JPS639964A - 半導体記憶素子製造法 - Google Patents
半導体記憶素子製造法Info
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- JPS639964A JPS639964A JP61154374A JP15437486A JPS639964A JP S639964 A JPS639964 A JP S639964A JP 61154374 A JP61154374 A JP 61154374A JP 15437486 A JP15437486 A JP 15437486A JP S639964 A JPS639964 A JP S639964A
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- silicon substrate
- silicon layer
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-
- 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
- H10B12/37—DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells the capacitor being at least partially in a trench in the substrate
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- 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。
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〕
一本発明は半導体記憶素子製造法に関し、−特に絶縁ゲ
ート電界効果トランジスタを用いてなる半導体記憶素子
の製造法に関する。
ート電界効果トランジスタを用いてなる半導体記憶素子
の製造法に関する。
シリコン半導体基板に搭載してなる半導体記憶装置の大
容量化・高密度化は、新規な回路構成、半導体基板嵌置
の微細加工技術の発展と共に急速な進展をしている。こ
の様な情況下において、現在、情報蓄積部が1個のMO
Sトランジスタと1個の情報蓄積容量部で構成され次半
導体記憶素子が最も高密度化に適したものと考えられ、
情報蓄積容量部をシリコン基板表面に形成され几深さ数
ミクロンの溝の側壁部に形成し、高密度化を計る方法が
とられている。
容量化・高密度化は、新規な回路構成、半導体基板嵌置
の微細加工技術の発展と共に急速な進展をしている。こ
の様な情況下において、現在、情報蓄積部が1個のMO
Sトランジスタと1個の情報蓄積容量部で構成され次半
導体記憶素子が最も高密度化に適したものと考えられ、
情報蓄積容量部をシリコン基板表面に形成され几深さ数
ミクロンの溝の側壁部に形成し、高密度化を計る方法が
とられている。
第2図お工び第4図は、この−例を示したものでめる。
第4図は、記憶素子製造後の(100)基板平面図で、
素子領域l、容量1!12 e 74−ルド醒化領域3
のみを示してろる。記憶素子は、第4図に示すように、
(011)、(011>方向のパターンエツジを有する
素子領域1に形成される。情報蓄積容量部は容量溝2の
側壁部に形成されている。素子領域1はフィールド酸化
領域3にニジ互いに分離されている。第4図のB B’
断面での素子構造の一例を第2図に示す。第2図におい
て、情報電荷は、溝側壁部に形成された誘電体膜7の内
側に蓄積される。誘電体膜7の内側のポリシリコンa8
は例えばN型の不純物を含み、容量電極となっている。
素子領域l、容量1!12 e 74−ルド醒化領域3
のみを示してろる。記憶素子は、第4図に示すように、
(011)、(011>方向のパターンエツジを有する
素子領域1に形成される。情報蓄積容量部は容量溝2の
側壁部に形成されている。素子領域1はフィールド酸化
領域3にニジ互いに分離されている。第4図のB B’
断面での素子構造の一例を第2図に示す。第2図におい
て、情報電荷は、溝側壁部に形成された誘電体膜7の内
側に蓄積される。誘電体膜7の内側のポリシリコンa8
は例えばN型の不純物を含み、容量電極となっている。
そしてこのポリシリコン膜8は、マ童のソースおよびコ
ンタクト領域9と電気的に接続され、ドレイン領域lO
,ゲート酸化膜11、ゲート電極12.ソース領域9か
らなるMOSトランジスタに1って情報が出し入れされ
る。
ンタクト領域9と電気的に接続され、ドレイン領域lO
,ゲート酸化膜11、ゲート電極12.ソース領域9か
