JPS63318152A - ダイナミツクランダムアクセスメモリ - Google Patents

ダイナミツクランダムアクセスメモリ

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JPS63318152A
JPS63318152A JP62154011A JP15401187A JPS63318152A JP S63318152 A JPS63318152 A JP S63318152A JP 62154011 A JP62154011 A JP 62154011A JP 15401187 A JP15401187 A JP 15401187A JP S63318152 A JPS63318152 A JP S63318152A
Authority
JP
Japan
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charge storage
conductor layer
dram
electrode
layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP62154011A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideki Fushimi
英樹 伏見
Takashi Okano
隆 岡野
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPS63318152A publication Critical patent/JPS63318152A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/30DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/31DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells having a storage electrode stacked over the transistor

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  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 電荷蓄積容量の増大を図ったスタックドキャパシタの構
造に関し、電荷蓄積電極の大きさを、フォトリソグラフ
ィにおける解像限界であるパターン間隔によって制限さ
れる大きさよりも拡大して電荷蓄積電極の増大を図るこ
とを目的とし、半導体基板に形成された不純物拡散領域
上からワード線上に延在しほぼ垂直な端面を有する第1
の導電体層パターンと、該第1の導電体層パターンの端
面に選択的に被着され該第1の導電体層パターンとオー
ミックに接続するサイドウオール状の第2の導電体層と
よりなる電荷蓄積電極と、該電荷蓄積電極の全表面上に
形成された誘電体膜と、該電荷蓄積電極上を該誘電体膜
を介して覆う対向電極とを有してなるスタック構造の蓄
積キャパシタを具備せしめて構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明はスタックドキャパシタを有するダイナミックラ
ンダムアクセスメモリ (DRAM)に係リ、特に電荷
蓄積容量の増大を図ったスタックドキャパシタの構造に
関する。
DRAMにおいては、隣接するワード線の上部にキャパ
シタを延在させ、ワード線によって形成される凹凸の段
差部を含めてキャパシタの実効面積を増大し、これによ
って蓄積容量を増して読出し精度、及びα線ソフトエラ
ー耐性を向上して蓄積情報の信頼度を高めたスタック構
造の蓄積キャパシタが用いられる。
かかるスタックドキャパシタ構造のDRAMにおいて、
高集積化が進み、セル面積が更に縮小される際には、キ
ャパシタの実効面積が減少するのを極力抑えて読出し精
度及びα線ソフトエラー耐性の劣化を防止することが特
に必要になるが、セル面積が縮小され該セルが高密度に
配設される高集積度の該DRAMにおいては、フォトリ
ソグラフィにおけるパターンの解像限界から必要になる
パターン間隔に制限されてキャパシタ電極の大きさが充
分に拡大できず、そのため満足する蓄積容量が得られな
いという問題があって、その改善が望まれている。
〔従来の技術〕
従来上記DRAMにおける蓄積キャパシタは以下に第3
図(a)〜(C)を参照して示す方法により形成されて
いた。
第3図fal参照 即ち、先ず例えばp型シリコン(St)M板1上にゲー
ト絶縁膜3を形成し、該ゲート絶縁膜3上に例えば第1
のn9型多結晶シリコン(ポリSi)層よりなり、眉間
絶縁膜となる第1の二酸化シリコン(SiO□)膜6八
