JP2908646B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置及びその
製造方法に関し、特に例えばダイナミック・ランダム・
アクセス・メモリ(以下、DRAMと称する)などの半
導体装置及びその製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly to, for example, a dynamic random access memory.
The present invention relates to a semiconductor device such as an access memory (hereinafter, referred to as a DRAM) and a method for manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】図14は従来の半導体装置として例えば
スタックトタイプキャパシタを有するDRAMを示す断
面構造図である。2. Description of the Related Art FIG. 14 is a sectional structural view showing a DRAM having a stacked type capacitor as a conventional semiconductor device.
【0003】図において、1は結晶方位が(100)の
P型単結晶シリコン基板、2はこの単結晶シリコン基板
1の主表面上の所定領域に形成された素子分離のための
分離酸化膜(厚いシリコン酸化膜)、4a,4bはこの
分離酸化膜2で囲まれた領域に所定の間隔を以てチャン
ネル領域3を挟むように形成された1対のn+ 不純物注
入層(ソース/ドレイン領域)、6はチャンネル領域3
上にゲート酸化膜5を介して形成されたゲート電極、7
は全面を覆うように形成され、n+ 不純物注入層4a及
び4b上にコンタクトホール8a及び8bを有する層間
絶縁膜、10はn+ 不純物注入層4aに接続され、層間
絶縁膜7上に延在するように形成された低抵抗多結晶シ
リコンからなるキャパシタ下部電極である。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a P-type single crystal silicon substrate having a crystal orientation of ( 100 ) , and 2 denotes an isolation oxide film (for element isolation) formed in a predetermined region on a main surface of the single crystal silicon substrate 1. A thick silicon oxide film), 4a and 4b, a pair of n + impurity implantation layers (source / drain regions) formed so as to sandwich the channel region 3 at predetermined intervals in a region surrounded by the isolation oxide film 2; 6 is the channel area 3
A gate electrode 7 formed thereon via a gate oxide film 5;
Is formed so as to cover the entire surface, has an interlayer insulating film having contact holes 8a and 8b on n + impurity implantation layers 4a and 4b, and 10 is connected to n + impurity implantation layer 4a and extends on interlayer insulation film 7. This is a capacitor lower electrode made of low-resistance polycrystalline silicon formed as described above.
【0004】11はキャパシタ下部電極10上に形成さ
れた熱酸化膜などの単層膜、シリコン酸化膜/シリコン
窒化膜/シリコン酸化膜の三重構造などの多層膜または
単層膜で高誘電膜のT a2O5 などからなるキャパシタ誘
電体膜、12はキャパシタ誘電体膜11上に形成された
低抵抗多結晶シリコンからなるキャパシタ上部電極、1
3は全面を覆うように形成され、n+ 不純物注入層4b
の上方に開口部14を有する層間絶縁膜、15aはn+
不純物注入層4bに電気的に接続され、層間絶縁膜13
上に延在するように形成された多結晶シリコン膜、15
bはこの多結晶シリコン膜15a上に形成されたWSi2
などからなるシリサイド膜、16はこのシリサイド膜1
5b上に形成された層間絶縁膜、17はこの層間絶縁膜
16上に所定の間隔を以てゲート電極6に対応して形成
されたアルミ配線である。Reference numeral 11 denotes a single-layer film such as a thermal oxide film formed on the capacitor lower electrode 10, a multilayer film such as a triple structure of a silicon oxide film / silicon nitride film / silicon oxide film, or a single-layer film of a high dielectric film. T a 2 O 5 and the like capacitor dielectric film, 12 is a capacitor upper electrode formed of a low-resistance polycrystalline silicon formed on the capacitor dielectric film 11, 1
3 is formed so as to cover the entire surface, and the n + impurity implantation layer 4b is formed.
Above the interlayer insulating film having an opening 14 of, 15a is n +
The interlayer insulating film 13 electrically connected to the impurity implantation layer 4b
Polycrystalline silicon film formed so as to extend above, 15
b denotes WS i2 formed on the polycrystalline silicon film 15a.
And 16 is the silicide film 1
An interlayer insulating film 17 formed on 5b is an aluminum wiring formed on the interlayer insulating film 16 at a predetermined interval so as to correspond to the gate electrode 6.
【0005】ここで、1対のn+ 不純物注入層4a及び
4bと、ゲート電極6とでスイッチング用のMOSトラ
ンジスタを構成し、キャパシタ下部電極10と、キャパ
シタ誘電体膜11と、キャパシタ上部電極12とでデー
タ信号に対応した電荷を蓄積するためのスタックトタイ
プキャパシタを構成し、多結晶シリコン15aとシリサ
イト膜15bとでビット線15を構成している。Here, a pair of n + impurity implanted layers 4a and 4b and a gate electrode 6 constitute a switching MOS transistor, and a capacitor lower electrode 10, a capacitor dielectric film 11, and a capacitor upper electrode 12 Constitute a stacked type capacitor for storing charges corresponding to the data signal, and the polycrystalline silicon 15a and the silicide film 15b constitute the bit line 15.
【0006】図15〜図23は、図14に示したダイナ
ミック・ランダム・アクセス・メモリの製造工程を示す
断面構造図である。次に図15〜図23を参照してこの
DRAMの製造方法について説明する。まず、図15に
示すように、結晶方位が(100)のP型単結晶シリコ
ン基板1の主表面上の所定領域にLOCOS(Loca
l Oxidation ofSilicon)法を用
いて素子分離のための分離酸化膜(厚いシリコン酸化
膜)2を形成する。FIGS. 15 to 23 are sectional structural views showing the steps of manufacturing the dynamic random access memory shown in FIG. Next, a method of manufacturing the DRAM will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 15, a LOCOS (Loca ) is formed in a predetermined region on the main surface of a P-type single crystal silicon substrate 1 having a crystal orientation of ( 100 ).
