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JP2003282734A - Semiconductor storage device and method of manufacturing the same - Google Patents

Semiconductor storage device and method of manufacturing the same

Info

Publication number
JP2003282734A
JP2003282734A JP2002087512A JP2002087512A JP2003282734A JP 2003282734 A JP2003282734 A JP 2003282734A JP 2002087512 A JP2002087512 A JP 2002087512A JP 2002087512 A JP2002087512 A JP 2002087512A JP 2003282734 A JP2003282734 A JP 2003282734A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
trench
capacitor
insulating film
semiconductor substrate
electrode
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.)
Pending
Application number
JP2002087512A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsutoshi Ando
光俊 安藤
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba 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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2002087512A priority Critical patent/JP2003282734A/en
Publication of JP2003282734A publication Critical patent/JP2003282734A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 埋め込みストラップ部分の抵抗を低減するト
レンチキャパシタを有する半導体記憶装置及びその製造
方法を提供する。 【解決手段】 半導体基板1中のトレンチ溝2内に設け
られたトレンチキャパシタ3、4、5、6、7と、半導
体基板上に設けられたデータ転送トランジスタ11、1
2、13、14、16との間を接続するソース接続電極
8が設けられて、トレンチキャパシタのデータがデータ
転送トランジスタを介して行われる。このソース接続電
極8のデータ転送トランジスタのソース13との接続面
に凹凸が設けられていることで、その接触面積が拡大さ
れた半導体記憶装置である。
(57) Abstract: A semiconductor memory device having a trench capacitor for reducing the resistance of a buried strap portion and a method of manufacturing the same are provided. SOLUTION: A trench capacitor 3, 4, 5, 6, 7 provided in a trench 2 in a semiconductor substrate 1, and a data transfer transistor 11, 1 provided on the semiconductor substrate.
A source connection electrode 8 is provided for connection between 2, 3, 14, and 16, and data of the trench capacitor is transmitted through a data transfer transistor. Since the connection surface of the source connection electrode 8 with the source 13 of the data transfer transistor is provided with irregularities, the semiconductor memory device has an enlarged contact area.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体記憶装置に
係り、特にトレンチ型キャパシタを有する微細な半導体
記憶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 memory device, and more particularly to a fine semiconductor memory device having a trench type capacitor and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体集積回路は高集積密度化が
進み、特にDRAMにおいては、ギガビットレベルの高
集積密度が要求されている。このような半導体集積回路
の高集積密度化に伴い、トレンチキャパシタやその周辺
の素子分離領域の微細化が必須技術となってきている。
2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor integrated circuits have been highly integrated, and in particular, DRAMs are required to have a high integration density at a gigabit level. With the increase in the integration density of such semiconductor integrated circuits, miniaturization of the trench capacitor and the element isolation region around it has become an essential technology.

【0003】図4、22を用いて従来の半導体記憶装置
の構造を説明する。従来の半導体記憶装置の断面構造を
図22における“C−D”線上での概略構造を示す断面
図である図4を用いて説明する。半導体基板1中には、
トレンチ溝2が形成されている。このトレンチ溝2の下
部周囲の半導体基板1内には、キャパシタ電極用N型拡
散層3が設けられている。このトレンチ溝2の下部内の
側壁には、シリコン酸化膜がキャパシタ電極用N型拡散
層3に接して設けられている。さらにこのシリコン酸化
膜の内側にシリコン窒化膜が形成されて、あわせてキャ
パシタ絶縁膜4として機能する。
The structure of a conventional semiconductor memory device will be described with reference to FIGS. A cross-sectional structure of a conventional semiconductor memory device will be described with reference to FIG. 4, which is a cross-sectional view showing a schematic structure on the “CD” line in FIG. In the semiconductor substrate 1,
The trench groove 2 is formed. An N-type diffusion layer 3 for a capacitor electrode is provided in the semiconductor substrate 1 around the lower part of the trench groove 2. A silicon oxide film is provided in contact with the N-type diffusion layer 3 for the capacitor electrode on the side wall in the lower portion of the trench groove 2. Further, a silicon nitride film is formed inside the silicon oxide film and also functions as the capacitor insulating film 4.

【0004】さらに、トレンチ溝2の下部内のキャパシ
タ絶縁膜4内には、非晶質シリコンが充填された下部キ
ャパシタ電極5が形成されている。下部キャパシタ電極
5上のトレンチ溝2側壁には、上部キャパシタ側壁絶縁
膜6が設けられている。
Further, a lower capacitor electrode 5 filled with amorphous silicon is formed in the capacitor insulating film 4 in the lower portion of the trench groove 2. An upper capacitor sidewall insulating film 6 is provided on the sidewall of the trench groove 2 on the lower capacitor electrode 5.

【0005】さらに、上部キャパシタ側壁絶縁膜6内の
トレンチ溝2内には、非晶質シリコンが充填されて、上
部キャパシタ電極7が設けられて、下部キャパシタ電極
5に接続されている。上部キャパシタ電極7上には、ポ
リシリコンからなるソース接続電極8が形成されてい
る。このソース接続電極8は、上部キャパシタ側壁絶縁
膜6上まで形成されている。こうして、キャパシタ電極
用N型拡散層3、キャパシタ絶縁膜4、下部キャパシタ
電極5、上部キャパシタ側壁絶縁膜6、上部キャパシタ
電極7、ソース接続電極8、上部絶縁膜9からなるトレ
ンチキャパシタが形成されている。
Further, the trench groove 2 in the upper capacitor side wall insulating film 6 is filled with amorphous silicon to provide an upper capacitor electrode 7, which is connected to the lower capacitor electrode 5. A source connection electrode 8 made of polysilicon is formed on the upper capacitor electrode 7. The source connection electrode 8 is formed up to the upper capacitor sidewall insulating film 6. Thus, a trench capacitor including the N-type diffusion layer 3 for capacitor electrode, the capacitor insulating film 4, the lower capacitor electrode 5, the upper capacitor sidewall insulating film 6, the upper capacitor electrode 7, the source connecting electrode 8 and the upper insulating film 9 is formed. There is.

【0006】このソース接続電極8上には上部絶縁膜9
が形成され、この上部絶縁膜9上には、ゲート絶縁膜1
0を介して、例えば多結晶シリコンゲート電極層11及
びWSiゲート電極層12が形成されている。この多結
晶シリコンゲート電極層11及びWSiゲート電極層1
2下方の半導体基板1の上面付近には、ソース接続電極
8に接続されるソース13が形成されている。また、ソ
ース13が形成される領域に多結晶シリコンゲート電極
層11及びWSiゲート電極層12下方の半導体基板1
の上面付近にドレイン14が形成されている。このソー
ス13、ドレイン14は、半導体基板1の上面付近のア
クティブ領域15内に設けられている。多結晶シリコン
ゲート電極層11及びWSiゲート電極層12の側面に
は、ゲート側壁絶縁膜16が設けられている。
An upper insulating film 9 is formed on the source connecting electrode 8.
Is formed, and the gate insulating film 1 is formed on the upper insulating film 9.
For example, a polycrystalline silicon gate electrode layer 11 and a WSi gate electrode layer 12 are formed via the 0. The polycrystalline silicon gate electrode layer 11 and the WSi gate electrode layer 1
A source 13 connected to the source connection electrode 8 is formed near the upper surface of the semiconductor substrate 1 below the semiconductor substrate 1. The semiconductor substrate 1 below the polycrystalline silicon gate electrode layer 11 and the WSi gate electrode layer 12 is formed in the region where the source 13 is formed.
The drain 14 is formed near the upper surface of the. The source 13 and the drain 14 are provided in the active region 15 near the upper surface of the semiconductor substrate 1. A gate sidewall insulating film 16 is provided on the side surfaces of the polycrystalline silicon gate electrode layer 11 and the WSi gate electrode layer 12.

【0007】さらに、アクティブ領域15上には、連続
して複数の多結晶シリコンゲート電極層11、WSiゲ
ート電極層12、及びゲート側壁絶縁膜16が設けられ
ている。トレンチキャパシタは、一定間隔を隔てて半導
体基板1中に形成されていて、隣接して形成された1対
のトレンチキャパシタ間のアクティブ領域15中には、
素子分離領域18が設けられている。各トレンチキャパ
シタ上には、多結晶シリコンゲート電極層11、WSi
ゲート電極層12、及びゲート側壁絶縁膜16が一つず
つ設けられている。隣接して形成された1対のトレンチ
キャパシタ間のアクティブ領域15中には、素子分離領
域18が形成されている。さらに離間して配置された2
つのトレンチキャパシタ間には、多結晶シリコンゲート
電極層11、WSiゲート電極層12、ゲート側壁絶縁
膜16、ソース13、ドレイン14からなるデータ転送
トランジスタが2つ形成されている。
Further, on the active region 15, a plurality of polycrystalline silicon gate electrode layers 11, WSi gate electrode layers 12 and gate side wall insulating films 16 are continuously provided. The trench capacitors are formed in the semiconductor substrate 1 at regular intervals, and in the active region 15 between a pair of adjacent trench capacitors,
An element isolation region 18 is provided. A polycrystalline silicon gate electrode layer 11 and a WSi layer are formed on each trench capacitor.
The gate electrode layer 12 and the gate sidewall insulating film 16 are provided one by one. An element isolation region 18 is formed in the active region 15 between a pair of trench capacitors formed adjacent to each other. 2 further apart
Two data transfer transistors composed of a polycrystalline silicon gate electrode layer 11, a WSi gate electrode layer 12, a gate sidewall insulating film 16, a source 13 and a drain 14 are formed between two trench capacitors.

【0008】図22の上面図から分かるように、従来技
術では、離間して配置されたトレンチ溝2間には、素子
分離領域18で囲まれてアクティブ領域15が設けられ
ている。アクティブ領域15は、その端部が半楕円であ
る長方形となっていて、トレンチ溝2内にもアクティブ
領域15以外は素子分離領域18が形成されている。ト
レンチ型キャパシタのトレンチ溝2は長方形に近い楕円
形状に形成される為、上面図のように上から見たソース
領域との接合面50の構造は楕円の一部となっており、
ほぼ直線か又は直線に近い滑らかな弧を描き、接合抵抗
はこの部分の長さと深さ方向と掛け合わせた面積に依存
する。ここで、図22においては、データ転送トランジ
スタは図示を省略している。
As can be seen from the top view of FIG. 22, in the conventional technique, the active region 15 is provided between the trench grooves 2 which are spaced apart and surrounded by the element isolation region 18. The active region 15 has a rectangular shape with a semi-elliptical end portion, and an element isolation region 18 is formed in the trench groove 2 except for the active region 15. Since the trench groove 2 of the trench type capacitor is formed in an elliptical shape close to a rectangle, the structure of the junction surface 50 with the source region seen from above is a part of the ellipse as shown in the top view.
A substantially straight line or a smooth arc close to a straight line is drawn, and the bonding resistance depends on the length of this portion and the area multiplied by the depth direction. Here, in FIG. 22, the data transfer transistor is not shown.

【0009】次に、従来の半導体記憶装置の製造方法を
図4、図6、図22、図23、図24を用いて説明す
る。まず、図6(A)に断面図として示されるように半
導体基板のメモリセルエリアに四角形のガラスマスクの
パターンをリソグラフィにより半導体基板に転写し、ド
ライエッチングによりトレンチ型キャパシタ用開口を形
成し、そのトレンチ下部側壁に例えばON膜によるキャ
パシタ部分を形成し、その開口の内側部分を例えばAs
+を添加した非晶質シリコンで充填することにより電極
を形成し、半導体基板表面から少し下の部分に該キャパ
シタ部分と半導体基板表面近傍のアクティブ領域のソー
ス部分とを分離する例えばシリコン酸化膜による絶縁膜
を形成し、その内側を更に別のAs+を添加した非晶質
シリコンで充填して形成する。この部分の形成の際、適
宜エッチングや不純物の熱拡散を行う。この状態におけ
る上面形状は図6(B)に示されるように半導体基板1
中にトレンチ溝2が形成され、その側面に上部キャパシ
タ側壁絶縁膜6が形成され、その内部に上部キャパシタ
電極が形成された状態となっている。
Next, a conventional method for manufacturing a semiconductor memory device will be described with reference to FIGS. 4, 6, 22, 23 and 24. First, as shown in a sectional view in FIG. 6A, a rectangular glass mask pattern is transferred onto a semiconductor substrate by lithography in a memory cell area of the semiconductor substrate, and a trench type capacitor opening is formed by dry etching. A capacitor portion made of, for example, an ON film is formed on the lower sidewall of the trench, and an inner portion of the opening is formed as
An electrode is formed by filling with + -added amorphous silicon, and the capacitor part and the source part of the active region near the semiconductor substrate surface are separated from the semiconductor substrate surface by a silicon oxide film, for example. An insulating film is formed, and the inside thereof is further filled with another amorphous silicon to which As + is added. When forming this portion, etching and thermal diffusion of impurities are appropriately performed. The shape of the top surface in this state is as shown in FIG.
The trench groove 2 is formed therein, the upper capacitor side wall insulating film 6 is formed on the side surface thereof, and the upper capacitor electrode is formed therein.

