JPH06342887A - MIST dynamic random access memory cell and manufacturing method thereof - Google Patents
MIST dynamic random access memory cell and manufacturing method thereofInfo
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- JPH06342887A JPH06342887A JP3260430A JP26043091A JPH06342887A JP H06342887 A JPH06342887 A JP H06342887A JP 3260430 A JP3260430 A JP 3260430A JP 26043091 A JP26043091 A JP 26043091A JP H06342887 A JPH06342887 A JP H06342887A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】スタックトレンチ混合型ダイナミックランダム
アクセスメモリセル及びその製造方法であり、トレンチ
キャパシタのトレンチの深さに差を付けると共に、トレ
ンチの深さが相対的に浅いスタックキャパシタのストレ
ージ電極部分の面積をトレンチの深さが相対的に深いス
タックキャパシタのストレージ電極部分の面積より大き
く形成してなる。特に、トレンチの深さが深いメモリセ
ルとトレンチの深さが浅いメモリセルが一つの活性領域
に形成される。
【効果】トレンチ型メモリセルのパンチスルー現象を克
服し、かつスタック型キャパシタにおけるカップリング
現象の発生しない極超規模集積回路(ULSI)のデー
タ記憶に必要なキャパシタンスを有するメモリセルが提
供される。
(57) [Summary] [Structure] A stack-trench mixed type dynamic random access memory cell and a method of manufacturing the same, wherein a stack capacitor having a relatively shallow trench depth is provided while making the trench depth of the trench capacitor different. The area of the storage electrode portion is formed larger than the area of the storage electrode portion of the stack capacitor in which the depth of the trench is relatively deep. In particular, a memory cell having a deep trench and a memory cell having a shallow trench are formed in one active region. The present invention provides a memory cell that overcomes the punch-through phenomenon of a trench type memory cell and has a capacitance necessary for data storage of an ultra-scale integrated circuit (ULSI) in which a coupling phenomenon in a stack type capacitor does not occur.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ダイナミックランダム
アクセスメモリセル(Dynamic Random
Access Memory、以下、DRAMという)
のメモリセル及びその製造方法に関し、特にスタックト
レンチ混合型(MIST:MixedStacked
Trench type)キャパシタを備えた大容量の
DRAMのメモリセルの製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a dynamic random access memory cell (Dynamic Random).
(Access Memory, hereafter referred to as DRAM)
, And a method of manufacturing the same, in particular, a stack trench mixed type (MIST: Mixed Stacked)
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a memory cell of a large-capacity DRAM having a Trench type) capacitor.
【0002】[0002]
【従来の技術・課題】半導体メモリの技術分野において
は、一つのチップ上にメモリセルの数を増加させようと
する努力を傾けている。このような目的を達成するため
に限られたチップの表面上に多数のメモリセルが形成さ
れるメモリセルアレイの面積を最小化することが重要で
ある。したがって、最小面積の面において、一つのトラ
ンジスタ、一つのキャパシタメモリセルを形成すること
が好ましいということは周知の事実である。しかしなが
ら、一つのトランジスタ、一つのキャパシタセルにおい
て、キャパシタが大部分の面積を占める。キャパシタが
占める面積を最小化しながらも、前記キャパシタの容量
を大きくして、記憶されたデータでの情報検出を容易に
してα−粒子によるソフトエラーを減少させることが重
要である。2. Description of the Related Art In the technical field of semiconductor memory, efforts are being made to increase the number of memory cells on one chip. In order to achieve such an object, it is important to minimize the area of a memory cell array in which a large number of memory cells are formed on the surface of a limited chip. Therefore, it is a well-known fact that it is preferable to form one transistor and one capacitor memory cell in terms of the minimum area. However, in one transistor and one capacitor cell, the capacitor occupies most of the area. It is important to increase the capacitance of the capacitor while facilitating information detection in stored data and reducing soft errors due to α-particles, while minimizing the area occupied by the capacitor.
