JPH06112433A - 半導体メモリセルおよびその形成方法 - Google Patents

半導体メモリセルおよびその形成方法

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JPH06112433A
JPH06112433A JP2400553A JP40055390A JPH06112433A JP H06112433 A JPH06112433 A JP H06112433A JP 2400553 A JP2400553 A JP 2400553A JP 40055390 A JP40055390 A JP 40055390A JP H06112433 A JPH06112433 A JP H06112433A
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JP
Japan
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electrode
memory cell
region
insulating film
film
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JP2400553A
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English (en)
Inventor
Toshiyuki Ishijima
俊之 石嶋
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【構成】1T1Cメモリセルのスイッチングトランジス
タのドレイン領域およびソース領域とそれぞれ自己整合
的に接続する第一引出し電極および第二引出し電極を設
ける。第一引出し電極および第二引出し電極はそれぞれ
ビット線および蓄積電極に接続する。 【効果】第一、第二引出し電極とビット線コンタクトお
よび容量コンタクト間の目合せ余裕を確保できメモリセ
ルサイズの縮小が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は絶縁ゲート電界効果トラ
ンジスタと積層型容量部とを含んでなる半導体メモリセ
ルおよびその形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電荷の形で二進情報を貯蔵する半導体メ
モリはセル面積が小さいため、高集積、大容量の半導体
メモリのメモリセルとして優れている。特にメモリセル
として一つのトランジスタと一つの容量とからなるメモ
リセル(以下1T1Cセルと略す)は、構成要素も少な
く、セル面積も小さいため高集積用メモリセルとして重
要である。ところでメモリの高集積化によるメモリセル
サイズの縮小に伴い、1T1Cセル構造における容量部
面積が減少してきている。そして容量部面積の減少によ
る記憶電荷量の減少は、耐α粒子問題、センス増幅器の
感度の劣化を引起こす。
【0003】従来、このような問題を解決するため、メ
モリセル面積の縮小にも拘らず大きな記憶容量部を形成
する方法が知られている。たとえば国際固体素子会議
(インタナショナル・エレクトロン・デバイシス・ミー
ティング)International Electr
on Devices Meeting)1988年,
592〜595ページに「3−ディメンショナル・スタ
ックト・キャパシタ・セル・フォア、16M・アンド・
64M・ディラムス(3−DIMENNSIONAL
STACKED CAPACITOR CELL FO
R 16M AND 64M DRAMS)」と題して
発表された論文においては、図15,図16に示したご
とく、1T1Cセルの容量部をビット線219a上に形
成して容量部平面積を最大限に活用し、さらにビット線
とスイッチングトランジスタのドレイン領域を接続する
ためにスイッチングトランジスタのドレイン領域で素子
領域227を凸型にしてワード線204方向のビット線
間寸法を縮小しメモリセルサイズの微細化を計ったもの
が示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
スイッチングトランジスタのドレイン領域で素子領域を
張り出して凸型にした構造においては、素子領域パター
ンとビット線コンタクトパターン間のビット線方向の目
合せずれが生じた場合、ビット線コンタクト229を形