らなるMOSトランジスタに1って情報が出し入れされ
る。
このような記憶素子は、例えば学術専門誌インターナシ
嘗ナル・エレクトロン・テハイス・ミーティング・テク
ニカル・ダイジェスト1985年、710ページ(IE
L)M、 ’l’ech、 i)ig、 、 1985
. Pp−710−713)に報告されている。
嘗ナル・エレクトロン・テハイス・ミーティング・テク
ニカル・ダイジェスト1985年、710ページ(IE
L)M、 ’l’ech、 i)ig、 、 1985
. Pp−710−713)に報告されている。
〔発明が解決しょうとする問題点〕
第2図に示す工うな素子構造の素子を製造する場合には
、P型シリコン基板とr型シリコン基板5との界面近傍
に結晶欠陥が生じやすく、ソースおよびコンタクト領域
9からr型シリコン基板5方向へ情報電荷がリークしや
すいという欠点が存在する。第2図に示した記憶素子で
は、P+′型シリコン基板5は情報蓄積容量部の対向電
極の役目をしておシ、できるだけ低抵抗であることが望
まれる。然しなから、低抵抗化即ち不純物を高濃度に入
れると、P 型シリコン基板5の格子定数が本来のシリ
コンの格子定数からずれる。この友め、P 型シリコン
基板上にP型シリコン層をエピタキシャル成長させ次場
合、P型シリコン層4とP 型シリコン基板5との界面
に結晶欠陥が発生する。従って、通常は、エピタキシャ
ル成長しても結晶欠陥が発生しない程度の不純物濃度が
選ばれている。然しなから、半導体記憶素子の高集積化
に伴い、第2図に示す工うな複雑な素子構造になると、
素子を完成するまでには数多くのプロセスを経なければ
ならない。この定め、素子構造プロセス前に、結晶欠陥
が発生していなくても。
、P型シリコン基板とr型シリコン基板5との界面近傍
に結晶欠陥が生じやすく、ソースおよびコンタクト領域
9からr型シリコン基板5方向へ情報電荷がリークしや
すいという欠点が存在する。第2図に示した記憶素子で
は、P+′型シリコン基板5は情報蓄積容量部の対向電
極の役目をしておシ、できるだけ低抵抗であることが望
まれる。然しなから、低抵抗化即ち不純物を高濃度に入
れると、P 型シリコン基板5の格子定数が本来のシリ
コンの格子定数からずれる。この友め、P 型シリコン
基板上にP型シリコン層をエピタキシャル成長させ次場
合、P型シリコン層4とP 型シリコン基板5との界面
に結晶欠陥が発生する。従って、通常は、エピタキシャ
ル成長しても結晶欠陥が発生しない程度の不純物濃度が
選ばれている。然しなから、半導体記憶素子の高集積化
に伴い、第2図に示す工うな複雑な素子構造になると、
素子を完成するまでには数多くのプロセスを経なければ
ならない。この定め、素子構造プロセス前に、結晶欠陥
が発生していなくても。
素子製造プロセス後に結晶欠陥が導入されやすい。
このような結晶欠陥の発生は表面にP型シリコン層を有
するP 型シリコン基板の場合だけに限らず、例えば1
0 原子/備 のアンチ七ン(sb)がドーピングされ
たマ量シリコン基板上にN型シリコンエピタキシャル膜
を有するような場合でも同様である。このtめ、不純物
#度が基板と大きく異なるようなシリコン層を表面に有
するようなウェーハを用いて、第2図に示すような半導
体記憶素子を形成しても結晶欠陥が生じない工うな記憶
素子製造法が必要とされる。
するP 型シリコン基板の場合だけに限らず、例えば1
0 原子/備 のアンチ七ン(sb)がドーピングされ
たマ量シリコン基板上にN型シリコンエピタキシャル膜
を有するような場合でも同様である。このtめ、不純物
#度が基板と大きく異なるようなシリコン層を表面に有
するようなウェーハを用いて、第2図に示すような半導
体記憶素子を形成しても結晶欠陥が生じない工うな記憶
素子製造法が必要とされる。
本発明では、素子製造プロセスを経友のちでも結晶欠陥
の発生を抑える之めに、容量溝の9111壁方向および
素子のパターン方向を従来の<110>に等価な方向で
はなく、(100)に等価な方向に選ぶ。
の発生を抑える之めに、容量溝の9111壁方向および
素子のパターン方向を従来の<110>に等価な方向で
はなく、(100)に等価な方向に選ぶ。
本発明の半導体記憶素子製造法は、情報蓄積容量部が低
濃度シリコン層およびこの低11度シリコン層と導電型
が同じ高a度シリコン基板に形匠され、情報伝達部の絶
縁ゲート電界効果トランジスタのソース領域がこの情報
蓄積容量部と電気的に接続されている半導体記憶素子を
(Zoo)又は(110)の面方位を有するシリコン基
板に形成する半導体記憶素子製造法において、情報蓄積
量部の溝のl++壁面の垂直方向および情報蓄積容量部
と情報伝達部とからなる素子領域を互いに分離するため
のフィールド酸化膜のパターンエツジ方向をく100〉