【0003】前記のように、キャパシタが占める表面積
を最小化しつつストレージキャパシタの容量を最大化す
るため、チップの表面に円筒状の溝を掘ったトレンチの
壁面上にキャパシタを形成する技術が開発された。この
ようなトレンチ型キャパシタを有する従来のメモリセル
構造としては、[IEDM(Internationa
l Electron Devices Meetin
g)Tech.Dig.,pp.710〜713、19
85]、に開示されたものがある。この技術は、高濃度
のp+基板上にpエピタキシャル層を成長させたウェハ
を用いて、前記高濃度のp+層で円筒状の溝を掘って、
前記溝の壁面に絶縁膜を形成してn+ポリシリコンで満
たし、パストランジスタのソース領域と接続させる構成
からなっている。As described above, in order to maximize the capacity of the storage capacitor while minimizing the surface area occupied by the capacitor, a technique has been developed for forming the capacitor on the wall surface of the trench in which the cylindrical groove is formed on the surface of the chip. It was As a conventional memory cell structure having such a trench type capacitor, [IEDM (Internationala
l Electron Devices Meetin
g) Tech. Dig. , Pp. 710-713, 19
85]. This technique uses a wafer in which a p epitaxial layer is grown on a high-concentration p + substrate, and digs a cylindrical groove with the high-concentration p + layer,
An insulating film is formed on the wall surface of the groove, filled with n + polysilicon, and connected to the source region of the pass transistor.
【0004】しかし、前記のようなトレンチキャパシタ
の構成においては、エピタキシャル層の厚さが数μmで
あるのでDRAMの動作に適したキャパシタンス値を得
るため、トレンチの深さを深くしなければならないし、
前記トレンチの壁面には薄い酸化膜(絶縁膜)を形成す
るが、トレンチの底の角が尖がることにより前記トレン
チに満たされたキャパシタの電極になるポリシリコンに
加わる電圧により絶縁膜が破れるという問題が生ずるこ
とになる。さらに、前記ポリシリコン電圧を印加して、
P型エピタキシャル層とトレンチの壁面との界面で強い
反転層が形成されることによりキャパシタに情報が記憶
されるが、高集積のDRAMにおいてはトレンチ間の距
離が短いため、その反転層により周りのキャパシタとの
間にパンチスルー(punch−through)現象
が生じ、記憶された電荷を喪失して洩れ電流が発生する
おそれがある。特に、かかる現象はストレージ電流を半
導体基板とし、プレート電極を絶縁層内に形成した場合
に著しく起こる。However, in the structure of the trench capacitor as described above, since the thickness of the epitaxial layer is several μm, the depth of the trench must be increased in order to obtain the capacitance value suitable for the operation of the DRAM. ,
A thin oxide film (insulating film) is formed on the wall surface of the trench, and the insulating film is broken by the voltage applied to the polysilicon serving as the electrode of the capacitor filled in the trench due to the sharp corner of the bottom of the trench. The problem will occur. Further, by applying the polysilicon voltage,
Information is stored in the capacitor by forming a strong inversion layer at the interface between the P-type epitaxial layer and the wall surface of the trench. A punch-through phenomenon may occur between the capacitor and the capacitor, stored charges may be lost, and a leakage current may occur. In particular, such a phenomenon remarkably occurs when the storage current is used as the semiconductor substrate and the plate electrode is formed in the insulating layer.
【0005】一定面積のメモリセルの中において、スト
レージキャパシタの容量を最大化するための他の技術と
して、スタックド型キャパシタ(Stacked Ca
pacitor:STC)を選んだDRAMセルに関す
る技術と、この技術の短所を改善したスプレッドスタッ
クド型キャパシタ(Spread StackedCa
pacitor:SSC)を選んだDRAMセルに関す
る技術が、[IEDMTech.Dig.,S.INO
UE.,pp.31〜34、1989]等により発表さ
れた。As another technique for maximizing the capacity of a storage capacitor in a memory cell having a fixed area, a stacked capacitor (Stacked Ca) is used.
technology regarding a DRAM cell in which a transistor (STC) is selected, and a spread stacked capacitor (Spread Stacked Ca) in which the disadvantages of this technology are improved.
The technology relating to the DRAM cell in which the (PSC: SSC) is selected is described in [IEDM Tech. Dig. , S. INO
UE. , Pp. 31-34, 1989] and the like.
【0006】前記した従来の技術を図12及び図13を
参照してさらに詳しく説明すると次の通りである。The above conventional technique will be described in more detail with reference to FIGS. 12 and 13.
【0007】図12は、スタック型コンデンサを備えた
DRAMセルの断面斜視図であって、メモリ構造が容易
にわかるように、SiO2を除去して示したものであ
る。ここで、21はストレージ電極、22はワード線、
23はフィールド酸化膜である。FIG. 12 is a sectional perspective view of a DRAM cell provided with a stack type capacitor, in which SiO 2 is removed so that the memory structure can be easily understood. Here, 21 is a storage electrode, 22 is a word line,
Reference numeral 23 is a field oxide film.