を上部に有するワード線(ゲート電極)4八、4B、4
C140等を形成し、該ワード線をマスクにして基板面
に不純物をイオン注入してキャパシタの蓄積電極に接続
される第1、第3のn“型S/D領域5A、5C及びビ
ット線に接続される第2のn゛型S/D 領域5B等を
形成し、次いで該基板上に層間絶縁膜となる例えば第2
の5t(h膜を気相成長し、リアクティブイオンエツチ
ング(RIE)処理を用いる通常の平面エツチング手段
により該第2のSiO□膜を選択的にエツチング除去し
てワード線4八、4B、 4G、4D等の側面に第2の
SiO□膜よりなるSi0gサイドウオール6Bを形成
する。なおここで紙面に対して前後の方向を分離する図
示しないフィールド絶縁膜と上記5i02サイドウオー
ル6Bとによって、絶縁膜の開孔51A 、51C及び
51Bが形成される。
第3図(bl参照 次いで該基板上にn°型の第2のポリSt層を形成し、
エツチング手段にRIB処理を用いる通常のフォトリソ
グラフィによりパターニングを行って、開孔51A及び
51C上に上記第2のn+型ポリStよりなる電荷蓄積
電極52A及び52Bを、開孔51B上にビット線接続
用電極53をそれぞれ形成する。
第4図はこの工程完了時の平面図で、各対象物は同一符
号で示しである。
なお上記パターニングに際して各電極間の最短間隔D1
は、フォトリングラフィにおけるアライナ−の解像の限
界により、通常1.5μm程度以上の値に制限される。
第3図(C)参照 次いで例えば化学気相成長(CVD)法により上記電極
52A 、52B 、 53の表面を含む該基板上に例
えば窒化シリコン(SiJ、)誘電体膜10を形成した
後、該基板上に第3のn゛型ポリSt層を形成し、通常
の方法によりパターニングを行って、第3のポリSt層
よりなり前記電荷蓄積電極52A 、52B等の上部を
誘電体膜IOを介して選択的に覆う一体の対向電極部ら
セルプレート54を形成する。
以上のように従来のスタックドキャパシタ構造のDRA
Mにおける電荷蓄積電極52A 、52B等は、RIE
処理を用いるフォトリソグラフィによりパターニング形
成されており、そのために同層の導電体層(第2のポリ
St層)からパターニング形成される隣接パターン例え
ばビット線接続用電極53との間隔が、前述したように
少なくともりソグラフィにおけるアライナ−の解像限界
である1、5μm程度以上に形成されていた。
そのため従来のスタックドキャパシタ構造のDRAMに
おいては、高集積化が進んでセル面積が縮小された際に
、上記パターニングに際しての解像限界から必要なパタ
ーン間隔に拘束されて電荷蓄積電極の大きさが小さく制
限されてキャパシタの蓄積容量が大幅に減少し、このた
めにα線ソフトエラー耐性及び情報読出し精度が劣化し
て該DRAM情報の信頼度が低下するという問題を生じ
ていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明が解決しようとするのは、上記のように従来のス
タックドキャパシタ構造のDRAMにおいては、高集積
化が進んだ時にキャパシタの蓄積容量が極端に減少して
該DRAM情報の信頼度が低下するという問題を生じて
いた点である。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点は、半導体基板に形成された不純物拡散領域
上からワード線上に延在しほぼ垂直な端面を有する第1
の導電体層パターンと、該第1の導電体層パターンの端
面に選択的に被着され該第1の導電体層とオーミックに
接続するサイドウオール状の第2の導電体層パターンと
よりなる電荷蓄積電極と、該電荷蓄積電極の全表面上に
形成された誘電体膜と、該電荷蓄積電極上を該誘電体膜
を介して覆う対向電極とを有してなるスタック構造の蓄
積キャパシタを具備した本発明によるDRAMによって
解決される。
〔作 用〕
即ち本発明に係るスタックドキャパシタ構造のDRAM
においては、キャパシタを構成する電荷蓄積電極を、フ
ォトリソグラフィにおけるパターンの解像限界から必要
になる最低のパターン間隔によって制限される大きさの
フォトリングラフィ形成になる第1の導電体層パターン
と、その全周の端面にサイドウオール状に被着形成した
第2の導電体層とによって構成して、電荷蓄積電極の大
きさを、前記パターン間隔の解像限界寸法によって制限
される大きさよりも拡大する。
これによって高集積化された際にも電荷蓄積容量の増大
が図られ、該DRAM情報の信頼度が向上する。
〔実施例〕
以下本発明を、図を参照し、実施例により具体的に説明
する。
第1図は本発明に係るDRAMの一実施例を模式的に示
す透視平面図(a)及びA−A断面図(b)、第2図t
a>〜(e)はその製造方法を示す工程断面図である。
全図を通じ同一対象物は同一符合で示す。