と等価な方向にすることを特徴とする0 〔実施例〕 次に、本発明について図面を用いて説明する。
濃度シリコン層およびこの低11度シリコン層と導電型
が同じ高a度シリコン基板に形匠され、情報伝達部の絶
縁ゲート電界効果トランジスタのソース領域がこの情報
蓄積容量部と電気的に接続されている半導体記憶素子を
(Zoo)又は(110)の面方位を有するシリコン基
板に形成する半導体記憶素子製造法において、情報蓄積
量部の溝のl++壁面の垂直方向および情報蓄積容量部
と情報伝達部とからなる素子領域を互いに分離するため
のフィールド酸化膜のパターンエツジ方向をく100〉
と等価な方向にすることを特徴とする0 〔実施例〕 次に、本発明について図面を用いて説明する。
第1図乃至第3図は、本発明の第1の実施例を説明する
ためのものである。第1図は基板平面図で。
ためのものである。第1図は基板平面図で。
素子領域1と該素子領域間を分離するためのフィールド
酸化領域3の境界、方向即ち素子のパターン方向が(1
00>に等価な方向に選はれている。
酸化領域3の境界、方向即ち素子のパターン方向が(1
00>に等価な方向に選はれている。
又、容!l:溝2の側壁面に垂直方向も(100)に等
価な方向となっている。基板面方位は(100)である
。なお図中には素子領域1.容t442.フィールド酸
化領域3のみを示しである。第2図は、第1図における
八に断面構造の一部に相当している。
価な方向となっている。基板面方位は(100)である
。なお図中には素子領域1.容t442.フィールド酸
化領域3のみを示しである。第2図は、第1図における
八に断面構造の一部に相当している。
第3図は第2図に示す素子の製造工程を示す縦断面図で
ある。(100)と等価な方向にオリエンテーションフ
ラットを有する。ボロンドープ。
ある。(100)と等価な方向にオリエンテーションフ
ラットを有する。ボロンドープ。
比抵抗0.005Ω・αの(100) P 型シリコ
ン基板5上に厚さ2μm、比抵抗10Ω・αのP型シリ
コン層4が形成されtウェーハを用意する(第3図(a
))。次に2通常の反応性イオンエツチング技術お:び
選沢陵化技術を用いて第3図(b)に示すように容量溝
15お工び素子分離領域(フィールド酸化領域〕6を形
成する。次に、第3図(C)に示す工うに容量溝15の
側壁お工ひP型シリコン層4、素子分離領域60表面を
被覆するように厚さ200A程度の薄い酸化膜からなる
誘電体膜7を形成する。ここで、コンタクト部16の誘
電体膜は通常の蝕刻技術にニジ除去する。次に、第3図
(d)に示す二うに、容量溝15を埋め込むエリにN型
不純物、例えばリンを1×10 原子/crIL含むポ
リシリコン膜8を形成する。この工程でポリシリコン膜
8に含有させたN型不純物はコンタクト部16に拡散し
、当領域に虻−P接合が形成される。然るのち、ポリシ
リコン膜8の表面を熱酸化して絶縁酸化膜17を形成す
る。次に、第3図telに示すように、ゲート酸化膜1
1.ゲート電極12を形成しtのち、N型不純物6例え
ばリン原子をイオン注入法に工りP型シリコン層4の表
面に導入シ、ドレイン領域10.お工びコンタクト領域
とを電気的に導通状態となる工うにソース領域9を形成
し、液抜に層間絶縁膜13お工び電極配線14を形成し
て所望の記憶素子が形成される。
ン基板5上に厚さ2μm、比抵抗10Ω・αのP型シリ
コン層4が形成されtウェーハを用意する(第3図(a
))。次に2通常の反応性イオンエツチング技術お:び
選沢陵化技術を用いて第3図(b)に示すように容量溝
15お工び素子分離領域(フィールド酸化領域〕6を形
成する。次に、第3図(C)に示す工うに容量溝15の
側壁お工ひP型シリコン層4、素子分離領域60表面を
被覆するように厚さ200A程度の薄い酸化膜からなる
誘電体膜7を形成する。ここで、コンタクト部16の誘
電体膜は通常の蝕刻技術にニジ除去する。次に、第3図
(d)に示す二うに、容量溝15を埋め込むエリにN型
不純物、例えばリンを1×10 原子/crIL含むポ
リシリコン膜8を形成する。この工程でポリシリコン膜
8に含有させたN型不純物はコンタクト部16に拡散し
、当領域に虻−P接合が形成される。然るのち、ポリシ
リコン膜8の表面を熱酸化して絶縁酸化膜17を形成す
る。次に、第3図telに示すように、ゲート酸化膜1
1.ゲート電極12を形成しtのち、N型不純物6例え
ばリン原子をイオン注入法に工りP型シリコン層4の表
面に導入シ、ドレイン領域10.お工びコンタクト領域
とを電気的に導通状態となる工うにソース領域9を形成
し、液抜に層間絶縁膜13お工び電極配線14を形成し
て所望の記憶素子が形成される。
この工すにして多数の記憶素子が形成場れ友ウェーハを
