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JPH05235295A - Manufacture of semiconductor storage device - Google Patents

Manufacture of semiconductor storage device

Info

Publication number
JPH05235295A
JPH05235295A JP4036436A JP3643692A JPH05235295A JP H05235295 A JPH05235295 A JP H05235295A JP 4036436 A JP4036436 A JP 4036436A JP 3643692 A JP3643692 A JP 3643692A JP H05235295 A JPH05235295 A JP H05235295A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
forming
semiconductor substrate
storage electrode
polysilicon film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4036436A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junichi Matsuda
順一 松田
Yutaka Ota
豊 太田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP4036436A priority Critical patent/JPH05235295A/en
Publication of JPH05235295A publication Critical patent/JPH05235295A/en
Pending legal-status Critical Current

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

Abstract

PURPOSE:To obtain a highly integrated high-performance DRAM cell from a more simplified production process in the manufacture of the DRAM cell provided with an information storing capacitor located directly below a transfer transistor by a wafer adhering technique. CONSTITUTION:On a p-type silicon semiconductor substrate, an information storing capacitor comprising a storage electrode, a capacitor insulating film 30 and a cell plate electrode film 31 is formed via insulating film 25 made of Si3N4. And N-type silicon semiconductor substrate 32 is adhered to a cell plate electrode film 31 flattened by polishing, and the exposed surface of a p-type silicon semiconductor substrate is polished by using an insulating film 24 for element separation. And an information staring transistor where a n-type source region 35 came into contact with the storage electrode is formed in the p-type silicon semiconductor substrate.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体記憶装置の製造
方法に関し、さらに詳しくは情報記憶用キャパシタを有
するダイナミック型ランダム・アクセス・メモリ(DR
AM)の製造方法の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor memory device, and more particularly to a dynamic random access memory (DR) having an information storage capacitor.
AM).

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、高集積化された大容量のDRAM
のメモリセルは、1個の転送用トランジスタと1個の情
報記憶用キャパシタとから構成されている。DRAMを
高集積化する場合、このメモリセルの占有面積を情報記
憶用キャパシタの容量値を維持しつつ、如何に縮小する
かが重要な課題である。またこれと同時に、転送用トラ
ンジスタの微細化に伴って生じる短チャンネル効果を如
何にして抑止するかという課題もある。
2. Description of the Related Art Currently, highly integrated and large capacity DRAM
This memory cell is composed of one transfer transistor and one information storage capacitor. When the DRAM is highly integrated, how to reduce the occupied area of the memory cell while maintaining the capacitance value of the information storage capacitor is an important issue. At the same time, there is also a problem of how to suppress the short channel effect caused by the miniaturization of the transfer transistor.

【0003】近年、これらの点に関してトレンチ構造や
スタック構造が提案されている。しかし、トレンチ構造
についてはトレンチ内の洗浄、均一酸化、埋め込み等の
点で問題がある。他方、スタック構造については表面平
坦化の面から限界があることなど、それぞれに問題点を
有している。そこで、ウエハーの貼着技術によって情報
記憶用キャパシタを転送用トランジスタの直下に形成す
る方法が提案された。これによれば、メモリセルは平面
で見て略一個分の転送用トランジスタの面積を占有する
のみであるから、従来のものに比較して小型となり、ま
た情報記憶用キャパシタの容量も維持することができ
る。この技術は、特開平3−218664号公報等に記
載されている。
In recent years, a trench structure and a stack structure have been proposed with respect to these points. However, there are problems with the trench structure in terms of cleaning, uniform oxidation, filling, etc. inside the trench. On the other hand, the stack structure has its own problems such as a limit in terms of surface flattening. Therefore, a method has been proposed in which the information storage capacitor is formed directly below the transfer transistor by a wafer bonding technique. According to this, since the memory cell occupies only about one transfer transistor area in a plan view, it is smaller than the conventional one, and the capacity of the information storage capacitor can be maintained. You can This technique is described in Japanese Patent Laid-Open No. 3-218664.

【0004】以下に、従来例に係る半導体記憶装置の製
造方法を工程順に図面を参照して説明する。 図14参照:ガラス基板(1)にP型シリコン半導体基
板(2)を貼着し、その後半導体基板(2)を所定の厚
さとなるまで表面研摩する。
A method of manufacturing a semiconductor memory device according to a conventional example will be described below in the order of steps with reference to the drawings. See FIG. 14: The P-type silicon semiconductor substrate (2) is attached to the glass substrate (1), and then the semiconductor substrate (2) is surface-polished to a predetermined thickness.

【0005】図15参照:半導体基板(2)に選択エッ
チングにより凹所を形成し、その後CVDにより不純物
含有シリコンからなる情報記憶用キャパシタのn+型の
ストレ−ジ電極膜(3)を形成する。 図16参照:シリコン選択熱酸化法により、SiO2
らなる素子分離用酸化膜(4)を形成し、その後熱酸化
法によりSiO2からなる情報記憶用キャパシタの誘電
体膜(5)を形成する。続いてCVD法により、多結晶
シリコンからなる情報記憶用キャパシタのセルプレ−ト
電極膜(6)を形成する。
Referring to FIG. 15, a recess is formed in the semiconductor substrate (2) by selective etching, and then an n + type storage electrode film (3) of an information storage capacitor made of silicon containing impurities is formed by CVD. .. 16 See the silicon selective thermal oxidation method to form an element isolation oxide film composed of SiO 2 (4), forming a subsequent dielectric layer of the information storage capacitors formed of SiO 2 by thermal oxidation (5) .. Subsequently, the cell plate electrode film (6) of the information storage capacitor made of polycrystalline silicon is formed by the CVD method.

