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JPH04302468A - Semiconductor memory - Google Patents

Semiconductor memory

Info

Publication number
JPH04302468A
JPH04302468A JP3091411A JP9141191A JPH04302468A JP H04302468 A JPH04302468 A JP H04302468A JP 3091411 A JP3091411 A JP 3091411A JP 9141191 A JP9141191 A JP 9141191A JP H04302468 A JPH04302468 A JP H04302468A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
insulating film
lower electrode
dynamic ram
polycrystalline
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP3091411A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuo Sato
康夫 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP3091411A priority Critical patent/JPH04302468A/en
Publication of JPH04302468A publication Critical patent/JPH04302468A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は半導体記憶装置に関し、
特に、MOSダイナミックRAMに適用して好適なもの
である。
[Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor memory device.
It is particularly suitable for application to MOS dynamic RAM.

【0002】0002

【従来の技術】MOSダイナミックRAMは、集積回路
技術の発展により、大容量化及び高密度化が益々進展し
ており、特性の向上も著しい。
2. Description of the Related Art With the development of integrated circuit technology, MOS dynamic RAMs are becoming increasingly larger in capacity and density, and their characteristics are also significantly improved.

【0003】従来より主として用いられてきたMOSダ
イナミックRAMは、1個のMISトランジスタ(MI
SFET)と1個の容量素子(キャパシタ)とによりメ
モリセルを構成し、MISFETによるスイッチング作
用でキャパシタに対する電荷の蓄積又は検出を行ってメ
モリセルに対する情報の書き込み又は読み出しを行うも
のである。従って、素子の高密度化に伴い、キャパシタ
の占有面積の縮小を図って面積効率を向上させる必要が
生じてくる。
MOS dynamic RAM, which has been mainly used in the past, consists of one MIS transistor (MI
A memory cell is composed of a MISFET (SFET) and one capacitive element (capacitor), and information is written to or read from the memory cell by accumulating or detecting charge in the capacitor by the switching action of the MISFET. Therefore, as the density of devices increases, it becomes necessary to reduce the area occupied by the capacitor to improve area efficiency.

【0004】近年、1Mビット〜4MビットのMOSダ
イナミックRAM以降の超高集積MOSダイナミックR
AMにおいては、メモリセルのキャパシタとして、半導
体基板の表面にゲート絶縁膜を介してプレート電極を形
成したプレーナ型キャパシタに代わり、一層目の電極(
下部電極)上に誘電体膜を介して二層目の電極(上部電
極)を形成したスタックトキャパシタ(stacked
 capacitor)が広く用いられるようになって
いる。
[0004] In recent years, ultra-highly integrated MOS dynamic RAM after 1 Mbit to 4 Mbit MOS dynamic RAM has been developed.
In AM, instead of a planar capacitor in which a plate electrode is formed on the surface of a semiconductor substrate via a gate insulating film, a first layer electrode (
A stacked capacitor has a second layer electrode (upper electrode) formed on top of the lower electrode via a dielectric film.
capacitor) has become widely used.

【0005】このスタックトキャパシタセルを用いた従
来のMOSダイナミックRAMの一例を図7に示す。
FIG. 7 shows an example of a conventional MOS dynamic RAM using this stacked capacitor cell.

【0006】同図に示すように、この従来のMOSダイ
ナミックRAMにおいては、例えばp型シリコン(Si
)基板101の表面にフィールド絶縁膜102が選択的
に形成され、これによって素子間分離が行われている。 このフィールド絶縁膜102で囲まれた活性領域の表面
には、ゲート絶縁膜103が形成されている。WL1 
′、WL2 ′はワード線を示す。これらのワード線W
L1 ′、WL2 ′の側壁には、サイドウォールスペ
ーサ104が形成されている。
As shown in the figure, in this conventional MOS dynamic RAM, p-type silicon (Si
) A field insulating film 102 is selectively formed on the surface of the substrate 101, thereby providing isolation between elements. A gate insulating film 103 is formed on the surface of the active region surrounded by this field insulating film 102. WL1
', WL2' indicate word lines. These word lines W
Sidewall spacers 104 are formed on the sidewalls of L1' and WL2'.

