなる情報記憶用キャパシタの誘電
体膜(5)を形成する。続いてCVD法により、多結晶
シリコンからなる情報記憶用キャパシタのセルプレ−ト
電極膜(6)を形成する。
【0006】図17参照:CVD法により、SiO2か
らなる平坦化膜(7)を形成し、該平坦化膜(7)を鏡
面に近くなるよう研摩する。そして、平坦化膜(7)に
対してシリコン半導体基板(8)を貼着する。 図18参照:エッチャントをフッ酸とする浸漬法を適用
することにより、ガラス基板(1)のエッチングを行っ
て除去する。
らなる平坦化膜(7)を形成し、該平坦化膜(7)を鏡
面に近くなるよう研摩する。そして、平坦化膜(7)に
対してシリコン半導体基板(8)を貼着する。 図18参照:エッチャントをフッ酸とする浸漬法を適用
することにより、ガラス基板(1)のエッチングを行っ
て除去する。
【0007】図19参照:シリコン選択酸化法により、
シリコン半導体基板(2)の表面に素子分離用酸化膜
(9)を形成し、熱酸化法によりゲート絶縁膜(10)
を形成する。その後、多結晶シリコンからなる転送用ト
タンジスタのゲート電極(11)を形成する。そして、
イオン注入法によりn+型ソース領域(12)及びn+型
ドレイン領域(13)を形成する。なお、n+ 型ソ−ス
領域(12)は、その下方にある情報記憶用キャパシタ
のストレ−ジ電極膜(3)の突起部分とコンタクトする
ようになっている。
シリコン半導体基板(2)の表面に素子分離用酸化膜
(9)を形成し、熱酸化法によりゲート絶縁膜(10)
を形成する。その後、多結晶シリコンからなる転送用ト
タンジスタのゲート電極(11)を形成する。そして、
イオン注入法によりn+型ソース領域(12)及びn+型
ドレイン領域(13)を形成する。なお、n+ 型ソ−ス
領域(12)は、その下方にある情報記憶用キャパシタ
のストレ−ジ電極膜(3)の突起部分とコンタクトする
ようになっている。
【0008】図20参照:熱酸化法により、ゲ−ト電極
(11)を覆うSiO2からなる絶縁膜(14)を形成
する。この後は、常法の如く、PSG膜からなる層間絶
縁膜(15)、 n+型ドレイン領域(13)にコンタク
トしアルミニウム膜からなるビット線(16)、PSG
膜からなるカバ−膜(17)を形成する。
(11)を覆うSiO2からなる絶縁膜(14)を形成
する。この後は、常法の如く、PSG膜からなる層間絶
縁膜(15)、 n+型ドレイン領域(13)にコンタク
トしアルミニウム膜からなるビット線(16)、PSG
膜からなるカバ−膜(17)を形成する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た製造方法により製造した半導体記憶装置においては、
以下のような問題点がある。 一枚の完成品ウエハ−を製造するのに、三枚の基板
を準備しこれらを貼着する工程を必要としているので、
製造工程が長く複雑である。すなわち、従来例によれば
ガラス基板(1)、シリコン半導体基板(2)、シリコ
ン半導体基板(8の三基板が必要である。 n+ 型ドレイン領域(13)とその下方のストレ−
ジ電極膜(3)とはP型シリコン半導体基板(2)を介
して離間されているのみなので、ストレ−ジ電極膜
(3)に電圧が印加されるとパンチスル−によるショ−
ト状態となり、誤動作を招くおそれがある。 ガラス基板(1)に貼着したシリコン半導体基板
(2)を研摩するに際して仕上がりの厚さがばらつきや
すく、所望の厚さよりも厚く仕上がった場合、n+型ソ
−ス領域(12)とストレ−ジ電極膜(3)とのコンタ
クトがとれず、断線状態となる。 転送用トランジスタの構造は、シリコン半導体基板
(2)上に形成された通常の構造であり、SOI(Si
licon On Insulator)構造ではない
ので、微細化を進めた場合に短チャンネル効果を抑止し
つつ高電流駆動力を得ることが困難である。
た製造方法により製造した半導体記憶装置においては、
以下のような問題点がある。 一枚の完成品ウエハ−を製造するのに、三枚の基板
を準備しこれらを貼着する工程を必要としているので、
製造工程が長く複雑である。すなわち、従来例によれば
ガラス基板(1)、シリコン半導体基板(2)、シリコ
ン半導体基板(8の三基板が必要である。 n+ 型ドレイン領域(13)とその下方のストレ−
ジ電極膜(3)とはP型シリコン半導体基板(2)を介
して離間されているのみなので、ストレ−ジ電極膜
