JPS60216577A - 半導体メモリ構造体及びその製造方法 - Google Patents
半導体メモリ構造体及びその製造方法Info
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- JPS60216577A JPS60216577A JP60009996A JP999685A JPS60216577A JP S60216577 A JPS60216577 A JP S60216577A JP 60009996 A JP60009996 A JP 60009996A JP 999685 A JP999685 A JP 999685A JP S60216577 A JPS60216577 A JP S60216577A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B12/00—Dynamic random access memory [DRAM] devices
- H10B12/01—Manufacture or treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B12/00—Dynamic random access memory [DRAM] devices
- H10B12/30—DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/082—Ion implantation FETs/COMs
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- Element Separation (AREA)
- Static Random-Access Memory (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (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。
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〕
本発明は半導体メモリ構造体とその製造方法及び半導体
構造体製造方法に関する。
構造体製造方法に関する。
半導体メモリ構造体製造の現在の技術で最も難しい問題
の一つは単一チップ上でメモリセル容量を大きくするこ
とである。典型的な例として、ダイナミックRAMの容
量が64Kから256Kに更に1メガバイト台にまで大
きくなるにつれて、チップの全体寸法を適当な大きさに
して置くにはメモリセル間の間隔を減らす必要がある。
の一つは単一チップ上でメモリセル容量を大きくするこ
とである。典型的な例として、ダイナミックRAMの容
量が64Kから256Kに更に1メガバイト台にまで大
きくなるにつれて、チップの全体寸法を適当な大きさに
して置くにはメモリセル間の間隔を減らす必要がある。
しかし、メモリセル間の間隔を減ら寸と、メモリセル間
の間隔の分離特性を維持することが必要になる。メモリ
セル間の間隔の分離特性が維持されない場合は、メモリ
セルからメモリセルへ漏れが生じてメモリチップの信頼
度は許容されないものとなる。
の間隔の分離特性を維持することが必要になる。メモリ
セル間の間隔の分離特性が維持されない場合は、メモリ
セルからメモリセルへ漏れが生じてメモリチップの信頼
度は許容されないものとなる。
同様に、1チップ当りのメモリセルの数が増えても、各
メモリセルのキャパシタンスは相対的に一定に保たねば
ならない。これは、従来のチップ領域設計概念と根本的
に一致していないことが分る。すべてのチップは大気中
でアルファ線放射を受【ノるために、メモリセル自体の
キャパシタンスは重要である。全キャパシタンス容量が
小さすぎる場合は、半導体メモリセル構造体内のアルフ
ァ粒子の衝撃によって蓄積電荷は容易に中和されてしま
う。
メモリセルのキャパシタンスは相対的に一定に保たねば
ならない。これは、従来のチップ領域設計概念と根本的
に一致していないことが分る。すべてのチップは大気中
でアルファ線放射を受【ノるために、メモリセル自体の
キャパシタンスは重要である。全キャパシタンス容量が
小さすぎる場合は、半導体メモリセル構造体内のアルフ
ァ粒子の衝撃によって蓄積電荷は容易に中和されてしま
う。
本発明は半導体メモリ構造体およびその製造方法に係り
、各メモリセル間の間隔の必要条件ど、物理的・電気的
必要条件とを調和させようとするものである。
、各メモリセル間の間隔の必要条件ど、物理的・電気的
必要条件とを調和させようとするものである。
本発明は一面では、複数個のメモリセルを備え各メモリ
セルはそれぞれのセルキャパシタンスを有し、隣り合っ
たメモリセル間の分離がなされた半導体メモリ構造体製
造方法において、酸化物層をシリコン基体上に形成する
工程と、酸化物層を貫通して孔をエツチングににり形成
してメモリセル間の間隔を決める工程と、エツチングに
よって形成された孔の中へ不純物を注入しメモリセルキ
ャパシタ域を形成する工程と、不純物を注入した上に誘
電物質層を形成することによってキャパシタ誘電を調節
する工程と、誘電物質層上にキャパシタプレートを加え
る工程とから成る半導体メ[り構造体製造方法を提供す
る。
セルはそれぞれのセルキャパシタンスを有し、隣り合っ
たメモリセル間の分離がなされた半導体メモリ構造体製
造方法において、酸化物層をシリコン基体上に形成する
