KR940007460B1 - Field effect transistor, semiconductor memory device and manufacturing method of field effect transistor using same - Google Patents
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Abstract
내용 없음.No content.
Description
제 1 도는 이 발명의 한 실시예를 표시하는 평면도.1 is a plan view showing one embodiment of the present invention.
제 2 도는 제 1 도의 II-II선에 따른 단면도.2 is a sectional view taken along the line II-II of FIG.
제 3 도는 제 1 도의 III-III선에 따른 단면도.3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG.
제 4 도 a~g는 제 1 도에 표시한 것의 제조공정을 순차로 표시하는 단면도.4A to 4G are cross-sectional views sequentially showing a manufacturing process of the one shown in FIG.
제 5 도는 종래의 메모리셀을 표시하는 평면도.5 is a plan view showing a conventional memory cell.
제 6 도는 제 5 도의 표시한 것의 등가회로도.6 is an equivalent circuit diagram of what is shown in FIG.
제 7 도는 제 5 도의 VII-VII선에 따른 단면도.FIG. 7 is a cross sectional view along line VII-VII of FIG. 5;
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : P형 실리콘 반도체기판 2 : 필드산화막1: P-type silicon semiconductor substrate 2: Field oxide film
3 : n+형드레인영역 4 : n형소스여역3: n + type drain area 4: n type source region
5 : 채널영역 6 : 게이트산화막5 channel region 6 gate oxide film
7 : 비트선(BL0) 8 : 도전층(D0)7: bit line BL 0 8: conductive layer D 0
9 : 비트선10 : 비트선 9: bit line 10: bit line
11 : 층간산화막 12, 13 : 산화막측벽11: interlayer oxide film 12, 13: oxide film side wall
14 : 게이트전극 15 : 층간산화막14 gate electrode 15 interlayer oxide film
16 : 티탄실리사이드막 17 : 콘택트홀(CH1)16: titanium silicide film 17: contact hole (CH 1 )
18 : 층간산화막 19 : 산화막측벽18: interlayer oxide film 19: oxide film side wall
20 : 커패시터하부전극(E0) 21 : 유전막20: capacitor lower electrode (E 0 ) 21: dielectric film
22 : 커패시터상부전극(E1) 23 : BPSG막22: capacitor upper electrode (E 1 ) 23: BPSG film
24 : 메모리셀(C1) 25 : 메모리셀(C2)24: memory cell C 1 25: memory cell C 2
26 : 콘택트홀(CH0) 27 : 워드선(WL1)26: contact hole (CH 0 ) 27: word line (WL 1 )
(각 도면중 동일부호는 동일 또는 상당부분을 표시한다)(The same reference numerals in each drawing indicate the same or equivalent parts.)
이 발명은 반도체기억장치 및 그 제조방법에 관한 것이다. 다이나믹, 랜덤, 악세스, 메모리(이하 DMAM이라고 칭함)는 과거 10년 이상에 거쳐서 거의 3년마다 4배의 고집적화를 달성하여 왔다.The present invention relates to a semiconductor memory device and a manufacturing method thereof. Dynamic, random, access, and memory (hereinafter referred to as DMAM) have achieved four times higher integration almost every three years over the past decade.
이 경향은 현재의 4M비트레벨에 이르렀어도 약한 양상은 아니고 금후도 계속된다고 보여진다. 그러나 고집적화는 메모리셀의 미세화에 크게 의존하는 것이며 미세화에 수반하는 용량의 감소때문에 소프트에러등의 문제가 생기고 있다.This trend is not weak, even in the current 4M bit level, and is expected to continue in the future. However, high integration is highly dependent on miniaturization of memory cells, and problems such as soft errors are caused due to the reduction in capacity accompanying miniaturization.
그러므로 용량을 일정치이상 확보하도록 반도체기판을 홈형으로 에칭한 홈형(트렌지형)커패시터, 혹은 반도체기판상에 쌓아올린 적층형(스택크형)커패시터등의 신구조를 가지는 메모리셀이 개발되고 있다.Therefore, memory cells having new structures, such as groove type (transistor type) capacitors in which semiconductor substrates are etched into grooves or stacked type (stack type) capacitors stacked on semiconductor substrates, have been developed so as to secure a predetermined value or more.
제 5 도는 예를들면 특공소 60-2784호 공보에 표시된 적층형 커패시터를 구비한 DRAM의 메모리셀을 표시하는 평면도이며 제 6 도는 제 5 도에 표시한 것의 등가회로도이다.FIG. 5 is a plan view showing a memory cell of a DRAM having a stacked capacitor, for example, disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-2784, and FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of that shown in FIG.
제 5 도에 있어서, 워드선(WL0,WL1)과 비트선(BL0)과의 교차점에 메모리셀(C0,C1)이 설치되고 워드선(WL2,WL3)과 비트선과의 교차점에 메모리셀(C2,C3)이 설치된다. 각 메모리셀의 커패시터는 하부전극(E0)과 상부전극(E1) 및 이것들의 전극간의 산화막(제 5 도에는 도시하지 않음)에 의하여 구성되어 있다.In FIG. 5, memory cells C 0 and C 1 are provided at intersections of word lines WL 0 and WL 1 and bit lines BL 0 , and word lines WL 2 and WL 3 and bit lines. Memory cells C 2 and C 3 are installed at the intersection with each other. The capacitor of each memory cell is composed of an oxide film (not shown in Fig. 5) between the lower electrode E 0 and the upper electrode E 1 and these electrodes.
또한 CH는 비트선(BL0,)을 반도체기판의 불순물 확산영역에 접속시키기 위한 콘택트홀이다.In addition, CH is a bit line (BL 0 , ) Is a contact hole for connecting the impurity diffusion region of the semiconductor substrate.
제 6 도에 있어서 SA는 각 메모리셀로부터의 신호를 검출하여 증폭하는 센스앰프이다.In Fig. 6, SA is a sense amplifier that detects and amplifies a signal from each memory cell.
제 7 도는 제 5 도의 VII-VII선에 따른 단면도이다.7 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII of FIG.