【0006】図17参照:CVD法により、SiO2
らなる平坦化膜(7)を形成し、該平坦化膜(7)を鏡
面に近くなるよう研摩する。そして、平坦化膜(7)に
対してシリコン半導体基板(8)を貼着する。 図18参照:エッチャントをフッ酸とする浸漬法を適用
することにより、ガラス基板(1)のエッチングを行っ
て除去する。
Referring to FIG. 17, a flattening film (7) made of SiO 2 is formed by a CVD method, and the flattening film (7) is polished so as to be close to a mirror surface. Then, the silicon semiconductor substrate (8) is attached to the flattening film (7). See FIG. 18: The glass substrate (1) is etched and removed by applying a dipping method using hydrofluoric acid as an etchant.

【0007】図19参照:シリコン選択酸化法により、
シリコン半導体基板(2)の表面に素子分離用酸化膜
(9)を形成し、熱酸化法によりゲート絶縁膜(10)
を形成する。その後、多結晶シリコンからなる転送用ト
タンジスタのゲート電極(11)を形成する。そして、
イオン注入法によりn+型ソース領域(12)及びn+
ドレイン領域(13)を形成する。なお、n+ 型ソ−ス
領域(12)は、その下方にある情報記憶用キャパシタ
のストレ−ジ電極膜(3)の突起部分とコンタクトする
ようになっている。
See FIG. 19: By the silicon selective oxidation method,
An oxide film (9) for element isolation is formed on the surface of a silicon semiconductor substrate (2), and a gate insulating film (10) is formed by a thermal oxidation method.
To form. Then, the gate electrode (11) of the transfer transistor made of polycrystalline silicon is formed. And
An n + type source region (12) and an n + type drain region (13) are formed by ion implantation. The n + type source region (12) is in contact with the protruding portion of the storage electrode film (3) of the information storage capacitor located therebelow.

【0008】図20参照:熱酸化法により、ゲ−ト電極
(11)を覆うSiO2からなる絶縁膜(14)を形成
する。この後は、常法の如く、PSG膜からなる層間絶
縁膜(15)、 n+型ドレイン領域(13)にコンタク
トしアルミニウム膜からなるビット線(16)、PSG
膜からなるカバ−膜(17)を形成する。
Referring to FIG. 20, an insulating film (14) made of SiO 2 covering the gate electrode (11) is formed by a thermal oxidation method. After that, the interlayer insulating film (15) made of a PSG film, the bit line (16) made of an aluminum film and the PSG in contact with the n + -type drain region (13) are formed as usual.
A cover film (17) made of a film is formed.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た製造方法により製造した半導体記憶装置においては、
以下のような問題点がある。 一枚の完成品ウエハ−を製造するのに、三枚の基板
を準備しこれらを貼着する工程を必要としているので、
製造工程が長く複雑である。すなわち、従来例によれば
ガラス基板(1)、シリコン半導体基板(2)、シリコ
ン半導体基板(8の三基板が必要である。 n+ 型ドレイン領域(13)とその下方のストレ−
ジ電極膜(3)とはP型シリコン半導体基板(2)を介
して離間されているのみなので、ストレ−ジ電極膜
(3)に電圧が印加されるとパンチスル−によるショ−
ト状態となり、誤動作を招くおそれがある。 ガラス基板(1)に貼着したシリコン半導体基板
(2)を研摩するに際して仕上がりの厚さがばらつきや
すく、所望の厚さよりも厚く仕上がった場合、n+型ソ
−ス領域(12)とストレ−ジ電極膜(3)とのコンタ
クトがとれず、断線状態となる。 転送用トランジスタの構造は、シリコン半導体基板
(2)上に形成された通常の構造であり、SOI(Si
licon On Insulator)構造ではない
ので、微細化を進めた場合に短チャンネル効果を抑止し
つつ高電流駆動力を得ることが困難である。
However, in the semiconductor memory device manufactured by the above-described manufacturing method,
There are the following problems. In order to manufacture one finished product wafer, it is necessary to prepare three substrates and attach these substrates.
The manufacturing process is long and complicated. . That is, the glass substrate (1) according to the conventional example, the silicon semiconductor substrate (2), it is necessary to third substrate of the silicon semiconductor substrate (8 n + -type drain region (13) and the lower stress -
Since it is only separated from the storage electrode film (3) via the P-type silicon semiconductor substrate (2), when a voltage is applied to the storage electrode film (3), a punch-through shock is generated.
It may cause a malfunction and cause a malfunction. When polishing the silicon semiconductor substrate (2) adhered to the glass substrate (1), the finished thickness is likely to vary, and when the finished thickness is thicker than the desired thickness, the n + type source region (12) and the storage layer are formed. The contact with the di-electrode film (3) cannot be made, resulting in a disconnection. The structure of the transfer transistor is a normal structure formed on the silicon semiconductor substrate (2), and the structure of the SOI (Si
Since the structure is not a Licon On Insulator structure, it is difficult to obtain a high current driving force while suppressing the short channel effect when miniaturization is advanced.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は 上述した課題
に鑑みてなされたものであり、P型シリコン半導体基板
(21)上に素子分離用酸化膜(24)を形成する工程
と、該半導体基板(21)上に絶縁膜(25)を形成す
る工程と、該絶縁膜(25)を選択的にエッチングして
ストレ−ジ電極コンタクト窓(25a)を形成する工程
と、絶縁膜(25)上に該ストレ−ジ電極コンタクト窓
(25a)を埋め込みストレ−ジ電極膜の一部となるポ
リシリコン膜(26)を形成する工程と、該ポリシリコ
ン膜(26)上にキャパシタ絶縁膜(30)形成する工
程と、平坦化したセルプレ−ト電極膜(31)を形成す
る工程と、該セルプレ−ト電極膜(31)に対してN型
シリコン半導体基板(32)を貼着する工程と、P型シ
リコン半導体基板(21)の露出した表面を素子分離用
酸化膜(24)の表面が露出するまで研摩する工程と、
ポリシリコン膜(26)にストレ−ジ電極コンタクト窓
(25a)においてコンタクトするn+型ソ−ス領域
(35)、並びに絶縁膜(25)を介してポリシリコン
膜(26)と絶縁されたn+型ドレイン領域(36)を
有する転送用トランジスタを形成する工程とを具備する
ことを特徴としている。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and includes a step of forming an element isolation oxide film (24) on a P-type silicon semiconductor substrate (21) and the semiconductor. A step of forming an insulating film (25) on the substrate (21), a step of selectively etching the insulating film (25) to form a storage electrode contact window (25a), and an insulating film (25) A step of forming a polysilicon film (26) which becomes a part of the storage electrode film by burying the storage electrode contact window (25a) thereon, and a capacitor insulating film (30) on the polysilicon film (26). ) Forming step, forming a flattened cell plate electrode film (31), and adhering an N-type silicon semiconductor substrate (32) to the cell plate electrode film (31), P-type silicon semiconductor substrate ( 21) polishing the exposed surface until the surface of the element isolation oxide film (24) is exposed,
The n + -type source region (35) contacting the polysilicon film (26) in the storage electrode contact window (25a), and the n insulated from the polysilicon film (26) through the insulating film (25) And a step of forming a transfer transistor having a + type drain region (36).