工程と、酸化物層を貫通して孔をエツチングににり形成
してメモリセル間の間隔を決める工程と、エツチングに
よって形成された孔の中へ不純物を注入しメモリセルキ
ャパシタ域を形成する工程と、不純物を注入した上に誘
電物質層を形成することによってキャパシタ誘電を調節
する工程と、誘電物質層上にキャパシタプレートを加え
る工程とから成る半導体メ[り構造体製造方法を提供す
る。
本発明の方法は、十分なキャパシタ、ンスを得るのに適
当なセル寸法を有しながら1メガビットメモリを過剰な
間隔を取らずに可能にする半導体メモリ構造体を提供す
ることができる。
当なセル寸法を有しながら1メガビットメモリを過剰な
間隔を取らずに可能にする半導体メモリ構造体を提供す
ることができる。
本発明の方法は、厚い酸化物層を電磁界シールド分離用
に、例えばダイナミックRAMにおいて改良するのに、
また0MO8製造方法に組み入れて改良するのにも使う
。ここに記載の厚い酸化物層の電磁界シールド0MO8
製造方法は、構造上の電子的制約だけを受番ノるメモリ
セル間の間隔を減らづことができる。メモリセル間の間
隔は従来の酸化物層成長方法によらず酸化物層のエツチ
ングにより決める。
に、例えばダイナミックRAMにおいて改良するのに、
また0MO8製造方法に組み入れて改良するのにも使う
。ここに記載の厚い酸化物層の電磁界シールド0MO8
製造方法は、構造上の電子的制約だけを受番ノるメモリ
セル間の間隔を減らづことができる。メモリセル間の間
隔は従来の酸化物層成長方法によらず酸化物層のエツチ
ングにより決める。
更に本発明の方法は、0MO8製造方法に要するマスク
の数と工程とを実際に減らす、ダイナミックRAMメモ
リ用の新規な分離方法を提供J−る。
の数と工程とを実際に減らす、ダイナミックRAMメモ
リ用の新規な分離方法を提供J−る。
本発明の方法の要件であるこの分離方法は、通常はキャ
パシタプレートとしてだけ使われる第一ポリシリコンレ
ベルをメモリセル間の電磁界シールド分離にまで使うこ
とができる。またこの分離り法は電磁界シールド酸化物
層をより厚くしてボディ効果を高くすることができ゛る
。このようにして、分離1−ランジスタのしきい電圧は
、チップ上の周辺回路にあるかもしれない通常のトラン
ジスタにほとんど影響を与えずに高い電圧にまで上げる
ことができる。
パシタプレートとしてだけ使われる第一ポリシリコンレ
ベルをメモリセル間の電磁界シールド分離にまで使うこ
とができる。またこの分離り法は電磁界シールド酸化物
層をより厚くしてボディ効果を高くすることができ゛る
。このようにして、分離1−ランジスタのしきい電圧は
、チップ上の周辺回路にあるかもしれない通常のトラン
ジスタにほとんど影響を与えずに高い電圧にまで上げる
ことができる。
また本発明は、分離トランジスタを不安定にすることな
く、同時にメモリセルのキャパシタンス等式中の誘電定
数をより高くして、窒化珪素を製造方法に使うことがで
きる。
く、同時にメモリセルのキャパシタンス等式中の誘電定
数をより高くして、窒化珪素を製造方法に使うことがで
きる。
本質的には、半導体チップ上の各メモリセルは、電荷を
メモリ状態を示すものとして蓄えるキャパシタンスのポ
ケットを表す。各メモリセルのキャパシタンスは次の公
知の等式によって得られる。
メモリ状態を示すものとして蓄えるキャパシタンスのポ
ケットを表す。各メモリセルのキャパシタンスは次の公
知の等式によって得られる。
■
この等式において、Cはメモリセルのキャパシタンス、
ε(イプシロン)は誘電定数、Aはメモリセルの面積、
王はメモリセル間の厚さである。メモリヒルのキャパシ
タンスを最大にするには厚さTを減らすか、面積Aか誘
電定数εかを大きくしなければならないことは公知であ
る。本発゛明においては、単一チップに設けるメーし一
リセルの数を多くするのにメモリセルの寸法を小ざくす
ることが主目的であるから、面積Aを大きくすることは
所望の結果でないことは分るであろう。本発明は、厚さ
Tを小さくし誘電率を高めた物質を使ってキャパシタン
スCを最大にし、メモリセル間の間隔をできるだけ小さ
くかつ実用に適するように小さくするものである。
ε(イプシロン)は誘電定数、Aはメモリセルの面積、
王はメモリセル間の厚さである。メモリヒルのキャパシ
タンスを最大にするには厚さTを減らすか、面積Aか誘
電定数εかを大きくしなければならないことは公知であ
る。本発゛明においては、単一チップに設けるメーし一
リセルの数を多くするのにメモリセルの寸法を小ざくす
ることが主目的であるから、面積Aを大きくすることは
所望の結果でないことは分るであろう。本発明は、厚さ
Tを小さくし誘電率を高めた物質を使ってキャパシタン
スCを最大にし、メモリセル間の間隔をできるだけ小さ
くかつ実用に適するように小さくするものである。
また本発明は、シリコン基板と複数個の独立したメモリ
セルを有する半導体メモリ構造体で、基板上の酸化物層
と、酸化物層内にエツチングにより形成されて孔を画成
する壁と、孔と孔の間の間隔部と、孔を貫通して基板内
へ注入した不純物ど、注入部上に設け/c誘電体層と、
誘電体成上に設けたキャパシタプレートとを備えた半導
体メモリ構造体を提供する。
セルを有する半導体メモリ構造体で、基板上の酸化物層
と、酸化物層内にエツチングにより形成されて孔を画成
する壁と、孔と孔の間の間隔部と、孔を貫通して基板内
へ注入した不純物ど、注入部上に設け/c誘電体層と、