【0010】次に、図23(A)に断面図として示され
るように、例えば多結晶シリコンを積層したあと、ケミ
カルドライエッチング等で該多結晶シリコンを半導体基
板表面位置までエッチングして、ソース接続電極8を形
成する。このトレンチ溝の上面図は図23(B)に示さ
れる通りであり、前の工程における上面図である図6
(B)の状態と変わらない。なお、図23(B)の“K
−L”線上での断面が図23(A)の断面図である。
Next, as shown in the sectional view of FIG. 23A, for example, after stacking polycrystalline silicon, the polycrystalline silicon is etched to the surface position of the semiconductor substrate by chemical dry etching or the like, and source connection is performed. The electrode 8 is formed. A top view of this trench groove is as shown in FIG. 23B, which is a top view in the previous step.
Same as (B). In addition, "K" in FIG.
The cross-section along the line -L "is the cross-sectional view of FIG.

【0011】次に、図24に示されるように、リソグラ
フィ技術を用い、半導体基板1に素子分離を行うための
浅い溝(素子分離溝35)を加工し、アクティブ領域1
5を形成する。
Next, as shown in FIG. 24, a shallow groove (element isolation groove 35) for element isolation is processed in the semiconductor substrate 1 by using the lithography technique, and the active region 1 is formed.
5 is formed.

【0012】この後、図4及び図22に示されるように
素子分離溝35に例えば酸化膜などの絶縁体を積層後、
半導体基板1の上表面位置までエッチングし、素子分離
領域18を形成し、データ転送トランジスタのゲートの
加工並びに該トランジスタのソース13、ドレイン14
を不純物注入並びに熱拡散により形成する。こうして、
トレンチ型キャパシタの上部電極7とデータ転送トラン
ジスタのソース13を接続する。この接続面50で、接
合抵抗が生ずることとなる。
Thereafter, as shown in FIGS. 4 and 22, after an insulator such as an oxide film is laminated in the element isolation trench 35,
The upper surface of the semiconductor substrate 1 is etched to form an element isolation region 18, and the gate of the data transfer transistor is processed and the source 13 and drain 14 of the transistor are processed.
Are formed by impurity implantation and thermal diffusion. Thus
The upper electrode 7 of the trench type capacitor and the source 13 of the data transfer transistor are connected. At this connection surface 50, a junction resistance will be generated.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の半
導体記憶装置及びその製造方法では、以下の課題が生じ
る。微細化を進めていくにつれ、トレンチ型キャパシタ
径、トランジスタのソース領域サイズが共に縮小されて
いく為、ソース領域との接合部がほぼ直線か又は直線に
近い滑らかな弧構造であるために接合部の長さが小さく
なり、結果として接合抵抗も上昇してしまう。メモリセ
ルのキャパシタ容量Cと接合抵抗Rとの積で時定数が決
まり、接合抵抗が大きくなると時定数が増大し、メモリ
セルの書き込み/読み出し特性が劣化することになる。
また、素子分離によるアクティブ領域形成の為のリソグ
ラフィ時に アクティブ領域がトレンチキャパシタに対
し、ずれて形成されると、この接合面積が小さくなり接
合抵抗は更に上昇することになる。すなわち、アクティ
ブ領域がトレンチ領域に対してその長手方向にずれるこ
とで、アクティブ領域とトレンチ領域との接続領域の重
複部分が小さくなり、接合抵抗が増大する。
The conventional semiconductor memory device and the manufacturing method thereof as described above have the following problems. As miniaturization progresses, both the diameter of the trench capacitor and the size of the source region of the transistor decrease, so the junction with the source region has a nearly straight line or a smooth arc structure close to a straight line. Becomes shorter and, as a result, the junction resistance also rises. The time constant is determined by the product of the capacitor capacitance C of the memory cell and the junction resistance R. When the junction resistance increases, the time constant increases and the write / read characteristics of the memory cell deteriorate.
Further, if the active region is formed deviating from the trench capacitor at the time of lithography for forming the active region by element isolation, the junction area becomes small and the junction resistance further increases. That is, the active region is displaced in the longitudinal direction with respect to the trench region, so that the overlapping portion of the connection region between the active region and the trench region becomes small and the junction resistance increases.

【0014】本発明の目的は以上のような従来技術の課
題を解決することにある。特に、本発明の目的は、埋め
込みストラップ部分の抵抗を低減するトレンチキャパシ
タを有する半導体記憶装置及びその製造方法を提供する
ことにある。
An object of the present invention is to solve the above problems of the prior art. In particular, it is an object of the present invention to provide a semiconductor memory device having a trench capacitor that reduces the resistance of a buried strap portion and a method for manufacturing the same.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の特徴は、半導体基板と、この半導体基板の
上表面内に設けられた素子分離領域と、前記半導体基板
中の素子分離領域以外の上表面内に設けられたソース、
ドレインと、この半導体基板上に設けられたゲート電極
を有するデータ転送トランジスタと、前記半導体基板中
の素子分離領域以外の上表面内に設けられたトレンチ溝
と、このトレンチ溝下方の周囲の半導体基板中に設けら
れたキャパシタ電極用拡散層と、このキャパシタ電極用
拡散層に接し、前記トレンチ溝下部側面に設けられたキ
ャパシタ絶縁膜と、このキャパシタ絶縁膜内の前記トレ
ンチ溝内下部に設けられた下部電極と、前記トレンチ溝
内上部の側面に設けられた上部キャパシタ側壁絶縁膜
と、前記下部電極上の前記上部キャパシタ側壁絶縁膜内
の前記トレンチ溝内に設けられた上部キャパシタ電極
と、この上部キャパシタ電極及び前記上部キャパシタ側
壁絶縁膜の上に設けられ、前記データ転送トランジスタ
のソースに接続され、前記ソースとの接続面に凹部分及
び凸部分があり、その凸部分は前記上部キャパシタ側壁
絶縁膜より前記トレンチ溝外側方向に突出し、前記上部
キャパシタ側壁絶縁膜上での厚さが他の部分よりも大き
いソース接続電極とを有する半導体記憶装置である。
To achieve the above object, the present invention is characterized by a semiconductor substrate, an element isolation region provided in the upper surface of the semiconductor substrate, and an element isolation in the semiconductor substrate. A source provided in the upper surface other than the area,
A data transfer transistor having a drain, a gate electrode provided on the semiconductor substrate, a trench groove provided in the upper surface of the semiconductor substrate other than the element isolation region, and a semiconductor substrate around the trench groove. A capacitor electrode diffusion layer provided therein, a capacitor insulating film provided on the lower side surface of the trench groove in contact with the capacitor electrode diffusion layer, and a capacitor insulating film provided below the trench groove in the capacitor insulating film. A lower electrode, an upper capacitor sidewall insulating film provided on an upper side surface in the trench groove, an upper capacitor electrode provided in the trench groove in the upper capacitor sidewall insulating film on the lower electrode, and an upper portion thereof. Provided on a capacitor electrode and the upper capacitor sidewall insulating film, and connected to the source of the data transfer transistor, There is a concave portion and a convex portion on the connection surface with the source, and the convex portion protrudes from the upper capacitor sidewall insulating film in the outer side direction of the trench groove, and has a thickness on the upper capacitor sidewall insulating film more than other portions. Also has a large source connection electrode.

【0016】さらに、本発明の別の特徴は、半導体基板
内に設けられ、電荷を保持するトレンチ型キャパシタ
と、このトレンチ型キャパシタに電荷保持用電圧を供給
するデータ転送トランジスタと、このデータ転送トラン
ジスタのソースと前記トレンチ型キャパシタとの間に接
続され、前記ソース側に対して突出した突出部分及び突
出されていない非突出部分が設けられた埋め込みストラ
ップとを有する半導体記憶装置である。
Another feature of the present invention is that a trench type capacitor provided in a semiconductor substrate for holding charges, a data transfer transistor for supplying a charge holding voltage to the trench type capacitor, and this data transfer transistor. And a trench strap connected between the source and the trench type capacitor, and a buried strap provided with a projecting portion projecting toward the source side and a non-projecting portion not projecting.

【0017】さらに本発明の別の特徴は、半導体基板中
にトレンチ溝を形成し、このトレンチ溝内に下部側面に
キャパシタ絶縁膜を形成し、このキャパシタ絶縁膜の内
側のトレンチ溝内にトレンチ下部電極を形成し、前記ト
レンチ溝内上部側面にトレンチ上部キャパシタ側壁絶縁
膜を形成し、このトレンチ上部キャパシタ側壁絶縁膜の
内側のトレンチ溝内に上部キャパシタ電極を形成する工
程と、前記半導体基板中の前記キャパシタ絶縁膜周囲に
キャパシタ電極用拡散層を形成する工程と、前記上部キ
ャパシタ電極上から前記トレンチ溝外側の前記半導体基
板上にまたがる開口を有するフォトレジストを前記半導
体基板上方に形成する工程と、前記フォトレジストを用
いて、前記フォトレジストの開口部に対してエッチング
を行ない前記半導体基板、前記上部キャパシタ電極、前
記トレンチ上部キャパシタ側壁絶縁膜内に突出部開口を
形成する工程と、前記フォトレジストを除去し、前記突
出部開口及び前記上部キャパシタ電極上に導電層を形成
して、ソース接続電極を形成する工程と、素子形成予定
領域以外の前記半導体基板表面付近をエッチングして素
子分離領域形成用溝を形成する工程と、前記素子分離領
域形成用溝に絶縁膜を埋め込む工程と、前記素子形成予
定領域上の前記半導体基板上にゲート電極を形成し、前
記半導体基板中にソース及びドレインを形成して、この
ソースを前記ソース接続電極に接続させ、データ転送ト
ランジスタを形成する工程とを具備する半導体記憶装置
の製造方法である。
Another feature of the present invention is that a trench groove is formed in a semiconductor substrate, a capacitor insulating film is formed on a lower side surface in the trench groove, and a trench lower portion is formed in the trench groove inside the capacitor insulating film. Forming an electrode, forming a trench upper capacitor sidewall insulating film on an upper side surface in the trench groove, and forming an upper capacitor electrode in the trench groove inside the trench upper capacitor sidewall insulating film; Forming a diffusion layer for a capacitor electrode around the capacitor insulating film, and forming a photoresist having an opening extending over the semiconductor substrate outside the trench groove from above the upper capacitor electrode above the semiconductor substrate, Using the photoresist, the opening of the photoresist is etched and the semiconductor layer is removed. Forming a projecting opening in the substrate, the upper capacitor electrode, and the trench upper capacitor sidewall insulating film; removing the photoresist; and forming a conductive layer on the projecting opening and the upper capacitor electrode. A step of forming a source connection electrode; a step of forming a device isolation region forming groove by etching the vicinity of the surface of the semiconductor substrate other than the device formation planned region; and a step of filling an insulating film in the device isolation region forming groove. Forming a gate electrode on the semiconductor substrate on the device formation planned region, forming a source and a drain in the semiconductor substrate, connecting the source to the source connection electrode, and forming a data transfer transistor. And a method for manufacturing a semiconductor memory device.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)本実施の形
態の半導体記憶装置の構造を図1乃至図5を用いて説明
する。図1は、本実施の形態の半導体記憶装置の特徴を
表すメモリセルエリアの断面図であり、例えばシリコン
からなる半導体基板1中には、トレンチ溝(トレンチ型
キャパシタ用穴、トレンチ型キャパシタ用孔)2が形成
されている。このトレンチ溝2の下部周囲の半導体基板
1内には、キャパシタ電極用N型拡散層3が設けられて
いる。このトレンチ溝2の下部内の側壁には、例えばシ
リコン窒化膜がキャパシタ電極用N型拡散層3に接して
設けられている。さらにこのシリコン窒化膜の内側にシ
リコン酸化膜が形成されて、あわせてキャパシタ絶縁膜
4として機能する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION (First Embodiment) The structure of a semiconductor memory device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view of a memory cell area showing the characteristics of the semiconductor memory device according to the present embodiment. For example, in a semiconductor substrate 1 made of silicon, trench grooves (holes for trench type capacitors, holes for trench type capacitors) are formed. 2) is formed. An N-type diffusion layer 3 for a capacitor electrode is provided in the semiconductor substrate 1 around the lower part of the trench groove 2. A silicon nitride film, for example, is provided on the side wall in the lower portion of the trench groove 2 so as to be in contact with the N-type diffusion layer 3 for a capacitor electrode. Further, a silicon oxide film is formed inside the silicon nitride film and also functions as a capacitor insulating film 4.

【0019】さらに、トレンチ溝2の下部内のキャパシ
タ絶縁膜4内には、例えばAs+を添加した非晶質シリ
コンが充填された下部キャパシタ電極5が形成されてい
る。下部キャパシタ電極5上のトレンチ溝2側壁には、
上部キャパシタ側壁絶縁膜6が設けられている。
Further, a lower capacitor electrode 5 filled with, for example, As + -doped amorphous silicon is formed in the capacitor insulating film 4 in the lower portion of the trench groove 2. On the side wall of the trench groove 2 on the lower capacitor electrode 5,
An upper capacitor sidewall insulating film 6 is provided.

