DE19929211A1 - MOS-Transistor und Verfahren zu dessen Herstellung sowie DRAM-Zellenanordnung und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents
MOS-Transistor und Verfahren zu dessen Herstellung sowie DRAM-Zellenanordnung und Verfahren zu deren HerstellungInfo
- Publication number
- DE19929211A1 DE19929211A1 DE19929211A DE19929211A DE19929211A1 DE 19929211 A1 DE19929211 A1 DE 19929211A1 DE 19929211 A DE19929211 A DE 19929211A DE 19929211 A DE19929211 A DE 19929211A DE 19929211 A1 DE19929211 A1 DE 19929211A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- projection
- substrate
- generated
- mos transistor
- strip
- 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.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 50
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 44
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 36
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 24
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 21
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 16
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 13
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 12
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 10
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 10
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 67
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 13
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 13
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 11
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 5
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 3
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 description 3
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 3
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 2
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 2
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000011093 chipboard Substances 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- WQJQOUPTWCFRMM-UHFFFAOYSA-N tungsten disilicide Chemical compound [Si]#[W]#[Si] WQJQOUPTWCFRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021342 tungsten silicide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B12/00—Dynamic random access memory [DRAM] devices
- H10B12/01—Manufacture or treatment
- H10B12/02—Manufacture or treatment for one transistor one-capacitor [1T-1C] memory cells
- H10B12/03—Making the capacitor or connections thereto
- H10B12/038—Making the capacitor or connections thereto the capacitor being in a trench in the substrate
- H10B12/0383—Making the capacitor or connections thereto the capacitor being in a trench in the substrate wherein the transistor is vertical
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
- H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
- H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
- H01L29/66666—Vertical transistors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/7841—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate with floating body, e.g. programmable transistors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
- H01L29/78642—Vertical transistors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B12/00—Dynamic random access memory [DRAM] devices
- H10B12/01—Manufacture or treatment
- H10B12/02—Manufacture or treatment for one transistor one-capacitor [1T-1C] memory cells
- H10B12/05—Making the transistor
- H10B12/053—Making the transistor the transistor being at least partially in a trench in the substrate
Abstract
Der MOS-Transistor weist ein oberes Source-/Drain-Gebiet (S/DO), ein Kanalgebiet (KA) und ein unteres Source-/Drain-Gebiet (S/DU), die als Schichten übereinander gestapelt sind und einen Vorsprung (VO) eines Substrats (1) bilden, auf. Ein Gatedielektrikum (GD) grenzt an eine erste seitliche Fläche (F1) des Vorsprungs (VO) an. Eine Gateelektrode (GA) grenzt an das Gatedielektrikum (GD) an. Eine leitende Struktur (L) grenzt im Bereich des Kanalgebiets (KA) an eine zweite seitliche Fläche (F2) des Vorsprungs (VO) an. Die leitende Struktur (L) grenzt an die Gateelektrode (GA) an.
Description
Die Erfindung betrifft einen MOS-Transistor und eine DRAM-
Zellenanordnung mit einem solchen MOS-Transistor.
MOS-Transistoren werden derzeit meist in einer planaren Sili
ziumtechnologie realisiert, bei der Source, Kanal und Drain
lateral angeordnet sind. Die erreichbaren Kanallängen sind
dabei abhängig vom Auflösungsvermögen der verwendeten opti
schen Lithographie und von Toleranzen bei der Strukturierung
und Justierung.
MOS-Transistoren werden beispielsweise in DRAM-
Zellenanordnungen, das heißt Speicherzellen-Anordnungen mit
dynamischem, wahlfreiem Zugriff verwendet. Als Speicherzelle
einer DRAM-Zellenanordnung wird derzeit fast ausschließlich
eine sogenannte Ein-Transistor-Speicherzelle eingesetzt, die
einen MOS-Transistor und einen Kondensator umfaßt. Die Infor
mation der Speicherzelle ist in Form einer Ladung auf dem
Kondensator gespeichert. Der Kondensator ist mit dem Transi
stor so verbunden, daß bei Ansteuerung des Transistors über
eine Wortleitung die Ladung des Kondensators über eine Bit
leitung ausgelesen werden kann.
Es wird allgemein angestrebt, eine DRAM-Zellenanordnung zu
erzeugen, die eine hohe Packungsdichte aufweist. Dazu ist es
vorteilhaft, den MOS-Transistor als vertikalen Transistor,
bei dem Source, Kanalbereich und Drain übereinander angeord
net sind, auszugestalten. Ein solcher MOS-Transistor kann ei
nen kleinen Platzbedarf unabhängig von einer Kanallänge auf
weisen.
Ein solcher MOS-Transistor ist zum Beispiel aus L. Risch et
al "Vertical MOS Transistors with 70 nm Channel Lengths",
ISSDERC (1995), 102, bekannt. Das untere Source-/Drain-Gebiet
des MOS-Transistors grenzt an eine Oberfläche eines Substrats
an. Auf dem unteren Source-/Drain-Gebiet sind ein Kanalgebiet
und ein oberes Source-/Drain-Gebiet angeordnet, die einen
Vorsprung des Substrats bilden. Der Vorsprung ist mit einem
Gatedielektrikum versehen. Eine Gateelektrode des MOS-
Transistors umgibt den Vorsprung seitlich. Nachteilig an ei
nem solchen MOS-Transistor ist insbesondere das vom Substrat
isolierte Kanalgebiet, in dem sich Ladungsträger ansammeln
und die Einsatzspannung verändern können. Dies führt zu den
sogenannten Floating-Body-Effekten.
Aus S. Assaderaghi et al. "Dynamic Threshold-Voltage MOSFET
(DTMOS) for Ultra-Low Voltage VLSI", IEEE Transactions on
Electron Devices, Vol. 44, No. 3, (1997), 414, ist ein plana
rer MOS-Transistor bekannt, bei dem das Kanalgebiet elek
trisch mit der Gateelektrode des MOS-Transistors verbunden
ist. (Mit Kanalgebiet ist hier und im folgenden eigentlich
das Body des MOS-Transistors gemeint, d. h. das Halbleiterma
terial, das an ein Source/Drain-Gebiet und an den Kanal des
Transistors angrenzt und von einem zum Leitfähigkeitstyp des
Source-/Drain-Gebiets entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp do
tiert ist. Es wird also nicht der Kanal selber mit der Ga
teelektrode elektrisch verbunden.) Die Verbindung hat eine
variable Einsatzspannung des MOS-Transistors zur Folge. Gene
rell hängt die Einsatzspannung eines Transistors vom Span
nungsunterschied zwischen einem Source-/Drain-Gebiet und dem
Kanalgebiet ab. Wird der offenbarte MOS-Transistor nicht an
gesteuert, was in der Regel bedeutet, daß an der Gateelektro
de und wegen der Verbindung auch am Kanalgebiet 0 Volt an
liegt, so ist der Spannungsunterschied zwischen dem Source-
/Drain-Gebiet und dem Kanalgebiet größer als wenn der MOS-
Transistor angesteuert wird, was bedeutet, daß an der Ga
teelektrode und damit dem Kanalgebiet die Betriebsspannung
anliegt. Die Einsatzspannung des MOS-Transistors ist folglich
bei Nichtansteuerung größer als bei Ansteuerung. Die große
Einsatzspannung bei Nichtansteuerung des MOS-Transistors be
wirkt besonders geringe Leckströme. Die kleine Einsatzspan
nung bei Ansteuerung des MOS-Transistors ermöglicht den Ein
satz einer niedrigen Betriebsspannung.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen MOS-
Transistor anzugeben, der als vertikaler Transistor ausge
staltet ist und bei dem Floating-Body-Effekte vermieden wer
den. Ferner soll ein Verfahren zu dessen Herstellung angege
ben werden. Es soll auch eine DRAM-Zellenanordnung, bei der
ein solcher MOS-Transistor eingesetzt wird, sowie ein Verfah
ren zu deren Herstellung angegeben werden.