誘電体成上に設けたキャパシタプレートとを備えた半導
体メモリ構造体を提供する。
本発明の半導体メモリ構造体はメモリセル容量を減らさ
ずに小さいメモリセルを使うことができ、また更に詳し
く後述する他の用途に使うことができるが、隣り合った
メモリセルを十分に分離するのに特に役立つものである
。十分な分離を行なうための多くの方法が先行技術によ
って提供されてきた。しかしながら、後述するが、いず
れの先行技術も単一チップ上により多くのメモリ[ルを
設けようとする作業に用いる場合、固有の欠点を持った
もので、この欠点を本発明は解決するものである。本発
明の特有の利点は次の記載からより良く理解される。
ずに小さいメモリセルを使うことができ、また更に詳し
く後述する他の用途に使うことができるが、隣り合った
メモリセルを十分に分離するのに特に役立つものである
。十分な分離を行なうための多くの方法が先行技術によ
って提供されてきた。しかしながら、後述するが、いず
れの先行技術も単一チップ上により多くのメモリ[ルを
設けようとする作業に用いる場合、固有の欠点を持った
もので、この欠点を本発明は解決するものである。本発
明の特有の利点は次の記載からより良く理解される。
本発明を一実施例にもとづいて添イ」の図面を参照して
説明する。
説明する。
従来のN−チャネルダイナミックRAM製造力法では、
メモリセル間の間隔を各工程で成長させる局部酸化方法
を使ってメモリセルの分離を行う。
メモリセル間の間隔を各工程で成長させる局部酸化方法
を使ってメモリセルの分離を行う。
従って、メモリセル間の得られたIN隔は、メモリセル
の分離を許容できるものにするのに要する最小の間11
i4にりもはるかに大きいのが通常である。
の分離を許容できるものにするのに要する最小の間11
i4にりもはるかに大きいのが通常である。
この結果は、単一のチップ上により多くのメモリセルを
設けながら同時にチップの全寸法を相対的に一定にして
置くという目的と一致しない。従りて、単一チップ上に
より多くのメモリセルがチップの寸法を不当に大きくせ
ずに設けられるようにする、メモリセルを分離する新し
い分離方法を使うことが望まれる。
設けながら同時にチップの全寸法を相対的に一定にして
置くという目的と一致しない。従りて、単一チップ上に
より多くのメモリセルがチップの寸法を不当に大きくせ
ずに設けられるようにする、メモリセルを分離する新し
い分離方法を使うことが望まれる。
隣り合ったメモリセル間の分離を行うのに二つの従来の
方法がある。二つの従来の方法のうち第1の方法が第1
a図に概略的に図示されている。
方法がある。二つの従来の方法のうち第1の方法が第1
a図に概略的に図示されている。
第1a図には二つの隣り合った]・ランジスタ2゜4と
これらの間に大きく成長した電磁界酸化物層5とが図示
されている。酸化物層5は、分離トランジスタ9が各能
動トランジスタ、即ち、各メモリセル間のチップの構造
によって当然に形成されるという事実を利用する。酸化
物層5は相対的に高いしきい電圧を持ったゲートを作る
役割を果たす。メモリチップの従来の過渡刺激よりもこ
のしきい電圧は通常は高いので、隣り合ったメモリセル
間に形成されたトランジスタは常に“オフ′°の状態で
ある。このことはメモリセルを隣りのメモリセルから有
効に分離する。しかし、酸化物層5を使うので、非常に
大規模なメモリチップを作るのに必要な数々の工程を経
てチップが加工される場合には、メモリセルの寸法は極
端に制限される。
これらの間に大きく成長した電磁界酸化物層5とが図示
されている。酸化物層5は、分離トランジスタ9が各能
動トランジスタ、即ち、各メモリセル間のチップの構造
によって当然に形成されるという事実を利用する。酸化
物層5は相対的に高いしきい電圧を持ったゲートを作る
役割を果たす。メモリチップの従来の過渡刺激よりもこ
のしきい電圧は通常は高いので、隣り合ったメモリセル
間に形成されたトランジスタは常に“オフ′°の状態で
ある。このことはメモリセルを隣りのメモリセルから有
効に分離する。しかし、酸化物層5を使うので、非常に
大規模なメモリチップを作るのに必要な数々の工程を経
てチップが加工される場合には、メモリセルの寸法は極
端に制限される。
前述したように、酸化物層5は工程毎に成長して、許容
される分離を行うのに必要な最小間隔よりもはるかに大
きい、メモリセル間の間隔を形成する。
される分離を行うのに必要な最小間隔よりもはるかに大
きい、メモリセル間の間隔を形成する。
隣り合ったメモリセル間の分離を行う二つの従来の方法
のうち第2の方法が第1b図に概略的に図示されている
。第1b図では、隣り合ったメモリセル3,7問に当然
に形成されたトランジスタ6が使われている。第1b図
では、介在しているトランジスタ6のゲート8は接地さ
れるポリシリコンベース上に形成される。第1a図の場
合のように、このことににって介在しているトランジス
タ6は常に“オフ”の状態に置かれ、従って隣り合った
二つのメモリセルを分離する。
のうち第2の方法が第1b図に概略的に図示されている
。第1b図では、隣り合ったメモリセル3,7問に当然
に形成されたトランジスタ6が使われている。第1b図
では、介在しているトランジスタ6のゲート8は接地さ
れるポリシリコンベース上に形成される。第1a図の場
合のように、このことににって介在しているトランジス
タ6は常に“オフ”の状態に置かれ、従って隣り合った
二つのメモリセルを分離する。