(3)に電圧が印加されるとパンチスル−によるショ−
ト状態となり、誤動作を招くおそれがある。 ガラス基板(1)に貼着したシリコン半導体基板
(2)を研摩するに際して仕上がりの厚さがばらつきや
すく、所望の厚さよりも厚く仕上がった場合、n+型ソ
−ス領域(12)とストレ−ジ電極膜(3)とのコンタ
クトがとれず、断線状態となる。 転送用トランジスタの構造は、シリコン半導体基板
(2)上に形成された通常の構造であり、SOI(Si
licon On Insulator)構造ではない
ので、微細化を進めた場合に短チャンネル効果を抑止し
つつ高電流駆動力を得ることが困難である。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は 上述した課題
に鑑みてなされたものであり、P型シリコン半導体基板
(21)上に素子分離用酸化膜(24)を形成する工程
と、該半導体基板(21)上に絶縁膜(25)を形成す
る工程と、該絶縁膜(25)を選択的にエッチングして
ストレ−ジ電極コンタクト窓(25a)を形成する工程
と、絶縁膜(25)上に該ストレ−ジ電極コンタクト窓
(25a)を埋め込みストレ−ジ電極膜の一部となるポ
リシリコン膜(26)を形成する工程と、該ポリシリコ
ン膜(26)上にキャパシタ絶縁膜(30)形成する工
程と、平坦化したセルプレ−ト電極膜(31)を形成す
る工程と、該セルプレ−ト電極膜(31)に対してN型
シリコン半導体基板(32)を貼着する工程と、P型シ
リコン半導体基板(21)の露出した表面を素子分離用
酸化膜(24)の表面が露出するまで研摩する工程と、
ポリシリコン膜(26)にストレ−ジ電極コンタクト窓
(25a)においてコンタクトするn+型ソ−ス領域
(35)、並びに絶縁膜(25)を介してポリシリコン
膜(26)と絶縁されたn+型ドレイン領域(36)を
有する転送用トランジスタを形成する工程とを具備する
ことを特徴としている。
に鑑みてなされたものであり、P型シリコン半導体基板
(21)上に素子分離用酸化膜(24)を形成する工程
と、該半導体基板(21)上に絶縁膜(25)を形成す
る工程と、該絶縁膜(25)を選択的にエッチングして
ストレ−ジ電極コンタクト窓(25a)を形成する工程
と、絶縁膜(25)上に該ストレ−ジ電極コンタクト窓
(25a)を埋め込みストレ−ジ電極膜の一部となるポ
リシリコン膜(26)を形成する工程と、該ポリシリコ
ン膜(26)上にキャパシタ絶縁膜(30)形成する工
程と、平坦化したセルプレ−ト電極膜(31)を形成す
る工程と、該セルプレ−ト電極膜(31)に対してN型
シリコン半導体基板(32)を貼着する工程と、P型シ
リコン半導体基板(21)の露出した表面を素子分離用
酸化膜(24)の表面が露出するまで研摩する工程と、
ポリシリコン膜(26)にストレ−ジ電極コンタクト窓
(25a)においてコンタクトするn+型ソ−ス領域
(35)、並びに絶縁膜(25)を介してポリシリコン
膜(26)と絶縁されたn+型ドレイン領域(36)を
有する転送用トランジスタを形成する工程とを具備する
ことを特徴としている。
【0011】
【作用】上述した手段よれば、P型シリコン半導体基板
(21)とN型シリコン半導体基板(31)との貼着技
術により、転送用トランジスの直下に情報記憶用キャパ
シタを形成しているのでDRAMセルを高集積化できる
とともに、一枚のDRAM完成ウエハ−を得るのに必要
な貼着ウエハ−の枚数を二枚に削減できる。
(21)とN型シリコン半導体基板(31)との貼着技
術により、転送用トランジスの直下に情報記憶用キャパ
シタを形成しているのでDRAMセルを高集積化できる
とともに、一枚のDRAM完成ウエハ−を得るのに必要
な貼着ウエハ−の枚数を二枚に削減できる。
【0012】また、n+型ドレイン領域(36)とその
下方のポリシリコン膜(26)との間には、絶縁膜(2
5)を介在しているので、従来例におけるパンチスル−
によるショ−ト状態を防止できる。さらに、転送用トラ
ンジスタの活性層となるP型シリコン半導体基板(2
1)の厚さは、研摩する際のストッパーとなる素子分離
用酸化膜(24)の厚さにより、正確にコントロ−ルさ
れるので、n+型ソ−ス領域(35)とポリシリコン膜
26)とのコンタクトを確実にとることができる。
下方のポリシリコン膜(26)との間には、絶縁膜(2