【0007】p型Si基板101中には、ワード線WL
1 ′に対して自己整合的に、ソース領域又はドレイン
領域として用いられる例えばn+ 型の拡散層105、
106が形成されている。これらの拡散層105、10
6のうちのサイドウォールスペーサ104の下側の部分
には、例えばn− 型の低不純物濃度部105a、10
6aが形成されている。そして、ワード線WL1 ′と
これらの拡散層105、106とにより、アクセストラ
ンジスタとしてのnチャネルMISFETが形成されて
いる。 この場合、このnチャネルMISFETは、低不純物濃
度部106aによりドレイン領域近傍の電界を緩和する
LDD(lightly doped drai)構造
を有する。
In the p-type Si substrate 101, there are word lines WL.
For example, an n+ type diffusion layer 105 used as a source region or a drain region in a self-aligned manner with respect to
106 is formed. These diffusion layers 105, 10
For example, n- type low impurity concentration portions 105a, 10
6a is formed. The word line WL1' and these diffusion layers 105 and 106 form an n-channel MISFET as an access transistor. In this case, this n-channel MISFET has an LDD (lightly doped drai) structure in which the electric field near the drain region is relaxed by the low impurity concentration portion 106a.

【0008】図中、107は層間絶縁膜を示す。また、
108は下部電極(蓄積ノード)を示す。この下部電極
108は、層間絶縁膜107及びゲート絶縁膜103に
形成されたコンタクトホールC1 ′を通じて拡散層1
06に接続されている。更に、109は誘電体膜を示す
。 また、110は上部電極(セルプレート)を示す。これ
らの上部電極110、誘電体膜109及び下部電極10
8によりスタックトキャパシタが形成されている。そし
て、上述のアクセストランジスタとこのスタックトキャ
パシタとによりメモリセルが構成されている。
In the figure, 107 indicates an interlayer insulating film. Also,
108 indicates a lower electrode (storage node). This lower electrode 108 is connected to the diffusion layer 1 through a contact hole C1' formed in the interlayer insulating film 107 and the gate insulating film 103.
Connected to 06. Furthermore, 109 indicates a dielectric film. Further, 110 indicates an upper electrode (cell plate). These upper electrode 110, dielectric film 109 and lower electrode 10
8 forms a stacked capacitor. A memory cell is constituted by the above-mentioned access transistor and this stacked capacitor.

【0009】更に、111は層間絶縁膜を示す。また、
BL′はビット線を示す。このビット線BL′は、層間
絶縁膜111、107及びゲート絶縁膜103に形成さ
れたコンタクトホールC2 ′を通じて拡散層105に
接続されている。
Furthermore, 111 indicates an interlayer insulating film. Also,
BL' indicates a bit line. This bit line BL' is connected to the diffusion layer 105 through a contact hole C2' formed in the interlayer insulating films 111 and 107 and the gate insulating film 103.

【0010】0010

【発明が解決しようとする課題】上述の図7に示すよう
な構造の従来のMOSダイナミックRAMは、スタック
トキャパシタの占有面積に対する実効表面積が小さいた
めに、記憶容量が64Mビット以上になると、スタック
トキャパシタの面積縮小に伴う記憶電荷量の減少により
、メモリセルに対する情報の読み出し及び書き込みを安
定して行うのに十分な特性を確保することが困難になっ
てしまうという問題があった。
[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional MOS dynamic RAM having the structure as shown in FIG. There has been a problem in that it becomes difficult to ensure sufficient characteristics to stably read and write information to and from memory cells due to a decrease in the amount of stored charge due to a reduction in the area of the capacitor.

