DE3714338A1 - Verfahren zur herstellung einer halbleiterspeicheranordnung - Google Patents
Verfahren zur herstellung einer halbleiterspeicheranordnungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer
Halbleiterspeicheranordnung mit einem Speicherzellenaufbau
aus einem Transistor und einem Kondensator für die
Speicherung von Daten mittels im Kondensator gehaltener
elektrischer Ladungen.
Die Speicherzelle eines dynamischen Randomspeichers bzw.
dRAMs umfaßt allgemein einen MOS-Kondensator, der Daten
in Form einer elektrischen Ladung zu halten, d. h. zu
speichern vermag, und einen Schalt-MOS-Transistor, welcher
die Ladung mit einem externen Schaltkreis austauscht.
Mit zunehmender Speicherkapazität des dRAMs muß die Fläche
jeder Speicherzelle immer weiter verkleinert werden. Da
jedoch der Pegel eines Signals für das Auslesen von Daten
durch die Größe der im MOS-Kondensator gespeicherten Ladung
bestimmt wird, kann dessen Effektivfläche nicht wesentlich
verkleinert werden. Aus diesem Grund wurden bereits
verschiedene Lösungen vorgeschlagen, z. B. dergestalt,
eine Rille im Halbleitersubstrat auszubilden und darin
einen Kondensator in dreidimensionaler Form vorzusehen,
um damit die vom Kondensator auf dem Chip eingenommene
Fläche zu verkleinern, dabei aber eine große Effektivfläche
des Kondensators beizubehalten.
Vom Fertigungsstandpunkt her ist es jedoch schwierig,
eine feine (schmale) tiefe Rille in einem Substrat
auszubilden. Ein MOS-Transistor, der ein weiteres
Bauelement einer Speicherzelle darstellt, muß dabei
miniaturisiert werden, um eine hohe Integrationsdichte
bei der betreffenden Halbleiterspeicheranordnung zu
gewährleisten. Bestrebungen, die Gate-Länge übermäßig
zu verkürzen und damit die Miniaturisierung der betreffenden
Anordnung zu begünstigen, sind jedoch mit dem Nachteil
behaftet, daß die Betriebszuverlässigkeit der Anordnung
z. B. aufgrund des sog. Hot Carrier-Effekts bzw. "heißer"
Ladungsträger beeinträchtigt ist.
Das Erfordernis für eine hohe Integrationsdichte bei einem
dRAM und für die Miniaturisierung der Halbleiterelemente
bedingt ferner die nachstehend angeführten Schwierigkeiten.
Bei den Bauelementen, wie Transistor und Kondensator,
wird zwar die Länge, nicht aber die Dicke verringert.
Infolgedessen vergrößert sich das Geometrieverhältnis
(Verhältnis Länge : Breite) der betreffenden Schichten.
Wenn z. B. ein Kontaktloch auf photolithographischem Wege
ausgebildet wird, setzt der Stehwelleneffekt in den
abgestuften Bereichen die Maßgenauigkeit herab, wobei
Ätzrückstände auftreten können. Im Fall der Ausbildung
einer Verbindungsschicht können sich beim Aufdampfen eine
Trennung oder Unterbrechung und andere Schwierigkeiten
ergeben.
Wie erwähnt, sind somit die hohe Integrationsdichte eines
dRAMs und die Miniaturisierung der betreffenden Bauelemente
mit verschiedenen Schwierigkeiten verbunden. Die
bedeutsamsten der erwähnten Probleme, die am dringendsten
einer Lösung bedürfen, bestehen in der Beseitigung des
(der) Ausrichtspielraums oder -toleranz (alignment margin)
zwischen Kondensator und Transistor sowie zwischen dem
Bitleitung-Kontaktloch und dem Transistor und auch in
der Erzielung eines Substrats vollkommener Flachheit.
Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines
Verfahrens zur Herstellung einer Halbleiterspeicheranordnung,
mit dem die Speicherzellenfläche in wesentlich
größerem Maße verkleinert werden kann, als dies bisher
möglich war, und mit dem die die Gate-Elektrode aufweisende
Struktur unter Begünstigung der Ausbildung der Verdrahtung
zufriedenstellend flach geformt werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs
angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in
einer Kondensatorerzeugungszone eines Halbleitersubstrats
eine Rille vorgesehen,
auf dem Halbleitersubstrat, einschließlich der Innenfläche der Rille, ein Kondensator-Isolierfilm erzeugt,
im Kondensator-Isolierfilm erste und zweite Kontaktlöcher vorgesehen,
auf der Gesamtfläche des so erhaltenen Gebildes ein (erster) leitfähiger Film ausgebildet,
der erste leitfähige Film zur Ausbildung einer die Innenfläche der Rille und das erste Kontaktloch bedeckenden Kondensatorelektrode und einer das zweite Kontaktloch bedeckenden Verbindungselektrode gemustert,
auf den Oberflächen von Kondensatorelektrode und Verbindungselektrode ein erster Zwischenschicht-Isolierfilm erzeugt,
auf dem zwischen Kondensatorelektrode und Verbindungselektrode gelegenen Bereich des Substrats ein Gate- Isolierfilm erzeugt,
auf der Gesamtoberfläche des so erhaltenen Gebildes ein zweiter leitfähiger Film ausgebildet und
der zweite leitfähige Film zur Bildung einer Gate-Elektrode auf dem zwischen Kondensatorelektrode und Verbindungselektrode liegenden Gate-Isolierfilm einer Rückätzung unterworfen werden.
auf dem Halbleitersubstrat, einschließlich der Innenfläche der Rille, ein Kondensator-Isolierfilm erzeugt,
im Kondensator-Isolierfilm erste und zweite Kontaktlöcher vorgesehen,
auf der Gesamtfläche des so erhaltenen Gebildes ein (erster) leitfähiger Film ausgebildet,
der erste leitfähige Film zur Ausbildung einer die Innenfläche der Rille und das erste Kontaktloch bedeckenden Kondensatorelektrode und einer das zweite Kontaktloch bedeckenden Verbindungselektrode gemustert,
auf den Oberflächen von Kondensatorelektrode und Verbindungselektrode ein erster Zwischenschicht-Isolierfilm erzeugt,
auf dem zwischen Kondensatorelektrode und Verbindungselektrode gelegenen Bereich des Substrats ein Gate- Isolierfilm erzeugt,
auf der Gesamtoberfläche des so erhaltenen Gebildes ein zweiter leitfähiger Film ausgebildet und
der zweite leitfähige Film zur Bildung einer Gate-Elektrode auf dem zwischen Kondensatorelektrode und Verbindungselektrode liegenden Gate-Isolierfilm einer Rückätzung unterworfen werden.
Als erste(r) leitfähige(r) Film (oder Dünnschicht) kann
ein Fremdatom-dotierter polykristalliner Film benutzt
werden. In diesem Fall können Source- und Drainzonen
durch Diffusion eines Fremdatoms vom ersten leitfähigen
Film zum Substrat, durch erste und zweite Kontaktlöcher
hindurch, während der für die Ausbildung z. B. des ersten
Zwischenschicht-Isolierfilms angewandten thermischen
Oxidation erzeugt werden.
Wahlweise können nach der Ausbildung der Gate-Elektrode
und der Entfernung des ersten Zwischenschicht-Isolierfilms
die Source- und Drain-Zone(n) unter Heranziehung der
Gate-Elektrode, der Kondensatorelektrode und der
(Zwischen-)Verbindungselektrode als Masken durch
Ionenimplantation erzeugt werden.
Wenn der erste Zwischenschicht-Isolierfilm auf Gate- und
Kondensatorelektroden durch thermische Oxidation des bis
zu dieser Stufe erhaltenen Gebildes erzeugt wird, wird
ein dünner Oxidfilm auch auf der Oberfläche des Substrats
sowie auf den Elektroden erzeugt. Wenn hierbei die
Ionenimplantation durch den auf dem Substrat erzeugten
dünnen Oxidfilm hindurch vorgenommen wird, kann der
Schwellenwert des MOS-Transistors kontrolliert oder ein
Durchgriff unterdrückt werden.
Der Gate-Isolierfilm kann üblicherweise durch Entfernen
eines dünnen, auf dem Substrat abgelagerten Oxidfilms
und anschließende Durchführung der thermischen Oxidation
erzeugt werden. Das Rückätzen des zweiten leitfähigen
Materials kann mittels eines anisotropen Ätzverfahrens,
z. B. durch reaktives Ionenätzen erfolgen.
