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JPH0353784B2 - - Google Patents
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JPH0353784B2 - - Google Patents

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JPH0353784B2
JPH0353784B2 JP61104651A JP10465186A JPH0353784B2 JP H0353784 B2 JPH0353784 B2 JP H0353784B2 JP 61104651 A JP61104651 A JP 61104651A JP 10465186 A JP10465186 A JP 10465186A JP H0353784 B2 JPH0353784 B2 JP H0353784B2
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/30DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/37DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells the capacitor being at least partially in a trench in the substrate

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体記憶装置およびその製造方法に
関し、詳しくは、極めて高集積な半導体記憶装置
に好適な半導体記憶装置およびその製造方法に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor memory device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a semiconductor memory device suitable for extremely highly integrated semiconductor memory devices and a method of manufacturing the same.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の半導体記憶装置は、例えば、特公48−
13252号公報に示すような、1つのスイツチング
トランジスタと、1つの容量を有するセルからな
る、半導体記憶装置があつた。
Conventional semiconductor memory devices are, for example,
There was a semiconductor memory device as shown in Japanese Patent No. 13252, which consisted of one switching transistor and one capacitance cell.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上述のセル構成は、従来の3トランジスタセル
等に比較すると素子数が少なく、高集積化でき
た。しかし、更に高集積化が進むと、記憶情報に
対する外乱に耐える為、ある一定値以下の容量に
することはできなくなり、これが、高集積化を防
げることになる。
The above-described cell configuration has fewer elements than a conventional three-transistor cell, etc., and can be highly integrated. However, as the level of integration increases, it becomes impossible to reduce the capacity below a certain value in order to withstand disturbances to stored information, which prevents the level of integration.

近年における半導体装置の集積密度の著しい向
上にともない、半導体記憶装置の所要面積減少が
強く要望されている。
With the remarkable increase in the integration density of semiconductor devices in recent years, there is a strong demand for a reduction in the area required for semiconductor memory devices.

本発明の目的は、上記従来の問題を解決し、所
望面積が極めて小さい容量を提供し、当該容量を
用いた、高集積化可能な半導体記憶装置およびそ
の製造方法を提供することである。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, provide a capacitor with an extremely small desired area, and provide a semiconductor memory device using the capacitor that can be highly integrated, and a method for manufacturing the same.

〔問題点を解決する為の手段〕[Means for solving problems]

上記目的を達成するため、本願の第1の発明で
は、情報蓄積用の容量は、第1の電極と第2の電
極と、該第1と第2の電極の間に設けられた容量
絶縁膜とを有し、かつ、上記第1と第2の電極
が、上記容量絶縁膜をはさんで対向することによ
り容量を形成する部分の少なくとも一部は、上記
半導体基板に対して実質的に垂直に設けられてな
る半導体記憶装置とした。
In order to achieve the above object, in the first invention of the present application, the information storage capacitor includes a first electrode, a second electrode, and a capacitive insulating film provided between the first and second electrodes. and at least a part of the portion where the first and second electrodes form a capacitor by facing each other with the capacitor insulating film in between is substantially perpendicular to the semiconductor substrate. A semiconductor memory device is provided.

また、本願の第2の発明では、接続用のトラン
ジスタのゲート電極を設ける工程と、情報蓄積用
の容量を形成するための細孔を設ける工程と、情
報蓄積用の容量を形成するための第1の電極を設
ける工程と、上記ゲート電極と自己整合的にソー
ス又はドレイン領域を設ける工程とを有し、上記
細孔は上記ゲート電極と自己整合的に設けられる
半導体記憶装置の製造方法とした。
Further, in the second invention of the present application, a step of providing a gate electrode of a transistor for connection, a step of providing a pore for forming a capacitor for information storage, and a step of providing a pore for forming a capacitor for information storage are provided. and a step of providing a source or drain region in self-alignment with the gate electrode, and the pore is provided in self-alignment with the gate electrode. .

〔作用〕[Effect]

容量を形成する部分の少なくとも一部は、上記
半導体基板に対して実質的に垂直に設けられるた
め、小さな占有面積で大きな容量を得ることがで
きる。また、上記細孔の容量と、絶縁ゲート電界
効果トランジスタを自己整合的に製造することに
より、合わせ余裕等の面積が不要となり、高集積
化が可能となる。
At least a portion of the portion forming the capacitor is provided substantially perpendicular to the semiconductor substrate, so a large capacitance can be obtained with a small occupied area. Further, by manufacturing the insulated gate field effect transistor in a self-aligned manner with the capacitance of the pores, there is no need for areas such as alignment margins, and high integration becomes possible.