X線トポグラフに工す調べた結果、P型シリコン層4と
P 型シリコン基板5の界面には一緒晶欠陥の発生は見
られず、従来の方法で製造し几場合に比べて5〜10倍
長い記憶保持時間が得られ友。
X線トポグラフに工す調べた結果、P型シリコン層4と
P 型シリコン基板5の界面には一緒晶欠陥の発生は見
られず、従来の方法で製造し几場合に比べて5〜10倍
長い記憶保持時間が得られ友。
次に、本発明の第2の実施例について説明する。
本実施例では基板面方位として(110)を用いた。(
100)と等価な方向にオリエンテーションフラットを
有する。比抵抗0.0050・α、ボロンドープのP
型シリコン基板を用意し、該P 型シリコン基板上に厚
さ2μm、比抵抗10Ω・aのP型シリコン層をエピタ
キシャル成長にニジ形成し友。このような基板を用いて
、第2図に示したのと同じ構造を有する記憶素子を、容
量溝の側壁方向および素子のパターン方向が(100)
と等価な方向になるように形成した。素子製造プロセス
は第1の実施例で述べたと全く同様な方法を用いた。そ
の結果、第1の実施例で示した(100)基板の場合と
同様、P型シリコン層とP 型シリコン基板界面近傍に
は結晶欠陥の発生は見られず。
100)と等価な方向にオリエンテーションフラットを
有する。比抵抗0.0050・α、ボロンドープのP
型シリコン基板を用意し、該P 型シリコン基板上に厚
さ2μm、比抵抗10Ω・aのP型シリコン層をエピタ
キシャル成長にニジ形成し友。このような基板を用いて
、第2図に示したのと同じ構造を有する記憶素子を、容
量溝の側壁方向および素子のパターン方向が(100)
と等価な方向になるように形成した。素子製造プロセス
は第1の実施例で述べたと全く同様な方法を用いた。そ
の結果、第1の実施例で示した(100)基板の場合と
同様、P型シリコン層とP 型シリコン基板界面近傍に
は結晶欠陥の発生は見られず。
容量溝側壁方向および素子パターン方向を(10〉と等
価な方向とし友従来法に比べて5倍8腿長い記憶保持時
間が得られ友。
価な方向とし友従来法に比べて5倍8腿長い記憶保持時
間が得られ友。
以上説明した工うに9本発明では、不純物一度が基板と
大きく異なるようなシリコン層を表面に有する工うな(
100)又は(110)ウェーハに記憶素子を製造する
場合、容量溝側壁方向および素子のパターン方向を(1
00)と等価な方向に選ぶことにより、これらの方向を
(110)と等価な方向とする従来の方法に比べて、素
子製造後にしばしば見られ友結晶欠陥の発生全回避でき
る。
大きく異なるようなシリコン層を表面に有する工うな(
100)又は(110)ウェーハに記憶素子を製造する
場合、容量溝側壁方向および素子のパターン方向を(1
00)と等価な方向に選ぶことにより、これらの方向を
(110)と等価な方向とする従来の方法に比べて、素
子製造後にしばしば見られ友結晶欠陥の発生全回避でき
る。
このことにより、情報電荷のリークを少なくでき、従来
に比べて5〜10倍長い記憶保持時間を得ることができ
る。
に比べて5〜10倍長い記憶保持時間を得ることができ
る。
第1図は本発明の第1の実施例における記憶素子形成後
の基板平面図、第2図は第1図の八−に線断面お工ひ第
4図のB −B’線断面を示す断面図、第3図は第2図
に示す素子の製造プロセスを示す工程断面図、第4図は
従来法によって素子形成をおこなった場合の基板平面図
である。 1・・・素子領域、2,15・・・容量溝、3・・・フ
ィールド酸化領域、4・・・P型シリコン層、5・・・
P 型シリコン基板、6・・・素子分離領域、7・・・
誘電体膜、8・・・ポリシリコン喚、9・・・ソースお
よびコンタクト領域、10・−・ドレイン領域、11・
・・ゲート酸化膜、12・・・ゲート電極、13・・・
層間絶縁膜、14・・・電極配線、16・・・コンタク
ト部、17・・・絶縁酸化膜。 代理人 弁理士 内 原 XIJL 、’ 、’
−,’ : を日 「・。 (。 く、−1二、′ 墳ちイ図 拓 こ 凹
の基板平面図、第2図は第1図の八−に線断面お工ひ第
4図のB −B’線断面を示す断面図、第3図は第2図
に示す素子の製造プロセスを示す工程断面図、第4図は
従来法によって素子形成をおこなった場合の基板平面図
である。 1・・・素子領域、2,15・・・容量溝、3・・・フ
ィールド酸化領域、4・・・P型シリコン層、5・・・
P 型シリコン基板、6・・・素子分離領域、7・・・
誘電体膜、8・・・ポリシリコン喚、9・・・ソースお
よびコンタクト領域、10・−・ドレイン領域、11・
・・ゲート酸化膜、12・・・ゲート電極、13・・・
層間絶縁膜、14・・・電極配線、16・・・コンタク
ト部、17・・・絶縁酸化膜。 代理人 弁理士 内 原 XIJL 、’ 、’