5)を介在しているので、従来例におけるパンチスル−
によるショ−ト状態を防止できる。さらに、転送用トラ
ンジスタの活性層となるP型シリコン半導体基板(2
1)の厚さは、研摩する際のストッパーとなる素子分離
用酸化膜(24)の厚さにより、正確にコントロ−ルさ
れるので、n+型ソ−ス領域(35)とポリシリコン膜
26)とのコンタクトを確実にとることができる。
【0013】さらにまた、転送用トランジスタは薄い活
性層を有するSOI(Silicon On Insu
lator)構造となるので、電流駆動能力を向上し、
かつ短チャンネル効果を減少できる。
性層を有するSOI(Silicon On Insu
lator)構造となるので、電流駆動能力を向上し、
かつ短チャンネル効果を減少できる。
【0014】
【実施例】図1〜図13は本発明の半導体記憶装置の製
造方法に係る実施例を示す工程断面図であり、以下これ
を参照して詳細に説明する。 図1参照:まずP型シリコン半導体基板(21)を準備
し、温度950℃、HBW+HCl酸化の条件で熱酸化
することにより、厚さ約500ÅのSiO2からなるパ
ッド酸化膜(22)をP型シリコン半導体基板(21)
上に形成する。そして、この上に減圧CVD法によっ
て、厚さ約1500Åの窒化シリコン(Si3N4)膜
(23)を堆積する。そして、フォトエッチング技術を
適用して、該窒化シリコン膜(23)をパタ−ニングし
て、転送用トランジスタ及び情報記憶キャパシタを形成
する領域にのみ窒化シリコン膜(23)を残す。
造方法に係る実施例を示す工程断面図であり、以下これ
を参照して詳細に説明する。 図1参照:まずP型シリコン半導体基板(21)を準備
し、温度950℃、HBW+HCl酸化の条件で熱酸化
することにより、厚さ約500ÅのSiO2からなるパ
ッド酸化膜(22)をP型シリコン半導体基板(21)
上に形成する。そして、この上に減圧CVD法によっ
て、厚さ約1500Åの窒化シリコン(Si3N4)膜
(23)を堆積する。そして、フォトエッチング技術を
適用して、該窒化シリコン膜(23)をパタ−ニングし
て、転送用トランジスタ及び情報記憶キャパシタを形成
する領域にのみ窒化シリコン膜(23)を残す。
【0015】図2参照:窒化シリコン膜(23)を耐酸
化性マスクとし、温度1000℃、ウエットO2酸化の
条件においてシリコン選択熱酸化を行うことによって、
厚さ約5000Åの素子分離用酸化膜(24)を形成す
る。 図3参照:リン酸をエッチャントとする浸漬法によっ
て、耐酸化性マスクとして用いた窒化シリコン膜(2
3)を除去する。また、この後フッ酸をエッチャントと
する浸漬法によって、パッド酸化膜(22)を除去して
もよい。そして、減圧CVD法によって、厚さ約300
0ÅのSi3N4からなる絶縁膜(25)を形成する。こ
の絶縁膜(25)は後述するストレ−ジ電極膜(29)
とn+型ドレイン領域(36)との電気的絶縁を確保す
るためのものである。
化性マスクとし、温度1000℃、ウエットO2酸化の
条件においてシリコン選択熱酸化を行うことによって、
厚さ約5000Åの素子分離用酸化膜(24)を形成す
る。 図3参照:リン酸をエッチャントとする浸漬法によっ
て、耐酸化性マスクとして用いた窒化シリコン膜(2
3)を除去する。また、この後フッ酸をエッチャントと
する浸漬法によって、パッド酸化膜(22)を除去して
もよい。そして、減圧CVD法によって、厚さ約300
0ÅのSi3N4からなる絶縁膜(25)を形成する。こ
の絶縁膜(25)は後述するストレ−ジ電極膜(29)
とn+型ドレイン領域(36)との電気的絶縁を確保す
るためのものである。
【0016】図4参照:フォトエッチング技術を適用し
て 、パッド酸化膜(22)及び絶縁膜(25)の選択
的エッチングを行うことにより、ストレージ電極コンタ
クト窓(25a)を開口する。 図5参照:減圧CVD法によって、厚さ約3000Åの
ポリシリコン膜(26)を堆積するとともに、ストレー
ジ電極コンタクト窓(25a)を埋め込む。そして、P
OCl3をソースとした不純物拡散法によって、リンを
ポリシリコン膜(26)中にドーピングして低抵抗化す
る。
て 、パッド酸化膜(22)及び絶縁膜(25)の選択
的エッチングを行うことにより、ストレージ電極コンタ
クト窓(25a)を開口する。 図5参照:減圧CVD法によって、厚さ約3000Åの