【0011】[0011]

【作用】上述した手段よれば、P型シリコン半導体基板
(21)とN型シリコン半導体基板(31)との貼着技
術により、転送用トランジスの直下に情報記憶用キャパ
シタを形成しているのでDRAMセルを高集積化できる
とともに、一枚のDRAM完成ウエハ−を得るのに必要
な貼着ウエハ−の枚数を二枚に削減できる。
According to the above-described means, the information storage capacitor is formed immediately below the transfer transistor by the sticking technique of the P-type silicon semiconductor substrate (21) and the N-type silicon semiconductor substrate (31). The cells can be highly integrated, and the number of bonded wafers required to obtain one DRAM completed wafer can be reduced to two.

【0012】また、n+型ドレイン領域(36)とその
下方のポリシリコン膜(26)との間には、絶縁膜(2
5)を介在しているので、従来例におけるパンチスル−
によるショ−ト状態を防止できる。さらに、転送用トラ
ンジスタの活性層となるP型シリコン半導体基板(2
1)の厚さは、研摩する際のストッパーとなる素子分離
用酸化膜(24)の厚さにより、正確にコントロ−ルさ
れるので、n+型ソ−ス領域(35)とポリシリコン膜
26)とのコンタクトを確実にとることができる。
An insulating film (2) is provided between the n + type drain region (36) and the polysilicon film (26) therebelow.
Since 5) is interposed, the punch through in the conventional example-
It is possible to prevent the short state caused by. Furthermore, a P-type silicon semiconductor substrate (2
Since the thickness of 1) is accurately controlled by the thickness of the oxide film for element isolation (24) which serves as a stopper during polishing, the n + type source region (35) and the polysilicon film are 26) can be reliably contacted.

【0013】さらにまた、転送用トランジスタは薄い活
性層を有するSOI(Silicon On Insu
lator)構造となるので、電流駆動能力を向上し、
かつ短チャンネル効果を減少できる。
Furthermore, the transfer transistor has an SOI (Silicon On Insu) having a thin active layer.
(lator) structure, the current drive capacity is improved,
And the short channel effect can be reduced.

【0014】[0014]

【実施例】図1〜図13は本発明の半導体記憶装置の製
造方法に係る実施例を示す工程断面図であり、以下これ
を参照して詳細に説明する。 図1参照:まずP型シリコン半導体基板(21)を準備
し、温度950℃、HBW+HCl酸化の条件で熱酸化
することにより、厚さ約500ÅのSiO2からなるパ
ッド酸化膜(22)をP型シリコン半導体基板(21)
上に形成する。そして、この上に減圧CVD法によっ
て、厚さ約1500Åの窒化シリコン(Si34)膜
(23)を堆積する。そして、フォトエッチング技術を
適用して、該窒化シリコン膜(23)をパタ−ニングし
て、転送用トランジスタ及び情報記憶キャパシタを形成
する領域にのみ窒化シリコン膜(23)を残す。
1 to 13 are process sectional views showing an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention, which will be described in detail below with reference to the drawings. Referring to FIG. 1: First, a P-type silicon semiconductor substrate (21) is prepared, and the pad oxide film (22) made of SiO 2 and having a thickness of about 500 Å is formed into a P-type by thermally oxidizing it at a temperature of 950 ° C. and HBW + HCl oxidation. Silicon semiconductor substrate (21)
Form on top. Then, a silicon nitride (Si 3 N 4 ) film (23) having a thickness of about 1500 Å is deposited on this by a low pressure CVD method. Then, by applying a photo-etching technique, the silicon nitride film (23) is patterned to leave the silicon nitride film (23) only in the region where the transfer transistor and the information storage capacitor are formed.