An isolation oxide film (thick silicon oxide film) 2 for element isolation is formed by using an oxidation of silicon (lOxidation of Silicon) method.
【0007】次に、図16に示すように熱酸化法を用い
て、全面にゲート酸化膜層(図示せず)を形成し、その
ゲート酸化膜層上にCVD(Chemical Vap
orDeposition)法を用いて低抵抗多結晶シ
リコン層(図示せず)を堆積させる。そして、リソグラ
フィ技術及びドライエッチング技術を用いてパターンニ
ングすることにより、ゲート酸化膜5及びゲート電極6
を形成する。Next, as shown in FIG. 16, a gate oxide film layer (not shown) is formed on the entire surface by a thermal oxidation method, and a CVD (Chemical Vap) is formed on the gate oxide film layer.
A low-resistance polycrystalline silicon layer (not shown) is deposited using an or deposition method. Then, the gate oxide film 5 and the gate electrode 6 are patterned by lithography and dry etching.
To form
【0008】次に、図17に示すように、ゲート電極6
をマスクとして、50keV、3×1013 /cm2 の条
件下で砒素(As)をイオン注入することによって、1
対のn+ 不純物注入層(ソース/ドレイン領域)4a及
び4bを自己整合的に形成する。この後、熱処理を施す
ことによって、n+ 不純物注入層4a及び4bが電気的
に活性化される。[0008] Next, as shown in FIG.
As a mask, by arsenic (As) is ion-implanted under the conditions of 50keV, 3 × 10 1 3 / cm 2, 1
A pair of n + impurity implanted layers (source / drain regions) 4a and 4b are formed in a self-aligned manner. Thereafter, heat treatment is performed to electrically activate n + impurity implanted layers 4a and 4b.
【0009】次に、図18に示すように、全面にCVD
法を用いて層間絶縁膜7を形成する。次に、図19に示
すように、層間絶縁膜7のn+ 不純物注入層4a上に位
置する領域にリソグラフィ技術及びドライエッチング技
術を用いてコンタクトホール8aを形成する。コンタク
トホール8aの形成により、n+ 不純物注入層4aの表
面の一部が大気に晒されるため、例えば約10オングス
トロームの自然酸化膜9が形成されることになる。Next, as shown in FIG.
The interlayer insulating film 7 is formed by using the method. Next, as shown in FIG. 19, a contact hole 8a is formed in a region of the interlayer insulating film 7 located on the n + impurity implantation layer 4a by using a lithography technique and a dry etching technique. Due to the formation of the contact hole 8a, a part of the surface of the n + impurity implantation layer 4a is exposed to the air, so that a natural oxide film 9 of, for example, about 10 angstroms is formed.
【0010】次に、図20に示すように、CVD法を用
いて低抵抗多結晶シリコン層(図示せず)を形成した
後、リソグラフィ技術及びドライエッチング技術を用い
てパターンニングすることにより、コンタクトホール8
aの部分に層間絶縁膜7上の所定領域に延在するように
キャパシタ下部電極10を形成する。次に、図21に示
すように、キャパシタ下部電極10上にキャパシタ誘電
体膜11を形成する。CVD法を用いて低抵抗多結晶シ
リコン膜層(図示せず)を形成した後、リソグラフィ技
術及びドライエッチング技術を用いてパターンニングす
ることにより、キャパシタ誘電体膜11上にキャパシタ
上部電極12を形成する。そしてCVD法を用いて全面
に層間絶縁膜13を形成する。Next, as shown in FIG. 20, a low-resistance polycrystalline silicon layer (not shown) is formed by using a CVD method, and then patterned by using a lithography technique and a dry etching technique to form a contact. Hall 8
A capacitor lower electrode 10 is formed in a portion a so as to extend to a predetermined region on the interlayer insulating film 7. Next, as shown in FIG. 21, a capacitor dielectric film 11 is formed on the capacitor lower electrode 10. After forming a low-resistance polycrystalline silicon film layer (not shown) using a CVD method, patterning is performed using a lithography technique and a dry etching technique to form a capacitor upper electrode 12 on the capacitor dielectric film 11. I do. Then, an interlayer insulating film 13 is formed on the entire surface by using the CVD method.
【0011】次に、図22に示すように、リソグラフィ
技術及びドライエッチング技術を用いて、層間絶縁膜1
3及び7を貫通してn+ 不純物注入層4bの上方に位置
する領域に閉口部14及びコンタクトホール8bを形成
する。これによって、n+ 不純物注入層4bの一部が露
出される。CVD法を用いて露出されたn+ 不純物注入
層4bに電気的に接続され、層間絶縁膜13上に延在す
るように、低抵抗多結晶シリコン膜15aを形成する。
多結晶シリコン膜15a上にスパッタリング法を用いて
WSi2などのシリサイト膜15bを形成する。次いで、
リソグラフィ技術及びドライエッチング技術を用い、単
結晶シリコン膜15a及びシリサイド膜15bをパター
ンニングしてデータ線15を形成する。そしてデータ線
15上の全面にCVD法を用いて全面に層間絶縁膜16
を形成する。Next, as shown in FIG. 22, an interlayer insulating film 1 is formed by using a lithography technique and a dry etching technique.