【0011】そこで、本発明は、スタックトキャパシタ
の構造の改良により記憶電荷量を増大させ、例えば記憶
容量が64Mビット以上のMOSダイナミックRAMに
適用した場合においても、メモリセルに対する情報の読
み出し及び書き込みを安定して行うことができる半導体
記憶装置を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention increases the storage charge amount by improving the stacked capacitor structure, and even when applied to, for example, a MOS dynamic RAM with a storage capacity of 64 Mbit or more, it is possible to read and write information to and from memory cells. An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device that can stably perform the following steps.

【0012】0012

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、MISトランジスタとスタックトキャ
パシタとにより構成されたメモリセルを有する半導体記
憶装置において、スタックトキャパシタの下部電極の上
面に、半導体基板に対して実質的に垂直な側面を有する
凹凸を設けている。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, in the present invention, in a semiconductor memory device having a memory cell constituted by an MIS transistor and a stacked capacitor, the upper surface of the lower electrode of the stacked capacitor is , an uneven surface having side surfaces substantially perpendicular to the semiconductor substrate is provided.

【0013】[0013]

【作用】上述のように構成した本発明の半導体記憶装置
によれば、スタックトキャパシタの下部電極の上面に、
半導体基板に対して実質的に垂直な側面を有する凹凸を
設けているので、下部電極の実効表面積を、従来の構造
と比べて、大幅に増大させることができ、従って、その
分だけスタックトキャパシタの記憶電荷量を増大させる
ことができる。これにより、例えば記憶容量が64Mビ
ット以上のMOSダイナミックRAMに適用した場合に
おいても、メモリセルに対する情報の読み出し及び書き
込みを安定して行うことができる。
[Operation] According to the semiconductor memory device of the present invention configured as described above, on the upper surface of the lower electrode of the stacked capacitor,
Since the unevenness is provided with side surfaces substantially perpendicular to the semiconductor substrate, the effective surface area of the lower electrode can be significantly increased compared to conventional structures, and therefore the stacked capacitor can be improved by that amount. The amount of storage charge can be increased. As a result, even when applied to a MOS dynamic RAM with a storage capacity of 64 Mbits or more, for example, information can be stably read from and written to a memory cell.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1〜図6を参照
して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 6.

【0015】図1は本発明の一実施例によるMOSダイ
ナミックRAMを示す。
FIG. 1 shows a MOS dynamic RAM according to one embodiment of the present invention.

【0016】同図に示すように、この実施例によるMO
SダイナミックRAMにおいては、例えばp型Si基板
のような半導体基板1の表面に例えば二酸化シリコン(
SiO2 )膜のようなフィールド絶縁膜2が選択的に
形成され、これによって素子間分離が行われている。こ
のフィールド絶縁膜2で囲まれた活性領域の表面には、
例えばSiO2 膜のようなゲート絶縁膜3が形成され
ている。WL1 、WL2 はワード線を示す。これら
のワード線WL1 、WL2 は、例えばリン(P)の
ような不純物がドープされた一層目の多結晶Si膜や、
この不純物がドープされた多結晶Si膜上に例えばタン
グステンシリサイド(WSix )膜のような高融点金
属シリサイド膜を重ねたポリサイド膜により形成される
。これらのワード線WL1 、WL2 の側壁には、例
えばSiO2 からなるサイドウォールスペーサ4が形
成されている。
As shown in the figure, the MO according to this embodiment
In the S dynamic RAM, for example, silicon dioxide (
A field insulating film 2 such as a SiO2 film is selectively formed to provide isolation between elements. On the surface of the active region surrounded by this field insulating film 2,
For example, a gate insulating film 3 such as a SiO2 film is formed. WL1 and WL2 indicate word lines. These word lines WL1 and WL2 are made of, for example, a first layer polycrystalline Si film doped with an impurity such as phosphorus (P),
It is formed of a polycide film in which a high melting point metal silicide film such as a tungsten silicide (WSix) film is superimposed on this impurity-doped polycrystalline Si film. Sidewall spacers 4 made of, for example, SiO2 are formed on the sidewalls of these word lines WL1 and WL2.