【0020】さらに、上部キャパシタ側壁絶縁膜6内の
トレンチ溝2内には、As+が添加された非晶質シリコ
ンが充填されて、上部キャパシタ電極7が設けられて、
下部キャパシタ電極5に接続されている。上部キャパシ
タ電極7上には、ポリシリコンからなるソース接続電極
(埋め込みストラップ)8が形成されている。このソー
ス接続電極8は、上部キャパシタ側壁絶縁膜6上からト
レンチ溝2の外側に相当する半導体基板1上部の一部分
まで突出して形成されている。ここで、ソース接続電極
8は、上部キャパシタ側壁絶縁膜6上で最も深くまで形
成され、その周辺では、厚さが若干薄く形成されてい
る。さらにその上部キャパシタ側壁絶縁膜6周辺部から
離間した上部キャパシタ電極上のソース接続電極8は、
その厚さはさらに薄く形成されている。こうして、キャ
パシタ電極用N型拡散層3、キャパシタ絶縁膜4、下部
キャパシタ電極5、上部キャパシタ側壁絶縁膜6、上部
キャパシタ電極7、ソース接続電極8、上部絶縁膜9か
らなるトレンチキャパシタが形成されている。
Further, the trench groove 2 in the upper capacitor side wall insulating film 6 is filled with amorphous silicon to which As + is added, and the upper capacitor electrode 7 is provided.
It is connected to the lower capacitor electrode 5. A source connection electrode (embedded strap) 8 made of polysilicon is formed on the upper capacitor electrode 7. The source connection electrode 8 is formed so as to protrude from the upper capacitor side wall insulating film 6 to a part of the upper portion of the semiconductor substrate 1 corresponding to the outside of the trench groove 2. Here, the source connection electrode 8 is formed to the deepest position on the upper capacitor side wall insulating film 6 and is formed to have a slightly thin thickness in the periphery thereof. Further, the source connection electrode 8 on the upper capacitor electrode, which is separated from the peripheral portion of the upper capacitor side wall insulating film 6, is
The thickness is further reduced. Thus, a trench capacitor including the N-type diffusion layer 3 for capacitor electrode, the capacitor insulating film 4, the lower capacitor electrode 5, the upper capacitor sidewall insulating film 6, the upper capacitor electrode 7, the source connecting electrode 8 and the upper insulating film 9 is formed. There is.

【0021】このソース接続電極8上には上部絶縁膜9
が形成され、この上部絶縁膜9上には、ゲート絶縁膜1
0を介して、例えば多結晶シリコンゲート電極層11及
びWSiゲート電極層12が形成されている。この多結
晶シリコンゲート電極層11及びWSiゲート電極層1
2下方の半導体基板1の上面付近には、ソース接続電極
8に接続されるソース13が形成されている。また、ソ
ース13が形成される領域に多結晶シリコンゲート電極
層11及びWSiゲート電極層12下方の半導体基板1
の上面付近にドレイン14が形成されている。このソー
ス13、ドレイン14は、半導体基板1の上面付近のア
クティブ領域15内に設けられている。多結晶シリコン
ゲート電極層11及びWSiゲート電極層12の側面に
は、SiNなどから形成されたゲート側壁絶縁膜16が
設けられている。
An upper insulating film 9 is formed on the source connecting electrode 8.
Is formed, and the gate insulating film 1 is formed on the upper insulating film 9.
For example, a polycrystalline silicon gate electrode layer 11 and a WSi gate electrode layer 12 are formed via the 0. The polycrystalline silicon gate electrode layer 11 and the WSi gate electrode layer 1
A source 13 connected to the source connection electrode 8 is formed near the upper surface of the semiconductor substrate 1 below the semiconductor substrate 1. The semiconductor substrate 1 below the polycrystalline silicon gate electrode layer 11 and the WSi gate electrode layer 12 is formed in the region where the source 13 is formed.
The drain 14 is formed near the upper surface of the. The source 13 and the drain 14 are provided in the active region 15 near the upper surface of the semiconductor substrate 1. A gate sidewall insulating film 16 made of SiN or the like is provided on the side surfaces of the polycrystalline silicon gate electrode layer 11 and the WSi gate electrode layer 12.

【0022】さらに、アクティブ領域15上には、連続
して複数の多結晶シリコンゲート電極層11、WSiゲ
ート電極層12、及びゲート側壁絶縁膜16が設けられ
ている。トレンチキャパシタは、一定間隔を隔てて半導
体基板1中に形成されていて、隣接して形成された1対
のトレンチキャパシタ間のアクティブ領域15中には、
素子分離領域18が設けられている。各トレンチキャパ
シタ上には、多結晶シリコンゲート電極層11、WSi
ゲート電極層12、及びゲート側壁絶縁膜16が一つず
つ設けられている。隣接して形成された1対のトレンチ
キャパシタ間のアクティブ領域15中には、素子分離領
域18が形成されている。さらに離間して配置された2
つのトレンチキャパシタ間には、多結晶シリコンゲート
電極層11、WSiゲート電極層12、ゲート側壁絶縁
膜16、ソース13、ドレイン14からなるデータ転送
トランジスタが2つ形成されている。この多結晶シリコ
ンゲート電極層11及びWSiゲート電極層12がワー
ド線として機能する。
Further, on the active region 15, a plurality of polycrystalline silicon gate electrode layers 11, WSi gate electrode layers 12 and a gate sidewall insulating film 16 are continuously provided. The trench capacitors are formed in the semiconductor substrate 1 at regular intervals, and in the active region 15 between a pair of adjacent trench capacitors,
An element isolation region 18 is provided. A polycrystalline silicon gate electrode layer 11 and a WSi layer are formed on each trench capacitor.
The gate electrode layer 12 and the gate sidewall insulating film 16 are provided one by one. An element isolation region 18 is formed in the active region 15 between a pair of trench capacitors formed adjacent to each other. 2 further apart
Two data transfer transistors composed of a polycrystalline silicon gate electrode layer 11, a WSi gate electrode layer 12, a gate sidewall insulating film 16, a source 13 and a drain 14 are formed between two trench capacitors. The polycrystalline silicon gate electrode layer 11 and the WSi gate electrode layer 12 function as word lines.

【0023】離間して配置された2つのトレンチキャパ
シタ間に設けられた2つのデータ転送トランジスタのド
レイン14は共通して1つ設けられている。また、隣接
した1対のトレンチキャパシタは、キャパシタ電極用N
型拡散層3は互いに接続されている。また、それぞれの
トレンチキャパシタ上には、図1に現れない他のトレン
チキャパシタのデータ転送トランジスタが設けられてい
る。
One drain 14 of the two data transfer transistors provided between the two trench capacitors spaced apart is provided in common. In addition, a pair of adjacent trench capacitors is a capacitor electrode N
The mold diffusion layers 3 are connected to each other. Further, data transfer transistors of other trench capacitors not shown in FIG. 1 are provided on the respective trench capacitors.

【0024】ここで、図1は、上面図である図2の“A
−B”線における断面図であり、図2においては、デー
タ転送トランジスタは図示を省略している。図2に示さ
れた上面図では、離間して配置されたトレンチ溝2間に
は、素子分離領域18で囲まれてアクティブ領域15が
設けられている。アクティブ領域15は、その端部が半
楕円である長方形となっていて、トレンチ溝2内にもア
クティブ領域15以外は素子分離領域18が形成されて
いる。アクティブ領域15の幅は、例えば約0.175
μmとすることができる。突出部20の長さは、このア
クティブ領域15の幅よりも小さい。上面図に示される
ように、1つのアクティブ領域の同一行の上下に他のア
クティブ領域が行状に長手方向にずれて形成されてい
る。
Here, FIG. 1 is a top view of FIG.
2 is a cross-sectional view taken along the line -B ", and the data transfer transistor is not shown in FIG. 2. In the top view shown in FIG. An active region 15 is provided surrounded by an isolation region 18. The active region 15 has a rectangular shape with a semi-elliptical end portion, and the element isolation region 18 other than the active region 15 is also formed in the trench groove 2. The width of the active region 15 is, for example, about 0.175.
It can be μm. The length of the protrusion 20 is smaller than the width of the active region 15. As shown in the top view, another active region is formed in rows above and below the same line in one active region, being shifted in the longitudinal direction.

【0025】ここで、アクティブ領域15に面した1つ
のトレンチ溝2には、3つの突出部20が設けられてい
る。このアクティブ領域15に面した部分以外では、小
判形状、すなわち、曲線部と直線部の組み合わせ形状と
なっている。
Here, one trench groove 2 facing the active region 15 is provided with three projecting portions 20. Except for the portion facing the active region 15, the shape is oval, that is, the combined shape of the curved portion and the straight portion.

【0026】図2において省略されたデータ転送ゲート
を示した上面図を図3に示す。図3に示されるように、
データ転送トランジスタの最上層であるWSiゲート電
極層12が複数本、一定間隔を隔てて互いに平行に直線
状に形成されている。
FIG. 3 is a top view showing the data transfer gate omitted in FIG. As shown in FIG.
A plurality of WSi gate electrode layers 12, which is the uppermost layer of the data transfer transistor, are linearly formed in parallel with each other at regular intervals.

【0027】次に、図2における“C−D”線上での断
面を図4に示す。ここで、図1に示される断面と異なる
点は、トレンチキャパシタのソース接続電極8及び上部
絶縁膜9のソース13との接続面に凹凸がない点であ
る。すなわち、ソース接続電極8及び上部絶縁膜9はそ
の下側の上部キャパシタ側壁絶縁膜6の側面と同一の側
面にて、ソース13と接触している。
Next, FIG. 4 shows a cross section taken along the line "CD" in FIG. Here, the point different from the cross section shown in FIG. 1 is that the source connection electrode 8 of the trench capacitor and the connection surface of the upper insulating film 9 with the source 13 are not uneven. That is, the source connection electrode 8 and the upper insulating film 9 are in contact with the source 13 on the same side surface as the lower capacitor side wall insulating film 6 side surface.

【0028】次に、図1におけるM部分の拡大図を図5
に示す。ここで、ソース接続電極8及び上部絶縁膜9の
突出部20は、上部キャパシタ側壁絶縁膜6よりもソー
ス13側に突出して、その深さが突出部20以外のソー
ス接続電極8よりも深いソース側突出部21を有してい
る。さらにソース接続電極8の突出部20は、トレンチ
溝2側にその深さが突出部20以外のソース接続電極8
よりも深いトレンチ側突出部22を有している。また、
ソース接続電極8の突出部20は、上部キャパシタ側壁
絶縁膜6上では、その深さが他の領域よりも最も深く形
成されている。このように、図1の断面においては、ト
レンチ型キャパシタのアクティブ領域との接合部分であ
るソース接続電極8にその深さ方向の底部において凸凹
の段差を設けている。
Next, an enlarged view of the M portion in FIG. 1 is shown in FIG.
Shown in. Here, the source connection electrode 8 and the protruding portion 20 of the upper insulating film 9 protrude toward the source 13 side with respect to the upper capacitor sidewall insulating film 6, and the depth thereof is deeper than the source connecting electrode 8 other than the protruding portion 20. It has a side protrusion 21. Further, the protruding portion 20 of the source connecting electrode 8 has a depth on the trench groove 2 side other than the protruding portion 20.
It has a trench-side protrusion 22 that is deeper than the above. Also,
The projecting portion 20 of the source connection electrode 8 is formed on the upper capacitor side wall insulating film 6 so as to have the deepest depth than the other regions. As described above, in the cross section of FIG. 1, the source connection electrode 8 which is a junction with the active region of the trench type capacitor is provided with uneven steps at the bottom in the depth direction.

【0029】トレンチキャパシタに隣接するデータ転送
トランジスタは、トレンチキャパシタの記憶内容を入出
力させて、ワード線へ電位を伝達する。図2に示された
最上行に設けられたアクティブ領域のデータ転送トラン
ジスタのゲート電極が、図1に示されたトレンチキャパ
シタ上に形成されたワード線に該当する。互いに隣接す
るデータ転送トランジスタのゲート間の共有化されてい
るドレインには、ビット線コンタクト(図示せず)が接
続され、ワード線上に設けられたビット線(図示せず)
に接続されている。さらに、半導体基板上には、層間絶
縁膜(図示せず)が形成されて、ゲート電極やビット線
などを被覆している。
The data transfer transistor adjacent to the trench capacitor inputs / outputs the stored contents of the trench capacitor and transmits the potential to the word line. The gate electrode of the data transfer transistor in the active region provided in the uppermost row shown in FIG. 2 corresponds to the word line formed on the trench capacitor shown in FIG. A bit line contact (not shown) is connected to the shared drain between the gates of the data transfer transistors adjacent to each other, and a bit line (not shown) provided on the word line is connected.
It is connected to the. Further, an interlayer insulating film (not shown) is formed on the semiconductor substrate to cover the gate electrode, the bit line and the like.

【0030】ここで、トレンチキャパシタとデータ転送
トランジスタのソースとを接続する埋め込みストラップ
として機能するトレンチキャパシタ上部のソース接続電
極8は、その不純物濃度を高く設定することで、抵抗値
を低下できるので、本実施の形態の構造に組み合わせる
と、接触抵抗を一層低減できる。
Here, since the source connection electrode 8 on the upper portion of the trench capacitor, which functions as an embedded strap for connecting the trench capacitor and the source of the data transfer transistor, can have its resistance value lowered by setting its impurity concentration high, When combined with the structure of this embodiment, the contact resistance can be further reduced.