An opening 14 and a contact hole 8b are formed in a region penetrating through 3 and 7 and located above the n + impurity implantation layer 4b. Thereby, a part of n + impurity implantation layer 4b is exposed. A low-resistance polycrystalline silicon film 15a is formed so as to be electrically connected to n + impurity implantation layer 4b exposed by using the CVD method and to extend on interlayer insulating film 13.
A silicide film 15b such as WS i2 is formed on the polycrystalline silicon film 15a by using a sputtering method. Then
The data line 15 is formed by patterning the single crystal silicon film 15a and the silicide film 15b by using a lithography technique and a dry etching technique. Then, an interlayer insulating film 16 is formed on the entire surface of the data line 15 by using the CVD method.
To form
【0012】最後に、図23に示すように、アルミ配線
17を所定の間隔を以て形成する。このようにして従来
のDRAMは形成されていた。Finally, as shown in FIG. 23, aluminum wirings 17 are formed at predetermined intervals. Thus, the conventional DRAM has been formed.
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置は以
上の工程で製造され、以上のように構成されているの
で、図14に示したように、キャパシタ下部電極10と
n+ 不純物注入層4aのコンタクト面に自然酸化膜9が
存在するため、キャパシタ下部電極10とn+ 不純物注
入層の間のコンタクト抵抗が大きくなり、これによって
大きな電圧降下が生じて特に書き込み時には書き込み情
報量の低下を招いて書き込み不良が起きるなどの問題点
があった。Since the conventional semiconductor device is manufactured in the above-described steps and configured as described above, as shown in FIG. 14, the capacitor lower electrode 10 and the n + impurity implantation layer 4a are formed. The contact resistance between the capacitor lower electrode 10 and the n + impurity implanted layer is increased due to the presence of the native oxide film 9 on the contact surface of the semiconductor device. However, there was a problem that writing failure occurred.
【0014】この発明はこのような問題点を解決するた
めになされたもので、キャパシタ下部電極及び不純物注
入層間のコンタクト抵抗を低くして特に書き込み不良を
防止することができる半導体装置及びその製造方法を得
ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and a semiconductor device and a method of manufacturing the same capable of lowering the contact resistance between a capacitor lower electrode and an impurity-implanted layer and particularly preventing writing failure. The purpose is to obtain.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体装
置は、主表面を有し、この主表面の所定部分に傾斜面を
有する第1導電型の半導体基板と、この半導体基板の主
表面に、チャンネル領域を挟むように所定の間隔を以て
形成された第2導電型の第1及び第2の不純物領域と、
上記チャンネル領域上にゲート酸化膜を介して形成され
たゲート電極と、上記半導体基板の傾斜面で上記第1の
不純物領域に電気的に接続され、上記半導体基板の主表
面では上記第1の不純物領域に電気的に接続されていな
いキャパシタ下部電極とを備えたものである。また、上
記傾斜面は上記半導体基板の主表面よりも高密度な結晶
面により構成された傾斜面である。A semiconductor device according to the present invention has a main surface, a first conductivity type semiconductor substrate having a slope at a predetermined portion of the main surface, and a semiconductor device having a main surface having a main surface. First and second impurity regions of the second conductivity type formed at predetermined intervals so as to sandwich the channel region;
A gate electrode formed on the channel region via a gate oxide film, and electrically connected to the first impurity region on an inclined surface of the semiconductor substrate, and a first impurity on a main surface of the semiconductor substrate. And a capacitor lower electrode that is not electrically connected to the region. Further, the inclined surface is an inclined surface constituted by a crystal plane having a higher density than the main surface of the semiconductor substrate .
【0016】また、この発明に係る半導体装置の製造方
法は、第1導電型の半導体基板の主表面の所定部分に上
記半導体基板の主表面よりも高密度な結晶面により構成
された傾斜面を形成する工程と、上記半導体基板の主表
面上にゲート酸化膜を介してゲート電極を形成する工程
と、上記ゲート電極をマスクとして、不純物を上記半導
体基板にイオン注入することにより、第2導電型の第1
及び第2の不純物領域を形成する工程と、上記第1の不
純物領域で、且つ、上記半導体基板の傾斜面に開口部を
有するように絶縁膜を形成する工程と、上記開口部内の
第1の不純物領域上にキャパシタ下部電極を形成する工
程とを含むものである。Further, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the semiconductor device of the first conductivity type may be provided on a predetermined portion of a main surface of a semiconductor substrate.
Forming an inclined surface constituted by a crystal plane having a higher density than the main surface of the semiconductor substrate ; forming a gate electrode on the main surface of the semiconductor substrate via a gate oxide film; Is used as a mask to ion-implant impurities into the semiconductor substrate.
Forming an insulating film so as to have an opening in the first impurity region and on an inclined surface of the semiconductor substrate; and forming a first impurity in the opening in the first impurity region. Forming a capacitor lower electrode on the impurity region.
【0017】[0017]
【作用】この発明に係る半導体装置においては、第1導
電型の半導体基板の主表面の所定部分に傾斜面を設け、
この半導体基板の傾斜面で第1の不純物領域に電気的に
キャパシタ下部電極を接続する。これにより第1の不純
物領域上に形成される自然酸化膜が薄くなる。In the semiconductor device according to the present invention, an inclined surface is provided at a predetermined portion of the main surface of the semiconductor substrate of the first conductivity type.
The capacitor lower electrode is electrically connected to the first impurity region on the inclined surface of the semiconductor substrate. Thus, the thickness of the natural oxide film formed on the first impurity region is reduced.