Das Problem wird gelöst durch einen MOS-Transistor, mit einem
oberen Source-/Drain-Gebiet, einem Kanalgebiet und einem un
teren Source-/Drain-Gebiet, die als Schichten übereinander
gestapelt sind und einen Vorsprung eines Substrats bilden.
Ein Gatedielektrikum grenzt mindestens an eine erste seitli
che Fläche des Vorsprungs an. Eine Gateelektrode grenzt an
das Gatedielektrikum an. Eine leitende Struktur grenzt an die
Gateelektrode und im Bereich des Kanalgebiets an eine zweite
seitliche Fläche des Vorsprungs an.
Das Problem wird ferner gelöst durch ein Verfahren zur Her
stellung eines MOS-Transistors, bei dem ein Substrat mit ei
nem Vorsprung gebildet wird. In dem Vorsprung werden ein obe
res Source-/Drain-Gebiet, ein Kanalgebiet und ein unteres
Source-/Drain-Gebiet des MOS-Transistors erzeugt, die als
Schichten übereinander gestapelt sind. Eine erste seitliche
Fläche des Vorsprungs wird mit einem Gatedielektrikum verse
hen. Eine Gateelektrode wird erzeugt, die an das Gatedielek
trikum angrenzt. Es wird eine leitende Struktur erzeugt, die
an die Gateelektrode und im Bereich des Kanalgebiets an eine
zweite seitliche Fläche des Vorsprungs angrenzt.
Da das Kanalgebiet elektrisch über die leitende Struktur mit
der Gateelektrode verbunden ist, können im Kanalgebiet er
zeugte Ladungsträger abfließen. Floating-Body-Effekte werden
dadurch vermieden.
Der MOS-Transistor weist außerdem eine variable Einsatzspan
nung auf, was ebenfalls auf die Verbindung des Kanalgebiets
mit der Gateelektrode zurückzuführen ist. Wird der MOS-
Transistor nicht angesteuert, ist eine Spannungsdifferenz
zwischen dem Kanalgebiet und einem der Source-/Drain-Gebiete
besonders hoch, so daß der MOS-Transistor eine besonders hohe
Einsatzspannung aufweist, was zu weniger Leckströmen führt.
Wird der MOS-Transistor angesteuert, so ist eine Spannungs
differenz zwischen dem Kanalgebiet und dem Source-/Drain-
Gebiet kleiner, so daß der MOS-Transistor eine kleinere Ein
satzspannung aufweist und mit einer kleinen Betriebsspannung
betrieben werden kann.
Der Vorsprung kann beispielsweise einen viereckigen horizon
talen Querschnitt, das heißt einen zu einer Oberfläche des
Substrats parallelen Querschnitt, aufweisen. Der Querschnitt
kann beispielsweise rechteckig oder quadratisch sein. Der ho
rizontale Querschnitt kann jedoch auch beliebige andere For
men annehmen. Beispielsweise ist der horizontale Querschnitt
eine Ellipse oder ein Kreis. In diesem Fall gehen die erste
seitliche Fläche und die zweite seitliche Fläche ohne Kanten
ineinander über.
Ist der horizontale Querschnitt des Vorsprungs viereckig, so
liegt die erste seitliche Fläche des Vorsprungs vorzugsweise
der zweiten seitlichen Fläche des Vorsprungs gegenüber, damit
die leitende Struktur den Kanal nicht kontaktiert. Die lei
tende Struktur kann den Vorsprung seitlich umgeben. Um die
leitende Struktur von zwei weiteren seitlichen Flächen des
Vorsprungs zu trennen, werden die zwei weiteren Flächen, die
sich gegenüberliegen, jeweils mit einer Isolation versehen.
Damit der MOS-Transistor einen besonders kleinen Platzbedarf
aufweist, ist es vorteilhaft, den MOS-Transistor folgenderma
ßen herzustellen:
Der Vorsprung wird mit Hilfe einer strukturierten Hilfs
schicht, die als Maske dient, erzeugt. Dazu wird das Substrat
selektiv zur Hilfsschicht geätzt. Das Gatedielektrikum wird
so erzeugt, daß es mindestens an die erste seitliche Fläche
des Vorsprungs angrenzt. Vor oder nach Erzeugung des Gatedie
lektrikums wird isolierendes Material so abgeschieden, daß
das isolierende Material an die zwei weiteren seitlichen Flä
chen des Vorsprungs angrenzt. Es wird leitendes Material so
abgeschieden, daß das leitende Material an die mit dem Gate
dielektrikum versehene erste seitliche Fläche angrenzt. Für
das Verfahren ist es unwesentlich, ob an der zweiten seitli
chen Fläche des Vorsprungs isolierendes Material oder leiten
des Material angrenzt und ob die zweite seitliche Fläche mit
dem Gatedielektrikum versehen wird. Wie weiter unten erläu
tert, ist es zur Prozeßvereinfachung vorteilhaft, wenn lei
tendes Material an die mit dem Gatedielektrikum versehene
zweite seitliche Fläche des Vorsprungs angrenzt. Anschließend
wird ein horizontaler Querschnitt der strukturierten Hilfs
schicht von der zweiten seitlichen Fläche des Vorsprungs her
verkleinert. Dies kann mit Hilfe einer Maske erfolgen, die
versetzt zur strukturierten Hilfsschicht angeordnet wird und
mit der die Hilfsschicht geätzt wird. Anschließend wird die
Hilfsschicht durch Spacer wieder vergrößert, in dem Material
abgeschieden und rückgeätzt wird. Die zuvor erfolgte Verklei
nerung der strukturierten Hilfsschicht und die Dicke der
Spacer sind derart aufeinander abgestimmt, daß der Spacer im
Bereich der zweiten seitlichen Fläche ausschließlich auf dem
Vorsprung und nicht auf dem daran angrenzenden Material ange
ordnet ist. Der Spacer im Bereich der ersten seitlichen Flä
che des Vorsprungs ist auf dem leitenden Material angeordnet.
Die Spacer in den Bereichen der zwei weiteren seitlichen Flä
chen sind auf dem isolierenden Material angeordnet. Die durch
die Spacer vergrößerte Hilfsschicht dient als Maske bei einem
Ätzschritt, bei dem das isolierende Material und das leitende
Material geätzt werden. Aus dem leitenden Material unter dem
Spacer im Bereich der ersten seitlichen Fläche des Vorsprungs
wird dadurch die Gateelektrode gebildet. Aus dem isolierenden
Material unter den Spacern in den Bereichen der zwei weiteren
seitlichen Flächen des Vorsprungs werden die Isolierungen ge
bildet. Die zweite seitliche Fläche des Vorsprungs wird beim
Ätzprozeß freigelegt, da der Spacer im Bereich der zweiten
seitlichen Fläche des Vorsprungs ausschließlich auf dem Vor
sprung angeordnet ist. Anschließend wird leitendes Material
abgeschieden und rückgeätzt, so daß die leitende Struktur er
zeugt wird.
Das Abscheiden des leitenden Materials nach Erzeugung der Ga
teelektrode und das Abscheiden des isolierenden Materials
kann wie folgt erfolgen:
Auf dem Substrat wird die Hilfsschicht aufgebracht. Die
Hilfsschicht wird mit Hilfe einer ersten streifenförmigen
Maske strukturiert. Freiliegende Teile des Substrats werden
mit Hilfe der ersten Maske geätzt, so daß mindestens ein
streifenförmiger Vorsprung des Substrats erzeugt wird. Zur
Isolierung der Gateelektrode und der leitenden Struktur vom
Substrat wird eine isolierende Schicht auf das Substrat auf
gebracht. Anschließend wird das Gatedielektrikum erzeugt. Das
leitende Material wird abgeschieden und bis unterhalb der
Hilfsschicht rückgeätzt. Mit Hilfe einer zweiten streifenför
migen Maske, die quer zum streifenförmigen Vorsprung ver
läuft, wird mindestens die Hilfsschicht, das leitende Materi
al und der streifenförmige Vorsprung so geätzt, daß aus dem
streifenförmigen Vorsprung der Vorsprung erzeugt wird. Nach
diesem Prozeßschritt grenzen an die erste seitliche Fläche
und an die zweite seitliche Fläche des Vorsprungs das Gate
dielektrikum und daran das leitende Material an. Die zwei
weiteren seitlichen Flächen des Vorsprungs liegen frei. An
schließend wird das isolierende Material abgeschieden, so daß
es an die zwei weiteren seitlichen Flächen des Vorsprungs an
grenzt. Anschließend wird, wie oben beschrieben, die struktu
rierte Hilfsschicht mit Hilfe der Maske, die im folgenden als
"dritte Maske" bezeichnet wird, weiter verkleinert.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, nach Erzeugung des strei
fenförmigen Vorsprungs und vor Erzeugung des Vorsprungs das
isolierende Material abzuscheiden, und nach Erzeugung des
Vorsprungs das Gatedielektrikum und das leitende Material ab
zuscheiden.