Nach dem Auftragen oder Aufdampfen der Gate-Elektrode
wird auf der Gesamtfläche des bis zu dieser Stufe erhaltenen
Gebildes ein zweiter Zwischenschicht-Isolierfilm
ausgebildet. In dem auf der Verbindungselektrode
abgelagerten Abschnitt des zweiten Zwischenschicht-
Isolierfilms wird ein drittes Kontaktloch vorgesehen.
Eine Bitleitung kann durch das dritte Kontaktloch hindurch
in Kontakt mit der Verbindungselektrode geformt werden.
In diesem Fall kann der Kontakt zwischen der Bitleitung
und der Verbindungselektrode mit einem (einer) gewissen
Spielraum oder Toleranz realisiert werden, indem die
Verbindungselektrode bis zu einer Stelle über der Trennzone
verlängert oder erweitert, ein drittes Kontaktloch über
der Trennzone vorgesehen und eine Überlappung zwischen
zweitem Kontaktloch und drittem Kontaktloch verhindert
werden.
Erfindungsgemäß können somit, wie erwähnt, die Kondensatorelektrode
und die mit dem Bitleitungs-Substrat zu
verbindende Verbindungselektrode gleichzeitig vorgesehen
werden; die Gate-Elektrode eines MOS-Transistors wird
mit Selbstjustierung zwischen Kondensator- und
Verbindungselektrode erzeugt. Demzufolge braucht kein(e)
Spielraum oder Toleranz (margin) für die Justierung von
MOS-Transistor und Kondensator berücksichtigt zu werden.
Zudem wird die Verbindungselektrode für die Herstellung
einer Verbindung zwischen Bitleitung und Substrat im voraus
ausgebildet. Demzufolge steht ein(e) ausreichende(r)
Spielraum oder Toleranz für die Justierung von Bitleitung,
MOS-Transistor und Kondensator zur Verfügung. Erfindungsgemäß
kann daher die Fläche einer Speicherzelle in
wesentlich größerem Maße als im Fall einer herkömmlichen
Speicherzelle verkleinert werden. Zudem wird erfindungsgemäß
das bisher für die Ausbildung der Gate-Elektrode
erforderliche lithographische Verfahren vermieden, so
daß eine Beeinträchtigung der Maßgenauigkeit ausgeschaltet
wird, wie sie sich bisher aufgrund des bei der Durchführung
des lithographischen Verfahrens auftretenden Stehwelleneffekts
ergab. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen
Verfahrens besteht darin, daß nach der Ausbildung der
Gate-Elektrode die Oberfläche der Halbleiterspeicheranordnung
flach oder eben geformt ist, weil Kondensator-,
Verbindungs- und Gate-Elektrode flach oder flächig ausgelegt
sind; hierdurch werden der anschließende Verdrahtungsprozeß
erleichtert und eine höchst zuverlässige Feinbearbeitung
sichergestellt.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1A bis 1H Schnittansichten zur Verdeutlichung der
aufeinanderfolgenden Verfahrensschritte bei der
Herstellung einer dRAM-Anordnung gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 2 eine Aufsicht auf ein nach dem Herstellungsverfahren
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel erhaltenes
Speicherzellenfeld oder -array,
Fig. 3A bis 3C Schnitte längs der Linien A-A′, B-B′
bzw. C-C′ in Fig. 2,
Fig. 4A und 4B Schnittansichten zur Verdeutlichung
einiger der aufeinanderfolgenden Verfahrensschritte
bei der Herstellung einer dRAM-Anordnung gemäß
einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung
und
Fig. 5A und 5B eine Aufsicht auf eine dRAM-Anordnung
gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der
Erfindung bzw. einen Schnitt längs der Linie A-A′
in Fig. 5A.
Gemäß Fig. 1A wird eine epitaxiale p-Typ-Schicht 2 (Dicke:
3 µm) einer niedrigen Fremdatomkonzentration (1 × 1016 cm-3)
auf einem p-Typ-Si-Substrat 1 einer hohen Fremdatomkonzentration
(1 × 1018 cm-3) zum Aufwachsen gebracht.
