JPH1027887A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
Semiconductor device and manufacturing method thereofInfo
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- JPH1027887A JPH1027887A JP8181822A JP18182296A JPH1027887A JP H1027887 A JPH1027887 A JP H1027887A JP 8181822 A JP8181822 A JP 8181822A JP 18182296 A JP18182296 A JP 18182296A JP H1027887 A JPH1027887 A JP H1027887A
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- H10B12/03—Making the capacitor or connections thereto
- H10B12/033—Making the capacitor or connections thereto the capacitor extending over the transistor
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- H—ELECTRICITY
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- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
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Abstract
Description
【発明の属する技術分野】本発明は、1つの電荷蓄積容
量と1つの電荷入出力制御用MOSFETとを備えたメ
モリセルを有するダイナミックRAM(Dynamic
RandomAccess Memory、以下DR
AMと表記)の構造に関する。The present invention relates to a dynamic RAM (Dynamic) having a memory cell having one charge storage capacitor and one charge input / output control MOSFET.
RandomAccess Memory, DR
AM).
【0001】[0001]
【従来の技術】図12〜15は従来のDRAMのメモリ
セルの製造方法を説明したものである。図12(a)に
示すように、p型シリコン基板1201上に素子分離領
域1202を設け、素子領域1203上にゲート電極1
204とソース拡散層1205およびドレイン拡散層1
206を形成する。次に図12(b)に示すように、層
間絶縁膜1207を全面に形成した後、ドレイン拡散層
1206上にビットコンタクト1208を開口し、全面
に薄くポリシリコンまたは非晶質シリコン1209を形
成してリンをイオン注入する。次に図12(c)に示す
ように、厚いポリシリコンまたは非晶質シリコン121
0を形成してビットコンタクト1208を埋め込み、リ
ンを全面にイオン注入する。このイオン注入は、シリコ
ン基板との間のコンタクト抵抗を低くするために行われ
るものである。次に図13(a)に示すように、ポリシ
リコンまたは非晶質シリコン1210を層間絶縁膜表面
が現れるまでエッチバックし、ビットコンタクト120
8内のみにポリシリコンまたは非晶質シリコン1209
および1210が埋め込まれたプラグ構造を形成する。
次にタングステンシリサイド膜1311を全面に形成
し、フォトリソグラフィ技術とエッチングによって、図
13(b)に示すようにビット線1312を形成する。
次に図13(c)に示すように層間絶縁膜1321を全
面に成長し、ソース拡散層上に容量コンタクト1331
を開口する。次に図14(a)に示すように、薄いポリ
シリコンまたは非晶質シリコン1411を成長しリンを
全面にイオン注入する。このイオン注入は、シリコン基
板との間のコンタクト抵抗を低くするために行われるも
のである。次に図14(b)に示すように、厚いポリシ
リコンまたは非晶質シリコンを成長して容量コンタクト
1331を埋め込み、リンを全面にイオン注入し、層間
絶縁膜表面が現れるまでエッチバックして、容量コンタ
クト1331内のみにポリシリコンまたは非晶質シリコ
ン1411と1412が埋め込まれたプラグ構造を形成
する。次に図15(a)に示すように、全面にリンをド
ープした非晶質シリコンを成長し、フォトリソグラフィ
技術とエッチングによって容量の下部電極1511を形
成し、公知の技術により、HSG(Hemi−sphe
rical−Grain)と呼ばれる微小な凹凸を形成
することによって下部電極の表面積を増大させる。次に
図15(b)に示すように、容量絶縁膜1521と上部
電極1522を形成し、DRAMのメモリセルが完成す
る。2. Description of the Related Art FIGS. 12 to 15 illustrate a method of manufacturing a conventional DRAM memory cell. As shown in FIG. 12A, an element isolation region 1202 is provided on a p-type silicon substrate 1201, and a gate electrode 1 is provided on an element region 1203.
204, source diffusion layer 1205 and drain diffusion layer 1
Step 206 is formed. Next, as shown in FIG. 12B, after an interlayer insulating film 1207 is formed on the entire surface, a bit contact 1208 is opened on the drain diffusion layer 1206, and thin polysilicon or amorphous silicon 1209 is formed on the entire surface. To implant phosphorus. Next, as shown in FIG. 12C, thick polysilicon or amorphous silicon 121 is formed.
0 is formed to bury the bit contact 1208, and phosphorus is ion-implanted over the entire surface. This ion implantation is performed to reduce the contact resistance with the silicon substrate. Next, as shown in FIG. 13A, the polysilicon or amorphous silicon 1210 is etched back until the surface of the interlayer insulating film appears, and
8 only in polysilicon or amorphous silicon 1209
And 1210 form an embedded plug structure.
Next, a tungsten silicide film 1311 is formed on the entire surface, and a bit line 1312 is formed by photolithography and etching as shown in FIG.
Next, as shown in FIG. 13C, an interlayer insulating film 1321 is grown on the entire surface, and a capacitor contact 1331 is formed on the source diffusion layer.
Open. Next, as shown in FIG. 14A, thin polysilicon or amorphous silicon 1411 is grown, and phosphorus is ion-implanted over the entire surface. This ion implantation is performed to reduce the contact resistance with the silicon substrate. Next, as shown in FIG. 14B, thick polysilicon or amorphous silicon is grown to bury the capacitor contact 1331, phosphorus is ion-implanted over the entire surface, and etched back until the surface of the interlayer insulating film appears. A plug structure in which polysilicon or amorphous silicon 1411 and 1412 are buried only in the capacitor contact 1331 is formed. Next, as shown in FIG. 15A, phosphorus-doped amorphous silicon is grown on the entire surface, a lower electrode 1511 having a capacity is formed by photolithography and etching, and HSG (Hemi- sphe
The surface area of the lower electrode is increased by forming minute irregularities called “Rical-Grain”. Next, as shown in FIG. 15B, a capacitance insulating film 1521 and an upper electrode 1522 are formed, and a DRAM memory cell is completed.
【0002】ビットコンタクト1208および容量コン
タクト1331の充填材料1209,1210,141
1,1412は、通常熱CVD法によってSiH4 また
はSi2 H6 を熱分解して成長される。熱分解の温度が
約600℃の遷移温度を越える場合、コンタクトの充填
材料はグレインサイズが30〜200nm程度のポリシ
リコンとなる。熱分解の温度が遷移温度を下回る場合、
充填材料は成長直後の状態では非晶質シリコンである
が、その後のプロセスで加えられる熱処理によって、グ
レインサイズが30〜300nm程度のポリシリコンと
なる。充填材料であるポリシリコン中の不純物の拡散係
数が大きいため、素子形成プロセス完了時点では、コン
タクト内部の不純物の濃度はほぼ一様となる。[0002] Filling materials 1209, 1210, 141 for bit contacts 1208 and capacitance contacts 1331
1,1412 is usually grown by thermally decomposing SiH 4 or Si 2 H 6 by a thermal CVD method. When the thermal decomposition temperature exceeds the transition temperature of about 600 ° C., the filling material of the contact is polysilicon having a grain size of about 30 to 200 nm. If the temperature of the pyrolysis is below the transition temperature,
The filling material is amorphous silicon immediately after growth, but becomes polysilicon having a grain size of about 30 to 300 nm by a heat treatment applied in a subsequent process. Since the diffusion coefficient of the impurity in the polysilicon as the filling material is large, the concentration of the impurity inside the contact becomes almost uniform at the time of completion of the element forming process.