【0015】図2参照:窒化シリコン膜(23)を耐酸
化性マスクとし、温度1000℃、ウエットO2酸化の
条件においてシリコン選択熱酸化を行うことによって、
厚さ約5000Åの素子分離用酸化膜(24)を形成す
る。 図3参照:リン酸をエッチャントとする浸漬法によっ
て、耐酸化性マスクとして用いた窒化シリコン膜(2
3)を除去する。また、この後フッ酸をエッチャントと
する浸漬法によって、パッド酸化膜(22)を除去して
もよい。そして、減圧CVD法によって、厚さ約300
0ÅのSi34からなる絶縁膜(25)を形成する。こ
の絶縁膜(25)は後述するストレ−ジ電極膜(29)
とn+型ドレイン領域(36)との電気的絶縁を確保す
るためのものである。
See FIG. 2: By using the silicon nitride film (23) as an oxidation resistant mask and performing selective silicon thermal oxidation under conditions of a temperature of 1000 ° C. and wet O 2 oxidation,
An oxide film (24) for element isolation having a thickness of about 5000Å is formed. See FIG. 3: By a dipping method using phosphoric acid as an etchant, a silicon nitride film (2
3) is removed. Further, the pad oxide film (22) may be removed thereafter by an immersion method using hydrofluoric acid as an etchant. Then, a thickness of about 300 is obtained by the low pressure CVD method.
An insulating film (25) made of 0Å Si 3 N 4 is formed. This insulating film (25) is a storage electrode film (29) described later.
Is for ensuring electrical insulation between the n + type drain region (36) and the n + type drain region (36).

【0016】図4参照:フォトエッチング技術を適用し
て 、パッド酸化膜(22)及び絶縁膜(25)の選択
的エッチングを行うことにより、ストレージ電極コンタ
クト窓(25a)を開口する。 図5参照:減圧CVD法によって、厚さ約3000Åの
ポリシリコン膜(26)を堆積するとともに、ストレー
ジ電極コンタクト窓(25a)を埋め込む。そして、P
OCl3をソースとした不純物拡散法によって、リンを
ポリシリコン膜(26)中にドーピングして低抵抗化す
る。
Referring to FIG. 4, the storage electrode contact window (25a) is opened by selectively etching the pad oxide film (22) and the insulating film (25) by applying a photo-etching technique. See FIG. 5: A low pressure CVD method is used to deposit a polysilicon film (26) having a thickness of about 3000 Å and to fill the storage electrode contact window (25a). And P
By the impurity diffusion method using OCl 3 as a source, phosphorus is doped into the polysilicon film (26) to reduce the resistance.

【0017】図6参照:減圧CVD法によって、厚さ約
2μmのSiO2膜を堆積する。そして、フォトリソグラ
フィ−技術を適用して、SiO2膜の選択的エッチング
を行い、情報記憶キャパシタを形成する領域にのみ柱状
膜(27)を残す。ここで、平面でみた場合の柱状膜
(27)の領域は、たとえば円形領域となるように選択
的エッチングを行う。
Referring to FIG. 6, a SiO 2 film having a thickness of about 2 μm is deposited by the low pressure CVD method. Then, a photolithography technique is applied to selectively etch the SiO 2 film to leave the columnar film (27) only in the region where the information storage capacitor is formed. Here, the area of the columnar film (27) when viewed in a plane is selectively etched so as to be, for example, a circular area.

【0018】図7参照:減圧CVD法によって、柱状膜
(27)及び ポリシリコン膜(26)を被覆する厚さ
約2000Åのポリシリコン膜(28)を堆積する。そ
して、POCl3をソースとした不純物拡散法によっ
て、リンをポリシリコン膜(28)中にドーピングして
低抵抗化する。
See FIG. 7: A low pressure CVD method is used to deposit a polysilicon film (28) having a thickness of about 2000 Å which covers the columnar film (27) and the polysilicon film (26). Then, phosphorus is doped into the polysilicon film (28) by an impurity diffusion method using POCl 3 as a source to reduce the resistance.

【0019】図8参照:フォトレジストを使用しない異
方性エッチング法(異方性のエッチバック法)を適用し
てポリシリコン膜(28)のエッチングを行い、柱状膜
(27)の側面にのみ、円筒状のポリシリコン膜(28
a)を残す。これにより、ポリシリコン膜(26)はポ
リシリコン膜(28a)の一端面と接続され、ポリシリ
コン膜(26)と円筒状のポリシリコン膜(28a)と
が一体化されてストレ−ジ電極膜(29)を構成する。
このように、ストレージ電極(29)は表面積の大きい
円筒状のポリシリコン膜(28a)を有しているので、
情報記憶キャパシタの容量を増大させることができる。
Referring to FIG. 8, the polysilicon film (28) is etched by applying an anisotropic etching method (anisotropic etchback method) without using a photoresist, and only the side surface of the columnar film (27) is etched. , Cylindrical polysilicon film (28
leave a). As a result, the polysilicon film (26) is connected to one end surface of the polysilicon film (28a), and the polysilicon film (26) and the cylindrical polysilicon film (28a) are integrated to form a storage electrode film. (29) is formed.
As described above, the storage electrode (29) has the cylindrical polysilicon film (28a) having a large surface area.
The capacity of the information storage capacitor can be increased.