成する凸部のビット線方向の面積が減少し、ビット線コ
ンタクトの形成が難しくなる。これを回避するためには
素子領域パターンとビット線コンタクトパターン間に目
合せずれを考慮した目合せ余裕寸法を見込まねばなら
ず、この寸法がメモリセルサイズ縮小の大きな障害とな
る。
【0005】本発明の目的はこのような従来の欠点を除
去して、高集積化に適した微細な半導体メモリセルおよ
びその製造方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
め、本発明に係わる半導体メモリセルは一つの絶縁ゲー
ト電界効果トランジスタと、一つの積層型容量部とを含
む半導体メモリセルにおいて、前記絶縁ゲート電界効果
トランジスタのドレイン領域及びビット線とは接続しま
たゲート電極とは絶縁膜を介して絶縁分離されかつ前記
絶縁ゲート電界効果トランジスタのドレイン領域上を覆
いさらにワード線領域上および隣接する,メモリセルの
分離領域上まで広がった形状を有する第一引出し電極
と、前記絶縁ゲート電界効果トランジスタのソース領域
および電荷蓄積電極とは接続しまたゲート電極とは絶縁
膜を介して絶縁分離されかつ前記絶縁ゲート電界効果ト
ランジスタのソース領域を覆いさらにワード線領域上お
よび分離領域上まで広がった形状を有しその上前記第一
引出し電極と同一導電体膜で形成された第二引出し電極
とを含んで構成されたものである。
【0007】本発明による半導体メモリセルは半導体基
板上に素子分離領域,ゲート絶縁膜,ゲート電極を形成
し次に前記ゲート電極の周囲を絶縁膜で覆いさらにソー
ス・ドレイン領域を形成する工程と、前記ソース・ドレ
イン領域の一部を開口した後導電体膜及び絶縁膜を順次
堆積する工程と、前記絶縁膜を第一引出し電極形状に加
工する工程と、レジストを第二引出し電極形状にパター
ニングする工程と、前記第一引出し電極形状を有する絶
縁膜と前記第二引出し電極形状を有するレジストをエッ
チングマスクとして前記導電体膜をエッチングして第
一,第二引出し電極を同時に形成する工程を含む形成方
法によって得られる。
【0008】
【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
【0009】図1は本発明の半導体メモリセルの一実施
例を示す模式的平面図、図2は図1のA−A線断面図、
図3は図1のB−B線断面図である。
【0010】この実施例の半導体メモリセルの積層容量
部は第二引きだし電極116を介してスイッチングトラ
ンジスタのソース領域110Sに接続した蓄積電極12
3と容量絶縁膜125を介して形成されている対向電極
126とにより形成されている。一方スイッチングトラ
ンジスタのドレイン領域110Dは第一の引きだし電極
115を介してビット線119aと接続している。
【0011】ドレイン領域110Dおよびソース領域1
10Sそれぞれと自己整合的に接続する第一引出電極1
15および第二引出電極116が設けられ、第一引出電
極115は素子領域127を区画するフィールド絶縁膜
102(分離領域)上へ延びてそこで上層のビット線1
19aと接続され、第二引出電極は直上の蓄積電極12
3と接続されている。ビット線119aと蓄積電極12
3は層次を異にする導電膜である。従って、素子領域1
27とビット線119aおよび蓄積電極123間の目合
せ余裕ははとんど考慮に入れなくてよい。
【0012】図4〜図14は本発明の半導体メモリセル
の製造方法の一実施例を説明するための模式的断面図で
ある。ただし、図4〜図9,図13,図14は図1のA
−A相当部の断面を模式的に示し、図10〜図12は図
1のB−B線相当部の断面を模式的に示すものである。
【0013】図4に示すように、p型単結晶シリコン基
板1上の素子分離領域上にフィールド絶縁膜2を形成
し、次にゲート絶縁膜3を形成し、さらにゲート電極用
のポリシリコン膜などの導電膜(4)、絶縁膜5を順次
堆積した後ゲート電極形状を有するレジスト膜6をパタ
ーニングし、次にレジスト膜6をエッチングマスクとし
て絶縁膜5、導電膜(4)をエッチングしてワード線4
を形成する。
【0014】次に図5に示すように、レジスト膜6を除
去した後低ドーズのn型不純物をイオン注入法を用いて
シリコン基板1中に注入して低濃度ソース・ドレイン領
域7を形成し、その後酸化シリコン膜8を全面に堆積す
る。
【0015】次に図6に示すように、酸化シリコン膜8