【0003】図20はもう一つの従来の方法によるDR
AMのメモリセルの製造方法を説明したものである。図
14(c)に示すように、容量コンタクト1331を開
口したのち、図20(a)に示すように全面に厚くリン
を1×1020cm-3以上含む非晶質シリコン2001を
成長する。次に図20(b)に示すように、フォトリソ
グラフィ技術とエッチングによって容量の下部電極20
02を形成し、公知の技術により、HSGと呼ばれる微
小な凹凸を形成することによって下部電極の表面積を増
大させる。この場合も、コンタクト充填材料2001は
成長直後の状態では非晶質シリコンであるが、その後の
プロセスで加えられる熱処理によって、グレインサイズ
が30〜300nm程度のポリシリコンとなる。FIG. 20 shows another conventional DR method.
4 illustrates a method of manufacturing an AM memory cell. As shown in FIG. 14C, after opening the capacitor contact 1331, as shown in FIG. 20A, a thick amorphous silicon 2001 containing 1 × 10 20 cm −3 or more of phosphorus is grown on the entire surface. Next, as shown in FIG. 20B, the lower electrode 20 of the capacitor is formed by photolithography and etching.
02, and the surface area of the lower electrode is increased by forming minute irregularities called HSG by a known technique. In this case as well, the contact filling material 2001 is amorphous silicon immediately after growth, but becomes polysilicon having a grain size of about 30 to 300 nm by a heat treatment applied in a subsequent process.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述したDRAMのメ
モリセルでは、容量に電圧を印加したときに電極が空乏
化して容量が低下することを抑制するため、通常容量の
下部電極に高濃度のドーパントがドープされている。ま
た、コンタクト孔1208,1331はポリシリコンで
充填されている。ポリシリコン中のドーパントの拡散
は、単結晶シリコン中に比べて100〜10000倍も
速いため、下部電極1511に含まれる高濃度のドーパ
ントはコンタクト内部のポリシリコンを通して容易にシ
リコン基板へと拡散し、n型のソースまたはドレイン拡
散層の広がりを大きくしていた。その結果、MOSFE
Tのパンチスルーが起こりやすい、素子分離特性が劣化
する、記憶情報の保持特性が劣化する、などの問題が生
じていた。In the above-mentioned DRAM memory cell, a high-concentration dopant is usually added to the lower electrode of the normal capacitor in order to prevent the electrode from being depleted when the voltage is applied to the capacitor and to reduce the capacity. Is doped. The contact holes 1208 and 1331 are filled with polysilicon. Since the diffusion of the dopant in the polysilicon is 100 to 10,000 times faster than in the single crystal silicon, the high concentration dopant contained in the lower electrode 1511 easily diffuses into the silicon substrate through the polysilicon inside the contact, The spread of the n-type source or drain diffusion layer is increased. As a result, MOSFE
There have been problems such as the tendency of punch-through of T, deterioration of element isolation characteristics, and deterioration of retention characteristics of stored information.
【0005】この問題を解決する方法の一つに、コンタ
クトの充填材料を単結晶シリコンとすることが考えられ
る。特開平2−143456には、コンタクト孔120
8の充填と下部電極の形成を、選択エピタキシャル成長
によって行う方法が提示されている。この方法では、図
13のコンタクト孔1331開孔後、ソースまたはドレ
イン拡散層を種としてドープされた単結晶シリコンをエ
ピタキシャル成長させ、下部電極もエピタキシャルシリ
コンで形成する。選択エピタキシャルシリコン形成は、
下部電極が所望の大きさまでに成長した時点で停止させ
る。これによって、下部電極形成のためのフォトリソグ
ラフィ工程およびエッチング工程が不要になることが述
べられている。As one of the methods for solving this problem, it is conceivable to use a single crystal silicon as a filling material of the contact. JP-A-2-143456 discloses a contact hole 120.
A method has been proposed in which the filling of 8 and the formation of the lower electrode are performed by selective epitaxial growth. According to this method, after opening the contact hole 1331 in FIG. 13, doped single-crystal silicon is epitaxially grown using the source or drain diffusion layer as a seed, and the lower electrode is also formed of epitaxial silicon. Selective epitaxial silicon formation
When the lower electrode has grown to a desired size, it is stopped. It is stated that this eliminates the need for a photolithography step and an etching step for forming the lower electrode.
【0006】しかし、この方法では、以下に示すような
問題点があった。第1に、下部電極の形状は電極側面の
面方位に応じた横方向の成長速度で決まるため、下部電
極の構造を任意に決めることができない。第2に、コン
タクトおよび下部電極を低抵抗とするためには選択エピ
タキシャル成長シリコンの不純物濃度を高くする必要が
あるが、これによってソースまたはドレインとの界面近
傍での濃度も高くなるため、シリコン基板への不純物の
拡散が十分に抑えられない。第3に、成長直後の下部電
極が非晶質でないため、HSG形成による容量増大が不
可能である。However, this method has the following problems. First, since the shape of the lower electrode is determined by the lateral growth rate corresponding to the plane orientation of the electrode side surface, the structure of the lower electrode cannot be arbitrarily determined. Second, in order to reduce the resistance of the contact and the lower electrode, it is necessary to increase the impurity concentration of the selectively epitaxially grown silicon. However, this also increases the concentration near the interface with the source or drain. Cannot be sufficiently suppressed. Third, since the lower electrode immediately after the growth is not amorphous, it is impossible to increase the capacitance by HSG formation.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、MOS
FETのソースおよびドレイン上に開口されたコンタク
ト内の充填材料からシリコン基板へのドーパントの拡散
を抑制し、MOSFETのソース・ドレイン間および隣
接する素子間でのパンチスルーが生じにくく記憶の保持
特性の良好なDRAMの構造とその製造方法を提供する
ことである。この目的を実現するために、本発明では電
荷を蓄積するための容量と電荷入出力制御用のMOSF
ETとを備え、MOSFETのソースが前記容量の蓄積
電極と絶縁膜に開口されたコンタクト孔に埋め込まれた
導体を介して接続されている構造のメモリセルを有する
DRAMにおいて、該コンタクトにおいて、コンタクト
孔に埋め込まれている導体のうち少なくともMOSFE
Tのソースとの接触部分のシリコンのドーピング濃度
が、該MOSFETのソース側で低く蓄積容量側で高い
ことを特徴としている。また、本発明のDRAMは、M
OSFETのドレインと配線を接続するコンタクトの充
填材料がシリコンであり、そのドーピング濃度が該MO
SFETのドレイン側で低く蓄積容量側で高いことを特
徴としている。また、本発明のDRAMは、該コンタク
トを充填するシリコンのMOSFETのソースまたはド
レインとの接触部分が単結晶シリコンからなることを特
徴としている。また、本発明のDRAMの製造方法は、
前記蓄積容量を不純物をドープした非晶質シリコンとし
て形成することを特徴としている。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a MOS transistor.