【0020】図9参照:フッ酸をエッチャントとする浸
漬法によって柱状膜(27)を除去する。そして、スト
レージ電極(29)の表面に、減圧CVD法によって、
厚さ約120ÅのSi34膜を形成し、次いで、温度9
00℃におけるドライ酸化の条件で該Si34膜の表面
の酸化を行うことによってキャパシタ絶縁膜(30)を
形成する。
See FIG. 9: The columnar film (27) is removed by a dipping method using hydrofluoric acid as an etchant. Then, by the low pressure CVD method on the surface of the storage electrode (29),
A Si 3 N 4 film having a thickness of about 120Å is formed, and then the temperature is set to 9
The surface of the Si 3 N 4 film is oxidized under dry oxidation conditions at 00 ° C. to form a capacitor insulating film (30).

【0021】図10参照:減圧CVD法によって、厚さ
約2μmのポリシリコン膜からなるストレージ電極膜
(29)のセルプレ−ト電極膜(31)を形成する。こ
のセルプレ−ト電極膜(31)は、ストレージ電極(2
9)の凹部を埋め込むように形成する。そしてPOCl
3をソースとした不純物拡散法によって、リンをセルプ
レ−ト電極膜(31)中にドーピングして低抵抗化す
る。この後、セルプレ−ト電極膜(31)の表面を平坦
化するために研摩を行う。
Referring to FIG. 10, a cell plate electrode film (31) of a storage electrode film (29) made of a polysilicon film having a thickness of about 2 μm is formed by a low pressure CVD method. The cell plate electrode film (31) is used for the storage electrode (2
It is formed so as to fill the recess of 9). And POCl
By the impurity diffusion method using 3 as a source, phosphorus is doped into the cell plate electrode film (31) to reduce the resistance. Then, polishing is performed to flatten the surface of the cell plate electrode film (31).

【0022】図11参照:セルプレ−ト電極膜(31)
に対して、N型シリコン半導体基板(32)を貼着す
る。セルプレ−ト電極膜(31)の導電型はN型なの
で、貼着によりN型シリコン半導体基板(32)とのオ
ーミックな電気接続がなされる。したがって、N型シリ
コン半導体基板(32)の裏面からセルプレ−ト電極膜
(31)の外部接続用電極を取り出すことができる。こ
の後、P型シリコン半導体基板(21)を素子分離用酸
化膜(24)の表面が露出するまで、薄く研摩し、かつ
表面を鏡面となるように仕上げる。
See FIG. 11: Cell plate electrode film (31)
Then, the N-type silicon semiconductor substrate (32) is attached. Since the conductivity type of the cell plate electrode film (31) is N type, the ohmic electrical connection with the N type silicon semiconductor substrate (32) is made by sticking. Therefore, the external connection electrode of the cell plate electrode film (31) can be taken out from the back surface of the N-type silicon semiconductor substrate (32). Then, the P-type silicon semiconductor substrate (21) is thinly polished until the surface of the element isolation oxide film (24) is exposed, and the surface is finished to be a mirror surface.

【0023】図12参照:熱酸化法によって、P型シリ
コン半導体基板(21)の表面に厚さ約170Åのゲー
ト絶縁膜(33)を形成する。この後、例えばポリシリ
コンとシリサイド(WSi2等)とを積層したゲート電
極(34)を形成する。 そして、ゲート電極(34)
をマスクとしたイオン注入法により、リンあるいはヒ素
をP型シリコン半導体基板(21)の表面に注入して、
+型ソ−ス領域(35)及びn+型ドレイン領域(3
6)を形成する。ここで、n+型ソ−ス領域(35)
は、ストレージ電極コンタクト窓(24a)を埋め込ま
れたポリシリコン膜(26)とコンタクトするようにイ
オン注入の加速電圧及びドーズ量を調節する。なお、P
型シリコン半導体基板(21)の厚さは、上述のように
素子分離用酸化膜(24)をストッパ−としているので
そのばらつきを非常に小さくコントロ−ルでき、イオン
注入の加速電圧及びドーズ量の調節は容易にできる。
Referring to FIG. 12, a gate insulating film (33) having a thickness of about 170 Å is formed on the surface of the P-type silicon semiconductor substrate (21) by a thermal oxidation method. After this, for example, a gate electrode (34) in which polysilicon and silicide (WSi 2, etc.) are laminated is formed. And the gate electrode (34)
Phosphorus or arsenic is implanted into the surface of the P-type silicon semiconductor substrate (21) by an ion implantation method using as a mask,
n + type source region (35) and n + type drain region (3
6) is formed. Here, n + type source region (35)
Adjusts the acceleration voltage and dose of ion implantation so that the storage electrode contact window (24a) is in contact with the buried polysilicon film (26). Note that P
The thickness of the type silicon semiconductor substrate (21) uses the element isolation oxide film (24) as a stopper as described above, so that the variation can be controlled very small, and the acceleration voltage and the dose amount of the ion implantation can be controlled. Adjustment can be done easily.