を異方性エッチング技術を用いてエッチバックしてゲー
ト電極であるワード線4の側壁に酸化シリコン膜8を残
すとともにゲート電極間に狭いスリット9を形成し、さ
らに酸化シリコン膜8をマスクとして高ドーズのn型不
純物をイオン注入法を用いてシリコン基板1中に注入し
高濃度ソース・ドレイン領域10を形成する。スリット
9と高濃度ソース・ドレイン領域10は自己整合してい
る。
【0016】次に図7に示すように、ポリシリコンなど
のn型導電膜11、絶縁膜12を順次堆積し、その後少
なくともスイッチングトランジスタのドレイン領域上を
覆うようにレジスト膜13をパターニングする。
【0017】次に図8に示すように、レジスト膜13を
マスクとして異方性エッチング技術を用いて絶縁膜12
をエッチング除去し、その後レジスト膜13を除去した
後少なくともスイッチングトランジスタのソース領域上
を覆うようにレジスト膜14をパターニングする。
【0018】次に図9に示すように、酸化シリコン膜1
2およびレジスト膜14をマスクとして異方性エッチン
グ技術を用いてn型導電膜13をエッチング除去し、第
一引出し電極15、第二引出し電極16を形成する。
【0019】次に図10に示すように、全面に絶縁膜1
7を堆積した後第一引出し電極15形成領域上の一部を
開孔したレジスト膜18を形成する。
【0020】次に図11に示すように、レジスト膜18
をマスクとして異方性エッチング技術を用いて絶縁膜1
7をエッチング除去し、レジスト膜8を除去した後ビッ
ト線形成材料として例えばタングステンシリサイド膜1
9を全面に堆積する。
【0021】次に図12に示すように、ビット線形状を
有するレジスト膜20を形成した後レジスト膜20をマ
スクとして異方性エッチング技術を用いてタングステン
シリサイド膜19をエッチング除去してビット線19a
を形成する。
【0022】次に図13に示すように、レジスト膜20
を除去した後全面に絶縁膜21を堆積し、さらに第二引
出し電極16形成領域上の一部を開孔したレジスト膜2
2を形成する。ここで絶縁膜12は便宜上図示は省略し
た。
【0023】次に図14に示すように、レジスト膜22
をマスクとして異方性エッチング技術を用いて前記絶縁
膜21をエッチング除去し、その後n型導電膜23を全
面に堆積し、次に電荷蓄積電極形状を有するレジスト膜
24をパターニングする。
【0024】次に図2に示すように、レジスト膜24を
マスクとして異方性エッチング技術を用いてn型導電性
膜23をエッチング除去して蓄積電極123を形成し、
その後レジスト膜24を除去しさらに少なくとも電荷蓄
積電極123の表面を覆うように薄い酸化シリコン膜な
どの容量絶縁膜125を形成し、しかる後n型導電膜4
5を堆積し対向電極126としてメモリセルを形成す
る。また薄い容量絶縁膜125の形成方法としては熱酸
化法、CVD法がある。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、スイッチ
ングトランジスタのドレイン領域およびソース領域とそ
れぞれ自己整合的に接続する第一引出し電極および第二
引出し電極を設け、それぞれ上層のビット線および蓄積
電極に接続することにより、1T1Cのメモリサイズを
増加させることなく第一、第二引出し電極とビット線コ
ンタクトおよび容量コンタクト間の目合せ余裕を確保す
ることができる。このたエメモリサイズの縮小が可能と
なり、高集積化に適したメモリセルを容易に得ることが
できる効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明半導体メモリセルの一実施例を示す模式
的平面図である。
【図2】本発明半導体メモリセルの一実施例を示す模式
的断面図で、図1のA−A線断面図である。
【図3】本発明半導体メモリセルの一実施例を示す模式
的断面図で、図1のB−B線断面図である。
【図4】本発明半導体メモリセルの製造方法の一実施例
を説明するための模式的断面図である。
【図5】本発明半導体メモリセルの製造方法の一実施例
を説明するための模式的断面図である。
【図6】本発明半導体メモリセルの製造方法の一実施例
を説明するための模式的断面図である。
【図7】本発明半導体メモリセルの製造方法の一実施例
を説明するための模式的断面図である。
【図8】本発明半導体メモリセルの製造方法の一実施例
を説明するための模式的断面図である。
【図9】本発明半導体メモリセルの製造方法の一実施例