【0008】しかし、このDRAMセルのストレージ電
極21は、単にそれ自体の一つのメモリセル領域のみを
用いるため、16Mビット以上の記憶容量を有するメモ
リ装置の限られたセル領域内で十分なストレージキャパ
シタンスCsが得られないという短所がある。However, since the storage electrode 21 of the DRAM cell uses only one memory cell region of itself, it has a sufficient storage capacitance within the limited cell region of a memory device having a storage capacity of 16 Mbits or more. There is a disadvantage that Cs cannot be obtained.
【0009】一方、図13には、図12に示すSTC型
メモリセルのストレージキャパシタンスCsを大きくす
るため、各ストレージ電極31,32,33が二つのメ
モリセル領域を占めている構造を示す。図13におい
て、31は第1メモリセルのストレージ電極、32は第
2メモリセルのストレージ電極、33は第3メモリセル
のストレージ電極、34はビット線、35は共通ドレイ
ン領域、36,37はゲート電極であるワード線、3
8,39はソース電極、40はフィールド酸化膜であ
る。On the other hand, FIG. 13 shows a structure in which each storage electrode 31, 32, 33 occupies two memory cell regions in order to increase the storage capacitance Cs of the STC type memory cell shown in FIG. In FIG. 13, 31 is a storage electrode of the first memory cell, 32 is a storage electrode of the second memory cell, 33 is a storage electrode of the third memory cell, 34 is a bit line, 35 is a common drain region, and 36 and 37 are gates. Word lines that are electrodes, 3
Reference numerals 8 and 39 are source electrodes, and 40 is a field oxide film.
【0010】このSSC型メモリセルにあっては、フィ
ールド酸化膜40とフィールド酸化膜40との間に、二
つのメモリセル、すなわち、第1メモリセル及び第2メ
モリセルが形成されており、第1メモリセルのスプレッ
ドスタックド型ストレージ電極31は、上下については
ビット線34と第2メモリセルのストレージ電極32と
の間において、左右については第2ストレージ電極32
と第3ストレージ電極33との間の二つのメモリセル領
域に該当する長さにかけて形成されている。したがっ
て、ストレージキャパシタンスCsは、面積に比例する
ので大きく増加される。In this SSC type memory cell, two memory cells, that is, a first memory cell and a second memory cell are formed between the field oxide film 40 and the field oxide film 40. The spread stacked storage electrode 31 of one memory cell is located between the bit line 34 and the storage electrode 32 of the second memory cell at the top and bottom, and the second storage electrode 32 at the left and right.
And the third storage electrode 33 are formed over the length corresponding to the two memory cell regions. Therefore, the storage capacitance Cs is greatly increased because it is proportional to the area.
【0011】しかし、第1ストレージ電極31と第2ス
トレージ電極32及び第3ストレージ電極33との間の
距離があまりに近接しているため、電極間にカップリン
グ(coupling)を激しく生じて上下のスタック
ド構造に攪乱が発生するおそれがある。However, since the distances between the first storage electrode 31, the second storage electrode 32, and the third storage electrode 33 are too close to each other, coupling is severely generated between the electrodes, and the stacked layers above and below are stacked. The structure may be disturbed.
【0012】したがって、本発明は前記のような従来の
トレンチ構造のメモリセルとスタックド構造のメモリセ
ルから発生する、それぞれのパンチスルー現象及びカッ
プリング現象の問題点を解消することを基本的な目的と
する。Therefore, the present invention basically aims to solve the problems of the punch-through phenomenon and the coupling phenomenon, which occur in the conventional memory cell having the trench structure and the memory cell having the stacked structure, respectively. And
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明は、前記した問題
点を解決するため、超大規模の集積回路(ULSI)に
適用可能な十分なストレージキャパシタンスを有するス
タックドトレンチ型キャパシタを備えたDRAMセル及
びその製造方法を提供する。In order to solve the above problems, the present invention provides a DRAM cell having a stacked trench type capacitor having a sufficient storage capacitance applicable to an ultra large scale integrated circuit (ULSI). And a method for manufacturing the same.