도면에 있어서 (31)은 p형 실리콘 반도체기판, (32)는 p형 실리콘 반도체기판(31)의 한주면에 형성된 소자분리영역으로서의 필드산화막, (33)은 이 필드산화막(32)에 의하여 분리된 섬모양 영역으로 형성된 n+형드레인영역, (34)는 이 n+형드레인영역(33)과 마찬가지로 상기 필드산화막(32)에 의하여 분리된 섬모양영역에 형성된 n+형소스영역, (35)는 상기 n+형드레인영역(33)과 상기 n+형소스영역(34)과의 사이에 형성된 채널영역, (36)은 이 채널영역(35)상에 형성된 게이트산화막, (37)은 이 게이트산화막(36)상에 상기 채널영역(35)과 직교방향에 형성된 폴리실리콘층으로 이루어지는 게이트전극(워드선(WL1)), (38)은 이 게이트전극(37) 표면에 형성된 층간산화막 (39)는 상기 필드산화막(32)상에 형성된 폴리실리콘층으로 이루어지는 워드선(WL2), (40)은 이 워드선(WL2)(39) 표면에 형성된 층간산화막, (41)은 상기 n+형소스영역(34) 및 상기 필드산화막(32)에 접하고 상기 게이트전극(37)의 표면에 상기 층간산화막(38)을 사이에 두고 대향하여 형성되고 또한 상기 워드선(WL2)(39)의 표면에 상기 층간산화막(40)을 사이에 두고 대향하여 형성된 폴리실리콘층으로 이루어지는 커패시터하부전극(E0), (42)은 이 커패시터하부전극(E0)(41)의 표면에 형성된 층간산화막, (43)은 상기 커패시터하부전극(E0)(41)의 표면에 상기 층간산화막(42)을 사이에 두고 대향하여 형성된 폴리실리콘층으로 이루어지는 커패시터상부전극(플레이트전극)(E1), (44)은 상기 p형 실리콘 반도체기판(31)의 한주면상 전면에 형성된 PSG막, (45)는 상기 n+형드레인영역(33)의 표면에 개구된 콘택트홀(CH), (46)은 이 콘택트홀(CH)(45)을 사이에 두고 상기 n+형드레인영역(33)과 접속되고 상기 채널영역(35)과 병행방향에 형성된 알미늄 금속으로 이루어지는 비트선(BL0), (47)은 상기 p형 실리콘 반도체기판(31) 내지 상기 비트선(BL0)(46)에 의하여 구성된 메모리셀(C1)이다.In the figure, reference numeral 31 denotes a p-type silicon semiconductor substrate, 32 denotes a field oxide film as an element isolation region formed on one main surface of the p-type silicon semiconductor substrate 31, and 33 is separated by this field oxide film 32. N + type drain region formed of island-like islands, 34, n + type source region formed in island regions separated by field oxide film 32, similarly to n + type drain region 33, (35 Is a channel region formed between the n + type drain region 33 and the n + type source region 34, 36 is a gate oxide film formed on the channel region 35, and 37 is The gate electrodes (word lines WL 1 ) and 38 formed of polysilicon layers formed on the gate oxide film 36 in the orthogonal direction to the channel region 35 are formed of interlayer oxide films formed on the surface of the gate electrode 37. 39 is a word line WL 2 made of a polysilicon layer formed on the field oxide film 32, and 40 is a word line WL. 2 ) an interlayer oxide film formed on the surface of 39, 41 is in contact with the n + type source region 34 and the field oxide film 32, and between the interlayer oxide film 38 on the surface of the gate electrode 37 Capacitor bottom electrodes E 0 and 42 formed opposite to each other and formed opposite to each other with the interlayer oxide film 40 interposed therebetween on the surface of the word line WL 2 39 are formed. formed on the surface of the capacitor lower electrode (E 0) (41) inter-layer oxide film, 43 is a poly formed in opposition sandwiching the interlayer oxide film 42 on the surface of the capacitor lower electrode (E 0) (41) Capacitor upper electrodes (plate electrodes) E 1 and 44 made of a silicon layer are PSG films formed on the entire surface of one main surface of the p-type silicon semiconductor substrate 31, and 45 are n + type drain regions 33. ), the contact holes (CH) opening to the surface of, 46 is a contact hole (CH) (45) interposed between the n + type drain Station 33 and the connection and the channel region (35) and made of aluminum metal is formed in parallel direction, the bit lines (BL 0), (47) is the p-type silicon semiconductor substrate (31) to said bit line (BL 0) It is a memory cell C 1 constituted by 46.
종래의 메모리셀(C1)(47)은 상기와 같이 구성되고 커패시터하부전극(E0)(41)과 커패시터상부전극(E1)(43)의 일부가 게이트전극(37)상 및 워드선(WL2)(39)상에까지 만곡하여 연장존재되어 있으므로 커패시터의 면적을 크게 취하여 용량을 확보할 수가 있다.The conventional memory cell (C 1 ) 47 is configured as described above, and a part of the capacitor lower electrode (E 0 ) 41 and the capacitor upper electrode (E 1 ) 43 is formed on the gate electrode 37 and the word line. Since it is curved and extended to (WL 2 ) (39), the area of the capacitor can be increased to ensure the capacity.
상기와 같은 종래의 메모리셀(C1)(47)에서는 커패시터하부전극(E0)(41) 및 커패시터상부전극(E1)(43)을 p형 실리콘 반도체기판(31)의 한주면에 쌓아올리므로 p형 실리콘 반도체기판(31)의 한주면으로부터의 단차는 심하게 되며 콘택트홀(CH)(45)의 종횡비(어스팩트비)는 증대한다.In the conventional memory cell (C 1 ) 47 as described above, the capacitor lower electrode (E 0 ) 41 and the capacitor upper electrode (E 1 ) 43 are stacked on one circumferential surface of the p-type silicon semiconductor substrate 31. As a result, the step from the one circumferential surface of the p-type silicon semiconductor substrate 31 becomes severe and the aspect ratio (aspect ratio) of the contact hole (CH) 45 increases.
이 어드팩트비의 증대는 비트선(BL0)(46)의 피복성을 악화시켜 콘택트홀(CH)(45) 내부에서 단선을 이르키고 신뢰성을 저하시킨다는 문제점이 있었다.Increasing this aspect ratio has a problem that the coverage of the bit lines BL 0 46 is deteriorated, leading to disconnection inside the contact holes CH 45 and lowering reliability.
또, 어스팩트비가 높은 콘택트홀(CH)(45)을 형성하려면 대단히 정밀도가 높은 사진제판공정이 필요하며 제조상 기술적인 곤란을 수반하는 문제점이 있었다.In addition, in order to form the contact hole (CH) 45 having a high aspect ratio, a photolithography process with high precision is required and there is a problem involving technical difficulties in manufacturing.
다시금, 상기와 같은 종래의 메모리셀(C1)(47)에서는 고집적화를 향하여 게이트(워드선(WL1))(37)도 미세화되므로 게이트전극(워드선(WL1))(37)의 저항이 증가하여 신호의 지연을 고려하지 않으면 아니된다. 그러므로 신호를 지연시키지 않고 보다 한층의 고속화를 꾀할 필요가 있었다.Again, in the conventional memory cell C 1 47 as described above, the gate (word line WL 1 ) 37 is also miniaturized toward high integration, so that the resistance of the gate electrode (word line WL 1 ) 37 is reduced. This increases and the delay of the signal must be taken into account. Therefore, it was necessary to further speed up without delaying the signal.
다시금, 미세화를 진행시키는 점에서 보다 한층 용량을 확보할 필요가 있었다.Again, it was necessary to further secure the capacity from the point of miniaturization.
이 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해서 이루어진 것이며 고속동작을 실현할 수 있는 전계효과 트랜지스터를, 또 커패시터의 용량을 충분하게 확보할 수 있는 메모리셀을, 다시금 비트선의 단선에 기인하는 신뢰성의 저하를 억제할 수 있는 반도체기억장치를 얻는 것을 목적으로 하고 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a field effect transistor capable of realizing high-speed operation, a memory cell capable of sufficiently securing the capacitance of the capacitor, and a reduction in reliability caused by disconnection of the bit line are again prevented. It is an object to obtain a semiconductor memory device that can be suppressed.
이 발명에 관한 전계효과 트랜지스터는 실리콘 반도체기판의 한주면에 채널영역을 사이에 두고 설치한 한조의 불순물 확산영역의 한쪽에 접속하여 형성된 제 1 의 도전층과 한조의 불순물 확산영역의 다른쪽에 접속하여 형성된 제 2 의 도전층과 채널영역상의 절연막 및 제 1 의 도전층상의 절연막 및 제 2 의 도전층상의 절연막을 사이에 두고 형성된 게이트전극과를 구비한 것이다.The field effect transistor according to the present invention is connected to one of a set of impurity diffusion regions connected to one side of a set of impurity diffusion regions provided on one main surface of a silicon semiconductor substrate with a channel region interposed therebetween, and to the other side of the set of impurity diffusion regions. And a gate electrode formed between the formed second conductive layer, the insulating film on the channel region, the insulating film on the first conductive layer, and the insulating film on the second conductive layer.