【0018】また、この発明に係る半導体装置の製造方
法においては、第1導電型の半導体基板の主表面の所定
部分に傾斜面を形成し、半導体基板の主表面上にゲート
酸化膜を介してゲート電極を形成し、ゲート電極をマス
クとして、不純物を半導体基板にイオン注入することに
より、第2導電型の第1及び第2の不純物領域を形成
し、第1の不純物領域で、且つ、半導体基板の傾斜面上
に開口部を有するように絶縁膜を形成し、開口部内の第
1の不純物領域上にキャパシタ下部電極を形成し、コン
タクトホール形成後の自然酸化膜の成長を抑制する。In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, an inclined surface is formed on a predetermined portion of a main surface of a semiconductor substrate of a first conductivity type, and a gate oxide film is formed on the main surface of the semiconductor substrate via a gate oxide film. A gate electrode is formed, and impurities are ion-implanted into the semiconductor substrate using the gate electrode as a mask to form first and second impurity regions of the second conductivity type. An insulating film is formed so as to have an opening on the inclined surface of the substrate, a capacitor lower electrode is formed on the first impurity region in the opening, and the growth of a natural oxide film after forming a contact hole is suppressed.
【0019】[0019]
【実施例】実施例1. 以下、この発明の一実施例をDRAMに適用した場合を
例にとり、図について説明する。図1はこの発明の一実
施例を示すスタックトタイプキャパシタを有するDRA
Mの断面構造図であり、図において、図14と対応する
部分には同一符号を付し、その詳細説明を省略する。図
において、20は第1導電型の半導体基板としての結晶
方位が(100)のP型単結晶シリコン基板、20aは
この単結晶シリコン基板20の主表面の所定の部分に形
成された方位面が(111)の傾斜面、21a,21b
はチャンネル領域3を挟むように形成された第1及び第
2の不純物領域としての1対のn+ 不純物注入層(ソー
ス/ドレイン領域)、22a,22bはn+ 不純物注入
層21a及び21b上にそれぞれ形成されたコンタクト
ホール、24はn+ 不純物注入層21aに接続され、層
間絶縁膜7上に延在するように形成された低抵抗多結晶
シリコンからなるキャパシタ下部電極、25はキャパシ
タ下部電極24上に形成された熱酸化膜などの熱酸化膜
などの単層膜、シリコン酸化膜/シリコン窒化膜/シリ
コン酸化膜の三重構造などの多層膜または単層膜で高誘
電膜のTa2O5 などからなるキャパシタ誘電体膜、26
はキャパシタ誘電体膜25上に形成された低抵抗多結晶
シリコンからなるキャパシタ上部電極である。[Embodiment 1] In the following, the drawings will be described by taking an example in which one embodiment of the present invention is applied to a DRAM. FIG. 1 shows a DRA having a stacked type capacitor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a cross-sectional structural view of M, in which parts corresponding to those in FIG. 14 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In the figure, reference numeral 20 denotes a P-type single crystal silicon substrate having a ( 100 ) crystal orientation as a first conductivity type semiconductor substrate, and 20a denotes an azimuth plane formed on a predetermined portion of a main surface of the single crystal silicon substrate 20. ( 111 ) inclined surface, 21a, 21b
Is a pair of n + impurity implantation layers (source / drain regions) as first and second impurity regions formed so as to sandwich the channel region 3, and 22 a and 22 b are on the n + impurity implantation layers 21 a and 21 b The contact holes 24 formed respectively are connected to the n + impurity implantation layer 21a, and the capacitor lower electrode made of low-resistance polycrystalline silicon formed so as to extend on the interlayer insulating film 7, and 25 is the capacitor lower electrode 24. A single-layer film such as a thermal oxide film such as a thermal oxide film formed thereon, a multilayer film such as a triple structure of a silicon oxide film / silicon nitride film / silicon oxide film, or a single-layer film having a high dielectric constant Ta 2 O 5 26, a capacitor dielectric film made of
Is a capacitor upper electrode made of low-resistance polycrystalline silicon formed on the capacitor dielectric film 25.
【0020】ここで、1対のn+ 不純物注入層21a及
び21bと、ゲート電極6とでスイッチング用のMOS
トランジスタを構成し、キャパシタ下部電極24と、キ
ャパシタ誘電体膜25と、キャパシタ上部電極26とで
データ信号に対応した電荷を蓄積するためのスタックト
タイプキャパシタを構成する。Here, a pair of n + impurity implanted layers 21a and 21b and the gate electrode 6 form a switching MOS.
A transistor is formed, and the capacitor lower electrode 24, the capacitor dielectric film 25, and the capacitor upper electrode 26 form a stacked type capacitor for storing charges corresponding to the data signal.
【0021】図2〜図13は、図1に示したDRAMの
製造工程を示す断面構造図である。次に図2〜図13を
参照してこのDRAMの製造方法について説明する。ま
ず、図2に示すように、結晶方位が(100)のP型単
結晶シリコン基板1の主表面上の全面に酸化膜(図示せ
ず)を形成し、リソグラフィ技術及びドライエッチング
技術を用いてパターンニングすることによって酸化膜2
7を形成する。次に、図3に示すように、酸化膜27を
マスクとして、水酸化カリウム水溶液などによる結晶面
に対する異方性のあるウェットエッチングによってシリ
コン基板1をエッチングし、これによって主表面の所定
部分に面方位が(111)の傾斜面20a有するP型単
結晶シリコン基板20を形成する。FIGS. 2 to 13 are cross-sectional views showing the steps of manufacturing the DRAM shown in FIG. Next, a method of manufacturing the DRAM will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 2, an oxide film (not shown) is formed on the entire main surface of a P-type single-crystal silicon substrate 1 having a crystal orientation of ( 100 ) , and is formed by using a lithography technique and a dry etching technique. Oxide film 2 by patterning
7 is formed. Next, as shown in FIG. 3, the mask oxide film 27, the silicon substrate 1 is etched by U E Tsu preparative etching having anisotropy with respect to the crystal surface due to aqueous potassium hydroxide solution, whereby a predetermined portion of the main surface A P-type single crystal silicon substrate 20 having an inclined surface 20a having a plane orientation of ( 111 ) is formed.