【0017】半導体基板1中には、ワード線WL1 に
対して自己整合的に、ソース領域又はドレイン領域とし
て用いられる例えばn+ 型の拡散層5、6が形成され
ている。これらの拡散層5、6のうちのサイドウォール
スペーサ4の下側の部分には、例えばn− 型の低不純
物濃度部5a、6aが形成されている。そして、ワード
線WL1 とこれらの拡散層5、6とにより、アクセス
トランジスタとしてのnチャネルMISFETが形成さ
れている。この場合、このnチャネルMISFETは、
低不純物濃度部6aによりドレイン領域近傍の電界を緩
和するLDD構造を有する。
In the semiconductor substrate 1, for example, n+ type diffusion layers 5 and 6, which are used as a source region or a drain region, are formed in a self-aligned manner with respect to the word line WL1. In portions of these diffusion layers 5 and 6 below the sidewall spacer 4, for example, n-type low impurity concentration portions 5a and 6a are formed. The word line WL1 and these diffusion layers 5 and 6 form an n-channel MISFET as an access transistor. In this case, this n-channel MISFET is
It has an LDD structure in which the electric field near the drain region is relaxed by the low impurity concentration portion 6a.

【0018】図中、7は層間絶縁膜を示す。この層間絶
縁膜7は、例えばSiO2 膜やリンシリケートガラス
(PSG)膜やホウ素リンシリケートガラス(BPSG
)膜やヒ素シリケートガラス(AsSG)膜などにより
形成される。
In the figure, 7 indicates an interlayer insulating film. This interlayer insulating film 7 is made of, for example, a SiO2 film, a phosphosilicate glass (PSG) film, or a boron phosphosilicate glass (BPSG) film.
) film or arsenic silicate glass (AsSG) film.

【0019】8は例えばリンのような不純物がドープさ
れた二層目の多結晶Si膜により形成された下部電極(
蓄積ノード)を示す。この下部電極8は、層間絶縁膜7
及びゲート絶縁膜3に形成されたコンタクトホールC1
 を通じて拡散層6に接続されている。この下部電極8
を形成する多結晶Si膜の膜厚は、例えば図7に示す従
来のMOSダイナミックRAMに比べて2倍程度、例え
ば0.6〜2.0μm程度とするのが好ましい。
Reference numeral 8 denotes a lower electrode (formed by a second layer of polycrystalline Si film doped with an impurity such as phosphorus).
storage node). This lower electrode 8 is connected to the interlayer insulating film 7
and a contact hole C1 formed in the gate insulating film 3
It is connected to the diffusion layer 6 through. This lower electrode 8
It is preferable that the film thickness of the polycrystalline Si film forming this is about twice that of the conventional MOS dynamic RAM shown in FIG.

【0020】この実施例においては、この下部電極8の
上面に、半導体基板1に対してほぼ垂直な側面を有する
凹凸8aが形成されている。ここで、この凹凸8aの凹
部のアスペクト比は、下部電極8の実効表面積をできる
だけ増大させることができるように選ばれる。例えば、
このアスペクト比を2以上とすれば、下部電極8の実効
表面積を占有面積の約2倍以上に増大させることができ
る。なお、この凹凸8aは必ずしも規則的に配列されて
いる必要はない。
In this embodiment, an uneven surface 8a having a side surface substantially perpendicular to the semiconductor substrate 1 is formed on the upper surface of the lower electrode 8. Here, the aspect ratio of the concave portion of the unevenness 8a is selected so that the effective surface area of the lower electrode 8 can be increased as much as possible. for example,
If this aspect ratio is 2 or more, the effective surface area of the lower electrode 8 can be increased to about twice or more the occupied area. Note that the unevenness 8a does not necessarily have to be arranged regularly.