It suppresses the diffusion of dopants from the filling material in the contacts opened on the source and drain of the FET to the silicon substrate, and hardly causes punch-through between the source and drain of the MOSFET and between adjacent elements, thereby improving the memory retention characteristics. An object of the present invention is to provide a good DRAM structure and a manufacturing method thereof. In order to achieve this object, according to the present invention, a capacitor for storing charge and a MOSF for controlling charge
And a memory cell having a structure in which the source of the MOSFET is connected to the storage electrode of the capacitor via a conductor embedded in a contact hole opened in an insulating film. At least MOSFE among the conductors embedded in
It is characterized in that the doping concentration of silicon in the contact portion of T with the source is low on the source side of the MOSFET and high on the storage capacitor side. In addition, the DRAM of the present invention
The filling material of the contact connecting the drain of the OSFET and the wiring is silicon, and its doping concentration is
It is characterized in that it is low on the drain side of the SFET and high on the storage capacitor side. Further, the DRAM of the present invention is characterized in that a portion of the silicon filling the contact with a source or a drain of the MOSFET is made of single crystal silicon. Further, the method of manufacturing a DRAM of the present invention
The storage capacitor is formed as amorphous silicon doped with an impurity.
【0008】[0008]
(実施例1)次に、本発明について、図を用いて説明す
る。図1〜5は本発明の実施例1によるDRAMセルの
製造方法を説明したものである。図1(a)に示すよう
に、p型シリコン基板101上に素子分離領域102を
設け、素子領域103上にゲート絶縁膜100、ゲート
電極104とn型のソース拡散層105およびドレイン
拡散層106を形成する。次に図1(b)に示すよう
に、層間絶縁膜107を全面に形成した後、ドレイン拡
散層106上にビットコンタクト108を開口し、全面
に薄くポリシリコンまたは非晶質シリコン109を形成
してn型ドーパントのリンをイオン注入する。次に図1
(c)に示すように、厚いポリシリコンまたは非晶質シ
リコン110を形成してビットコンタクト108を埋め
込み、リンを全面にイオン注入する。次に図2(a)に
示すように、ポリシリコンまたは非晶質シリコン110
を層間絶縁膜表面が現れるまでエッチバックし、ビット
コンタクト108内のみにポリシリコンまたは非晶質シ
リコンが埋め込まれたプラグ構造を形成する。次にタン
グステンシリサイド膜211を全面に形成し、フォトリ
ソグラフィ技術とエッチングによって、図2(b)に示
すようにビット線212を形成する。次に図2(c)に
示すように層間絶縁膜221を全面に成長し、ソース拡
散層上に容量コンタクト231を開口する。次に図3
(a)に示すように、開口部に露出したシリコン基板を
種とする選択エピタキシャル成長によって、n型のドー
パントを1×1018〜1×1020cm-3程度含む単結晶
シリコン層301をコンタクト孔の途中まで成長させ
る。次に図3(b)に示すように、全面にn型ドーパン
トを1×1020cm-3以上含む非晶質シリコン302を
400〜1000nm程度の厚みに成長させる。次に図
4(a)に示すようにフォトリソグラフィ技術とエッチ
ング技術によって、容量の下部電極を形成し、公知の方
法により、HSG(Hemi−spherical−G
rain)と呼ばれる微小な凹凸を形成することによっ
て下部電極411の表面積を増大させる。次に図4
(b)に示すように、容量絶縁膜421と上部電極42
2を形成し、DRAMのメモリセルが完成する。なお、
もしHSG化による下部電極の表面積増大化を行わない
場合には、非晶質シリコン302はより成長速度の大き
い多結晶シリコンとしても良い。また、下部電極へのn
型ドーパントのドーピングは、成膜後にイオン注入等で
行っても良い。なお、n型非晶質シリコン302を成長
する前に、厚みが5〜50nm程度でn型ドーパント濃
度が5×1019cm-3以下の非晶質シリコンを成長させ
てもよい。また、n型ドーパントは、リンまたはヒ素が
用いられる。(Embodiment 1) Next, the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 5 illustrate a method of manufacturing a DRAM cell according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1A, an element isolation region 102 is provided on a p-type silicon substrate 101, and a gate insulating film 100, a gate electrode 104 and an n-type source diffusion layer 105 and a drain diffusion layer 106 are formed on an element region 103. To form Next, as shown in FIG. 1B, after an interlayer insulating film 107 is formed on the entire surface, a bit contact 108 is opened on the drain diffusion layer 106, and a thin polysilicon or amorphous silicon 109 is formed on the entire surface. Then, phosphorus of an n-type dopant is ion-implanted. Next, FIG.
As shown in FIG. 3C, a thick polysilicon or amorphous silicon 110 is formed to bury the bit contact 108, and phosphorus is ion-implanted over the entire surface. Next, as shown in FIG.
Is etched back until the surface of the interlayer insulating film appears, thereby forming a plug structure in which polysilicon or amorphous silicon is embedded only in the bit contact 108. Next, a tungsten silicide film 211 is formed on the entire surface, and a bit line 212 is formed by photolithography and etching as shown in FIG. Next, as shown in FIG. 2C, an interlayer insulating film 221 is grown on the entire surface, and a capacitor contact 231 is opened on the source diffusion layer. Next, FIG.
As shown in (a), a single crystal silicon layer 301 containing about 1 × 10 18 to 1 × 10 20 cm −3 of an n-type dopant is formed in a contact hole by selective epitaxial growth using a silicon substrate exposed in an opening as a seed. Grow halfway. Next, as shown in FIG. 3B, an amorphous silicon layer 302 containing at least 1 × 10 20 cm −3 of an n-type dopant is grown on the entire surface to a thickness of about 400 to 1000 nm. Next, as shown in FIG. 4A, a lower electrode of the capacitor is formed by a photolithography technique and an etching technique, and an HSG (Hemi-spherical-G) is formed by a known method.
The surface area of the lower electrode 411 is increased by forming minute irregularities called “rain”. Next, FIG.
As shown in (b), the capacitance insulating film 421 and the upper electrode 42
2 is completed, and the DRAM memory cell is completed. In addition,
If the surface area of the lower electrode is not increased by HSG, the amorphous silicon 302 may be polycrystalline silicon having a higher growth rate. Also, n to the lower electrode
The doping of the type dopant may be performed by ion implantation or the like after the film formation. Before growing the n-type amorphous silicon 302, amorphous silicon having a thickness of about 5 to 50 nm and an n-type dopant concentration of 5 × 10 19 cm −3 or less may be grown. As the n-type dopant, phosphorus or arsenic is used.