【0024】これにより、n+型ソ−ス領域(35)が
ストレージ電極膜(29)に電気接続された転送用トラ
ンジスタが完成する。 図13参照:この後は、常法の如く、BPSG膜からな
る層間絶縁膜(37)、n+ 型ドレイン領域(36)に
コンタクトしアルミニウム膜等からなるビット線(3
8)、PSG膜あるいはSi34膜からなるパッシベ−
ション膜(39)を形成する。
As a result, a transfer transistor in which the n + type source region (35) is electrically connected to the storage electrode film (29) is completed. See FIG. 13: Then, as in a conventional method, the bit line (3) made of an aluminum film or the like is contacted with the interlayer insulating film (37) made of the BPSG film and the n + type drain region (36).
8), PSG film or Si 3 N 4 film
Forming an ionization film (39).

【0025】以上説明した通りの製造工程を採って製造
した半導体記憶装置においては、ウエハーの貼着技術に
よって情報記憶用キャパシタを転送用トランジスタの直
下に形成しているので、メモリセルは平面で見て略一個
分の転送用トランジスタの面積を占有するのみであるか
ら、情報記憶用キャパシタの容量値を維持しながらメモ
リセルの縮小化を進めることが可能である。
In the semiconductor memory device manufactured by the manufacturing process as described above, since the information storage capacitor is formed immediately below the transfer transistor by the wafer sticking technique, the memory cell is viewed as a plane. Since it occupies an area of approximately one transfer transistor, it is possible to reduce the size of the memory cell while maintaining the capacitance value of the information storage capacitor.

【0026】しかも、一枚のウエハーを完成するのに必
要なウエハ−枚数は、P型シリコン半導体基板(21)
及びN型シリコン半導体基板(32)の二枚のみであ
り、従来例と比較して一枚少ないので、製造工程が短縮
できる。また、ストレージ電極膜(29)はポリシリコ
ン膜(26)と円筒状のポリシリコン膜(28a)とか
ら構成されているので、円筒状のポリシリコン膜(28
a)の高さを大きくすることによって、その容量値を自
由に設定できる。
Moreover, the number of wafers required to complete one wafer is the P-type silicon semiconductor substrate (21).
Also, the number of the N-type silicon semiconductor substrates (32) is only two, which is one less than that of the conventional example, so that the manufacturing process can be shortened. Since the storage electrode film (29) is composed of the polysilicon film (26) and the cylindrical polysilicon film (28a), the cylindrical polysilicon film (28) is formed.
The capacitance value can be freely set by increasing the height of a).

【0027】また、転送用トランジスタは、パッド酸化
膜(22)及び絶縁膜(25)上に形成されており、い
わゆるSOI(Silicon On Insulat
or)構造となっている。しかも、転送用トランジスタ
の活性層となるP型シリコン半導体基板(21)の厚さ
は、研摩する際のストッパーとなる素子分離用酸化膜
(24)の厚さにより、正確にコントロ−ルすることが
できるため、2000Å程度の薄い活性層を有するSO
I型の転送用トランジスタが作製できる。これにより、
転送用トランジスタの電流駆動能力が向上し、かつ短チ
ャンネル効果を減少できる。なお、本実施例においては
素子分離用酸化膜(24)を約5000Åの厚さに形成
したが、これをさらに薄く形成することにより活性層を
1000Å程度の厚さに形成することも可能である。
The transfer transistor is formed on the pad oxide film (22) and the insulating film (25), and is a so-called SOI (Silicon On Insulator).
or) structure. Moreover, the thickness of the P-type silicon semiconductor substrate (21), which is the active layer of the transfer transistor, must be accurately controlled by the thickness of the element isolation oxide film (24) that serves as a stopper during polishing. SO that has a thin active layer of about 2000Å
An I-type transfer transistor can be manufactured. This allows
The current driving capability of the transfer transistor can be improved and the short channel effect can be reduced. Although the element isolation oxide film (24) is formed to a thickness of about 5000Å in the present embodiment, the active layer can be formed to a thickness of about 1000Å by making it thinner. ..