Um zu gewährleisten, daß die dritte Maske die strukturierte
Hilfsschicht in den Bereichen der zwei weiteren seitlichen
Flächen des Vorsprungs bedeckt, kann die Maske streifenförmig
sein und der ersten Maske entsprechen aber versetzt zur er
sten Maske liegen.
Der MOS-Transistor kann in einer DRAM-Zellenanordnung verwen
det werden, die ebenfalls das Problem löst, das der Erfindung
zugrunde liegt. Die DRAM-Zellenanordnung weist Speicherzellen
auf, die jeweils einen MOS-Transistor mit den oben beschrie
benen Merkmalen und einen mit dem MOS-Transistor verbundenen
Kondensator aufweisen. Die Vorsprünge der MOS-Transistoren
sind in Reihen und Spalten angeordnet. Die leitenden Struktu
ren und die Gateelektroden der MOS-Transistoren, die entlang
einer der Spalten angeordnet sind, sind Teile einer parallel
zur Spalte verlaufenden Wortleitung.
Eine solche DRAM-Zellenanordnung kann mit folgendem Verfah
ren, das ebenfalls das Problem löst, das der Erfindung zu
grunde liegt, erzeugt werden:
Die erste streifenförmige Maske weist mehrere im wesentlichen
parallel zueinander verlaufende Streifen auf, so daß mehrere
streifenförmige Vorsprünge erzeugt werden. Auch die zweite
Maske weist mehrere im wesentlichen parallel zueinander ver
laufende Streifen auf, die quer zu den Streifen der ersten
Maske verlaufen, so daß die Vorsprünge aus den streifenförmi
gen Vorsprüngen erzeugt werden. Die Wortleitungen können er
zeugt werden, indem nach Abscheiden und Rückätzen des leiten
den Materials zur Erzeugung der leitenden Strukturen das lei
tende Material mit Hilfe einer vierten streifenförmigen Mas
ke, deren Streifen breiter als die Vorsprünge sind und je
weils die Vorsprünge, die entlang einer der Spalten zueinan
der benachbart sind, bedecken, strukturiert wird, so daß die
Wortleitungen aus den leitenden Strukturen und den Gateelek
troden der MOS-Transistoren bestehen.
Die leitenden Strukturen grenzen in Richtung der Spalten an
einander an.
Das untere Source-/Drain-Gebiet kann so ausgestaltet sein,
daß ein Teil des unteren Source-/Drain-Gebietes seitlich un
ter dem Vorsprung herausragt und an eine Oberfläche des Sub
strats angrenzt. Ein solches unteres Source-/Drain-Gebiet
kann leichter mit dem Kondensator verbunden werden.
Der Kondensator ist z. B. über dem Substrat angeordnet.
Alternativ ist im Substrat eine Vertiefung vorgesehen, die
mit einem Kondensatordielektrikum des Kondensators versehen
und mit einem Speicherknoten des Kondensators gefüllt ist.
Das Kondensatordielektrikum bedeckt Flächen der Vertiefung
nicht vollständig, damit der Speicherknoten bei einem oberen
Bereich der Vertiefung an den Teil des unteren Source-/Drain-
Gebietes, der unter dem Vorsprung angeordnet ist, angrenzen
kann.
Damit untere Source-/Drain-Gebiete verschiedener MOS-
Transistoren voneinander getrennt sind, sind im wesentlichen
parallel zueinander verlaufende Isolationsgräben vorgesehen,
die die unteren Source-/Drain-Gebiete, die quer zu den Isola
tionsgräben zueinander benachbart sind, voneinander trennen.
Die Vertiefung ist zwischen zwei zueinander benachbarte Iso
lationsgräben angeordnet. Die Vertiefung kann vor oder nach
Erzeugung der Isolationsgräben erzeugt werden.
Die Isolationsgräben werden zur Prozeßvereinfachung vorzugs
weise bei der Erzeugung der Vorsprünge erzeugt. Dazu wird bei
der Erzeugung der Vorsprünge aus den streifenförmigen Vor
sprüngen auch das Substrat geätzt.
Die Vertiefungen der Kondensatoren der Speicherzellen können
die unteren Source-/Drain-Gebiete, die entlang der Isolati
onsgräben zueinander benachbart sind, voneinander trennen.
Alternativ sind weitere Isolationsgräben vorgesehen, die quer
zu den Isolationsgräben verlaufen.
Die unteren Source-/Drain-Gebiete können durch Strukturierung
einer dotierten Schicht im Substrat erzeugt werden. Die
Strukturierung erfolgt durch die Erzeugung der Isolationsgrä
ben und der Vertiefungen bzw. der weiteren Isolationsgräben.
Die dotierte Schicht kann z. B. durch tiefe Implantation des
Substrats vor Erzeugung der Vorsprünge erzeugt werden. Alter
nativ wird die dotierte Schicht durch Epitaxie erzeugt.
Damit der Speicherknoten nur an das zugehörige untere Source-
/Drain-Gebiet und nicht an ein weiteres unteres Source-
/Drain-Gebiet einer benachbarten Speicherzelle angrenzt, kann
das Kondensatordielektrikum oder eine isolierende Schutz
schicht derart erzeugt werden, daß es bzw. sie nur im Bereich
des zugehörigen unteren Source-/Drain-Gebietes eine Ausspa
rung aufweist, bei der der Speicherknoten an das untere Sour
ce-/Drain-Gebiet angrenzt. Zur Erzeugung eines solchen Kon
densatordielektrikums bzw. einer solchen isolierenden Schutz
schicht bedeckt das Kondensatordielektrikum bzw. die isolie
rende Schutzschicht zunächst den vollständigen oberen Bereich
der Vertiefung. Mit Hilfe einer Maske, die einen Teil des
oberen Bereichs bedeckt, wird das Kondensatordielektrikum
bzw. die isolierende Schutzschicht geätzt, so daß die Ausspa
rung nur im Bereich des zugehörigen unteren Source-/Drain-
Gebietes erzeugt wird.
Alternativ kann der Speicherknoten zunächst im gesamten obe
ren Bereich an das Substrat angrenzen, so daß er auch das un
tere Source-/Drain-Gebiet des MOS-Transistors einer benach
barten Speicherzelle angrenzt. Die weiteren Isolationsgräben
werden anschließend so erzeugt, daß sie die oberen Bereiche
der Vertiefungen durchtrennen aber versetzt zu den Vertiefun
gen angeordnet sind, so daß die Speicherknoten bei den oberen
Bereichen der Vertiefungen nur an die zugehörigen unteren
Source-/Drain-Gebiete angrenzen.
Zur Prozeßvereinfachung ist es vorteilhaft, wenn die weiteren
Isolationsgräben bei der Erzeugung der Wortleitungen erzeugt
werden. Dazu wird das leitende Material zur Erzeugung der
leitenden Strukturen bzw. der Wortleitungen mit Hilfe einer
vierten streifenförmigen Maske strukturiert, wobei zusätzlich
zum leitenden Material die isolierende Schicht, das Substrat,
der Speicherknoten und das Kondensatordielektrikum bzw. die
Schutzschicht geätzt werden.