【0014】本発明者は次の事項を知見した。即ち、ス
タックド構造における前記したストレージ電極間のカッ
プリングを減らすためには、まず、できるだけ電極間の
交差(重なり)を減らさなければならない。また、スタ
ックキャパシタのストレージ電極間の上下距離あるいは
隣接距離を大きくし、ストレージ電極間の交差を減らす
ために、トレンチ構造を用いて全キャパシタンスを増加
させなければならない。また、トレンチ構造を併用する
場合、トレンチ同士のパンチスルー現象による漏れ電流
を減らすために、本発明ではトレンチの深さが異なるよ
うに設定された。The present inventor has found the following matters. That is, in order to reduce the above-mentioned coupling between the storage electrodes in the stacked structure, first, the intersections (overlaps) between the electrodes must be reduced as much as possible. Also, in order to increase the vertical distance or the adjacent distance between the storage electrodes of the stack capacitor and reduce the intersection between the storage electrodes, the total capacitance must be increased by using a trench structure. Further, when the trench structure is also used, the depths of the trenches are set to be different in the present invention in order to reduce the leakage current due to the punch-through phenomenon between the trenches.
【0015】即ち、本発明は、一つのトランジスタと一
つのキャパシタとを含むダイナミックランダムアクセス
メモリセルにおいて、前記キャパシタがトレンチ構造の
トレンチキャパシタと、前記トレンチキャパシタに引続
いて垂直にトランジスタ形成部上に形成されるスタック
構造のスタックキャパシタとから構成され、前記トレン
チキャパシタのトレンチの深さが隣接したメモリセルの
トレンチキャパシタのトレンチの深さと異なって設定さ
れ、トレンチの深さが相対的に浅いトレンチキャパシタ
を含む第1メモリセルのスタックキャパシタのストレー
ジ電極の面積は、トレンチの深さが相対的に深いトレン
チキャパシタを含む隣接した第2メモリセルのスタック
キャパシタのストレージ電極の面積より広く形成されて
いるダイナミックランダムアクセスメモリセルを提供す
る。That is, according to the present invention, in a dynamic random access memory cell including one transistor and one capacitor, the capacitor is a trench capacitor having a trench structure, and the trench capacitor is vertically connected to the trench forming portion. And a stack capacitor having a stack structure to be formed, wherein a trench depth of the trench capacitor is set to be different from a trench depth of a trench capacitor of an adjacent memory cell, and the trench depth is relatively shallow. The storage electrode area of the stack capacitor of the first memory cell including the memory cell is larger than the storage electrode area of the stack capacitor of the adjacent second memory cell including the trench capacitor having a relatively deep trench depth. To provide a random access memory cell.
【0016】さらに、本発明は、一つのトランジスタと
一つのキャパシタとから構成され、前記キャパシタが、
スタック型キャパシタとトレンチ型キャパシタとが組合
せられた構造を有するスタックトレンチ混合型ダイナミ
ックランダムアクセスメモリセルの製造方法において、
前記トレンチ型キャパシタを形成するとき、第1マスク
を用いて所定の深さの第1トレンチを形成する工程と、
第2マスクを用いて第1トレンチの深さより相対的に深
い第2トレンチを形成する工程と、前記スタック型キャ
パシタを形成する工程と、を含み、前記スタック型キャ
パシタの形成工程において、前記第1トレンチに形成さ
れる第1トレンチキャパシタを含む第1メモリセルのス
タックキャパシタを形成する第1ストレージ電極の面積
を、第2トレンチに形成される第2トレンチキャパシタ
を含む第2メモリセルのスタックキャパシタを形成する
第2ストレージ電極の面積より広く形成するスタックト
レンチ混合型ダイナミックランダムアクセスメモリセル
の製造方法を提供する。Furthermore, the present invention comprises one transistor and one capacitor, wherein the capacitor is
In a method of manufacturing a stack trench mixed type dynamic random access memory cell having a structure in which a stack type capacitor and a trench type capacitor are combined,
Forming a first trench having a predetermined depth using a first mask when forming the trench type capacitor;
The method includes the step of forming a second trench relatively deeper than the depth of the first trench using a second mask, and the step of forming the stack type capacitor. The area of the first storage electrode forming the stack capacitor of the first memory cell including the first trench capacitor formed in the trench is defined as the area of the stack capacitor of the second memory cell including the second trench capacitor formed in the second trench. Provided is a method of manufacturing a stack trench mixed type dynamic random access memory cell which is formed to have a larger area than a second storage electrode to be formed.
【0017】[0017]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.
【0018】図1乃至図11は、本実施例によるMIS
T型キャパシタを備えたDRAMセルの製造工程を説明
するための断面図である。1 to 11 show a MIS according to this embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of a DRAM cell including a T-type capacitor.
【0019】図1は、活性領域及び非活性領域を画定す
るための工程を示すものであって、通常の方法によりp
型シリコン基板1にフィールド酸化膜2を成長させるこ
とによりなる。FIG. 1 shows the steps for defining the active and inactive regions, and p is performed by the usual method.