또 이 발명의 제 2 의 발명에 관한 메모리셀은 실리콘 반도체기판의 한주면에 채널영역을 사이에 두고 설치한 한조의 불순물 확산영역과 채널영역상의 절연막을 사이에 두고 형성된 게이트 전극과 한조의 불순물 확산영역의 어느 것의 한쪽에 접속하여 형성된 제 1 의 도전층과, 이 제 1 의 도전층과 전기적으로 접속하여 형성된 커패시터의 한쪽의 전극과 이 전극상의 유전막을 사이에 두고 형성된 커패시터의 다른쪽의 전극과 게이트전극과 전기적으로 접속하여 형성되고 또한 커패시터의 다른쪽의 전극상의 절연막을 사이에 두고 형성된 제 2 의 도전층과를 구비한 것이다.The memory cell according to the second aspect of the present invention is a gate electrode and a set of impurity diffusions formed with a set of impurity diffusion regions provided with a channel region on one surface of a silicon semiconductor substrate and an insulating film on the channel region. A first conductive layer formed by connecting to one of the regions, one electrode of the capacitor formed by being electrically connected to the first conductive layer, and the other electrode of the capacitor formed with the dielectric film on the electrode interposed therebetween; And a second conductive layer formed by being electrically connected to the gate electrode and formed with an insulating film on the other electrode of the capacitor interposed therebetween.
다시금 이 발명의 제 3 의 발명에 관한 반도체기억장치는 실리콘 반도체기판의 한주면에 소자형성영역을 분리하여 설치한 절연막과 소자형성영역내에 채널영역을 사이에 두고 설치한 한조의 불순물 확산영역과 이 한조의 불순물 확산영역의 한족에 접속하여 형성되고 또한 불순물 확산영역의 한쪽에 접하는 절연막상에 형성된 제 1 의 도전층과 한조의 불순물 확산영역의 다른쪽에 접속하여 형성되고 또한 불순물 확산영역의 다른쪽에 접하는 절연막상에 형성된 제 2 의 도전층과를 구비한 것이다.Again, the semiconductor memory device according to the third aspect of the present invention comprises an insulating film formed by separating element formation regions on one main surface of a silicon semiconductor substrate, and a set of impurity diffusion regions provided with a channel region interposed therebetween. A first conductive layer formed on an insulating film in contact with one set of impurity diffusion regions and connected to the other side of a set of impurity diffusion regions and in contact with the other of the impurity diffusion regions. And a second conductive layer formed on the insulating film.
또 다시금, 이 발명의 제 4 의 발명에 관한 전계효과 트랜지스터의 제조방법은 실리콘 반도체기판의 한주면에 소자형성영역을 분리하여 제 1 의 절연막을 소자형성영역내의 일부의 영역상 및 이 영역에 접하는 제 1 의 절연막상에 제 1 의 도전층을 소자형성영역내의 제 1 의 도전층과 대향하는 일부의 영역상 및 이 영역에 접하는 제 1 의 절연막상에 제 2 의 도전층을, 제 1 의 도전층의 측면에 제 2 의 절연막을, 제 2 의 도전층의 측면에 제 3 의 절연막을, 제 2 의 절연막과 제 3 의 절연막과의 사이의 소자형성영역상의 절연막상 및 제 1 의 도전층상의 절연막상 및 제 2 의 도전층상의 절연막상에 게이트전극을, 이 게이트전극을 마스크의 일부로서 사용하여 실리콘 반도체기판과 역도전형의 불순물을 이온주입하여 불순물 확산영역을 형성하는 것이다.Again, the method of manufacturing a field effect transistor according to the fourth aspect of the present invention separates the element formation region from one main surface of the silicon semiconductor substrate so that the first insulating film is in contact with the region and a part of the region in the element formation region. The first conductive layer is formed on the first insulating layer, and the second conductive layer is formed on a part of the region facing the first conductive layer in the element formation region and on the first insulating layer in contact with the region. The second insulating film on the side of the layer, the third insulating film on the side of the second conductive layer, the insulating film on the element formation region between the second insulating film and the third insulating film and on the first conductive layer The gate electrode is used on the insulating film and the insulating film on the second conductive layer, and the impurity diffusion region is formed by ion implanting impurities of a silicon semiconductor substrate and a reverse conductive type using this gate electrode as part of a mask.
상기와 같이 구성된 전계효과 트랜지스터에 있어서는 채널영역과 병행방향에 있는 게이트전극의 양단이 제 1 의 도전층상 및 제 2 의 도전층상까지 확대하여 형성되고 게이트전극의 저항을 억제시킨다.In the field effect transistor configured as described above, both ends of the gate electrode in the parallel direction with the channel region are formed on the first conductive layer and the second conductive layer to suppress the resistance of the gate electrode.
또 상기와 같이 구성된 메모리셀에 있어서는 비트선보다도 상부에 위치하고 워드선보다도 하부에 위치하는 커패시터가 게이트전극을 거쳐서 비트선상에까지 연장존재하여 형성되고 커패시터 면적을 증대시킨다.In the memory cell constructed as described above, a capacitor located above the bit line and below the word line is formed to extend on the bit line through the gate electrode, thereby increasing the capacitor area.
다시금 상기와 같이 구성된 반도체기억장치에 있어서는 비트선이 콘택트홀을 사이에 두지 않고 불순물 영역에 접속하여 형성되고 어스팩트비의 증대에 의한 비트선의 단선을 방지시킨다.In the semiconductor memory device configured as described above, the bit lines are formed by connecting the impurity regions without interposing the contact holes to prevent disconnection of the bit lines due to the increase in the aspect ratio.
또 다시금 상기와 같이 구성된 전계효과 트랜지스터의 제조방법에 있어서는 콘택트홀을 사이에 두지 않고 제 1 의 도전층 및 제 2 의 도전층을 형성한 후 게이트전극을 형성하기 때문에 정밀도가 높은 사진제판공정을 시행하는 일 없이 제 1 의 도전층 및 제 2 의 도전층을 불순물 확산영역에 접속시킨다.In addition, in the method of manufacturing the field effect transistor configured as described above, since the gate electrode is formed after the first conductive layer and the second conductive layer are formed without interposing a contact hole, a highly accurate photolithography process is performed. The first conductive layer and the second conductive layer are connected to the impurity diffusion region without any problem.
[실시예]EXAMPLE
제 1 도는 이 발명의 한 실시예를 표시하는 평면도이다.1 is a plan view showing one embodiment of the present invention.
도면에 있어서 워드선(WL1)과 비트선(,BL0)과의 교차점에 메모리셀(C0,C1)이 설치되고 워드선(WL2)과 비트선(BL0,)과의 교차점에 메모리셀(C2,C3)이 설치되고 워드선(WL0)과 비트선(BL1)과의 교차점에 메모리셀(C4)이 설치되고 워드선(WL3)과 비트선()과의 교차점에 메모리셀(C5)이 설치된다. 각 메모리셀의 커패시터는 하부전극(E0)과 상부전극(E1) 및 이것들의 전극간의 산화막(제 1 도에는 도시하지 않음)에 의해서 구성되어 있다.In the drawing, the word line WL 1 and the bit line ( The memory cells C 0 and C 1 are provided at the intersections of BL 0 and the word lines WL 2 and the bit lines BL 0 , ) C 2, to the memory cell junction (in the C 3) have been installed and the word line (WL 0) and a bit line (memory cell (C 4) to the junction and BL 1) is provided a word line (WL 3) and Bit line ( ) Is installed at the intersection with the memory cell (C 5 ). The capacitor of each memory cell is composed of an oxide film (not shown in FIG. 1 ) between the lower electrode E 0 and the upper electrode E 1 and these electrodes.