【0009】この場合、容量コンタクト231の充填材
料が、ポリシリコンに比べてドーパントの拡散の遅い単
結晶シリコンとしたので、蓄積容量およびコンタクトか
らシリコン基板へのドーパントの拡散が抑制されるた
め、空乏化による容量低下を防ぐために蓄積電極部のド
ーパント濃度を高くしても、パンチスルーを十分に防止
でき、またDRAMとしての記憶情報の保持特性改善が
可能である。また、単結晶シリコンはポリシリコンに比
べて抵抗率が低いため、1×1020cm-3以下のドーパ
ント濃度でも十分低いコンタクト抵抗が得られる。さら
に、容量の下部電極を非晶質シリコンで形成すれば、H
SG化による容量増大が可能である。 (実施例2)図5〜8は本発明の実施例2によるDRA
Mセルの製造方法を説明したものである。図5(a)に
示すように、p型シリコン501基板上に素子分離領域
502を設け、素子領域503上にゲート電極504と
n型のソース拡散層505およびドレイン拡散層506
を形成する。次に図5(b)に示すように、層間絶縁膜
507を全面に形成した後、ドレイン拡散層506上に
ビットコンタクト508を開口し、全面に薄くポリシリ
コンまたは非晶質シリコン509を形成してリンをイオ
ン注入する。次に図5(c)に示すように、厚いポリシ
リコンまたは非晶質シリコン510を形成してビットコ
ンタクト508を埋め込み、リンを全面にイオン注入す
る。次に図6(a)に示すように、ポリシリコンまたは
非晶質シリコン510を層間絶縁膜表面が現れるまでエ
ッチバックし、ビットコンタクト508内のみにポリシ
リコンまたは非晶質シリコンが埋め込まれたプラグ構造
を形成する。次にタングステンシリサイド膜611を全
面に形成し、フォトリソグラフィ技術とエッチングによ
って、図6(b)に示すようにビット線612を形成す
る。次に図6(c)に示すように層間絶縁膜621を全
面に成長し、ソース拡散層上に容量コンタクト631を
開口する。次に図7(a)に示すように、開口部に露出
したシリコン基板を種とする選択エピタキシャル成長に
よって、n型のドーパントを1×1018〜1×1020c
m-3程度含む単結晶シリコン層711を50〜100n
m程度の厚みにまで成長させ、その後さらにn型のドー
パントを1×1020cm-3以上含む単結晶シリコン層7
12を選択エピタキシャル成長させる。次に図7(b)
に示すように、全面にn型ドーパントを1×1020cm
-3以上含む非晶質シリコン721を400〜1000n
m程度の厚みに成長する。次に図8(a)に示すように
フォトリソグラフィ技術とエッチング技術によって下部
電極形状を定めた後、公知の方法により、HSG(He
mi−spherical−Grain)と呼ばれる微
小な凹凸を形成することによって表面積が増大した下部
電極811が形成される。次に図8(b)に示すよう
に、容量絶縁膜821と上部電極822を形成し、DR
AMのメモリセルが完成する。なお、もしHSG化によ
る下部電極の表面積増大を行わない場合には、非晶質シ
リコン721はより成長速度の大きい多結晶シリコンと
しても良い。また、下部電極へのn型ドーパントのドー
ピングは、成膜後にイオン注入等で行っても良い。In this case, since the filling material of the capacitor contact 231 is single crystal silicon in which the diffusion of the dopant is slower than that of polysilicon, the diffusion of the dopant from the storage capacitor and the contact to the silicon substrate is suppressed. Even if the dopant concentration in the storage electrode portion is increased in order to prevent a reduction in capacitance due to the formation of a semiconductor device, punch-through can be sufficiently prevented, and the retention characteristics of stored information as a DRAM can be improved. Also, since single crystal silicon has a lower resistivity than polysilicon, a sufficiently low contact resistance can be obtained even at a dopant concentration of 1 × 10 20 cm −3 or less. Furthermore, if the lower electrode of the capacitor is formed of amorphous silicon, H
It is possible to increase the capacity by SG. (Embodiment 2) FIGS. 5 to 8 show a DRA according to Embodiment 2 of the present invention.
4 illustrates a method for manufacturing an M cell. As shown in FIG. 5A, an element isolation region 502 is provided on a p-type silicon 501 substrate, and a gate electrode 504, an n-type source diffusion layer 505 and a drain diffusion layer 506 are provided on the element region 503.
To form Next, as shown in FIG. 5B, after an interlayer insulating film 507 is formed on the entire surface, a bit contact 508 is opened on the drain diffusion layer 506, and a thin polysilicon or amorphous silicon 509 is formed on the entire surface. To implant phosphorus. Next, as shown in FIG. 5C, thick polysilicon or amorphous silicon 510 is formed, the bit contact 508 is buried, and phosphorus is ion-implanted over the entire surface. Next, as shown in FIG. 6A, polysilicon or amorphous silicon 510 is etched back until the surface of the interlayer insulating film appears, and a plug in which polysilicon or amorphous silicon is embedded only in bit contact 508 is formed. Form the structure. Next, a tungsten silicide film 611 is formed on the entire surface, and a bit line 612 is formed by photolithography and etching as shown in FIG. Next, as shown in FIG. 6C, an interlayer insulating film 621 is grown on the entire surface, and a capacitor contact 631 is opened on the source diffusion layer. Next, as shown in FIG. 7A, an n-type dopant is added to the silicon substrate exposed at the opening by selective epitaxial growth at a concentration of 1 × 10 18 to 1 × 10 20 c.
50 to 100 n of a single crystal silicon layer 711 containing about m −3
m, and then a single-crystal silicon layer 7 containing at least 1 × 10 20 cm −3 of an n-type dopant.
12 is selectively epitaxially grown. Next, FIG.
As shown in, the entire surface n-type dopant 1 × 10 20 cm
400 to 1000 n of amorphous silicon 721 containing -3 or more
It grows to a thickness of about m. Next, as shown in FIG. 8A, after the shape of the lower electrode is determined by a photolithography technique and an etching technique, HSG (He
The lower electrode 811 whose surface area is increased by forming minute irregularities called “mi-spherical-grain” is formed. Next, as shown in FIG. 8B, a capacitance insulating film 821 and an upper electrode 822 are formed,
The AM memory cell is completed. If the surface area of the lower electrode is not increased by HSG, the amorphous silicon 721 may be polycrystalline silicon having a higher growth rate. The doping of the n-type dopant into the lower electrode may be performed by ion implantation or the like after the film formation.