ポリシリコン膜(26)を堆積するとともに、ストレー
ジ電極コンタクト窓(25a)を埋め込む。そして、P
OCl3をソースとした不純物拡散法によって、リンを
ポリシリコン膜(26)中にドーピングして低抵抗化す
る。
【0017】図6参照:減圧CVD法によって、厚さ約
2μmのSiO2膜を堆積する。そして、フォトリソグラ
フィ−技術を適用して、SiO2膜の選択的エッチング
を行い、情報記憶キャパシタを形成する領域にのみ柱状
膜(27)を残す。ここで、平面でみた場合の柱状膜
(27)の領域は、たとえば円形領域となるように選択
的エッチングを行う。
2μmのSiO2膜を堆積する。そして、フォトリソグラ
フィ−技術を適用して、SiO2膜の選択的エッチング
を行い、情報記憶キャパシタを形成する領域にのみ柱状
膜(27)を残す。ここで、平面でみた場合の柱状膜
(27)の領域は、たとえば円形領域となるように選択
的エッチングを行う。
【0018】図7参照:減圧CVD法によって、柱状膜
(27)及び ポリシリコン膜(26)を被覆する厚さ
約2000Åのポリシリコン膜(28)を堆積する。そ
して、POCl3をソースとした不純物拡散法によっ
て、リンをポリシリコン膜(28)中にドーピングして
低抵抗化する。
(27)及び ポリシリコン膜(26)を被覆する厚さ
約2000Åのポリシリコン膜(28)を堆積する。そ
して、POCl3をソースとした不純物拡散法によっ
て、リンをポリシリコン膜(28)中にドーピングして
低抵抗化する。
【0019】図8参照:フォトレジストを使用しない異
方性エッチング法(異方性のエッチバック法)を適用し
てポリシリコン膜(28)のエッチングを行い、柱状膜
(27)の側面にのみ、円筒状のポリシリコン膜(28
a)を残す。これにより、ポリシリコン膜(26)はポ
リシリコン膜(28a)の一端面と接続され、ポリシリ
コン膜(26)と円筒状のポリシリコン膜(28a)と
が一体化されてストレ−ジ電極膜(29)を構成する。
このように、ストレージ電極(29)は表面積の大きい
円筒状のポリシリコン膜(28a)を有しているので、
情報記憶キャパシタの容量を増大させることができる。
方性エッチング法(異方性のエッチバック法)を適用し
てポリシリコン膜(28)のエッチングを行い、柱状膜
(27)の側面にのみ、円筒状のポリシリコン膜(28
a)を残す。これにより、ポリシリコン膜(26)はポ
リシリコン膜(28a)の一端面と接続され、ポリシリ
コン膜(26)と円筒状のポリシリコン膜(28a)と
が一体化されてストレ−ジ電極膜(29)を構成する。
このように、ストレージ電極(29)は表面積の大きい
円筒状のポリシリコン膜(28a)を有しているので、
情報記憶キャパシタの容量を増大させることができる。
【0020】図9参照:フッ酸をエッチャントとする浸
漬法によって柱状膜(27)を除去する。そして、スト
レージ電極(29)の表面に、減圧CVD法によって、
厚さ約120ÅのSi3N4膜を形成し、次いで、温度9
00℃におけるドライ酸化の条件で該Si3N4膜の表面
の酸化を行うことによってキャパシタ絶縁膜(30)を
形成する。
漬法によって柱状膜(27)を除去する。そして、スト
レージ電極(29)の表面に、減圧CVD法によって、
厚さ約120ÅのSi3N4膜を形成し、次いで、温度9
00℃におけるドライ酸化の条件で該Si3N4膜の表面
の酸化を行うことによってキャパシタ絶縁膜(30)を
形成する。
【0021】図10参照:減圧CVD法によって、厚さ
約2μmのポリシリコン膜からなるストレージ電極膜
(29)のセルプレ−ト電極膜(31)を形成する。こ
のセルプレ−ト電極膜(31)は、ストレージ電極(2
9)の凹部を埋め込むように形成する。そしてPOCl
3をソースとした不純物拡散法によって、リンをセルプ
レ−ト電極膜(31)中にドーピングして低抵抗化す
る。この後、セルプレ−ト電極膜(31)の表面を平坦
化するために研摩を行う。
約2μmのポリシリコン膜からなるストレージ電極膜
(29)のセルプレ−ト電極膜(31)を形成する。こ
のセルプレ−ト電極膜(31)は、ストレージ電極(2
9)の凹部を埋め込むように形成する。そしてPOCl
3をソースとした不純物拡散法によって、リンをセルプ
レ−ト電極膜(31)中にドーピングして低抵抗化す
る。この後、セルプレ−ト電極膜(31)の表面を平坦
化するために研摩を行う。