第1図(a)、(b)において、1はp型シリコン(S
t)基板、2はフィールド絶縁膜、3はゲート絶縁膜、
4^、4B、 4C,4Dは第1のn0型ポリ5i(P
oly^)層よりなるワード線(ゲート電極) 、5A
、 5B、 5Cは第1、第2、第3の n”型ソース
/ドレイン(S/D)領域、6^、6Bは第1の層間絶
縁膜となるSin。
膜、7A、7Bは厚さ2000〜3000人程度の第2
のn。
型ポリSi (PolyB)層からバターニング形成さ
れた電荷蓄積電極の一部になる第1の導電体層パターン
、8は同じ< PolyB層からバターニング形成され
たビット線接続用電極、9は厚さ2000〜3000人
程度の第3のn9型ポリSt (PolyC)層よりな
り第1の導電体層パターン及びビ・7ト線接続用電極の
端面にサイドウオール状に被着形成された第2の導電体
層、10は少なくとも第1の導電体層パターンと第2の
導電体層の表出面上に形成された例えば厚さ200人程
第0Si3N、膜よりなる誘電体膜、11は第4のn゛
型ポリ5t(PolyD)層よりなる対向電極(セルプ
レート)、12は対向電極の開孔、13は燐珪酸ガラス
(PSG)よりなる第2の眉間絶縁膜、14はアルミニ
ウム等よりなるビット線を示している。
即ち本発明に係るDRAMセルは例えば同図に示される
ように、RIE処理を用いるフォトリングラフィによっ
てバターニング形成されほぼ垂直な端面を有する第1の
導電体層パターン7A、7B等のPolyB層パターン
の全周端面に、後に説明する方法によって第1の導電体
層パターン7A、7B等にそれぞれオーミックに接続す
るサイドウオール状の第2の導電体層9が被着形成され
、これによって電荷蓄積電極SR−1,5E−2等の外
形寸法が拡大される。この拡大寸法はサイドウオール状
の第2の導電体層9を形成する際のPolyC層の厚さ
によって制御されるが、当実施例においてPolyB層
からパターニング形成された従来の大きさに相当する第
1の導電体層パターン7A、7bの外形寸法を3μm角
即ち9μm2の面積に形成し、サイドウオールを形成す
るPolyC層の厚さを0.2μmとした場合、該電荷
蓄積電極5E−1,5E−2等の拡大面積は  2゜5
6μm2程度になり、蓄積電■の増加率は約 28%程
度となる。
以下に上記実施例に示すDRAMセルを形成する方法を
図を参照して説明する。
第2図(al参照 即ちp型Si基板1上に従来同様の方法によりゲート絶
縁膜3を形成し、該ゲート絶縁膜3上に従来同様の方法
により、厚さ4000人、幅(ゲート長)1.5μm程
度のn゛型のpolyA Rよりなり上部に厚さ300
0人程度0第1のSiO□膜6A全6Aるワード線4A
、4B、4C14D等を形成し、次いで該ワード線4A
、4B、4C14D等をマスクにし基板面に砒素(^s
+ )をイオン注入して電荷蓄積電極に接続される第1
1第3のソース/ドレイン(S/D)領域5A、5Cと
ピント線に接続される第2のS/D領域5Bを形成する
そして従来と同様に該基板上にCVD法により層間絶縁
膜となる例えば厚さ3000人程度0第2のSiO□膜
を形成し、RIE処理を用いる平面エツチング手段によ
り該第2の330g膜を選択的にエツチング除去(iソ
チバンク)し、ワード線4A、4B、4C140等の側
面にサイドウオール状の第2のSiO□膜6B全6B形
成する。
そして更に従来と同様に該基板上にCVD法により厚さ
2000〜3000人程度のPolyB層を形成し、イ
オン注入法等により該Po1yB Jiをn+型にした
後、従来同様のRIE処理を用いるフォトリソグラフィ
によりパターニングして、該n゛現型PoyB層よりな
り上記フォj・リソグラフィにおけるパターンの解像限
界寸法である例えば1.5μm程度の隣接パターンとの
パターン間隔を有して、第1、第3のS/D領域5A、
 5Cにそれぞれ接する第1の導電体層パターン7^、
7B及び第2のS/Diil域5Bに接するビット線接
続電極8を形成する。
第2図(b)参照 次いで本発明の方法においては、上記基板上にCVO法
により厚さ2000〜3000人程度のPolyC層を
形成し、次いでイオン注入法等により該Polyc層を
n゛型にした後、RIE処理により平面エツチング(エ
ンチパック)して該Polyc層を選択的に除去し、第
1の導電体層パターン7A、7B及びビット線接続電極
8パターンの全周端面にPolyC層よりなるサイドウ
オール状の第2の導電体層9を残留形成せしめる。
なおここで前述したように、パターニング形成された従
来の大きさに相当する第1の導電体層パターン7A、7
Bよりもサイドウオール状の第2の導電体N9の分だけ
0.4μm程度外形寸法の大きい電荷蓄積電極SE〜1
及び5E−2が形成される。
第2図(C1参照 次いで従来同様、CVD法により電荷蓄積電極S[!−