【0010】この場合、容量コンタクト631の充填材
料を、ポリシリコンに比べてドーパントの拡散の遅い単
結晶シリコンとし、またドーパント濃度が1×1020c
m-3以下の単結晶シリコン層711の上に、ポリシリコ
ンや非晶質シリコンではなく、ドーパント濃度が1×1
020cm-3以上の低抵抗な単結晶シリコン層712を積
層した2層構造としたので、実施例1の場合と同様にパ
ンチスルー抑制やDRAMとしての保持特性の改善が可
能であるのに加え、コンタクト抵抗は実施例1の場合よ
りさらに低くできる。 (実施例3)図9〜11は本発明の実施例3によるDR
AMセルの製造方法を説明したものである。図9(a)
に示すように、p型シリコン基板901上に素子分離領
域902を設け、素子領域903上にゲート電極904
とn型のソース拡散層905およびドレイン拡散層90
6を形成する。次に図9(b)に示すように、層間絶縁
膜907を全面に形成した後、ドレイン拡散層906上
にビットコンタクト908を開口し、開口部に露出した
シリコン基板を種とする選択エピタキシャル成長によっ
て、n型のドーパントを1×1018〜1×1020cm-3
程度含む単結晶シリコン層911を50〜100nm程
度の厚みまで成長させ、その後さらにn型のドーパント
を1×1020cm-3以上含む単結晶シリコン層912を
ビットコンタクト908がほぼ埋まる程度まで成長し、
その後全面にタングステンシリサイド膜913を全面に
形成する。次に図9(c)に示すように、フォトリソグ
ラフィ技術とエッチングによって、ビット線931を形
成する。次に図10(a)に示すように、層間絶縁膜1
011を全面に成長し、ソース拡散層上に容量コンタク
ト1012を開口し、開口部のシリコン基板を種とする
選択エピタキシャル成長によって、n型のドーパントを
1×1018〜1×1020cm-3程度含む単結晶シリコン
層1013を50〜100nm程度の厚みにまで成長さ
せ、その後さらにn型のドーパントを1×1020cm-3
以上含む単結晶シリコン層1014を容量コンタクト1
012がほぼ埋まる程度まで選択エピタキシャル成長さ
せ、その後全面にn型ドーパントを1×1020cm-3以
上含む非晶質シリコン1015を400〜1000nm
程度の厚みに成長する。次に図10(b)に示すよう
に、フォトリソグラフィ技術とエッチング技術によって
下部電極形状を定めた後、公知の方法により、HSG
(Hemi−spherical−Grain)と呼ば
れる微小な凹凸を形成することによって表面積を増大し
た下部電極1021が形成される。次に図11に示すよ
うに、容量絶縁膜1101と上部電極1102を形成
し、DRAMのメモリセルが完成する。なお、もしHS
G化による下部電極の表面積増大を行わない場合には、
非晶質シリコン1015はより成長速度の大きい多結晶
シリコンとしても良い。また、下部電極へのn型ドーパ
ントのドーピングは、成膜後にイオン注入等で行っても
良い。In this case, the filling material of the capacitor contact 631 is a single crystal silicon having a dopant diffusion slower than that of polysilicon, and the dopant concentration is 1 × 10 20 c.
On the single crystal silicon layer 711 of m −3 or less, a dopant concentration of 1 × 1 is used instead of polysilicon or amorphous silicon.
Since it has a two-layer structure in which a single-crystal silicon layer 712 having a low resistance of 0 20 cm −3 or more is stacked, it is possible to suppress punch-through and improve the holding characteristics as a DRAM as in the first embodiment. In addition, the contact resistance can be further reduced than in the case of the first embodiment. (Embodiment 3) FIGS. 9 to 11 show DR according to Embodiment 3 of the present invention.
4 illustrates a method of manufacturing an AM cell. FIG. 9 (a)
As shown in FIG. 7, an element isolation region 902 is provided on a p-type silicon substrate 901 and a gate electrode 904 is formed on an element region 903.
And n-type source diffusion layer 905 and drain diffusion layer 90
6 is formed. Next, as shown in FIG. 9B, after an interlayer insulating film 907 is formed on the entire surface, a bit contact 908 is opened on the drain diffusion layer 906, and selective epitaxial growth is performed by using a silicon substrate exposed in the opening as a seed. , An n-type dopant in an amount of 1 × 10 18 to 1 × 10 20 cm −3
Is grown to a thickness of about 50 to 100 nm, and then a single-crystal silicon layer 912 containing an n-type dopant of 1 × 10 20 cm −3 or more is grown until the bit contact 908 is almost buried. ,
Thereafter, a tungsten silicide film 913 is formed on the entire surface. Next, as shown in FIG. 9C, a bit line 931 is formed by photolithography and etching. Next, as shown in FIG.
011 is grown on the entire surface, a capacitor contact 1012 is opened on the source diffusion layer, and an n-type dopant is added to the opening at about 1 × 10 18 to 1 × 10 20 cm -3 by selective epitaxial growth using a silicon substrate as a seed. A single-crystal silicon layer 1013 containing silicon is grown to a thickness of about 50 to 100 nm, and then an n-type dopant is further added to 1 × 10 20 cm −3.
The single crystal silicon layer 1014 including the above
Selective epitaxial growth until 012 is almost buried, and then 400-1000 nm of amorphous silicon 1015 containing 1 × 10 20 cm −3 or more of n-type dopant on the entire surface.
It grows to a thickness of the order. Next, as shown in FIG. 10B, after the shape of the lower electrode is determined by a photolithography technique and an etching technique, the HSG is formed by a known method.
The lower electrode 1021 whose surface area is increased by forming minute irregularities called (hemi-spherical-grain) is formed. Next, as shown in FIG. 11, a capacitor insulating film 1101 and an upper electrode 1102 are formed, and a DRAM memory cell is completed. Note that if HS
In the case where the surface area of the lower electrode is not increased by changing to G,
The amorphous silicon 1015 may be polycrystalline silicon having a higher growth rate. The doping of the n-type dopant into the lower electrode may be performed by ion implantation or the like after the film formation.
【0011】この場合、容量コンタクト1012だけで
なくビットコンタクト908の充填材料も単結晶シリコ
ンとしたので、ビットコンタクトから基板への拡散も抑
制でき、実施例1、2の場合より大きなパンチスルー抑
制効果が得られる。 (実施例4)図16〜19は本発明の実施例4によるD
RAMセルの製造方法を説明したものである。図16
(a)に示すように、p型シリコン基板1601上に素
子分離領域1602を設け、素子領域1603上にゲー
ト電極1604とn型のソース拡散層1605およびド
レイン拡散層1606を形成する。次に図16(b)に
示すように、層間絶縁膜1607を全面に形成した後、
ドレイン拡散層1606上にビットコンタクト1608
を開口し、n型ドーパント濃度が1×1020cm-3以下
のポリシリコンまたは非晶質シリコン1609を20〜
100nmの厚みに形成する。次に図16(c)に示す
ように、n型ドーパント濃度が1×1020cm-3以上の
厚いポリシリコンまたは非晶質シリコン1610を形成
してビットコンタクト1608を埋め込む。次にポリシ
リコンまたは非晶質シリコン1610を層間絶縁膜表面
が現れるまでエッチバックし、ビットコンタクト160
8内のみにポリシリコンまたは非晶質シリコン1609
および1610が埋め込まれたプラグ構造を形成し、そ
の後図17(a)に示すように、全面にタングステンシ
リサイド膜1711を形成する。次に図17(b)に示
すように、フォトリソグラフィ技術とエッチングによっ
て、ビット線1712を形成する。次に図17(c)に
示すように、層間絶縁膜1721を全面に成長し、ソー
ス拡散層1605上に容量コンタクト1731を開口す
る。次に図18(a)に示すように、n型ドーパント濃
度が1×1020cm-3以下のポリシリコンまたは非晶質
シリコン1811を20〜100nmの厚みに形成す
る。次に図18(b)に示すように、n型ドーパント濃
度が1×1020cm-3以上の厚いポリシリコンまたは非
晶質シリコン1812を形成して容量コンタクト173
1を埋め込み、層間絶縁膜が現れるまでエッチバック
し、容量コンタクト1731内のみにポリシリコンまた
は非晶質シリコン1811および1812が埋め込まれ
たプラグ構造を形成する。次に全面にn型ドーパントを
1×1020cm-3以上含む非晶質シリコンを400〜1
000nm程度の厚みに成長し、フォトリソグラフィ技
術とエッチング技術によって下部電極形状を定めた後、
公知の方法によりHSG(Hemi−Spherica
l−Grain)と呼ばれる微小な凹凸を形成すること
によって表面積が増大した下部電極1911が形成され
る。次に図19(b)に示すように、容量絶縁膜192
1と上部電極1922を形成し、DRAMのメモリセル
が完成する。なお、もしHSG化による下部電極の表面
積増大を行わない場合には、非晶質シリコン1911は
より成長速度の大きい多結晶シリコンとしても良い。ま
た、下部電極へのn型ドーパントのドーピングは、成膜
後にイオン注入等で行っても良い。In this case, since the filling material of not only the capacity contact 1012 but also the bit contact 908 is made of single crystal silicon, the diffusion from the bit contact to the substrate can be suppressed, and the punch-through suppressing effect is larger than in the first and second embodiments. Is obtained. (Embodiment 4) FIGS. 16 to 19 show D according to Embodiment 4 of the present invention.