〔実施例〕〔Example〕

第1aおよびbに本発明の概念図を示した。a
にドレイン容量の場合、bに反転容量の場合を示
した。本発明の骨子は、半導体基板4中に細孔1
6を掘り、この細孔の内壁の表面を容量として用
いることにあり、基板表面開口部の面積に対し著
しく細孔内壁面を拡大することができることを特
徴とする。こうすれば平面面積を増加することな
く記憶容量を拡大することができ従来法の欠点で
あつた多段接続の不利を飛躍的に減少させること
ができる。
A conceptual diagram of the present invention is shown in sections 1a and 1b. a
The case of the drain capacitance is shown in 1, and the case of the inversion capacitance is shown in b. The gist of the present invention is that a pore 1 is formed in a semiconductor substrate 4.
6 and use the surface of the inner wall of the pore as a capacitor, and is characterized in that the inner wall surface of the pore can be significantly enlarged relative to the area of the opening on the substrate surface. In this way, the storage capacity can be expanded without increasing the planar area, and the disadvantage of multi-stage connection, which was a drawback of the conventional method, can be dramatically reduced.

従来例によると100μmの容量で役1pFとなるが
第1図の細孔は開口部2μm×100μmで50μmの深
さを容易に形成できるから容量の面積は同じで基
板表面の面積は1/50に縮小できる。この例では少
なくとも50倍の集積度が従来と同じ基板表面で実
現される。また同じ規模であれば1/50に面積を縮
小でき、本発明の実施効果は測り知れないものが
ある。
According to the conventional example, a capacitance of 100 μm results in a power of 1 pF, but the pore shown in Figure 1 can easily form a depth of 50 μm with an opening of 2 μm x 100 μm, so the area of the capacitor is the same and the area of the substrate surface is 1/50th. It can be reduced to In this example, at least 50 times the integration density is achieved on the same substrate surface as before. Moreover, if the scale is the same, the area can be reduced to 1/50, and the effect of implementing the present invention is immeasurable.

次に細孔の形成法を述べる。従来からKOHの
水溶液を用いたエツチング法が知られており、こ
れはシリコンの{111}面のエツチング速度が特
に遅く、適当な条件を選べば{111}面以外の面
の1/400の速度にするすることも可能である。す
なわち方位依存エツチング(orientaion
dependent etching)を用いても最もエツチング
速度の遅い{111}面を精度よく形成することが
できる。この説明を第2図に示す。本発明の主旨
上細孔の縦方向に深く形成するので基板表面は
{111}面あるいはその近傍(以下{110}面と記
す場合、特に断わらない限りその近傍も含むこと
にする。その近傍とは{110}面から20°以内とす
る。{110}面の場合20°以内に他の低指数面はな
い)である必要がある。
Next, the method for forming pores will be described. An etching method using an aqueous solution of KOH has been known for a long time, and the etching speed of the {111} plane of silicon is particularly slow, and if appropriate conditions are chosen, the etching speed can be 1/400 of that of planes other than the {111} plane. It is also possible to do so. In other words, orientation-dependent etching (orientaion
Even if the etching method (dependent etching) is used, the {111} plane, which has the slowest etching rate, can be formed with high precision. This explanation is shown in FIG. Since the pores are formed deeply in the vertical direction according to the purpose of the present invention, the substrate surface is the {111} plane or its vicinity (hereinafter, when the {110} plane is referred to as the {110} plane, unless otherwise specified, the vicinity thereof is also included. must be within 20° from the {110} plane (in the case of the {110} plane, there must be no other low index plane within 20°).

第2図に示すごとく{110}面上に形成したエ
ツチングマスク孔側線17を形成する。エツチン
グのマスクとしてはシリコンのエツチング速度よ
り十分遅い物質ならなんでもよいが、通常よく
SiO2が用いられる。このSiO2膜の幅LB0のエツチ
ングマスク孔を形成し、しかる後にKOHの水溶
液でエツチングする。{110}面のエツチング速度
とKOH濃度の測定値を第3図に示す。エツチン
グ速度のKOH濃度依存性は小さいが、エツチン
グ面の平滑さを考慮すると20%以上の濃度が適当
である。たとえば液温80℃KOH濃度40%の液を
用いればエツチング速度は1.25μm/minとなる。
As shown in FIG. 2, etching mask hole side lines 17 are formed on the {110} plane. As an etching mask, any material can be used as long as it has a sufficiently slower etching rate than silicon, but usually
SiO2 is used. An etching mask hole with a width LB 0 is formed in this SiO 2 film, and then etched with an aqueous KOH solution. Figure 3 shows the measured values of the etching rate and KOH concentration of the {110} plane. Although the dependence of the etching rate on the KOH concentration is small, a concentration of 20% or more is appropriate in consideration of the smoothness of the etched surface. For example, if a solution with a temperature of 80°C and a KOH concentration of 40% is used, the etching rate will be 1.25 μm/min.