【0022】図11参照:セルプレ−ト電極膜(31)
に対して、N型シリコン半導体基板(32)を貼着す
る。セルプレ−ト電極膜(31)の導電型はN型なの
で、貼着によりN型シリコン半導体基板(32)とのオ
ーミックな電気接続がなされる。したがって、N型シリ
コン半導体基板(32)の裏面からセルプレ−ト電極膜
(31)の外部接続用電極を取り出すことができる。こ
の後、P型シリコン半導体基板(21)を素子分離用酸
化膜(24)の表面が露出するまで、薄く研摩し、かつ
表面を鏡面となるように仕上げる。
に対して、N型シリコン半導体基板(32)を貼着す
る。セルプレ−ト電極膜(31)の導電型はN型なの
で、貼着によりN型シリコン半導体基板(32)とのオ
ーミックな電気接続がなされる。したがって、N型シリ
コン半導体基板(32)の裏面からセルプレ−ト電極膜
(31)の外部接続用電極を取り出すことができる。こ
の後、P型シリコン半導体基板(21)を素子分離用酸
化膜(24)の表面が露出するまで、薄く研摩し、かつ
表面を鏡面となるように仕上げる。
【0023】図12参照:熱酸化法によって、P型シリ
コン半導体基板(21)の表面に厚さ約170Åのゲー
ト絶縁膜(33)を形成する。この後、例えばポリシリ
コンとシリサイド(WSi2等)とを積層したゲート電
極(34)を形成する。 そして、ゲート電極(34)
をマスクとしたイオン注入法により、リンあるいはヒ素
をP型シリコン半導体基板(21)の表面に注入して、
n+型ソ−ス領域(35)及びn+型ドレイン領域(3
6)を形成する。ここで、n+型ソ−ス領域(35)
は、ストレージ電極コンタクト窓(24a)を埋め込ま
れたポリシリコン膜(26)とコンタクトするようにイ
オン注入の加速電圧及びドーズ量を調節する。なお、P
型シリコン半導体基板(21)の厚さは、上述のように
素子分離用酸化膜(24)をストッパ−としているので
そのばらつきを非常に小さくコントロ−ルでき、イオン
注入の加速電圧及びドーズ量の調節は容易にできる。
コン半導体基板(21)の表面に厚さ約170Åのゲー
ト絶縁膜(33)を形成する。この後、例えばポリシリ
コンとシリサイド(WSi2等)とを積層したゲート電
極(34)を形成する。 そして、ゲート電極(34)
をマスクとしたイオン注入法により、リンあるいはヒ素
をP型シリコン半導体基板(21)の表面に注入して、
n+型ソ−ス領域(35)及びn+型ドレイン領域(3
6)を形成する。ここで、n+型ソ−ス領域(35)
は、ストレージ電極コンタクト窓(24a)を埋め込ま
れたポリシリコン膜(26)とコンタクトするようにイ
オン注入の加速電圧及びドーズ量を調節する。なお、P
型シリコン半導体基板(21)の厚さは、上述のように
素子分離用酸化膜(24)をストッパ−としているので
そのばらつきを非常に小さくコントロ−ルでき、イオン
注入の加速電圧及びドーズ量の調節は容易にできる。
【0024】これにより、n+型ソ−ス領域(35)が
ストレージ電極膜(29)に電気接続された転送用トラ
ンジスタが完成する。 図13参照:この後は、常法の如く、BPSG膜からな
る層間絶縁膜(37)、n+ 型ドレイン領域(36)に
コンタクトしアルミニウム膜等からなるビット線(3
8)、PSG膜あるいはSi3N4膜からなるパッシベ−
ション膜(39)を形成する。
ストレージ電極膜(29)に電気接続された転送用トラ
ンジスタが完成する。 図13参照:この後は、常法の如く、BPSG膜からな
る層間絶縁膜(37)、n+ 型ドレイン領域(36)に
コンタクトしアルミニウム膜等からなるビット線(3
8)、PSG膜あるいはSi3N4膜からなるパッシベ−
ション膜(39)を形成する。
【0025】以上説明した通りの製造工程を採って製造
した半導体記憶装置においては、ウエハーの貼着技術に
よって情報記憶用キャパシタを転送用トランジスタの直
下に形成しているので、メモリセルは平面で見て略一個
分の転送用トランジスタの面積を占有するのみであるか
ら、情報記憶用キャパシタの容量値を維持しながらメモ
リセルの縮小化を進めることが可能である。
した半導体記憶装置においては、ウエハーの貼着技術に
よって情報記憶用キャパシタを転送用トランジスタの直
下に形成しているので、メモリセルは平面で見て略一個
分の転送用トランジスタの面積を占有するのみであるか
ら、情報記憶用キャパシタの容量値を維持しながらメモ