Gemäß Fig. 1B werden in einer Kondensatorzone im
wesentlichen rechteckige Rillen 3 einer Tiefe von 5 µm
und mit einer Seite(nlänge) von mehreren Mikrometern
ausgebildet. Mittels thermischer Oxidation wird eine
Kondensator-Isolierschicht 4 einer Dicke von 10 nm auf
der Gesamtoberfläche des Plättchens (der Schicht) 2,
einschließlich der Innenfläche der rechteckigen Rillen
3 erzeugt. Die (jede) Rille 3 wird durch Ionenätzen mit
einer solchen Tiefe ausgebildet, daß ihre Sohle unter
einer Grenz- oder Zwischenfläche zwischen der p-Typ-Schicht
2 und dem Substrat 1 liegt. Gemäß Fig. 1C werden zwei
Kontaktlöcher 5 a, 5 b mittels des üblichen lithographischen
Prozesses in der Kondensator-Isolierschicht 4 ausgebildet.
Später wird eine als erste Elektrodenschicht dienende
polykristalline Si-Schicht 6 auf der gesamten Fläche des
Substrats 1 erzeugt. Die polykristalline Silizium-Schicht
6 wird nach dem CVD-Prozeß aus einer phosphordotierten,
polykristallinen Siliziumschicht mit einer Dicke von z. B.
etwa 400 nm erzeugt, derart, daß sie gemäß Fig. 1C
vollständig in die Rillen 3 eingebettet oder eingelassen
ist und damit die gesamte Oberfläche im wesentlichen flach
bleibt. Dies läßt sich ohne weiteres dadurch erreichen,
daß man die Dicke der polykristallinen Si-Schicht 6
entsprechend der Breite der Rille(n) 3 wählt.
Anschließend wird die polykristalline Si-Schicht 6 gemäß
Fig. 1D nach üblichen lithographischen und Ätz-Prozessen
gemustert, um eine (Zwischen-)Verbindungselektrode 6 b
zur Verbindung der Kondensatorenelektrode 6 a und einer
Bitleitung mit dem Substrat 1 vorzusehen. Danach wird
gemäß Fig. 1E durch Naßoxidation ein erster Zwischenschicht-
Isolierfilm 7 einer Dicke von etwa 200 nm auf den
Oberflächen von Kondensatorelektrode 6 a und Verbindungselektrode
6 b ausgebildet. Durch zweckmäßige Festlegung
der Dicke des Films 7 kann ein Zwischenraum zwischen den
oberen Abschnitten der Kondensatorelektroden 6 a und zwei
benachbarten Speicherzellen vollständig mit dem Isolierfilm
7 ausgefüllt werden. Während der genannten Naßoxidation
diffundiert der in Kondensatorelektrode 6 a und Verbindungselektrode
6 b enthaltene Phosphor in das Substrat 1, wodurch
n-Typ-Zonen 8 a, 8 b entstehen, welche die Source- bzw.
Drainzonen des MOS-Transistors bilden. Bei der Naßoxidation
entsteht auf der Oberfläche des Substrats eine Oxidschicht
einer Dicke von etwa 40 nm. Diese Oxidschicht ist dünner
als die im Naßoxidationsprozeß auf Kondensatorelektrode
6 a und Verbindungselektrode 6 b erzeugte Oxidschicht.
Erforderlichenfalls wird daher eine Ionenimplantation
durch die Oxidschicht hindurch ausgeführt, um den
Schwellenwertpegel des MOS-Transistors zu kontrollieren
(einzustellen) oder einen Durchgriff zu unterdrücken.
Danach werden die auf der Oberfläche erzeugte Oxidschicht
entfernt und eine thermische Oxidation durchgeführt, um
eine Gate-Isolierschicht 9 einer Dicke von z. B. 20 nm
auszubilden.
Hierauf wird gemäß Fig. 1F nachdem CVD-Prozeß eine
polykristalline Siliziumschicht 10 einer Dicke von z. B.