【0022】次に、図4に示すように、弗化水素水溶液
などによるウェットエッチングによって酸化膜27を除
去する。次に、図5に示すように、単結晶シリコン基板
20の主表面上の所定領域にLOCOS(Local
Oxidation of Silicon)法を用い
て素子分離のための分離酸化膜(厚いシリコン酸化膜)
2を形成する。この分離酸化膜2は図15の分離酸化膜
2より単結晶シリコン基板20の主表面から低い位置と
なっている。次に、図6に示すように、熱酸化法を用い
て全面にゲート酸化膜層(図示せず)を形成し、そのゲ
ート酸化膜層上にCVD法を用いて低抵抗多結晶シリコ
ン層(図示せず)を堆積させる。そしてリソグラフィ技
術及びドライエッチング技術を用いてパターンニングを
行うことによって、ゲート酸化膜5及びゲート電極6を
それぞれ形成する。Next, as shown in FIG. 4, to remove the oxide film 27 by U E Tsu preparative etching such as hydrogen fluoride solution. Next, as shown in FIG. 5, a LOCOS (Local) is formed in a predetermined region on the main surface of the single crystal silicon substrate 20.
Isolation oxide film (thick silicon oxide film) for element isolation using Oxidation of Silicon method
Form 2 This isolation oxide film 2 is lower than the isolation oxide film 2 in FIG. 15 from the main surface of the single crystal silicon substrate 20. Next, as shown in FIG. 6, a gate oxide film layer (not shown) is formed on the entire surface using a thermal oxidation method, and a low-resistance polycrystalline silicon layer (not shown) is formed on the gate oxide film layer using a CVD method. (Not shown). Then, a gate oxide film 5 and a gate electrode 6 are formed by performing patterning using a lithography technique and a dry etching technique.
【0023】次に、図7に示すように、ゲート電極6を
マスクとして、50keV、3×1013 /cm2 の条件
下で砒素(As)をイオン注入し、これによって1対の
n+不純物注入層(ソース領域/ドレイン領域)21a
及び21bを自己整合的に形成する。n+ 不純物注入層
21aは傾斜面20aの下部近傍に形成される。この
後、熱処理を施すことにより、n+ 不純物注入層21a
及び21bを電気的に活性化させる。次に、図8に示す
ように、全面にCVD法を用いて層間絶縁膜7を形成す
る。Next, as shown in FIG. 7, the gate electrode 6 as a mask, 50keV, 3 × 10 1 3 / cm arsenic (As) is ion-implanted under the conditions of 2, of which the pair n + Impurity injection layer (source region / drain region) 21a
And 21b are formed in a self-aligned manner. N + impurity implantation layer 21a is formed near the lower portion of inclined surface 20a. Thereafter, a heat treatment is performed so that the n + impurity implantation layer 21a is formed.
And 21b are electrically activated. Next, as shown in FIG. 8, an interlayer insulating film 7 is formed on the entire surface by using a CVD method.
【0024】次に、図9に示すように、層間絶縁膜7の
n+ 不純物注入層21aの表面の一部を形成する傾斜面
20aの上に位置する領域に、リソグラフィ技術及びド
ライエッチング技術を用いてコンタクトホール22aを
形成する。なお、このコンタクトホール22aは傾斜面
20aより大きくてもよいし、或いは小さくしてもよ
い。コンタクトホール22aの形成によって、n+ 不純
物注入層21aの表面の一部、つまり傾斜面20aが大
気に晒され、これによって傾斜面20a上に自然酸化膜
23が形成される。但し、この自然酸化膜23が形成さ
れる領域は、単結晶シリコン基板20の方位面が(11
1)の傾斜面20aであり、この(111)の面は方位
面が(100)の面に対してシリコン面密度が高く酸化
が起こりにくいので、自然酸化膜23の成長が(10
0)面の場合よりも抑制され、自然酸化膜23の膜厚は
薄くなる。この自然酸化膜23の厚さは、コンタクトホ
ール22aが形成されてからキャパシタ下部電極24が
形成されるまで放置される時間等の条件にもよるが、少
なくとも書き込み不良を生じない程度の約5オングスト
ローム以下である。Next, as shown in FIG. 9, a lithography technique and a dry etching technique are applied to a region of the interlayer insulating film 7 located on the inclined surface 20a forming a part of the surface of the n + impurity implantation layer 21a. The contact hole 22a is formed by using this. The contact hole 22a may be larger or smaller than the inclined surface 20a. Due to the formation of the contact hole 22a, a part of the surface of the n + impurity implantation layer 21a, that is, the inclined surface 20a is exposed to the atmosphere, whereby a natural oxide film 23 is formed on the inclined surface 20a. However, in the region where the natural oxide film 23 is formed, the azimuthal plane of the single crystal silicon substrate 20 is ( 11).
1 ) is the inclined surface 20a, and since the ( 111 ) plane has a higher silicon surface density than the ( 100 ) plane and does not easily oxidize, the growth of the natural oxide film 23 is ( 10).