【0028】さらに、情報記憶用キャパシタを形成した
後に、転送用トランジスタを形成しているので、転送用
トランジスタ形成後の熱処理量が少なくて済む。これに
よりn+型ソ−ス領域(35)及びn+型ドレイン領域
(36)の拡散深さを浅くできるので、転送用トランジ
スタの微細化を推進することができる。なお、上述した
実施例においては、ストレージ電極膜(29)はポリシ
リコン膜(26)と円筒状のポリシリコン膜(28a)
とから構成されているが、円筒状のポリシリコン膜(2
8a)の部分を他の形状のポリシリコン膜(例えば、フ
ィン状ポリシリコン膜)に形成してもよいし、容量値は
減少するが円筒状のポリシリコン膜(28a)の部分を
形成する工程を省略することも可能である。
Further, since the transfer transistor is formed after the information storage capacitor is formed, the heat treatment amount after forming the transfer transistor can be small. Thus n + -type source - it is possible to shallow source region (35) and n + -type drain diffusion depth of the region (36), it is possible to promote miniaturization of the transfer transistor. In the above-described embodiment, the storage electrode film (29) is the polysilicon film (26) and the cylindrical polysilicon film (28a).
And a cylindrical polysilicon film (2
8a) may be formed into a polysilicon film having another shape (for example, fin-shaped polysilicon film), or a step of forming a cylindrical polysilicon film (28a) portion having a reduced capacitance value. Can be omitted.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明の半導体記憶装置の製造方法によ
れば、以下の通りの効果を奏することにより、より簡略
化された製造工程でより高性能の高集積化DRAMセル
を製造することができる。 二枚のDRAMウエハ−を完成させるのに必要なウ
エハーを従来例の三枚から二枚に、ウエハーの貼着工程
を二回から一回に削減することができる。 n+型ドレイン領域(36)とその下方のストレ−
ジ電極膜(29)との間は、厚い絶縁膜(25)によっ
て絶縁がなされているので、従来例におけるパンチスル
−によるショ−ト状態を防止できる。 転送用トランジスタの活性層となるP型シリコン半
導体基板(21)の厚さは、研摩する際のストッパーと
なる素子分離用酸化膜(24)の厚さにより、正確にコ
ントロ−ルされるので、n+型ソ−ス領域(35)とス
トレ−ジ電極膜(29)とのコンタクトを確実にとるこ
とができる。 転送用トランジスタが薄い活性層を有するSOI構
造となるので、電流駆動能力を向上し、かつ短チャンネ
ル効果を減少できる。
According to the method of manufacturing a semiconductor memory device of the present invention, the following effects can be obtained, so that a highly integrated and highly integrated DRAM cell can be manufactured by a more simplified manufacturing process. it can. The number of wafers required to complete two DRAM wafers can be reduced from three in the conventional example to two, and the number of wafer bonding steps can be reduced from twice to once. n + -type drain region (36) and the underlying storage region
Since the insulation between the di-electrode film (29) and the di-electrode film (29) is made by the thick insulating film (25), it is possible to prevent the short state due to the punch through in the conventional example. The thickness of the P-type silicon semiconductor substrate (21) which becomes the active layer of the transfer transistor is accurately controlled by the thickness of the element isolation oxide film (24) which serves as a stopper during polishing. The n + type source region (35) and the storage electrode film (29) can be reliably contacted. Since the transfer transistor has the SOI structure having the thin active layer, the current driving capability can be improved and the short channel effect can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例に係る半導体記憶装置の製造方
法を示す第1の断面図である。
FIG. 1 is a first cross-sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor memory device according to an embodiment of the invention.

【図2】本発明の実施例に係る半導体記憶装置の製造方
法を示す第2の断面図である。
FIG. 2 is a second cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor memory device according to the embodiment of the invention.

【図3】本発明の実施例に係る半導体記憶装置の製造方
法を示す第3の断面図である。
FIG. 3 is a third cross-sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the embodiment of the invention.

【図4】本発明の実施例に係る半導体記憶装置の製造方
法を示す第4の断面図である。
FIG. 4 is a fourth cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor memory device according to the embodiment of the invention.

【図5】本発明の実施例に係る半導体記憶装置の製造方
法を示す第5の断面図である。
FIG. 5 is a fifth cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor memory device according to the embodiment of the invention.

【図6】本発明の実施例に係る半導体記憶装置の製造方
法を示す第6の断面図である。
FIG. 6 is a sixth cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor memory device according to the embodiment of the invention.

【図7】本発明の実施例に係る半導体記憶装置の製造方
法を示す第7の断面図である。
FIG. 7 is a seventh cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor memory device according to the embodiment of the invention.

【図8】本発明の実施例に係る半導体記憶装置の製造方
法を示す第8の断面図である。
FIG. 8 is an eighth cross-sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the embodiment of the invention.

【図9】本発明の実施例に係る半導体記憶装置の製造方
法を示す第9の断面図である。
FIG. 9 is a ninth cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor memory device according to the embodiment of the invention.

【図10】本発明の実施例に係る半導体記憶装置の製造
方法を示す第10の断面図である
FIG. 10 is a tenth sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor memory device according to the example of the present invention.

【図11】本発明の実施例に係る半導体記憶装置の製造
方法を示す第11の断面図である
FIG. 11 is an eleventh sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the example of the present invention.

【図12】本発明の実施例に係る半導体記憶装置の製造
工程を示す第12の断面図である
FIG. 12 is a twelfth sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor memory device according to the example of the present invention.

【図13】本発明の実施例に係る半導体記憶装置の製造
工程を示す第13の断面図である
FIG. 13 is a thirteenth sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor memory device according to the example of the present invention.

【図14】従来例に係る半導体記憶装置の製造工程を示
す第1の断面図である。
FIG. 14 is a first cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor memory device according to the conventional example.

【図15】従来例に係る半導体記憶装置の製造工程を示
す第2の断面図である。
FIG. 15 is a second cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor memory device according to the conventional example.

【図16】従来例に係る半導体記憶装置の製造工程を示
す第3の断面図である。
FIG. 16 is a third cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor memory device according to the conventional example.

【図17】従来例に係る半導体記憶装置の製造工程を示
す第4の断面図である。
FIG. 17 is a fourth cross-sectional view showing the manufacturing process of the conventional semiconductor memory device.

【図18】従来例に係る半導体記憶装置の製造工程を示
す第5の断面図である。
FIG. 18 is a fifth cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor memory device according to the conventional example.

【図19】従来例に係る半導体記憶装置の製造工程を示
す第6の断面図である。
FIG. 19 is a sixth cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor memory device according to the conventional example.