【0031】上述にて説明した通り、本実施の形態の半
導体記憶装置によれば、トレンチ型キャパシタとデータ
転送トランジスタとの間に形成される埋め込みストラッ
プ部分の抵抗を低減することが可能である。
As described above, according to the semiconductor memory device of the present embodiment, it is possible to reduce the resistance of the embedded strap portion formed between the trench type capacitor and the data transfer transistor.

【0032】すなわち、本実施の形態である図2に示さ
れる構造の場合、アクティブ領域15の幅をX0とした
場合、埋め込みストラップ部分の10分の3の直径(=3
/10×X0)を有する突出部を3つ設けて、かつ、そ
の間隔を互いに埋め込みストラップ部分の5分の1(=1
/5×X0)ずつ設けると、そのアクティブ領域とトレ
ンチキャパシタが接触する埋め込みストラップ部分の合
計した長さXは、π=3.14 とすると下式のように表
される。下式において、第1項は3つの孔の間隔が2つ
あることを示し、第2項は半円周が1つあること示し、
第3項は1/4周の円周が2つあることを示している。
That is, in the case of the structure shown in FIG. 2 which is the present embodiment, assuming that the width of the active region 15 is X0, the diameter of the embedded strap portion is ⅓ (= 3).
/ 10 × X0) are provided, and the protrusions are embedded in each other, and the intervals are 1/5 (= 1) of the strap portion.
/ 5 × X0) each, the total length X of the buried strap portion in contact with the active region and the trench capacitor is represented by the following equation, where π = 3.14. In the formula below, the first term indicates that there are two intervals between the three holes, and the second term indicates that there is one semicircle,
The third term indicates that there are two quarter circles.

【0033】[0033]

【数1】 この数式に示されるように、直線状に埋め込みストラッ
プが形成された場合の長さに相当するX0よりも30%
近く接合長さを大きくすることができる。
[Equation 1] As shown in this formula, the length is 30% more than X0 corresponding to the length when the embedded strap is formed linearly.
The joint length can be increased in the vicinity.

【0034】また、本実施の形態の構造によれば、微細
化を進めて接触距離が1.3分の1倍までの範囲で接触
距離が縮んでも、影響がない。
Further, according to the structure of the present embodiment, there is no effect even if the contact distance is shortened in the range of up to 1.3 times as long as the contact distance is reduced.

【0035】また、本実施の形態の構造によれば、接触
距離が1.3倍となるので、接触抵抗を1.3分の1、
すなわち約74.5%に減少できる。本実施の形態で
は、メモリセル構成素子であるトレンチキャパシタとデ
ータ転送トランジスタのソース領域との接合抵抗を低減
させる。
Further, according to the structure of the present embodiment, the contact distance is 1.3 times, so that the contact resistance is 1 / 1.3.
That is, it can be reduced to about 74.5%. In the present embodiment, the junction resistance between the trench capacitor, which is a memory cell constituent element, and the source region of the data transfer transistor is reduced.

【0036】次に、本実施の形態にかかる半導体記憶装
置の製造方法を、図1乃至図10を用いて説明する。ま
ず、図6(A)に示されるようにアクティブ領域に相当
する半導体基板1上に四角形状の島状にガラスマスク
(図示せず)を置いて、マスク外の半導体基板のトレン
チキャパシタ形成予定領域に複数のトレンチ溝2を形成
する。トレンチ溝2は、上面から見るとガラスマスクの
四角形をリソグラフィ技術により転写され四隅が丸まっ
た楕円に近い形状を維持している。
Next, a method of manufacturing the semiconductor memory device according to this embodiment will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 6A, a glass mask (not shown) is placed in a rectangular island shape on the semiconductor substrate 1 corresponding to the active region, and the trench capacitor formation planned region of the semiconductor substrate outside the mask is placed. A plurality of trench grooves 2 are formed in. The trench groove 2 maintains a shape close to an ellipse in which four corners are rounded when a quadrangle of a glass mask is transferred by a lithography technique when viewed from the top surface.

【0037】次に、トレンチ溝2下部の側面を酸化して
シリコン酸化膜を表面上に形成する。この際、半導体基
板の露出面にシリコン窒化膜を形成する。次に、酸化を
行ってシリコン酸化膜を形成する。さらに、トレンチ下
部のシリコン酸化膜上に。こうして、キャパシタ絶縁膜
4を形成する。
Next, the side surface under the trench groove 2 is oxidized to form a silicon oxide film on the surface. At this time, a silicon nitride film is formed on the exposed surface of the semiconductor substrate. Next, oxidation is performed to form a silicon oxide film. Furthermore, on the silicon oxide film under the trench. Thus, the capacitor insulating film 4 is formed.

【0038】次に、トレンチ溝2内部に非晶質シリコン
層を埋め込み、トレンチ溝2の下部のみに残るようにし
てトレンチ溝2の上部では、半導体基板1が露出するま
で非晶質シリコン層を除去して、下部キャパシタ電極5
を形成する。
Next, an amorphous silicon layer is buried inside the trench groove 2 and left only in the lower portion of the trench groove 2, so that the amorphous silicon layer is formed in the upper portion of the trench groove 2 until the semiconductor substrate 1 is exposed. Remove and remove the lower capacitor electrode 5
To form.

【0039】次に、トレンチ溝2の上部にシリコン酸化
膜をCVD法にて堆積し、トレンチ溝2の上部側面のみ
に残るようにトレンチ溝2の上部内のシリコン酸化膜を
除去して、上部キャパシタ側壁絶縁膜6を形成する。
Next, a silicon oxide film is deposited on the upper portion of the trench groove 2 by the CVD method, and the silicon oxide film in the upper portion of the trench groove 2 is removed so that only the upper side surface of the trench groove 2 remains. The capacitor sidewall insulating film 6 is formed.

【0040】次に、トレンチ溝2の上部に非晶質シリコ
ンを堆積して、上部キャパシタ電極7を形成する。
Next, amorphous silicon is deposited on the trench groove 2 to form the upper capacitor electrode 7.

【0041】この状態での上面図が図6(B)に相当
し、各トレンチ溝2内部の側面には、上部キャパシタ側
壁絶縁膜6が形成され、この上部キャパシタ側壁絶縁膜
6の内面には上部キャパシタ電極7が形成されている。
この図6(B)における“E−F”線上での断面が図6
(A)に相当する。
A top view in this state corresponds to FIG. 6B, the upper capacitor side wall insulating film 6 is formed on the side surface inside each trench groove 2, and the inner surface of the upper capacitor side wall insulating film 6 is formed. The upper capacitor electrode 7 is formed.
The cross section taken along the line "EF" in FIG. 6B is shown in FIG.
It corresponds to (A).

【0042】次に、各トレンチ溝2の側面に3つの開口
を形成するためのホールパターン開口30を持つガラス
マスクを用意する。ここで、ガラスマスクは数チップご
とに転写するため、数チップ分のパターンが形成されて
いる。
Next, a glass mask having a hole pattern opening 30 for forming three openings on the side surface of each trench groove 2 is prepared. Since the glass mask is transferred every several chips, a pattern for several chips is formed.

【0043】次に、図7(A)に断面が示されるように
半導体基板1のメモリセルエリアに四角形のガラスマス
クのパターンをフォトレジスト31としてリソグラフィ
により半導体基板に転写する。このようにフォトレジス
ト31中には、ホールパターン開口30が設けられてい
る。このホールパターン開口30中には、トレンチ上部
キャパシタ電極7の端部上表面、上部キャパシタ絶縁膜
6の上表面、及び半導体基板1のトレンチ溝2に接する
部分の上表面端部が露出している。この図7(A)に示
された状態での上面は図7(B)に示される。図7
(B)において、各トレンチ溝2の端部に相当する位置
に3つのホールパターン開口30が設けられている。こ
の図7(B)における“G−H”線上での断面が図7
(A)に相当する。
Next, as shown in the cross section of FIG. 7A, a rectangular glass mask pattern is transferred as a photoresist 31 onto the semiconductor substrate by lithography in the memory cell area of the semiconductor substrate 1. As described above, the hole pattern opening 30 is provided in the photoresist 31. In the hole pattern opening 30, the upper surface of the end of the trench upper capacitor electrode 7, the upper surface of the upper capacitor insulating film 6, and the upper surface of the semiconductor substrate 1 in contact with the trench groove 2 are exposed. . The upper surface in the state shown in FIG. 7 (A) is shown in FIG. 7 (B). Figure 7
In (B), three hole pattern openings 30 are provided at positions corresponding to the ends of each trench groove 2. The cross section taken along the line "GH" in FIG. 7B is shown in FIG.
It corresponds to (A).

【0044】次に、図8に断面が示されるように例えば
ドライエッチングによりフォトレジスト31を用いて、
突出部開口33をトレンチ溝2端部上に形成する。
Next, as shown in the cross section of FIG. 8, using a photoresist 31 by, for example, dry etching,
The protrusion opening 33 is formed on the end of the trench groove 2.

【0045】次に、図9(A)に断面が示されるように
フォトレジスト31をアッシング(灰化処理)にて、除
去する。次に、この突出部開口33内とトレンチ上部キ
ャパシタ電極7上に例えばAs+を添加した非晶質シリ
コンを堆積して、ソース接続電極8を形成する。この部
分の形成の際、適宜エッチングや不純物の熱拡散を行
う。この断面を上から見た状態が図9(B)に示され
る。図9(B)に示されるように、離間したトレンチ溝
2同士の対向面には、それぞれ3つずつの突出部20が
設けられている。また、隣接した1対にトレンチ溝2同
士の対向する面は直線状である。この図9(B)におけ
る“I−J”線上での断面が図9(A)に示される断面
図である。
Next, as shown in the cross section of FIG. 9A, the photoresist 31 is removed by ashing (ashing treatment). Next, the source connection electrode 8 is formed by depositing, for example, As + -doped amorphous silicon in the protrusion opening 33 and on the trench upper capacitor electrode 7. When forming this portion, etching and thermal diffusion of impurities are appropriately performed. The state of this cross section viewed from above is shown in FIG. As shown in FIG. 9B, three protruding portions 20 are provided on each of the facing surfaces of the trench grooves 2 that are separated from each other. Further, the surfaces of the trench grooves 2 facing each other in a pair adjacent to each other are linear. 9A is a cross-sectional view of the cross section taken along the line "I-J" in FIG. 9B.

【0046】次に、リソグラフィにより、素子分離領域
(Shallow Trench Isolation、以下STIと称する)
形成予定領域にSTI形成用のフォトレジスト(図示せ
ず)を形成する。
Next, element isolation regions (Shallow Trench Isolation, hereinafter referred to as STI) are formed by lithography.
A photoresist (not shown) for forming the STI is formed in the planned formation region.

【0047】次に、図10に示されるようにこのフォト
レジストをマスクとして用いてSTI形成予定領域の上
部絶縁膜9、ソース接続電極8、上部キャパシタ電極7
及び上部キャパシタ側壁絶縁膜6をエッチングによって
除去し、STI形成用の素子分離溝35の島状パターン
を形成する。
Next, as shown in FIG. 10, using this photoresist as a mask, the upper insulating film 9, the source connection electrode 8 and the upper capacitor electrode 7 in the STI formation planned region are formed.
Then, the upper capacitor sidewall insulating film 6 is removed by etching to form an island pattern of the element isolation trench 35 for STI formation.

【0048】次に、図1に示されるように各STI形成
用の素子分離溝35内に絶縁膜を埋め込んで、素子分離
領域18を形成し、隣接するトレンチキャパシタ間を上
面付近で分離する。この際、トレンチ溝2の露出した表
面であるソース接続電極8上に上部絶縁膜9が形成され
る。
Next, as shown in FIG. 1, an insulating film is buried in the element isolation trench 35 for forming each STI to form an element isolation region 18, and adjacent trench capacitors are isolated near the upper surface. At this time, the upper insulating film 9 is formed on the source connection electrode 8 which is the exposed surface of the trench groove 2.

【0049】次に、素子分離領域18で囲まれたアクテ
ィブ領域15上及びトレンチキャパシタ上にゲート絶縁
膜10、多結晶シリコンゲート電極層11、WSiゲー
ト電極層12を堆積して、ゲート形状に加工する。次
に、ゲート周囲にゲート側壁絶縁膜16を形成して、こ
のゲート側壁絶縁膜16、ゲート絶縁膜10、多結晶シ
リコンゲート電極層11、WSiゲート電極層12をマ
スクとして、アクティブ領域15中にソース13、ドレ
イン14を形成する。こうして、本実施の形態の半導体
記憶装置を得る。
Next, the gate insulating film 10, the polycrystalline silicon gate electrode layer 11, and the WSi gate electrode layer 12 are deposited on the active region 15 surrounded by the element isolation region 18 and on the trench capacitor, and processed into a gate shape. To do. Next, a gate side wall insulating film 16 is formed around the gate, and the gate side wall insulating film 16, the gate insulating film 10, the polycrystalline silicon gate electrode layer 11, and the WSi gate electrode layer 12 are used as masks in the active region 15. The source 13 and the drain 14 are formed. Thus, the semiconductor memory device of this embodiment is obtained.