Beim beschriebenen Verfahren werden die Isolationsgräben so
erzeugt, daß sie entlang der Reihen verlaufen. Die erste
seitliche Fläche des Vorsprungs liegt dabei im wesentlichen
in einer Ebene, in der die Richtung der Spalte liegt.
Es liegt jedoch im Rahmen der Erfindung, die Isolationsgräben
so zu erzeugen, daß sie jeweils entlang einer der Spalten
verlaufen.
Eine davon unabhängige Alternative besteht darin, die DRAM-
Zellenanordnung so zu erzeugen, daß die erste seitliche Flä
che des Vorsprungs im wesentlichen in einer Ebene liegt, in
der die Richtung der Reihe liegt.
Zur Erhöhung der Packungsdichte ist es vorteilhaft, wenn die
Vorsprünge einen horizontalen Querschnitt aufweisen, der qua
dratisch ist mit einer Seitenlänge, die der minimalen in der
verwendeten Technologie herstellbaren Strukturgröße F ent
spricht. Auch die Isolationsgräben weisen vorzugsweise eine
Breite auf, die der minimalen Strukturgröße F entspricht.
Dasselbe gilt für die Breite der weiteren Isolationsgräben.
Das obere Source-/Drain-Gebiet kann aus einer weiteren do
tierten Schicht erzeugt werden, die bei der Erzeugung des
Vorsprungs strukturiert wird. Die weitere dotierte Schicht
kann durch Implantation oder durch Epitaxie erzeugt werden.
Das obere Source/Drain-Gebiet kann nach Erzeugung des Vor
sprungs durch Implantation erzeugt werden.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an
hand der Figuren näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Aufsicht auf ein Substrat, in der Vertie
fungen, eine erste Maske und streifenförmige Vor
sprünge dargestellt sind.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch das Substrat, nachdem
die Vertiefungen, ein Kondensatordielektrikum von
Kondensatoren, Speicherknoten von Kondensatoren, die
streifenförmigen Vorsprünge, eine Hilfsschicht, eine
isolierende Schicht, ein Gatedielektrikum von MOS-
Transistoren und eine Schicht aus Polysilizium er
zeugt wurden.
Fig. 3 zeigt die Aufsicht auf Fig. 1, nachdem eine zweite
Maske, Isolationsgräben, Vorsprünge und obere Sour
ce-/Drain-Gebiete (in Fig. 4a dargestellt) erzeugt
wurden.
Fig. 4a zeigt den Querschnitt aus Fig. 2, nach den Prozeß
schritten aus Fig. 3 und nachdem eine dritte Maske
(in Fig. 4b dargestellt), Spacer, Gateelektroden der
MOS-Transistoren und Isolationen (in Fig. 6a darge
stellt) erzeugt wurden.
Fig. 4b zeigt die Aufsicht aus Fig. 3 nach den Prozeß
schritten aus Fig. 4a. In der Aufsicht sind die
Spacer, die Hilfsschicht und die Isolationsgräben
dargestellt.
Fig. 5 zeigt den Querschnitt aus Fig. 4a, nachdem eine wei
tere isolierende Schicht, eine erste leitende Schicht
und eine zweite leitende Schicht erzeugt wurden.
Fig. 6a zeigt die Aufsicht aus Fig. 4b, nachdem eine vierte
Maske, weitere Isolationsgräben, untere Source-/Drain-
Gebiete der MOS-Transistoren, leitende Strukturen
Wortleitungen und ein Zwischenoxid erzeugt wurden. In
der Aufsicht sind die Vorsprünge, die Isolationen,
die Gateelektroden, die Wortleitungen und die weite
ren Isolationsgräben dargestellt.
Fig. 6b zeigt den Querschnitt aus Fig. 5 nach den Prozeß
schritten aus Fig. 6a.
Die Figuren sind nicht maßstabsgetreu.
Im Ausführungsbeispiel ist ein Substrat 1 aus Silizium vorge
sehen. Das Substrat 1 weist eine ca. 200 nm dicke untere do
tierte Schicht U und eine ca. 100 nm dicke obere dotierte
Schicht O auf, die n-dotiert sind und eine Dotierstoffkonzen
tration von ca. 1019 cm-3 aufweisen. Das übrige Substrat 1
ist im wesentlichen p-dotiert und weist eine Dotierstoffkon
zentration von ca. 1017 cm-3 auf. Die untere Schicht U weist
einen Abstand von ca. 300 nm zur oberen Schicht O auf.
Es wird eine ca. 150 nm dicke Hilfsschicht H erzeugt, indem
Siliziumnitrid in einer Dicke von ca. 150 nm abgeschieden
wird.
Durch maskiertes Ätzen werden im Substrat 1 ca. 7 µm tiefe
Vertiefungen V erzeugt, die in Spalten und Reihen angeordnet
sind (siehe Fig. 1). Die Vertiefungen V weisen einen hori
zontalen Querschnitt auf, der im wesentlichen kreisförmig ist
und einen Durchmesser von ca. 150 nm aufweist. Entlang einer
Spalte zueinander benachbarter Vertiefungen V weist einen Ab
stand von ca. 150 nm voneinander auf. Entlang einer Reihe zu
einander benachbarter Vertiefungen V weisen einen Abstand von
ca. 300 nm voneinander auf.
In den Vertiefungen V wird ein Kondensatordielektrikum KD von
Kondensatoren erzeugt, indem Siliziumnitrid in einer Dicke
von 4 nm abgeschieden wird und anschließend ca. 2 nm tief aufo
xidiert wird. Anschließend werden untere Bereiche der Vertie
fungen V durch Abscheiden von dotiertem Polysilizium und
Rückätzen gefüllt. Freiliegende Teile des Kondensatordielek
trikums werden entfernt, so daß obere Bereiche der Vertiefun
gen V nicht mit dem Kondensatordielektrikum KD versehen sind.
Durch Abscheiden von weiterem dotiertem Polysilizium werden
die Vertiefungen V vollständig gefüllt. In den oberen Berei
chen der Vertiefungen V grenzt das dotierte Polysilizium an
das Substrat 1 an. Das dotierte Polysilizium in den Vertie
fungen V bildet Speicherknoten K der Kondensatoren (siehe
Fig. 2).
Mit Hilfe einer ersten streifenförmigen Maske M1 aus Photo
lack, deren Streifen ca. 150 nm breit sind, parallel zu den
Spalten verlaufen und einen Abstand von ca. 300 nm voneinan
der aufweisen, wird die Hilfsschicht H strukturiert (siehe
Fig. 1 und 2). Die Streifen der ersten Maske M1 weisen ei
nen Abstand von ca. 75nm von den Vertiefungen V auf.
Die strukturierte Hilfsschicht H dient als Maske bei einem
Ätzschritt, bei dem Polysilizium und das Substrat selektiv zu
Siliziumnitrid geätzt werden, so daß streifenförmige Vor
sprünge VS erzeugt werden (siehe Fig. 1 und 2). Die strei
fenförmigen Vorsprünge VS sind ca. 450 nm hoch. In einem HDP
(High-density-plasma)-Verfahren wird SiO2 nicht-konform abge
schieden und anschließend isotrop geätzt, so daß auf einer
Oberfläche S des Substrats 1 eine ca. 50 nm dicke isolierende
Schicht 11 erzeugt wird (siehe Fig. 2).
Durch thermische Oxidation wird an seitlichen Flächen der
streifenförmigen Vorsprünge VS ein Gatedielektrikum GD von
MOS-Transistoren erzeugt (siehe Fig. 2).
Anschließend wird in situ n-dotiertes Polysilizium in einer
Dicke von ca. 500 nm abgeschieden, durch chemisch-
mechanisches Polieren planarisiert und dann rückgeätzt, so
daß eine ca. 250 nm dicke Schicht P aus Polysilizium erzeugt
wird (siehe Fig. 2).