を説明するための模式的断面図である。
【図10】本発明半導体メモリセルの製造方法の一実施
例を説明するための模式的断面図である。
【図11】本発明半導体メモリセルの製造方法の一実施
例を説明するための模式的断面図である。
【図12】本発明半導体メモリセルの製造方法の一実施
例を説明するための模式的断面図である。
【図13】本発明半導体メモリセルの製造方法の一実施
例を説明するための模式的断面図である。
【図14】本発明半導体メモリセルの製造方法の一実施
例を説明するための模式的断面図である。
【図15】従来の1T1Cメモリセルを示す分解斜視図
である。
【図16】従来の1T1Cメモリセルを示す平面図であ
る。
【符号の説明】
1,101 p型のシリコン基板 2,102 フィールド絶縁膜 3,103 ゲート絶縁膜 4,104,204 ワード線(ゲート電極) 5,105 絶縁膜 6 レジスト膜 7 低濃度ソース・ドレイン領域 8 酸化シリコン膜 9 スリット 10 高濃度ソース・ドレイン領域 110D ドレイン領域 110S ソース領域 11 n型導電膜 12 絶縁膜 13 レジスト膜 14 レジスト膜 15,115 第一引出し電極 16,116 第二引出し電極 17 絶縁膜 18 レジスト膜 19 タングステンシリサイド膜 19a,119a,219a ビット線 20 レジスト膜 21,121 絶縁膜 22 レジスト膜 23 n型導電膜 123,223 蓄積電極 24 レジスト膜 125 容量絶縁膜 126 対向電極 127,227 素子領域 128,228 容量コンタクト 129,229 ビット線コンタクト
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年10月1日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全面
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一つの絶縁ゲート電界効果トランジスタ
    と、一つの積層型容量部とを含む半導体メモリセルにお
    いて、前記絶縁ゲート電界効果トランジスタのドレイン
    領域及びビット線とは接続しまたゲート電極とは絶縁膜
    を介して絶縁分離されかつ前記絶縁ゲート電界効果トラ
    ンジスタのドレイン領域上を覆いさらにワード線領域上
    および隣接する,メモリセルの分離領域上まで広がった
    形状を有する第一引出し電極と、前記絶縁ゲート電界効
    果トランジスタのソース領域および電荷蓄積電極とは接
    続しまたゲート電極とは絶縁膜を介して絶縁分離されか
    つ前記絶縁ゲート電界効果トランジスタのソース領域を
    覆いさらにワード線領域上および分離領域上まで広がっ
    た形状を有しその上前記第一引出し電極と同一導電体膜
    で形成された第二引出し電極とを設けることを特徴とす
    る半導体メモリセル。
  2. 【請求項2】 半導体基板上に素子分離領域,ゲート絶
    縁膜,ゲート電極を形成し次に前記ゲート電極の周囲を
    絶縁膜で覆いさらにソース・ドレイン領域を形成する工
    程と、前記ソース・ドレイン領域の一部を開口した後導
    電体膜及び絶縁膜を順次堆積する工程と、前記絶縁膜を
    第一引出し電極形状に加工する工程と、レジストを第二
    引出し電極形状にパターニングする工程と、前記第一引
    出し電極形状を有する絶縁膜と前記第二引出し電極形状
    を有するレジストをエッチングマスクとして前記導電体
    膜をエッチングして第一,第二引出し電極を同時に形成
    する工程を含むことを特徴とする半導体メモリセルの形
    成方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5714779A (en) * 1992-06-30 1998-02-03 Siemens Aktiengesellschaft Semiconductor memory device having a transistor, a bit line, a word line and a stacked capacitor
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Effective date: 19970715