4 illustrates a method of manufacturing a RAM cell. FIG.
As shown in (a), an element isolation region 1602 is provided on a p-type silicon substrate 1601, and a gate electrode 1604 and an n-type source diffusion layer 1605 and a drain diffusion layer 1606 are formed on the element region 1603. Next, as shown in FIG. 16B, after an interlayer insulating film 1607 is formed on the entire surface,
A bit contact 1608 is formed on the drain diffusion layer 1606.
Through which polysilicon or amorphous silicon 1609 having an n-type dopant concentration of 1 × 10 20 cm −3 or less is
It is formed to a thickness of 100 nm. Next, as shown in FIG. 16C, thick polysilicon or amorphous silicon 1610 having an n-type dopant concentration of 1 × 10 20 cm −3 or more is formed, and the bit contact 1608 is buried. Next, polysilicon or amorphous silicon 1610 is etched back until the surface of the interlayer insulating film appears, and bit contact 160
8 only in polysilicon or amorphous silicon 1609
Then, a plug structure in which the plug structure 1610 is embedded is formed, and then a tungsten silicide film 1711 is formed on the entire surface as shown in FIG. Next, as shown in FIG. 17B, a bit line 1712 is formed by photolithography and etching. Next, as shown in FIG. 17C, an interlayer insulating film 1721 is grown on the entire surface, and a capacitor contact 1731 is opened on the source diffusion layer 1605. Next, as shown in FIG. 18A, polysilicon or amorphous silicon 1811 having an n-type dopant concentration of 1 × 10 20 cm −3 or less is formed to a thickness of 20 to 100 nm. Next, as shown in FIG. 18B, a thick polysilicon or amorphous silicon 1812 having an n-type dopant concentration of 1 × 10 20 cm −3 or more is formed, and a capacitor contact 173 is formed.
1 and then etched back until an interlayer insulating film appears to form a plug structure in which polysilicon or amorphous silicon 1811 and 1812 are embedded only in the capacitor contact 1731. Next, 400 to 1 amorphous silicon containing an n-type dopant of 1 × 10 20 cm −3 or more over the entire surface.
After growing to a thickness of about 000 nm and defining the lower electrode shape by photolithography technology and etching technology,
HSG (Hemi-Spherica) is obtained by a known method.
The lower electrode 1911 whose surface area is increased by forming minute unevenness called “l-Grain” is formed. Next, as shown in FIG.
1 and an upper electrode 1922 are formed, and a DRAM memory cell is completed. If the surface area of the lower electrode is not increased by HSG, the amorphous silicon 1911 may be polycrystalline silicon having a higher growth rate. The doping of the n-type dopant into the lower electrode may be performed by ion implantation or the like after the film formation.
【0012】この場合、容量コンタクト1731とビッ
トコンタクト1608の充填材料に選択エピタキシャル
シリコンを用いず、低ドープのポリシリコンまたは非晶
質シリコンと高ドープのポリシリコンまたは非晶質シリ
コンとすることで、高真空を得るための特別な装置なし
に従来のCVD装置だけでコンタクトを形成できる。ま
た、基板へのドーパントの拡散は、コンタクト形成後の
熱処理時間を制御することで抑制できる。In this case, low-doped polysilicon or amorphous silicon and highly-doped polysilicon or amorphous silicon are used as filling materials for the capacity contact 1731 and the bit contact 1608 without using selective epitaxial silicon. A contact can be formed only by a conventional CVD apparatus without a special apparatus for obtaining a high vacuum. Further, diffusion of the dopant into the substrate can be suppressed by controlling the heat treatment time after the contact is formed.
【0013】[0013]
【発明の効果】本発明の第1の実施例によれば、シリコ
ン基板の拡散層と下部電極をつなぐコンタクトの充填材
料の内、シリコン基板と接する50〜200nm厚の部
分がポリシリコンや非晶質シリコンより不純物の拡散し
にくい単結晶シリコンで形成されているため、高濃度に
ドープされた非晶質シリコン中のドーパントがシリコン
基板まで拡散してソース拡散層が深くなることを防止す
ることができ、パンチスルーおよび記憶情報の保持特性
を改善できる。また、該単結晶シリコン内のドーピング
濃度が1×1018〜1×1020cm-3とソースまたはド
レイン拡散層と同程度の濃度であるため、該単結晶シリ
コンからシリコン基板へのドーパントの拡散も生じな
い。さらに、該単結晶シリコン部の抵抗率は、従来充填
材料として用いられていた多結晶シリコンと異なり、上
記ドーピング濃度においても十分低い抵抗率を有するた
め、コンタクト抵抗を所望の低い値とすることができ
る。さらに、蓄積電極を非晶質シリコンとして成長して
いるため、HSG化による容量増大が可能である。また
本発明の第2の実施例によれば、コンタクト上部の充填
材料を高くドープした単結晶シリコンとしたため、多結
晶シリコンを用いた場合よりさらにコンタクト抵抗を低
減できる。また本発明の第3の実施例によれば、容量コ
ンタクトに加えてビットコンタクトの充填材料にも1×
1018〜1×1020cm-3のドーパントを含む単結晶シ
リコンを用いたため、ソース拡散層だけでなくドレイン
拡散層が深くなることも抑制できるため、パンチスルー
をより効果的に防止することができる。また本発明の第
4の実施例によれば、容量コンタクトとビットコンタク
トの充填材料に選択エピタキシャルシリコンを用いず、
低ドープのポリシリコンまたは非晶質シリコンと高ドー
プのポリシリコンまたは非晶質シリコンとすることで、
高真空の特別な装置なしに従来のCVD装置だけでコン
タクトを形成できる。According to the first embodiment of the present invention, of the filling material of the contact connecting the diffusion layer of the silicon substrate and the lower electrode, the portion having a thickness of 50 to 200 nm in contact with the silicon substrate is made of polysilicon or amorphous. It is made of single-crystal silicon, in which impurities are less likely to diffuse than porous silicon, so that it is possible to prevent the dopant in the highly doped amorphous silicon from diffusing to the silicon substrate and deepening the source diffusion layer. It is possible to improve punch-through and storage information retention characteristics. Further, since the doping concentration in the single-crystal silicon is 1 × 10 18 to 1 × 10 20 cm −3 , which is almost the same as that of the source or drain diffusion layer, the diffusion of the dopant from the single-crystal silicon to the silicon substrate is performed. Does not occur. Furthermore, since the resistivity of the single crystal silicon portion is sufficiently low even at the above-mentioned doping concentration unlike polycrystalline silicon conventionally used as a filling material, the contact resistance can be set to a desired low value. it can. Further, since the storage electrode is grown as amorphous silicon, the capacity can be increased by HSG. Further, according to the second embodiment of the present invention, since the filling material above the contact is made of highly doped single crystal silicon, the contact resistance can be further reduced as compared with the case where polycrystalline silicon is used. According to the third embodiment of the present invention, the filling material of the bit contact in addition to the capacitance contact is 1 ×.
Since single crystal silicon containing a dopant of 10 18 to 1 × 10 20 cm −3 is used, not only the source diffusion layer but also the drain diffusion layer can be suppressed from being deepened, so that punch-through can be more effectively prevented. it can. According to the fourth embodiment of the present invention, the selective epitaxial silicon is not used for the filling material of the capacitor contact and the bit contact,
By using low-doped polysilicon or amorphous silicon and highly-doped polysilicon or amorphous silicon,
A contact can be formed only by a conventional CVD device without a special device of a high vacuum.
【図1】本発明の第1の実施例のDRAMメモリセルの
製造工程を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a manufacturing process of a DRAM memory cell according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施例のDRAMメモリセルの
製造工程を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a manufacturing process of the DRAM memory cell according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第1の実施例のDRAMメモリセルの
製造工程を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a manufacturing process of the DRAM memory cell according to the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第1の実施例のDRAMメモリセルの
製造工程を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a manufacturing process of the DRAM memory cell according to the first embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第2の実施例のDRAMメモリセルの
製造工程を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a manufacturing process of the DRAM memory cell according to the second embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第2の実施例のDRAMメモリセルの
製造工程を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a manufacturing process of the DRAM memory cell according to the second embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第2の実施例のDRAMメモリセルの
製造工程を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a manufacturing process of the DRAM memory cell according to the second embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第2の実施例のDRAMメモリセルの
製造工程を説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a manufacturing process of the DRAM memory cell according to the second embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第3の実施例のDRAMメモリセルの
製造工程を説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a manufacturing process of the DRAM memory cell according to the third embodiment of the present invention.
【図10】本発明の第3の実施例のDRAMメモリセル
の製造工程を説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a manufacturing process of the DRAM memory cell according to the third embodiment of the present invention.
【図11】本発明の第3の実施例のDRAMメモリセル
の製造工程を説明する図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a manufacturing process of the DRAM memory cell according to the third embodiment of the present invention.
【図12】従来のDRAMメモリセルの製造工程を説明
する図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a manufacturing process of a conventional DRAM memory cell.
【図13】従来のDRAMメモリセルの製造工程を説明
する図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a manufacturing process of a conventional DRAM memory cell.
【図14】従来のDRAMメモリセルの製造工程を説明
する図である。FIG. 14 is a diagram illustrating a manufacturing process of a conventional DRAM memory cell.
【図15】従来のDRAMメモリセルの製造工程を説明
する図である。FIG. 15 is a diagram illustrating a manufacturing process of a conventional DRAM memory cell.
【図16】本発明の第4の実施例のDRAMメモリセル
の製造工程を説明する図である。FIG. 16 is a diagram illustrating a manufacturing process of the DRAM memory cell according to the fourth embodiment of the present invention.
【図17】本発明の第4の実施例のDRAMメモリセル
の製造工程を説明する図である。FIG. 17 is a diagram illustrating a manufacturing process of the DRAM memory cell according to the fourth embodiment of the present invention.
【図18】本発明の第4の実施例のDRAMメモリセル
の製造工程を説明する図である。FIG. 18 is a diagram illustrating a manufacturing process of the DRAM memory cell according to the fourth embodiment of the present invention.
【図19】本発明の第4の実施例のDRAMメモリセル
の製造工程を説明する図である。FIG. 19 is a diagram illustrating a manufacturing process of the DRAM memory cell according to the fourth embodiment of the present invention.
【図20】従来のDRAMメモリセルの製造工程を説明
する図である。FIG. 20 is a diagram illustrating a manufacturing process of a conventional DRAM memory cell.
100 ゲート絶縁膜 101 シリコン基板 102 素子分離酸化膜 103 素子領域 104 ゲート電極 105 ソース拡散層 106 ドレイン拡散層 107 層間絶縁膜 108 ビットコンタクト 109,110 ポリシリコンまたは非晶質シリコン 211 タングステンシリサイド膜 212 配線シリサイド 221 層間絶縁膜 231 容量コンタクト 301 単結晶シリコン 302 非晶質シリコン 411 下部電極 421 容量絶縁膜 422 非晶質シリコンまたはポリシリコン 500 ゲート絶縁膜 501 シリコン基板 502 素子分離酸化膜 503 素子領域 504 ゲート電極 505 ソース拡散層 506 ドレイン拡散層 507 層間絶縁膜 508 ビットコンタクト 509,510 ポリシリコンまたは非晶質シリコン 611 タングステンシリサイド膜 612 配線シリサイド 621 層間絶縁膜 631 容量コンタクト 711,712 単結晶シリコン 721 非晶質シリコン 811 下部蓄積電極 821 容量絶縁膜 822 非晶質シリコンまたはポリシリコン 900 ゲート絶縁膜 901 シリコン基板 902 素子分離酸化膜 903 素子領域 904 ゲート電極 905 ソース拡散層 906 ドレイン拡散層 907 層間絶縁膜 908 ビットコンタクト 911,912 単結晶シリコン 913 タングステンシリサイド膜 931 配線シリサイド 1011 層間絶縁膜 1012 容量コンタクト 1013,1014 単結晶シリコン 1015 非晶質シリコン 1021 下部蓄積電極 1101 容量絶縁膜 1102 非晶質シリコンまたはポリシリコン 1200 ゲート絶縁膜 1201 シリコン基板 1202 素子分離酸化膜 1203 素子領域 1204 ゲート電極 1205 ソース拡散層 1206 ドレイン拡散層 1207 層間絶縁膜 1208 ビットコンタクト 1209,1210 ポリシリコンまたは非晶質シリ
コン 1311 タングステンシリサイド膜 1312 配線シリサイド 1321 層間絶縁膜 1331 容量コンタクト 1411,1412 非晶質シリコンまたはポリシリ
コン 1511 下部蓄積電極 1521 容量絶縁膜 1522 非晶質シリコンまたはポリシリコン 1600 ゲート絶縁膜 1601 シリコン基板 1602 素子分離酸化膜 1603 素子領域 1604 ゲート電極 1605 ソース拡散層 1606 ドレイン拡散層 1607 層間絶縁膜 1608 ビットコンタクト 1609,1610 ポリシリコンまたは非晶質シリ
コン 1711 タングステンシリサイド膜 1712 配線シリサイド 1721 層間絶縁膜 1731 容量コンタクト 1811,1812 非晶質シリコンまたはポリシリ
コン 1911 下部蓄積電極 1921 容量絶縁膜 1922 非晶質シリコンまたはポリシリコン 2001 容量コンタクト 2002 蓄積電極REFERENCE SIGNS LIST 100 gate insulating film 101 silicon substrate 102 element isolation oxide film 103 element region 104 gate electrode 105 source diffusion layer 106 drain diffusion layer 107 interlayer insulation film 108 bit contact 109, 110 polysilicon or amorphous silicon 211 tungsten silicide film 212 wiring silicide 221 Interlayer insulating film 231 Capacitance contact 301 Single crystal silicon 302 Amorphous silicon 411 Lower electrode 421 Capacitive insulating film 422 Amorphous silicon or polysilicon 500 Gate insulating film 501 Silicon substrate 502 Element isolation oxide film 503 Element region 504 Gate electrode 505 Source diffusion layer 506 Drain diffusion layer 507 Interlayer insulating film 508 Bit contact 509, 510 Polysilicon or amorphous silicon 611 Tungsten Silicide film 612 Wiring silicide 621 Interlayer insulating film 631 Capacitive contact 711, 712 Monocrystalline silicon 721 Amorphous silicon 811 Lower storage electrode 821 Capacitive insulating film 822 Amorphous silicon or polysilicon 900 Gate insulating film 901 Silicon substrate 902 Element isolation oxidation Film 903 element region 904 gate electrode 905 source diffusion layer 906 drain diffusion layer 907 interlayer insulating film 908 bit contact 911,912 single crystal silicon 913 tungsten silicide film 931 wiring silicide 1011 interlayer insulating film 1012 capacitance contact 1013,1014 single crystal silicon 1015 non Amorphous silicon 1021 Lower storage electrode 1101 Capacitive insulating film 1102 Amorphous silicon or polysilicon 1200 Gate insulating film 1201 Silicon substrate 1202 Device isolation oxide film 1203 Device region 1204 Gate electrode 1205 Source diffusion layer 1206 Drain diffusion layer 1207 Interlayer insulation film 1208 Bit contact 1209, 1210 Polysilicon or amorphous silicon 1311 Tungsten silicide film 1312 Wiring silicide 1321 Interlayer insulation film 1331 Capacitance contacts 1411, 1412 Amorphous silicon or polysilicon 1511 Lower storage electrode 1521 Capacitive insulating film 1522 Amorphous silicon or polysilicon 1600 Gate insulating film 1601 Silicon substrate 1602 Device isolation oxide film 1603 Device region 1604 Gate electrode 1605 Source diffusion layer 1606 Drain diffusion layer 1607 Interlayer insulating film 1608 Bit contact 1609, 1610 Polysilicon Or amorphous silicon 1711 tungsten silicide film 1712 wiring silicide 1721 interlayer insulating film 1731 capacity contact 1811, 1812 amorphous silicon or polysilicon 1911 lower storage electrode 1921 capacity insulating film 1922 amorphous silicon or polysilicon 2001 capacity contact 2002 Storage electrode
Claims (6)
縁膜を介して形成された上部構造とを接続するコンタク
トの充填材料が、少なくとも前記シリコン基板との接触
部分が不純物ドープされた単結晶シリコンであり、前記
上部構造が非晶質シリコンであることを特徴とする半導
体装置。1. A filling material of a contact connecting a silicon substrate and an upper structure formed on the silicon substrate via an insulating film is a single crystal silicon in which at least a contact portion with the silicon substrate is doped with impurities. Wherein the upper structure is made of amorphous silicon.
縁膜を介して形成された上部構造とを接続するコンタク
トの充填材料がシリコンであり、前記コンタクト中のシ
リコンにドープされている不純物濃度が、前記上部構造
側に比べて前記シリコン基板側で低いことを特徴とする
半導体装置。2. A contact filling material for connecting a silicon substrate and an upper structure formed on the silicon substrate via an insulating film is silicon, and an impurity concentration doped in silicon in the contact is: A semiconductor device, which is lower on the silicon substrate side than on the upper structure side.
縁膜を介して形成された上部構造とを接続するコンタク
トが、ドーパント濃度が1×1020cm-3以下で厚さが
100nm以下の非晶質シリコンまたはポリシリコンと
ドーパント濃度が1×1020cm-3以上の非晶質シリコ
ンまたはポリシリコンを順次積層して充填されているこ
とを特徴とする半導体装置。3. A contact connecting a silicon substrate and an upper structure formed on the silicon substrate via an insulating film is made of an amorphous material having a dopant concentration of 1 × 10 20 cm −3 or less and a thickness of 100 nm or less. A semiconductor device characterized in that silicon and polysilicon and amorphous silicon or polysilicon having a dopant concentration of 1 × 10 20 cm −3 or more are sequentially stacked and filled.
力制御用のMOSFETとを備え、前記MOSFETの
ソースが前記容量部の蓄積電極と絶縁膜に開口されたコ
ンタクト内の導体を介して接続されているメモリセルを
有するダイナミックRAMにおいて、前記コンタクトは
請求項1ないし3の構造を有することを特徴とするダイ
ナミックRAM。4. A capacitor for accumulating electric charge and a MOSFET for charge input / output control, wherein a source of the MOSFET is connected to a storage electrode of the capacitor and a conductor in a contact opened to an insulating film. 4. A dynamic RAM having connected memory cells, wherein the contact has a structure according to claim 1.
力制御用のMOSFETとを備え、前記MOSFETの
ドレインがコンタクト内の導体を介して配線に接続され
ている構造のメモリセルを有するダイナミックRAMに
おいて、前記コンタクトは請求項1ないし3の構造を有
することを特徴とするダイナミックRAM。5. A dynamic memory having a memory cell having a capacitor portion for accumulating charges and a MOSFET for charge input / output control, wherein a drain of the MOSFET is connected to a wiring via a conductor in a contact. 4. A dynamic RAM according to claim 1, wherein said contacts have a structure according to claim 1.
非晶質シリコンとして形成することを特徴とする請求項
4および5のダイナミックRAMの製造方法。6. The method of manufacturing a dynamic RAM according to claim 4, wherein the electrode of the capacitor is formed as amorphous silicon doped with an impurity.
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP8181822A JPH1027887A (en) | 1996-07-11 | 1996-07-11 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
| KR1019970033070A KR980012547A (en) | 1996-07-11 | 1997-07-11 | A semiconductor device having a single crystal silicon plug and a manufacturing method and apparatus thereof for preventing a contact region in which a dopant impurity is diffused does not accumulate an electrode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8181822A JPH1027887A (en) | 1996-07-11 | 1996-07-11 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
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ID=16107431
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|---|---|---|---|---|
| KR100346455B1 (en) * | 1999-12-30 | 2002-07-27 | 주식회사 하이닉스반도체 | Fabricating method for capacitor of semiconductor device |
| KR100323990B1 (en) * | 1998-06-02 | 2002-08-21 | 삼성전자 주식회사 | Manufacturing method of capacitor with hemispherical crystal grains |
| US7312110B2 (en) | 2004-04-06 | 2007-12-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods of fabricating semiconductor devices having thin film transistors |
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- 1996-07-11 JP JP8181822A patent/JPH1027887A/en active Pending
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1997
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| Publication number | Publication date |
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| KR980012547A (en) | 1998-04-30 |
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| A02 | Decision of refusal |
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