この液を用いてたとえば60分エツチングする
と、エツチング孔の深さDは75μmとなる。第2
図に示すごとくそのエツチング孔内壁面18は
{110}面で構成され、エツチングマスク孔側線1
7が{111}面と{111}面の交線である〔112〕
方向からθ傾いたとすると、θが大きくなればな
る程内壁面の微小な{111}面が多くなる。図で
はステツプの多い凹凸のある面を描いたが、これ
は原子的に拡大して示したものであり、実際の内
壁面は鏡面であり、図の模式的な凹凸面は見るこ
とができない。
When etching is performed for 60 minutes using this solution, the depth D of the etching hole becomes 75 μm. Second
As shown in the figure, the etching hole inner wall surface 18 is composed of {110} plane, and the etching mask hole side line 1
7 is the intersection line of {111} plane and {111} plane [112]
Assuming that it is tilted by θ from the direction, the larger θ becomes, the more minute {111} planes will be present on the inner wall surface. The figure depicts an uneven surface with many steps, but this is an atomically enlarged view; the actual inner wall surface is a mirror surface, and the schematic uneven surface shown in the figure cannot be seen.

またエツチングマスク孔の幅L0に比して一般
に最終的なエツチング孔の幅LFは拡大し、その
拡大量は強くθに依存する。今拡大量をmとし、
次式で定義する。
Furthermore, the final width L F of the etching hole is generally expanded compared to the width L 0 of the etching mask hole, and the amount of expansion strongly depends on θ. Now let the amount of expansion be m,
It is defined by the following formula.

m=LF−L0/2 ……(1) このmはエツチングマスク側線からエツチング
孔内壁面までの距離である。このmをエツチング
孔深さDで規格化した値θとの関係を第4図に示
す。θとm/Dはほぼ直線的な関係を示し、 θ=0ではmが非常に小さくなると予想され
る。言いかえればエツチングマスク孔側線が正確
に〔112〕方向であればほとんどエツチングマス
ク孔幅と同じ幅のエツチング孔が形成できること
を示している。現実にはθ=0という条件を用い
ることはできない。たとえばθ=1°の場合、上記
のごとく75μmの深さのエツチング孔を形成する
とm=2.6μmとなる。すなわちエツチングマスク
孔の幅L0が1μmであつても、両端に2.6μmずつ拡
大し、最終的には6.6μmのエツチング孔幅とな
る。
m=L F −L 0 /2 (1) This m is the distance from the side line of the etching mask to the inner wall surface of the etching hole. The relationship between this m and the value θ normalized by the etching hole depth D is shown in FIG. θ and m/D show a nearly linear relationship, and m is expected to be extremely small when θ=0. In other words, it is shown that if the side line of the etching mask hole is exactly in the [112] direction, an etching hole with almost the same width as the etching mask hole width can be formed. In reality, the condition θ=0 cannot be used. For example, when θ=1°, if an etching hole with a depth of 75 μm is formed as described above, m=2.6 μm. That is, even if the width L 0 of the etching mask hole is 1 μm, it expands by 2.6 μm at both ends, and the final etching hole width becomes 6.6 μm.

以上本発明を実施する際の細孔形成エツチング
法の説明を行つたが、本発明はエツチング方法を
限定するものではなく、エツチング法の種類を問
わない。
Although the pore-forming etching method used to carry out the present invention has been described above, the present invention does not limit the etching method, and does not limit the type of etching method.

以上詳細な実施例を用いて本発明を説明する。
また本発明の説明では上述した細孔形成エツチン
グをODE(Orientation Dependent Etching)と
略称して用い、特に詳細なエツチング条件をその
都度断わらないとする。また本発明の構成はドレ
イン容量(第1図a)あるいは反転容量(第1図
b)を用いることができるので、まずドレイン容
量の実施例を先に説明する。
The present invention will be described using detailed examples above.
Furthermore, in the description of the present invention, the above-described pore-forming etching will be abbreviated as ODE (Orientation Dependent Etching), and the detailed etching conditions will not be specified each time. Furthermore, since the structure of the present invention can use a drain capacitor (FIG. 1a) or an inversion capacitor (FIG. 1b), an example of the drain capacitor will be described first.