500 nm als zweite Elektrodenschicht auf der Gesamtoberfläche
des bis zu dieser Verfahrensstufe erhaltenen Substrats
erzeugt. Danach wird die polykristalline Si-Schicht 10
auf ihrer Gesamtfläche mittels des sog. Rückätzens, mit
Ausnahme ihres zwischen Kondensatorelektrode 6 a und
Verbindungselektrode 6 b gelegenen Abschnitts, geätzt,
um damit Gate-Elektroden 10 a, 10 b des MOS-Transistors
zu erzeugen. In diesem Zustand ist die Oberfläche des
Substrats 1 vollständig von der Verbindungselektrode 6 b
sowie den Gate-Elektroden 10 a, 10 b bedeckt, so daß eine
vollkommen plane Fläche gebildet wird. Schließlich wird
gemäß Fig. 1H ein zweiter Zwischenschicht-Isolierfilm
11 aus einer CVD-Oxidschicht oder einer PSG-Schicht (PSG =
Phosphorsilikatglas)
ausgebildet. Sodann wird eine Aluminium-Bitleitung (13)
auf der Gesamtoberfläche des so erhaltenen Substrats
erzeugt, wobei (je) ein Kontaktloch 12 in den über der
(den) Verbindungselektrode(n) 6 b gelegenen Abschnitten
des Zwischenschicht-Isolierfilms 11 vorgesehen wird.
Fig. 2 ist eine Aufsicht auf ein erfindungsgemäß
hergestelltes Speicherzellenarray des offenen Bitleitungs-
Typs. Die die aufeinanderfolgenden Verfahrensschritte
veranschaulichenden Schnittansichten nach den Fig. 1A
bis 1H entsprechen dabei den Schnitten längs der Bitleitung
13 in Fig. 2. Die Schnittlinien A-A′, B-B′ und C-C′ in
Fig. 2 entsprechen den Fig. 3A, 3B bzw. 3C. Eine
Elementtrenn-Isolierschicht 14 ist zwischen die benachbarten
Bitleitungen eingelassen, nämlich in Längsrichtung gemäß
Fig. 2. Wie jedoch aus den Fig. 1A bis 1H hervorgeht,
ist keine Elementtrennschicht in Richtung der Bitleitung
vorgesehen. Bei der bisherigen, üblichen dRAM-Speicherzelle
sind Speicherknotenpunkte an der Substratseite vorgesehen.
Eine auf den Speicherknotenpunkten ausgebildete Kondensatorelektrode
wird als sog. Zellenplatte von allen Speicherzellen
gemeinsam genutzt. Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel
dient dagegen die Kondensatorelektrode 6 a als
unabhängiger Speicherknotenpunkt (oder -verzweigung) für
jede Speicherzelle.
Wie erwähnt, bietet die Erfindung die Vorteile, daß
Kondensatorelektrode 6 a und Gate-Elektrode(n) 10 a, 10 b
eines MOS-Transistors in einer selbstjustierten Form
vorgesehen werden, so daß für die Ausbildung einer Gate-
Elektrode die Notwendigkeit für einen lithographischen
Prozeß entfällt und damit die Zahl der für die Herstellung
der Speicheranordnung erforderlichen Fertigungsschritte
herabgesetzt ist; Kondensatorelektrode und Gate-Elektrode
können ohne die Notwendigkeit für einen Justiervorgang
dicht nebeneinander angeordnet werden; weiterhin kann
eine Verbindungselektrode 6 b für die Verbindung der
Bitleitung 13 mit dem Substrat gleichzeitig mit der
Kondensatorelektrode 6 a erzeugt werden. Es reicht dabei
aus, ein Bitleitung-Kontaktloch 12 über der Verbindungselektrode
6 b vorzusehen, wodurch ein(e) ausreichende(r)
Justierspielraum oder -toleranz für das Bitleitung-
Kontaktloch geboten wird. Da zudem die Verbindungselektrode
6 b vorgesehen ist, kann das Bitleitung-Kontaktloch unter
Vereinfachung einer Feinmusterung flacher als bisher nötig
ausgebildet werden. Da darüber hinaus die Oberfläche des
Gebildes nach der Ausbildung von Kondensatorelektrode
6 a, Verbindungselektrode 6 b und Gate-Elektrode 10 a, 10 b
äußerst flach geformt werden kann, kann der für den
anschließenden Verdrahtungs(ausbildung)vorgang angewandte
lithographische Prozeß mit hoher Genauigkeit durchgeführt
werden. Auf diese Weise läßt sich mithin eine dRAM-Anordnung
herstellen, die sich durch eine sehr hohe Miniaturisierung
und eine große Integrationsdichte der Bauelemente
auszeichnet.
Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel werden Source-
und Drainzone eines MOS-Transistors lediglich mittels
Festphasendiffusion unter Heranziehung von Kondensatorelektrode
und Verbindungselektrode (relay electrode) als
Diffusionsquellen ausgebildet. Dies ist jedoch mit dem
Nachteil verbunden, daß die Diffusionszone nicht unter
vollkommen kontrollierten Bedingungen geformt werden kann.
Sofern eine Diffusion nicht zufriedenstellend in
Querrichtung erfolgt, kann der resultierende MOS-Transistor
eine versetzte Gate-Struktur aufweisen.
Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel beschrieben,
bei dem der genannte Nachteil vermieden wird. Die Fig.
4A und 4B veranschaulichen in Schnittansicht die
Hauptverfahrensschritte bei der Herstellung einer dRAM-
Anordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der
Erfindung. Die Verfahrensschritte bis zur Ausbildung der
Gate-Elektrode sind dieselben wie beim vorher beschriebenen
Ausführungsbeispiel. Mittels der Schritte nach den Fig.
1A bis 1G wird die Gate-Elektrode erzeugt. Anschließend
wird die auf Kondensatorelektrode 6 a und Verbindungselektrode
6 b ausgebildete Isolierschicht 7 so geätzt,
daß sich der Zustand gemäß Fig. 4A ergibt. Dabei wird
mittels Ionenimplantation mit einem Fremdatom dotiert,
so daß gemäß Fig. 4B n-Typ-Zonen 15 entstehen, die als
Teil einer Source- oder Drainzone dienen und in den zwischen
jeweils benachbarten Gate-Elektroden 10 a, 10 b, Kondensatorelektroden
6 a und Verbindungselektroden 6 b gelegenen
Bereichen ausgebildet sind. Die folgenden Verfahrensschritte
entsprechen denen beim ersten Ausführungsbeispiel. Beim
zweiten Ausführungsbeispiel kann ein Fremdatomprofil mit
höherer Genauigkeit als in dem Fall erhalten werden, in
welchem Source- und Drainzonen einfach durch Fremdatomdiffusion
von der polykristallinen Silizium-Schicht her
erzeugt werden.
Im folgenden ist ein dRAM-Zellenarray gemäß einem dritten
Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Fig. 5A und
5B beschrieben. Bei den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen
werden ein Kontaktloch 5 b zum Verbinden der
Verbindungselektrode 6 b mit dem Substrat und ein Kontaktloch
12 an bzw. auf der Verbindungselektrode 6 b so ausgebildet,
daß sie sich an derselben Stelle befinden. Dabei muß
allerdings die Verbindungselektrode 6 b bis zu einem
gewissen Grad vergrößert oder erweitert werden, um einen
gewissen Justierspielraum zu gewährleisten. Dies läuft
einer höheren Integrationsdichte bei der Speicheranordnung
zuwider. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5A und 5B
ist die Verbindungselektrode 6 b sich über die Elementtrennzone
erstreckend ausgebildet, wobei ein Kontaktloch
12 vorgesehen und die Bitleitung 13 auf der Elementtrennzone
ausgebildet ist. Wie aus Fig. 5A hervorgeht, ist es dabei
möglich, die Verbindungselektrode 6 b auf der Elementtrennzone
erheblich zu verbreitern. Hierdurch wird der Vorteil
geboten, daß selbst dann, wenn die Querabmessung der
Speicherzelle beträchtlich verkleinert wird, die
Kontaktierung (mit) der Bitleitung mit einem ausreichenden
Spielraum sichergestellt werden kann.
Die Erfindung ist keineswegs auf die beschriebenen
Ausführungsbeispiele beschränkt. In einem dieser
Ausführungsbeispiele sind getrennte Kontaktlöcher 5 a,
5 b jeweils getrennt im Kondensator-Isolierfilm für die
Kontaktierung der Kondensatorelektrode und der Verbindungselektrode
mit dem Substrat vorgesehen. Diese Kontaktlöcher
5 a, 5 b brauchen allerdings nicht getrennt ausgebildet
zu sein. Vielmehr ist es möglich, nur diejenigen Bereiche
des Kondensator-Isolierfilms 4, die für die betreffende
Funktion benötigt werden, zu erhalten und die restlichen
Bereiche zu entfernen, so daß eine weitere Oberfläche
des Substrats freigelegt sein kann.