【図20】従来例に係る半導体記憶装置の製造工程を示
す第7の断面図である。
FIG. 20 is a seventh cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor memory device according to the conventional example.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一導電型の第一の半導体基板(21)上
に素子分離用酸化膜(24)を形成する工程と、該半導
体基板(21)上に絶縁膜(25)を形成する工程と、
該絶縁膜(25)を選択的にエッチングしてストレ−ジ
電極コンタクト窓(25a)を形成する工程と、絶縁膜
(25)上に該ストレ−ジ電極コンタクト窓(25a)
を埋め込みストレ−ジ電極膜の一部となるポリシリコン
膜(26)を形する工程と、該ポリシリコン膜(26)
上にキャパシタ絶縁膜(30)形成する工程と、平坦化
したセルプレ−ト電極膜(31)を形成する工程と、該
セルプレ−ト電極膜(31)に対して逆導電型の第二の
半導体基板(32)を貼着する工程と、第一の半導体基
板(21)の露出した表面を素子分離用酸化膜(24)
の表面が露出するまで研摩する工程と、ポリシリコン膜
(26)にストレ−ジ電極コンタクト窓(25a)にお
いてコンタクトするソ−ス領域(35)並びに絶縁膜
(25)を介してポリシリコン膜(26)と絶縁された
+型ドレイン領域(36)を有する転送用トランジス
タを形成する工程とを具備することを特徴とする半導体
記憶装置の製造方法。
1. A step of forming an element isolation oxide film (24) on a first conductivity type first semiconductor substrate (21), and a step of forming an insulating film (25) on the semiconductor substrate (21). When,
A step of selectively etching the insulating film (25) to form a storage electrode contact window (25a); and a step of forming the storage electrode contact window (25a) on the insulating film (25).
A step of forming a polysilicon film (26) which becomes a part of the embedded storage electrode film, and the polysilicon film (26)
A step of forming a capacitor insulating film (30) thereon, a step of forming a flattened cell plate electrode film (31), and a second semiconductor having a conductivity type opposite to that of the cell plate electrode film (31). The step of attaching the substrate (32), and the exposed surface of the first semiconductor substrate (21) on the oxide film (24) for element isolation.
Polishing until the surface of the polysilicon film is exposed, and the polysilicon film (26) is contacted with the polysilicon film (26) via the source region (35) and the insulating film (25) in the storage electrode contact window (25a). 26) and a step of forming a transfer transistor having an insulated n + type drain region (36).
【請求項2】 一導電型の第一の半導体基板(21)上
に素子分離用酸化膜(24)を形成する工程と、該半導
体基板(21)上に絶縁膜(25)を形成する工程と、
該絶縁膜(25)を選択的にエッチングしてストレ−ジ
電極コンタクト窓(25a)を形成する工程と、該スト
レ−ジ電極コンタクト窓(25a)を埋め込むポリシリ
コン膜(26)を形成する工程と、ポリシリコン膜(2
6)上の情報記憶キャパシタを形成する領域にSiO2
からなる柱状膜(27)を形成する工程と、ポリシリコ
ン膜(26)及び柱状膜(27)を被覆するポリシリコ
ン膜(28)を形成する工程と、該ポリシリコン膜(2
8)の異方性エッチングを行うことにより、柱状膜(2
7)の側面に筒状のポリシリコン膜(28a)を形成す
るとともにポリシリコン膜(26)と筒状のポリシリコ
ン膜(28a)とを一体化してストレ−ジ電極膜(2
9)を形成する工程と、柱状膜(27)を除去した後
に、ストレ−ジ電極膜(29)上にキャパシタ絶縁膜
(30)を形成する工程と、ストレ−ジ電極膜(29)
の凹部を埋め込むことにより平坦化したセルプレ−ト電
極膜(31)を形成する工程と、該セルプレ−ト電極膜
(31)に対して、逆導電型の第二の半導体基板(3
2)を貼着する工程と、第一の半導体基板(21)の露
出した表面を素子分離用酸化膜(24)の表面が露出す
るまで研摩する工程と、ストレ−ジ電極膜(29)にコ
ンタクトするソ−ス領域(35)、並びに絶縁膜(2
5)を介してポリシリコン膜(26)と絶縁されたドレ
イン領域(36)を有する転送用トランジスタを形成す
る工程とを具備することを特徴とする半導体記憶装置の
製造方法。
2. A step of forming an element isolation oxide film (24) on a one-conductivity type first semiconductor substrate (21), and a step of forming an insulating film (25) on the semiconductor substrate (21). When,
A step of selectively etching the insulating film (25) to form a storage electrode contact window (25a); and a step of forming a polysilicon film (26) filling the storage electrode contact window (25a). And the polysilicon film (2
6) SiO 2 is formed on the area where the information storage capacitor is formed.
A step of forming a columnar film (27) made of, a step of forming a polysilicon film (26) and a polysilicon film (28) covering the columnar film (27), and the polysilicon film (2
By performing anisotropic etching of 8), the columnar film (2
A cylindrical polysilicon film (28a) is formed on the side surface of 7), and the polysilicon film (26) and the cylindrical polysilicon film (28a) are integrated to form a storage electrode film (2).
9), a step of forming a capacitor insulating film (30) on the storage electrode film (29) after removing the columnar film (27), and a storage electrode film (29).
A step of forming a flattened cell plate electrode film (31) by burying the recesses of the second step, and a second semiconductor substrate (3) having an opposite conductivity type with respect to the cell plate electrode film (31).
2) is attached, a step of polishing the exposed surface of the first semiconductor substrate (21) until the surface of the element isolation oxide film (24) is exposed, and a storage electrode film (29). The source region (35) to contact, and the insulating film (2
5) The step of forming a transfer transistor having a drain region (36) insulated from the polysilicon film (26) through 5).
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