The field oxide film 2 is grown on the silicon substrate 1.
【0020】図2には、熱酸化法によりゲート絶縁膜3
を形成し、その後、ポリシリコンを2000オングスト
ローム厚さに被着して一つの活性領域当り二つのメモリ
セルが配置されるようにパターニングして二つのゲート
電極4を形成し、残り部分はエッチング除去したことを
示している。In FIG. 2, the gate insulating film 3 is formed by the thermal oxidation method.
Then, polysilicon is deposited to a thickness of 2000 angstroms and patterned so that two memory cells are arranged per active region to form two gate electrodes 4, and the remaining portions are etched away. It shows that it did.
【0021】図3は、第1メモリセル用ソース領域5、
共通ドレイン領域6及び第2メモリセル用ソース領域7
を形成するための工程を示すものであって、砒素Asイ
オンを40keVで515原子/cm2投与率でイオン注
入してソース及び共通ドレイン領域を形成している。FIG. 3 shows the source region 5 for the first memory cell,
Common drain region 6 and source region 7 for second memory cell
FIG. 3 shows a process for forming a source and a common drain region by implanting arsenic As ions at 40 keV at a dose rate of 5 15 atoms / cm 2 .
【0022】図4は、図3で得られた構造に第1絶縁膜
8を被着する工程を示すものであって、高温酸化膜HT
O(High Temperature Oxidat
ion)、例えば、SiO2を1000オングストロー
ム厚さに形成する。FIG. 4 shows a step of depositing the first insulating film 8 on the structure obtained in FIG. 3, which is a high temperature oxide film HT.
O (High Temperature Oxidat
ion), for example, SiO 2 is formed to a thickness of 1000 angstroms.
【0023】図5は、ビット線9を形成するための工程
を示すものであって、ポリシリコンを500オングスト
ローム厚さに被着してパターニングし、ビット線9を形
成する。FIG. 5 shows a process for forming the bit line 9, in which polysilicon is deposited to a thickness of 500 Å and patterned to form the bit line 9.
【0024】図6は、図5で得られた構造に第2絶縁膜
10を形成する工程を示すものであって、HTOを20
00オングストローム厚さに形成する。FIG. 6 shows a step of forming the second insulating film 10 on the structure obtained in FIG.
It is formed to a thickness of 00 angstrom.
【0025】図7は、深さが浅い第1トレンチ11を形
成する工程を示すものである。さらに詳しく説明する
と、第2絶縁膜10の表面にホトレジストを塗布し、一
つの活性領域に配置される二つのメモリセルの中、左側
の第1メモリセルのソース領域5を貫いてトレンチを形
成するための第1トレンチマスクを用いて露光・現像を
行う。その後、反応性イオンエッチング(Reacti
ve Ion Etching: RIE)法で第2絶
縁膜10、第1絶縁膜8及びゲート絶縁膜3をエッチン
グするが、ゲート4を囲む絶縁膜が損傷されないように
エッチングする必要がある。続いて、同様な方法を用い
てソース領域5とp型シリコン基板1をエッチングして
第1トレンチ11を形成し、基板の表面に残っているホ
トレジストを除去する。FIG. 7 shows a step of forming the first trench 11 having a shallow depth. More specifically, a photoresist is applied to the surface of the second insulating film 10 to form a trench through the source region 5 of the left first memory cell of the two memory cells arranged in one active region. Exposure and development are performed using a first trench mask for the purpose. After that, reactive ion etching (Reacti
The second insulating film 10, the first insulating film 8 and the gate insulating film 3 are etched by the ve Ion Etching (RIE) method, but the insulating film surrounding the gate 4 needs to be etched so as not to be damaged. Subsequently, the source region 5 and the p-type silicon substrate 1 are etched using the same method to form the first trench 11, and the photoresist remaining on the surface of the substrate is removed.
【0026】図8は、深さが深い第2トレンチ12を形
成する工程を示すものであって、トレンチが形成される
位置が右側の第2メモリセルのソース領域7を貫くよう
に第2トレンチマスクを用い、第1トレンチ11と比較
して相対的に第2トレンチ12の深さがより深くなるよ
うにエッチング時間を調整することを除いては、前記し
た図7の工程と同様な方法で行う。FIG. 8 shows a step of forming the second trench 12 having a deep depth. The second trench 12 is formed so that the position where the trench is formed penetrates the source region 7 of the second memory cell on the right side. A method similar to the above-described step of FIG. 7 is used except that a mask is used and the etching time is adjusted so that the depth of the second trench 12 becomes relatively deeper than that of the first trench 11. To do.