또한 CH0는 워드선(WL0-WL3)을 게이트전극에 접속시키기 위한 콘택트홀, CH1은 하부전극(E0)을 도전층(D0)에 접속시키기 위한 콘택트홀이다.CH 0 is a contact hole for connecting the word lines WL 0 -WL 3 to the gate electrode, and CH 1 is a contact hole for connecting the lower electrode E 0 to the conductive layer D 0 .
제 2 도는 제 1 도의 II-II선에 따른 단면도이며 제 3 도는 제 1 도의 III-III선에 따른 단면도이다.2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG.
제 2 도에 있어서 (1)은 농도 1×1015㎝-3의 비저항 10Ωㆍ㎝의 p형 실리콘 반도체기판, (2)는 p형 실리콘 반도체기판(1)의 한주면에 형성된 소자분리영역으로서의 필드산화막, (3)은 필드산화막(2)에 의하여 분리된 섬모양영역에 비소를 가속전압 50KeV, 도즈량 4×1015㎝-2의 조건에서 이온주입을 행하여 형성된 농도 1×1020㎝-3의 n+형드레인영역, (4)는 n+형드레인영역(3)과 마찬가지로 상기 필드산화막(2)에 의하여 분리된 섬모양영역에 비소를 가속전압 50KeV, 도즈량 4×1015㎝-2의 조건에서 이온주입을 행하여 형성된 농도 1×1020㎝-3의 n+형소스영역, (5)는 상기 n+형드레인영역(3)과 상기 n+형소스영역(4)과의 사이에 형성된 채널영역, (6)은 이 채널영역(5)상에 형성된 게이트산화막, (7)은 상기 n+형드레인영역(3)에 일부가 접하여 전기적으로 접속되고 또한 상기 필드산화막(2)의 표면상에 대향하고 상기 채널영역(5)과 직교방향에 형성된 폴리실리콘층을 이루어진 도전층(비트선(BL0)), (8)은 상기 n+형소스영역(4)에 한끝이 접하여 전기적으로 접속되고 상기 필드산화막(2)의 표면에 대향하여 형성된 폴리실리콘층으로 이루어지는 도전층(D0), (9)는 상기 필드산화막(2)의 표면에 대향하고 상기 채널영역(5)과 직교방향에 형성된 폴리실리콘층으로 이루어지는 도전층(비트선(), 10이 비트선()(9)과 바찬가지로 상기 필드산화막(2)의 표면에 대향하고 상기 채널영역(5)과 직교방향에 형성된 폴리실리콘층으로 이루어지는 도전층(비트선(), (11)은 상기 n+형드레인영역(3)상에 상기 비트선(BL0)(7)을 사이에 두고 혹은 상기 n+형소스영역(4)상에 상기 도전층(D0)(8)을 사이에 두고 형성되고 상기 채널영역(5)과 직교방향에서는 상기 필드산화막(2)의 표면에 대향하여 형성된 층간산화막, (12)는 상기 n+형드레인영역(3)에 접하고 상기 비트선(BL0)(7) 및 상기 층간산화막(11)의 측면에 형성된, 혹은 상기 n+형소스영역(4)에 접하고 상기 도전층(D0)(8) 및 상기 층간산화막(11)는 측면에 형성된 산화막측벽, (13)은 상기 필드산화막(2)에 접하고 상기 도전층(D0)(8), 상기 비트선()(9) 혹은 상기 비트선()(10)의 측면에 형성된 산화막측벽, (14)는 상기 필드산화막(2)에 의하여 분리된 섬모양영역에 있어서 저면이 상기 게이트산화막(6)에 접하여 형성되고 상기 채널영역(5)과 병행방향에 있는 측면이 상기 층간산화막(11) 및 상기 산화막측벽(12)에 접하여 형성되고 상기 채널영역(5)과 직교방향에 있는 상기 필드산화막(2)에 있어서 저면이 상기 층간산화막(11)에 접하여 형성된 인(P)이 첨가된 폴리실리콘층으로 이루어지는 게이트전극, (15)는 이 게이트전극(14)의 표면에 대향하여 형성된 층간산화막, (16)은 상기 비트선(BL0)(7), 상기 도전층(D0)(8), 상기 비트선()(9) 및 상기 비트선()(10)의 표면에 형성된 티탄실리사이드막, (17)은 상기 도전층(D0) (8)의 표면에 형성된 티탄실리사이드막(16)의 표면에 개구된 콘택트홀(CH1), (18)은 상기 도전층(D0)(8)상의 일부 및 상기 게이트전극(14)상의 일부를 제외한 상기 p형 실리콘 반도체기판(1)의 한주면상 전면에 형성된 층간산화막, (19)는 상기 도전층(D0)(8)상의 상기 티탄실리사이드막(16)에 접하고 상기 층간산화막(11), 상기 게이트전극(14) 및 상기 층간산화막(15)의 측면에 형성된 산화막측벽, (20)은 상기 콘택트홀(CH1)(17)을 사이에 두고 상기 티탄실리사이드막(16)과 접속되고, 상기 비트선(BL0)(7)상에까지 연장존재하여 형성된 폴리실리콘층으로 이루어지는 커패시터하부전극(E0), (21)은 이 커패시터하부전극(E0)(20)의 표면에 형성된 유전막, (22)는 상기 커패시터하부전극(E0)(20)의 표면에 상기 유전막(21)을 사이에 두고 대향하여 형성된 폴리실리콘층으로 이루어지는 커패시터상부전극(플레이트전극)(E1), (23)은 상기 p형 실리콘 반도체기판(1)의 한주면상 전면에 형성된 BPSG막, (24)는 상기 p형 실리콘 반도체기판(1) 내지 상기 비트선() (9)과 상기 층간산화막(11) 내지 상기 BPSG막(23)으로 구성된 메모리셀(C1), (25)는 p형 실리콘 반도체기판(1) 내지 상기 도전층(D0) (8)과 상기 비트선() (10) 내지 상기 BPSG막(23)으로 구성된 메모리셀(C2)이다.In Fig. 2, reference numeral 1 denotes a p-type silicon semiconductor substrate having a resistivity of 10 Ω · cm at a concentration of 1 × 10 15 cm -3 , and (2) represents an element isolation region formed on one main surface of the p-type silicon semiconductor substrate 1. The field oxide film (3) has a concentration of 1 × 10 20 cm − formed by ion implantation of arsenic in an island region separated by the field oxide film 2 under an acceleration voltage of 50 KeV and a dose of 4 × 10 15 cm -2 . 3 n + type drain region, 4 is an n + type drain region 3 amount and, like the field to accelerate the non-small voltage to the island region isolated by an oxide film (2) 50KeV, dose 4 × 10 15 ㎝ - N + type source region having a concentration of 1 × 10 20 cm −3 formed by ion implantation under the condition of 2 , (5) between the n + type drain region 3 and the n + type source region 4 A channel region formed in the channel region (6) is a gate oxide film formed on the channel region (5), and (7) is electrically connected in part to the n + type drain region (3) Further, conductive layers (bit lines BL 0 ) formed on the surface of the field oxide film 2 and formed in a direction orthogonal to the channel region 5 (bit line BL 0 ), 8 denote the n + type source region. The conductive layers D 0 and 9 made of a polysilicon layer which is electrically connected to one end in contact with (4) and formed to face the surface of the field oxide film 2 are opposite to the surface of the field oxide film 2. A conductive layer made of a polysilicon layer orthogonal to the channel region 5 (bit line ( ), 10 is the bit line ( (9) and a conductive layer made of a polysilicon layer facing the surface of the field oxide film (2) and formed in a direction orthogonal to the channel region (5). ) And 11 denote the conductive layer D 0 on the n + type drain region 3 with the bit lines BL 0 and 7 interposed therebetween or on the n + type source region 4. An interlayer oxide film formed between the channel region 5 and opposite to the surface of the field oxide film 2 in a direction orthogonal to the channel region 5, and the interfacial oxide film 12 is in contact with the n + type drain region 3 The conductive layer (D 0 ) 8 and the interlayer oxide film 11 formed on side surfaces of the bit line BL 0 and the interlayer oxide film 11, or in contact with the n + type source region 4. (13) is an oxide film side wall formed on the side surface, and (13) is in contact with the field oxide film (2) and the conductive layer (D 0 ) (8), (9) or the bit line ( The side wall of the oxide film formed on the side of the (10), (14) is formed in the island-like region separated by the field oxide film (2), the bottom surface is in contact with the gate oxide film (6) and parallel to the channel region (5) The side surface in the direction is formed in contact with the interlayer oxide film 11 and the oxide side wall 12 and the bottom surface of the field oxide film 2 in the