Mit Hilfe einer zweiten streifenförmigen Maske M2 aus Photo
lack, deren Streifen ca. 150 nm breit sind, einen Abstand von
ca. 150 nm voneinander aufweisen, entlang der Reihen verlau
fen und die Vertiefungen V bedecken, wird Siliziumnitrid, Si
lizium, Polysilizium und SiO2 geätzt (siehe Fig. 3). Dadurch
werden Isolationsgräben G1 erzeugt, die von der Oberfläche S
des ersten Substrats 1 aus ca. 250 nm tief in das Substrat 1
hineinreichen und folglich die untere dotierte Schicht U
durchtrennen. Dabei wird auch die Hilfsschicht H struktu
riert. Ferner werden aus den streifenförmigen Vorsprüngen VS
Vorsprünge VO erzeugt, die einen horizontalen, das heißt par
allel zur Oberfläche S des ersten Substrats 1 verlaufenden
quadratischen Querschnitt aufweist mit einer Seitenlänge von
ca. 150 nm. Die Vorsprünge VO sind in Reihen und Spalten an
geordnet (siehe Fig. 3). Die Vorsprünge VO, die entlang ei
ner Spalte zueinander benachbart sind, weisen einen Abstand
von ca. 150 nm voneinander auf und werden durch die Isolati
onsgräben G1 voneinander getrennt.
Die Vorsprünge VO, die entlang einer Reihe zueinander benach
bart sind, weisen einen Abstand von ca. 300 nm voneinander
auf. Entlang einer Reihe sind die Vertiefungen V und die Vor
sprünge VO alternierend nebeneinander angeordnet. Die Vor
sprünge VO weisen jeweils eine erste seitliche Fläche F1 und
eine gegenüberliegende zweite seitliche Fläche F2 auf, an de
nen das Gatedielektrikum GD und daran die Schicht aus Polysi
lizium P angrenzen. Die Vorsprünge VO weisen ferner zwei wei
tere sich gegenüberliegende seitliche Flächen auf, an die das
SiO2 in den Isolationsgräben G1 angrenzen. Die ersten seitli
chen Flächen F1 der Vorsprünge VO liegen im wesentlichen je
weils in einer Ebene, in der die Richtung der zugehörigen
Spalte liegt.
Aus der oberen dotierten Schicht O werden obere Source-
/Drain-Gebiete S/DO der MOS-Transistoren erzeugt (siehe Fig.
4a).
Die Isolationsgräben G1 werden mit SiO2 gefüllt, indem SiO2
in einer Dicke von ca. 100 nm abgeschieden und chemisch-
mechanisch planarisiert wird, bis die Hilfsschicht H freige
legt wird.
Mit Hilfe einer dritten streifenförmigen Maske M3 aus Photo
lack, die der ersten Maske M1 entspricht und derart versetzt
zur ersten Maske M1 ist, daß sie die strukturierte Hilfs
schicht H teilweise bedeckt, werden freiliegende Teile der
Hilfsschicht H mit zum Beispiel CHF3 entfernt (siehe Fig.
4a und 4b). Die strukturierte Hilfsschicht H wird dadurch
weiter verkleinert.
Anschließend wird die Hilfsschicht H durch Spacer SP vergrö
ßert. Die Spacer SP werden erzeugt, indem Siliziumnitrid in
einer Dicke von ca. 30 nm abgeschieden und rückgeätzt wird.
Die Spacer SP, die in Bereichen der ersten seitlichen Flächen
F1 der Vorsprünge VO angeordnet sind, sind auf der Schicht
aus Polysilizium P angeordnet (siehe Fig. 4a). Die Spacer
SP, die in den Bereichen der zweiten seitlichen Flächen F2
der Vorsprünge VO angeordnet sind, sind auf den Vorsprüngen
VO angeordnet (siehe Fig. 4a). Die Spacer SP, die in Berei
chen der weiteren seitlichen Flächen der Vorsprünge VO ange
ordnet sind, sind auf dem SiO2 in den Isolationsgräben G1 an
geordnet (siehe Fig. 4b).
Anschließend wird mit Hilfe der durch die Spacer SP vergrö
ßerten Hilfsschicht H als Maske SiO2 ca. 400 nm tief geätzt.
Dadurch werden unterhalb der Spacer SP, die in den Bereichen
der weiteren seitlichen Flächen der Vorsprünge VO angeordnet
sind, Isolationen I erzeugt (siehe Fig. 6a). In den Isolati
onsgräben G1 ist das SiO2 in einer Dicke von ca. 300 nm noch
übrig.
Anschließend wird mit Hilfe der durch die Spacer SP vergrö
ßerten Hilfsschicht H als Maske die Schicht aus Polysilizium
P geätzt, bis die isolierende Schicht 11 freigelegt wird. Da
durch entstehen unter den Spacern SP, die in den Bereichen
der ersten seitlichen Flächen F1 der Vorsprünge VO angeordnet
sind, Gateelektroden GA der MOS-Transistoren (siehe Fig. 4a
und Fig. 6a).
Durch isotropes Ätzen mit zum Beispiel HF wird das Gatedie
lektrikum GD an den zweiten seitlichen Flächen F2 der Vor
sprünge VO entfernt.
Zur Erzeugung einer ca. 400 nm dicken weiteren isolierenden
Schicht I2 wird SiO2 in einer Dicke von ca. 50 nm abgeschie
den und rückgeätzt (siehe Fig. 5). Zur Erzeugung einer er
sten leitenden Schicht L1 wird in situ dotiertes Polysilizium
in einer Dicke von ca. 50 nm abgeschieden und rückgeätzt. Zur
Erzeugung einer ca. 100 nm dicken zweiten leitenden Schicht
L2 wird Wolframsilizid in einer Dicke von ca. 400 nm abge
schieden und rückgeätzt (siehe Fig. 5).
Anschließend wird eine vierte streifenförmige Maske M4 aus
Photolack erzeugt, deren Streifen ca. 300 nm breit sind und
Abstände von ca. 150 nm voneinander aufweisen und parallel zu
den Spalten verlaufen und jeweils die Vorsprünge VO, die ent
lang einer Spalte zueinander benachbart sind, bedecken (siehe
Fig. 6a). Mit Hilfe der vierten Maske M4 werden die zweite
leitende Schicht L2, die erste leitende Schicht L1, die zwei
te isolierende Schicht I2, die erste isolierende Schicht I1,
die Speicherknoten K, die Kondensatordielektrika KD und das
Substrat 1 geätzt, so daß weitere Isolationsgräben G2 erzeugt
werden, die quer zu den Isolationsgräben G1 verlaufen und die
oberen Bereiche der Vertiefungen V durchtrennen. Die weiteren
Isolationsgräben G2 reichen ca. 250 nm von der Oberfläche S
des ersten Substrats 1 aus in das erste Substrat 1 hinein.
Die untere dotierte Schicht U wird durch die Erzeugung der
Isolationsgräben G1, der weiteren Isolationsgräben G2 und die
Vertiefungen V strukturiert, so daß voneinander getrennte un
tere Source-/Drain-Gebiete S/DU der MOS-Transistoren erzeugt
werden. Teile des Substrats 1, die zwischen den oberen Sour
ce-/Drain-Gebieten S/DO und den unteren Source-/Drain-
Gebieten S/DU angeordnet sind, wirken als Kanalgebiete KA der
MOS-Transistoren.
Die weiteren Isolationsgräben G2 sind derart versetzt zu den
Vertiefungen V angeordnet, daß die Speicherknoten K bei den
oberen Bereichen der Vertiefungen V an die zugehörigen unte
ren Source-/Drain-Gebiete S/DU angrenzen.
Aus der zweiten leitenden Schicht L2 und der ersten leitenden
Schicht L1 werden durch die Erzeugung der weiteren Isolati
onsgräben G2 leitende Strukturen L erzeugt, die jeweils einen
der Vorsprünge VO umgeben, an die zugehörige zweite seitliche
Fläche F2 des Vorsprungs VO angrenzen, an die zugehörige Ga
teelektrode GA angrenzen und zusammen mit den Gateelektroden
GA parallel zu den Spalten verlaufende Wortleitungen W bilden
(siehe Fig. 6b und 6a).