第5図に本発明の実施例を示した。まずaに示
すように基板4上にエツチングのマスクとなる絶
縁膜(SiO2がよく用いられる)にエツチング孔
19をフオトエツチング法によつて形成する。し
かる後にODEによつて細孔16を形成し、bに
示すように、ソースとなる領域と細孔部の絶縁膜
を除き公知の熱拡散やイオン打込み法によつて第
1導電型の基板と逆の第2導電型の領域5を形成
する。cに示すようにしかる後に熱酸化法などに
よつて絶縁膜6を被着し、フオトエツチング法等
によつて電極接続孔20を形成し、しかる後にd
に示すようにゲート電極8、ソース電極7を形成
する。こうすることよつて第1図aに示した本発
明の構造が実現できる。
FIG. 5 shows an embodiment of the present invention. First, as shown in a, an etching hole 19 is formed in an insulating film (SiO 2 is often used) to serve as an etching mask on the substrate 4 by photo-etching. Thereafter, pores 16 are formed by ODE, and as shown in b, the source region and the insulating film in the pores are removed, and a substrate of the first conductivity type is formed by known thermal diffusion or ion implantation methods. A region 5 of the opposite second conductivity type is formed. As shown in c, an insulating film 6 is then deposited by thermal oxidation or the like, electrode connection holes 20 are formed by photoetching or the like, and then d
A gate electrode 8 and a source electrode 7 are formed as shown in FIG. By doing this, the structure of the present invention shown in FIG. 1a can be realized.

本発明の他の実施例を第6図に示す。aまでは
第5図に示した方法と同様である。しかる後bに
示すように所定の絶縁膜6上に自己整合電極21
を形成しこれをマスクとしてcに示すように公知
のイオン打込みや熱拡散法によつて第2導電型の
領域5を形成する。自己整合電極21はイオン打
込みあるいは熱拡散耐えるものであればよく、熱
拡散法では多結晶シリコンやMO、Wなどの高融
点金属などがよく用いられる。さらにその上に
CVD(Chemical Vapor Deposition)法による
SiO2膜やこれにりんやほう素を添加したPSG
(Phospho−silicate Glass)やBSG(Boro−
silicate Glass)で代表される第2層絶縁膜22
を被着し、ソース領域と、自己整合電極21に接
続するソース電極7とゲート電極8を接続する。
本実施例はソース領域およびドレイン領域とゲー
トが自己整合で形成されるので素子の微小化が達
成される。
Another embodiment of the invention is shown in FIG. The process up to step a is the same as the method shown in FIG. After that, as shown in b, a self-aligned electrode 21 is formed on a predetermined insulating film 6.
Using this as a mask, a second conductivity type region 5 is formed by known ion implantation or thermal diffusion method as shown in c. The self-aligned electrode 21 may be made of any material that can withstand ion implantation or thermal diffusion, and in the thermal diffusion method, polycrystalline silicon, high melting point metals such as M 2 O 2 and W, etc. are often used. further on top of that
By CVD (Chemical Vapor Deposition) method
SiO 2 film and PSG with phosphorus and boron added to it
(Phospho-silicate Glass) and BSG (Boro-Silicate Glass)
2nd layer insulating film 22 typified by silicate glass)
is deposited to connect the source region, the source electrode 7 connected to the self-aligned electrode 21, and the gate electrode 8.
In this embodiment, the source region, the drain region, and the gate are formed in self-alignment, so that miniaturization of the device can be achieved.

第7図は本発明の他の実施例を示した。aに示
すように絶縁膜6を形成し、所定の部分に自己整
合型電極21を形成する。この電極をODEエツ
チングのマスクとするのであるから、KOH水溶
液で難溶である必要があるが、前記の多結晶シリ
コン、MO、W等は溶け易い。それ故さらに絶縁
膜6を電極21上にも被着する必要がある。次に
bに示すようにODEによつて細孔16を形成し、
次に電極21をマスクしてソース部の絶縁膜6を
除去する。しかる後にcに示すように公知のイオ
ン打込みや熱拡散法によつて第2導電型の領域5
を形成し、第2層絶縁膜22を被着する。さらに
dに示すように電極接続孔20をフオトエツチン
グ法によつて形成し、ソース電極と7とゲート電
極8を形成する。本実施例は細孔とドレインとソ
ースとゲートの4者が自己整合されているので第
5図、第6図に示した実施よりさらに微小化でき
うる。このとき自己型電極21は平面図eに示す
ように細孔16のまわりを取り囲むようにして形
成されている。
FIG. 7 shows another embodiment of the invention. As shown in a, an insulating film 6 is formed, and self-aligned electrodes 21 are formed in predetermined portions. Since this electrode is used as a mask for ODE etching, it needs to be hardly soluble in KOH aqueous solution, but the above-mentioned polycrystalline silicon, M 2 O 2 , W, etc. are easily soluble. Therefore, it is also necessary to deposit the insulating film 6 on the electrode 21 as well. Next, as shown in b, pores 16 are formed by ODE,
Next, the electrode 21 is masked and the insulating film 6 in the source portion is removed. Thereafter, as shown in c, a region 5 of the second conductivity type is formed by known ion implantation or thermal diffusion method.
is formed, and a second layer insulating film 22 is deposited. Further, as shown in d, an electrode connection hole 20 is formed by photoetching, and a source electrode 7 and a gate electrode 8 are formed. In this embodiment, since the pore, drain, source, and gate are self-aligned, the device can be made even smaller than the embodiments shown in FIGS. 5 and 6. At this time, the self-type electrode 21 is formed so as to surround the pore 16, as shown in the plan view e.