しかし、二つの従来方法のこの第2の方法では、半導体
メモリチップを製造1“るのに要する数々の工程を経る
うちに、メモリセル間の間隔が極端に成長することはh
いが、メモリセルの寸法が小さくなりメモリセルのキャ
パシタンスが減少す・る問題を解決することはできない
。具体的には、第1b図で使われている薄く酸化物層に
は誘電物質のうち最も基本的な物質しか使うことができ
ない。
メモリチップを製造1“るのに要する数々の工程を経る
うちに、メモリセル間の間隔が極端に成長することはh
いが、メモリセルの寸法が小さくなりメモリセルのキャ
パシタンスが減少す・る問題を解決することはできない
。具体的には、第1b図で使われている薄く酸化物層に
は誘電物質のうち最も基本的な物質しか使うことができ
ない。
窒化珪素のような誘電率を高めた物質を使うと薄い酸化
物層と窒化物との境界に捕えられた電荷のために製造さ
れたメモリ構造体内に不安定な分離トランジスタを作る
ことになる。
物層と窒化物との境界に捕えられた電荷のために製造さ
れたメモリ構造体内に不安定な分離トランジスタを作る
ことになる。
次に第2A図〜第2E図を参照する。本発明の方法の一
実施例は、能動増幅トランジスタと電磁界シールド分離
トランジスタの両者のしきい電圧を調節するのに使われ
るマスクされないしきい電圧側11i+a人部11をシ
リコン基体10上に形成することから始まる。次にシリ
コン基体10上に相対的に厚い酸化物層12を成長させ
る工程が続く。
実施例は、能動増幅トランジスタと電磁界シールド分離
トランジスタの両者のしきい電圧を調節するのに使われ
るマスクされないしきい電圧側11i+a人部11をシ
リコン基体10上に形成することから始まる。次にシリ
コン基体10上に相対的に厚い酸化物層12を成長させ
る工程が続く。
この区域は典型的には約1.000オングストロームの
厚さである。次に、エツチングによって酸化物層12内
に壁で画成された孔14を作り砒素か他の適当なドーピ
ング物質を注入することによってセルキャパシタの底プ
レート16を形成する。
厚さである。次に、エツチングによって酸化物層12内
に壁で画成された孔14を作り砒素か他の適当なドーピ
ング物質を注入することによってセルキャパシタの底プ
レート16を形成する。
これによりメモリチップのセルキャパシタは基板内に置
かれることになる。次に、約50オングストロームの厚
さの薄い酸化物層18が成長し、約150オングストロ
ームの厚さの薄い窒化物層20が続き、窒化物層20は
堆積されてキャパシタ誘電体を形成する。続いて、第一
ポリシリコン層22が堆積され、キャパシタの一方のプ
レートとして作用するように、また隣り合ったメモリセ
ル間の“オフ”分離トランジスタを形成するようにパタ
ーンを付けられる。ポリシリコン層22は、典型的には
接地される。
かれることになる。次に、約50オングストロームの厚
さの薄い酸化物層18が成長し、約150オングストロ
ームの厚さの薄い窒化物層20が続き、窒化物層20は
堆積されてキャパシタ誘電体を形成する。続いて、第一
ポリシリコン層22が堆積され、キャパシタの一方のプ
レートとして作用するように、また隣り合ったメモリセ
ル間の“オフ”分離トランジスタを形成するようにパタ
ーンを付けられる。ポリシリコン層22は、典型的には
接地される。
上述のメモリセル分離方法の主な利点の一つはメモリセ
ル間の間隔が成長による方法でなくエツチングによって
形成されることであると分るであろう。酸化物層をエツ
チングする時間を長くすることによって、メモリセル間
の間隔(第2図に参照番号12で示す)が小さくでき、
従ってメモリチップ上のメモリセルの濃度を高くする能
力を与えるー。これは、メモリセル間の間隔が小さくな
るにつれてキャパシタを形成するための注入に使える面
積が比例的に大きくなるためである。このようにして、
より多くのメモリセルを一定の面積に各個のメモリセル
の容量を減らさずに設けることを可能にする小さい間隔
を持った高キャパシタンスのメモリセルが達成される。
ル間の間隔が成長による方法でなくエツチングによって
形成されることであると分るであろう。酸化物層をエツ
チングする時間を長くすることによって、メモリセル間
の間隔(第2図に参照番号12で示す)が小さくでき、
従ってメモリチップ上のメモリセルの濃度を高くする能
力を与えるー。これは、メモリセル間の間隔が小さくな
るにつれてキャパシタを形成するための注入に使える面
積が比例的に大きくなるためである。このようにして、
より多くのメモリセルを一定の面積に各個のメモリセル
の容量を減らさずに設けることを可能にする小さい間隔
を持った高キャパシタンスのメモリセルが達成される。
また、窒化物層を使うことによって各個のメモリセル内
に高キャパシタンスを達成する手段が得られ、同時に間
隔を小さくすることができる。特に、砒素注入部と接地
したポリシリコンとを窒化珪素誘電体と組み合ばて使う
ことによってメモリセルのキャパシタンスを高くし、同
時に適当なメモリセル分離を行うことができる。
に高キャパシタンスを達成する手段が得られ、同時に間
隔を小さくすることができる。特に、砒素注入部と接地
したポリシリコンとを窒化珪素誘電体と組み合ばて使う
ことによってメモリセルのキャパシタンスを高くし、同
時に適当なメモリセル分離を行うことができる。
第3図は上述の本発明の方法によって製造された本発明
のメモリセルを備えたメモリチップの横断面図である。