Die zweite isolierende Schicht I2 verhindert einen Kurzschluß
zwischen den unteren Source-/Drain-Gebieten S/DU und den lei
tenden Strukturen L.
Es wird ein Zwischenoxid Z erzeugt, indem SiO2 in einer Dicke
von ca. 1000 nm abgeschieden und rückgeätzt wird, bis die
Hilfsschicht H freigelegt wird. Die zweiten Isolationsgräben
G2 werden dabei mit SiO2 gefüllt (siehe Fig. 6b).
Mit herkömmlichen Verfahrensschritten werden anschließend
Kontaktlöcher zu den oberen Source-/Drain-Gebieten S/DO ge
öffnet, darin Kontakte erzeugt und quer zu den Wortleitungen
W verlaufende Bitleitungen, die an die Kontakte angrenzen,
erzeugt (nicht dargestellt).
Die leitenden Strukturen L verbinden die Kanalgebiete KA mit
den zugehörigen Gateelektroden GA.
Es sind viele Variationen des Ausführungsbeispiels denkbar,
die ebenfalls im Rahmen der Erfindung liegen. So können Ab
messungen der Schichten, Vertiefungen, Vorsprüngen und Masken
an die jeweiligen Erfordernisse angepaßt werden. Dasselbe
gilt für die Wahl der Materialien.
Claims (13)
1. MOS-Transistor,
- - mit einem oberen Source/Drain-Gebiet (S/DO), einem Kanalge biet (KA) und einem unteren Source/Drain-Gebiet (S/DU), die als Schichten übereinander gestapelt sind und einen Vor sprung (VO) eines Substrats (1) bilden,
- - mit einem Gatedielektrikum (GD), das an eine erste seitli che Fläche (F1) des Vorsprungs (VO) angrenzt,
- - mit einer Gateelektrode (GA), die an das Gatedielektrikum (GD) angrenzt,
- - bei dem eine leitende Struktur (L) im Bereich des Kanalge biets (KA) an eine zweite seitliche Fläche (F2) des Vor sprungs (VO) angrenzt,
- - bei dem die leitende Struktur (L) an die Gateelektrode (GA) angrenzt.
2. MOS-Transistor nach Anspruch 1,
- - bei dem die erste seitliche Fläche (F1) des Vorsprungs (VO) der zweiten seitlichen Fläche (F2) des Vorsprungs (VO) ge genüberliegt,
- - bei dem der Vorsprung (VO) zwei weitere seitliche Flächen aufweist, die sich gegenüberliegen,
- - bei dem die zwei weiteren seitlichen Flächen des Vorsprungs (VO) jeweils mit einer Isolation (I) versehen sind,
- - bei dem die leitende Struktur (L) den Vorsprung (VO) seit lich umgibt und durch die Isolationen (I) von den zwei wei teren seitlichen Flächen des Vorsprungs (VO) getrennt wird.
3. DRAM-Zellenanordnung,
- - mit Speicherzellen, die jeweils einen MOS-Transistor mit den Merkmalen aus den Ansprüchen 1 und 2 und einen mit dem MOS-Transistor Verbundenen Kondensator aufweisen,
- - bei der die Vorsprünge (VO) der MOS-Transistoren in Reihen und Spalten angeordnet sind,
- - bei der die leitenden Strukturen (L) und die Gateelektroden (GA) der MOS-Transistoren, die entlang einer der Spalten angeordnet sind, Teile einer parallel zur Spalte verlaufen den Wortleitung (W) sind.
4. DRAM-Zellenanordnung nach Anspruch 3,
- - bei der der Kondensator über dem Substrat (1) angeordnet ist.
5. DRAM-Zellenanordnung nach Anspruch 3,
- - bei der ein Teil des unteren Source-/Drain-Gebiets (S/DU) unter dem Vorsprung (VO) angeordnet ist und an eine Ober fläche (S) des Substrats (1) angrenzt,
- - bei der im wesentlichen parallel zueinander verlaufende Isolationsgräben (G1) vorgesehen sind, die untere Sour ce-/Drain-Gebiete (S/DU), die quer zu den Isolationsgräben (G1) zueinander benachbart sind, voneinander trennen,
- - bei der im Substrat (1) zwischen zwei zueinander benachbar ten Isolationsgräben (G1) eine Vertiefung (V) vorgesehen ist, die mit einem Kondensatordielektrikum (KD) des Konden sators versehen und mit einem Speicherknoten (K) des Kon densators gefüllt ist,
- - bei der der Speicherknoten (K) bei einem oberen Bereich der Vertiefung (V) an den Teil des unteren Source-/Drain-Gebiets (S/DU)angrenzt.
6. DRAM-Zellenanordnung nach Anspruch 5,
bei der die Vertiefungen (V) untere Source-/Drain-Gebiete
(S/DU), die entlang der Isolationsgräben (G1) zueinander be
nachbart sind, voneinander trennen.
7. DRAM-Zellenanordnung nach Anspruch 5 oder 6,
- - bei der weitere Isolationsgräben (G2) vorgesehen sind, die quer zu den Isolationsgräben (G1) verlaufen, die oberen Be reiche der Vertiefungen (V) durchtrennen und derart ver setzt zu den Vertiefungen (V) angeordnet sind, daß die Speicherknoten (K) bei den oberen Bereichen der Vertiefun gen (V) an die zugehörigen unteren Source/Drain-Gebiete (S/DU) angrenzen und ansonsten vom Substrat (1) getrennt sind.
8. DRAM-Zellenanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
- - bei der die Isolationsgräben (G1) jeweils entlang einer der Reihen verlaufen,
- - bei der die erste seitliche Fläche (F1) im wesentlichen in einer Ebene liegt, in der die Richtung der Spalte liegt.
9. Verfahren zur Herstellung eines MOS-Transistors,
- - bei dem ein Substrat (1) mit einem Vorsprung (VO) gebildet wird,
- - bei dem im Vorsprung (VO) ein oberes Source-/Drain-Gebiet (S/DO), ein Kanalgebiet (KA) und ein unteres Source-/Drain- Gebiet (S/DU) des MOS-Transistors erzeugt werden, die als Schichten übereinander gestapelt sind,
- - bei dem eine erste seitliche Fläche (F1) des Vorsprungs (VO) mit einem Gatedielektrikum (GD) versehen wird,
- - bei dem eine Gateelektrode (GA) erzeugt wird, die an das Gatedielektrikum (GD) angrenzt,
- - bei dem eine leitende Struktur (L) erzeugt wird, die an die Gateelektrode (GA) und im Bereich des Kanalgebiets (KA) an eine zweite seitliche Fläche (F2) des Vorsprungs (VO) an grenzt.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
- - bei dem der Vorsprung (VO) so erzeugt wird, daß die erste seitliche Fläche (F1) des Vorsprungs (VO) der zweiten seit lichen Fläche (F2) des Vorsprungs (VO) gegenüberliegt, und der Vorsprung (VO) zwei weitere seitliche Flächen aufweist, die sich gegenüberliegen,
- - bei dem die zwei weiteren seitlichen Flächen des Vorsprungs (VO) jeweils mit einer Isolation (I) versehen werden,
- - bei dem die leitende Struktur (L) so erzeugt wird, daß sie den Vorsprung (VO) seitlich umgibt, wobei sie durch die Isolationen (I) von den zwei weiteren seitlichen Flächen des Vorsprungs (VO) getrennt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
- - bei dem auf dem Substrat (1) eine Hilfsschicht (H) aufge bracht wird,
- - bei dem die Hilfsschicht (H) mit Hilfe einer ersten strei fenförmigen Maske (M1) strukturiert wird,
- - bei dem freiliegende Teile des Substrat (1) geätzt werden, so daß mindestens ein streifenförmiger Vorsprung (VS) des Substrats (1) erzeugt wird,
- - bei dem zur Isolierung der Gateelektrode (GA) und der lei tenden Struktur (L) vom Substrat (1) eine isolierende Schicht (I2) auf das Substrat (1) aufgebracht wird,
- - bei dem das Gatedielektrikum (GD) erzeugt wird,
- - bei dem leitendes Material abgeschieden und bis unterhalb der Hilfsschicht (H) rückgeätzt wird,
- - bei dem mit Hilfe einer zweiten streifenförmigen Maske (M2), die quer zum streifenförmigen Vorsprung (VS) ver läuft, mindestens die Hilfsschicht (H), das leitende Mate rial, und der streifenförmige Vorsprung (VS) so geätzt wer den, daß aus dem streifenförmigen Vorsprung (VS) der Vor sprung (VO) erzeugt wird,
- - bei dem isolierendes Material abgeschieden wird, so daß es an die zwei weiteren seitlichen Flächen des Vorsprungs (VO) angrenzt,
- - bei dem mit Hilfe einer dritten Maske (M3), die die struk turierte Hilfsschicht (H) in einem Bereich der zweiten seitlichen Fläche (F2) des Vorsprungs (VO) nicht bedeckt, freiliegende Teile der Hilfsschicht (H) entfernt werden,
- - bei dem die Hilfsschicht (H) durch Spacer (SP) vergrößert wird, indem Material abgeschieden und rückgeätzt wird, so daß die Spacer (SP) im Bereich der ersten seitlichen Fläche (F1) des Vorsprungs (VO) auf leitendem Material, in Berei chen der zwei weiteren seitlichen Flächen auf dem isolie renden Material und im Bereich der zweiten seitlichen Flä che (F2) auf dem Vorsprung (VO) angeordnet sind,
- - bei dem selektiv zur Hilfsschicht (H) das isolierende Mate rial und das leitende Material geätzt werden, bis die iso lierende Schicht (I2) freigelegt wird, so daß aus dem lei tenden Material unter der Hilfsschicht (H) die Gateelektro de (GA) gebildet wird, aus dem isolierenden Material unter der Hilfsschicht (H) die Isolierungen (I) gebildet werden und die zweite seitliche Fläche (F2) des Vorsprungs (VO) freigelegt wird,
- - bei dem leitendes Material abgeschieden und rückgeätzt wird, so daß die leitende Struktur (L) erzeugt wird.