【0027】前記した図7及び図8におけるトレンチ形
成工程は、トレンチが形成される部分に段付き構造を予
め形成することにより、一つの工程とすることもでき
る。例えば、絶縁膜(10)の厚さを、浅いトレンチを
形成すべき部分について予め相対的に厚くしておくこと
により、行なう。The above-described trench forming step in FIGS. 7 and 8 can be made into one step by forming a stepped structure in advance in the portion where the trench is formed. For example, this is performed by making the thickness of the insulating film (10) relatively thick in advance in the portion where the shallow trench is to be formed.
【0028】図9は、キャパシタの第1電極の形成工程
を示すものであって、図8の工程により形成されたトレ
ンチ11,12の内部に酸化シリコン層の絶縁膜13を
形成し、その後、CVD法でキャパシタの第1電極にな
るポリシリコン層14を被着し、POCl3に浸漬して
リンPを拡散させるか、又はP若しくはAsをイオン注
入する方法で第1の電極物質を形成する。FIG. 9 shows a step of forming the first electrode of the capacitor. An insulating film 13 of a silicon oxide layer is formed inside the trenches 11 and 12 formed by the step of FIG. A first electrode material is formed by depositing a polysilicon layer 14 that will be the first electrode of the capacitor by the CVD method and immersing it in POCl 3 to diffuse phosphorus P or by ion implantation of P or As. .
【0029】図10は、スタック型ストレージ電極の形
成工程を示すものであって、トレンチの深さが浅い第1
のメモリセルについては、足りないストレージキャパシ
タンスを補うためにスタックキャパシタ部のストレージ
電極15の右側部分を第2のメモリセルのゲート電極3
の上部まで長く延ばして形成し、トレンチの深さが十分
に深い第2メモリセルについては、スタックキャパシタ
部のストレージ電極16の左側部分が短く形成されるよ
うにポリシリコン層14をパターニングすることにより
開口17を形成して各ストレージ電極15,16を分離
させる。FIG. 10 shows a process of forming a stack type storage electrode, in which a first trench having a shallow depth is formed.
In order to compensate for the lacking storage capacitance, the right side portion of the storage electrode 15 of the stack capacitor portion is provided with the gate electrode 3 of the second memory cell.
For the second memory cell which is formed to extend to the upper portion of the stack and has a sufficiently deep trench, by patterning the polysilicon layer 14 so that the left side portion of the storage electrode 16 of the stack capacitor portion is formed short. An opening 17 is formed to separate the storage electrodes 15 and 16.
【0030】その後、第1電極層上に高誘電率を有する
誘電体[SiO2、あるいはONO(SiO2、Si3N4
及びSiO2)]膜よりなる絶縁層18を形成する。こ
の絶縁層18を含めた全表面にCVD法により第2電極
となるポリシリコン層19を成長させPOCl3に浸漬
してリンPを拡散させてキャパシタの第2電極物質を形
成する。Then, a dielectric material having a high dielectric constant [SiO 2 or ONO (SiO 2 , Si 3 N 4) is formed on the first electrode layer.
And SiO 2 )] film is formed. A polysilicon layer 19 serving as a second electrode is grown on the entire surface including the insulating layer 18 by a CVD method and is immersed in POCl 3 to diffuse phosphorus P to form a second electrode material of the capacitor.
【0031】前記のような工程により、本実施例による
スタックトレンチ混合型キャパシタを備えるDRAMが
製作される。本実施例により完成されたDRAMについ
て、絶縁層を除去して示した断面斜視図が図11に示さ
れている。A DRAM including the stack trench mixed type capacitor according to the present embodiment is manufactured by the above process. FIG. 11 is a cross-sectional perspective view showing the DRAM completed by this embodiment with the insulating layer removed.
【0032】[0032]
【発明の効果】以上から明らかにしたように、本発明の
DRAMにおいては、隣接したメモリセルの間のトレン
チ11,12の深さが異なるように設定されて隣接した
トレンチどうしのパンチスルー現象を抑制することがで
き、キャパシタンスが小さいトレンチキャパシタのキャ
パシタンスは、相対的に大きい面積を有するスタック型
キャパシタのキャパシタンスとして補償されることがで
き、この場合、従来のように段付きをもたないで(互い
重ね合わせないで)十分なキャパシタンスが補償される
ため、隣接したストレージ電極間にカップリングが発生
しない。As is apparent from the above, in the DRAM of the present invention, the depths of the trenches 11 and 12 between the adjacent memory cells are set to be different from each other to prevent the punch-through phenomenon between the adjacent trenches. The capacitance of the trench capacitor, which can be suppressed and has a small capacitance, can be compensated for as the capacitance of a stack type capacitor having a relatively large area, and in this case, without the stepping as in the conventional case ( Coupling does not occur between adjacent storage electrodes because sufficient capacitance is compensated (without overlapping each other).