以上3つの本発明の実施例を説明したが第5図
第6図の場合ドレインとゲートは一方向に並んで
いる例を用いた。これは第8図に示すように細孔
16を取り囲むようにゲート電極およびソースと
なる第2導電型領域5を形成することができる。
The three embodiments of the present invention have been described above, and in the cases of FIGS. 5 and 6, the drain and gate are arranged in one direction. As shown in FIG. 8, a second conductivity type region 5 that becomes a gate electrode and a source can be formed to surround the pore 16.

また以上3つの本発明の実施例はすべて1つの
素子を用いて説明したが、これをマトリスクス状
に配列するとソース領域の接続であるデータ線
と、ゲートの接続であるワード線13は互いに交
叉する。このときに以上3つの実施例ではゲート
電極8とソース電極7と同じ面内で分離すること
ができない。これを解決するにはソースの第2の
導電型領域5からソース電極7を接続することな
く基板4の表面上をあわせればよい。しかしこう
するとゲートとなる自己整合型電極21の直下に
は領域5が形成できないわけであるから第6図、
第7図の場合には領域5を形成する以上にあらか
じめソース接続用の領域5を形成しておく必要が
ある。
Further, all of the above three embodiments of the present invention have been explained using one element, but when this element is arranged in a matrix, the data line 13, which is the connection of the source region, and the word line 13, which is the connection of the gate, cross each other. . At this time, in the above three embodiments, the gate electrode 8 and the source electrode 7 cannot be separated within the same plane. To solve this problem, it is sufficient to align the surface of the substrate 4 without connecting the source electrode 7 from the second conductivity type region 5 of the source. However, in this case, the region 5 cannot be formed directly under the self-aligned electrode 21 which becomes the gate, so as shown in FIG.
In the case of FIG. 7, it is necessary to form the region 5 for source connection in advance in addition to forming the region 5.

これには第9図aに示すごとく絶縁膜のマスク
6の一部を除去して公知のイオン打込みや熱拡散
法によつて第2導電型の領域5を形成するか、b
に示すように基板全面に領域5を形成した後ソー
ス領域となる領域5を残して他を除去する方法を
用いることができる。
For this, as shown in FIG. 9a, a part of the insulating film mask 6 is removed and a region 5 of the second conductivity type is formed by known ion implantation or thermal diffusion method, or b
As shown in FIG. 2, a method can be used in which a region 5 is formed over the entire surface of the substrate and then the region 5, which will become a source region, is left and the rest are removed.

第10図に本発明のマトリツクス状に配列した
実施例を示す。aはソースとゲートが一方向に並
んだも、bはゲートを囲むように形成したソース
の場合である。上述した方法を用いてソースとな
る第2導電型の領域5をデータ線とし、ゲートと
なる自己整合型電極21をワード線とする。この
とき平行に並んだソース間は電気的に分離する必
要があり各間に分離帯23を形成する。この分離
帯は、この上の絶縁膜を5000〓以上に厚くする
か、あるいはこの部分に基板と同じ導電型となる
不純物を添加するか、あるいは第3の電極を絶縁
膜6を介して電極21の下に形成し、基板上にチ
ヤンネルが形成されて導通状態になるのを防ぐよ
うに電圧を印加するか等のいくつかの方法が知ら
れているが、本発明はその方法を限定しない。
FIG. 10 shows an embodiment of the present invention arranged in a matrix. In case a, the source and gate are arranged in one direction, but in case b, the source is formed to surround the gate. Using the method described above, the second conductivity type region 5 serving as the source is used as a data line, and the self-aligned electrode 21 serving as the gate is used as a word line. At this time, it is necessary to electrically isolate the sources arranged in parallel, and a separation band 23 is formed between them. This separation band can be formed by increasing the thickness of the insulating film above it to 5000 mm or more, by adding impurities to this part to have the same conductivity type as the substrate, or by connecting the third electrode to the electrode 21 through the insulating film 6. Several methods are known, such as forming the substrate under the substrate and applying a voltage to prevent the channel from forming on the substrate and becoming conductive, but the present invention is not limited to these methods.