リセルの縮小化を進めることが可能である。
【0026】しかも、一枚のウエハーを完成するのに必
要なウエハ−枚数は、P型シリコン半導体基板(21)
及びN型シリコン半導体基板(32)の二枚のみであ
り、従来例と比較して一枚少ないので、製造工程が短縮
できる。また、ストレージ電極膜(29)はポリシリコ
ン膜(26)と円筒状のポリシリコン膜(28a)とか
ら構成されているので、円筒状のポリシリコン膜(28
a)の高さを大きくすることによって、その容量値を自
由に設定できる。
要なウエハ−枚数は、P型シリコン半導体基板(21)
及びN型シリコン半導体基板(32)の二枚のみであ
り、従来例と比較して一枚少ないので、製造工程が短縮
できる。また、ストレージ電極膜(29)はポリシリコ
ン膜(26)と円筒状のポリシリコン膜(28a)とか
ら構成されているので、円筒状のポリシリコン膜(28
a)の高さを大きくすることによって、その容量値を自
由に設定できる。
【0027】また、転送用トランジスタは、パッド酸化
膜(22)及び絶縁膜(25)上に形成されており、い
わゆるSOI(Silicon On Insulat
or)構造となっている。しかも、転送用トランジスタ
の活性層となるP型シリコン半導体基板(21)の厚さ
は、研摩する際のストッパーとなる素子分離用酸化膜
(24)の厚さにより、正確にコントロ−ルすることが
できるため、2000Å程度の薄い活性層を有するSO
I型の転送用トランジスタが作製できる。これにより、
転送用トランジスタの電流駆動能力が向上し、かつ短チ
ャンネル効果を減少できる。なお、本実施例においては
素子分離用酸化膜(24)を約5000Åの厚さに形成
したが、これをさらに薄く形成することにより活性層を
1000Å程度の厚さに形成することも可能である。
膜(22)及び絶縁膜(25)上に形成されており、い
わゆるSOI(Silicon On Insulat
or)構造となっている。しかも、転送用トランジスタ
の活性層となるP型シリコン半導体基板(21)の厚さ
は、研摩する際のストッパーとなる素子分離用酸化膜
(24)の厚さにより、正確にコントロ−ルすることが
できるため、2000Å程度の薄い活性層を有するSO
I型の転送用トランジスタが作製できる。これにより、
転送用トランジスタの電流駆動能力が向上し、かつ短チ
ャンネル効果を減少できる。なお、本実施例においては
素子分離用酸化膜(24)を約5000Åの厚さに形成
したが、これをさらに薄く形成することにより活性層を
1000Å程度の厚さに形成することも可能である。
【0028】さらに、情報記憶用キャパシタを形成した
後に、転送用トランジスタを形成しているので、転送用
トランジスタ形成後の熱処理量が少なくて済む。これに
よりn+型ソ−ス領域(35)及びn+型ドレイン領域
(36)の拡散深さを浅くできるので、転送用トランジ
スタの微細化を推進することができる。なお、上述した
実施例においては、ストレージ電極膜(29)はポリシ
リコン膜(26)と円筒状のポリシリコン膜(28a)
とから構成されているが、円筒状のポリシリコン膜(2
8a)の部分を他の形状のポリシリコン膜(例えば、フ
ィン状ポリシリコン膜)に形成してもよいし、容量値は
減少するが円筒状のポリシリコン膜(28a)の部分を
形成する工程を省略することも可能である。
後に、転送用トランジスタを形成しているので、転送用
トランジスタ形成後の熱処理量が少なくて済む。これに
よりn+型ソ−ス領域(35)及びn+型ドレイン領域
(36)の拡散深さを浅くできるので、転送用トランジ
スタの微細化を推進することができる。なお、上述した
実施例においては、ストレージ電極膜(29)はポリシ
リコン膜(26)と円筒状のポリシリコン膜(28a)
とから構成されているが、円筒状のポリシリコン膜(2
8a)の部分を他の形状のポリシリコン膜(例えば、フ
ィン状ポリシリコン膜)に形成してもよいし、容量値は
減少するが円筒状のポリシリコン膜(28a)の部分を
形成する工程を省略することも可能である。
【0029】
【発明の効果】本発明の半導体記憶装置の製造方法によ
れば、以下の通りの効果を奏することにより、より簡略
化された製造工程でより高性能の高集積化DRAMセル
を製造することができる。 二枚のDRAMウエハ−を完成させるのに必要なウ
エハーを従来例の三枚から二枚に、ウエハーの貼着工程