【図1】本発明の一実施例によるMIST型キャパシタ
を備えたDRAMセルの製造工程を説明するための断面
図FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of a DRAM cell including a MIST type capacitor according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施例によるMIST型キャパシタ
を備えたDRAMセルの製造工程を説明するための断面
図FIG. 2 is a sectional view illustrating a process of manufacturing a DRAM cell including a MIST type capacitor according to an embodiment of the present invention.
【図3】本発明の一実施例によるMIST型キャパシタ
を備えたDRAMセルの製造工程を説明するための断面
図FIG. 3 is a sectional view illustrating a process of manufacturing a DRAM cell including a MIST type capacitor according to an embodiment of the present invention.
【図4】本発明の一実施例によるMIST型キャパシタ
を備えたDRAMセルの製造工程を説明するための断面
図FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of a DRAM cell including a MIST type capacitor according to an embodiment of the present invention.
【図5】本発明の一実施例によるMIST型キャパシタ
を備えたDRAMセルの製造工程を説明するための断面
図FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of a DRAM cell including a MIST type capacitor according to an embodiment of the present invention.
【図6】本発明の一実施例によるMIST型キャパシタ
を備えたDRAMセルの製造工程を説明するための断面
図FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a process of manufacturing a DRAM cell including a MIST type capacitor according to an embodiment of the present invention.
【図7】本発明の一実施例によるMIST型キャパシタ
を備えたDRAMセルの製造工程を説明するための断面
図FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a process of manufacturing a DRAM cell including a MIST type capacitor according to an embodiment of the present invention.
【図8】本発明の一実施例によるMIST型キャパシタ
を備えたDRAMセルの製造工程を説明するための断面
図FIG. 8 is a sectional view illustrating a process of manufacturing a DRAM cell including a MIST type capacitor according to an embodiment of the present invention.
【図9】本発明の一実施例によるMIST型キャパシタ
を備えたDRAMセルの製造工程を説明するための断面
図FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of a DRAM cell including a MIST type capacitor according to an embodiment of the present invention.
【図10】本発明の一実施例によるMIST型キャパシ
タを備えたDRAMセルの製造工程を説明するための断
面図FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of a DRAM cell including a MIST type capacitor according to an embodiment of the present invention.
【図11】上記実施例により製造されたMIST型DR
AMセルについて、のSiO2を除去して示したメモリ
構造の断面斜視図FIG. 11 is a MIST type DR manufactured according to the above embodiment.
Cross-sectional perspective view of memory structure showing AM cell with SiO 2 removed
【図12】従来のスタックド型キャパシタを備えたDR
AMセルについて、SiO2を除去して示したメモリ構
造の断面斜視図FIG. 12: DR equipped with a conventional stacked capacitor
Cross-sectional perspective view of the memory structure of the AM cell with SiO 2 removed.
【図13】従来のスプレッドスタックド型キャパシタを
備えたDRAMセルについて、SiO2を除去して示し
たメモリ構造の断面斜視図FIG. 13 is a cross-sectional perspective view of a memory structure in which SiO 2 is removed from a DRAM cell including a conventional spread-stacked capacitor.