12. Verfahren zur Herstellung einer DRAM-Zellenanordnung,
- - bei dem Speicherzellen erzeugt werden, die jeweils einen mit einem Verfahren nach Anspruch 10 erzeugten MOS- Transistor und einen damit verbundenen Kondensator aufwei sen,
- - bei dem die erste streifenförmige Maske (M1) mehrere im we sentlichen parallel zueinander verlaufende Streifen auf weist, so daß mehrere streifenförmige Vorsprünge (VS) er zeugt werden,
- - bei dem die zweite Maske (M2) mehrere im wesentlichen par allel zueinander und quer zu den Streifen der ersten Maske (M1) verlaufende Streifen aufweist, so daß mehrere Vor sprünge (VO) der MOS-Transistoren erzeugt werden, die in Reihen und Spalten angeordnet sind,
- - bei dem nach Abscheiden und Rückätzen des leitenden Materi als zur Erzeugung der leitenden Strukturen (L) das leitende Material mit Hilfe einer vierten streifenförmigen Maske (M4), deren Streifen breiter als die Vorsprünge (VO) sind und jeweils die Vorsprünge (VO), die entlang einer der Spalten zueinander benachbart sind, bedecken, strukturiert wird, so daß parallel zu den Spalten verlaufene Wortleitun gen (W) erzeugt werden, die aus den leitenden Strukturen (L) und den Gateelektroden (GA) der MOS-Transistoren beste hen.
13. Verfahren nach Anspruch 12,
- - bei dem das untere Source-/Drain-Gebiet (S/DU) so erzeugt wird, daß ein Teil des unteren Source-/Drain-Gebiets (S/DU) unter dem Vorsprung (VO) angeordnet ist und an eine Ober fläche (S) des Substrats (1) angrenzt,
- - bei dem bei der Erzeugung der Vorsprünge (VO) auch das Sub strat (1) geätzt wird, so daß quer zu den Wortleitungen (W) verlaufende Isolationsgräben (G1) erzeugt werden, die unte re Source-/Drain-Gebiete (S/DU), die quer zu den Isolations gräben (G1) zueinander benachbart sind, voneinander tren nen,
- - bei dem im Substrat (1) zwischen zwei zueinander benachbar ten Isolationsgräben (G1) eine Vertiefung (V) erzeugt wird, die mit einem Kondensatordielektrikum (KD) des Kondensators versehen und mit einem Speicherknoten (K) des Kondensators gefüllt ist, der bei einem oberen Bereich der Vertiefung (V) an den Teil des unteren Source-/Drain-Gebiets (S/DU) an grenzt,
- - bei dem nach Erzeugung der Kondensatoren die Wortleitungen (W) mit Hilfe der vierten streifenförmigen Maske (M4) so erzeugt werden, daß weitere Isolationsgräben (G2) erzeugt werden, die quer zu den Isolationsgräben (G1) verlaufen, die oberen Bereiche der Vertiefungen (V) durchtrennen und derart versetzt zu den Vertiefungen (V) angeordnet sind, daß die Speicherknoten (K) bei den oberen Bereichen der Vertiefungen (V) an die zugehörigen unteren Source-/Drain- Gebiete (S/DU) angrenzen.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19929211A DE19929211B4 (de) | 1999-06-25 | 1999-06-25 | Verfahren zur Herstellung eines MOS-Transistors sowie einer DRAM-Zellenanordung |
PCT/DE2000/001740 WO2001001481A1 (de) | 1999-06-25 | 2000-05-29 | Mos-transistor sowie dram-zellenanordnung und verfahren zu deren herstellung |
JP2001506607A JP4064107B2 (ja) | 1999-06-25 | 2000-05-29 | Mosトランジスタ、dramセル構成体、およびmosトランジスタの製造方法 |
TW089112432A TW472397B (en) | 1999-06-25 | 2000-06-23 | MOS-transistor and its production method as well as DRAM-cells device and its production method |
US10/027,524 US6521935B2 (en) | 1999-06-25 | 2001-12-26 | Mos transistor and dram cell configuration |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19929211A DE19929211B4 (de) | 1999-06-25 | 1999-06-25 | Verfahren zur Herstellung eines MOS-Transistors sowie einer DRAM-Zellenanordung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19929211A1 true DE19929211A1 (de) | 2001-01-04 |
DE19929211B4 DE19929211B4 (de) | 2005-10-06 |
Family
ID=7912564
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19929211A Expired - Fee Related DE19929211B4 (de) | 1999-06-25 | 1999-06-25 | Verfahren zur Herstellung eines MOS-Transistors sowie einer DRAM-Zellenanordung |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6521935B2 (de) |
JP (1) | JP4064107B2 (de) |
DE (1) | DE19929211B4 (de) |
TW (1) | TW472397B (de) |
WO (1) | WO2001001481A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10125967C1 (de) * | 2001-05-29 | 2002-07-11 | Infineon Technologies Ag | DRAM-Zellanordnung mit vertikalen MOS-Transistoren und Verfahren zu deren Herstellung |
DE10204871A1 (de) * | 2002-02-06 | 2003-08-21 | Infineon Technologies Ag | Kondensatorlose 1-Transistor-DRAM-Zelle und Herstellungsverfahren |
DE10232002A1 (de) * | 2002-07-15 | 2004-02-05 | Infineon Technologies Ag | Integrierter Halbleiterspeicher und Herstellungsverfahren |
DE10232001A1 (de) * | 2002-07-15 | 2004-02-05 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zur Herstellung eines integrierten Halbleiterspeichers |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002237575A (ja) | 2001-02-08 | 2002-08-23 | Sharp Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
DE10226660A1 (de) * | 2002-06-14 | 2004-01-08 | Infineon Technologies Ag | Flächenoptimierte Arrayanordnung für DRAM-Speicherzellen |
US7288809B1 (en) | 2003-12-16 | 2007-10-30 | Spansion Llc | Flash memory with buried bit lines |
US7473596B2 (en) | 2003-12-19 | 2009-01-06 | Micron Technology, Inc. | Methods of forming memory cells |
JP5258120B2 (ja) * | 2008-01-29 | 2013-08-07 | ユニサンティス エレクトロニクス シンガポール プライベート リミテッド | 半導体装置の製造方法 |
US8476132B2 (en) | 2008-01-29 | 2013-07-02 | Unisantis Electronics Singapore Pte Ltd. | Production method for semiconductor device |
WO2009096002A1 (ja) * | 2008-01-29 | 2009-08-06 | Unisantis Electronics (Japan) Ltd. | 半導体装置の製造方法 |
TWI455314B (zh) * | 2011-01-03 | 2014-10-01 | Inotera Memories Inc | 具有浮置體的記憶體結構及其製法 |
KR20220010674A (ko) * | 2020-07-17 | 2022-01-26 | 삼성전자주식회사 | 반도체 소자 |
CN116234300B (zh) * | 2022-03-18 | 2024-02-20 | 北京超弦存储器研究院 | 动态存储单元及动态存储装置 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5227660A (en) * | 1987-11-09 | 1993-07-13 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor device |