【0021】図中、9は誘電体膜を示す。この誘電体膜
9は、例えばSiO2 膜と窒化シリコン(Si3 N
4 )膜とSiO2 膜との三層膜(ONO膜)により
形成される。このONO膜の膜厚は例えば150Å程度
である。また、10は例えばリンのような不純物がドー
プされた三層目の多結晶Si膜により形成された上部電
極(セルプレート)を示す。これらの上部電極10、誘
電体膜9及び下部電極8によりスタックトキャパシタが
形成されている。そして、上述のアクセストランジスタ
とこのスタックトキャパシタとによりメモリセルが構成
されている。
In the figure, 9 indicates a dielectric film. This dielectric film 9 is made of, for example, a SiO2 film and silicon nitride (Si3N
4) Formed by a three-layer film (ONO film) consisting of a film and a SiO2 film. The thickness of this ONO film is, for example, about 150 Å. Further, 10 indicates an upper electrode (cell plate) formed of a third layer of polycrystalline Si film doped with an impurity such as phosphorus. A stacked capacitor is formed by the upper electrode 10, dielectric film 9, and lower electrode 8. A memory cell is constituted by the above-mentioned access transistor and this stacked capacitor.

【0022】更に、11は例えばPSG膜やBPSG膜
やAsSG膜のような層間絶縁膜を示す。また、BLは
例えばアルミニウム(Al)膜により形成されたビット
線を示す。このビット線BLは、層間絶縁膜11、7及
びゲート絶縁膜3に形成されたコンタクトホールC2 
を通じて拡散層5に接続されている。
Furthermore, 11 represents an interlayer insulating film such as a PSG film, a BPSG film, or an AsSG film. Further, BL indicates a bit line formed of, for example, an aluminum (Al) film. This bit line BL is connected to a contact hole C2 formed in the interlayer insulating films 11 and 7 and the gate insulating film 3.
It is connected to the diffusion layer 5 through.

【0023】次に、上述のように構成されたこの実施例
によるMOSダイナミックRAMの製造方法を図2〜図
6を参照して説明する。
Next, a method of manufacturing the MOS dynamic RAM according to this embodiment configured as described above will be explained with reference to FIGS. 2 to 6.

【0024】まず、図2に示すように、半導体基板1の
表面に例えばLOCOS法によりフィールド絶縁膜2を
選択的に形成して素子間分離を行った後、このフィール
ド絶縁膜2で囲まれた活性領域の表面に熱酸化法により
ゲート絶縁膜3を形成する。
First, as shown in FIG. 2, a field insulating film 2 is selectively formed on the surface of a semiconductor substrate 1 by, for example, the LOCOS method to isolate devices. A gate insulating film 3 is formed on the surface of the active region by thermal oxidation.

【0025】次に、例えばCVD法により全面に一層目
の多結晶Si膜を形成し、この多結晶Si膜に例えばリ
ンのような不純物をイオン注入法や熱拡散法によりドー
プして低抵抗化した後、この多結晶Si膜をリソグラフ
ィ及びエッチングにより微細加工してワード線WL1 
、WL2 を形成する。これらのワード線WL1 、W
L2 をポリサイド膜により形成する場合には、上述の
不純物がドープされた多結晶Si膜上にスパッタ法やC
VD法により例えば高融点金属シリサイド膜を形成した
後に、これらの高融点金属シリサイド膜及び多結晶Si
膜をパターニングする。
Next, a first layer of polycrystalline Si film is formed on the entire surface by, for example, the CVD method, and this polycrystalline Si film is doped with an impurity such as phosphorus by ion implantation or thermal diffusion to lower the resistance. After that, this polycrystalline Si film is finely processed by lithography and etching to form a word line WL1.
, WL2 is formed. These word lines WL1, W
When L2 is formed using a polycide film, sputtering or C
After forming, for example, a high melting point metal silicide film by the VD method, these high melting point metal silicide films and polycrystalline Si
Pattern the film.