Obgleich die Erfindung vorstehend in Anwendung auf eine
Speicherzelle des offenen Bitleitungs-Typs beschrieben
ist, ist sie gleichermaßen auf ein Speicherzellenarray
des gefalteten Bitleitungs-Typs anwendbar.
Claims (9)
1. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterspeicheranordnung
mit einem Kondensator und einem Transistor,
dadurch gekennzeichnet, daß
in einer Kondensatorerzeugungszone eines Halbleitersubstrats (1, 2) eine Rille (3) vorgesehen,
auf dem Halbleitersubstrat (1, 2), einschließlich der Innenfläche der Rille (3), ein Kondensator-Isolierfilm (4) erzeugt,
im Kondensator-Isolierfilm (4) erste und zweite Kontaktlöcher (5 a, 5 b) vorgesehen,
auf der Gesamtfläche des so erhaltenen Gebildes ein (erster) leitfähiger Film (6) ausgebildet,
der erste leitfähige Film (6) zur Ausbildung einer die Innenfläche der Rille (3) und das erste Kontaktloch (5 a) bedeckenden Kondensatorelektrode (6 a) und einer das zweite Kontaktloch (5 b) bedeckenden Verbindungselektrode (6 b) gemustert,
auf den Oberflächen von Kondensatorelektrode (6 a) und Verbindungselektrode (6 b) ein erster Zwischenschicht- Isolierfilm (7) erzeugt,
auf dem zwischen Kondensatorelektrode (6 a) und Verbindungselektrode (6 b) gelegenen Bereich des Substrats (1, 2) ein Gate-Isolierfilm (9) erzeugt,
auf der Gesamtoberfläche des so erhaltenen Gebildes ein zweiter leitfähiger Film (10) ausgebildet und
der zweite leitfähige Film (10) zur Bildung einer Gate-Elektrode (10 a, 10 b) auf dem zwischen Kondensatorelektrode (6 a) und Verbindungselektrode (6 b) liegenden Gate-Isolierfilm (9) einer Rückätzung unterworfen werden.
in einer Kondensatorerzeugungszone eines Halbleitersubstrats (1, 2) eine Rille (3) vorgesehen,
auf dem Halbleitersubstrat (1, 2), einschließlich der Innenfläche der Rille (3), ein Kondensator-Isolierfilm (4) erzeugt,
im Kondensator-Isolierfilm (4) erste und zweite Kontaktlöcher (5 a, 5 b) vorgesehen,
auf der Gesamtfläche des so erhaltenen Gebildes ein (erster) leitfähiger Film (6) ausgebildet,
der erste leitfähige Film (6) zur Ausbildung einer die Innenfläche der Rille (3) und das erste Kontaktloch (5 a) bedeckenden Kondensatorelektrode (6 a) und einer das zweite Kontaktloch (5 b) bedeckenden Verbindungselektrode (6 b) gemustert,
auf den Oberflächen von Kondensatorelektrode (6 a) und Verbindungselektrode (6 b) ein erster Zwischenschicht- Isolierfilm (7) erzeugt,
auf dem zwischen Kondensatorelektrode (6 a) und Verbindungselektrode (6 b) gelegenen Bereich des Substrats (1, 2) ein Gate-Isolierfilm (9) erzeugt,
auf der Gesamtoberfläche des so erhaltenen Gebildes ein zweiter leitfähiger Film (10) ausgebildet und
der zweite leitfähige Film (10) zur Bildung einer Gate-Elektrode (10 a, 10 b) auf dem zwischen Kondensatorelektrode (6 a) und Verbindungselektrode (6 b) liegenden Gate-Isolierfilm (9) einer Rückätzung unterworfen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste leitfähige Film (6) aus einem Fremdatomdotierten
polykristallinen Silizumfilm geformt und
das Fremdatom unter Erzeugung von Source- und Drainzonen
(8 a, 8 b) aus Kondensatorelektrode (6 a) und Verbindungselektrode
(6 b) über erste und zweite Kontaktlöcher
(5 a, 5 b) in das Substrat eindiffundiert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Zwischenschicht-Isolierfilm (7) nach der
Ausbildung der Gate-Elektrode (10 a, 10 b) entfernt und
unter Heranziehung von Gate-Elektrode (10 a, 10 b),
Kondensatorelektrode und Verbindungselektrode als Masken
eine Ionenimplantation durchgeführt wird und damit
Source- und Drainzonen (8 a, 8 b) erzeugt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Zwischenschicht-Isolierfilm (7) durch thermisches
Oxidieren des bis zu diesem Verfahrensschritt
entstandenen Gebildes erzeugt wird und durch den auf
dem Substrat (1, 2) erzeugten Isolierfilm Ionen in
das Substrat (1, 2) implantiert werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Gate-Isolierfilm (9) nach dem Entfernen des
vorher auf dem Substrat (1, 2) erzeugten Isolierfilms
(4) thermisch oxidiert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Rückätzungsschritt durch anisotropes Ätzen
durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß nach der Erzeugung der Gate-Elektrode (10 a, 10 b)
ein zweiter Zwischenschicht-Isolierfilm (11) auf der
Gesamtoberfläche des bis zu diesem Verfahrensschritt
entstandenen Gebildes erzeugt, in dem auf der
Verbindungselektrode (6 b) befindlichen Bereich des
zweiten Zwischenschicht-Isolierfilms (11) ein drittes
Kontaktloch (12) ausgebildet und eine über das dritte
Kontaktloch (12) mit der Verbindungselektrode (6 b)
in Kontakt stehende Bitleitung geformt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß zweite und dritte Kontaktlöcher (5 b, 12) einander
nicht überlappen.
9. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterspeicheranordnung
mit einem Kondensator und einem Transistor,
dadurch gekennzeichnet, daß
in einer Kondensatorerzeugungszone eines Halbleitersubstrats eine Rille vorgesehen wird,
auf der Gesamtoberfläche des Halbleitersubstrats ein Kondensator-Isolierfilm erzeugt wird,
der Kondensator-Isolierfilm zur Ausbildung erster und zweiter Kontaktlöcher selektiv geätzt wird,
auf dem die Kontaktlöcher aufweisenden Isolierfilm zur Ausbildung eines ersten leitfähigen Films ein erstes leitfähiges Material abgelagert wird,
der erste leitfähige Film selektiv geätzt wird, um eine in die Rille und das erste Kontaktloch eingelassene Kondensatorelektrode und eine in das zweite Kontaktloch eingelassene Verbindungselektrode auszubilden,
auf den Oberflächen von Kondensatorelektrode und Verbindungselektrode ein Zwischenschicht-Isolierfilm erzeugt wird,
auf dem zwischen Kondensator- und Verbindungselektrode gelegenen Bereich des Substrats ein Gate-Isolierfilm geformt wird,
auf der Gesamtoberfläche des so erhaltenen Gebildes ein zweiter leitfähiger Film erzeugt wird und
der zweite leitfähige Film einer Rückätzung unterworfen wird, um als Gate-Elektrode den zwischen Kondenstor- und Verbindungselektrode gelegenen Bereich des zweiten leitfähigen Films auf der Gate-Isolierschicht zurückzulassen.
in einer Kondensatorerzeugungszone eines Halbleitersubstrats eine Rille vorgesehen wird,
auf der Gesamtoberfläche des Halbleitersubstrats ein Kondensator-Isolierfilm erzeugt wird,
der Kondensator-Isolierfilm zur Ausbildung erster und zweiter Kontaktlöcher selektiv geätzt wird,
auf dem die Kontaktlöcher aufweisenden Isolierfilm zur Ausbildung eines ersten leitfähigen Films ein erstes leitfähiges Material abgelagert wird,
der erste leitfähige Film selektiv geätzt wird, um eine in die Rille und das erste Kontaktloch eingelassene Kondensatorelektrode und eine in das zweite Kontaktloch eingelassene Verbindungselektrode auszubilden,
auf den Oberflächen von Kondensatorelektrode und Verbindungselektrode ein Zwischenschicht-Isolierfilm erzeugt wird,
auf dem zwischen Kondensator- und Verbindungselektrode gelegenen Bereich des Substrats ein Gate-Isolierfilm geformt wird,
auf der Gesamtoberfläche des so erhaltenen Gebildes ein zweiter leitfähiger Film erzeugt wird und
der zweite leitfähige Film einer Rückätzung unterworfen wird, um als Gate-Elektrode den zwischen Kondenstor- und Verbindungselektrode gelegenen Bereich des zweiten leitfähigen Films auf der Gate-Isolierschicht zurückzulassen.
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D2 | Grant after examination | ||
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8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) |