direction orthogonal to the channel region 5 faces the interlayer oxide film 11. A gate electrode made of a polysilicon layer added with phosphorus (P) formed in contact with each other, (15) is an interlayer oxide film formed to face the surface of the gate electrode (14), and (16) the bit lines (BL 0 ) (7). , The conductive layer (D 0 ) 8, the bit line ( 9 and the bit line ( Titanium silicide film formed on the surface of (10), (17) is a contact hole (CH 1 ), (18) opened on the surface of the titanium silicide film 16 formed on the surface of the conductive layer (D 0 ) (8) ) Is an interlayer oxide film formed on the entire surface on one circumferential surface of the p-type silicon semiconductor substrate 1 except a portion on the conductive layer D 0 and 8 and a portion on the gate electrode 14, and 19 is the conductive layer. (D 0 ) an oxide film side wall formed in contact with the titanium silicide film 16 on (8) and on the side surfaces of the interlayer oxide film 11, the gate electrode 14, and the interlayer oxide film 15, 20 is the contact The capacitor lower electrode E 0 made of a polysilicon layer formed by being connected to the titanium silicide film 16 with the holes CH 1 17 interposed therebetween and extending up to the bit lines BL 0 7. ), 21 dielectric layer formed on the surface of the capacitor lower electrode (E 0) (20), (22) is in the surface of the capacitor lower electrode (E 0) (20) A capacitor upper electrode formed of a polysilicon layer formed toward left for between the dielectric layer 21 (plate electrode) (E 1), (23) is a BPSG film formed in a week planar front surface of the p-type silicon semiconductor substrate 1, 24 denotes the p-type silicon semiconductor substrate 1 to the bit line ( (9) and the memory cells C 1 and 25 composed of the interlayer oxide films 11 to BPSG films 23 are p-type silicon semiconductor substrates 1 to conductive layers D 0 . And the bit line ( (10) to the memory cell C 2 composed of the BPSG film 23.
제 3 도에 있어서 (26)은 상기 게이트전극(14)의 표면에 개구된 콘택트홀(CH0), (27)은 콘택트홀(CH0)(26)을 사이에 두고 상기 게이트전극(14)과 접속되고, 상기 채널영역(5)과 병행방향에 형성된 알미늄금속으로 이루어지는 워드선(WL1)이다.In FIG. 3, reference numeral 26 denotes contact holes CH 0 opened on the surface of the gate electrode 14 and reference numeral 27 denotes the gate electrode 14 with contact holes CH 0 26 interposed therebetween. Is a word line WL 1 made of aluminum metal formed in parallel with the channel region 5.
다음에 상기와 같이 구성된 메모리셀(C1)(24), (C2)(25)의 제조공정을 제 4 도a 내지 g를 사용하여 설명한다.Next, the manufacturing process of the memory cells C 1 24 and C 2 25 configured as described above will be described with reference to FIGS.
우선 제 4 도a에 표시하는 바와 같이 농도 1×1015㎝-3, 비저항 10Ωㆍ㎝의 p형 실리콘 반도체기판(1)의 한주면에 선택적으로 산화를 행하고 필드산화막(2)를 형성한다.First, as shown in FIG. 4A, oxidation is selectively performed on one main surface of the p-type silicon semiconductor substrate 1 having a concentration of 1 x 10 15 cm -3 and a specific resistance of 10 Ω · cm, to form a field oxide film 2.
계속해서 p형 실리콘 반도체기판(1)의 한주면상 전면에 CVD법에 의해 폴리실리콘층을 형성하고 필드산화막(2)상의 일부의 영역을 에칭한다.Subsequently, a polysilicon layer is formed on the entire main surface of the p-type silicon semiconductor substrate 1 by the CVD method, and a part of the region on the field oxide film 2 is etched.
다음에 제 4 도b에 표시하는 바와 같이 p형 실리콘 반도체기판(1)의 한주면상 전면에 CVD법에 의하여 층간산화막(11)을 형성하고 필드산화막(2)에 의하여 분리된 섬모양영역상에 일부의 영역을 폴리실리콘층도 포함하여 에칭하여 비트선(BL0)(7), ()(9), ()(10) 및 도전층(D0)(8)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 4B, an interlayer oxide film 11 is formed on the entire main surface of the p-type silicon semiconductor substrate 1 by the CVD method, and the island-like region separated by the field oxide film 2 is formed. A portion of the region is etched including the polysilicon layer to form the bit lines BL 0 (7) and ( (9), ( 10 and the conductive layer D 0 (8) are formed.
계속해서 p형 실리콘 반도체기판(1)의 한주면상 전면에 CVD법에 의하여 산화막을 형성하고 이 산화막의 제거에 반응성이온에칭(이방성)을 이용하면 필드산화막(2)에 의하여 분리된 섬모양영역상에 있는 비트선(BL0)(7), 도전층(D0)(8) 및 층간산화막(11)의 측면에 산화막측벽(12)이 형성된다.Subsequently, when an oxide film is formed on the entire surface of the main surface of the p-type silicon semiconductor substrate 1 by CVD, and reactive ion etching (anisotropy) is used to remove the oxide film, the island-like region separated by the field oxide film 2 is formed. An oxide film side wall 12 is formed on the side surfaces of the bit lines BL 0 , 7, conductive layers D 0 , 8, and the interlayer oxide film 11.
다음에 제 4 도c에 표시하는 바와 같이 노출된 p형 실리콘 반도체기판(1)의 한주면상에 게이트산화막(6)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 4C, a gate oxide film 6 is formed on one main surface of the exposed p-type silicon semiconductor substrate 1.
계속해서 p형 실리콘 반도체기판(1)의 주면상 전면에 CVD법에 의하여 인(P)이 첨가된 폴리실리콘층 및 층간산화막(15)을 차례로 적층하고, 이것들의 일부가 필드산화막(2)에 의하여 분리된 섬모양영역상 및 이 섬모양영역에 인접한 필드산화막(2)상에 남도록 에칭을 행하여 게이트전극(14)을 형성한다.Subsequently, a polysilicon layer added with phosphorus (P) and an interlayer oxide film 15 are sequentially stacked on the entire main surface of the p-type silicon semiconductor substrate 1 by CVD, and a part of them is deposited on the field oxide film 2. The gate electrode 14 is formed by etching so as to remain on the island-like region separated by the above-mentioned region and the field oxide film 2 adjacent to the island-like region.
이때 게이트전극(14) 아래에 형성된 영역을 제외하는 층간산화막(11)은 에칭되고 비트선(BL0)(7), ()(9), ()(10) 및 도전층(D0)(8)의 표면이 노출한다.At this time, the interlayer oxide film 11 except for the region formed under the gate electrode 14 is etched and the bit lines BL 0 (7), ( (9), ( ) 10 and the surface of conductive layer D 0 (8) are exposed.