0 ) plane, the thickness of the native oxide film 23 is reduced. The thickness of the natural oxide film 23 depends on the conditions such as the time left from the formation of the contact hole 22a to the formation of the capacitor lower electrode 24, but it is at least about 5 angstroms that does not cause writing failure. It is as follows.
【0025】次に、図10に示すように、CVD法を用
いて低抵抗多結晶シリコン層(図示せず)を形成した後
に、リフォグラフィ技術及びドライエッチング技術を用
いてパターンニングすることによって、コンタクトホー
ル22aの部分に層間絶縁膜7の上の所定領域に延在す
るようにキャパシタ下部電極24を形成する。Next, as shown in FIG. 10, after a low-resistance polycrystalline silicon layer (not shown) is formed by using the CVD method, patterning is performed by using a lithography technique and a dry etching technique. A capacitor lower electrode 24 is formed in the contact hole 22a so as to extend to a predetermined region on the interlayer insulating film 7.
【0026】次に、図11に示すように、キャパシタ下
部電極24上にキャパシタ誘電体膜25を形成する。C
VD法を用いて低抵抗多結晶シリコン膜層(図示せず)
を形成した後、リソグラフィ技術及びドライエッチング
技術を用いてパターンニングすることにより、キャパシ
タ誘電体側膜25上にキャパシタ上部電極26を形成す
る。このキャパシタ上部電極26は、図5において分離
酸化膜2が低い位置に形成されている分だけ平坦になっ
ていることがわかる。そしてCVD法を用いて全面に層
間絶縁膜13を形成する。Next, as shown in FIG. 11, a capacitor dielectric film 25 is formed on the capacitor lower electrode 24. C
Low resistance polycrystalline silicon film layer using VD method (not shown)
Is formed, patterning is performed using a lithography technique and a dry etching technique to form a capacitor upper electrode 26 on the capacitor dielectric side film 25. The capacitor upper electrode 26, it can be seen that become a separation oxide film 2 only the amount that is formed at a position lower Tan Taira 5. Then, an interlayer insulating film 13 is formed on the entire surface by using the CVD method.
【0027】次に、図12に示すように、リソグラフィ
技術及びドライエッチング技術を用いて、層間絶縁膜1
3及び7を貫通してn+ 不純物注入層21bの上方に位
置する領域に開口部14及びコンタクトホール22bを
形成する。これによって、n+ 不純物注入層21bの一
部が露出される。CVD法を用いて露出されたn+ 不純
物注入層21b層に電気的に接続され、層間絶縁膜13
上に延在するように低抵抗多結晶シリコン膜15aを形
成する。多結晶シリコン膜15a上にスパッタリング法
を用いてWSi2などのシリサイド膜15bを形成する。
次いで、リソグラフィ技術及びドライエッチング技術を
用い、多結晶シリコン膜15a及びシリサイド膜15b
をパターンニングしてデータ線15を形成する。そして
データ線15上の全面にCVD法を用いて層間絶縁膜1
6を形成する。そして最後に、図13に示すように、ア
ルミ配線17を所定の間隔を以て形成する。Next, as shown in FIG. 12, an interlayer insulating film 1 is formed by using a lithography technique and a dry etching technique.
3 and 7 in the region located above the through to n + impurity-implanted layer 21b of the openings 14 and the contact hole 22 b <br/> form. Thereby, a part of n + impurity implantation layer 21b is exposed. The interlayer insulating film 13 is electrically connected to the n + impurity implantation layer 21b exposed using the CVD method.
A low-resistance polycrystalline silicon film 15a is formed to extend upward. A silicide film 15b such as WS i2 is formed on the polycrystalline silicon film 15a by using a sputtering method.
Next, the polycrystalline silicon film 15a and the silicide film 15b are formed by using a lithography technique and a dry etching technique.
Is patterned to form the data line 15. Then, the interlayer insulating film 1 is formed on the entire surface of the data line 15 by using the CVD method.
6 is formed. Finally, as shown in FIG. 13, aluminum wirings 17 are formed at predetermined intervals.
【0028】このように本実施例においては、コンタク
トホール22aを形成したときに、n+ 不純物注入層2
1aの表面の一部が大気に晒されることによって形成さ
れる自然酸化膜23の膜厚は、単結晶シリコン基板20
の方位面が(111)の傾斜面20a上であることか
ら、薄くなり、キャパシタ下部電極24及びn+ 不純物
注入層21a間のコンタクト抵抗を低減することができ
る。As described above, in this embodiment, when the contact hole 22a is formed, the n +
The thickness of the natural oxide film 23 formed by exposing a part of the surface of the substrate 1a to the atmosphere is
Since the azimuth plane is on the ( 111 ) inclined plane 20a, it becomes thin, and the contact resistance between the capacitor lower electrode 24 and the n + impurity implantation layer 21a can be reduced.
【0029】実施例2. 尚、上記実施例では結晶方位が(100)のP型単結晶
シリコン基板の場合のものを示したが、結晶方位が(1
00)のn型単結晶シリコン基板であっても良く、上記
実施例と同様の効果を得ることができる。Embodiment 2 FIG. In the above embodiment has been described what if the crystal orientation of the P-type monocrystalline silicon substrate of (100) crystal orientation is (1
00 ) may be used, and the same effects as in the above embodiment can be obtained.