1…p型シリコン基板 2…フィールド酸化膜 3…ゲート絶縁膜 4…ゲート電極 5,7…ソース領域 6…共通ドレイン領域 8…第1絶縁膜 9…ビット線 10…第2絶縁膜 11…第1トレンチ 12…第2トレンチ 13…絶縁膜 14,19…ポリシリコン層 15,16…ストレージ電極部分 17…接触開口 18…絶縁層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... P-type silicon substrate 2 ... Field oxide film 3 ... Gate insulating film 4 ... Gate electrode 5, 7 ... Source region 6 ... Common drain region 8 ... 1st insulating film 9 ... Bit line 10 ... 2nd insulating film 11 ... DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 trench 12 ... 2nd trench 13 ... insulating film 14, 19 ... polysilicon layer 15, 16 ... storage electrode part 17 ... contact opening 18 ... insulating layer
Claims (5)
を含むダイナミックランダムアクセスメモリセル(DR
AM)において、 前記キャパシタがトレンチ構造のトレンチキャパシタ
と、前記トレンチキャパシタに引続いて垂直にトランジ
スタ形成部上に形成されるスタック構造のスタックキャ
パシタとから構成され、 前記トレンチキャパシタのトレンチの深さが隣接したメ
モリセルのトレンチキャパシタのトレンチの深さと異な
って設定され、トレンチの深さが相対的に浅いトレンチ
キャパシタを含む第1メモリセルのスタックキャパシタ
のストレージ電極の面積は、トレンチの深さが相対的に
深いトレンチキャパシタを含む隣接した第2メモリセル
のスタックキャパシタのストレージ電極の面積より広く
形成されていることを特徴とするダイナミックランダム
アクセスメモリセル。1. A dynamic random access memory cell (DR) including one transistor and one capacitor.
AM), the capacitor is composed of a trench capacitor having a trench structure and a stack capacitor having a stack structure that is vertically formed on the transistor formation portion following the trench capacitor, and the trench depth of the trench capacitor is The area of the storage electrode of the stack capacitor of the first memory cell including the trench capacitor, which is set to be different from the trench depth of the trench capacitor of the adjacent memory cell and has a relatively shallow trench depth, is determined by the depth of the trench. Dynamic random access memory cell, wherein the area is larger than the storage electrode area of the stack capacitor of the adjacent second memory cell including the deep trench capacitor.
トレージ電極の形成面積が広いキャパシタを含む第1メ
モリセルと、トレンチの深さが深く、スタック構造のス
トレージ電極の形成面積が狭いキャパシタを含む第2メ
モリセルとが一つの活性領域内に形成されていることを
特徴とする請求項1記載のダイナミックランダムアクセ
スメモリセル。2. A first memory cell including a capacitor having a shallow trench and a large storage electrode formation area of a stack structure, and a capacitor having a deep trench and a narrow storage electrode formation area of a stack structure. The dynamic random access memory cell according to claim 1, wherein the second memory cell including the second random access memory cell is formed in one active region.
から構成され、前記キャパシタが、スタックキャパシタ
とトレンチキャパシタとが組み合わせられた構造を有す
るスタックトレンチ混合型ダイナミックランダムアクセ
スメモリセルの製造方法において、 前記トレンチキャパシタを形成するとき、第1マスクを
用いて所定の深さの第1トレンチを形成する工程と、 第2マスクを用いて第1トレンチの深さより相対的に深
い第2トレンチを形成する工程と、 スタックキャパシタを形成する工程と、を含み、 前記スタックキャパシタの形成工程において、前記第1
トレンチに形成される第1トレンチキャパシタを含む第
1メモリセルのスタックキャパシタを形成する第1スト
レージ電極の面積を、第2トレンチに形成される第2ト
レンチキャパシタを含む第2メモリセルのスタックキャ
パシタを形成する第2ストレージ電極の面積より広く形
成することを特徴とするスタックトレンチ混合型ダイナ
ミックランダムアクセスメモリセルの製造方法。3. A method of manufacturing a stacked trench mixed type dynamic random access memory cell, comprising: one transistor and one capacitor, wherein the capacitor has a structure in which a stack capacitor and a trench capacitor are combined. When forming a capacitor, a step of forming a first trench with a predetermined depth using a first mask, and a step of forming a second trench relatively deeper than the depth of the first trench using a second mask And a step of forming a stack capacitor, wherein in the step of forming the stack capacitor, the first
The area of the first storage electrode forming the stack capacitor of the first memory cell including the first trench capacitor formed in the trench is defined as the area of the stack capacitor of the second memory cell including the second trench capacitor formed in the second trench. A method of manufacturing a stack trench mixed dynamic random access memory cell, which is characterized in that the area is larger than the area of the second storage electrode to be formed.
一つの活性領域内に形成されることを特徴とする請求項
3記載のダイナミックランダムアクセスメモリセルの製
造方法。4. The method of manufacturing a dynamic random access memory cell according to claim 3, wherein the first memory cell and the second memory cell are formed in one active region.
工程は、トレンチが形成される領域を予め段付き構造と
することにより、一度のエッチング工程で行われること
を特徴とする請求項3記載のダイナミックランダムアク
セスメモリセルの製造方法。5. The step of forming the first trench and the second trench is performed in a single etching step by forming a stepped structure in a region where the trench is formed in advance. Of manufacturing a dynamic random access memory cell of.
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