第11図に本発明の他の実施例を示した。これ
は第1,2,5図のbの反転容量を用いたもので
あり、第11図中aに示すようにソースとなる第
2導電型の領域5を形成し、しかる後にbに示す
ようにODEによつて所定の部分に細孔16を形
成する。さらにcに示すように絶縁膜6を形成し
た後、ソース上に電極接続孔20の形成して、d
に示すようにソース電極7、ゲート電極8、容量
電極9を形成し、細孔の内壁部を容量として用い
る。
FIG. 11 shows another embodiment of the present invention. This uses the inversion capacitance b in Figures 1, 2, and 5, and forms a region 5 of the second conductivity type that becomes a source as shown in a in Figure 11, and then as shown in b in Figure 11. Then, pores 16 are formed in predetermined portions by ODE. Furthermore, after forming the insulating film 6 as shown in c, an electrode connection hole 20 is formed on the source, and d
As shown in the figure, a source electrode 7, a gate electrode 8, and a capacitor electrode 9 are formed, and the inner wall of the pore is used as a capacitor.

このように、細孔の内壁部を容量として用いる
ということは、半導体基板側にできる反転層が第
1電極となり、容量電極9が第2電極となり、こ
の第1と第2の電極と、これらの間に設けられた
容量絶縁膜とで情報蓄積容量を構成することにな
る。よつて、第1と第2電極が、上記容量絶縁膜
をはさんで対抗することにより容量を形成する部
分の少なくとも一部は、上記半導体基板に対して
実質的に垂直に設けられてなる半導体記憶装置を
構成している。
In this way, using the inner wall of the pore as a capacitor means that the inversion layer formed on the semiconductor substrate side becomes the first electrode, the capacitor electrode 9 becomes the second electrode, and the first and second electrodes The information storage capacitor is constituted by the capacitive insulating film provided between the two. Therefore, at least a part of the portion where the first and second electrodes form a capacitor by opposing each other with the capacitor insulating film in between is provided substantially perpendicularly to the semiconductor substrate. It constitutes a storage device.

本発明の他の実施例を第12図に示した。これ
はゲートとソースを自己整合によつて形成するも
のでaに示すごとくODEによつて細孔16を形
成した後、表面全体を覆う絶縁膜6を形成し、b
に示すように自己整合電極21を所定の位置に形
成した後、これをマスクとして公知のイオン打込
みや熱拡散法によつて第2導電型の領域5を形成
する。しかる後にcに示すように第2層絶縁膜2
2を形成し、dに示すごとくソース電極7、ゲー
ト電極8、容量電極9を電極接続孔を通じて接続
する。こうすることによつてソースとゲートと容
量電極が自己整合によつて形成でき微細化に有効
である。
Another embodiment of the invention is shown in FIG. In this method, the gate and source are formed by self-alignment, and after forming the pores 16 by ODE as shown in a, an insulating film 6 covering the entire surface is formed, and b
After forming a self-aligned electrode 21 at a predetermined position as shown in FIG. 2, a second conductivity type region 5 is formed by a known ion implantation or thermal diffusion method using this as a mask. After that, as shown in c, the second layer insulating film 2 is formed.
A source electrode 7, a gate electrode 8, and a capacitor electrode 9 are connected through electrode connection holes as shown in d. By doing so, the source, gate, and capacitor electrode can be formed by self-alignment, which is effective for miniaturization.

本発明の他の実施例を第13図に示した。これ
はゲート、ソース、容量電極および細孔を自己整
合によつて形成するもので、aに示すように前述
の方法によつて自己整合電極21を形成した後こ
れをODEエツチングの際のマスクとして用いる
ため1例として絶縁膜6を被着し、これをマスク
としてbに示すようにODEエツチングして細孔
16を形成した後、細孔内壁を絶縁膜6で覆う。
しかる後にcに示すように第2自己整合電極24
を被着し所定の部分を残す。その後公知のイオン
打込みや拡散によつてソースとなる第2導電型領
域5を形成する。またこの領域5は第2自己整合
電極24を形成する以前でもよい。その後dに示
すように第2層絶縁膜22を形成し電極接続孔2
0を形成した後ソース電極7、ゲート電極8、容
量電極9を接続する。こうすれば各電極が互いに
自己整合で形成できるのでさらには微小化に有利
である。
Another embodiment of the invention is shown in FIG. In this method, the gate, source, capacitor electrode, and pore are formed by self-alignment, and as shown in a, after forming the self-alignment electrode 21 by the method described above, this is used as a mask during ODE etching. For use, as an example, an insulating film 6 is deposited, and using this as a mask, ODE etching is performed as shown in b to form a pore 16, and then the inner wall of the pore is covered with the insulating film 6.
Thereafter, as shown in c, the second self-aligned electrode 24
and leave a designated part. Thereafter, a second conductivity type region 5 that will become a source is formed by known ion implantation or diffusion. Further, this region 5 may be formed before the second self-aligned electrode 24 is formed. After that, as shown in d, a second layer insulating film 22 is formed and the electrode connection hole 2 is
0, the source electrode 7, gate electrode 8, and capacitor electrode 9 are connected. This allows the electrodes to be formed in self-alignment with each other, which is further advantageous for miniaturization.