1,5E−2の表面を含む上記基板上に例えば厚さ20
0人程PoSi3N、膜よりなる誘電体膜lOを形成し
、次いで該基板上にCVO法により厚さ2000〜30
00人程度のPo1yD 眉を形成し、次いでイオン注
入等により該PolyD層をn゛型にした後、従来と同
様なフォトリングラフィ技術により該PolyD層のパ
ターニングを行って、前記ビット線接続電極8の全面を
余裕を持って表出する開孔12を有し、且つ少なくとも
電荷蓄積電極SB−1及び5E−2の上部を誘電体膜1
0を介して覆う一体のポリSi対向電極(セルプレー)
)11を形成する。
第1図参照 次いで通常の方法により、該基板上にPSG層間絶縁膜
13を形成し、該層間絶縁膜13にコンタクト窓を形成
し、該コンタクト窓部において前記ビット線接続用電極
8に接して該PSG層間絶縁膜13上にワード線に直角
な方向に延在するビット線■4を形成し、以後図示しな
いカバー絶縁膜の形成等がなされ本発明に係るDRAM
セルが完成する。
以上の説明から明らかなように本発明によれば、DRA
Mが具備するスタック構造の情報蓄積キャパシタの電荷
蓄積電極と、同層のポリSi層を用いて形成される導電
性パターンとの間隔を、リソグラフィ工程におけるアナ
ライザーの解像限界から制限される最小パターン間隔よ
り更に近づけることができる。従って同一集積度におい
てその分、前述したように電荷蓄積電極の表面積が増し
、蓄積容量の増加が図れる。なおこの蓄積容量の増加率
は、前記サイドウオール状の第2の導電体層の厚さを変
えることによって成る程度調節することが可能である。
また本発明によれば、製造工程から第1の導電体層パタ
ーンと同層のポリSi層からパターニング形成されるビ
ット線接続電極等の他の電極パターンも第1の導電体層
パターン即ち電荷蓄積電極と同様に拡大されるので、そ
れらの電極への配線接続窓形成時の位置合わせ余裕が増
し、製造工程が容易になると共に製造歩留りも向上する
なお又、本発明において第1、第2の導電体層及びワー
ド線には、実施例に示すポリSi層以外に高融点金属或
いは高融点金属シリサイド等も用いられる。
〔発明の効果〕
以上説明のように本発明によれば、DRAMセルを構成
するスタック構造の蓄積キャパシタの電荷蓄積電極の面
積を、フォトリソグラフィ工程におけるアナライザーの
解像限界に制限されずに更にパターン間隔を縮小して、
更に拡大させることができる。
従って本発明によれば高集積化されるDRAMセルの電
荷蓄積容量の増大が図られるので、DRAMセルの読出
し精度及びα線ソフトエラー耐性が向上し、その情報の
信頼度が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の平面(al及びA−A断面
(b)を示す模式図、 第2図(a)〜(C1は上記実施例に示すD RA M
セルの製造方法の一例を示す工程断面図、 第3図(al〜(C1は従来の製造方法の工程断面図、
第4図は同従来の製造方法の工程平面図である。 図において、 1はp型Si基板、 2はフィールド絶縁膜、 3はゲート絶縁膜、 4A、 4[1,4C,4Dはワード線、九、5B、5
Cは第11第2、第3のS/D領域、6A、6BはSi
n、膜、 7A、7Bは第1の導電体層パターン、8はビット線接
続電極、 9はサイドウオール状の第2の導電体層、10は5i3
Na誘電体膜、 11は対向電極(セルプレート)、 12はビット線接続電極を完全に表出する対向電極の開
花、 13はPSG層間絶縁膜、 14はビット線 を示す。 (b)A−A吋肋図 ントミ冷明6リー4;ミ′池イ列6勺ノ43デ((5ケ
獣   4   ρ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  半導体基板に形成された不純物拡散領域上からワード
    線上に延在しほぼ垂直な端面を有する第1の導電体層パ
    ターンと、該第1の導電体層パターンの端面に選択的に
    被着され該第1の導電体層パターンとオーミックに接続
    するサイドウォール状の第2の導電体層とよりなる電荷
    蓄積電極と、該電荷蓄積電極の全表面上に形成された誘
    電体膜と、 該電荷蓄積電極上を該誘電体膜を介して覆う対向電極と
    を有してなるスタック構造の蓄積キャパシタを具備した
    ことを特徴とするダイナミックランダムアクセスメモリ
JP62154011A 1987-06-19 1987-06-19 ダイナミツクランダムアクセスメモリ Pending JPS63318152A (ja)

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Cited By (3)

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