다시금, 필드산화막(2)상에 있는 비트선()(9), ()(10) 및 도전층(D0)(8)의 측면에 산화막측벽(13)이 형성된다.Again, the bit line on the field oxide film 2 ( (9), ( An oxide film side wall 13 is formed on the side surface of the () 10 and the conductive layer (D 0 ) 8.
그후, 게이트전극(14) 층간산화막(15)을 마스크로 하여 비트선(BL0)(7)상 및 도전층(D0)(8)상으로부터 p형 실리콘 반도체기판(1)의 한주면에 가속전압 50KeV, 도즈량 4×1015㎝-2의 조건에서 비소의 이온주입을 행하여 900℃의 열처리를 시행하면 농도 1×1020㎝-3의 n+형드레인영역(3) 및 n+형소스영역(4)이 형성된다. n+형드레인영역(3)과 n+형소스영역(4)과의 사이에는 채널영역(5)이 형성된다.Thereafter, the gate electrode 14 interlayer oxide film 15 is used as a mask from one side of the bit line BL 0 (7) and the conductive layer D 0 (8) to one peripheral surface of the p-type silicon semiconductor substrate 1. Arsenic ion implantation under accelerated voltage 50KeV and dose amount 4 × 10 15 cm -2 , followed by annealing at 900 ° C. results in n + type drain region 3 and n + type with a concentration of 1 × 10 20 cm -3 . The source region 4 is formed. A channel region 5 is formed between the n + type drain region 3 and the n + type source region 4.
다음에 제 4 도d에 표시하는 바와 같이 p형 실리콘 반도체기판(1)의 한주면상 전면에 스퍼터링법에 의하여 티탄막을 형성하고 램프아닐법에 의하여 600~700℃의 열처리를 시행하면 비트선(BL0)(7), ()(9), ()(10) 및 도전층(8)을 형성하는 폴리실리콘과 티탄이 실리사이드 반응을 일으킨다.Next, as shown in FIG. 4D, a titanium film is formed on the entire main surface of the p-type silicon semiconductor substrate 1 by the sputtering method and subjected to heat treatment at 600 to 700 ° C. by the lamp annealing method to form a bit line (BL). 0 ) (7), ( (9), ( Polysilicon and titanium forming the (10) and the conductive layer (8) cause a silicide reaction.
계속해서 필드산화막(2), 산화막측벽(13) 및 층간산화막(15)상의 티탄막을 수산화암모늄/과산화수소(NH3, H2O/H2O2)용액에 의하여 에칭제거하고 램프아닐법에 의하여 800℃ 이상의 열처리를 시행하면 티탄실리사이드막(16)이 형성된다.Subsequently, the titanium film on the field oxide film 2, the oxide film side wall 13 and the interlayer oxide film 15 was etched away with a solution of ammonium hydroxide / hydrogen peroxide (NH 3 , H 2 O / H 2 O 2 ), and a lamp annealing method was performed. The titanium silicide film 16 is formed when the heat treatment is performed at 800 ° C. or higher.
다음에 제 4 도e에 표시하는 바와 같이 p형 실리콘 반도체기판(1)의 한주면상 전면에 CVD법에 의하여 산화막을 형성한다.Next, as shown in FIG. 4E, an oxide film is formed on the entire main surface of the p-type silicon semiconductor substrate 1 by CVD.
계속해서 도전층(D0)(8)상의 일부의 산화막 및 게이트전극(14)상의 일부의 산화막의 제거에 반응성이온에칭(이방성)을 이용하여, 도전층(D0)(8)의 표면에 형성된 티탄실리사이드막(16)의 표면을 노출하면 콘택트홀(CH1)(17)이 형성된다.Subsequently, reactive ion etching (anisotropy) is used to remove a portion of the oxide film on the conductive layer D 0 and 8 and a portion of the oxide film on the gate electrode 14 to the surface of the conductive layer D 0 . When the surface of the formed titanium silicide layer 16 is exposed, a contact hole (CH 1 ) 17 is formed.
이때 제거되지 않고 남겨진 산화막은 층간산화막(18)을 형성하고 또 층간산화막(11)(15) 및 게이트전극(14)의 측면에는 산화막측벽(19)이 형성된다.At this time, the oxide film left without being removed forms an interlayer oxide film 18 and an oxide film side wall 19 is formed on the side surfaces of the interlayer oxide films 11 and 15 and the gate electrode 14.
다음에 제 4 도f에 표시하는 바와 같이 p형 실리콘 반도체기판(1)의 한주면상 전면에 CVD법에 의하여 폴리실리콘층을 형성하고, 이 일부가 콘택트홀(CH1)(17)을 사이에 두고 티탄실리사이드막(16)과 접속되고 비트선(BL0)(7)상에까지 연장존재하여 남도록 에칭을 행하고 커패시터하부전극(E0)(20)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 4F, a polysilicon layer is formed on the entire main surface of the p-type silicon semiconductor substrate 1 by the CVD method, and a part of the polysilicon layer is interposed between the contact holes (CH 1 ) 17. It is connected to the titanium silicide film 16 and is etched so as to remain on the bit lines BL 0 and 7 to form a capacitor lower electrode E 0 20.
다음에 제 4 도g에 표시하는 바와 같이 커패시터하부전극(E0)(20)의 표면에 CVD법에 의하여 질화막을 형성하고 산화분위기중에서 열처리를 시행하면 질화막상에 산화막이 형성되고 유전막(21)을 얻는다.Next, as shown in FIG. 4G, when a nitride film is formed on the surface of the capacitor lower electrode (E 0 ) 20 by CVD and heat-treated in an oxidizing atmosphere, an oxide film is formed on the nitride film and the dielectric film 21 is formed. Get
계속해서 p형 실리콘 반도체기판(1)의 한주면상에 있어서 필드산화막(2)상에 있는 게이트전극(14)의 일부의 영역상을 제외하는 전면에 CVD법에 의하여 폴리실리콘층을 형성하여 커패시터하부전극(E0)(20)의 표면에 유전막(21)을 사이에 두고 대향하는 커패시터상부전극(플레이트전극)(E1)(22)으로 한다.Subsequently, a polysilicon layer is formed on the entire surface of the p-type silicon semiconductor substrate 1 except for a part of the region of the gate electrode 14 on the field oxide film 2 by CVD to form a lower portion of the capacitor. The capacitor upper electrode (plate electrode) E 1 (22) facing each other with the dielectric film 21 interposed on the surface of the electrode (E 0 ) 20 is used.
그후 p형 실리콘 반도체기판(1)의 한주면상 전면에 CVD법에 의하여 BPSG막(23)을 형성하고 커패시터상부전극(E1)(22)이 형성되지 않는 영역의 일부를 층간산화막((11)(18)도 포함하여 에칭하여 게이트전극(14)의 표면을 노출하면 콘택트홀(CH0)(26)(제 2 도에는 도시하지 않음)이 형성된다.After that, the BPSG film 23 is formed on the entire surface of the p-type silicon semiconductor substrate 1 by the CVD method, and a part of the region where the capacitor upper electrode E 1 22 is not formed is formed in the interlayer oxide film (11). In addition, the contact hole (CH 0 ) 26 (not shown in FIG. 2) is formed when the surface of the gate electrode 14 is exposed by etching (18).