JPH01227468A (ja) * | 1988-03-08 | 1989-09-11 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体記憶装置 |
US5208172A (en) * | 1992-03-02 | 1993-05-04 | Motorola, Inc. | Method for forming a raised vertical transistor |
US5252849A (en) * | 1992-03-02 | 1993-10-12 | Motorola, Inc. | Transistor useful for further vertical integration and method of formation |
US5559368A (en) * | 1994-08-30 | 1996-09-24 | The Regents Of The University Of California | Dynamic threshold voltage mosfet having gate to body connection for ultra-low voltage operation |
DE4434725C1 (de) * | 1994-09-28 | 1996-05-30 | Siemens Ag | Festwert-Speicherzellenanordnung und Verfahren zu deren Herstellung |
DE19723936A1 (de) * | 1997-06-06 | 1998-12-10 | Siemens Ag | DRAM-Zellenanordnung und Verfahren zu deren Herstellung |
US6072209A (en) * | 1997-07-08 | 2000-06-06 | Micro Technology, Inc. | Four F2 folded bit line DRAM cell structure having buried bit and word lines |
US5907170A (en) * | 1997-10-06 | 1999-05-25 | Micron Technology, Inc. | Circuit and method for an open bit line memory cell with a vertical transistor and trench plate trench capacitor |
DE59814170D1 (de) * | 1997-12-17 | 2008-04-03 | Qimonda Ag | Speicherzellenanordnung und Verfahren zu deren Herstellung |
DE19811882A1 (de) * | 1998-03-18 | 1999-09-23 | Siemens Ag | DRAM-Zellenanordnung und Verfahren zu deren Herstellung |
-
1999
- 1999-06-25 DE DE19929211A patent/DE19929211B4/de not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-05-29 JP JP2001506607A patent/JP4064107B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2000-05-29 WO PCT/DE2000/001740 patent/WO2001001481A1/de active Application Filing
- 2000-06-23 TW TW089112432A patent/TW472397B/zh not_active IP Right Cessation
-
2001
- 2001-12-26 US US10/027,524 patent/US6521935B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10125967C1 (de) * | 2001-05-29 | 2002-07-11 | Infineon Technologies Ag | DRAM-Zellanordnung mit vertikalen MOS-Transistoren und Verfahren zu deren Herstellung |
DE10204871A1 (de) * | 2002-02-06 | 2003-08-21 | Infineon Technologies Ag | Kondensatorlose 1-Transistor-DRAM-Zelle und Herstellungsverfahren |
US7034336B2 (en) | 2002-02-06 | 2006-04-25 | Infineon Technologies Ag | Capacitorless 1-transistor DRAM cell and fabrication method |
US7341904B2 (en) | 2002-02-06 | 2008-03-11 | Infineon Technologies Ag | Capacitorless 1-transistor DRAM cell and fabrication method |
DE10232002A1 (de) * | 2002-07-15 | 2004-02-05 | Infineon Technologies Ag | Integrierter Halbleiterspeicher und Herstellungsverfahren |
DE10232001A1 (de) * | 2002-07-15 | 2004-02-05 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zur Herstellung eines integrierten Halbleiterspeichers |
US6750098B2 (en) | 2002-07-15 | 2004-06-15 | Infineon Technologies Ag | Integrated semiconductor memory and fabrication method |
DE10232002B4 (de) * | 2002-07-15 | 2008-12-11 | Qimonda Ag | Verfahren zur selbstjustierten selektiven Kontaktierung von Gate-Elektroden vertikaler Transistoren eines integrierten Halbleiterspeichers und integrierter Halbleiterspeicher |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW472397B (en) | 2002-01-11 |
JP4064107B2 (ja) | 2008-03-19 |
DE19929211B4 (de) | 2005-10-06 |
US6521935B2 (en) | 2003-02-18 |
US20020096699A1 (en) | 2002-07-25 |
WO2001001481A1 (de) | 2001-01-04 |
JP2003503853A (ja) | 2003-01-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2169715B1 (de) | Integrierte Schaltungsanordnung mit Kondensator und Herstellungsverfahren | |
DE19928781C1 (de) | DRAM-Zellenanordnung und Verfahren zu deren Herstellung | |
DE19718721C2 (de) | DRAM-Zellenanordnung und Verfahren zu deren Herstellung | |
DE19911148C1 (de) | DRAM-Zellenanordnung und Verfahren zu deren Herstellung | |
DE19943760C1 (de) | DRAM-Zellenanordnung und Verfahren zu deren Herstellung | |
DE19929211A1 (de) | MOS-Transistor und Verfahren zu dessen Herstellung sowie DRAM-Zellenanordnung und Verfahren zu deren Herstellung | |
DE19811882A1 (de) | DRAM-Zellenanordnung und Verfahren zu deren Herstellung | |
EP0945901A1 (de) | DRAM-Zellenanordnung mit vertikalen Transistoren und Verfahren zu deren Herstellung | |
WO2000019529A1 (de) | Integrierte schaltungsanordnung mit vertikaltransistoren und verfahren zu deren herstellung | |
EP1125328B1 (de) | Verfahren zur herstellung einer dram-zellenanordnung | |
DE19525070A1 (de) | Elektrisch schreib- und löschbare Festwertspeicherzellenanordnung und Verfahren zu deren Herstellung | |
EP1145319B1 (de) | Integrierte schaltungsanordnung und verfahren zu deren herstellung | |
EP1145320A1 (de) | Dram-zellenanordnung und verfahren zur deren herstellung | |
DE19845004C2 (de) | DRAM-Zellenanordnung und Verfahren zu deren Herstellung | |
DE19954867C1 (de) | DRAM-Zellenanordnung und Verfahren zu deren Herstellung | |
DE10022696A1 (de) | Herstellungsverfahren einer Halbleitereinrichtung und Halbleitereinrichtung | |
EP1552561A2 (de) | Integrierte schaltungsanordnung mit kondensatoren und mit vorzugsweise planaren transistoren und herstellungsverfahren | |
DE19845058A1 (de) | DRAM-Zellenanordnung und Verfahren zu deren Herstellung | |
DE19653107C2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Speicherzellenanordnung | |
DE19914496A1 (de) | Speicherzellenanordnung und Verfahren zu deren Herstellung | |
DE19923262C1 (de) | Verfahren zur Erzeugung einer Speicherzellenanordnung | |
DE19914490C1 (de) | Speicherzellenanordnung und Verfahren zu deren Herstellung | |
EP1234332B1 (de) | Dram-zellenstruktur mit tunnelbarriere | |
DE102004022602A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Grabenkondensators, Verfahren zur Herstellung einer Speicherzelle, Grabenkondensator und Speicherzelle | |
EP1097471B1 (de) | Integrierte schaltungsanordnung mit mindestens einem transistor und einem kondensator und verfahren zu deren herstellung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |