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JP2005191356A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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JP2005191356A
JP2005191356A JP2003432241A JP2003432241A JP2005191356A JP 2005191356 A JP2005191356 A JP 2005191356A JP 2003432241 A JP2003432241 A JP 2003432241A JP 2003432241 A JP2003432241 A JP 2003432241A JP 2005191356 A JP2005191356 A JP 2005191356A
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Japan
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trench
impurity
conductive film
semiconductor substrate
insulating film
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Application number
JP2003432241A
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Japanese (ja)
Inventor
Shingo Ozaki
晋吾 小崎
Takayuki Okamura
隆之 岡村
Hideaki Aochi
英明 青地
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
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a semiconductor device suitable for high integration in which the characteristics of a transfer gate transistor can be prevented from being deteriorated by suppressing the infiltration of P ions into the channel area of the transfer gate transistor. <P>SOLUTION: The sidewall of a trench formed on a semiconductor substrate 11 is coated with an insulating film 19, and P ions are injected into a 1st conductive film formed by doping As of the storage node electrode of a trench capacitor. The scattering or channeling of P ions on the sidewall and the infiltration of the P ions into the semiconductor substrate 11 are suppressed by the insulating film 19. Then the insulating film 19 with which the sidewall of the trench is coated is removed, and a 2nd conductive film is formed in the trench to form an embedded strap. After forming a separated insulating area 24 in the trench, As and P are diffused into the semiconductor substrate 11 by heat treatment and the storage node electrode is connected to the diffusion layer of the transfer gate transistor. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、トレンチを有する半導体装置の製造方法に係わり、特にトレンチキャパシタのストレージノード電極とトランスファーゲートトランジスタの拡散層を電気的に接続するのに好適な構造を有する半導体装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device having a trench, and more particularly to a method of manufacturing a semiconductor device having a structure suitable for electrically connecting a storage node electrode of a trench capacitor and a diffusion layer of a transfer gate transistor.

トレンチを有する半導体装置、例えばトレンチキャパシタを有するDRAM(Dynamic Random Access Memory、以下DRAMと記す)セルで構成された半導体記憶装置では、埋め込みストラップと呼ばれる配線層を形成してトレンチキャパシタのストレージノード電極とトランスファーゲートトランジスタの拡散層を電気的に接続している(例えば、特許文献1参照。)。   In a semiconductor device having a trench, for example, a semiconductor memory device composed of a DRAM (Dynamic Random Access Memory, hereinafter referred to as DRAM) cell having a trench capacitor, a wiring layer called a buried strap is formed to form a storage node electrode of the trench capacitor. The diffusion layer of the transfer gate transistor is electrically connected (for example, refer to Patent Document 1).

この特許文献1に開示されたトレンチキャパシタのストレージノード電極とトランスファーゲートトランジスタの拡散層とを電気的に接続する方法について、図を用いて説明する。図21は埋め込みストラップの構造を示す断面図である。   A method of electrically connecting the storage node electrode of the trench capacitor and the diffusion layer of the transfer gate transistor disclosed in Patent Document 1 will be described with reference to the drawings. FIG. 21 is a cross-sectional view showing the structure of the embedded strap.

図21に示すように、半導体基板111にトレンチ114を形成し、このトレンチ114内に埋め込みプレート電極115、キャパシタ誘電膜116を形成している。   As shown in FIG. 21, a trench 114 is formed in a semiconductor substrate 111, and a buried plate electrode 115 and a capacitor dielectric film 116 are formed in the trench 114.

次に、トレンチ114内にストレージノード電極となるAsをドープしたアモルファスシリコン膜117を埋め込み、キャパシタ絶縁膜116の上部を除去して、埋め込みプレート電極115とトランスファーゲートトランジスタの拡散層(図示せず)とを電気的に絶縁するためのカラー酸化膜118を形成している。   Next, an amorphous silicon film 117 doped with As serving as a storage node electrode is buried in the trench 114, the upper portion of the capacitor insulating film 116 is removed, and a buried plate electrode 115 and a diffusion layer (not shown) of the transfer gate transistor A color oxide film 118 is formed to electrically insulate them from each other.

次に、Asをドープしたアモルファスシリコン膜119をトレンチ114内に埋め込み、熱処理によりアモルファスシリコン膜119をポリシンコン膜119aに変化させている。   Next, an amorphous silicon film 119 doped with As is embedded in the trench 114, and the amorphous silicon film 119 is changed to a polysilicon thin film 119a by heat treatment.

次に、ポリシンコン膜119aをシリコン基板111の表面より低い所定の位置まで除去して、埋め込みストラップの開口部120を形成している。   Next, the polysincon film 119a is removed to a predetermined position lower than the surface of the silicon substrate 111 to form the opening 120 of the buried strap.

次に、Asをドープしたアモルファスシリコン膜121をトレンチ114内に埋め込んで、埋め込みストラップ120aを形成している。   Next, an amorphous silicon film 121 doped with As is buried in the trench 114 to form a buried strap 120a.

次に、埋め込みストラップ120aを熱処理してドープしたAsを半導体基板111内へ拡散させてn拡散層(図示せず)を形成し、ストレージノード電極となるアモルファスシリコン膜117とトランスファーゲートトランジスタの拡散層(図示せず)を電気的に接続している。   Next, the buried strap 120a is heat-treated and doped As is diffused into the semiconductor substrate 111 to form an n diffusion layer (not shown), and an amorphous silicon film 117 serving as a storage node electrode and a diffusion layer of the transfer gate transistor (Not shown) are electrically connected.

しかしながら、特許文献1に開示された方法は、トレンチの埋め込み性を良くするためにAsをドープしたアモルファスシリコン膜を用いるものである。また、Asを拡散させたn層は半導体基板111との接合界面の不純物濃度分布が急峻になることから、接合近傍での空乏層の幅が狭く、電界強度が高い。   However, the method disclosed in Patent Document 1 uses an amorphous silicon film doped with As in order to improve the filling property of the trench. In addition, since the impurity concentration distribution at the junction interface with the semiconductor substrate 111 is steep in the n layer in which As is diffused, the width of the depletion layer near the junction is narrow and the electric field strength is high.

そのため、トンネリングなどによる接合リーク電流が増大し、セルデータの保持特性が悪化するという問題がある。   Therefore, there is a problem that junction leakage current due to tunneling or the like increases and cell data retention characteristics deteriorate.

これに対して、接合界面の電界を緩和する方法として、例えばMOSトランジスタではドレイン領域を低濃度領域と高濃度領域の2種類の不純物領域で形成して、ドレイン近傍の電界を緩和する方法が知られている(例えば、非特許文献2参照。)。   On the other hand, as a method for reducing the electric field at the junction interface, for example, in a MOS transistor, a drain region is formed of two types of impurity regions, a low concentration region and a high concentration region, to reduce the electric field in the vicinity of the drain. (For example, see Non-Patent Document 2).

この方法について、図を用いて説明する。図22はニ重ドレイン構造のMOSトランジスタを示す断面図である。半導体基板201にゲート電極202を形成した後に、Pイオンを注入することによって深い低濃度不純物領域203を形成し、その後Asイオンを注入して浅い高濃度層204を形成している。   This method will be described with reference to the drawings. FIG. 22 is a sectional view showing a MOS transistor having a double drain structure. After the gate electrode 202 is formed on the semiconductor substrate 201, P ions are implanted to form a deep low-concentration impurity region 203, and then As ions are implanted to form a shallow high-concentration layer 204.

しかしながら、非特許文献2に開示された方法は、半導体基板301の表面にイオンを注入しているので、トレンチのようにアスペクト比の大きな溝の底部にイオンを注入する場合、イオンがトレンチの側壁で散乱あるいはチャネリングして半導体基板内に侵入する問題がある。   However, in the method disclosed in Non-Patent Document 2, since ions are implanted into the surface of the semiconductor substrate 301, when ions are implanted into the bottom of a trench having a large aspect ratio, such as a trench, the ions are on the sidewalls of the trench. There is a problem of scattering or channeling and entering the semiconductor substrate.

即ち、図23に示すように、半導体基板301に形成されたトレンチ302の底部の導電膜303にマスク材304を用いてPをイオン注入する場合、入射ビームには広がり幅があるため、Pをイオン注入すべき領域305以外に、Pイオンがトレンチの側壁306で散乱あるいはチャネリングして半導体基板301内に、例えば500nm程度侵入してPイオン散乱領域307が形成される。   That is, as shown in FIG. 23, when P is ion-implanted into the conductive film 303 at the bottom of the trench 302 formed in the semiconductor substrate 301 using a mask material 304, the incident beam has a spread width, so In addition to the region 305 to be ion-implanted, P ions are scattered or channeled by the side wall 306 of the trench and enter the semiconductor substrate 301 by about 500 nm, for example, to form a P ion scattering region 307.

このため、トランスファーゲートトランジスタ(図示せず)を形成すると、Pイオン散乱領域307のPが熱処理により隣接セルのトランスファーゲートトランジスタのチャネル部(図示せず)まで拡散する問題がある。   Therefore, when a transfer gate transistor (not shown) is formed, there is a problem that P in the P ion scattering region 307 diffuses to the channel portion (not shown) of the transfer gate transistor of the adjacent cell by heat treatment.

その結果、拡散したPがチャネル部のp型キャリアを補償してチャネル部のキャリア濃度が低下しトランスファーゲートトランジスタの閾値が低下するので、セルデータの保持特性が劣化する恐れがある。
特開2002−110941号公報(3−4頁、図7) 「半導体大辞典」、工業調査会、1999年12月20日、p529
As a result, the diffused P compensates for the p-type carrier in the channel portion, so that the carrier concentration in the channel portion is lowered and the threshold value of the transfer gate transistor is lowered. Therefore, the cell data retention characteristics may be deteriorated.
JP 2002-110951 A (page 3-4, FIG. 7) “Semiconductor Great Dictionary”, Industrial Research Council, December 20, 1999, p529

上述した従来の半導体装置の製造方法では、トレンチの底部にPイオン注入をおこなう場合、Pイオンがトレンチの側壁で散乱あるいはチャネリングして半導体基板内に侵入し、トランスファーゲートトランジスタの特性を劣化させる問題がある。   In the conventional method for manufacturing a semiconductor device described above, when P ions are implanted into the bottom of the trench, the P ions are scattered or channeled at the sidewall of the trench and enter the semiconductor substrate, thereby deteriorating the characteristics of the transfer gate transistor. There is.

そのため、トレンチキャパシタと隣接セルのトランスファーゲートトランジスタとの距離を短縮することが困難になり、高集積化が妨げられる。   Therefore, it becomes difficult to shorten the distance between the trench capacitor and the transfer gate transistor of the adjacent cell, which hinders high integration.

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、Pイオンがトランスファーゲートトランジスタのチャネル領域へ侵入するのを阻止してトランスファーゲートトランジスタの特性劣化を防止し、高集積化に好適な半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and prevents P ions from entering the channel region of the transfer gate transistor to prevent deterioration of the characteristics of the transfer gate transistor, which is suitable for high integration. An object is to provide a method for manufacturing a semiconductor device.

上記目的を達成するために、本発明の一態様の半導体装置の製造方法では、一導電型の半導体基板内の所定領域に設けたトレンチ下部の外側面にプレート拡散領域を形成し、前記トレンチ内壁にキャパシタ絶縁膜を形成し、前記トレンチ内に前記キャパシタ絶縁膜を介してストレージノード導電膜を埋め込む工程と、前記ストレージノード導電膜および前記キャパシタ絶縁膜を前記半導体基板の主面から所定の深さまでエッチバックして、前記トレンチの側壁を一部露出させる工程と、前記トレンチの露出側壁をカラー絶縁膜で被覆する工程と、前記トレンチ内に前記半導体基板の主面から所定の深さまで反対導電型の第1不純物を含む第1導電膜を埋め込む工程と、前記第1導電膜に前記反対導電型の第2不純物をイオン注入して第2不純物領域を形成する工程と、前記カラー絶縁膜を除去して前記第2不純物領域の側面を露出させる工程と、前記トレンチ内に前記第1不純物を含む第2導電膜を埋め込んで、前記第2不純物領域の側面に第2導電膜を有する埋め込みストラップを形成する工程と、前記半導体基板内の所定の領域に素子分離領域を形成する工程と、前記半導体基板を熱処理して、前記第2導電膜の第1不純物および前記第2不純物領域の第2不純物を前記トレンチの前記カラー絶縁膜で被覆されていない側壁から前記半導体基板内に拡散させて第1および第2不純物拡散領域を形成する工程と、前記第1および第2不純物拡散領域にソースまたはドレイン領域が一部重なるように、前記キャパシタに記憶された情報を読み出すトランスファーゲートトランジスタを形成する工程とを有することを特徴としている。   In order to achieve the above object, in a method of manufacturing a semiconductor device according to an aspect of the present invention, a plate diffusion region is formed on an outer surface of a lower portion of a trench provided in a predetermined region in a semiconductor substrate of one conductivity type, and the inner wall of the trench is formed. Forming a capacitor insulating film in the trench, and embedding the storage node conductive film in the trench through the capacitor insulating film; and extending the storage node conductive film and the capacitor insulating film from the main surface of the semiconductor substrate to a predetermined depth Etch back to expose a part of the sidewall of the trench, cover the exposed sidewall of the trench with a color insulating film, and reverse conductivity type from the main surface of the semiconductor substrate to a predetermined depth in the trench Burying a first conductive film containing the first impurity, and ion-implanting the second impurity of the opposite conductivity type into the first conductive film. Forming a region; removing the collar insulating film to expose a side surface of the second impurity region; and burying a second conductive film containing the first impurity in the trench to form the second impurity. Forming a buried strap having a second conductive film on a side surface of the region; forming an element isolation region in a predetermined region in the semiconductor substrate; heat-treating the semiconductor substrate; Diffusing the first impurity and the second impurity of the second impurity region from the side wall of the trench not covered with the color insulating film into the semiconductor substrate to form first and second impurity diffusion regions; A transfer gate transistor for reading information stored in the capacitor such that a source or drain region partially overlaps the first and second impurity diffusion regions It is characterized by a step of forming.

本発明の半導体装置の製造方法によれば、トレンチの側壁を絶縁膜で被覆してトレンチの底部に不純物イオンを注入しているので、不純物イオンがトレンチの側壁で散乱あるいはチャネリングして半導体基板内へ侵入するのを阻止することができる。   According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the sidewall of the trench is covered with the insulating film, and the impurity ions are implanted into the bottom of the trench. Can be prevented from entering.

これにより、DRAMセルを高集積化してもトランスファーゲートトランジスタの特性の化を防止することができる。従って、信頼性が高く、且つ集積度の高い半導体装置が得られる。   As a result, even if the DRAM cell is highly integrated, the characteristics of the transfer gate transistor can be prevented from being deteriorated. Therefore, a semiconductor device with high reliability and high integration can be obtained.

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1乃至図11は、本発明の実施例1に係わる半導体装置の製造工程を示す図で、半導体装置のトレンチキャパシタのストレージノード電極とトランスファーゲートトランジスタの拡散層とを電気的に接続する工程を順に示す断面図である。   FIGS. 1 to 11 are diagrams showing a manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, and a process of electrically connecting the storage node electrode of the trench capacitor of the semiconductor device and the diffusion layer of the transfer gate transistor. It is sectional drawing shown in order.

まず、図1から図5を用いて、トレンチキャパシタのストレージノード電極が形成されるまでの工程について説明する。   First, the steps until the storage node electrode of the trench capacitor is formed will be described with reference to FIGS.

図1に示すように、半導体基板、例えばp型シリコン基板11の表面にシリコン酸化膜12を、例えば熱酸化法により厚さ8nm程度形成する。そして、シリコン酸化膜12の上面にシリコン窒化膜13を、例えばCVD法により厚さ220nm程度形成する。さらに、シリコン窒化膜13の上面にTEOS膜14を、例えばCVD法により厚さ200nm程度形成する。   As shown in FIG. 1, a silicon oxide film 12 is formed on the surface of a semiconductor substrate, for example, a p-type silicon substrate 11, by a thermal oxidation method, for example, to a thickness of about 8 nm. Then, a silicon nitride film 13 is formed on the upper surface of the silicon oxide film 12 to a thickness of about 220 nm by, for example, a CVD method. Further, a TEOS film 14 is formed on the upper surface of the silicon nitride film 13 with a thickness of about 200 nm by, for example, a CVD method.

次に、フォトリソグラフィ技術によりトレンチ開口のパターニングを行い、異方性エッチング、例えばRIE法によりTEOS膜14、シリコン窒化膜13、シリコン酸化膜12を所定の形状にエッチングして、p型シリコン基板11の上面の一部を露出させる。   Next, the trench opening is patterned by photolithography, and the TEOS film 14, the silicon nitride film 13, and the silicon oxide film 12 are etched into a predetermined shape by anisotropic etching, for example, RIE, to form a p-type silicon substrate 11 Expose part of the top surface of.

次にTEOS膜14をマスクとして異方性エッチングによりp型シリコン基板11をエッチングする。これにより、例えば深さ8乃至9μm程度のトレンチ15が形成される。   Next, the p-type silicon substrate 11 is etched by anisotropic etching using the TEOS film 14 as a mask. Thereby, for example, a trench 15 having a depth of about 8 to 9 μm is formed.

次に、図2に示すように、全面にp型シリコン基板11と反対の導電型の不純物を含むシリコン酸化膜、例えばAsSG膜(図示せず)を、例えばCVD法により厚さ30nm程度形成し、更にレジスト(図示せず)を塗布する。   Next, as shown in FIG. 2, a silicon oxide film containing an impurity of a conductivity type opposite to that of the p-type silicon substrate 11, for example, an AsSG film (not shown) is formed on the entire surface by a CVD method, for example, to a thickness of about 30 nm. Further, a resist (not shown) is applied.

次に、所定の深さまでレジストを、例えばCDE法により除去した後に露出しているAsSG膜を、例えばフッ酸系のエッチャントを用いて除去し、更に、レジストを、例えばアッシング法により除去する。   Next, the AsSG film exposed after removing the resist to a predetermined depth by, for example, the CDE method is removed by using, for example, a hydrofluoric acid-based etchant, and the resist is removed by, for example, an ashing method.

次に、熱処理を、例えば900℃でおこない、AsをAsSG膜からp型シリコン基板11内に拡散させることにより、プレート電極となる埋め込みプレート拡散領域16が形成される。   Next, heat treatment is performed at 900 ° C., for example, and As is diffused into the p-type silicon substrate 11 from the AsSG film, the buried plate diffusion region 16 to be a plate electrode is formed.

次に、AsSG膜を、例えばフッ酸を含む溶液にてエッチングして除去することにより、プレート形成工程を終了する。   Next, the AsSG film is removed by etching, for example, with a solution containing hydrofluoric acid, thereby completing the plate forming step.

次に、図3に示すように、トレンチ15の内壁を含む全面にキャパシタ絶縁膜17として、例えばCVD法によりシリコン窒化膜とシリコン酸化膜との複合膜、あるいは誘電体膜を厚さ5nm程度形成する。   Next, as shown in FIG. 3, a composite film of silicon nitride film and silicon oxide film or a dielectric film having a thickness of about 5 nm is formed as a capacitor insulating film 17 on the entire surface including the inner wall of the trench 15 by, for example, the CVD method. To do.

次に、ストレージノード電極となる導電膜18、例えばCVD法によりAsをドープしたポリシリコン膜をトレンチ15に埋め込む。   Next, a conductive film 18 serving as a storage node electrode, for example, a polysilicon film doped with As by a CVD method is embedded in the trench 15.

次に、図4に示すように、埋め込まれたストレージノード導電膜18を半導体基板11の表面から所定の深さまで、例えばRIE法によりエッチングして除去し、露出したキャパシタ絶縁膜17を、例えばリン酸等の溶液を用いてエッチングして除去する。   Next, as shown in FIG. 4, the embedded storage node conductive film 18 is removed from the surface of the semiconductor substrate 11 to a predetermined depth by etching, for example, by RIE, and the exposed capacitor insulating film 17 is removed by, for example, phosphorous. Etching is performed using a solution of acid or the like.

次に、埋め込みプレート拡散領域16とトランスファーゲートトランジスタの拡散層(図示せず)を電気的に絶縁するための厚いカラー絶縁膜19、例えばCVD法によりシリコン酸化膜を厚さ40nm程度形成する。   Next, a thick color insulating film 19 for electrically insulating the buried plate diffusion region 16 and the diffusion layer (not shown) of the transfer gate transistor, for example, a silicon oxide film having a thickness of about 40 nm is formed by CVD.

次に、図5に示すように、ストレージノード導電膜18上に被着したカラー絶縁膜19を、例えばRIE法によりエッチングして除去した後、第1導電膜20、例えばAsをドープしたポリシンコン膜をトレンチ15に埋め込み、埋め込まれた第1導電膜20を半導体基板11の表面から所定の深さまで、例えばRIE法によりエッチングして除去する。   Next, as shown in FIG. 5, the color insulating film 19 deposited on the storage node conductive film 18 is removed by etching, for example, by RIE, and then the first conductive film 20, for example, an As-doped polythincon film. Is buried in the trench 15, and the buried first conductive film 20 is removed from the surface of the semiconductor substrate 11 to a predetermined depth by, for example, RIE.

これにより、トレンチ15の側壁を半導体基板11の表面からストレージノード導電膜18の上部まで、厚いカラー絶縁膜19で被覆することが可能である。   Thus, the sidewall of the trench 15 can be covered with the thick collar insulating film 19 from the surface of the semiconductor substrate 11 to the upper portion of the storage node conductive film 18.

次に、図6から図8を用いてストレージノード導電膜18をトランスファーゲートトランジスタの拡散層に電気的に接続するための埋め込みストラップを形成する工程について説明する。   Next, a process of forming a buried strap for electrically connecting the storage node conductive film 18 to the diffusion layer of the transfer gate transistor will be described with reference to FIGS.

図6に示すように、第1導電膜20にPイオンを、例えば加速電圧5〜20KeV、ドーズ量1E12〜1E13cm−2程度、注入してPイオン注入領域21を形成する。   As shown in FIG. 6, P ions are implanted into the first conductive film 20 by, for example, accelerating voltage of 5 to 20 KeV and a dose of about 1E12 to 1E13 cm −2 to form a P ion implantation region 21.

この時、厚いカラー絶縁膜19により、Pイオンがトレンチ15の側壁で散乱あるいはチャネリングして半導体基板11内に侵入するのを阻止することが可能である。   At this time, the thick collar insulating film 19 can prevent P ions from being scattered or channeled on the side wall of the trench 15 and entering the semiconductor substrate 11.

次に、図7に示すように、カラー絶縁膜19をPイオン注入領域21が露出する深さまで、例えばフッ酸系のエッチャントを用いて除去した後、第2導電膜22、例えばCVD法によりAsをドープしたポリシンコン膜をトレンチ15に埋め込む。   Next, as shown in FIG. 7, the color insulating film 19 is removed to a depth at which the P ion implantation region 21 is exposed using, for example, a hydrofluoric acid-based etchant, and then the second conductive film 22, for example, As by CVD. A polysilicon film doped with is embedded in the trench 15.

次に、図8に示すように、埋め込まれた第2導電膜22を半導体基板11の表面から所定の深さまで、例えばRIE法によりエッチングして除去する。これにより、埋め込みストラップ23が形成される。   Next, as shown in FIG. 8, the buried second conductive film 22 is removed from the surface of the semiconductor substrate 11 to a predetermined depth by etching, for example, by the RIE method. Thereby, the embedded strap 23 is formed.

次に、図9から図11を用いて、トランスファーゲートトランジスタを形成して、トランスファーゲートトランジスタの拡散層とストレージノード電極を接続する工程について説明する。   Next, a process of forming the transfer gate transistor and connecting the diffusion layer of the transfer gate transistor and the storage node electrode will be described with reference to FIGS.

図9はDRAMセルを示す平面図、図10は図9のA−A線に沿って切断し、矢印の方向から眺めた断面図、図11は図9のB−B線に沿って切断し、矢印の方向から眺めた断面図である。   9 is a plan view showing the DRAM cell, FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 9 and viewed from the direction of the arrow, and FIG. 11 is cut along the line BB in FIG. It is sectional drawing seen from the direction of the arrow.

図9〜図11に示すように、STI(Shallow Trench Insulation)構造の素子分離領域24を、例えばCVD法によるシリコン酸化膜を埋め込んで個々のDRAMセルを素子分離する。   As shown in FIGS. 9 to 11, an element isolation region 24 having an STI (Shallow Trench Insulation) structure is embedded in a silicon oxide film by, for example, a CVD method to isolate individual DRAM cells.

次に、半導体基板11を、例えば1000℃で熱処理し、イオン注入されたPを活性化すると伴に、トレンチ15のカラー絶縁膜19で被覆されていない側壁からAsが半導体基板11内へ拡散した領域25およびPが半導体基板11内へさらに深く拡散した領域26を形成する。   Next, the semiconductor substrate 11 is heat-treated at, for example, 1000 ° C. to activate the ion-implanted P, and As is diffused into the semiconductor substrate 11 from the side wall of the trench 15 not covered with the color insulating film 19. A region 26 in which the regions 25 and P are diffused deeper into the semiconductor substrate 11 is formed.

これにより、低濃度領域と高濃度領域からなるn型の二重拡散層構造が形成されるので、接合近傍の電界を緩和することが可能である。   As a result, an n-type double diffusion layer structure composed of a low concentration region and a high concentration region is formed, so that the electric field in the vicinity of the junction can be relaxed.

次に、トランスファーゲートトランジスタが形成される領域にゲート酸化膜27を形成し、ゲート酸化膜27上にゲート電極となるワード線電極28を形成する。   Next, a gate oxide film 27 is formed in a region where the transfer gate transistor is to be formed, and a word line electrode 28 serving as a gate electrode is formed on the gate oxide film 27.

次に、ソースあるいはドレイン領域となる拡散層29を、例えばPイオン注入により形成した後、半導体基板11の全面に表面保護膜30、例えばCVD法によりシリコン酸化膜を形成する。   Next, after a diffusion layer 29 to be a source or drain region is formed by, for example, P ion implantation, a surface protective film 30, for example, a silicon oxide film is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 11 by a CVD method.

次に、表面保護膜30を貫通してビット線コンタクト電極31、ビット線電極32を形成して、半導体装置が製造される。   Next, a bit line contact electrode 31 and a bit line electrode 32 are formed through the surface protective film 30 to manufacture a semiconductor device.

以上説明したように、本実施例の半導体装置の製造方法によれば、トレンチ15の側壁を厚いカラー絶縁膜19で被覆して第1導電膜20にPをイオン注入しているので、Pイオンがトレンチ15の側壁で散乱あるいはチャネリングして半導体基板11内に侵入するのを阻止することができる。   As described above, according to the manufacturing method of the semiconductor device of this embodiment, the sidewalls of the trench 15 are covered with the thick collar insulating film 19 and P is ion-implanted into the first conductive film 20, so that P ions Can be prevented from being scattered or channeled on the side wall of the trench 15 and entering the semiconductor substrate 11.

これにより、DRAMセルを高集積化してもトランスファーゲート・トランジスタの特性劣化を防止することができる。従って、信頼性が高く、且つ集積度の高い半導体装置が得られる。   Thereby, even if the DRAM cell is highly integrated, it is possible to prevent the deterioration of the characteristics of the transfer gate transistor. Therefore, a semiconductor device with high reliability and high integration can be obtained.

図12乃至図14は、本発明の実施例2に係わる半導体装置の製造工程を示す図で、半導体装置のトレンチキャパシタのストレージノード電極とトランスファーゲートトランジスタの拡散層とを電気的に接続するための埋め込みストラップを形成する工程を順に示す断面図である。   12 to 14 are diagrams showing a manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention for electrically connecting the storage node electrode of the trench capacitor of the semiconductor device and the diffusion layer of the transfer gate transistor. It is sectional drawing which shows the process of forming an embedding strap in order.

本実施例において上記実施例1と同一の構成部分には同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。   In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only different portions are described.

本実施例が実施例1と異なる点は、トレンチ15の側壁を被覆する絶縁膜を新たに形成し、その絶縁膜の厚さをPイオンの散乱あるいはチャネリングを阻止するのに十分な厚さとしたことにある。   This embodiment is different from the first embodiment in that an insulating film covering the sidewall of the trench 15 is newly formed, and the thickness of the insulating film is set to a thickness sufficient to prevent P ion scattering or channeling. There is.

即ち、図12に示すように、図1〜図5に示した工程を経た後、カラー絶縁膜19を第1導電膜20の上端面より所定の深さまで除去する。   That is, as shown in FIG. 12, after the steps shown in FIGS. 1 to 5, the color insulating film 19 is removed from the upper end surface of the first conductive film 20 to a predetermined depth.

次に、新たにトレンチ15内に保護絶縁膜41、例えばCVD法によりシリコン酸化膜を形成し、第1導電膜20上に被着した保護絶縁膜41を、例えばRIE法によりエッチングして除去して、トレンチ15の側壁を被覆する。   Next, a protective insulating film 41, for example, a silicon oxide film is formed in the trench 15 by CVD, and the protective insulating film 41 deposited on the first conductive film 20 is removed by etching, for example, by RIE. Then, the sidewall of the trench 15 is covered.

ここで、保護絶縁膜41の膜厚はイオン注入されるPがトレンチ15の側壁に当たって散乱あるいはチャネリングして半導体基板11の内部に侵入するのを阻止できるだけの厚さがあれば良いので、半導体装置の製造条件に応じて適宜設定することができる利点がある。   Here, the protective insulating film 41 has a thickness that can prevent the ion-implanted P from impinging on the side wall of the trench 15 and scattering or channeling to enter the semiconductor substrate 11. There is an advantage that it can be appropriately set according to the manufacturing conditions.

次に、図13に示すように、第1導電膜20にPイオンを、例えば加速電圧5〜20KeV、ドーズ量1E12〜1E13cm−2程度、注入してPイオン注入領域42を形成する。   Next, as shown in FIG. 13, P ions are implanted into the first conductive film 20 at an acceleration voltage of 5 to 20 KeV and a dose of about 1E12 to 1E13 cm −2 to form a P ion implantation region 42.

この時、保護絶縁膜41により、Pイオンがトレンチ15の側壁で散乱あるいはチャネリングして半導体基板11内に侵入するのを阻止することが可能である。   At this time, the protective insulating film 41 can prevent P ions from being scattered or channeled on the side wall of the trench 15 and entering the semiconductor substrate 11.

次に、図14に示すように、保護絶縁膜41のエッチング速度がカラー絶縁膜19のエッチング速度より大きくなる条件に設定して保護絶縁膜41を、例えばRIE法によりエッチングして除去した後、トレンチ15内に第2導電膜43を、例えばCVD法により形成して、埋め込みストラップ44が形成される。   Next, as shown in FIG. 14, after setting the etching rate of the protective insulating film 41 to be higher than the etching rate of the color insulating film 19 and removing the protective insulating film 41 by, for example, RIE, The second conductive film 43 is formed in the trench 15 by, for example, the CVD method, and the buried strap 44 is formed.

次に、図9〜図11に示したように、STIによる素子分離領域24を形成した後、トランスファーゲートトランジスタを形成して半導体装置が製造される。   Next, as shown in FIGS. 9 to 11, after forming the element isolation region 24 by STI, a transfer gate transistor is formed to manufacture a semiconductor device.

以上説明したように、本発明の実施例2に係わる半導体装置の製造方法によれば、カラー絶縁膜19を除去して、新たにトレンチ15の側壁を保護絶縁膜41で被覆したので、その膜厚はPイオンの侵入を阻止するのに十分な厚さになるように半導体装置の製造条件に応じて適宜設定することができる。   As described above, according to the method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, the collar insulating film 19 is removed and the sidewall of the trench 15 is newly covered with the protective insulating film 41. The thickness can be appropriately set according to the manufacturing conditions of the semiconductor device so that the thickness is sufficient to prevent the penetration of P ions.

これにより、DRAMセルを高集積化してもトランスファーゲート・トランジスタの特性劣化を防止することができる。従って、信頼性が高く、且つ集積度の高い半導体装置が得られる。   Thereby, even if the DRAM cell is highly integrated, it is possible to prevent the deterioration of the characteristics of the transfer gate transistor. Therefore, a semiconductor device with high reliability and high integration can be obtained.

図15乃至図17は、本発明の実施例3に係わる半導体装置の製造工程を示す図で、半導体装置のトレンチキャパシタのストレージノード電極とトランスファーゲートトランジスタの拡散層を電気的に接続するための埋め込みストラップを形成する工程を順に示す断面図である。   FIGS. 15 to 17 are views showing a manufacturing process of the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention, and are embedded for electrically connecting the storage node electrode of the trench capacitor of the semiconductor device and the diffusion layer of the transfer gate transistor. It is sectional drawing which shows the process of forming a strap in order.

本実施例において上記実施例1と同一の構成部分には同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。   In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only different portions are described.

本実施例が実施例1と異なる点は、埋め込みストラップを基板表面近傍に形成したことにある。   This embodiment differs from the first embodiment in that an embedded strap is formed in the vicinity of the substrate surface.

即ち、図15に示すように、図1〜図5に示した工程を経た後、カラー絶縁膜19の上部を除去した後、トレンチ15内に第2導電膜51、例えばCVD法によりAsをドープしたポリシリコン膜を埋め込む。   That is, as shown in FIG. 15, after the steps shown in FIGS. 1 to 5, after the upper portion of the collar insulating film 19 is removed, the trench 15 is doped with the second conductive film 51, for example, As by CVD. The buried polysilicon film is embedded.

次に、図16に示すように、第2導電膜51を半導体基板11表面近傍の所定の深さまで除去した後、トレンチ15内に保護絶縁膜52、例えばCVD法によりシリコン酸化膜を形成する。   Next, as shown in FIG. 16, after the second conductive film 51 is removed to a predetermined depth near the surface of the semiconductor substrate 11, a protective insulating film 52, for example, a silicon oxide film is formed in the trench 15 by a CVD method.

次に、図17に示すように、第2導電膜51上に被着した保護絶縁膜52を、例えばフッ酸系のエッチャントを用いて除去した後、第2導電膜51にPイオンを、例えば50KeV程度の低加速電圧で注入してPイオン注入領域53を形成する。これにより、埋め込みストラップ54が形成される。   Next, as shown in FIG. 17, after removing the protective insulating film 52 deposited on the second conductive film 51 using, for example, a hydrofluoric acid-based etchant, P ions are applied to the second conductive film 51, for example. The P ion implantation region 53 is formed by implantation at a low acceleration voltage of about 50 KeV. Thereby, the embedded strap 54 is formed.

この時、保護絶縁膜52により、Pイオンがトレンチ15の側壁で散乱あるいはチャネリングして半導体基板11内に侵入するのを阻止することが可能である。   At this time, the protective insulating film 52 can prevent P ions from being scattered or channeled on the side wall of the trench 15 and entering the semiconductor substrate 11.

次に、図9〜図11に示したように、STIによる素子分離領域24を形成した後、トランスファーゲートトランジスタを形成して半導体装置が製造される。   Next, as shown in FIGS. 9 to 11, after forming the element isolation region 24 by STI, a transfer gate transistor is formed to manufacture a semiconductor device.

以上説明したように、本発明の実施例3に係わる半導体装置の製造方法によれば、半導体基板表面近傍に埋め込みストラップを形成しているので、Pイオンを浅く注入してキャリア濃度の高い拡散層を形成することができ、トランスファーゲートトランジスタの拡散層とのコンタクトが容易になる。   As described above, according to the method for manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention, the buried strap is formed near the surface of the semiconductor substrate. This facilitates contact with the diffusion layer of the transfer gate transistor.

これにより、DRAMセルを高集積化してもトランスファーゲートトランジスタの特性劣化を防止することができる。従って、信頼性が高く、且つ集積度の高い半導体装置が得られる。   Thereby, even if the DRAM cell is highly integrated, it is possible to prevent the deterioration of the characteristics of the transfer gate transistor. Therefore, a semiconductor device with high reliability and high integration can be obtained.

図18乃至図20は、本発明の実施例4に係わる半導体装置の製造工程を示す図で、半導体装置のトレンチキャパシタのストレージノード電極とトランスファーゲートトランジスタの拡散層とを電気的に接続するための埋め込みストラップを形成する工程を順に示す断面図である。   FIGS. 18 to 20 are views showing a manufacturing process of the semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention, for electrically connecting the storage node electrode of the trench capacitor of the semiconductor device and the diffusion layer of the transfer gate transistor. It is sectional drawing which shows the process of forming an embedding strap in order.

本実施例において上記実施例1と同一の構成部分には同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。   In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only different portions are described.

本実施例が実施例1と異なる点は、トレンチ15の側壁を絶縁膜で被覆せず、Bイオンを斜め注入してからPイオンを注入することにより、半導体基板11内へ侵入したPの影響をBで補償するようにしたことにある。   The present embodiment is different from the first embodiment in that the side wall of the trench 15 is not covered with an insulating film, and the influence of P that has entered the semiconductor substrate 11 is obtained by implanting P ions after obliquely implanting B ions. Is compensated by B.

図18はDRAMセルを示す平面図、図19および図20は図18のC−C線に沿って切断し、矢印の方向から眺めた断面図である。   18 is a plan view showing the DRAM cell, and FIGS. 19 and 20 are cross-sectional views taken along the line CC of FIG. 18 and viewed from the direction of the arrows.

即ち、図18〜図19に示すように、図1〜図5に示した工程を経た後、カラー絶縁膜19の上部を半導体基板11の表面から所定の深さまで除去した後、トレンチ15内に第2導電膜61、例えばCVD法によりAsをドープしたポリシリコン膜を形成して、半導体基板11の表面から所定の深さまで第2導電膜61を埋め込む。   That is, as shown in FIGS. 18 to 19, after the steps shown in FIGS. 1 to 5, the upper portion of the collar insulating film 19 is removed from the surface of the semiconductor substrate 11 to a predetermined depth, and then into the trench 15. A second conductive film 61, for example, a polysilicon film doped with As by a CVD method is formed, and the second conductive film 61 is embedded from the surface of the semiconductor substrate 11 to a predetermined depth.

次に、垂直からワード線電極28が配線されるC−C線の方向に所定角度θだけイオンビームを傾けて2方向からトレンチ15内にBイオンを斜めに注入する。Bイオンの注入は、半導体基板11を所定角度θ、例えば45度だけ傾けてBイオンを注入した後、半導体基板11を180度回転してBイオンを注入すればよい。   Next, B ions are obliquely implanted into the trench 15 from two directions by tilting the ion beam by a predetermined angle θ from the vertical to the direction of the CC line where the word line electrode 28 is wired. B ions may be implanted by inclining the semiconductor substrate 11 by a predetermined angle θ, for example, 45 degrees, and implanting B ions, and then rotating the semiconductor substrate 11 180 degrees to inject B ions.

これにより、第2導電膜61にBイオン注入領域62が形成され、トレンチ15の側壁は絶縁膜で被覆されていないので、同時に半導体基板11内にBイオン注入領域63が形成される。   As a result, the B ion implantation region 62 is formed in the second conductive film 61, and the sidewall of the trench 15 is not covered with the insulating film, so that the B ion implantation region 63 is simultaneously formed in the semiconductor substrate 11.

次に、図20に示すように、Pをイオン注入すると、第2導電膜61にBイオン注入領域62に更にPイオンが二重注入されたB+Pイオン注入領域64が形成され、これにより、埋め込みストラップ65が形成される。   Next, as shown in FIG. 20, when P is ion-implanted, a B + P ion-implanted region 64 in which P ions are further double-implanted into the B ion-implanted region 62 is formed in the second conductive film 61, thereby A strap 65 is formed.

トレンチ15の側壁は絶縁膜で被覆されていないので、トレンチ15の側壁での散乱あるいはチャネリングにより半導体基板11内にPが侵入し、Pイオン散乱領域66が形成される。   Since the sidewall of the trench 15 is not covered with an insulating film, P penetrates into the semiconductor substrate 11 due to scattering or channeling on the sidewall of the trench 15, and a P ion scattering region 66 is formed.

ここで、Pイオン散乱領域66は、Bイオン注入領域63に内包されているので、Bイオン注入領域63のBドース量がPイオン散乱領域66のPドーズ量より大きくなるように設定することにより、Pの影響をBで補償することが可能である。   Here, since the P ion scattering region 66 is included in the B ion implantation region 63, the B dose amount of the B ion implantation region 63 is set to be larger than the P dose amount of the P ion scattering region 66. , P can be compensated by B.

次に、図9〜図11に示したように、STIによる素子分離領域24を形成した後、トランスファーゲートトランジスタを形成して半導体装置が製造される。   Next, as shown in FIGS. 9 to 11, after forming the element isolation region 24 by STI, a transfer gate transistor is formed to manufacture a semiconductor device.

以上説明したように、本発明の実施例4に係わる半導体装置の製造方法によれば、トレンチ15内へBイオンを斜め注入した後にPイオンを注入しているので、半導体基板11内へPが侵入してもPによる影響をBで補償することができ、トレンチ15の側壁を被覆する絶縁膜が不要である。   As described above, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention, since P ions are implanted after obliquely implanting B ions into the trench 15, P is introduced into the semiconductor substrate 11. Even if it penetrates, the influence of P can be compensated by B, and an insulating film covering the side wall of the trench 15 is unnecessary.

これにより、DRAMセルを高集積化してもトランスファーゲートトランジスタの特性劣化を防止することができる。従って、信頼性が高く、且つ集積度の高い半導体装置が得られる。   Thereby, even if the DRAM cell is highly integrated, it is possible to prevent the deterioration of the characteristics of the transfer gate transistor. Therefore, a semiconductor device with high reliability and high integration can be obtained.

ここでは、Bイオンを斜め注入した後にPイオンを注入する場合について説明したが、Pイオンを注入してからBイオンを斜め注入しても構わない。   Although the case where P ions are implanted after obliquely implanting B ions has been described here, B ions may be implanted obliquely after P ions are implanted.

本発明の実施例1に係わる半導体装置の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device concerning Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係わる半導体装置の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device concerning Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係わる半導体装置の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device concerning Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係わる半導体装置の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device concerning Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係わる半導体装置の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device concerning Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係わる半導体装置の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device concerning Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係わる半導体装置の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device concerning Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係わる半導体装置の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device concerning Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係わる半導体装置の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device concerning Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係わる半導体装置の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device concerning Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係わる半導体装置の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device concerning Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係わる半導体装置の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device concerning Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係わる半導体装置の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device concerning Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係わる半導体装置の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device concerning Example 2 of this invention. 本発明の実施例3に係わる半導体装置の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device concerning Example 3 of this invention. 本発明の実施例3に係わる半導体装置の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device concerning Example 3 of this invention. 本発明の実施例3に係わる半導体装置の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device concerning Example 3 of this invention. 本発明の実施例4に係わる半導体装置の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device concerning Example 4 of this invention. 本発明の実施例4に係わる半導体装置の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device concerning Example 4 of this invention. 本発明の実施例4に係わる半導体装置の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device concerning Example 4 of this invention. 従来の半導体装置の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the conventional semiconductor device. 二重拡散構造により接合界面の電界を緩和する方法を説明するための図。The figure for demonstrating the method of relieving the electric field of a joining interface by a double diffused structure. トレンチにイオン注入する工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the process of ion-implanting into a trench.

符号の説明Explanation of symbols

11 p型シリコン基板
12 シリコン酸化膜
13 シリコン窒化膜
14 TEOS膜
15 トレンチ
16 埋め込みプレート拡散領域
17 キャパシタ絶縁膜
18 ストレージノード導電膜
19 カラー絶縁膜
20 第1導電膜
21、42、53 Pイオン注入領域
22、43、51、61 第2導電膜
23、44、54、65 埋め込みストラップ
24 素子分離領域
25 As拡散領域
26 P拡散領域
27 ゲート酸化膜
28 ワード線電極
29 ソースまたはドレイン拡散層
30 表面保護膜
31 ビット線コンタクト電極
32 ビット線電極
41、52 保護絶縁膜
62、63 Bイオン注入領域
64 B+Pイオン注入領域
66 Pイオン散乱領域
11 p-type silicon substrate 12 silicon oxide film 13 silicon nitride film 14 TEOS film 15 trench 16 buried plate diffusion region 17 capacitor insulating film 18 storage node conductive film 19 color insulating film 20 first conductive film 21, 42, 53 P ion implantation region 22, 43, 51, 61 Second conductive film 23, 44, 54, 65 Buried strap 24 Element isolation region 25 As diffusion region 26 P diffusion region 27 Gate oxide film 28 Word line electrode 29 Source or drain diffusion layer 30 Surface protective film 31 Bit line contact electrode 32 Bit line electrodes 41 and 52 Protective insulating films 62 and 63 B ion implantation region 64 B + P ion implantation region 66 P ion scattering region

Claims (5)

一導電型の半導体基板内の所定領域に設けたトレンチ下部の外側面にプレート拡散領域を形成し、前記トレンチ内壁にキャパシタ絶縁膜を形成し、前記トレンチ内に前記キャパシタ絶縁膜を介してストレージノード導電膜を埋め込む工程と、
前記ストレージノード導電膜および前記キャパシタ絶縁膜を前記半導体基板の主面から所定の深さまでエッチバックして、前記トレンチの側壁を一部露出させる工程と、
前記トレンチの露出側壁をカラー絶縁膜で被覆する工程と、
前記トレンチ内に前記半導体基板の主面から所定の深さまで反対導電型の第1不純物を含む第1導電膜を埋め込む工程と、
前記第1導電膜に前記反対導電型の第2不純物をイオン注入して第2不純物領域を形成する工程と、
前記カラー絶縁膜を除去して前記第2不純物領域の側面を露出させる工程と、
前記トレンチ内に前記第1不純物を含む第2導電膜を埋め込んで、前記第2不純物領域の側面に第2導電膜を有する埋め込みストラップを形成する工程と、
前記半導体基板内の所定の領域に素子分離領域を形成する工程と、
前記半導体基板を熱処理して、前記第2導電膜の第1不純物および前記第2不純物領域の第2不純物を前記トレンチの前記カラー絶縁膜で被覆されていない側壁から前記半導体基板内に拡散させて第1および第2不純物拡散領域を形成する工程と、
前記第1および第2不純物拡散領域にソースまたはドレイン領域が一部重なるように、前記キャパシタに記憶された情報を読み出すトランスファーゲートトランジスタを形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
A plate diffusion region is formed on the outer surface of the lower portion of the trench provided in a predetermined region in a semiconductor substrate of one conductivity type, a capacitor insulating film is formed on the inner wall of the trench, and a storage node is interposed in the trench via the capacitor insulating film. Embedding a conductive film;
Etching back the storage node conductive film and the capacitor insulating film from the main surface of the semiconductor substrate to a predetermined depth to partially expose the trench sidewalls;
Coating the exposed sidewall of the trench with a color insulating film;
Burying a first conductive film containing a first impurity of opposite conductivity type from the main surface of the semiconductor substrate to a predetermined depth in the trench;
Forming a second impurity region by ion-implanting the second impurity of the opposite conductivity type into the first conductive film;
Removing the color insulating film to expose a side surface of the second impurity region;
Burying a second conductive film containing the first impurity in the trench to form a buried strap having a second conductive film on a side surface of the second impurity region;
Forming an element isolation region in a predetermined region in the semiconductor substrate;
Heat-treating the semiconductor substrate to diffuse the first impurity of the second conductive film and the second impurity of the second impurity region into the semiconductor substrate from the side wall of the trench that is not covered with the color insulating film. Forming first and second impurity diffusion regions;
Forming a transfer gate transistor for reading information stored in the capacitor such that a source or drain region partially overlaps the first and second impurity diffusion regions;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
一導電型の半導体基板内の所定領域に設けたトレンチ下部の外側面にプレート拡散領域を形成し、前記トレンチ内壁にキャパシタ絶縁膜を形成し、前記トレンチ内に前記キャパシタ絶縁膜を介してストレージノード導電膜を埋め込む工程と、
前記ストレージノード導電膜および前記キャパシタ絶縁膜を前記半導体基板の主面から所定の深さまでエッチバックして、前記トレンチの側壁を一部露出させる工程と、
前記トレンチの露出側壁をカラー絶縁膜で被覆する工程と、
前記トレンチ内に前記半導体基板の主面から所定の深さまで反対導電型の第1不純物を含む第1導電膜を埋め込む工程と、
前記カラー絶縁膜を前記半導体基板の主面から前記第1導電膜の上部側面まで除去して、前記第1導電膜の上部側面を露出させる工程と、
前記トレンチの露出側壁を保護絶縁膜で被覆する工程と、
前記第1導電膜に前記反対導電型の第2不純物をイオン注入して第2不純物領域を形成する工程と、
前記保護絶縁膜を除去して、前記第2不純物領域の側面を露出させる工程と、
前記トレンチ内に前記第1不純物を含む第2導電膜を埋め込んで、前記第2不純物領域の側面に第2導電膜を有する埋め込みストラップを形成する工程と、
前記半導体基板内の所定の領域に素子分離領域を形成する工程と、
前記半導体基板を熱処理して、前記第2導電膜の第1不純物および前記第2不純物領域の第2不純物を前記トレンチの前記カラー絶縁膜で被覆されていない側壁から前記半導体基板内に拡散させて第1および第2不純物拡散領域を形成する工程と、
前記第1および第2不純物拡散領域にソースまたはドレイン領域が一部重なるように、前記キャパシタに記憶された情報を読み出すトランスファーゲート・トランジスタを形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
A plate diffusion region is formed on the outer surface of the lower portion of the trench provided in a predetermined region in a semiconductor substrate of one conductivity type, a capacitor insulating film is formed on the inner wall of the trench, and a storage node is interposed in the trench via the capacitor insulating film. Embedding a conductive film;
Etching back the storage node conductive film and the capacitor insulating film from the main surface of the semiconductor substrate to a predetermined depth to partially expose the trench sidewalls;
Coating the exposed sidewall of the trench with a color insulating film;
Burying a first conductive film containing a first impurity of opposite conductivity type from the main surface of the semiconductor substrate to a predetermined depth in the trench;
Removing the collar insulating film from the main surface of the semiconductor substrate to the upper side surface of the first conductive film to expose the upper side surface of the first conductive film;
Covering the exposed sidewall of the trench with a protective insulating film;
Forming a second impurity region by ion-implanting the second impurity of the opposite conductivity type into the first conductive film;
Removing the protective insulating film to expose a side surface of the second impurity region;
Burying a second conductive film containing the first impurity in the trench to form a buried strap having a second conductive film on a side surface of the second impurity region;
Forming an element isolation region in a predetermined region in the semiconductor substrate;
Heat-treating the semiconductor substrate to diffuse the first impurity of the second conductive film and the second impurity of the second impurity region into the semiconductor substrate from the side wall of the trench that is not covered with the color insulating film. Forming first and second impurity diffusion regions;
Forming a transfer gate transistor for reading information stored in the capacitor so that a source or drain region partially overlaps the first and second impurity diffusion regions;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
一導電型の半導体基板内の所定領域に設けたトレンチ下部の外側面にプレート拡散領域を形成し、前記トレンチ内壁にキャパシタ絶縁膜を形成し、前記トレンチ内に前記キャパシタ絶縁膜を介してストレージノード導電膜を埋め込む工程と、
前記ストレージノード導電膜および前記キャパシタ絶縁膜を前記半導体基板の主面から所定の深さまでエッチバックして、前記トレンチの側壁を一部露出させる工程と、
前記トレンチの露出側壁をカラー絶縁膜で被覆する工程と、
前記トレンチ内に前記半導体基板の主面から所定の深さまで反対導電型の第1不純物を含む第1導電膜を埋め込む工程と、
前記第1導電膜より上方の前記カラー絶縁膜を除去する工程と、
前記トレンチ内に前記第1導電膜上から所定の位置まで前記反対導電型の第1不純物を含む第2導電膜を埋め込む工程と、
前記第2導電膜の上面周辺および前記トレンチの側壁を保護絶縁膜で被覆する工程と、
前記第2導電膜上面の露出部に前記反対導電型の第2不純物をイオン注入して第2不純物領域を形成する工程と、
前記保護絶縁膜を除去する工程と、
前記半導体基板内の所定の領域に素子分離領域を形成する工程と、
前記半導体基板を熱処理して、前記第2導電膜の第1不純物および前記第2不純物領域の第2不純物を前記トレンチの前記カラー絶縁膜で被覆されていない側壁から前記半導体基板内に拡散させる工程と、
前記第1および第2不純物の拡散領域にソースまたはドレイン領域が一部重なるように、前記キャパシタに記憶された情報を読み出すトランスファーゲート・トランジスタを形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
A plate diffusion region is formed on the outer surface of the lower portion of the trench provided in a predetermined region in a semiconductor substrate of one conductivity type, a capacitor insulating film is formed on the inner wall of the trench, and a storage node is interposed in the trench via the capacitor insulating film. Embedding a conductive film;
Etching back the storage node conductive film and the capacitor insulating film from the main surface of the semiconductor substrate to a predetermined depth to partially expose the trench sidewalls;
Coating the exposed sidewall of the trench with a color insulating film;
Burying a first conductive film containing a first impurity of opposite conductivity type from the main surface of the semiconductor substrate to a predetermined depth in the trench;
Removing the color insulating film above the first conductive film;
Burying a second conductive film containing the first impurity of the opposite conductivity type from the first conductive film to a predetermined position in the trench;
Covering the periphery of the upper surface of the second conductive film and the sidewall of the trench with a protective insulating film;
Forming a second impurity region by ion-implanting the second impurity of the opposite conductivity type into the exposed portion of the upper surface of the second conductive film;
Removing the protective insulating film;
Forming an element isolation region in a predetermined region in the semiconductor substrate;
Heat-treating the semiconductor substrate to diffuse the first impurity of the second conductive film and the second impurity of the second impurity region into the semiconductor substrate from the side wall of the trench that is not covered with the color insulating film. When,
Forming a transfer gate transistor for reading information stored in the capacitor such that a source or drain region partially overlaps the diffusion region of the first and second impurities;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
一導電型の半導体基板内の所定領域に設けられたトレンチ下部の外側面にプレート拡散領域を形成し、前記トレンチ内壁にキャパシタ絶縁膜を形成し、前記トレンチ内に前記キャパシタ絶縁膜を介してストレージノード導電膜を埋め込む工程と、
前記ストレージノード導電膜および前記キャパシタ絶縁膜を前記半導体基板の主面から所定の深さまでエッチバックして、前記トレンチの側壁を一部露出させる工程と、
前記トレンチの露出側壁をカラー絶縁膜で被覆する工程と、
前記トレンチ内に前記半導体基板の主面から所定の深さまで反対導電型の第1不純物を含む第1導電膜を埋め込む工程と、
前記第1導電膜上面より上方の前記カラー絶縁膜を除去する工程と、
前記トレンチ内に前記第1導電膜上から所定の位置まで前記反対導電型の第1不純物を含む第2導電膜を埋め込む工程と、
前記半導体基板主面に対して斜め方向から前記1導電型の不純物を前記第2導電膜にイオン注入する工程と、
前記半導体基板主面に対して垂直方向から前記反対導電型の第2不純物を前記第2導電膜にイオン注入する工程と、
前記半導体基板内の所定の領域に素子分離領域を形成する工程と、
前記半導体基板を熱処理して、前記第2導電膜の1導電型不純物、第1および第2不純物を前記トレンチの前記カラー絶縁膜で被覆されていない側壁から前記半導体基板内に拡散させて第1および第2不純物拡散領域を形成する工程と、
前記第1および第2不純物拡散領域にソースまたはドレイン領域が一部重なるように、前記キャパシタに記憶された情報を読み出すトランスファーゲート・トランジスタを形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
A plate diffusion region is formed on an outer surface of a lower portion of a trench provided in a predetermined region in a semiconductor substrate of one conductivity type, a capacitor insulating film is formed on the inner wall of the trench, and storage is performed in the trench via the capacitor insulating film. Embedding a node conductive film;
Etching back the storage node conductive film and the capacitor insulating film from the main surface of the semiconductor substrate to a predetermined depth to partially expose the trench sidewalls;
Coating the exposed sidewall of the trench with a color insulating film;
Burying a first conductive film containing a first impurity of opposite conductivity type from the main surface of the semiconductor substrate to a predetermined depth in the trench;
Removing the color insulating film above the upper surface of the first conductive film;
Burying a second conductive film containing the first impurity of the opposite conductivity type from the first conductive film to a predetermined position in the trench;
Ion-implanting the first conductivity type impurity into the second conductive film from a direction oblique to the main surface of the semiconductor substrate;
Ion-implanting the second impurity of the opposite conductivity type into the second conductive film from a direction perpendicular to the main surface of the semiconductor substrate;
Forming an element isolation region in a predetermined region in the semiconductor substrate;
The semiconductor substrate is heat-treated, and the first conductive type impurity, the first and second impurities of the second conductive film are diffused into the semiconductor substrate from the side wall of the trench that is not covered with the color insulating film. And forming a second impurity diffusion region;
Forming a transfer gate transistor for reading information stored in the capacitor so that a source or drain region partially overlaps the first and second impurity diffusion regions;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記トレンチの側壁を被覆した保護絶縁膜は、シリコン酸化膜であることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の半導体装置の製造方法。   4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein the protective insulating film covering the sidewall of the trench is a silicon oxide film.
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