다시금 p형 실리콘 반도체기판(1)의 한주면상 전면에 스퍼터링법에 의하여 알미늄금속을 형성하고 이 일부가 콘택트홀(CH0)(26)을 사이에 두고 게이트전극(14)과 접속되고 채널영역(5)과 병행방향에 연장존재하여 남도록 에칭을 행하고 워드선(WL1)(27)(제 2 도에는 도시하지 않음)을 형성하면 메모리셀(C1)(24), (C2)(25)이 완성된다.Again, an aluminum metal is formed on the entire surface of the p-type silicon semiconductor substrate 1 by sputtering, a part of which is connected to the gate electrode 14 with the contact holes (CH 0 ) 26 interposed therebetween, and the channel region ( When etching is performed to remain in the parallel direction with 5), and the word lines WL 1 27 (not shown in FIG. 2) are formed, the memory cells C 1 24 and C 2 25 are formed. ) Is completed.
상기와 같이 구성된 반도체기억장치에 있어서는 채널영역(5)과 병행방향에 있는 게이트전극(14)의 양끝이 각각 비트선(BL0)(7)상의 층간산화막(11)상 혹은 도전층(D0)(8)상의 층간산화막(11)상에까지 확대하여 형성되므로 채널영역(5)과 직교방향에 있는 게이트전극(14)의 단면적은 증대되고 게이트전극(14)내를 흐르는 전류의 저항을 억제하게 된다.In the semiconductor memory device configured as described above, both ends of the gate electrode 14 in the parallel direction with the channel region 5 are formed on the interlayer oxide film 11 or the conductive layer D 0 on the bit lines BL 0 and 7, respectively. (8) is enlarged on the interlayer oxide film 11, so that the cross-sectional area of the gate electrode 14 in the direction orthogonal to the channel region 5 is increased to suppress the resistance of the current flowing through the gate electrode 14; do.
고로, 신호의 지연은 억제되어 동작속도는 향상하고 고속화에 적합한 반도체기억장치를 얻을 수가 있다.Therefore, the delay of the signal can be suppressed to improve the operation speed and obtain a semiconductor memory device suitable for high speed.
또, 커패시터가 비트선(BL0)(7) 및 도전층(D0)(8)보다도 상부에 위치하고 워드선(WL1)(27)보다도 하부에 위치하므로 커패시터를 형성하는 영역의 자유도가 넓어지며 게이트전극(14)상을 경유하여 비트선(BL0)(7)상까지 연장존재하여 형성할 수 있다.In addition, since the capacitor is located above the bit lines BL 0 and the conductive layers D 0 and 8, and below the word lines WL 1 27, the degree of freedom of the region in which the capacitor is formed is wide. It can be formed by extending to the bit line (BL 0 ) (7) via the gate electrode (14).
고로, 커패시터 면적은 증대하고 미세화를 진행하는 점에서 용량을 충분하게 확보할 수 있는 반도체기억장치를 얻을 수가 있다.Therefore, a semiconductor memory device capable of ensuring sufficient capacity can be obtained in terms of increasing the capacitor area and miniaturization.
다시금 비트선(BL0)(7)이 n+형드레인영역(3)에, 도전층(D0)(8)이 n+형소스영역(4)에 각각 콘택트홀을 사이에 두는 일없이 접속되므로 어스팩트비는 무시할 수가 있게 된다.Again, the bit lines BL 0 7 are connected to the n + type drain region 3 and the conductive layer D 0 8 is connected to the n + type source region 4 without interposing contact holes therebetween. Therefore, the aspect ratio can be ignored.
고로, 비트선(BL0)(7)의 단선을 방지할 수 있고 신뢰성이 높은 반도체기억장치를 얻을 수가 있다.Therefore, disconnection of the bit lines BL 0 and 7 can be prevented and a highly reliable semiconductor memory device can be obtained.
또 다시금, 상기와 같은 반도체기억장치의 제조방법에 있어서는 콘택트홀을 사이에 두는 일없이 비트선(BL0)(7)을 n+형드레인영역(3)에 접속하여 형성하고 그후 커패시터를 형성하므로 콘택트홀을 형성하기 위한 공정이 불필요하게 된다.In the above method of manufacturing a semiconductor memory device, the bit line BL 0 7 is formed by connecting the n + type drain region 3 without interposing a contact hole, and then a capacitor is formed. The process for forming a contact hole becomes unnecessary.
한편, 채널영역(5)과 병행방향에 있는 게이트전극(14)의 양끝을 각각 비트선(BL0)(7)상의 층간산화막(11)상 혹은 도전층(D0)(8)상의 층간산화막(11)상까지 확대하여 형성하고 이 게이트전극(14)의 상단부상의 층간산화막(15)(18) 및 BPSG막(23)을 에칭하고 콘택트홀(CH0) (26)을 형성하므로 어드팩트비는 낮게 억제된다.On the other hand, both ends of the gate electrode 14 in the parallel direction with the channel region 5 are formed on the interlayer oxide film 11 on the bit lines BL 0 and 7 or on the conductive layer D 0 and 8, respectively. It is formed to extend up to (11), and the interlayer oxide films 15 and 18 and the BPSG film 23 on the upper end of the gate electrode 14 are etched and the contact holes CH 0 26 are formed. Rain is suppressed low.
고로, 정밀도가 높은 사진제판공정을 시행하지 않고 비트선(BL0)(7)을 n+형드레인영역(3), 워드선(WL1)(27)을 게이트전극(14)에 접속할 수 있고 반도체기억장치를 제조용이하게 하여 간단하게 형성할 수 있다.Therefore, the bit lines BL 0 and 7 can be connected to the n + type drain region 3 and the word lines WL 1 and 27 to the gate electrode 14 without performing a highly accurate photolithography process. The semiconductor memory device can be easily formed and manufactured.
또한, 상기 실시예에 있어서는 게이트전극(14)을 인(P)이 첨가된 폴리실리콘층에서 형성한 것을 표시하였으나 고융점 금속막이나 고융점 금속실리사이드막 혹은 고융점 금속실리사이드막과 폴리실리콘층의 적층구조로 형성한 것으로 하여도 상기 실시예와 마찬가지의 효과를 얻게 되는 것이다.In the above embodiment, the gate electrode 14 is formed from a polysilicon layer containing phosphorus (P), but the high melting point metal film, the high melting point metal silicide film, or the high melting point metal silicide film and the polysilicon layer are shown. Even if it is formed in a laminated structure, the same effects as in the above embodiment can be obtained.
또, 상기 실시예에 있어서는 p형 실리콘 반도체기판(1)의 한주면상 전면에 스퍼터링법에 의하여 티탄막을 형성한 후 비트선(BL0)(7), ()(9), ()(10) 및 도전층(D0)(8)을 형성하는 폴리실리콘과 티탄을 실리사이드 반응시켜 티탄실리사이드막(16)을 형성한 것을 표시하였으나 비트선(BL0)(7), ()(9), ()(10) 및 도전층(D0)(8)의 표면에만 선택 CVD법에 의하여 티탄막을 형성한 후 폴리실리콘과 티탄을 실리사이드 반응시켜서 티탄실리사이드막(16)을 형성하였다 하여도 상기 실시예와 마찬가지의 효과를 얻게 되는 것이다.In the above embodiment, after the titanium film is formed on the entire main surface of the p-type silicon semiconductor substrate 1 by the sputtering method, the bit lines BL 0 (7), ( (9), ( 10 shows the formation of the titanium silicide film 16 by silicide reacting polysilicon and titanium forming the conductive layer (D 0 ) and (8), but the bit lines BL 0 (7) and ( (9), ( The titanium silicide film 16 was formed by silicide reacting polysilicon and titanium after forming a titanium film only on the surfaces of the (10) and the conductive layers (D 0 ) (8) by selective CVD. The same effect will be obtained.