を二回から一回に削減することができる。 n+型ドレイン領域(36)とその下方のストレ−
ジ電極膜(29)との間は、厚い絶縁膜(25)によっ
て絶縁がなされているので、従来例におけるパンチスル
−によるショ−ト状態を防止できる。 転送用トランジスタの活性層となるP型シリコン半
導体基板(21)の厚さは、研摩する際のストッパーと
なる素子分離用酸化膜(24)の厚さにより、正確にコ
ントロ−ルされるので、n+型ソ−ス領域(35)とス
トレ−ジ電極膜(29)とのコンタクトを確実にとるこ
とができる。 転送用トランジスタが薄い活性層を有するSOI構
造となるので、電流駆動能力を向上し、かつ短チャンネ
ル効果を減少できる。
れば、以下の通りの効果を奏することにより、より簡略
化された製造工程でより高性能の高集積化DRAMセル
を製造することができる。 二枚のDRAMウエハ−を完成させるのに必要なウ
エハーを従来例の三枚から二枚に、ウエハーの貼着工程
を二回から一回に削減することができる。 n+型ドレイン領域(36)とその下方のストレ−
ジ電極膜(29)との間は、厚い絶縁膜(25)によっ
て絶縁がなされているので、従来例におけるパンチスル
−によるショ−ト状態を防止できる。 転送用トランジスタの活性層となるP型シリコン半
導体基板(21)の厚さは、研摩する際のストッパーと
なる素子分離用酸化膜(24)の厚さにより、正確にコ
ントロ−ルされるので、n+型ソ−ス領域(35)とス
トレ−ジ電極膜(29)とのコンタクトを確実にとるこ
とができる。 転送用トランジスタが薄い活性層を有するSOI構
造となるので、電流駆動能力を向上し、かつ短チャンネ
ル効果を減少できる。
【図1】本発明の実施例に係る半導体記憶装置の製造方
法を示す第1の断面図である。
法を示す第1の断面図である。
【図2】本発明の実施例に係る半導体記憶装置の製造方
法を示す第2の断面図である。
法を示す第2の断面図である。
【図3】本発明の実施例に係る半導体記憶装置の製造方
法を示す第3の断面図である。
法を示す第3の断面図である。
【図4】本発明の実施例に係る半導体記憶装置の製造方
法を示す第4の断面図である。
法を示す第4の断面図である。
【図5】本発明の実施例に係る半導体記憶装置の製造方
法を示す第5の断面図である。
法を示す第5の断面図である。
【図6】本発明の実施例に係る半導体記憶装置の製造方
法を示す第6の断面図である。
法を示す第6の断面図である。
【図7】本発明の実施例に係る半導体記憶装置の製造方
法を示す第7の断面図である。
法を示す第7の断面図である。
【図8】本発明の実施例に係る半導体記憶装置の製造方
法を示す第8の断面図である。
法を示す第8の断面図である。
【図9】本発明の実施例に係る半導体記憶装置の製造方
法を示す第9の断面図である。
法を示す第9の断面図である。
【図10】本発明の実施例に係る半導体記憶装置の製造
方法を示す第10の断面図である
方法を示す第10の断面図である
【図11】本発明の実施例に係る半導体記憶装置の製造
方法を示す第11の断面図である
方法を示す第11の断面図である
【図12】本発明の実施例に係る半導体記憶装置の製造
工程を示す第12の断面図である
工程を示す第12の断面図である
【図13】本発明の実施例に係る半導体記憶装置の製造
工程を示す第13の断面図である
工程を示す第13の断面図である
【図14】従来例に係る半導体記憶装置の製造工程を示
す第1の断面図である。
す第1の断面図である。
【図15】従来例に係る半導体記憶装置の製造工程を示
す第2の断面図である。
す第2の断面図である。
【図16】従来例に係る半導体記憶装置の製造工程を示
す第3の断面図である。
す第3の断面図である。
【図17】従来例に係る半導体記憶装置の製造工程を示
す第4の断面図である。
す第4の断面図である。
【図18】従来例に係る半導体記憶装置の製造工程を示
す第5の断面図である。
す第5の断面図である。
【図19】従来例に係る半導体記憶装置の製造工程を示
す第6の断面図である。
す第6の断面図である。
【図20】従来例に係る半導体記憶装置の製造工程を示
す第7の断面図である。
す第7の断面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 一導電型の第一の半導体基板(21)上
に素子分離用酸化膜(24)を形成する工程と、該半導