のメモリセルを備えたメモリチップの横断面図である。
また第3図はメモリセルに必要な種々の部材も図示して
いる。具体的には、注入部11で典型的にはメモリ構造
体のしぎい電圧を調節するのに使うホウ素注入と、第二
ポリシリコン層26とを図示しでいる。第一メモリセル
32と第二メモリセル34との接点孔30を通しての相
互接点28は第3図の中央に図示されている。第3図の
右手側には第三メモリセル36のキI7パシタ35が図
示されている。本発明の方法の利点は第二メモリセル3
4と第三メモリセル36間の第−間隔部38が酸化物層
12の幅と酸化物層のエツチングにより形成された壁に
より画成された孔14とによってはっきりと形成される
ことであるとこの概略図から更に十二分に分る。第−間
隔部38は第3図の左側の第二間隔部40に対応する。
いる。具体的には、注入部11で典型的にはメモリ構造
体のしぎい電圧を調節するのに使うホウ素注入と、第二
ポリシリコン層26とを図示しでいる。第一メモリセル
32と第二メモリセル34との接点孔30を通しての相
互接点28は第3図の中央に図示されている。第3図の
右手側には第三メモリセル36のキI7パシタ35が図
示されている。本発明の方法の利点は第二メモリセル3
4と第三メモリセル36間の第−間隔部38が酸化物層
12の幅と酸化物層のエツチングにより形成された壁に
より画成された孔14とによってはっきりと形成される
ことであるとこの概略図から更に十二分に分る。第−間
隔部38は第3図の左側の第二間隔部40に対応する。
相互接点28はメモリセル32とメモリセル34とのビ
ットライン接続を行う。第二ポリシリコン層26は各メ
モリセルのワードライン接続を行う。
ットライン接続を行う。第二ポリシリコン層26は各メ
モリセルのワードライン接続を行う。
最終酸化物層41が他の諸層上に形成されてメモリ構造
体の一体化を護る。
体の一体化を護る。
本発明の重要な利点はメモリセル間の間隔が1ツヂング
によって形成されることである。従って間隔はエツチン
グの時間を長くすることによって小さくすることができ
る。この点が、酸化の時間を長くするどメモリセル間の
間隔が大ぎくなる酸化方法を使う先行技術と対照をなJ
゛点である。また、先行技術では、メモリセル間に不安
定]・ランジスタが形成されるのが通常であるので、電
磁界シールドに窒化珪素を誘電体として製造工程中に使
えない。酸化物−窒化物障壁により捕獲された電荷は不
明のしきい電圧を持ったトランジスタを形成しその為に
不明の分離特性を発生させる。
によって形成されることである。従って間隔はエツチン
グの時間を長くすることによって小さくすることができ
る。この点が、酸化の時間を長くするどメモリセル間の
間隔が大ぎくなる酸化方法を使う先行技術と対照をなJ
゛点である。また、先行技術では、メモリセル間に不安
定]・ランジスタが形成されるのが通常であるので、電
磁界シールドに窒化珪素を誘電体として製造工程中に使
えない。酸化物−窒化物障壁により捕獲された電荷は不
明のしきい電圧を持ったトランジスタを形成しその為に
不明の分離特性を発生させる。
これらの欠点を本発明は厚い酸化物層の次に薄い窒化物
層を約150〜1000オングストロームの範囲で設け
ることにより克服する。再び繰り返すが、このように窒
化物層を設りることは、酸化物層を堆積させてメモリセ
ル間に間隔部を形成り”る酸化物層を成長させる方法で
なく、エツチングを行うことによって行われる。従って
、本発明の方法を使うことによって、メモリセル間の間
隔を小さくづることと、メモリセルの面積をより小さく
しながらメモリ容ωを大きくするという二つの目的を果
すことができる。
層を約150〜1000オングストロームの範囲で設け
ることにより克服する。再び繰り返すが、このように窒
化物層を設りることは、酸化物層を堆積させてメモリセ
ル間に間隔部を形成り”る酸化物層を成長させる方法で
なく、エツチングを行うことによって行われる。従って
、本発明の方法を使うことによって、メモリセル間の間
隔を小さくづることと、メモリセルの面積をより小さく
しながらメモリ容ωを大きくするという二つの目的を果
すことができる。
相対的に厚い約1,000オングストロームの電磁界シ
ールド酸化層を使うことによって別の一利点が得られる
。具体的には、メモリチップ上の周辺回路は厚い酸化層
を利用して分離特性、を良くすることができる。N−チ
ャネル1−ランジスタには、第4図に図示されているよ
うにバックバイアスが与えられ、トランジスタ間の漏れ
が低下し同時に分離が良くなる。これを実行するにはト
ランジスタ48.46のソース42.44が、酸化層1
2の上方のポリシリコン層22のJ:うに接地される。
ールド酸化層を使うことによって別の一利点が得られる
。具体的には、メモリチップ上の周辺回路は厚い酸化層
を利用して分離特性、を良くすることができる。N−チ
ャネル1−ランジスタには、第4図に図示されているよ
うにバックバイアスが与えられ、トランジスタ間の漏れ
が低下し同時に分離が良くなる。これを実行するにはト
ランジスタ48.46のソース42.44が、酸化層1
2の上方のポリシリコン層22のJ:うに接地される。
本発明の方法は第5図に概略的に図示されている様にP
−チ11″ネルトランジスタの分離を良くり゛ることが
できる。第5図においてP−塞板10にはN−ウェル5
0が形成され、N−ウェルはvccにトランジスタ56
.58のドレイン54゜52によって接続されでいる。
−チ11″ネルトランジスタの分離を良くり゛ることが
できる。第5図においてP−塞板10にはN−ウェル5
0が形成され、N−ウェルはvccにトランジスタ56
.58のドレイン54゜52によって接続されでいる。
分離トランジスタ60のゲート62もvccに接続され
ている。N−ウェル成上のポリシリコンゲートのn+ト
ド−ングによってP−チ1zネル電磁界シールド分離ト
ランジスタの高いしきい電圧がバックバイアスが無くと
も当然に得られることに注目しなければならない。
ている。N−ウェル成上のポリシリコンゲートのn+ト
ド−ングによってP−チ1zネル電磁界シールド分離ト
ランジスタの高いしきい電圧がバックバイアスが無くと
も当然に得られることに注目しなければならない。
厚い電磁界シールド酸化物層のもう一つの利点は、より
高いボディ効果が得られることで・ある。
高いボディ効果が得られることで・ある。
1−ランジス2のボディ効果は基板電圧で除したしきい
電圧の変化として規定される。分離トランジスタではボ
ディ効果が高いほど分離特性は大きいということは、当
技術分野では公知である。従って、基板電圧を一定にす
ると厚い酸化物層はより高いボディ効果を発生さぼると
いうことが分る。
電圧の変化として規定される。分離トランジスタではボ
ディ効果が高いほど分離特性は大きいということは、当
技術分野では公知である。従って、基板電圧を一定にす
ると厚い酸化物層はより高いボディ効果を発生さぼると
いうことが分る。
このことは2つの無関係のトランジスタドレインを分離
する揚台にとくに有益である。本発明の方法ににっで新
規な製品、即ち、厚い酸化層を使うことによって分離ト
ランジスタのしきい電圧をチップ上の他の1〜ランジス
タのしきい電圧に有意に影彎を与えずに高くすることが
できるものを製造することができる。
する揚台にとくに有益である。本発明の方法ににっで新
規な製品、即ち、厚い酸化層を使うことによって分離ト
ランジスタのしきい電圧をチップ上の他の1〜ランジス
タのしきい電圧に有意に影彎を与えずに高くすることが
できるものを製造することができる。
また本発明は、製造方法を完了するのに要する数々の工
程を減らすことができる。具体的には、はとんどの従来
の0MO8製造方法では能動区域マスクがトランジスタ
区域を画成するのに使われる。これに通常の局部酸化型
磁界分m法用の電磁界注入マスク形成が続くのが通常で
ある。本発明の好ましい実施例ではこれらの両者とも省
かれる。
程を減らすことができる。具体的には、はとんどの従来
の0MO8製造方法では能動区域マスクがトランジスタ
区域を画成するのに使われる。これに通常の局部酸化型
磁界分m法用の電磁界注入マスク形成が続くのが通常で
ある。本発明の好ましい実施例ではこれらの両者とも省
かれる。
電磁界シールド注入領域は上述した酸化工程に続くエッ
チングエ稈により、自動的に整合される。
チングエ稈により、自動的に整合される。
また(通常は6X準的な方法に使われる)ポリシリコン
マスクは本発明の方法では二倍になり能動トランジスタ
区域を追加形成する。従っ°(本発明は、メモリセル即
ちトランジスタの容量と分離を高め、加えて製造原価の
低減を図ることができる。
マスクは本発明の方法では二倍になり能動トランジスタ
区域を追加形成する。従っ°(本発明は、メモリセル即
ちトランジスタの容量と分離を高め、加えて製造原価の
低減を図ることができる。
第1a図は電磁界酸化層分離の一従来り法を図示し、第
1b図は公知の電磁界シールド分離方法を図示し、第2
A図〜第2E図は本発明の方法により製造中の半導体メ
モリセル構造体の横断面図を示し、第3図は本発明の半
導体メモリ構造体の一実施例の横断面図であり、第4図
は本発明の方法により製造されたN−チャネル周辺トラ
ンジスタドレインの横断面図であり、第5図は本発明の
方法により製造されたPチャネル周辺トランジスタの横
断面図である。 2.4・・・トランジスタ、5・・・酸化物層、6・・
・トランジスタ、8・・・ゲート、9・・・分離トラン
ジスタ、10・・・基板、11・・・しきい電圧調整注
入部、12・・・酸化物層、14・・・孔、16・・・
底プレート、18・・・第三酸化物層、20・・・窒化
物層、22・・・第一ポリシリコン層、26・・・第二
ポリシリコン層、28・・・相互接点、30・・・接点
孔、32・・・第一メモリセル、34・・・第二メモリ
セル、35・・・キャパシタ、36・・・第三メモリセ
ル、38・・・第−間隔部、40・・・第二間隔部、4
1・・・最11酸化物層、 42・・・ソース、44・
・・ソース、46・・・トランジスタ、48・・・トラ
ンジスタ、50・・・N−ウェル、52・・・ドレイン
、54・・・ドレイン、56・・・トランジスタ、58
・・・トランジスタ、60・・・分離トランジスタ、6
2・・・ゲート。 出願人代理人 猪 股 清
1b図は公知の電磁界シールド分離方法を図示し、第2
A図〜第2E図は本発明の方法により製造中の半導体メ
モリセル構造体の横断面図を示し、第3図は本発明の半
導体メモリ構造体の一実施例の横断面図であり、第4図
は本発明の方法により製造されたN−チャネル周辺トラ
ンジスタドレインの横断面図であり、第5図は本発明の
方法により製造されたPチャネル周辺トランジスタの横
断面図である。 2.4・・・トランジスタ、5・・・酸化物層、6・・
・トランジスタ、8・・・ゲート、9・・・分離トラン
ジスタ、10・・・基板、11・・・しきい電圧調整注