第14図に第13図とは異なつた配列のソー
ス、ゲート容量電極を自己整合によつて形成した
本発明の他の実施例を示す。
FIG. 14 shows another embodiment of the present invention in which source and gate capacitor electrodes are formed by self-alignment in an arrangement different from that in FIG. 13.

これら第11図、第12図、第13図及び第1
4図に示したように容量電極、ソース、ゲートを
一方向に配列する方法の他に第12図に示すよう
に互いにとり囲むようにも配列できる。またマト
リツクス状に多数の素子を配列する場合ソースを
共通にするときは前述したように第13図に示し
た共通のソースをあらかじめ形成すればよい。
These figures 11, 12, 13 and 1
In addition to arranging the capacitor electrodes, sources, and gates in one direction as shown in FIG. 4, they can also be arranged so as to surround each other as shown in FIG. 12. Further, when a large number of elements are arranged in a matrix and a common source is to be used, the common source shown in FIG. 13 may be formed in advance as described above.

本容量電極をもつ素子をマトリツクス状に配列
するには第15図のようにすればよい。これは第
10図のドレイン接合容量を用いる場合に容量電
極が加わつた構成であり、図に示すようにゲート
電極と容量電極を交互に配列すればよい。こうす
れば電極接続孔を形成することなくマトリツクス
が構成できるので微小化しうる。
The elements having this capacitive electrode can be arranged in a matrix as shown in FIG. This is a configuration in which a capacitor electrode is added when using the drain junction capacitor shown in FIG. 10, and the gate electrode and capacitor electrode may be arranged alternately as shown in the figure. In this way, the matrix can be constructed without forming electrode connection holes, so that it can be miniaturized.

本発明の説明には便宜上絶縁膜6を基板表面に
も、自己整合電極上にも同様に形成したが各下地
上で異なつた絶縁膜を用いてもよい。
In the description of the present invention, for convenience, the insulating film 6 was formed on the substrate surface and on the self-aligned electrode in the same way, but a different insulating film may be used on each substrate.

又本発明では{110}面のシリコン基板を用い
るが、他の低指数の面、たとえば{111}、{100}
では表面にほぼ垂直な細孔は形成できないので本
発明の実施効果はほとんどなく、本発明は{110}
面とその近傍約20°以内が好ましい。
In addition, although a {110} plane silicon substrate is used in the present invention, other low index planes, such as {111}, {100}
Since pores almost perpendicular to the surface cannot be formed in this case, there is almost no effect of implementing the present invention, and the present invention is based on {110}
Preferably within about 20 degrees of the surface and its vicinity.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上記説明から明らかなように、本発明によれ
ば、容量の所要面積を著しく減少させることがで
き、半導体装置の集積密度の向上に極めて有用で
ある。
As is clear from the above description, according to the present invention, the area required for a capacitor can be significantly reduced, and it is extremely useful for improving the integration density of semiconductor devices.