−,’ : を日 「・。 (。 く、−1二、′ 墳ちイ図 拓 こ 凹
Claims (1)
- 情報蓄積容量部が、低濃度シリコン層および該低濃度シ
リコン層と導電型が同じ高濃度シリコン基板の溝部に形
成され、情報伝達部の絶縁ゲート電界効果トランジスタ
のソース領域が該情報蓄積容量部と電気的に接続されて
いる半導体記憶素子を(100)又は(110)の面方
位を有するシリコン基板に形成する半導体記憶素子製造
法において、前記情報蓄積容量部の溝の側壁面の垂直方
向、および前記情報蓄積容量部と情報伝達部とからなる
素子領域を互いに分離するためのフィールド酸化膜のパ
ターンエッジ方向を<100>と等価な方向にすること
を特徴とする半導体記憶素子製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61154374A JPS639964A (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | 半導体記憶素子製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61154374A JPS639964A (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | 半導体記憶素子製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS639964A true JPS639964A (ja) | 1988-01-16 |
Family
ID=15582759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61154374A Pending JPS639964A (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | 半導体記憶素子製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS639964A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4971926A (en) * | 1984-08-28 | 1990-11-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing a semiconductor device |
| US6313494B1 (en) | 1997-12-03 | 2001-11-06 | Nec Corporation | Semiconductor device having a selectively-grown contact pad |
| JP2015516941A (ja) * | 2012-04-30 | 2015-06-18 | ヘレーウス クヴァルツグラース ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフトHeraeus Quarzglas GmbH & Co. KG | 合成石英ガラス粒状物を製造する方法 |
| CN112635471A (zh) * | 2019-10-08 | 2021-04-09 | 三星电子株式会社 | 半导体存储器件及其制造方法 |
-
1986
- 1986-06-30 JP JP61154374A patent/JPS639964A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4971926A (en) * | 1984-08-28 | 1990-11-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing a semiconductor device |
| US6313494B1 (en) | 1997-12-03 | 2001-11-06 | Nec Corporation | Semiconductor device having a selectively-grown contact pad |
| JP2015516941A (ja) * | 2012-04-30 | 2015-06-18 | ヘレーウス クヴァルツグラース ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフトHeraeus Quarzglas GmbH & Co. KG | 合成石英ガラス粒状物を製造する方法 |
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