【0050】また、本実施の形態の製造方法によれば、
素子分離溝を転写する時にトレンチキャパシタに対して
ズレが生じた場合でも凹凸が無い場合に比べ接触部分の
減少を押さえることができ、抵抗上昇を抑制することが
できる。
Further, according to the manufacturing method of the present embodiment,
Even if the trench capacitor is misaligned when the element isolation trench is transferred, it is possible to suppress a decrease in the contact portion and suppress an increase in resistance as compared with the case where there is no unevenness.

【0051】さらにまた、本実施の形態の製造方法によ
ればトレンチキャパシタとデータ転送トランジスタの接
触部分が長くなるので、トレンチキャパシタとアクティ
ブ領域との間のずれが、増加しても例えば1.3分の1
倍までの範囲で接触距離が縮んでも、影響がない。
Furthermore, according to the manufacturing method of the present embodiment, since the contact portion between the trench capacitor and the data transfer transistor becomes long, even if the displacement between the trench capacitor and the active region is increased, for example, 1.3. One-third
Even if the contact distance is reduced in the range up to twice, it has no effect.

【0052】(第2の実施の形態)本実施の形態にかか
る半導体記憶装置を、図1、図3、図4、及び図11を
用いて説明する。本実施の形態の半導体記憶装置のデー
タ転送トランジスタを省略して示す上面図である図11
において、1行分のアクティブ領域を示す。ここで、デ
ータ転送トランジスタを省略せずに示した“A−B”線
上での断面は図1に示される通りであり、データ転送ト
ランジスタを省略せずに示した“C−D”線上での断面
は図4に示される通りである。さらに、データ転送トラ
ンジスタを含めて示した上面図は図3に示される通りで
ある。
(Second Embodiment) A semiconductor memory device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 3, 4, and 11. FIG. 11 is a top view showing the semiconductor memory device of the present embodiment with the data transfer transistor omitted.
In, the active area for one row is shown. Here, the cross section on the "AB" line without omitting the data transfer transistor is as shown in FIG. 1, and the cross section on the "CD" line without omitting the data transfer transistor is shown. The cross section is as shown in FIG. Further, the top view including the data transfer transistor is as shown in FIG.

【0053】図11において、離間して配置されたトレ
ンチ溝2間には、素子分離領域18で囲まれてアクティ
ブ領域15が設けられている。アクティブ領域15は、
その端部が半楕円である長方形となっていて、トレンチ
溝2内にもアクティブ領域15以外は素子分離領域18
が形成されている。アクティブ領域15の幅は、例えば
約0.175μmとすることができる。突出部20の長
さは、このアクティブ領域15の幅よりも小さい。上面
図に示されるように、1つのアクティブ領域の同一行の
上下に他のアクティブ領域が行状に長手方向にずれて形
成されている。
In FIG. 11, an active region 15 is provided between the trench grooves 2 arranged apart from each other and surrounded by an element isolation region 18. The active area 15 is
The end portion is a rectangle with a semi-elliptical shape, and the element isolation region 18 is formed in the trench groove 2 except for the active region 15.
Are formed. The width of the active region 15 can be set to about 0.175 μm, for example. The length of the protrusion 20 is smaller than the width of the active region 15. As shown in the top view, another active region is formed in rows above and below the same line in one active region, being shifted in the longitudinal direction.

【0054】ここで、アクティブ領域15に面したトレ
ンチ溝2には、2つの突出部20が設けられている。こ
のアクティブ領域15に面した部分以外では、小判形
状、すなわち、曲線部と直線部の組み合わせ形状となっ
ている。
Here, the trench groove 2 facing the active region 15 is provided with two projecting portions 20. Except for the portion facing the active region 15, the shape is oval, that is, the combined shape of the curved portion and the straight portion.

【0055】なお、1つのトレンチキャパシタごとに設
けられる突出部の数やその大きさは、図11に示された
構成に限られるものではなく、他の個数や大きさを持つ
突出部としてもよい。上述の通り、図11に示された構
造以外については、第1の実施の形態の構造と同様であ
るので説明は省略する。本実施の形態の半導体記憶装置
では、第1の実施の形態同様の効果を得ることができ
る。
The number and size of the protrusions provided for each trench capacitor are not limited to those shown in FIG. 11, and protrusions having other numbers and sizes may be used. . As described above, the structure other than the structure shown in FIG. 11 is the same as the structure of the first embodiment, and the description thereof will be omitted. In the semiconductor memory device of this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

【0056】次に、本実施の形態にかかる半導体記憶装
置の製造方法を、図6(A)、図6(B)、図7
(A)、図8,図9(A)、図9(B)、図10乃至図
13を用いて説明する。まず、図6(A)及び図6
(B)に示される構造を第1の実施の形態同様に形成す
る。
Next, a method of manufacturing the semiconductor memory device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 6 (A), 6 (B) and 7
This will be described with reference to (A), FIG. 8, FIG. 9 (A), FIG. 9 (B), and FIGS. First, FIG. 6A and FIG.
The structure shown in (B) is formed similarly to the first embodiment.

【0057】次に、各トレンチ溝2の側面に2つの開口
を形成するためのホールパターン開口30を持つガラス
マスクを用意する。ここで、ガラスマスクは数チップご
とに転写するため、数チップ分のパターンが形成されて
いる。
Next, a glass mask having a hole pattern opening 30 for forming two openings on the side surface of each trench groove 2 is prepared. Since the glass mask is transferred every several chips, a pattern for several chips is formed.

【0058】次に、図7(A)に断面が示されるように
半導体基板1のメモリセルエリアに四角形のガラスマス
クのパターンをフォトレジスト31としてリソグラフィ
により半導体基板に転写する。このようにフォトレジス
ト31中には、ホールパターン開口30が設けられてい
る。このホールパターン開口30中には、トレンチ上部
キャパシタ電極7の端部上表面、上部キャパシタ絶縁膜
6の上表面、及び半導体基板1のトレンチ溝2に接する
部分の上表面端部が露出している。この図7(A)に示
された状態での上面は図12に示される。図12におい
て、各トレンチ溝2の端部に相当する位置に2つのホー
ルパターン開口30が設けられている。この図12にお
ける“G−H”線上での断面が図7(A)に相当する。
Next, as shown in the cross section of FIG. 7A, a rectangular glass mask pattern is transferred as a photoresist 31 onto the semiconductor substrate by lithography in the memory cell area of the semiconductor substrate 1. As described above, the hole pattern opening 30 is provided in the photoresist 31. In the hole pattern opening 30, the upper surface of the end of the trench upper capacitor electrode 7, the upper surface of the upper capacitor insulating film 6, and the upper surface of the semiconductor substrate 1 in contact with the trench groove 2 are exposed. . The upper surface in the state shown in FIG. 7A is shown in FIG. In FIG. 12, two hole pattern openings 30 are provided at positions corresponding to the ends of each trench groove 2. The cross section taken along the line “GH” in FIG. 12 corresponds to FIG.

【0059】次に、図8に断面が示されるように例えば
ドライエッチングによりフォトレジスト31を用いて、
突出部開口33をトレンチ溝2端部上に形成する。
Next, as shown in the cross section of FIG. 8, using a photoresist 31 by, for example, dry etching,
The protrusion opening 33 is formed on the end of the trench groove 2.

【0060】次に、図9(A)に断面が示されるように
フォトレジスト5をアッシング(灰化処理)にて、除去
する。次に、この突出部開口33内とトレンチ上部キャ
パシタ電極7上に例えばAs+を添加した非晶質シリコ
ンを堆積して、ソース接続電極8を形成する。この部分
の形成の際、適宜エッチングや不純物の熱拡散を行う。
この断面を上から見た状態が図13に示される。図13
に示されるように、離間したトレンチ溝2同士の対向面
には、それぞれ2つずつの突出部20が設けられてい
る。また、隣接した1対にトレンチ溝2同士の対向する
面は直線状である。この図13における“I−J”線上
での断面が図9(A)に示される断面図である。
Next, as shown in the cross section of FIG. 9A, the photoresist 5 is removed by ashing (ashing treatment). Next, the source connection electrode 8 is formed by depositing, for example, As + -doped amorphous silicon in the protrusion opening 33 and on the trench upper capacitor electrode 7. When forming this portion, etching and thermal diffusion of impurities are appropriately performed.
FIG. 13 shows a state in which this cross section is viewed from above. FIG.
As shown in FIG. 2, two protruding portions 20 are provided on each of the facing surfaces of the separated trench grooves 2. Further, the surfaces of the trench grooves 2 facing each other in a pair adjacent to each other are linear. The cross section taken along the line "I-J" in FIG. 13 is a cross sectional view shown in FIG.

【0061】次に、リソグラフィにより、素子分離領域
形成予定領域にSTI形成用のフォトレジスト(図示せ
ず)を形成する。
Next, a photoresist (not shown) for STI formation is formed in the element isolation region formation planned region by lithography.

【0062】次に、図10に示されるようにこのフォト
レジストをマスクとして用いてSTI形成予定領域の上
部絶縁膜9、ソース接続電極8、上部キャパシタ電極7
及び上部キャパシタ側壁絶縁膜6をエッチングによって
除去し、STI形成用の素子分離用溝35の島状パター
ンを形成する。
Next, as shown in FIG. 10, using this photoresist as a mask, the upper insulating film 9, the source connection electrode 8, and the upper capacitor electrode 7 in the STI formation planned region are formed.
Then, the upper capacitor sidewall insulating film 6 is removed by etching to form an island pattern of the element isolation trench 35 for STI formation.

【0063】次に、図1に示されるように各STI形成
用の素子分離用溝35内に絶縁膜を埋め込んで、素子分
離領域18を形成し、隣接するトレンチキャパシタ間を
上面付近で分離する。この際、トレンチ溝2の露出した
表面であるソース接続電極8上に上部絶縁膜9が形成さ
れる。
Next, as shown in FIG. 1, an insulating film is buried in the element isolation trench 35 for forming each STI to form an element isolation region 18, and adjacent trench capacitors are isolated near the upper surface. . At this time, the upper insulating film 9 is formed on the source connection electrode 8 which is the exposed surface of the trench groove 2.

【0064】次に、素子分離領域18で囲まれたアクテ
ィブ領域15上及びトレンチキャパシタ上にゲート絶縁
膜10、多結晶シリコンゲート電極層11、WSiゲー
ト電極層12を堆積して、ゲート形状に加工する。次
に、ゲート周囲にゲート側壁絶縁膜16を形成して、こ
のゲート側壁絶縁膜、ゲート絶縁膜10、多結晶シリコ
ンゲート電極層11、WSiゲート電極層12をマスク
として、アクティブ領域15中にソース13、ドレイン
14を形成する。こうして、本実施の形態の半導体記憶
装置を得る。
Next, the gate insulating film 10, the polycrystalline silicon gate electrode layer 11, and the WSi gate electrode layer 12 are deposited on the active region 15 surrounded by the element isolation region 18 and on the trench capacitor, and processed into a gate shape. To do. Next, a gate sidewall insulating film 16 is formed around the gate, and the gate sidewall insulating film, the gate insulating film 10, the polycrystalline silicon gate electrode layer 11, and the WSi gate electrode layer 12 are used as a mask to form a source in the active region 15. 13 and the drain 14 are formed. Thus, the semiconductor memory device of this embodiment is obtained.

【0065】本実施の形態の半導体記憶装置の製造方法
は、第1の実施の形態の半導体記憶装置の製造方法と同
様の効果を得ることができる。さらに、本実施の形態の
半導体記憶装置では、開口の個数が2つとしたことで開
口間距離を第1の実施の形態よりも大きくでき、開口間
距離が短いことによる歩留まり低下を避けられる。
The method of manufacturing the semiconductor memory device of the present embodiment can achieve the same effects as those of the method of manufacturing the semiconductor memory device of the first embodiment. Further, in the semiconductor memory device of this embodiment, the number of openings is two, so that the distance between openings can be made larger than that in the first embodiment, and the reduction in yield due to the short distance between openings can be avoided.

【0066】(第3の実施の形態)本実施の形態は、第
1の実施の形態同様の構造を有する半導体記憶装置であ
る。このような構造の半導体記憶装置を製造する方法に
ついて図6乃至図9、図14乃至図16を用いて説明す
る。まず、図6(A)及び図6(B)に示される構造を
第1の実施の形態同様に形成する。
(Third Embodiment) This embodiment is a semiconductor memory device having a structure similar to that of the first embodiment. A method of manufacturing the semiconductor memory device having such a structure will be described with reference to FIGS. 6 to 9 and 14 to 16. First, the structure shown in FIGS. 6A and 6B is formed similarly to the first embodiment.

【0067】次に、各トレンチ溝2の側面ごとに2つの
開口を持つホールパターン開口30を持つガラスマスク
を用意する。この際、ホールパターン開口30として設
けられた2つの開口間距離は、第2の実施の形態におけ
るホールパターン開口30として設けられた2つの開口
間距離よりも小さく形成されている。ここで、ガラスマ
スクは数チップごとに転写するため、数チップ分のパタ
ーンが形成されている。
Next, a glass mask having a hole pattern opening 30 having two openings on each side surface of each trench groove 2 is prepared. At this time, the distance between the two openings provided as the hole pattern openings 30 is formed smaller than the distance between the two openings provided as the hole pattern openings 30 in the second embodiment. Since the glass mask is transferred every several chips, a pattern for several chips is formed.

【0068】次に、図7(A)に断面が示されるように
半導体基板1のメモリセルエリアに四角形のガラスマス
クのパターンをフォトレジスト31としてリソグラフィ
により半導体基板に転写する。このようにフォトレジス
ト31中には、ホールパターン開口30が設けられてい
る。このホールパターン開口30中には、トレンチ上部
キャパシタ電極7の端部上表面、上部キャパシタ絶縁膜
6の上表面、及び半導体基板1のトレンチ溝2に接する
部分の上表面端部が露出している。この図7(A)に示
された状態での上面は図14に示される。図14におい
て、各トレンチ溝2の端部に相当する位置に2つのホー
ルパターン開口30が設けられている。この図14にお
ける“G−H”線上での断面が図7(A)に相当する。
Next, as shown in the cross section of FIG. 7A, a rectangular glass mask pattern is transferred as a photoresist 31 onto the semiconductor substrate by lithography in the memory cell area of the semiconductor substrate 1. As described above, the hole pattern opening 30 is provided in the photoresist 31. In the hole pattern opening 30, the upper surface of the end of the trench upper capacitor electrode 7, the upper surface of the upper capacitor insulating film 6, and the upper surface of the semiconductor substrate 1 in contact with the trench groove 2 are exposed. . The upper surface in the state shown in FIG. 7A is shown in FIG. In FIG. 14, two hole pattern openings 30 are provided at positions corresponding to the ends of each trench groove 2. The cross section taken along the line “GH” in FIG. 14 corresponds to FIG.

【0069】次に、図8に断面が示されるように位相シ
フトマスクを用いてリソグラフィを行ない、フォトレジ
スト31を形成し、エッチングを行ない突出部開口33
をトレンチ溝2端部上に形成する。この際、サイドロブ
効果により、フォトレジスト31に設けられる開口及
び、突出部開口33は図7(B)に上面が示されるよう
に各トレンチ溝2につき、3つずつ設けられる。ここ
で、サイドロブ効果は、位相シフトマスクを利用した場
合にマスクに設けられた開口部の距離が一定値以下の場
合、それぞれの開口に対応した逆位相の光強度のピーク
が隣接する開口同士で重なり合い、逆位相での光強度の
ピークが極めて大きくなる現象である。このサイドロブ
効果によって得られる開口は、その直径はマスクに設け
られた開口に対応した通常の開口よりも若干小さいなが
ら、第3の開口が設けられる。ここで、図15(A)に
は、通常のマスクを使用してエッチングを行った場合の
レジストにおける開口の状態を表す上面図が示される。
ここでは、2つの開口は距離Yを隔てて形成される。こ
の開口の位置に応じた光強度が図15(B)に示され
る。開口30の位置でそれぞれ位相が同じピークPが生
じる。この2つのピークPの左右の位置には逆位相のピ
ークPR1がそれぞれ2つずつ生じる。この逆位相のピ
ークPR1の強度の大きさはピークPよりも小さくなっ
ているので、レジストへのダメージは小さい。
Next, as shown in the cross section of FIG. 8, lithography is performed using a phase shift mask to form a photoresist 31, and etching is performed to form a protrusion opening 33.
Are formed on the ends of the trench groove 2. At this time, due to the sidelob effect, three openings and three projection openings 33 are provided for each trench groove 2 as shown in the upper surface of FIG. 7B. Here, the sidelob effect is that when the phase shift mask is used and the distance between the openings provided in the mask is equal to or less than a certain value, the peaks of the light intensity of the antiphase corresponding to the respective openings are adjacent to each other. This is a phenomenon in which the peaks of the light intensities at the opposite phases overlap each other and become extremely large. The opening obtained by the side lobe effect is provided with the third opening while its diameter is slightly smaller than the normal opening corresponding to the opening provided in the mask. Here, FIG. 15A is a top view showing a state of an opening in a resist when etching is performed using a normal mask.
Here, the two openings are formed at a distance Y. The light intensity according to the position of this opening is shown in FIG. Peaks P having the same phase occur at the positions of the openings 30. Two opposite-phase peaks PR1 are generated at the left and right positions of these two peaks P, respectively. Since the magnitude of the peak PR1 having the opposite phase is smaller than that of the peak P, the damage to the resist is small.

【0070】これに対し、図16(A)には、位相シフ
トマスクを使用してエッチングを行った場合のフォトレ
ジストにおける開口の状態を表す上面図が示される。こ
こでは、2つの開口は距離Zを隔てて形成される。この
距離Zは距離Yよりも小さくなっている。このため、2
つの開口の間にもうひとつの開口が形成されている。こ
の開口の位置に応じた光強度が図16(B)に示され
る。両端の開口30の位置でそれぞれ位相が同じピーク
Pが生じる。この2つのピークPの間には、同程度の強
度の逆位相のピークPR2が生じている。この逆位相の
ピークPR2によって、2つの近接した開口間に本来の
ガラスマスクには存在しなかった開口が生じる。ピーク
Pの逆位相PR2形成側と逆の位置には逆位相のピーク
PR1がそれぞれ1つずつ生じる。この逆位相のピーク
PR1の強度の大きさはピークPや逆位相のピークPR
2よりも小さくなっているので、レジストへのダメージ
は小さく、この部分では開口は生じない。
On the other hand, FIG. 16A shows a top view showing the state of openings in the photoresist when etching is performed using the phase shift mask. Here, the two openings are formed at a distance Z. This distance Z is smaller than the distance Y. Therefore, 2
Another opening is formed between one opening. The light intensity according to the position of this opening is shown in FIG. Peaks P having the same phase occur at the positions of the openings 30 at both ends. Between these two peaks P, there is a peak PR2 having the same intensity and opposite phase. This anti-phase peak PR2 causes an opening which does not exist in the original glass mask between two adjacent openings. One opposite phase peak PR1 is generated at a position opposite to the opposite side of the opposite phase PR2 forming side of the peak P. The magnitude of the intensity of the reverse phase peak PR1 is the peak P or the reverse phase peak PR.
Since it is smaller than 2, the damage to the resist is small and no opening occurs in this portion.

【0071】次に、図9(A)に断面が示されるように
フォトレジスト5をアッシング(灰化処理)にて、除去
する。次に、この突出部開口33内とトレンチ上部キャ
パシタ電極7上に例えばAs+を添加した非晶質シリコ
ンを堆積して、ソース接続電極8を形成する。この部分
の形成の際、適宜エッチングや不純物の熱拡散を行う。
この断面を上から見た状態が図9(B)に示される。図
9(B)に示されるように、離間したトレンチ溝2同士
の対向面には、それぞれ3つずつの突出部20が設けら
れている。また、隣接した1対にトレンチ溝2同士の対
向する面は直線状である。この図9(B)における“I
−J”線上での断面が図9(A)に示される断面図であ
る。
Next, as shown in the cross section of FIG. 9A, the photoresist 5 is removed by ashing (ashing treatment). Next, the source connection electrode 8 is formed by depositing, for example, As + -doped amorphous silicon in the protrusion opening 33 and on the trench upper capacitor electrode 7. When forming this portion, etching and thermal diffusion of impurities are appropriately performed.
The state of this cross section viewed from above is shown in FIG. As shown in FIG. 9B, three protruding portions 20 are provided on each of the facing surfaces of the trench grooves 2 that are separated from each other. Further, the surfaces of the trench grooves 2 facing each other in a pair adjacent to each other are linear. "I" in FIG. 9 (B)
FIG. 9A is a cross-sectional view showing a cross section taken along the line -J ".

【0072】次に、リソグラフィにより、素子分離領域
形成予定領域にSTI形成用のフォトレジスト(図示せ
ず)を形成する。以降の工程は第1の実施の形態の半導
体記憶装置の製造方法と同様であるので、説明は省略す
る。このように位相シフトマスクを用いると、解像度が
向上でき、通常使用されるクロムマスクよりも微細な穴
を開けることができる。本実施の形態においても第1の
実施の形態同様の効果を得ることができる。さらに、上
述の通り、位相シフトマスクを用いる場合、ガラスマス
ク上の開口の個数を減らしても、2つの開口の距離を近
づけることでサイドロブ効果により、フォトレジスト上
の2つの開口の中間にパターンを形成することができ、
これを第1の実施の形態同様にリアクティブイオンエッ
チングを行うことにより半導体基板上に3つの開口を持
つパターンを転写することが可能である。
Next, a photoresist (not shown) for STI formation is formed in the element isolation region formation planned region by lithography. The subsequent steps are the same as those of the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the first embodiment, and description thereof will be omitted. When the phase shift mask is used in this way, the resolution can be improved, and finer holes can be formed than in a commonly used chrome mask. Also in this embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained. Further, as described above, when the phase shift mask is used, even if the number of openings on the glass mask is reduced, the pattern is formed in the middle of the two openings on the photoresist due to the sidelob effect by bringing the two openings closer to each other. Can be formed,
By performing reactive ion etching on this as in the first embodiment, it is possible to transfer a pattern having three openings onto the semiconductor substrate.

【0073】(第4の実施の形態)本実施の形態の半導
体記憶装置の構造を図17を用いて説明する。図17
(A)は、本実施の形態の半導体記憶装置の特徴を表す
メモリセルエリアの断面図であり、図2及び図3に示さ
れる上面形状を有していて、図17(A)は図2におけ
る“A−B”線上での断面にワード線を追加して示した
図である。本実施の形態の半導体記憶装置は、ソース接
続電極8の形状のみが第1の実施の形態の半導体記憶装
置と相違し、他の構造は共通しているので、共通点につ
いての説明は省略する。
(Fourth Embodiment) The structure of the semiconductor memory device of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 17
17A is a cross-sectional view of the memory cell area showing the characteristics of the semiconductor memory device of this embodiment, which has the top surface shape shown in FIGS. 2 and 3, and FIG. It is the figure which added the word line to the cross section on the "AB" line in FIG. The semiconductor memory device of the present embodiment is different from the semiconductor memory device of the first embodiment only in the shape of the source connection electrode 8 and has the other structure in common, and therefore the description of the common points will be omitted. .

【0074】図17(A)におけるトレンチキャパシタ
上部のデータ転送トランジスタのソースとの接続部分を
指すN部分の拡大図である図17(B)に示されるよう
に、ソース接続電極8は突出部20にはソース側突出部
21だけを有し、ソース側突出部21においてだけ、そ
の深さが上部キャパシタ電極7上のソース接続電極8の
深さよりも浅く形成されている。この突出部20におい
ては、ソース13の深さよりも浅く形成されている。埋
め込みストラップ部の加工深さであるソース接続電極8
のソース側突出部21の深さが図5に示される第1の実
施の形態では、ソース13の接合深さよりも深く、その
階段状部分から、半導体基板1へ向けて接合リーク電流
が発生する。これに対し、本実施の形態の半導体記憶装
置の構造では、このソース接続電極8の階段状部分は、
ソース13の接合深さよりも浅く、ソース13で取り囲
まれているために、半導体基板1への接合リーク電流発
生が防止できる。このエッチング除去されたソース接続
電極8の階段状の部分はソース13が例えば深さ50n
m程度の場合、50nm以下の深さで形成される。
As shown in FIG. 17B, which is an enlarged view of the N portion showing the connection portion with the source of the data transfer transistor above the trench capacitor in FIG. 17A, the source connection electrode 8 has the protruding portion 20. Has only the source-side protruding portion 21, and only in the source-side protruding portion 21, the depth is formed to be shallower than the depth of the source connection electrode 8 on the upper capacitor electrode 7. The protrusion 20 is formed to be shallower than the depth of the source 13. Source connection electrode 8 which is the processing depth of the embedded strap portion
In the first embodiment shown in FIG. 5, the source-side protruding portion 21 is deeper than the junction depth of the source 13, and a junction leak current is generated from the stepped portion toward the semiconductor substrate 1. . On the other hand, in the structure of the semiconductor memory device of the present embodiment, the stepped portion of the source connection electrode 8 is
Since it is shallower than the junction depth of the source 13 and surrounded by the source 13, a junction leak current to the semiconductor substrate 1 can be prevented. In the stepped portion of the source connection electrode 8 that has been removed by etching, the source 13 has, for example, a depth of 50 n.
In the case of about m, it is formed with a depth of 50 nm or less.

【0075】本実施の形態の半導体記憶装置によれば、
第1の実施の形態と同様の効果を得た上で、さらにソー
ス接続電極と半導体基板との間のリーク電流発生を防止
できる。
According to the semiconductor memory device of this embodiment,
In addition to obtaining the same effect as that of the first embodiment, it is possible to further prevent the generation of leak current between the source connection electrode and the semiconductor substrate.

【0076】次に、本実施の形態の半導体記憶装置の製
造方法を説明する。第1の実施の形態の半導体記憶装置
の製造方法と共通する工程については説明を省略する。
第1の実施の形態の半導体記憶装置の製造方法におい
て、図6から図7までに示される工程は、共通である。
次に、図18に示されるように、例えばドライエッチン
グによりフォトレジスト31を用いて、突出部開口40
をトレンチ溝2端部上に形成する。この際、半導体基板
1上面でのエッチング量を後の工程で製造されるデータ
転送トランジスタのソースの拡散深さの予定値よりも浅
くする。
Next, a method of manufacturing the semiconductor memory device of this embodiment will be described. Descriptions of steps common to the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the first embodiment will be omitted.
In the method of manufacturing the semiconductor memory device of the first embodiment, the steps shown in FIGS. 6 to 7 are common.
Next, as shown in FIG. 18, the protrusion opening 40 is formed by using the photoresist 31 by dry etching, for example.
Are formed on the ends of the trench groove 2. At this time, the etching amount on the upper surface of the semiconductor substrate 1 is made shallower than a predetermined value of the diffusion depth of the source of the data transfer transistor manufactured in a later step.

【0077】次に、図19に断面が示されるようにフォ
トレジスト31をアッシング(灰化処理)にて、除去す
る。次に、この突出部開口40内とトレンチ上部キャパ
シタ電極7上に例えばAs+を添加した非晶質シリコン
を堆積して、ソース接続電極8を形成する。この部分の
形成の際、適宜エッチングや不純物の熱拡散を行う。こ
の断面を上から見た状態が図9(B)に示される。
Next, as shown in the cross section of FIG. 19, the photoresist 31 is removed by ashing (ashing treatment). Next, the source connection electrode 8 is formed by depositing, for example, As + -doped amorphous silicon in the protrusion opening 40 and on the trench upper capacitor electrode 7. When forming this portion, etching and thermal diffusion of impurities are appropriately performed. The state of this cross section viewed from above is shown in FIG.

【0078】次に、リソグラフィにより、素子分離領域
形成予定領域にSTI形成用のフォトレジスト(図示せ
ず)を形成する。
Next, a photoresist (not shown) for STI formation is formed in the element isolation region formation planned region by lithography.

【0079】次に、図20に示されるようにこのフォト
レジストをマスクとして用いてSTI形成予定領域の上
部絶縁膜9、ソース接続電極8、上部キャパシタ電極7
及び上部キャパシタ側壁絶縁膜6をエッチングによって
除去し、STI形成用の素子分離用溝35の島状パター
ンを形成する。
Next, as shown in FIG. 20, using this photoresist as a mask, the upper insulating film 9, the source connection electrode 8 and the upper capacitor electrode 7 in the STI formation planned region are formed.
Then, the upper capacitor sidewall insulating film 6 is removed by etching to form an island pattern of the element isolation trench 35 for STI formation.

【0080】次に、図17に示されるように各STI形
成用の素子分離用溝35内に絶縁膜を埋め込んで、素子
分離領域18を形成し、隣接するトレンチキャパシタ間
を上面付近で分離する。
Next, as shown in FIG. 17, an insulating film is buried in the element isolation trench 35 for forming each STI to form an element isolation region 18, and adjacent trench capacitors are isolated near the upper surface. .

【0081】次に、素子分離領域18で囲まれたアクテ
ィブ領域15上及びトレンチキャパシタ上にゲート絶縁
膜10、多結晶シリコンゲート電極層11、WSiゲー
ト電極層12を堆積して、ゲート形状に加工する。次
に、ゲート周囲にゲート側壁絶縁膜16を形成して、こ
のゲート側壁絶縁膜16、ゲート絶縁膜10、多結晶シ
リコンゲート電極層11、WSiゲート電極層12をマ
スクとして、アクティブ領域15中にソース13、ドレ
イン14を形成する。この際、ソース13の深さは必ず
ソース接続電極8の深さよりも深くなるように形成す
る。こうして、本実施の形態の半導体記憶装置を得る。
Next, the gate insulating film 10, the polycrystalline silicon gate electrode layer 11, and the WSi gate electrode layer 12 are deposited on the active region 15 surrounded by the element isolation region 18 and on the trench capacitor, and processed into a gate shape. To do. Next, a gate side wall insulating film 16 is formed around the gate, and the gate side wall insulating film 16, the gate insulating film 10, the polycrystalline silicon gate electrode layer 11, and the WSi gate electrode layer 12 are used as masks in the active region 15. The source 13 and the drain 14 are formed. At this time, the source 13 is formed so as to be deeper than the source connection electrode 8 without fail. Thus, the semiconductor memory device of this embodiment is obtained.

【0082】このように、本実施の形態の半導体記憶装
置の製造方法によれば、ソース接続電極端部と半導体基
板との接触面に形成される鋭角な加工形状に起因する接
合リーク電流を低減することができる。なお、本実施の
形態は、第2の実施の形態又は第3の実施の形態のいず
れかに組み合わせて実施することも可能である。
As described above, according to the method of manufacturing the semiconductor memory device of the present embodiment, the junction leak current resulting from the sharply processed shape formed on the contact surface between the source connection electrode end and the semiconductor substrate is reduced. can do. Note that this embodiment can be implemented in combination with either the second embodiment or the third embodiment.

【0083】(第5の実施の形態)本実施の形態の半導
体記憶装置の構造を図21を用いて説明する。図21
(A)は、本実施の形態の半導体記憶装置の特徴を表す
メモリセルエリアの断面図であり、ソース接続電極8の
形状のみが第1の実施の形態の半導体記憶装置と相違
し、他の構造は共通しているので、共通点についての説
明は省略する。図21(A)の断面では、トレンチ溝2
上部にソース接続電極8の突出部20が、ソース13側
の端部だけでなく、素子分離領域18側にも形成されて
いる。ここで、図21(B)は、上面図である図21
(A)の“A−B”線における断面図であり、図2にお
いては、データ転送トランジスタは図示を省略してい
る。図21(B)に示された上面図では、離間して配置
されたトレンチ溝2間には、素子分離領域18で囲まれ
てアクティブ領域15が設けられている。アクティブ領
域15は、その端部が半楕円である長方形となってい
る。アクティブ領域15の幅は、例えば約0.175μ
mとすることができる。突出部20の長さは、このアク
ティブ領域15の幅よりも小さい。なお、図2同様に、
実際には、1つのアクティブ領域の同一行の上下に他の
アクティブ領域が行状に長手方向にずれて形成されてい
る。
(Fifth Embodiment) The structure of the semiconductor memory device of the present embodiment will be described with reference to FIG. Figure 21
FIG. 9A is a cross-sectional view of a memory cell area showing the characteristics of the semiconductor memory device of the present embodiment, which is different from the semiconductor memory device of the first embodiment only in the shape of the source connection electrode 8. Since the structures are common, description of common points is omitted. In the cross section of FIG. 21A, the trench groove 2
The protruding portion 20 of the source connection electrode 8 is formed on the upper portion not only on the end portion on the source 13 side but also on the element isolation region 18 side. Here, FIG. 21B is a top view of FIG.
FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line “A-B” in FIG. 2A, and the data transfer transistor is not shown in FIG. 2. In the top view shown in FIG. 21B, the active region 15 is provided between the trench grooves 2 arranged apart from each other and surrounded by the element isolation region 18. The active area 15 has a rectangular shape with a semi-elliptical end. The width of the active region 15 is, for example, about 0.175 μ.
It can be m. The length of the protrusion 20 is smaller than the width of the active region 15. Note that, as in FIG.
In practice, other active regions are formed in rows above and below the same line in one active region, being shifted in the longitudinal direction.

【0084】ここで、アクティブ領域15に面したトレ
ンチ溝2には、その周囲全体にわたって複数の突出部2
0が設けられて、全体としてその上面形状は楕円に多数
の突出部が設けられた形状となっている。
Here, in the trench groove 2 facing the active region 15, a plurality of protrusions 2 are formed over the entire periphery thereof.
0 is provided, and the overall top surface shape is an ellipse with a large number of protrusions.

【0085】なお、図21(B)における“C−D”線
上での断面図は図4に示される通りの第1の実施の形態
同様となっている。
The sectional view taken along the line "CD" in FIG. 21B is the same as that of the first embodiment as shown in FIG.

【0086】本実施の形態の半導体記憶装置は、第1の
実施の形態と同様の効果を有し、さらにこのようにトレ
ンチ周囲全面に凹凸を設けることでストレスが均一に分
散されて、ストレス耐圧が強化される。
The semiconductor memory device of the present embodiment has the same effect as that of the first embodiment. Further, by providing the unevenness on the entire surface around the trench in this way, the stress is evenly distributed, and the stress withstand voltage is increased. Will be strengthened.

【0087】本実施の形態の半導体記憶装置の製造方法
は、形成すべき突出部に対応したホールを有するガラス
マスクを用いて、フォトレジストへ転写し、図7(B)
に示されるようなホールパターン開口の個数を増加した
形状とし、半導体基板1及び上部電極7のエッチングを
行って、図8に示される突出部開口の個数を増加させ
て、図9、図10、図21に示されるようにソース接続
電極8、上部絶縁膜9、素子分離用溝35、素子分離領
域18、ゲート絶縁膜10、多結晶シリコンゲート電極
層11、WSiゲート電極層12、ゲート側壁絶縁膜1
6を順次形成する。このように、第1の実施の形態の半
導体記憶装置の製造方法と同様の工程数で、本実施の形
態の半導体記憶装置を製造できる。
In the method of manufacturing the semiconductor memory device according to the present embodiment, a glass mask having holes corresponding to the protrusions to be formed is used for transfer to the photoresist, and the process shown in FIG.
9 and 10, the semiconductor substrate 1 and the upper electrode 7 are etched to increase the number of protrusion openings shown in FIG. As shown in FIG. 21, the source connection electrode 8, the upper insulating film 9, the element isolation trench 35, the element isolation region 18, the gate insulating film 10, the polycrystalline silicon gate electrode layer 11, the WSi gate electrode layer 12, the gate sidewall insulation. Membrane 1
6 are sequentially formed. In this way, the semiconductor memory device according to the present embodiment can be manufactured by the same number of steps as the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the first embodiment.

【0088】[0088]

【発明の効果】本発明によれば、埋め込みストラップ部
分の抵抗を低減するトレンチキャパシタを有する半導体
記憶装置及びその製造方法を提供することが可能であ
る。
According to the present invention, it is possible to provide a semiconductor memory device having a trench capacitor for reducing the resistance of a buried strap portion and a method for manufacturing the same.

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

【図1】 本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶
装置の構造を表す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a structure of a semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶
装置の構造を表すデータ転送ゲートを省略した上面図。
FIG. 2 is a top view showing a structure of the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention, in which a data transfer gate is omitted.

【図3】 本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶
装置の構造を表す上面図。
FIG. 3 is a top view showing the structure of the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶
装置の上面図である図2における“C−D”線上での断
面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line “C-D” in FIG. 2, which is a top view of the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶
装置の断面図である図1におけるM領域の拡大図。
FIG. 5 is an enlarged view of an M region in FIG. 1, which is a cross-sectional view of the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention.

【図6】 (A)は、本発明の第1の実施の形態に係る
半導体記憶装置の製造方法における一工程に係る断面図
であり、(B)は、本発明の第1の実施の形態に係る半
導体記憶装置の製造方法における一工程に係る上面図で
ある。
FIG. 6A is a cross-sectional view showing a step in the method for manufacturing a semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 6B is the first embodiment of the present invention. FIG. 9 is a top view of one step in the method of manufacturing the semiconductor memory device according to the first embodiment.

【図7】 (A)は、本発明の第1の実施の形態に係る
半導体記憶装置の製造方法における一工程に係る断面図
であり、(B)は、本発明の第1の実施の形態に係る半
導体記憶装置の製造方法における一工程に係る上面図で
ある。
FIG. 7A is a sectional view of a step of the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 7B is the first embodiment of the present invention. FIG. 9 is a top view of one step in the method of manufacturing the semiconductor memory device according to the first embodiment.

【図8】 本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶
装置の製造方法における一工程に係る断面図。
FIG. 8 is a sectional view of a step of the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention.

【図9】 (A)は、本発明の第1の実施の形態に係る
半導体記憶装置の製造方法における一工程に係る断面図
であり、(B)は、本発明の第1の実施の形態に係る半
導体記憶装置の製造方法における一工程に係る上面図で
ある。
FIG. 9A is a sectional view of a step of the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 9B is the first embodiment of the present invention. FIG. 9 is a top view of one step in the method of manufacturing the semiconductor memory device according to the first embodiment.

【図10】 本発明の第1の実施の形態に係る半導体記
憶装置の製造方法における一工程に係る断面図。
FIG. 10 is a sectional view of a step of the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention.

【図11】 本発明の第2の実施の形態に係る半導体記
憶装置を表す上面図。
FIG. 11 is a top view showing a semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention.

【図12】 本発明の第2の実施の形態に係る半導体記
憶装置の製造方法における一工程に係る上面図。
FIG. 12 is a top view of one step in the method of manufacturing the semiconductor memory device according to the second embodiment of the present invention.

【図13】 本発明の第2の実施の形態に係る半導体記
憶装置の製造方法における一工程に係る上面図。
FIG. 13 is a top view of one step in the method of manufacturing the semiconductor memory device according to the second embodiment of the present invention.

【図14】 本発明の第3の実施の形態に係る半導体記
憶装置の製造方法における一工程に係る上面図。
FIG. 14 is a top view of one step in the method of manufacturing the semiconductor memory device according to the third embodiment of the present invention.

【図15】 (A)は、本発明の第3の実施の形態に係
る半導体記憶装置の製造方法におけるフォトレジストの
上面図であり、(B)は、本発明の第3の実施の形態に
係る図15(A)に示されたフォトレジストの光の強度
を示す特性図である。
FIG. 15A is a top view of a photoresist in a method for manufacturing a semiconductor memory device according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 15B is a third embodiment of the present invention. FIG. 16 is a characteristic diagram showing the light intensity of the photoresist shown in FIG. 15 (A).

【図16】 (A)は、本発明の第3の実施の形態に係
る半導体記憶装置の製造方法におけるフォトレジストの
上面図であり、(B)は、本発明の第3の実施の形態に
係る図16(A)に示されたフォトレジストの光の強度
を示す特性図である。
FIG. 16A is a top view of a photoresist in a method for manufacturing a semiconductor memory device according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 16B is a third embodiment of the present invention. FIG. 17 is a characteristic diagram showing the light intensity of the photoresist shown in FIG. 16 (A).

【図17】 (A)は、本発明の第4の実施の形態に係
る半導体記憶装置の構造に係る断面図であり、(B)
は、本発明の第4の実施の形態に係る半導体記憶装置の
断面図である図17(A)におけるN領域の拡大図であ
る。
FIG. 17A is a cross-sectional view of the structure of the semiconductor memory device according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 17A is an enlarged view of an N region in FIG. 17A which is a cross-sectional view of the semiconductor memory device according to the fourth embodiment of the present invention.

【図18】 本発明の第4の実施の形態に係る半導体記
憶装置の製造方法の一工程に係る断面図。
FIG. 18 is a cross-sectional view showing a step of the method of manufacturing the semiconductor memory device according to the fourth embodiment of the present invention.

【図19】 本発明の第4の実施の形態に係る半導体記
憶装置の製造方法の一工程に係る断面図。
FIG. 19 is a cross-sectional view showing a step of the method of manufacturing the semiconductor memory device according to the fourth embodiment of the present invention.

【図20】 本発明の第4の実施の形態に係る半導体記
憶装置の製造方法の一工程に係る断面図。
FIG. 20 is a cross-sectional view showing a step of the method of manufacturing the semiconductor memory device according to the fourth embodiment of the present invention.

【図21】 (A)は、本発明の第5の実施の形態に係
る半導体記憶装置の構造を表す断面図であり、(B)
は、本発明の第5の実施の形態に係る半導体記憶装置の
構造を表すデータ転送ゲートを省略した上面図である。
FIG. 21A is a sectional view showing a structure of a semiconductor memory device according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 9 is a top view showing a structure of a semiconductor memory device according to a fifth embodiment of the present invention with a data transfer gate omitted.

【図22】 従来の半導体記憶装置の構造を表すデータ
転送ゲートを省略した上面図。
FIG. 22 is a top view showing a structure of a conventional semiconductor memory device in which a data transfer gate is omitted.

【図23】 (A)は、従来の半導体記憶装置の製造方
法の一工程を表す断面図であり、(B)は、従来の半導
体記憶装置の製造方法の一工程を表す上面図である。
FIG. 23A is a cross-sectional view showing one step of a conventional method for manufacturing a semiconductor memory device, and FIG. 23B is a top view showing one step of the method for manufacturing a conventional semiconductor memory device.

【図24】 従来の半導体記憶装置の製造方法の一工程
を表す断面図。
FIG. 24 is a cross-sectional view showing one step in a conventional method of manufacturing a semiconductor memory device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板 2 トレンチ溝 3 キャパシタ電極用N型拡散層 4 キャパシタ絶縁膜 5 下部キャパシタ電極 6 上部キャパシタ側壁絶縁膜 7 上部キャパシタ電極 8 ソース接続電極 9 上部絶縁膜 10 ゲート絶縁膜 11 多結晶シリコンゲート電極層 12 WSiゲート電極層 13 ソース 14 ドレイン 15 アクティブ領域 16 ゲート側壁絶縁膜 18 素子分離領域 20 突出部 21 ソース側突出部 22 ドレイン側突出部 30 ホールパターン開口 31 フォトレジスト 33、40 突出部開口 35 素子分離溝 P ピーク PR1、PR2 逆位相ピーク 1 Semiconductor substrate 2 trench groove 3 N-type diffusion layer for capacitor electrode 4 Capacitor insulation film 5 Lower capacitor electrode 6 Upper capacitor sidewall insulation film 7 Upper capacitor electrode 8 Source connection electrode 9 Upper insulating film 10 Gate insulating film 11 Polycrystalline silicon gate electrode layer 12 WSi gate electrode layer 13 Source 14 drain 15 Active area 16 Gate sidewall insulation film 18 element isolation region 20 Projection 21 Source side protrusion 22 Drain side protrusion 30 hole pattern opening 31 Photoresist 33, 40 Projection opening 35 element isolation groove P peak PR1, PR2 reverse phase peak

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板と、 この半導体基板の上表面内に設けられた素子分離領域
と、 前記半導体基板中の素子分離領域以外の上表面内に設け
られたソース、ドレイン、この半導体基板上に設けられ
たゲート電極を有するデータ転送トランジスタと、 前記半導体基板中の素子分離領域以外の上表面内に設け
られたトレンチ溝と、 このトレンチ溝下方の周囲の半導体基板中に設けられた
キャパシタ電極用拡散層と、 このキャパシタ電極用拡散層に接し、前記トレンチ溝下
部側面に設けられたキャパシタ絶縁膜と、 このキャパシタ絶縁膜を覆うように前記トレンチ溝内に
設けられた下部電極と、 前記トレンチ溝内上部の側面に設けられた上部キャパシ
タ側壁絶縁膜と、 前記下部電極上の前記上部キャパシタ側壁絶縁膜内の前
記トレンチ溝内に設けられた上部キャパシタ電極と、 この上部キャパシタ電極及び前記上部キャパシタ側壁絶
縁膜を介して、上部キャパシタ電極に対向する前記トレ
ンチ溝の前記ソースとの接続面に凹部分及び凸部分があ
り、その凸部分は前記上部キャパシタ側壁絶縁膜より前
記トレンチ溝外側方向に突出し、前記上部キャパシタ側
壁絶縁膜上での厚さが他の部分よりも大きいソース接続
電極とを有することを特徴とする半導体記憶装置。
1. A semiconductor substrate, an element isolation region provided in an upper surface of the semiconductor substrate, a source and a drain provided in an upper surface other than the element isolation region in the semiconductor substrate, on the semiconductor substrate. A data transfer transistor having a gate electrode provided in the semiconductor substrate, a trench groove provided in the upper surface other than the element isolation region in the semiconductor substrate, and a capacitor electrode provided in the semiconductor substrate around the trench groove below the trench groove. Diffusion layer, a capacitor insulating film that is in contact with the capacitor electrode diffusion layer and is provided on the lower side surface of the trench groove, a lower electrode that is provided in the trench groove so as to cover the capacitor insulating film, and the trench An upper capacitor sidewall insulating film provided on an upper side surface in the trench, and the trench groove in the upper capacitor sidewall insulating film on the lower electrode There is a concave portion and a convex portion on the connection surface between the source and the provided upper capacitor electrode, and the trench groove facing the upper capacitor electrode through the upper capacitor electrode and the upper capacitor sidewall insulating film. The semiconductor memory device is characterized in that the portion has a source connection electrode projecting from the upper capacitor side wall insulating film toward the outside of the trench groove and having a thickness on the upper capacitor side wall insulating film larger than that of the other portion.
【請求項2】半導体基板内に設けられ、電荷を保持する
トレンチ型キャパシタと、 このトレンチ型キャパシタに電荷保持用電圧を供給する
データ転送トランジスタと、 このデータ転送トランジスタのソースと前記トレンチ型
キャパシタとの間に接続され、前記ソース側に対して突
出した突出部分及び突出されていない非突出部分が設け
られた埋め込みストラップとを有することを特徴とする
半導体記憶装置。
2. A trench type capacitor provided in a semiconductor substrate for holding charges, a data transfer transistor for supplying a charge holding voltage to the trench type capacitor, a source of the data transfer transistor and the trench type capacitor. And a buried strap provided with a protruding portion protruding toward the source side and a non-projecting portion not protruding from the source side.
【請求項3】前記ソース接続電極の凸部分の深さは、前
記ソース接続電極が接続されているソースの深さより浅
いことを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。
3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the depth of the convex portion of the source connection electrode is shallower than the depth of the source connected to the source connection electrode.
【請求項4】前記埋め込みストラップの突出部分の深さ
は、前記埋め込みストラップが接続されているソースの
深さより浅いことを特徴とする請求項2記載の半導体記
憶装置。
4. The semiconductor memory device according to claim 2, wherein the depth of the protruding portion of the embedded strap is shallower than the depth of the source to which the embedded strap is connected.
【請求項5】前記ソース接続電極の凸部分は複数設けら
れていることを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装
置。
5. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein a plurality of convex portions of the source connection electrode are provided.
【請求項6】前記ソース接続電極は、前記素子分離領域
に接する外縁部において、前記素子分離領域に対して突
出している凸部分と突出していない凹部分とをさらに有
することを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。
6. The source connection electrode further has a convex portion projecting with respect to the element isolation region and a concave portion not projecting with respect to the element isolation region at an outer edge portion in contact with the element isolation region. 1. The semiconductor memory device according to 1.
【請求項7】半導体基板中にトレンチ溝を形成し、この
トレンチ溝内に下部側面にキャパシタ絶縁膜を形成し、
このキャパシタ絶縁膜の内側のトレンチ溝内にトレンチ
下部電極を形成し、前記トレンチ溝内上部側面にトレン
チ上部キャパシタ側壁絶縁膜を形成し、このトレンチ上
部キャパシタ側壁絶縁膜の内側のトレンチ溝内に上部キ
ャパシタ電極を形成する工程と、 前記半導体基板中の前記キャパシタ絶縁膜周囲にキャパ
シタ電極用拡散層を形成する工程と、 前記上部キャパシタ電極上から前記トレンチ溝外側の前
記半導体基板上にまたがる開口を有するフォトレジスト
を前記半導体基板上方に形成する工程と、 前記フォトレジストを用いて、前記フォトレジストの開
口部に対してエッチングを行ない前記半導体基板、前記
上部キャパシタ電極、前記トレンチ上部キャパシタ側壁
絶縁膜内に突出部開口を形成する工程と、 前記フォトレジストを除去し、前記突出部開口及び前記
上部キャパシタ電極上に導電層を形成して、ソース接続
電極を形成する工程と、 素子形成予定領域以外の前記半導体基板表面付近をエッ
チングして素子分離領域形成用溝を形成する工程と、 前記素子分離領域形成用溝に絶縁膜を埋め込む工程と、 前記素子形成予定領域上の前記半導体基板上にゲート電
極を形成し、前記半導体基板中にソース及びドレインを
形成して、このソースを前記ソース接続電極に接続さ
せ、データ転送トランジスタを形成する工程とを具備す
ることを特徴とする半導体記憶装置の製造方法。
7. A trench groove is formed in a semiconductor substrate, and a capacitor insulating film is formed on a lower side surface in the trench groove,
A trench lower electrode is formed in the trench groove inside the capacitor insulating film, a trench upper capacitor sidewall insulating film is formed on an upper side surface in the trench groove, and a trench upper electrode is formed inside the trench groove inside the trench upper capacitor sidewall insulating film. A step of forming a capacitor electrode; a step of forming a capacitor electrode diffusion layer around the capacitor insulating film in the semiconductor substrate; and an opening extending from above the upper capacitor electrode to outside the trench groove on the semiconductor substrate. Forming a photoresist above the semiconductor substrate, and using the photoresist to etch the opening of the photoresist in the semiconductor substrate, the upper capacitor electrode, and the trench upper capacitor sidewall insulating film. Forming a protrusion opening, and removing the photoresist Then, a step of forming a conductive layer on the projecting portion opening and the upper capacitor electrode to form a source connection electrode, and etching the vicinity of the surface of the semiconductor substrate other than the element formation planned region to form an element isolation region forming groove. A step of forming an insulating film in the element isolation region forming groove, forming a gate electrode on the semiconductor substrate on the element formation planned region, and forming a source and a drain in the semiconductor substrate. And connecting the source to the source connection electrode to form a data transfer transistor.
【請求項8】前記フォトレジストを前記半導体基板上方
に形成する工程において、前記フォトレジストに設けら
れた開口は複数個であり、 前記突出部開口を形成する工程において、形成される突
出部開口の個数は前記フォトレジストの開口の個数より
も多く、その増加分の突出部開口はサイドロブ効果によ
って形成されていることを特徴とする請求項7記載の半
導体記憶装置の製造方法。
8. A step of forming the photoresist above the semiconductor substrate, wherein a plurality of openings are provided in the photoresist, and a step of forming the projection opening is performed in the step of forming the projection opening. 8. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 7, wherein the number of openings is greater than the number of openings of the photoresist, and the increased openings of the protrusions are formed by a side-lob effect.
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