【0030】[0030]
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、主表
面を有し、この主表面の所定部分に上記半導体基板の主
表面よりも高密度な傾斜面を有する第1導電型の半導体
基板と、この半導体基板の主表面に、チャンネル領域を
挟むように所定の間隔を以て形成された第2導電型の第
1及び第2の不純物領域と、上記チャンネル領域上にゲ
ート酸化膜を介して形成されたゲート電極と、上記半導
体基板の傾斜面で上記第1の不純物領域に電気的に接続
され、上記半導体基板の主表面では上記第1の不純物領
域に電気的に接続されていないキャパシタ下部電極とを
備え、また、上記傾斜面は上記半導体基板の主表面より
も高密度な結晶面により構成された傾斜面であるので、
キャパシタ下部電極及び不純物注入層間のコンタクト抵
抗を低減して特に書き込み不良を防止することができる
という効果がある。As described above, according to the present invention, the semiconductor device has a main surface, and the main surface of the semiconductor substrate is provided on a predetermined portion of the main surface.
A semiconductor substrate of a first conductivity type having an inclined surface having a higher density than the surface; and first and second semiconductor substrates of a second conductivity type formed at predetermined intervals on a main surface of the semiconductor substrate so as to sandwich a channel region. An impurity region, a gate electrode formed on the channel region via a gate oxide film, and electrically connected to the first impurity region on an inclined surface of the semiconductor substrate. A capacitor lower electrode that is not electrically connected to the first impurity region; and the inclined surface is closer than a main surface of the semiconductor substrate.
Is also an inclined plane composed of high-density crystal planes,
There is an effect that the contact resistance between the capacitor lower electrode and the impurity-implanted layer can be reduced, and in particular, writing defects can be prevented.
【0031】[0031]
【0032】また、この発明によれば、第1導電型の半
導体基板の主表面の所定部分に上記半導体基板の主表面
よりも高密度な傾斜面を形成する工程と、上記半導体基
板の主表面上にゲート酸化膜を介してゲート電極を形成
する工程と、上記ゲート電極をマスクとして、不純物を
上記半導体基板にイオン注入することにより、第2導電
型の第1及び第2の不純物領域を形成する工程と、上記
第1の不純物領域で、且つ、上記半導体基板の傾斜面に
開口部を有するように絶縁膜を形成する工程と、上記開
口部内の第1の不純物領域上にキャパシタ下部電極を形
成する工程とを含むので、コンタクトホール形成後の自
然酸化膜の成長を抑制し、これによってキャパシタ下部
電極及び不純物注入層間のコンタクト抵抗を低減して特
に書き込み不良を防止することができるという効果があ
る。Further, according to the present invention, the main surface of the semiconductor substrate to a predetermined portion of the main surface of a first conductivity type semiconductor substrate
Forming a higher-density inclined surface, forming a gate electrode on the main surface of the semiconductor substrate via a gate oxide film, and ion-implanting impurities into the semiconductor substrate using the gate electrode as a mask. Thereby forming the first and second impurity regions of the second conductivity type, and forming an insulating film so as to have an opening in the first impurity region and on the inclined surface of the semiconductor substrate. And forming a capacitor lower electrode on the first impurity region in the opening, thereby suppressing the growth of the native oxide film after the formation of the contact hole. This has the effect that the contact resistance can be reduced, and in particular, writing defects can be prevented.
【図1】この発明による半導体装置の一実施例を示す断
面構造図である。FIG. 1 is a sectional structural view showing one embodiment of a semiconductor device according to the present invention.
【図2】この発明による半導体装置の製造方法の一実施
例の製造工程を説明するための断面構造図である。FIG. 2 is a cross-sectional structure diagram for explaining a manufacturing process of one embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
【図3】この発明による半導体装置の製造方法の一実施
例の製造工程を説明するための断面構造図である。FIG. 3 is a cross-sectional structure diagram for explaining a manufacturing process of one embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
【図4】この発明による半導体装置の製造方法の一実施
例の製造工程を説明するための断面構造図である。FIG. 4 is a cross-sectional structure diagram for explaining a manufacturing process of one embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
【図5】この発明による半導体装置の製造方法の一実施
例の製造工程を説明するための断面構造図である。FIG. 5 is a cross-sectional structure diagram for explaining a manufacturing process of one embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
【図6】この発明による半導体装置の製造方法の一実施
例の製造工程を説明するための断面構造図である。FIG. 6 is a sectional structural view for explaining a manufacturing process of one embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
【図7】この発明による半導体装置の製造方法の一実施
例の製造工程を説明するための断面構造図である。FIG. 7 is a sectional structural view for explaining a manufacturing process of one embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
【図8】この発明による半導体装置の製造方法の一実施
例の製造工程を説明するための断面構造図である。FIG. 8 is a cross-sectional structure diagram for explaining a manufacturing process of one embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
【図9】この発明による半導体装置の製造方法の一実施
例の製造工程を説明するための断面構造図である。FIG. 9 is a cross-sectional structure diagram for explaining a manufacturing process of one embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
【図10】この発明による半導体装置の製造方法の一実
施例の製造工程を説明するための断面構造図である。10 is a sectional view for explaining a manufacturing process of an embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
【図11】この発明による半導体装置の製造方法の一実
施例の製造工程を説明するための断面構造図である。FIG. 11 is a sectional structural view for explaining a manufacturing process of one embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
【図12】この発明による半導体装置の製造方法の一実
施例の製造工程を説明するための断面構造図である。FIG. 12 is a sectional structural view for explaining a manufacturing process of one embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
【図13】この発明による半導体装置の製造方法の一実
施例の製造工程を説明するための断面構造図である。FIG. 13 is a sectional structural view for explaining a manufacturing process of one embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
【図14】従来の半導体装置の一実施例を示す断面構造
図である。FIG. 14 is a sectional structural view showing one embodiment of a conventional semiconductor device.