【0026】次に、これらのワード線WL1 、WL2
 をマスクとして半導体基板1中に例えばリンのような
n型不純物を低濃度にイオン注入する。次に、例えばC
VD法により全面に例えばSiO2 膜を形成し、この
SiO2 膜を例えば反応性イオンエッチング(RIE
)法により基板表面に対して垂直方向にエッチングして
ワード線WL1 、WL2 の側壁にサイドウォールス
ペーサ4を形成する。次に、このサイドウォールスペー
サ4及びワード線WL1 、WL2 をマスクとして半
導体基板1中に例えばヒ素(As)のようなn型不純物
を高濃度にイオン注入し、その後、必要に応じて注入不
純物の拡散及び電気的活性化のための熱処理を行う。こ
れによって、サイドウォールスペーサ4の下側の部分に
低不純物濃度部5a、6aを有する例えばn+ 型の拡
散層5、6が、これらのワード線WL1 、WL2 に
対して自己整合的に形成される。
Next, these word lines WL1 and WL2
Using this as a mask, an n-type impurity such as phosphorus is ion-implanted into the semiconductor substrate 1 at a low concentration. Next, for example, C
For example, a SiO2 film is formed on the entire surface by the VD method, and this SiO2 film is etched by reactive ion etching (RIE).
) method to form sidewall spacers 4 on the side walls of word lines WL1 and WL2 by etching in a direction perpendicular to the substrate surface. Next, using the sidewall spacers 4 and the word lines WL1 and WL2 as masks, n-type impurities such as arsenic (As) are ion-implanted into the semiconductor substrate 1 at a high concentration, and then, if necessary, the implanted impurities are Heat treatment for diffusion and electrical activation is performed. As a result, for example, n+ type diffusion layers 5 and 6 having low impurity concentration portions 5a and 6a below the sidewall spacer 4 are formed in a self-aligned manner with respect to these word lines WL1 and WL2. .

【0027】次に、例えばCVD法により全面に層間絶
縁膜7を形成する。次に、この層間絶縁膜7及びゲート
絶縁膜3の所定部分をエッチング除去してコンタクトホ
ールC1 を形成する。次に、例えばCVD法により全
面に例えば二層目の多結晶Si膜を形成し、この多結晶
Si膜に例えばリンのような不純物を熱拡散法やイオン
注入法によりドープして低抵抗化した後、この多結晶S
i膜をエッチングによりパターニングしてスタックトキ
ャパシタの下部電極8を形成する。
Next, an interlayer insulating film 7 is formed over the entire surface by, for example, the CVD method. Next, predetermined portions of the interlayer insulating film 7 and gate insulating film 3 are removed by etching to form a contact hole C1. Next, for example, a second layer of polycrystalline Si film is formed on the entire surface by, for example, CVD method, and this polycrystalline Si film is doped with an impurity such as phosphorus by thermal diffusion method or ion implantation method to lower the resistance. After that, this polycrystalline S
The i-film is patterned by etching to form the lower electrode 8 of the stacked capacitor.

【0028】次に、図3に示すように、この下部電極8
の上面の所定部分に対応する部分が開口した所定形状の
レジストパターン12をリソグラフィにより形成する。
Next, as shown in FIG. 3, this lower electrode 8
A resist pattern 12 having a predetermined shape and having an opening corresponding to a predetermined portion of the upper surface of the resist pattern 12 is formed by lithography.

【0029】次に、このレジストパターン12をマスク
として例えばRIE法により下部電極8を所定深さまで
エッチングする。これによって、図4に示すように、上
部電極8の上部が溝状に選択的にエッチング除去されて
凹凸8aが形成される。
Next, using the resist pattern 12 as a mask, the lower electrode 8 is etched to a predetermined depth by, for example, RIE. As a result, as shown in FIG. 4, the upper part of the upper electrode 8 is selectively etched away in the form of a groove, thereby forming unevenness 8a.

【0030】次に、レジストパターン12を除去した後
、図5に示すように、上部電極8上に誘電体膜9を形成
する。この誘電体膜9として例えばONO膜を用いる場
合、その形成方法は次の通りである。即ち、まず、上部
電極8を形成する多結晶Si膜の表面に熱酸化法により
SiO2 膜を形成する。次に、このSiO2 膜上に
CVD法によりSi3 N4 膜を形成する。次に、こ
のSi3 N4 膜上に熱酸化法によりSiO2 膜を
形成する。これによって、ONO膜からなる誘電体膜9
が形成される。
Next, after removing the resist pattern 12, a dielectric film 9 is formed on the upper electrode 8, as shown in FIG. When using, for example, an ONO film as this dielectric film 9, its formation method is as follows. That is, first, an SiO2 film is formed on the surface of the polycrystalline Si film forming the upper electrode 8 by thermal oxidation. Next, a Si3 N4 film is formed on this SiO2 film by CVD. Next, a SiO2 film is formed on this Si3 N4 film by thermal oxidation. As a result, the dielectric film 9 made of ONO film
is formed.

【0031】次に、例えばCVD法により全面に例えば
三層目の多結晶Si膜を形成し、この多結晶Si膜に例
えばリンのような不純物を熱酸化法やイオン注入法によ
りドープして低抵抗化した後、この多結晶Si膜をリソ
グラフィ及びエッチングにより微細加工して、図6に示
すように、スタックトキャパシタの上部電極(セルプレ
ート)10を形成する。
Next, for example, a third layer of polycrystalline Si film is formed on the entire surface by, for example, CVD method, and this polycrystalline Si film is doped with an impurity such as phosphorus by thermal oxidation method or ion implantation method to make the polycrystalline silicon film low. After being made into a resistor, this polycrystalline Si film is finely processed by lithography and etching to form an upper electrode (cell plate) 10 of a stacked capacitor, as shown in FIG.

【0032】この後、図1に示すように、例えばCVD
法により全面に層間絶縁膜11を形成する。次に、この
層間絶縁膜11、層間絶縁膜7及びゲート絶縁膜3の所
定部分をエッチング除去してコンタクトホールC2 を
形成する。次に、例えばスパッタ法や真空蒸着法により
全面に例えばAl膜を形成した後、このAl膜をエッチ
ングにより所定形状にパターニングしてビット線BLを
形成する。この後、例えばプラズマCVD法により全面
に例えば窒化シリコン膜のようなパッシベーション膜(
図示せず)を形成し、目的とするMOSダイナミックR
AMを完成させる。
After this, as shown in FIG. 1, for example, CVD
An interlayer insulating film 11 is formed on the entire surface by a method. Next, predetermined portions of the interlayer insulating film 11, the interlayer insulating film 7, and the gate insulating film 3 are removed by etching to form a contact hole C2. Next, for example, an Al film is formed on the entire surface by, for example, sputtering or vacuum evaporation, and then this Al film is patterned into a predetermined shape by etching to form a bit line BL. After that, a passivation film (such as a silicon nitride film) is applied to the entire surface by, for example, a plasma CVD method.
(not shown) to form the desired MOS dynamic R
Complete AM.

【0033】以上のように、この実施例によれば、スタ
ックトキャパシタの下部電極8の上面に、半導体基板1
に対してほぼ垂直な側面を有する凹凸8aが形成されて
いるので、この凹凸8aの凹部の側面の面積分だけ、下
部電極8の実効表面積を従来に比べて増大させることが
できる。このため、スタックトキャパシタの記憶電荷量
を増大させることができ、これにより、記憶容量が64
Mビット以上のMOSダイナミックRAMにおいても、
メモリセルに対する情報の書き込み及び読み出しを安定
して行うことができる。
As described above, according to this embodiment, the semiconductor substrate 1 is placed on the upper surface of the lower electrode 8 of the stacked capacitor.
Since the unevenness 8a is formed having side surfaces substantially perpendicular to the surface, the effective surface area of the lower electrode 8 can be increased by the area of the side surface of the concave portion of the unevenness 8a compared to the conventional one. Therefore, it is possible to increase the storage charge amount of the stacked capacitor, and as a result, the storage capacity is 64
Even in MOS dynamic RAM with M bits or more,
Information can be stably written to and read from memory cells.