다시금, 상기 실시예에 있어서는 비트선(BL0)(7), ()(9), ()(10) 및 도전층(D0)(8)의 표면에 티탄실리사이드막(16)을 형성한 것을 표시하였으나 모리브덴실리사이드막이나 텅스텐실리사이드막 혹은 탄탈실리사이드막을 형성한 것이라고 하여도 상기 실시예와 마찬가지의 효과를 얻게 되는 것이다.Again, in the above embodiment, the bit lines BL 0 (7), ( (9), ( Although the titanium silicide film 16 is formed on the surfaces of the (10) and the conductive layers (D 0 ) and (8), the above-described embodiment is performed even if a molybdenum silicide film, a tungsten silicide film, or a tantalum silicide film is formed. You will get the same effect.
또 다시금, 상기 실시예에 있어서는 p형 실리콘 반도체기판(1)에 메모리셀(C1)(24)(C2)(25)을 형성한 것을 표시하였으나 p형과 n형의 극성을 역으로 하여 n형 실리콘 반도체기판(1)에 메모리셀을 형성한 것이라고 하여도 상기 실시예와 마찬가지의 효과를 얻게 되는 것이다.Again, in the above embodiment, the memory cells C 1 , 24, and C 2 25 are formed in the p-type silicon semiconductor substrate 1, but the polarities of the p-type and n-type are reversed. Even if the memory cell is formed on the n-type silicon semiconductor substrate 1, the same effect as in the above embodiment is obtained.
이 발명은 이상 설명한 것과 같이 반도체기판의 한주면에 채널영역을 사이에 두고 설치한 한조의 불순물 확산영역의 한쪽에 접속하여 형서된 제 1 의 도전층과, 한조의 불순물 확산영역의 다른쪽에 접속하여 형성된 제 2 의 도전층과 채널영역상의 절연막 및 제 1 의 도전층상의 절연막 및 제 2 의 도전층상의 절연막을 사이에 두고 형성된 게이트전극과를 구비한 것이므로 게이트전극의 저항을 억제할 수 있고, 고속화에 적합한 전계효과 트랜지스터가 얻어진다는 효과를 가지고 있는 것이다.As described above, the present invention is connected to one of a set of impurity diffusion regions formed by connecting one channel of impurity diffusion regions provided on one surface of a semiconductor substrate with a channel region interposed therebetween, and connected to the other of the set of impurity diffusion regions. The gate electrode formed with the formed second conductive layer, the insulating film on the channel region, the insulating film on the first conductive layer and the insulating film on the second conductive layer interposed therebetween, so that the resistance of the gate electrode can be suppressed and the speed is increased. This has the effect of obtaining a field effect transistor suitable for.
또, 이 발명의 제 2 의 발명은 이상 설명한 것과 같이 반도체기판의 한주면에 채널영역을 사이에 두고 설치한 한조의 불순물 확산영역과 채널영역상의 절연막을 사이에 두고 형성된 게이트전극과 한조의 불순물 확산영역의 어느것인가의 한쪽에 접속하여 형성된 제 1 의 도전층과, 이 제 1 의 도전층과 전기적으로 접속하여 형성된 커패시터의 한쪽의 전극과, 이 전극상의 유전막을 사이에 두고 형성된 커패시터의 다른쪽의 전극과, 게이트전극과 전기적으로 접속하여 형성되고 또한 커패시터의 다른쪽의 전극상의 절연막을 사이에 두고 형성된 제 2 의 도전층과를 구비한 것이므로 커패시터 면적을 증대할 수 있고 미세화를 진행하는 점에서 용량을 충분하게 확보할 수 있는 메모리셀이 얻어지는 효과를 가지는 것이다.As described above, the second aspect of the present invention is a gate electrode and a set of impurity diffusions formed with a set of impurity diffusion regions provided with a channel region interposed therebetween and an insulating film on the channel region interposed therebetween. The first conductive layer formed by connecting to one of the regions, the one electrode of the capacitor formed by being electrically connected to the first conductive layer, and the other of the capacitor formed with the dielectric film on the electrode therebetween. And a second conductive layer formed by electrically connecting the electrode with the gate electrode and having an insulating film on the other electrode of the capacitor interposed therebetween, so that the capacitor area can be increased and the capacitance can be miniaturized. This has the effect of obtaining a memory cell capable of ensuring a sufficient amount.
다시금, 이 발명의 제 3 의 발명은 이상 설명한 것과 같이 반도체기판의 한주면에 소자형성영역을 분리하여 설치한 절연막과 소자형성영역내에 채널영역을 사이에 두고 설치한 한조의 불순물 확산영역과 이 한조의 불순물 확산영역의 한쪽에 접속하여 형성되고 또한 불순물 확산영역의 한쪽에 접하는 절연막상에 형성된 제 1 의 도전층과, 한조의 불순물 확산영역의 다른쪽에 접속하여 형성되고 또한 불순물 확산영역의 다른쪽에 접하는 절연막상에 형성된 제 2 의 도전층과를 구비한 것이므로 어스팩트비의 증대에 의한 비트선의 단선을 방지할 수 있고 신뢰성이 높은 반도체기억장치가 얻어지는 효과를 가지는 것이다.Again, in the third aspect of the present invention, as described above, an insulating film formed by separating element formation regions on a main surface of a semiconductor substrate, and a set of impurity diffusion regions provided with a channel region interposed therebetween, A first conductive layer formed on one side of the impurity diffusion region and contacting the other side of the set of impurity diffusion regions and on the other side of the impurity diffusion region. Since it is provided with the 2nd conductive layer formed on the insulating film, the disconnection of a bit line by the increase of aspect ratio can be prevented, and it has the effect of obtaining a highly reliable semiconductor memory device.
또 다시금, 이 발명의 제 4 의 발명은 이상 설명한 것과 같이 반도체기판의 한주면에 소자형성영역을 분리하여 제 1 의 절연막을, 소자형성영역내의 일부의 영역상 및 이 영역에 접하는 제 1 의 절연막상에 제 1 의 도전층을 소자형성영역의 제 1 의 도전층과 대향하는 일부의 영역상 및 이 영역에 접하는 제 1 의 절연막상에 제 2 의 도전층을 제 1 의 도전층의 측면에 제 2 의 절연막을, 제 2 의 도전층의 측면에 제 3 의 절연막을, 제 2 의 절연막과 제 3 의 절연막과의 사이의 소자형성영역상의 절연막 및 제 1 의 도전층상의 절연막 및 제 2 의 도전층상의 절연막을 사이에 두고 게이트전극을, 이 게이트전극을 마스크의 일부로서 사용하여 반도체기판과 역도전형의 불순물을 이온주입하여 불순물 확산영역을 형성한 것이므로 정밀도가 높은 사진제판공정을 시행하는 일없이 이 제 1 의 도전층 및 제 2 의 도전층을 불순물 확산영역에 접속할 수 있고 전계효과 트랜지스터를 제조용이하게 하여 간단하게 형성할 수 있는 효과를 가지는 것이다.Again, according to the fourth aspect of the present invention, as described above, the first insulating film is formed by separating the element formation region on one main surface of the semiconductor substrate and contacting the region on and in part of the region in the element formation region. A second conductive layer is formed on the side of the first conductive layer on a portion of the region where the first conductive layer is opposed to the first conductive layer of the element formation region and on the first insulating layer that is in contact with the region. The second insulating film, the third insulating film on the side of the second conductive layer, the insulating film on the element formation region between the second insulating film and the third insulating film, the insulating film on the first conductive layer and the second conductive film Since the impurity diffusion region is formed by ion implanting impurity of semiconductor substrate and reverse conductivity using the gate electrode as a part of the mask with a layered insulating film interposed therebetween, a high precision photolithography process is started. One will have the effect that the access to the conductive layer and the second conductive layer of the first impurity diffusion region can be easily formed in the field effect transistor is for preparing the that without.
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