【図15】従来の半導体装置の製造方法の一実施例の製
造工程を説明するための断面構造図である。FIG. 15 is a cross-sectional structure diagram for explaining a manufacturing process of one embodiment of a conventional method for manufacturing a semiconductor device.
【図16】従来の半導体装置の製造方法の一実施例の製
造工程を説明するための断面構造図である。FIG. 16 is a cross-sectional structure diagram for explaining a manufacturing process of an embodiment of a conventional method for manufacturing a semiconductor device.
【図17】従来の半導体装置の製造方法の一実施例の製
造工程を説明するための断面構造図である。FIG. 17 is a cross-sectional structure diagram for explaining a manufacturing process of one embodiment of a conventional method for manufacturing a semiconductor device.
【図18】従来の半導体装置の製造方法の一実施例の製
造工程を説明するための断面構造図である。FIG. 18 is a cross-sectional structure diagram for explaining a manufacturing process of one embodiment of a conventional method for manufacturing a semiconductor device.
【図19】従来の半導体装置の製造方法の一実施例の製
造工程を説明するための断面構造図である。FIG. 19 is a cross-sectional structure diagram for explaining a manufacturing process in one embodiment of a conventional method for manufacturing a semiconductor device.
【図20】従来の半導体装置の製造方法の一実施例の製
造工程を説明するための断面構造図である。FIG. 20 is a cross-sectional structure diagram for explaining a manufacturing process of one embodiment of a conventional method for manufacturing a semiconductor device.
【図21】従来の半導体装置の製造方法の一実施例の製
造工程を説明するための断面構造図である。FIG. 21 is a sectional structural view for explaining a manufacturing process of an embodiment of a conventional semiconductor device manufacturing method.
【図22】従来の半導体装置の製造方法の一実施例の製
造工程を説明するための断面構造図である。FIG. 22 is a cross-sectional structure diagram for explaining a manufacturing process in one embodiment of a conventional method for manufacturing a semiconductor device.
【図23】従来の半導体装置の製造方法の一実施例の製
造工程を説明するための断面構造図である。FIG. 23 is a cross-sectional structure diagram for explaining a manufacturing process in one embodiment of a conventional method for manufacturing a semiconductor device.
3 チャンネル領域 5 ゲート酸化膜 6 ゲート電極 7、13 層間絶縁膜 20 P型単結晶シリコン基板 20a 傾斜面 21a、21b n+ 不純物注入層 22a コンタクトホール 23 自然酸化膜 24 キャパシタ下部電極Reference Signs List 3 channel region 5 gate oxide film 6 gate electrode 7, 13 interlayer insulating film 20 p-type single crystal silicon substrate 20a inclined surface 21a, 21b n + impurity implantation layer 22a contact hole 23 natural oxide film 24 capacitor lower electrode
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 27/108 H01L 21/822 H01L 21/8242 H01L 27/04 Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H01L 27/108 H01L 21/822 H01L 21/8242 H01L 27/04
Claims (3)
に傾斜面を有する第1導電型の半導体基板と、 この半導体基板の主表面に、チャンネル領域を挟むよう
に所定の間隔を以て形成された第2導電型の第1及び第
2の不純物領域と、 上記チャンネル領域上にゲート酸化膜を介して形成され
たゲート電極と、 上記半導体基板の傾斜面で上記第1の不純物領域に電気
的に接続され、上記半導体基板の主表面では上記第1の
不純物領域に電気的に接続されていないキャパシタ下部
電極とを備えたことを特徴とする半導体装置。1. A semiconductor substrate of a first conductivity type having a main surface and an inclined surface at a predetermined portion of the main surface, and formed on the main surface of the semiconductor substrate at a predetermined interval so as to sandwich a channel region. The first and second impurity regions of the second conductivity type, a gate electrode formed on the channel region via a gate oxide film, and electrically connecting the first impurity region to the inclined surface of the semiconductor substrate. And a capacitor lower electrode electrically connected to the first impurity region on a main surface of the semiconductor substrate.
部分に上記半導体基板の主表面よりも高密度な結晶面に
より構成された傾斜面を形成する工程と、 上記半導体基板の主表面上にゲート酸化膜を介してゲー
ト電極を形成する工程と、 上記ゲート電極をマスクとして、不純物を上記半導体基
板にイオン注入することにより、第2導電型の第1及び
第2の不純物領域を形成する工程と、 上記第1の不純物領域で、且つ、上記半導体基板の傾斜
面に開口部を有するように絶縁膜を形成する工程と、 上記開口部内の第1の不純物領域上にキャパシタ下部電
極を形成する工程とを含むことを特徴とする半導体装置
の製造方法。2. A step of forming an inclined surface constituted by a crystal plane having a higher density than the main surface of the semiconductor substrate on a predetermined portion of the main surface of the semiconductor substrate of the first conductivity type; Forming a gate electrode thereon with a gate oxide film interposed therebetween, and ion-implanting impurities into the semiconductor substrate using the gate electrode as a mask, thereby forming first and second impurity regions of a second conductivity type. Forming an insulating film in the first impurity region so as to have an opening in the inclined surface of the semiconductor substrate; and forming a capacitor lower electrode on the first impurity region in the opening. Forming a semiconductor device.
りも高密度な結晶面により構成された傾斜面であること
を特徴とする請求項1記載の半導体装置。3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the inclined surface is closer to a main surface of the semiconductor substrate.
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is an inclined surface formed of a high-density crystal plane.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP4270480A JP2908646B2 (en) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP4270480A JP2908646B2 (en) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH06120443A JPH06120443A (en) | 1994-04-28 |
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