【0034】以上、本発明の一実施例を具体的に説明し
たが、本発明は、上述の実施例に限定されるものではな
い。
Although one embodiment of the present invention has been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment.

【0035】例えば、上述の実施例においては、メモリ
セルを構成するMISFETがLDD構造である場合を
説明したが、このMISFETは必ずしもLDD構造と
する必要はない。
For example, in the above-described embodiment, the MISFET constituting the memory cell has an LDD structure, but the MISFET does not necessarily have to have an LDD structure.

【0036】また、上述の実施例においては、スタック
トキャパシタの下部電極8及び上部電極10を多結晶S
i膜により形成したが、これらの下部電極8及び上部電
極10は、例えばアモルファスSi膜や単結晶Si膜な
どのほか、高融点金属膜や高融点金属シリサイド膜など
により形成することも可能である。
Further, in the above embodiment, the lower electrode 8 and the upper electrode 10 of the stacked capacitor are made of polycrystalline S.
Although the lower electrode 8 and the upper electrode 10 are formed of an i film, they can also be formed of, for example, an amorphous Si film, a single crystal Si film, a high melting point metal film, a high melting point metal silicide film, etc. .

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スタックトキャパシタの下部電極の上面に、半導体基板
に対して実質的に垂直な側面を有する凹凸を設けている
ので、例えば記憶容量が64Mビット以上のMOSダイ
ナミックRAMに適用した場合においても、メモリセル
に対する情報の書き込み及び読み出しを安定して行うこ
とができる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention,
Since the upper surface of the lower electrode of the stacked capacitor is provided with unevenness having side surfaces substantially perpendicular to the semiconductor substrate, even when applied to a MOS dynamic RAM with a storage capacity of 64 Mbit or more, for example, the memory cell It is possible to stably write and read information to and from the memory.

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

【図1】本発明の一実施例によるMOSダイナミックR
AMを示す断面図である。
FIG. 1: MOS dynamic R according to an embodiment of the present invention.
It is a sectional view showing AM.

【図2】図1に示すMOSダイナミックRAMの製造方
法を説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a method of manufacturing the MOS dynamic RAM shown in FIG. 1;

【図3】図1に示すMOSダイナミックRAMの製造方
法を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining a method of manufacturing the MOS dynamic RAM shown in FIG. 1;

【図4】図1に示すMOSダイナミックRAMの製造方
法を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a method of manufacturing the MOS dynamic RAM shown in FIG. 1;

【図5】図1に示すMOSダイナミックRAMの製造方
法を説明するための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a method of manufacturing the MOS dynamic RAM shown in FIG. 1;

【図6】図1に示すMOSダイナミックRAMの製造方
法を説明するための図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining a method of manufacturing the MOS dynamic RAM shown in FIG. 1;

【図7】従来のMOSダイナミックRAMを示す断面図
である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a conventional MOS dynamic RAM.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  半導体基板 2  フィールド絶縁膜 3  ゲート絶縁膜 WL1 、WL2   ワード線 5、6  拡散層 7、11  層間絶縁膜 8  下部電極 9  誘電体膜 10  上部電極 C1 、C2   コンタクトホール BL  ビット線 1 Semiconductor substrate 2 Field insulation film 3 Gate insulating film WL1, WL2 word line 5, 6 Diffusion layer 7, 11 Interlayer insulation film 8 Lower electrode 9 Dielectric film 10 Upper electrode C1, C2 Contact hole BL bit line

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  MISトランジスタとスタックトキャ
パシタとにより構成されたメモリセルを有する半導体記
憶装置において、上記スタックトキャパシタの下部電極
の上面に、半導体基板に対して実質的に垂直な側面を有
する凹凸が設けられていることを特徴とする半導体記憶
装置。
1. A semiconductor memory device having a memory cell constituted by an MIS transistor and a stacked capacitor, wherein an unevenness having a side surface substantially perpendicular to the semiconductor substrate is provided on the upper surface of the lower electrode of the stacked capacitor. A semiconductor memory device characterized by being provided with.
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