入部、12・・・酸化物層、14・・・孔、16・・・
底プレート、18・・・第三酸化物層、20・・・窒化
物層、22・・・第一ポリシリコン層、26・・・第二
ポリシリコン層、28・・・相互接点、30・・・接点
孔、32・・・第一メモリセル、34・・・第二メモリ
セル、35・・・キャパシタ、36・・・第三メモリセ
ル、38・・・第−間隔部、40・・・第二間隔部、4
1・・・最11酸化物層、 42・・・ソース、44・
・・ソース、46・・・トランジスタ、48・・・トラ
ンジスタ、50・・・N−ウェル、52・・・ドレイン
、54・・・ドレイン、56・・・トランジスタ、58
・・・トランジスタ、60・・・分離トランジスタ、6
2・・・ゲート。 出願人代理人 猪 股 清
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、 複数個のメモリセル(32,34,36)を備え
各メモリセルはそれぞれのセル(16゜22:35)キ
ャパシタンスを有し、隣り合うメモリセルが分離されて
いる半導体メモリ構造体製造方法において、シリコン基
体(10)上に酸化物II(12)を形成する工程と、
メモリセル間の間隔をエツチングによって決めるように
孔(14)を前記酸化物層(12)を貫通してエツチン
グにより形成する工程と、エツチングにより形成された
孔(14)内へ不純物を注入したメモリセルキャパシタ
域(16)を形成する工程と、前記メモリセルキャパシ
タ域(16)上に誘電物質層(20)を形成することに
よりキ、ヤバシタ誘電を調節する工程と、前記誘電物質
H(20)上にキャパシタプレート(22)を加える工
程とからなる半導体メモリ構造体製造方法。 2、特許請求の範囲第1項に記載の方法において不純物
をエツチングにより形成された孔内へ注入しキャパシタ
区域(16)を形成する工程はN−型不純物から成る方
法。 3、 特許請求の範囲第1項または第2項のいずれかに
記載の方法において、キャパシタプレート(22)を加
える工程は前記シリコン基板(10)内の前記注入不純
物上にポリシリコン層を堆積させることから成る方法。 4、 特許請求の範囲第1項、第2項または第3項のい
ずれかに記載の方法において、前記キャパシタプレート
(22)は前記誘電物質層(20)全体の上に延ばされ
る方法。 5、 特許請求の範囲第1項から第4項のいずれかに記
載の方法において、前記シリコン基板上に形成された前
記酸化物層(12)は相対的に厚く形成される方法。 6、 特許請求の範囲第5項に記載の方法において、前
記相対的に厚い酸化物層(12)は約1.000オング
ストロームの厚さに形成される方法。 7、 特許請求の範囲第1項から第6項のいずれかに記
載の方法において、前記誘電物質層(20)は前記メモ
リセルキャパシタ域(16)上と前記酸化物層(12)
のエツチングされない全部分上とに延ばされる方法。 8、 特許請求の範囲第1項から第7項のいずれかに記
載の方法において前記メモリセルキャパシタ域(16)
上と前記酸化物層(12)上とに形成された前記誘電物
質層(20)は窒化珪素で形成される方法。 9、 特許請求の範囲第8項に記載の方法において前記
窒化珪素の誘電物質層(20)は約150オングストロ
ームの厚さに形成され方法。 10、特許請求の範囲第1項から第9項のいずれかに記
載の方法において前記シリコン基体(10)にはしきい
電圧調整注入部(11)が形成される方法。 11、 特許請求の範囲第1項から第10項のいずれか
に記載の方法においてエツチングにより酸化物層(12
)を貫通して形成された孔(14)内へ不純物が注入さ
れて、半導体構造体内に画成されたトランジスタ(38
:48.46:56゜58)のソース・トレイン域を形
成する方法。 12、特許請求の範1IfI第11項に記載の方法にお
いて前記メモリセルキャパシタ域(16)は、隣り合っ
たメモリセル(34,36)の間に各々画成される各ト
ランジスタのソース・ドレイン域を形成する方法。 136 特許請求の範囲第11項または第12項のいず
れかに記載の方法においてメモリセル(32,34,3
6>間の前記誘電物質層(20)上にゲート(62)が
加えられる方法。 14、 特許請求の範囲第13項に記載の方法において
前記ゲートは接地されている方法。 15、 分離されたトランジスタ上に複数個のトランジ
スタを備え1=半導体構造体製造方法において、シリコ
ン基体(10)上に酸化物層(12)を形成する工程と
、トランジスタ間の間隔がエツチングによって決められ
るように前記酸化物層(12)を貫通して孔(14)を
エツチングにより形成する工程と、前記孔(14)を通
して不純物を前記シリコン基体(10)内へ注入し、前
記トランジスタのソース・ドレイン域(16)を形成す
る工程と、トランジスタ間の前記間隔上に電磁界シール
ドトランジスタ用ゲート(62)を加える工程と、前記
ゲート(62)を接地電位に接続する工程とを備えた半
導体構造体製造方法。 16、 特許請求の範囲第15項に記載の方法において
前記ゲート(62)はポリシリコンで形成される方法。 17、 特許請求の範囲第15項または第16項のいず
れかに記載の方法において前記トランジスタはN−チャ
ネルトランジスタ(48,46)ぐ、このN−チャネル
トランジスタは前記孔(14)を通してN−型不純物を
注入することにより形成される能動グー1−を有し゛、
前記レート(62)は正ポテンシャルに接続され、前記