体基板(21)上に絶縁膜(25)を形成する工程と、
該絶縁膜(25)を選択的にエッチングしてストレ−ジ
電極コンタクト窓(25a)を形成する工程と、絶縁膜
(25)上に該ストレ−ジ電極コンタクト窓(25a)
を埋め込みストレ−ジ電極膜の一部となるポリシリコン
膜(26)を形する工程と、該ポリシリコン膜(26)
上にキャパシタ絶縁膜(30)形成する工程と、平坦化
したセルプレ−ト電極膜(31)を形成する工程と、該
セルプレ−ト電極膜(31)に対して逆導電型の第二の
半導体基板(32)を貼着する工程と、第一の半導体基
板(21)の露出した表面を素子分離用酸化膜(24)
の表面が露出するまで研摩する工程と、ポリシリコン膜
(26)にストレ−ジ電極コンタクト窓(25a)にお
いてコンタクトするソ−ス領域(35)並びに絶縁膜
(25)を介してポリシリコン膜(26)と絶縁された
n+型ドレイン領域(36)を有する転送用トランジス
タを形成する工程とを具備することを特徴とする半導体
記憶装置の製造方法。 - 【請求項2】 一導電型の第一の半導体基板(21)上
に素子分離用酸化膜(24)を形成する工程と、該半導
体基板(21)上に絶縁膜(25)を形成する工程と、
該絶縁膜(25)を選択的にエッチングしてストレ−ジ
電極コンタクト窓(25a)を形成する工程と、該スト
レ−ジ電極コンタクト窓(25a)を埋め込むポリシリ
コン膜(26)を形成する工程と、ポリシリコン膜(2
6)上の情報記憶キャパシタを形成する領域にSiO2
からなる柱状膜(27)を形成する工程と、ポリシリコ
ン膜(26)及び柱状膜(27)を被覆するポリシリコ
ン膜(28)を形成する工程と、該ポリシリコン膜(2
8)の異方性エッチングを行うことにより、柱状膜(2
7)の側面に筒状のポリシリコン膜(28a)を形成す
るとともにポリシリコン膜(26)と筒状のポリシリコ
ン膜(28a)とを一体化してストレ−ジ電極膜(2
9)を形成する工程と、柱状膜(27)を除去した後
に、ストレ−ジ電極膜(29)上にキャパシタ絶縁膜
(30)を形成する工程と、ストレ−ジ電極膜(29)
の凹部を埋め込むことにより平坦化したセルプレ−ト電
極膜(31)を形成する工程と、該セルプレ−ト電極膜
(31)に対して、逆導電型の第二の半導体基板(3
2)を貼着する工程と、第一の半導体基板(21)の露
出した表面を素子分離用酸化膜(24)の表面が露出す
るまで研摩する工程と、ストレ−ジ電極膜(29)にコ
ンタクトするソ−ス領域(35)、並びに絶縁膜(2
5)を介してポリシリコン膜(26)と絶縁されたドレ
イン領域(36)を有する転送用トランジスタを形成す
る工程とを具備することを特徴とする半導体記憶装置の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4036436A JPH05235295A (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 半導体記憶装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4036436A JPH05235295A (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 半導体記憶装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05235295A true JPH05235295A (ja) | 1993-09-10 |
Family
ID=12469765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4036436A Pending JPH05235295A (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 半導体記憶装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05235295A (ja) |
-
1992
- 1992-02-24 JP JP4036436A patent/JPH05235295A/ja active Pending
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