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

第1図は本発明の概念を示す断面図、第2図、
第3図、第4図は細孔の形成法を説明する図、第
5図から第15図までは本発明の実施例を示す図
である。
FIG. 1 is a sectional view showing the concept of the present invention, FIG.
FIGS. 3 and 4 are diagrams for explaining the method of forming pores, and FIGS. 5 to 15 are diagrams showing examples of the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 半導体基板と、該半導体基板上に設けられた
複数のワード線と、上記半導体基板上に設けられ
た複数のデータ線と、上記半導体基板上に設けら
れた接続用絶縁ゲート電界効果トランジスタと、
上記半導体基板上に設けられた情報蓄積用の容量
とを有し、上記接続用の絶縁ゲート電界効果トラ
ンジスタと、上記情報蓄積用の容量とでメモリセ
ルを構成する半導体記憶装置において、 上記接続用の絶縁ゲート電界効果トランジスタ
は、ゲート電極を有し、該ゲート電極は上記ワー
ド線に接続され、 上記情報蓄積用の容量は、第1の電極と第2の
電極と、該第1と第2の電極の間に設けられた容
量絶縁膜とを有し、かつ、上記第1と第2の電極
が、上記容量絶縁膜をはさんで対向することによ
り容量を形成する部分の少なくとも一部は、上記
半導体基板に対して実質的に垂直に設けられてな
ることを特徴とする半導体記憶装置。 2 特許請求の範囲第1項記載の半導体記憶装置
において、 上記第1と第2の電極の一方は上記ゲート電極
上に絶縁膜を介して設けられることを特徴とする
半導体記憶装置。 3 接続用のトランジスタと、情報蓄積用の容量
とを有する半導体記憶装置の製造方法において 上記接続用のトランジスタのゲート電極を設け
る工程と、 上記情報蓄積用の容量を形成するための細孔を
設ける工程と、 上記情報蓄積用の容量を形成するための第1の
電極を設ける工程と、 上記ゲート電極と自己整合的にソース又はドレ
イン領域を設ける工程とを有し、 上記細孔は上記ゲート電極と自己整合的に設け
られることを特徴とする半導体記憶装置の製造方
法。 4 特許請求の範囲第3項記載の半導体記憶装置
の製造方法において、 上記ゲート電極は第1層目の電極からなり、上
記第1の電極は第2層目の電極からなることを特
徴とする半導体記憶装置の製造方法。 5 特許請求の範囲第3項又は第4項に記載の半
導体記憶装置の製造方法において、 上記第1の電極は上記ゲート電極の上に絶縁膜
を介して存在するように設けられてなることを特
徴とする半導体記憶装置の製造方法。 6 特許請求の範囲第3項乃至第5項の何れかに
記載の半導体記憶装置の製造方法において、 上記第1の電極は素子分離用の絶縁膜の上に伸
延して存在するように設けられてなることを特徴
とする半導体記憶装置の製造方法。 7 特許請求の範囲第3項乃至第6項の何れかに
記載の半導体記憶装置の製造方法において、 上記細孔と上記ゲート電極とを自己整合的に設
ける工程は、上記ゲート電極の側壁に酸化膜を設
ける工程と、該酸化膜をマスクにして上記細孔を
形成する工程であることを特徴とする半導体記憶
装置の製造方法。 8 特許請求の範囲第3項乃至第7項の何れかに
記載の半導体記憶装置の製造方法において、 上記ゲート電極は多結晶シリコンを含むことを
特徴とする半導体記憶装置の製造方法。 9 特許請求の範囲第3項乃至第8項の何れかに
記載の半導体記憶装置の製造方法において、 上記ゲート電極は高融点金属を含むことを特徴
とする半導体記憶装置の製造方法。 10 特許請求の範囲第9項に記載の半導体記憶
装置の製造方法において、 上記高融点金属はMoまたはWを含むことを特
徴とする半導体記憶装置の製造方法。
[Claims] 1. A semiconductor substrate, a plurality of word lines provided on the semiconductor substrate, a plurality of data lines provided on the semiconductor substrate, and connection insulation provided on the semiconductor substrate. a gate field effect transistor;
a semiconductor memory device having a capacitor for information storage provided on the semiconductor substrate, and in which a memory cell is constituted by the insulated gate field effect transistor for connection and the capacitor for information storage; The insulated gate field effect transistor has a gate electrode, the gate electrode is connected to the word line, and the information storage capacitor is connected to a first electrode, a second electrode, and a first and second electrode. and a capacitive insulating film provided between the electrodes, and at least a part of the portion where the first and second electrodes form a capacitance by facing each other with the capacitive insulating film in between. A semiconductor memory device, characterized in that it is provided substantially perpendicularly to the semiconductor substrate. 2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein one of the first and second electrodes is provided on the gate electrode with an insulating film interposed therebetween. 3. In a method for manufacturing a semiconductor memory device having a connection transistor and an information storage capacitor, the steps include: providing a gate electrode of the connection transistor; and providing a pore for forming the information storage capacitor. a step of providing a first electrode for forming the information storage capacitor; and a step of providing a source or drain region in self-alignment with the gate electrode, and the pore is connected to the gate electrode. 1. A method of manufacturing a semiconductor memory device, characterized in that the device is provided in a self-aligned manner. 4. The method for manufacturing a semiconductor memory device according to claim 3, wherein the gate electrode is a first layer electrode, and the first electrode is a second layer electrode. A method for manufacturing a semiconductor memory device. 5. In the method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 3 or 4, the first electrode is provided on the gate electrode with an insulating film interposed therebetween. A method for manufacturing a semiconductor memory device characterized by: 6. In the method for manufacturing a semiconductor memory device according to any one of claims 3 to 5, the first electrode is provided so as to extend over an insulating film for element isolation. A method of manufacturing a semiconductor memory device, characterized in that: 7. In the method for manufacturing a semiconductor memory device according to any one of claims 3 to 6, the step of providing the pore and the gate electrode in a self-aligned manner includes oxidizing the sidewall of the gate electrode. A method for manufacturing a semiconductor memory device, comprising the steps of providing a film and forming the pores using the oxide film as a mask. 8. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to any one of claims 3 to 7, wherein the gate electrode contains polycrystalline silicon. 9. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to any one of claims 3 to 8, wherein the gate electrode contains a high melting point metal. 10. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 9, wherein the high melting point metal contains Mo or W.
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