シリコン3A板(10)は負ポテンシャルに接続される
方法。 18、 特許請求の範囲第11項と第16項のいずれか
に記載の方法において、前記トランジスタは能動ゲート
を有するP−チャネルトランジスタ(56,58)であ
ってN−ウェル(50)をシリコン基板(10)内に画
成し、前記孔を通して前記シリコン基板内へP−型不純
物を注入J゛ることににつで形成され、また前記グー1
〜(62)は正ポテンシャルに接続され、また前記シリ
コン基板は負ポテンシャルに接続される方法。 19、 シリコン基板(10)と複数個の個別ゝ\ のメモリセル(32,34,36)とを右する半導体メ
モリセル構造体において、前記シリコン基板(10)上
の酸化物層(12)と、前記酸化物層内にエツチングに
より形成された壁で、当該壁は孔(14)と前記孔(1
4)間に間隔を画成づ゛る壁と、前記孔(14)を通し
て前記シリコン基板(10)内へ注入された不純物注入
部と、前記注入部上のM重物質層(20’)と、前記誘
晶物質区域上のキャパシタプレート(22)とを備えた
半導体メtり構造体。 20、特許請求の範囲第19項に記載の半導体メモリ構
造体において前記酸化物層(12)は、約1.000オ
ングストロームの厚さである構造体。 21、 特許請求の範囲第19項と第20項のいずれか
に記載の半導体メモリ構造体において前記誘電物層(2
0)は窒化珪素である’1714造体。 22、特許請求の範囲第19項から第21項のいずれか
に記載の半導体メモリ構造体において前記キャパシタプ
レート(22)はポリシリコンである構造体。 23、 特許請求の範囲第19項から第22項のいずれ
かに記載の半導体メモリ構造体において前記シリコン基
板(10)はしきい電圧調整注入部(11)を備えてい
る構造体。 24、 特許請求の範囲第19項から第23項のいずれ
かに記載の半導体メモリ構造体において前記しきい電圧
調整注入部(11)はN−型物質である構造体。 25、 特許請求の範囲第19項から第24項のいずれ
かに記載の半導体メモリ構造体において前記誘電物質層
(20)は前記酸化物層内の前記壁上と前記孔(14)
により画成されていない残りの酸化物層上とに延ばされ
、前記キャパシタプレート(22)は前記誘電物質層(
20)上に延ばされ、よって前記シリコン基体、前記酸
化物層、前記誘電物質層と前記キャパシタプレー1・ど
を組み合せて前記メモリセル間にトランジスタ構造体(
38)が形成されている構造体。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/574,056 US4570331A (en) | 1984-01-26 | 1984-01-26 | Thick oxide field-shield CMOS process |
| US574056 | 1995-12-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60216577A true JPS60216577A (ja) | 1985-10-30 |
| JPH0691220B2 JPH0691220B2 (ja) | 1994-11-14 |
Family
ID=24294510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60009996A Expired - Fee Related JPH0691220B2 (ja) | 1984-01-26 | 1985-01-24 | 半導体メモリ構造体及びその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4570331A (ja) |
| EP (1) | EP0150993B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0691220B2 (ja) |
| DE (1) | DE3579174D1 (ja) |
Families Citing this family (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH02172253A (ja) * | 1988-12-24 | 1990-07-03 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
| JP2598328B2 (ja) * | 1989-10-17 | 1997-04-09 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
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| JPH06291181A (ja) * | 1993-03-30 | 1994-10-18 | Nippon Steel Corp | 半導体装置の製造方法 |
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| EP0718881B1 (en) * | 1994-12-20 | 2003-07-16 | STMicroelectronics, Inc. | Isolation by active transistors with grounded gates |
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